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补风型通风柜的罪与罚

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-09-16
核心提示:通风柜的空气动力学原理来自于其相对于房间形成的“局部负压”,就如万有引力定律一样,无论科技如何更新换代,物理学的基本原理不会变。
   1.补风型通风柜究竟是个啥?
 
  首先,我们来看看通风柜的原理:
 
  通风柜的空气动力学原理来自于其相对于房间形成的“局部负压”,就如万有引力定律一样,无论科技如何更新换代,物理学的基本原理不会变。
 
  补风型通风柜其实就是对通风柜内部进行补新风的通风柜。
 
  目前依然活跃在国内市场上的德国品牌通风柜内部补风技术是这么描述的:在保持最安全的前提下,通过减少总体的排风量来减少能源的消耗,通过增加边柱及玻璃拉门框上的小通风口在通风柜内部进行补风(支持型气流),大大减少了整个通风柜的排风量。补风系统是由一个单独的风机提供。
 
  其实补风型通风柜并不是什么新型的高新技术,在实验室行业发展初期曾风光无限趋近于现阶段的悄无声息。原因有很多,比如室内温湿度混乱、排气效果难于控制,维护成本高等。当然,最根本的原因在于为了单纯的追求节能而忽视了通风柜的根本原则,即安全性。
 
  2.补风型通风柜是否有优点?
 
  有优点——省电节能。因为对通风柜内部(非柜门处)进行补新风,此部分新风不会经过空调换热系统。而它在通风柜内部排与补达到了风压平衡,所以它可以只对通风柜内部抽风,不会影响实验室外部环境温度,从而实现对实验室空调系统节能。
 
  3.那么补风型通风柜的危害又在哪里?
 
  首先、先说说成本问题,补风系统的初始投资和运行成本,而且要考虑补风系统的相对合理性。如炎热季节和寒冷天气的送风对室内环境和人员的影响,比如是否与室内空调系统联动。这种情况下补风型通风柜的运行耗能甚至比标准通风柜的能耗还要高。
 
  其次、因为补风型通风柜内部达到了平衡,所以根本无法满足面风速0.5米每秒的参数。从而就无法保证有毒有害气体溢出来,也就无从保证试验人员和设备的安全。长期在这种通风系统有风险的环境中工作,极有可能造成无法挽回的职业病。如呼吸系统疾病(化学性肺炎或肺水等)、神经系统疾病(有毒物质可侵犯运动神经、感觉神经或混合神经)、血液系统疾病(贫血,白血病等)、消化系统疾病(黄磷、砷化合物、四氯化碳、苯胺等物质可致中毒性肝病等)、循环系统疾病(如休克,动脉粥样硬化等)、除此自外还有泌尿系统、骨骼损害、视力损伤等。
 
  4.通风柜的作用
 
  众所周知,通风柜作为一种实验室防护设备诞生的目的就是把实验室操作所产生的污染物限制在其柜内,想要做到这一点,就必须依赖其柜内腔体相对于房间形成的“局部负压”! 注意是相对于“房间”,只有面向房间的一面维持足够的负压,通风柜才会形成气流从房间向通风柜内的稳定流向,保证污染物被向内吸入,不致逸出到房间内,从而保护房间内的人和环境。
 
  通风柜相对于房间形成的局部负压是通风柜的防护力的源泉,并且最终反映到一个指标上,即通风柜面向房间的视窗截面上的“面风速”。
 
  5.通风柜不同国家面风速标准:
 
  美国国家标准 0.5-0.6 m/s
 
  加拿大国家标准 0.5 m/s
 
  澳大利亚标准  0.5 m/s
 
  英国标准 0.5 m/s
 
  瑞典标准 0.5 m/s
 
  日本标准 0.4 m/s
 
  德国工业标准 0.3 m/s
 
  中国国家标准 0.3-0.7 m/s
 
  6.面风速是不是越高越好?
 
  但是面风速太高也不好,打个比喻:山中的小溪,如果溪水中央有一块石头(好比通风柜前气流中站着一个人),当水流速过快时,在石头下游的下方(相当于柜前人正面部呼吸区)会形成涡流回旋,引发气流紊乱(污染物逸出).
 
  反而水流速平稳有力,才会持续带走污染物,所以大多数国家的标准要求通风柜的面风速最好稳定在0.3-0.6m/s之间。
 
  以下内容摘自美标ANSI Z9.5-2003,这些数据很多科学家多年试验和研究的结晶:60–80 fpm (0.30–0.41 m/s)。
 
  所以面风速即不能太低,也不能太高,如果想让通风柜无级调节的情况下让面风速稳定不变,就只能是通过改变通风柜的排风量来让面风速稳定,这也是为什么建议使用单位尽量采用变风量控制的原因。
 
  变风量控制系统除了能有效的保护工作人员的安全之外另一个作用是能够“按需排风”达到节能的效果。
 
  7.总结
 
  我们始终要牢记的是,安全性是通风柜的主要功能,节能只是其次。实验室节能是一个全局观念,不能只盯着通风柜,更不能牺牲通风柜的安全性能来换取一个局部节能。
 
  至于“补风型通风柜”这种理论上看起来节能降耗的产品,实则危害极大。正所谓画面很美,但是弥补不了原理上的根本缺限。
 
 
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