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摘要：本文对实验室通风系统及暖通空调的常用设计方案简要介绍，分析其冷热源选择，并且从排风系统、送风系统、排风净化处理系统、水系统及其他系统等五个方面阐述通风系统及暖通空调的设计要点和思路，为实验室通风系统及暖通空调的设计提供参考。
关键词：实验室；通风系统；暖通空调；设计
引言：随着国民生活水平的不断提高，很多建筑内部都安装了空调系统，实验室也不例外。实验室通风系统及暖通空调的设计更加重要，实验过程中会产生各种有害或有毒的气体，通风系统必须及时将这些实验产生的气体排出，防止对实验人员的身体造成伤害。
1实验室通风系统及暖通空调的常用设计方案
实验室通风系统及暖通空调需要保证实验室内部的温湿度与风速符合需求，常用的设计方案是通过送风系统向实验室内持续输送处理过的空气，防止室外空气的余热或者污染物对实验室内的环境造成破坏。实验室内部存在各种实验试剂及设备，其环境保护工作是非常重要的。因此实验室送风系统和排风系统都需要净化空气，通风系统及暖通空调都必须保证空气干净无污染。实验室通风系统及暖通空调需要空气净化设备来提高空气质量，而且该系统的冷热源选择同样要适当，保护室内和室外的空气均不受实验影响。
实验室通风系统及暖通空调由空气净化设备、空气输送设备及管路、冷热源设备及附件等组成。空气净化设备的作用是对室外空气的温度和湿度进行处理并净化空气的污染杂质，提高空调系统中空气的质量；空气输送设备及管路顾名思义为空气在空调系统内部流通的设备和管道线路，它是实验室通风系统及暖通空调的重要组成部分；冷热源设备及附件的作用是为实验室通风系统及暖通空调提供稳定且清洁的空气能源，它可以提高实验室内环境的整洁度和舒适度。
2实验室通风系统及暖通空调的冷热源选择
实验室通风系统的冷源可以选择部分蓄冰系统，然后将电制冷冷水机与蓄冰系统相互连接，再为冷源系统搭配基载主机为通风系统提供冷水，最后将通风系统的冷水主机与其他冷水设备进行搭配即可，例如冷却水泵、冷冻液泵、融冰冷水泵等。通风系统中基载主机的作用就是为了制冷，它可以将空调水温降低到5~12℃，保证为冷却水系统提供冷源。如果冷却水系统的回流水问题过高，可以适当增加基载主机的数量，提高其制冷效率。蓄冰系统中使用冷冻液可以将水温降低到零下，与冷却系统的回流水形成较大温差，有效提高冷却水系统的效率。冷却水系统中使用的各种水泵和液泵的配置比例均为1:1，而且为了防止水泵和液泵设备突然损坏，在实际使用中需要为其配置备用设备。冷却水系统中需要添加适当的化学试剂，防止冷却水管道中出现细菌，冷却水的质量同样需要保障，冷却水系统通常使用水处理器和真空脱气机实现化学药剂的自动化添加，降低了人工加药的不便性。如果实验室所处地理位置冬季气温比较低，可以直接采用冬季冷却塔作为制冷系统，该设备相比蓄冰系统更加节省能源，但是该设备中使用的管件必须使用防冻设备进行保护，防止管路中的水凝固成冰[1]。
实验室暖通空调的热源一般选择锅炉房，高温锅炉如果烧热水可以直接为暖通空调系统提供高温度的水源，然后将水源输送到换热站将水温度转化为热量为实验室供暖或者供热水，最后增加或者减少换热器的数量即可控制实验室的温度。除此之外，实验室还可以铺设地热水管，然后直接将锅炉房的热水输送到地热管路中即可完成对实验室的供暖。
3实验室通风系统及暖通空调的设计
实验室通风系统及暖通空调的设计由排风系统、送风系统、排风净化处理系统、水系统及其他系统组成。排风系统将实验室内部的空气通过管道进行处理，然后将对环境污染不大的气体排放到室外；送风系统将外界的空气的温湿度进行调整，再通过空气净化器去除空气中的污染杂质后将其配送到各个实验室房间使用；排风净化处理系统接收排风系统运送的气体，然后通过化学手段对空气中的污染杂质进行处理，降低实验室排放气体对周围环境的污染和破坏；水系统为通风系统及暖通空调提供冷却水源及冷源和热源，它的作用是辅助降温或者供暖；其他系统为针对实验室的特征设置的，有些实验室需要设置烟气排放系统，因为实验过程中会产生烟气，在进行实验时需要同时开打烟气排放系统，直接将实验产生的有害烟气迅速排出，防止烟气损害实验人员的身体健康。
3.1排风系统
实验室排风系统可以分为全面排风或者局部排风，全面排风可以保障实验室整体环境的质量，而局部排风可以迅速地对实验室局部环境进行控制。
因为实验室与其他空间不同，其他空间不需要考虑安全问题，而实验室作为实验空间经常要进行各种各样的化学反应实验，化学反应中经常生产各种气体，有些气体具有强烈的刺激性气味，严重威胁到实验人员的呼吸道健康，所以排风系统是实验室必须具备的空调系统。排风系统可以在实验时具有针对性地将实验气体排出，降低实验的外界干扰因素，同时排风系统还能将所有污染或者有害气体集中输送到排风净化处理系统中，防止实验产生的气体对周围环境造成污染，该系统是控制实验室气体排放的有效途径。实验室排风系统应该采取分布式的形式，每个实验台上方都要设置排放罩口，每个排风罩口又可以具体分为不同气体的排放管道，实验时要根据化学反应产生的气体性质选择合适的排风管道，然后所有实验台的气体统一集中到输送管道进行净化处理。实验室还可以直接将实验台进行分类，不同种类的化学实验必须在指定的实验台上进行，然后每个实验台对应不同的输送管道，不同的污染或者有害气体需要选择不同的处理方式，没有污染的气体可以直接从楼顶的通风口排放到外界环境中。实验室的回风口可以设计成百叶形或者吸气罩的形式，排风系统管道中气体的流动方向需要通过吸气进行控制，防止实验生产的污染或者有害气体从排风管道反方向流出[2]。
3.2送风系统
实验室送风系统主要负责调节实验环境的温度，在夏天时送风系统需要送入冷空气来降低实验环境的温度，防止外界温度导致实验环境温度过高而影响反应试剂的性质。冬季同样需要由送风系统送入热风，将整个实验环境的空气加热，提高实验环境的整体温度与舒适度，防止温度过低影响实验人员的操作水平或者影响化学试剂的性质。很多化学反应都对温度和湿度有明显要求，湿度过高可能会导致实验反应原料与空气中的水分子结合，温度过高同样会导致有些实验试剂挥发速度变快，所以只有通过送风系统保证合适的实验环境才是对化学反应最有利的。送风系统由空调机组和空气过滤器组成，实验室通风系统及暖通空调在吸收外界空气时需要先对空气的质量进行净化，防止空气中存在污染成分影响实验室工作，同样在实验室送风系统将空气送入各个实验室时还要经过过滤设备。实验室送风系统除了过滤空气之外还需要调节空气的温湿度，保证送风系统运送的空气质量符合要求。实验室空调机组由冷却设备、净化设备、过滤设备、水泵等设备共同组成，冷却设备被使用在空调机组中的喷水室中，在喷水室内通过对空气的温湿度进行调节达到净化空气的目的。送风系统与排风系统不同，排风系统是分布式，而送风系统是集中式，送风系统一般在一个实验室只有一个送风口。
3.3排风净化处理系统
排风净化处理系统接收排风系统从实验室运送过来的烟气，然后处理实验过程中产生的各种有害或者污染气体。排风净化处理系统需要对排风系统运送过来的烟气进行分类，然后分别选择不同的净化方式进行处理。实验室烟气可以分成两类，一类可以用化学药剂进行净化，这些烟气需要通入化学药剂中将污染物质留在化学药剂中，然后再将净化后的气体排放到室外。另一类可以用活性炭等物质直接吸附烟气中的有害或者污染气体，同样可以得到净化烟气的目的[3]。
3.4水系统
空调水系统是实验室通风系统及暖通空调设计中的重要组成部分，该系统可以设计成异常式管道连接，直接在水管线路上设置阀门，通过调整阀门使空调系统中的水量保持平衡。水系统可以有效控制实验室内的温度，水系统与冷源与热源进行连接，再通过其他设备利用水系统降低或者升高实验室环境温度。
3.5其他系统
在季节变换的时候温差比较大，实验室可以设置辅助温度调节系统，帮助通风系统及暖通空调对空气的温湿度进行控制。除此之外，还可以将排风系统与火灾报警系统相互连接，当烟气温度异常时自动将实验设备关闭，降低实验室火灾事故的发生几率，保障实验人员的身体和生命安全。
结论：综上所述，实验室通风系统及暖通空调需要从排风系统、送风系统、排风净化处理系统、水系统及其他系统等角度进行设计，务必将实验过程中可能产生的情况全部预测到，并通过系统及暖通空调进行预防，为实验人员提供恰当的实验环境及安全保障，同时降低实验室对周围环境的污染。
参考文献：
[1]王佳.高大空间暖通空调通风系统的设计探讨[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2020(02):148-149.
[2]杨富荣.高大空间暖通空调通风系统的设计[J].建材与装饰,2019(26):83-84.
[3]陈望超.高大空间暖通空调通风系统的设计[J].现代制造技术与装备,2017(02):38-39.
作者简介：葛庆军,身份证号码：32098219851116XXXX