空調潔凈工程局部排風設計

空調潔凈工程局部排風是在散發特殊物的局部地點設置排風罩捕集特殊物，并將其排至室外的通風方式，以防止特殊物與工作人員接觸或擴散到整個潔凈車間。與全面通風相比，局部排風具有排風量小、控制效果好、特殊物不進入工作區等優點，因此在局部地點產生大量特殊物或污染源比較集中的建筑物內，應首先考慮采用局部排風(如果采用全面通風方式，反而使特殊物在室內擴散；當特殊物發生量大時，所需的稀釋通風量則過大，甚至難以實現)。

局部排風系統是由局部排風罩、風管、凈化設備和風機等組成，被污染的空氣通過排風罩，經風道輸送至凈化裝置，在凈化裝置內空氣被凈化至符合排放標準的要求后，用風機通過排氣立管、風帽排入大氣當中。

局部排風罩是用于捕集特殊物的裝置，它是局部排風系統的關鍵環節，其性能對局部排風系統的技術經濟性能具有十分重要的影響，設計完善的排風罩用較小的風量即可獲得較佳的控制效果。排風罩的種類很多，一定要根據特殊物的性質、散發規律和工藝設備的結構和操作情況，選擇排風罩的形式。

1.柜式排風罩

柜式排風罩俗稱通風柜，實際上是密閉罩的特殊形式，應用普遍的是靠墻單面操作的臺上式通風柜，柜的一側設有可啟閉的操作孔和觀察孔，將產生特殊物的工藝設備完全密封，使特殊物被限制在一個密閉的空間里，工作人員站在柜外，通過工作口對柜內進行生產操作。工作口可根據需要盡量開小，這樣在敞口的斷面上造成較大排風速度，從而有效地防止特殊物逸出。

常用通風柜的形式：上部排風通風柜，用于通風柜內產生的特殊氣體密度比空氣小，或者當通風柜內有發熱體時，需注意的是，當罩內發熱量大，采用自然排風時，其中和面高度應不低于排風柜上的工作孔上緣；下部排風通風柜，用于通風柜內沒有發熱體，而且產生特殊氣體密度比空氣大時，該柜內氣流下降，可有效防止特殊氣體從操作口下部逸出；上下聯合排風通風柜，對于發熱不穩定過程，可在上、下均設排風口，隨柜內發熱量變化，調節上、下排風量比例，使工作孔速度分布均勻；送風式通風柜，若通風柜放在空調、凈化或采暖房間內，為節約采暖、空調能耗，從工作孔上部送入取自室外或鄰室空氣，風量為70%~75%，既可防止室內橫向氣流干擾，又可節省室內排風量。

通風柜的排風量可按式計算：

L=L₁ + νFβ         （1-8）

式中：L--通風柜的排風量，m³ /s；

L₁--通風柜內的特殊氣體發生量，m³ /s；

ν--工作孔上的控制風速，m/s；

F--操作口或縫隙的面積，m²；

β--安全系數，β=1.1~1.2。

2.外部吸氣罩

由于工藝條件限制生產設備不能密閉時，可把排風罩設在特殊物源附近，利用機械排風造成負壓，在特殊物發生地點(控制點)造成一定的氣流運動， 將特殊物吸入罩內，加以捕集，這類排風罩統稱為外部吸氣罩。要防止特殊物的擴散，需要研究罩口風量L、罩口至控制點的距離χ與控制風速ν_χ之間的關系。中凈環球凈化可提供潔凈工程、潔凈廠房的咨詢、規劃、設計、施工、安裝改造等配套服務。

(1)排風罩口的流場分布

四周無邊的圓形排風口：ν₀/ν_χ=（10χ²+F）/F         （1-9）

四周有邊的圓形排風口：ν₀/ν_χ=0.75（10χ²+F）/F         （1-10）

式中：ν₀--罩口的風速， m/s；

ν_χ--距罩口χm處的控制風速，m/s；

F--罩口面積，m² ;

x--控制點至吸氣口之間的距離，m。

式（1-9） 和式（1-10）僅適于χ≤1.5d (d為罩口直徑)的場合，當χ>1.5d時，實際衰減要比計算值大。

控制風速ν_χ的值與工藝操作過程和室內氣流運動情況有關，一般通過實測求得。

 (2) 外部吸氣罩的排風量

①圓形排風罩

根據式（1-9） 和式（1-10）知，前面無障礙四周無邊和有邊的圓形排風罩的排風量按式（1-11）、 式（1-12） 計算。

四周無邊：L=(10χ²+ F) ν_χ        （1-11）

四周有邊：L=0.75χ²+ F) ν_χ        （1-12）

式中： L--罩口排風量，m³/s。

從上式可以看出，在罩口設置法蘭邊，可以阻擋四周無效氣流，在同樣條件下，其排風量可減少25%。

②方形或矩形排風罩

對不同長寬比的矩形排風罩口的氣流流譜進行分析對比后發現，它們的速度衰減要比圓形排風罩口的小。矩形排風口的速度衰減是隨b/a的增大而增大的，其中a是罩口的長邊尺寸，b是罩口的短邊尺寸。

③設在工作臺上的側吸罩

設在工作臺上的側吸罩可以看成是一個假想大排風罩的一半，其排風量按式（1-13）計算：

L=1/2(10χ²+ 2F) ν_χ=5χ²+ F) ν_χ        （1-13）

④上吸式排風罩

排風罩如果設在工藝設備上方，由于設備的限制，氣流只能從側面流入罩內。為了避免橫向氣流的影響，要求H盡可能小于或等于0.3a (a為罩口尺寸)。

前面有障礙的罩口尺寸可按式（1-14）、式（1-15）計算：

A=A₁+0.8H        （1-14）

B=B₁+0.8H        （1-15）

式中：A、B--罩口長、短邊尺寸，m；

A₁、B₁--污染源長、短邊尺寸，m；

H--罩口至特殊物源的距離，m。

排風量按式（1-16） 計算:

L=KPHν_χ      （1-15）

式中：K--考慮沿高度分布不均勻的安全系數，通常K=1.4；

P--風罩開口的周長，m；

ν_χ--邊緣控制點的控制風速，m/s。

(3)設計外部吸氣罩時在結構上應注意的問題

在排風罩口四周增設法蘭邊，可使排風量減少25%左右，在一般情況下，法蘭邊寬度為150~200mm。為了減少橫向氣流的影響和罩口的吸氣范圍，工藝條件允許時應在罩口四周設固定式活動擋板。排風罩的擴張角a對罩口的速度分布及排風罩的壓力損失有較大影響。根據測試，罩的擴張角a=30°~60°時，壓力損失較小。綜合罩的結構、速度分布、壓力損失三方面的因素，設計外部吸氣罩時，其擴張角a應小于或等于60°。當罩口尺寸較大時，可以采用的措施有：把一個大排風罩分隔成若干個小排風罩；在罩內設擋板；在罩口上設條縫口，要求條縫口處風速在10 m/s以上；在罩口設氣流分布板。

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