Transcript تهویه در آزمایشگاهها

‫تهویه در‬
‫آزمایشگاهها‬
‫تهیه و تنظیم‪ :‬مهندس همت جو‬
‫مرکز بهداشت استان آذربایجان شرقی‬
‫زمستان ‪1390‬‬
‫مقدمه‬
‫‪ ‬هدف از سیستم تهویه ایجاد فضایی مناسب و در عین حال‬
‫ایمن برای کسانی است که در آزمایشگاه یا هر مکان دیگری با‬
‫مواد شیمیایی سروکار دارند‪.‬‬
‫‪ ‬تمامی فضای کار باید به طور پیوسته و مکانیکی با دمیدن‬
‫هوای تازه از محیط بیرون به داخل ساختمان وارد و از طریق‬
‫خروجی های هودها خارج شود ‪.‬دودکش این اگزوز ها باید به‬
‫نحوی قرار گیرند که مانع از برگشت هوای آلوده به داخل‬
‫‪ 2‬آزمایشگاه یا ساختمان شوند‪.‬‬
‫مهندس همت جو ‪ -‬زمستان ‪1390‬‬
‫‪ ‬به طور عادی حدودا ‪ 8 -10‬مرتبه در ساعت باید فضای آزمایشگاه‬
‫کامل تخلیه و جایگزین شود‪ .‬البته الزم به ذکر است بنا به نوع کار‬
‫و میزان آلودگی این بازه متغیر خواهد بود‪.‬‬
‫‪ ‬جریان هوای تازه باید از بخش اداری وارد محیط کار آزمایشگاه‬
‫شود‪ .‬بنابراین الزم است که فضای کار آزمایشگاهی را از سایر‬
‫فضاها جدا در نظر گرفته و از هم جدا نماییم‪.‬توصیه می شود‬
‫برای توسعه فضای آزمایشگاه در برنامه آتی ‪،‬توان سیستم بیش‬
‫از ‪ 25‬درصد ظرفیت مورد نیاز در نظر گرفته شود‪.‬‬
‫‪3‬‬
‫مهندس همت جو ‪ -‬زمستان ‪1390‬‬
‫هودهای مورد استفاده در آزمایشگاههای آلی برای جلوگیری از انتشار‬
‫بخارات و دودهای سمی و خطرناک حاصل از مواد شیمیایی یا‬
‫واکنشهای شیمیایی به داخل آزمایشگاه بوده و اولین وسیله حفاظتی به‬
‫شمار می آیند‪ .‬با وجود اینکه ممکن است در تمام آزمایشها از پخش‬
‫مواد شیمیایی در محیط آزمایشگاه جلوگیری به عمل آید‪ ،‬ولی همیشه‬
‫یک سری از حوادث ناخواسته اتفاق می افتد‪ .‬بنابراین برای تمامی‬
‫افراد آزمایش گر الزم است که آزمایش های خود را در زیر هود انجام‬
‫دهند‪.‬‬
‫نکته‪ :‬آلودگی صوتی حاصل از عملکرد‪ ،‬نباید در فاصله ی ‪ 36‬اینچی از دهانه‬
‫ی هود بیش از ‪ 55-60‬دس ی بل باشد‪.‬‬
‫‪4‬‬
‫مهندس همت جو ‪ -‬زمستان ‪1390‬‬
‫‪‬‬
‫محل استقرار اگزوزهای تهویه‪ ،‬هودها و هواکش ها به نحوی تعبیه‬
‫شوند تا آلودگی محیط کار را به حداقل برسانند‪ .‬تمامی آزمایشگاهها‬
‫باید مجهز به سیستم کنترلی دما‪ ،‬سرعت تهویه و فشار باشند که‬
‫بتوان نحوه ی عملکرد را‪ ،‬از جمله مقدار حجم ورودی و خروجی هوا‬
‫را مشاهده نمود‪ .‬الزم است بر روی هود برچسبی نصب شود تا‬
‫دودکش مختص به آن را مشخص نماید‬
‫‪ ‬هودهایی که به منظور کار با مواد اسیدی همچون پرکلریک به کار‬
‫میروند باید ویژگی های مختص به خود همچون مقاوم بودن خرطوم‬
‫ها و اگزوزها به مواد اسیدی و داشتن فیلترهای ویژه و سیستم آب‬
‫ی مهندس همت جو ‪ -‬زمستان ‪1390‬‬
‫‪ 5‬فشان برای شستشو آن را دارا باشند‪.‬‬
‫مهندس همت جو ‪ -‬زمستان ‪1390‬‬
‫هودهای با حجم هوای ثابت‬
‫‪ ‬هودهای معمولی ‪،‬این لفظ برای توصیف هودهایی با‬
‫عملکرد حجم هوای ثابت (‪ )CAV‬به کار می رود‪.‬‬
‫‪ ‬از آنجا که مقدار هوای خروجی ثابت است ‪،‬بنابراین سرعت‬
‫ورودی هود (‪ (CAV‬با ارتفاع درب ورودی آن نسبت‬
‫معکوس دارد‪.‬یعنی بیشترین سرعت را در هنگامی که درب آن‬
‫در پایین ترین موقعیت قرار می گیرد‪،‬دارا می باشد‪.‬‬
‫‪7‬‬
‫مهندس همت جو ‪ -‬زمستان ‪1390‬‬
‫‪8‬‬
‫مهندس همت جو ‪ -‬زمستان ‪1390‬‬
‫هود ‪BYPASS‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪9‬‬
‫مسیر ‪ BYPASS‬در باالی درب ورودی هود قرار گرفته ‪،‬و به‬
‫وسیله ی یک پنجره مشبک که به جریان هوا کمک می کند‪،‬‬
‫پوشیده می شوند‪.‬‬
‫کانالهای فرعی برای تنظیم و تغییر سرعت گذر هوا ‪ ،‬از دهانه هود‬
‫کار گذاشته می شوند‪.‬وقتی درب هود تقریبا در پایینترین موقعیت‬
‫خود قرار می گیرد ‪،‬تا حدی باعث افزایش سرعت جریان هوا می‬
‫شود‪ .‬در کل حجم جریان هوا را بدون در نظر گرفتن موقعیت درب‬
‫هود نسبتا ثابت نگه می دارند‪ .‬کانالها یفرعی در باالی درب هود قرار‬
‫گرفته و به وسیله یک پنجره مشبک که به جریان هوا کمک می‬
‫کند‪،‬پوشیده می شوند‪.‬این کانالها برای تنظیم و تغییر سرعت گذر‬
‫مهندس همت جو ‪ -‬زمستان ‪1390‬‬
‫هوا ‪،‬از دهانه هود کار گذاشته می شوند‪.‬‬
‫‪10‬‬
‫مهندس همت جو ‪ -‬زمستان ‪1390‬‬
Fume Hood Control
Constant Air Volume Fume Hood
1390 ‫ زمستان‬- ‫مهندس همت جو‬
11
Fume Hood Control
Variable Air Volume Fume Hood
12
Fume Hood Face Velocity

 ft 3  
 AirVolum eExhaust 
 
min  
 ft  

VelocityFace 

2

min
Area
ft

 
Sash





 
1390 ‫ زمستان‬- ‫مهندس همت جو‬
13
Fume Hood Airflow Control
Via Siemens Venturi Air Valve
Control Process:
VAV Fume
Hood
Controller
400
4cfm
Ft2
1. Controller Determines Sash Position
Siemens
Venturi
Air Valve
2. Controller Calculates Total Open Area
Airflow Sensor
= Sash Height x Width
+ Fixed Open Area
3. Controller Calculates Req’d. Exhaust
= Area Ft2 x Face Velocity
(4 Ft2 x 100 Ft/Min = 400 Ft3/Min (400 CFM)
4. Measure Airflow & Compare
Sash
Sensor
5. Position Cone
Update Display Panel FPM
14
Laboratory Ventilation
Air Consumption vs. Type of Hood
Constant Volume Bypass
FULL EXHAUST AT ALL TIMES
LARGE BYPASS
SASH
AREA
AIRFLOW RELATIVELY
CONSTANT AT ALL TIMES
CAV bypass hood exhaust to remain
“essentially unchanged” (less than
5% change)….Z9.5
VERY COSTLY TO OPERATE
6’ FUME HOOD @ 1250 CFM
ANNUAL COST*….$3750 to $6250
FULLY
100%
50%
CLOSED
OPEN
*Annual average cost of $3 to $5 per CFM
1390 ‫ زمستان‬- ‫مهندس همت جو‬
15
Laboratory Ventilation
Air Consumption vs. Type of Hood
Constant Volume Bypass - 2 Position
EXHAUST REDUCTION DURING UNOCCUPANCY
DAMPER W / 2 POSITION
CONTROL
LARGE BYPASS
AREA
SASH
ROOM CONTROLLER
SASH CLOSED
 SAME AS REGULAR CAV
DURING OCCUPANCY.
 AIRFLOW REDUCED TO 20%
DURING UNOCCUPANCY.
FULLY
100%
50%
CLOSED
OPEN
 WORKS IN CONJUNCTION
NNWITH SUPPLY AIR REDUCTION.
1390 ‫ زمستان‬- ‫مهندس همت جو‬
16
Fume Hood Shutdown Requirements
1. Maintain Required Room Ventilation Rate .
2. Maintain Room Negative Pressurization if
……..Hazardous Substances Are Present in Room.
3. Remove All Chemicals From Fume Hood.
4. Post Sign:
Warning
Fume Hood is
Not Operational.
Do Not Use !
+
100.5
Warning
Fume Hood is
Not Operational.
Do Not Use !
17
CAV 2 - Position
Laboratory Ventilation Control
EXHAUST
AIRFLOW
SUPPLY
AIRFLOW
ROOM SUPPLY
AIR TERMINAL
CAV 2 - POSITION
CONTROLLER
ROOM
CONTROLLER
UNOCCUPIED
0.5
INFLOW FROM
ADJACENT AREAS
Laboratory Room
1390 ‫ زمستان‬- ‫مهندس همت جو‬
CAV FUME HOOD
18
Laboratory Ventilation
Air Consumption vs. Type of Hood
Variable Air Volume
EXHAUST MODULATION FOR CONSTANT FACE VELOCITY
RESTRICTED BYPASS
SASH
VAV FUME HOOD
FACE VELOCITY
CONTROL BY
SASH SENSING
SASH POSITION
FULLY
100%
50%
CLOSED
OPEN
 AIRFLOW CONTROLLED TO ENSURE
CONSTANT FACE VELOCITY.
 AIRFLOW REDUCED TO 20% WHEN
SASH IS FULLY CLOSED.
 COST OF OPERATION TYPICALLY
40% OF CAV BYPASS FUME HOOD
 ALSO REQUIRES VAV ROOM
19
VENTILATION CONTROL.
VAV Laboratory Ventilation Control
SUPPLY AIRFLOW
ROOM SUPPLY
AIR TERMINAL
EXHAUST AIRFLOW
ROOM GENERAL
EXHAUST
VAV FUME HOOD
CONTROLLERS
EXHAUST
ROOM
CONTROLLER
INFLOW FROM
ADJACENT AREAS
Laboratory
Room
0.5
0.5
VAV FUME
HOODS
1390 ‫ زمستان‬- ‫مهندس همت جو‬
20
Laboratory Room Ventilation
Negative Room Pressurization
Diff.Airflow
Airflow
Airflow
Pressure
Tracking
Tracking
Tracking
Sensing
=
EXHAUST
SUPPLY
21
Dynamic Graphics
FUME HOOD 046
SASH HEIGHT
0 Inches
18
28
Inches
Inches
EXHAUST
525
250 CFM
800
FACE VELOCITY
103
Ft./Min.
64
NORMAL
Ft./Min.
1390 ‫ زمستان‬- ‫مهندس همت جو‬
22
Average Face Velocity Recommendations
ACGIH
80
NIOSH
ANSI
(Standard Z9.5-1992)
NFPA
OSHA
NIH
SEFA
to 100 fpm
100 to 150 fpm
80 to 120 fpm
80 to 120 fpm
60 to 100 fpm
100 fpm
100 fpm
1390 ‫ زمستان‬- ‫مهندس همت جو‬
23
‫طبقه بندی هود براساس میزان خطرات مواد شیمیایی‪:‬‬
‫‪24‬‬
‫طبقه بندی هود‬
‫‪Hazard rate‬‬
‫‪Face velocity‬‬
‫‪A‬‬
‫‪High‬‬
‫‪125 fpm‬‬
‫‪B‬‬
‫‪Moderate‬‬
‫‪100 fpm‬‬
‫‪c‬‬
‫‪low‬‬
‫‪75 fpm‬‬
‫مهندس همت جو ‪ -‬زمستان ‪1390‬‬
Fume Hood Testing – ASHRAE*
110 Standard
1.
2.
3.
Measurements of Face Velocity
Air Flow Visualization Test (Smoke
Test)
Tracer Gas Containment Test
* American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers
1390 ‫ زمستان‬- ‫مهندس همت جو‬
25
Measurements of Face Velocity
1390 ‫ زمستان‬- ‫مهندس همت جو‬
26
Airflow Visualization Test (Smoke
Test)
1390 ‫ زمستان‬- ‫مهندس همت جو‬
27
Tracer Gas Containment Test
1390 ‫ زمستان‬- ‫مهندس همت جو‬
28
Tracer Gas Test - Video
Simulation
1390 ‫ زمستان‬- ‫مهندس همت جو‬
29
‫توصیه های ایمنی در هنگام کار با هود ها‬
‫‪ ‬تمامی افراد باید به نحوه کار صحیح با هودها آشنایی داشته‬
‫باشند‪.‬‬
‫‪ ‬همیشه در هنگام کار در زیر هودها ‪،‬حداقل به اندازه ی ‪6‬‬
‫اینچ محل استقرار لوازم آزمایشگاهی و مواد مورد نیاز در‬
‫داخل هود از درب آن دورتر قرار دهید‪.‬‬
‫‪ ‬نباید هودها را همچون کابینت های مواد شیمیایی استفاده‬
‫نمود و از قرار دادن وسایلی که مانع بستن درب ورودی آن‬
‫می شود خودداری نمود‪.‬‬
‫‪ ‬از قرار دادن بطری ها یا ظروف بدون درپوش در داخل‬
‫هودها خودداری کنید‪.‬‬
‫‪30‬‬
‫مهندس همت جو ‪ -‬زمستان ‪1390‬‬
‫نکات مهم در نگهداری و کار با هودها‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪31‬‬
‫بازرسی و تنظیم عملکرد آن طبق دستورالعمل و توسط افراد‬
‫متخصص صورت می گیرد‪.‬‬
‫هودها باید همیشه در بهترین وضع عملکرد آنها همانطور که‬
‫اشاره شد باقی بمانند‪.‬‬
‫از بردن سر به داخل هود جهت بازرسی و سرکشی به لوازم‬
‫آزمایشی جداًخودداری کنید‪.‬‬
‫بعد از هر بار استفاده سطح داخل هود را تمیز کنید‪.‬‬
‫تمام وسایلی که ایجاد جرقه می کنند از داخل هود یا نزدیک‬
‫آن دور سازید‪.‬‬
‫مهندس همت جو ‪ -‬زمستان ‪1390‬‬
‫ناصحیح‬
‫(مقاومت بیشتر)‬
‫صحیح‬
‫(مقاومت کمتر)‬
‫قانون كلي‬
‫‪ Streamline‬بودن سیستم=‬
‫كاهش توربوالنس ومقاومت‬
‫صاف وسخت بودن كانال> ناهمواربودن کانال‬
‫طوالني بودن<کوتاه بودن‬
‫زانویی داشتن<مستقیم بودن‬
‫شاخه ورودی با زاویه كم>شاخه ورودىبا زاویه زیاد‬
‫شعاع انحنا زیاد>شعاع انحنا کم‬
‫قطركم<قطرزیاد‬
‫‪32‬‬
‫کانال مربعی<کانال گرد‬