ระบบระบายอากาศห้องปฏิบัติการทางการแพทย์

ตำแหน่งของห้องเครื่องปรับอากาศสำหรับห้องสะอาดส่งผลโดยตรงต่อต้นทุนโครงการ เสียงรบกวน และประสิทธิภาพการปรับอากาศ ดังนั้นควรพิจารณาการจัดวางผังห้องเครื่องโดยรวมตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบแปลนชั้น ควรจัดวางห้องเครื่องปรับอากาศสำหรับห้องสะอาดให้อยู่ใกล้ห้องสะอาดที่ต้องการปริมาณลมจ่ายสูง เพื่อให้เส้นทางท่อลมสั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ อย่างไรก็ตาม เพื่อป้องกันเสียงรบกวนและการสั่นสะเทือน ควรแยกห้องเครื่องออกจากห้องสะอาด ซึ่งต้องพิจารณาปัจจัยทั้งสองด้านให้ครบถ้วน มีวิธีการแยกหลายวิธีดังนี้:

1. การแยกเชิงโครงสร้าง

• 1.1 การแยกด้วยตะเข็บทรุดตัว: ตะเข็บทรุดตัวจะผ่านระหว่างห้องสะอาดและห้องเครื่อง ทำหน้าที่เป็นตัวแบ่งพื้นที่
• 1.2 การแยกด้วยผนังช่องว่าง: หากห้องเครื่องอยู่ติดกับห้องสะอาดโดยตรง แทนที่จะใช้ผนังกั้นร่วมกัน แต่ละฝั่งจะมีผนังกั้นของตัวเอง โดยมีช่องว่างความกว้างหนึ่งระหว่างผนังทั้งสอง
• 1.3 การแยกด้วยห้องเสริม: วางห้องเสริมไว้ระหว่างห้องสะอาดและห้องเครื่องเพื่อทำหน้าที่เป็นพื้นที่กันชน

2. การจัดวางแบบกระจาย

• 2.1 กระจายติดตั้งบนหลังคาหรือเหนือเพดานแขวน
• 2.2 กระจายติดตั้งใต้ระดับพื้นดิน: ห้องเครื่องตั้งอยู่ที่ชั้นใต้ดิน

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่า เนื่องจากต้องรองรับปริมาณลมขนาดใหญ่และมีอุปกรณ์กรองอากาศเพิ่มเติม ห้องเครื่องของระบบปรับอากาศห้องสะอาดจึงมีขนาดใหญ่กว่าห้องเครื่องปรับอากาศทั่วไป จึงต้องคำนึงถึงพื้นที่สะอาด คำนวณขนาดของหน่วยเครื่อง และจองพื้นที่ห้องเครื่องให้เพียงพอ

ส่วนที่ 2 ระบบระบายอากาศห้องปฏิบัติการทางการแพทย์

I. แนวคิดพื้นฐานของการระบายอากาศ

• 1. แนวคิดเกี่ยวกับการระบายอากาศและตู้ดูดควัน: การระบายอากาศหมายถึงการระบายอากาศภายในอาคารที่ปนเปื้อนออกสู่ภายนอกโดยตรง หรือหลังผ่านการชำระล้างแล้วจึงระบายออก พร้อมทั้งจ่ายอากาศบริสุทธิ์เข้ามาแทนที่ เพื่อรักษาคุณภาพอากาศภายในอาคารให้เป็นไปตามมาตรฐานสุขอนามัยและข้อกำหนดของกระบวนการผลิต การระบายอากาศออกเรียกว่าลมเสีย และการจ่ายอากาศเข้าเรียกว่าลมจ่าย ตู้ดูดควันสามารถอธิบายได้ง่ายๆ ว่าประกอบด้วยตู้ปิดและพัดลม: ก๊าซที่เกิดขึ้นภายในตู้จะถูกพัดลมดูดออกและปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศอย่างปลอดภัย
• 2. การจำแนกประเภทการระบายอากาศ: จำแนกตามแรงขับเคลื่อน ระบบระบายอากาศสามารถแบ่งได้เป็นการระบายอากาศธรรมชาติและการระบายอากาศเชิงกล โดยการระบายอากาศเชิงกลสามารถแบ่งย่อยได้อีกเป็นการระบายอากาศทั่วไป (การเจือจาง) และการระบายอากาศเฉพาะที่ การระบายอากาศทั่วไปเป็นวิธีการระบายอากาศครอบคลุมทั้งห้อง ส่วนการระบายอากาศเฉพาะที่จะจำกัดขอบเขตการระบายอากาศไว้เฉพาะบริเวณที่มีสารอันตรายรวมตัวกัน หรือบริเวณที่พนักงานทำงานประจำบ่อยครั้ง เช่น ตู้ดูดควัน แขนดูดอากาศแบบข้อต่อเคลื่อนที่ได้ และตู้ดูดควันสำหรับการดูดกลืนอะตอม
• 3. การระบายอากาศห้องปฏิบัติการ: การระบายอากาศห้องปฏิบัติการเป็นเทคโนโลยีในการควบคุมอิทธิพลและความเสียหายที่เกิดจากสารอันตรายภายในห้องปฏิบัติการต่อสภาพแวดล้อมอากาศทั้งภายในและภายนอกอาคาร

II. วัตถุประสงค์และข้อกำหนดของการระบายอากาศ

การระบายอากาศห้องปฏิบัติการมีความแตกต่างจากการออกแบบระบบระบายอากาศของระบบปรับอากาศเพื่อความสะดวกสบาย โดยมีวัตถุประสงค์หลักคือการจัดเตรียมสภาพแวดล้อมการทำงานที่ปลอดภัยและสะดวกสบาย และลดความเป็นไปได้ที่บุคลากรจะสัมผัสกับสภาพแวดล้อมอันตราย การระบายอากาศมุ่งเน้นการดูแลสุขภาพและการคุ้มครองแรงงานของบุคลากรห้องปฏิบัติการในสภาพแวดล้อมการทำงานเป็นสำคัญ

III. หลักการอากาศบริสุทธิ์

ระบบอากาศบริสุทธิ์ทำงานตามหลักการดังนี้: อุปกรณ์เฉพาะด้านหนึ่งจะจ่ายอากาศบริสุทธิ์เข้าไปในห้องปิดมิดชิด ในขณะที่อุปกรณ์เฉพาะอีกด้านหนึ่งจะระบายอากาศออกไปข้างนอก สร้าง “สนามการไหลของอากาศบริสุทธิ์” ภายในอาคาร ซึ่งตอบสนองความต้องการในการแลกเปลี่ยนอากาศบริสุทธิ์ภายในห้อง กลไกการทำงานมีดังนี้: มอเตอร์ไร้แปรงถ่าน DC ความเร็วสูง ที่มีเฮดแรงดันสูง อัตราการไหลสูง และใช้กำลังไฟฟ้าต่ำ จะขับเคลื่อนพัดลมเหวี่ยง อากาศจะถูกผลักเข้าไปในห้องจากด้านหนึ่งด้วยพลังงานกล และพัดลมระบายอากาศบริสุทธิ์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษจะปล่อยอากาศออกไปข้างนอกจากอีกด้านหนึ่ง บังคับให้เกิดสนามการไหลของอากาศบริสุทธิ์ขึ้นในระบบ ในขณะที่จ่ายอากาศ อากาศที่เข้ามาจะผ่านการกรอง การฆ่าเชื้อ การทำลายเชื้อโรค การเพิ่มปริมาณออกซิเจน และการอุ่นล่วงหน้า (ในช่วงฤดูหนาว) เมื่ออากาศเสียที่ระบายออกผ่านหน่วยหลัก ความร้อนจะถูกนำกลับมาใช้และแลกเปลี่ยนกับอากาศบริสุทธิ์ และพลังงานส่วนใหญ่ที่นำกลับมาได้จะถูกส่งกลับเข้าไปในห้องพร้อมกับอากาศบริสุทธิ์ โดยประยุกต์ใช้แนวทางการสร้างพื้นที่สะอาดในบริเวณกว้าง ทำให้รับประกันได้ว่าอากาศที่เข้ามาในห้องสะอาด ซึ่งบรรลุผลในการชำระล้างอากาศภายในอาคาร

ระบบอากาศบริสุทธิ์สามารถแบ่งได้เป็น: ระบบอากาศบริสุทธิ์การไหลทางเดียว ระบบอากาศบริสุทธิ์การไหลสองทาง และระบบอากาศบริสุทธิ์แลกเปลี่ยนความร้อนการไหลสองทาง

1. ระบบอากาศบริสุทธิ์การไหลทางเดียว

ทำงานด้วยพัดลม 1 ตัวและช่องรับอากาศแบบหน้าต่าง: เมื่อพัดลมเริ่มทำงาน อากาศภายในห้องที่ปนเปื้อนจะถูกระบายออกไปข้างนอก สร้างความดันลบภายในห้อง ภายใต้ความดันบรรยากาศภายนอก อากาศภายนอกจะเข้ามาในห้องผ่านช่องรับอากาศแบบหน้าต่าง ทำให้เกิดการทดแทนอากาศ

2. ระบบอากาศบริสุทธิ์การไหลสองทาง

ทำงานด้วยหน่วยหลัก 2 หน่วย: พัดลมตัวหนึ่งจะระบายอากาศภายในห้องที่ปนเปื้อนออกไปข้างนอกแบบบังคับ ในขณะที่อีกตัวหนึ่งจะดูดอากาศบริสุทธิ์เข้ามาในห้อง ลักษณะเด่นของระบบการไหลสองทางคือการดูดและระบายอากาศแบบบังคับ โดยสามารถติดตั้งระบบกรองอากาศ (ตัวเลือกเสริม) ไว้ที่ด้านก่อนหน้าหน่วยจ่ายอากาศ เพื่อรับประกันว่าอากาศที่จ่ายเข้าไปในห้องสะอาด เหมาะสำหรับห้องปฏิบัติการ

3. ระบบอากาศบริสุทธิ์นำความร้อนกลับใช้การไหลสองทาง

เป็นหน่วยหลักแบบนำความร้อนกลับมาใช้: ในพื้นที่ภาคเหนือ ซึ่งมีผลต่างอุณหภูมิระหว่างภายในและภายนอกอาคารในฤดูหนาวสูง และอากาศที่จ่ายเข้ามาในห้องมีอุณหภูมิต่ำ หน่วยนำความร้อนกลับมาใช้จะทำการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างอากาศที่ระบายออกไปข้างนอกกับอากาศบริสุทธิ์ที่เข้ามา เพื่อประหยัดพลังงาน

[รูป: แผนผังชั้นการจัดวางระบบปรับอากาศ ระบบอากาศบริสุทธิ์และระบบระบายอากาศของห้องปฏิบัติการ ประกอบด้วยห้องโถงชีวเคมี ห้องเย็น พื้นที่จัดเก็บตัวอย่าง ห้องน้ำ พื้นที่สำนักงาน ห้องประชุมและฝึกอบรม ห้องโถงต้อนรับและเขตบัฟเฟอร์ต่างๆ เขตอิเล็กโตรโฟรีซิส เขตลำดับเบส เขตทดสอบไลบรารี เขตขยายสาร ฯลฯ โดยมีการระบุขนาดตารางแกนและเส้นทางเดินท่อลม]

รูปที่ 6-25 แผนผังชั้นการจัดวางระบบปรับอากาศ ระบบอากาศบริสุทธิ์และระบบระบายอากาศ

IV. องค์ประกอบพื้นฐานของระบบระบายอากาศ

• อุปกรณ์ปลายทางระบบระบายอากาศ: ส่วนใหญ่ประกอบด้วยตู้ดูดควัน แขนดูดควันแบบข้อต่อ ตู้ดูดควันอะตอมมิกแอบซอร์ปชัน ตู้ดูดควันแบบผลัก-ดึง ฯลฯ ดังแสดงในรูปที่ 6-26 และ 6-27

[รูป: ภาพถ่ายห้องปฏิบัติการที่มีแขนดูดควันแบบข้อต่อสีแดงหลายตัวติดตั้งอยู่เหนือโต๊ะปฏิบัติการ]

รูปที่ 6-26 แขนดูดควันแบบข้อต่อ

[รูป: ภาพถ่ายห้องปฏิบัติการที่มีตู้ดูดควันอะตอมมิกแอบซอร์ปชันสแตนเลสหลายตัวติดตั้งอยู่เหนือโต๊ะวิเคราะห์เครื่องมือ]

รูปที่ 6-27 ตู้ดูดควันอะตอมมิกแอบซอร์ปชัน

2. ระบบท่อลมระบายอากาศ: ส่วนใหญ่ประกอบด้วยท่อลม แดมเปอร์ ท่อเก็บเสียง (มัฟเฟลอร์) หอบำบัดก๊าซเสีย ฯลฯ

3. หน่วยพัดลมระบายอากาศ: ส่วนใหญ่คือพัดลม

V. พารามิเตอร์การออกแบบระบบระบายอากาศ

1. สำหรับลูกค้าที่ต้องการการออกแบบการระบายอากาศสำหรับห้องปฏิบัติการ สามารถกำหนดปริมาณอากาศระบายได้จากอัตราการเปลี่ยนอากาศในห้อง โดยอัตราการเปลี่ยนอากาศของห้องปฏิบัติการอยู่ที่ 10–12 ครั้งต่อชั่วโมง และอาจเพิ่มขึ้นตามความเหมาะสมในกรณีพิเศษ [สำหรับการระบายอากาศในห้อง โดยทั่วไปจะเลือกท่อดูดอากาศโลหะแผ่นขนาด 500 มม. × 500 มม. เป็นอุปกรณ์ปลายทาง ท่อดูดแต่ละตัวสามารถระบายอากาศได้สูงสุด 600 ม.³/ชั่วโมง ความยาวห้อง × ความกว้างห้อง × ความสูงห้อง × 10 (จำนวนครั้งการเปลี่ยนอากาศ) = ปริมาณการระบายอากาศรายชั่วโมงของห้อง การหารปริมาณการระบายอากาศรายชั่วโมงด้วย 600 จะได้จำนวนท่อดูดอากาศ คำนวณความเร็วอากาศในท่อสาขาและท่อหลักที่ 6 ม./วินาที]

2. ความเร็วอากาศในท่อสาขาสำหรับตู้ดูดควันอยู่ที่ 6–10 ม./วินาที (โดยทั่วไปใช้ 10 ม./วินาทีในการคำนวณ) ในกรณีพิเศษอาจเกิน 10 ม./วินาทีได้ แต่ไม่ควรเกิน 12 ม./วินาที ความเร็วอากาศในท่อหลักอยู่ที่ 10–14 ม./วินาที (โดยทั่วไปใช้ 10 ม./วินาที เลือก 12 ม./วินาทีสำหรับท่อยาว และ 14 ม./วินาทีสำหรับปริมาณอากาศขนาดใหญ่)

3. โดยทั่วไปควบคุมความเร็วอากาศที่หน้าตู้ดูดควันให้อยู่ระหว่าง 0.375–0.75 ม./วินาที มาตรฐานการยอมรับโดยทั่วไปอยู่ที่ 0.5 ม./วินาที และความเร็วอากาศที่หน้าตู้ที่เหมาะสมที่สุดอยู่ที่ 0.508 ม./วินาที (เมื่อวัดความเร็วอากาศที่หน้าตู้ โดยทั่วไปจะยกบานเลื่อนหน้าตู้ขึ้น 5 ซม. ความเร็ว 0.3–0.5 ม./วินาทีถือว่ายอมรับได้ หากช่องเปิดบานเลื่อนกว้างเกินไป ความเร็วที่วัดได้ในตำแหน่ง 5 ซม. ใต้บานเลื่อนก็อาจยอมรับได้เช่นกัน) ดูตาราง 6-4

ตาราง 6-4 พารามิเตอร์ความเร็วอากาศที่หน้าตู้ดูดควัน

4. ควบคุมเสียงรบกวนภายนอกอาคารให้อยู่ที่ 70 เดซิเบล(เอ) และเสียงรบกวนภายในห้องปฏิบัติการให้อยู่ที่ 55 เดซิเบล(เอ) (เสียงรบกวนภายนอกอาคารประมาณ 75 เดซิเบลจะทำให้เสียงรบกวนภายในอาคารเกินค่ามาตรฐาน GB ที่ 60 เดซิเบล) เสียงรบกวนของพัดลมแบ่งได้เป็น เสียงกลไกของตัวพัดลมเอง (สาเหตุหลักมาจากความแตกต่างของคุณภาพพัดลม) และเสียงการไหลของอากาศ (เป็นเสียงรบกวนหลัก) เมื่อกำลังพัดลมไม่มาก สามารถลดเสียงการไหลของอากาศได้โดยการติดตั้งฝาครอบกันฝนด้านบนพัดลม สำหรับพัดลมกำลังสูง โดยทั่วไปจะติดตั้งท่อลดเสียงที่ช่องเข้าและช่องออกของพัดลม การจัดการเสียงกลไกทำได้หลักๆ โดยการสร้างผนังกันเสียงหรือตู้ครอบกันเสียงขนาดเล็ก หรือการเพิ่มข้อต่อยืดหยุ่นที่ช่องเข้าและช่องออกของพัดลม วิธีการลดการสั่นสะเทือนหลักคือ ทำฐานพัดลมให้เป็นฐานแยกการสั่นสะเทือน และติดตั้งอุปกรณ์แยกการสั่นสะเทือนหรือแผ่นรองลดการสั่นสะเทือน

5. ปริมาณการระบายอากาศ (Q) = ความเร็วอากาศที่หน้าตู้ (vs) × พื้นที่ช่องเปิดตู้ดูดควัน หน้าที่ของวาล์วควบคุมปริมาณอากาศอิเล็กทรอนิกส์คือ การปรับปริมาณการระบายอากาศของตู้ดูดควันแต่ละตัวโดยการปรับรัศมีท่อของแต่ละตู้ เพื่อให้ความเร็วอากาศที่หน้าตู้คงที่เมื่อพื้นที่ช่องเปิดของตู้เปลี่ยนแปลง

6. ปริมาณอากาศเสียที่ระบายออก (Q) = ความเร็วอากาศที่หน้าตู้ (vs) × พื้นที่ช่องเปิดตู้ดูดควัน หน้าที่ของระบบความถี่ผันแปร (VFD) คือ การเปลี่ยนความเร็วรอบพัดลม และส่งผลให้ปริมาณการระบายอากาศของพัดลมเปลี่ยนไป เมื่อมีเพียงไม่กี่ตู้ดูดควันในระบบระบายอากาศที่กำลังทำงาน ระบบ VFD จะปรับความเร็วรอบพัดลมโดยอัตโนมัติ เปลี่ยนปริมาณการระบายอากาศของพัดลม และส่งผลให้ความเร็วอากาศที่หน้าตู้ดูดควันคงที่ ระบบ VFD มีหน้าที่คล้ายกับวาล์วควบคุมปริมาณอากาศ แต่หากใช้เพียงวาล์วควบคุม พัดลมจะยังคงทำงานที่ความเร็วรอบสูงสุดเมื่อมีเพียงไม่กี่ตู้ที่ทำงาน ในทางกลับกัน การใช้ระบบ VFD ในการปรับความเร็วรอบพัดลมจะช่วยประหยัดพลังงาน

VI. การจำแนกและข้อกำหนดของวัสดุท่อระบายอากาศ

1. จำแนกตามวัสดุท่อ: ท่อเหล็กชุบสังกะสี ท่อสแตนเลส ท่อไฟเบอร์กลาสอนินทรีย์ (FRP) ท่อแผ่นซิลิเกต ท่อแผ่นฉนวนคอมโพสิต ท่อยืดหยุ่น ฯลฯ

ท่อเหล็กชุบสังกะสีใช้กันทั่วไปสำหรับท่อส่งและท่อกลับอากาศปรับอากาศ (ข้อดี: อายุการใช้งานยาวนาน แรงต้านการเสียดสีต่ำ ผลิตได้รวดเร็วและง่ายดาย ข้อเสีย: ถูกจำกัดโดยอุปกรณ์การแปรรูป ความหนาไม่ควรเกิน 1.2 มม.) ท่อสเตนเลสสตีลมักใช้เป็นท่อจ่ายลมที่อยู่ดาวน์สตรีมของตัวกรอง HEPA ในระบบสะอาดพิเศษ และใช้เป็นท่อส่งก๊าซกัดกร่อน (ข้อดี: รูปลักษณ์สวยงาม ผนังในเรียบ ความต้านทานต่ำ ความแน่นของอากาศดี ความแข็งแรงต่อแรงดันสูง ทนต่อการกัดกร่อน ทนต่ออุณหภูมิสูง; ข้อเสีย: ต้นทุนสูง)

ท่อไฟเบอร์กลาสอินออร์กานิก (FRP) มักใช้ในระบบปรับอากาศ ระบบควบคุมควันไฟและระบบระบายอากาศ (ข้อดี: ทนต่อการกัดกร่อน อายุการใช้งานยาวนาน ความแข็งแรงค่อนข้างสูง ต้นทุนโดยพื้นฐานเท่ากับท่อเหล็ก; ข้อเสีย: คุณภาพไม่เสถียร พื้นผิวในหยาบ ความต้านทานสูง ความหนาแน่นสูง น้ำหนักมาก และซ่อมแซมที่หน้างานได้ยาก)

ท่อแผ่นซิลิเกตมักใช้เป็นท่อระบายควัน (ข้อดีคล้ายกับแผ่นไฟเบอร์กลาสอินออร์กานิก; จุดเด่นคือประสิทธิภาพการกันไฟดีกว่า; ข้อเสีย: ต้นทุนรวมค่อนข้างสูง)

ท่อแผ่นฉนวนคอมโพสิตทั่วไป ได้แก่ ท่อโพลียูรีเทนฟอยล์อลูมิเนียม ท่อฟีนอลิกฟอยล์อลูมิเนียม ท่อโพลียูรีเทน BBS และท่อฉนวนขนแก้วฟอยล์อลูมิเนียม

ท่ออ่อนใช้เชื่อมต่อท่อระบายอากาศและท่อปรับอากาศกับอุปกรณ์ปลายทาง

ท่อประเภทอื่นๆ ส่วนใหญ่ ได้แก่ ท่ออิฐ ท่อซีเมนต์ และท่อผ้า

[รูป: ท่อสเตนเลสสตีล (ข้องอ ท่อสามทาง และอุปกรณ์เชื่อมต่ออื่นๆ)]

รูปที่ 6-28 ท่อสเตนเลสสตีล

[รูป: ท่อไฟเบอร์กลาสอินออร์กานิก (ท่อสี่เหลี่ยมผืนผ้าสีขาว)]

รูปที่ 6-29 ท่อไฟเบอร์กลาสอินออร์กานิก

[รูป: ภาพถ่ายท่อฟอยล์อลูมิเนียม; ส่วนท่อสี่เหลี่ยมผืนผ้าหลายชิ้นและข้องอวางอยู่บนพื้น]

รูปที่ 6-30 ท่อฟอยล์อลูมิเนียม

[รูป: ภาพผลิตภัณฑ์ท่อเหล็กชุบสังกะสี; ท่อสี่เหลี่ยมผืนผ้าพร้อมข้องอ ท่อสามทาง และอุปกรณ์เชื่อมต่ออื่นๆ]

รูปที่ 6-31 ท่อเหล็กชุบสังกะสี

• ตามฟังก์ชันของท่อ: ท่อจ่ายลม ท่อลมกลับ ท่อระบายลม ท่อลมสด ฯลฯ
• ตามแรงดันทำงานของระบบท่อ: ระบบแรงดันต่ำ ระบบแรงดันปานกลาง และระบบแรงดันสูง
• ตามรูปร่างของท่อ: ท่อกลมและท่อสี่เหลี่ยมผืนผ้า

ท่อกลมมีความแข็งแรงสูงและใช้เหล็กน้อย แต่ใช้พื้นที่ใช้สอยมากกว่า และข้องอและท่อสามทางต้องการความยาวท่อที่มากกว่า; ท่อที่มีความเร็วลมสูงควรใช้ท่อกลมเกลียว

ท่อสี่เหลี่ยมผืนผ้าใช้พื้นที่ใช้สอยน้อยกว่าและจัดวางได้ง่ายกว่า; อัตราส่วนด้านยาวต่อด้านสั้นของหน้าตัดสี่เหลี่ยมผืนผ้าต้องไม่เกิน 4 และไม่ว่าในกรณีใดๆ ต้องไม่เกิน 10

VII. ขนาดท่อระบายอากาศและวิธีการคำนวณ

• ขนาดท่อกลมทั่วไป: ① ฮู้ดดูดซับอะตอมเดี่ยวส่วนใหญ่ใช้ท่อขนาด Φ160 (DN150); ② แขนดูดแบบข้อต่อส่วนใหญ่ใช้ท่อขนาด Φ110 (DN100); ③ ท่อสาขาและท่อหลักสำหรับตู้ดูดควัน 1 หรือ 2 ตู้ ส่วนใหญ่ใช้ท่อขนาด Φ315 (DN300)
• ขนาดท่อสี่เหลี่ยมผืนผ้าทั่วไป: หากระบบมีความซับซ้อนมากขึ้น หรือมีตู้ดูดควัน 3 ตู้ขึ้นไปติดตั้งแบบขนานในห้องเดียวกัน หรือความสูงของห้องปฏิบัติการมีข้อจำกัดทำให้ไม่สามารถติดตั้งท่อกลมได้ อาจพิจารณาใช้ท่อสี่เหลี่ยมผืนผ้า ความยาวด้านมาตรฐานของท่อสี่เหลี่ยมผืนผ้า (หน่วย มม.) ได้แก่: 120, 160, 200, 320, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250 เนื่องจากความกว้างของตู้ดูดควันคือ 800 มม. ด้านยาวของท่อสี่เหลี่ยมผืนผ้าจึงไม่ควรเกิน 630 มม.; ควรเลือกใช้ท่อสี่เหลี่ยมจัตุรัส—หากสภาพแวดล้อมไม่เอื้ออำนวย อาจใช้ท่อสี่เหลี่ยมผืนผ้าได้ แต่แต่ละโครงการควรมีความสม่ำเสมอ
• วิธีการกำหนดขนาดท่อ: ① การคำนวณท่อกลม: Q = (3600 × πd²v)/4 (Q — ปริมาณลมระบาย, (ตัดที่ด้านล่างของหน้า)

(ต่อจากหน้าก่อนหน้า) ม.³/ชม.; d — เส้นผ่านศูนย์กลางท่อ, มม.; v — ความเร็วลมในท่อ, ม./วินาที); ② การคำนวณท่อสี่เหลี่ยมผืนผ้า: Q = 3600 × a·b·v (Q — ปริมาณลมระบาย, ม.³/ชม.; a, b — ความยาวด้านท่อ, มม.; v — ความเร็วลมในท่อ, ม./วินาที)

4. มาตรฐานความหนาของท่อ: ตามมาตรฐานแห่งชาติ ระบบระบายอากาศที่เลือกใช้ในที่นี้คือระบบแรงดันปานกลางและแรงดันต่ำ มาตรฐานความหนาสำหรับท่อกลม PVC ในระบบแรงดันปานกลางและแรงดันต่ำแสดงในตาราง 6-5

ตาราง 6-5 มาตรฐานความหนาของท่อกลม PVC ในระบบแรงดันปานกลางและแรงดันต่ำ

มาตรฐานความหนาของท่อลมสี่เหลี่ยมพีวีซีในระบบแรงดันปานกลางและแรงดันต่ำ แสดงในตาราง 6-6

ตาราง 6-6 มาตรฐานความหนาของท่อลมสี่เหลี่ยมพีวีซีในระบบแรงดันปานกลางและแรงดันต่ำ

มาตรฐานความหนาของท่อลมวงกลมไฟเบอร์กลาส (FRP) ในระบบแรงดันปานกลางและแรงดันต่ำ แสดงในตาราง 6-7

ตาราง 6-7 มาตรฐานความหนาของท่อลมวงกลมไฟเบอร์กลาสในระบบแรงดันปานกลางและแรงดันต่ำ

VIII. การออกแบบท่อลมระบายอากาศ

1. ขั้นแรกให้พิจารณาจากแปลนพื้นว่าแต่ละระบบมีตู้ดูดควันจำนวนกี่ตู้ จากนั้นคำนวณปริมาณการระบายอากาศโดยประมาณของระบบจากจำนวนตู้ดูดควันในแต่ละระบบ (ปริมาณอากาศออกแบบของตู้ดูดควันขนาด 1200 มม. แต่ละตู้คือ 1300 ม.³/ชม. (ถูกตัดที่ด้านล่างของหน้า)

(ต่อจากหน้าก่อนหน้า) ตู้ดูดควันขนาด 1500 มม. แต่ละตู้ 1700 ม.³/ชม. ตู้ดูดควันขนาด 1800 มม. แต่ละตู้ 2100 ม.³/ชม. ตู้ดูดควันการดูดกลืนอะตอมแต่ละตู้ 600 ม.³/ชม. และแขนดูดควันแบบข้อต่อแต่ละอัน 250 หรือ 300 ม.³/ชม.) จากนั้นเลือกพัดลมที่มีปริมาณการระบายอากาศมากกว่าปริมาณการระบายอากาศของระบบเล็กน้อย

• คำนวณการสูญเสียแรงดันในกระบวนการระบายอากาศ: ความต้านทานของระบบตู้ดูดควันเดี่ยวประมาณ 80–100 Pa; ท่อลมแต่ละเมตรสูญเสีย 5–6 Pa; ข้องอท่อลมแต่ละอันสูญเสีย 40–50 Pa; ช่องออกของพัดลมและช่องดูดเข้าแต่ละแห่งสูญเสีย 60 Pa; ท่อเก็บเสียงสูญเสีย 50 Pa จากนั้นเลือกพัดลมที่เหมาะสมจากแผนภูมิเส้นโค้งลักษณะเฉพาะตามปริมาณการระบายอากาศและแรงดันที่คำนวณได้ (ในการคำนวณ จะคำนวณเฉพาะผลต่างแรงดันของตู้ดูดควันที่อยู่ไกลที่สุดเท่านั้น และสำรองค่าเผื่อ 200–300 Pa)

• จากนั้นคำนวณรัศมีท่อลมจากสูตร ปริมาณการระบายอากาศ = พื้นที่หน้าตัดท่อลม × ความเร็วอากาศในท่อลม (ท่อลมสาขาเลือกขนาด 315 มม. ตามขนาดของตู้ดูดควัน)

IX. การจำแนกประเภทและการเลือกพัดลม

• การจำแนกประเภทพัดลม: ตามรูปแบบการไหลของอากาศ พัดลมแบ่งเป็นประเภทแรงเหวี่ยง (มักวางไว้กลางแจ้ง) ประเภทแรงตามแนวแกน (มักวางไว้ในอาคาร) และประเภทไหลผสม (ไหลแนวทแยง); ตามวัสดุ พัดลมหลักๆ ได้แก่ พัดลมเหล็กธรรมดา พัดลมสเตนเลส พัดลมพีวีซี และพัดลมไฟเบอร์กลาส (FRP) ในการเลือกพัดลม ช่องออกของพัดลมควรมีขนาดใหญ่กว่าขนาดท่อลมหลัก

• ① ลักษณะของพัดลมแรงตามแนวแกน: ใช้กำลังไฟฟ้าและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานต่ำ แต่มีเสียงรบกวนสูงและแรงดูดของพัดลมต่ำ (แรงดันอากาศต่ำ); เหมาะสำหรับระบบที่เรียบง่าย โดยทั่วไปติดตั้งบนผนังหรือท่อลม ② ลักษณะของพัดลมแรงเหวี่ยง: ใช้กำลังไฟฟ้าและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานสูง เสียงรบกวนค่อนข้างสูง และแรงดูดของพัดลมแรง (แรงดันอากาศสูง); เหมาะสำหรับระบบที่ซับซ้อน ส่วนใหญ่ติดตั้งกลางแจ้งหรือบนหลังคา ③ ลักษณะของพัดลมไหลแนวทแยง: การใช้กำลังไฟฟ้า ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน และแรงดูดของพัดลมอยู่ระหว่างประเภทสองแบบแรก; เสียงรบกวนต่ำกว่า; เหมาะสำหรับระบบที่เรียบง่าย โดยทั่วไปติดตั้งในอาคาร

• พารามิเตอร์หลักของพัดลม: ① อัตราการไหล (Q): ปริมาตรของของไหลที่ไหลผ่านพื้นที่หน้าตัดท่อลมที่กำหนดต่อหน่วยเวลา ② ความเร็วรอบพัดลม (n): ความเร็วของโรเตอร์พัดลม หน่วยเป็น รอบ/นาที ③ ประสิทธิภาพ (η): ประสิทธิภาพการทำงานของพัดลม η = (งานที่เป็นประโยชน์/งานทั้งหมด) × 100% ④ แรงดัน (P): แรงดันรวมของพัดลม (Pt) แบ่งเป็นแรงดันไดนามิก (Pd) และแรงดันสถิต (Ps) แรงดันสถิตคือแรงดันที่พัดลมต้องมีเพื่อเอาชนะความต้านทานแรงเสียดทานของระบบระบายอากาศทั้งหมด ซึ่งกำหนดโดยลักษณะของระบบทั้งหมด—ตู้ดูดควัน บานเกล็ด วาล์วควบคุม ท่อลม และพัดลม แรงดันไดนามิกคือส่วนของแรงดันที่ก๊าซที่ถูกปล่อยออกมาด้วยความเร็วหนึ่งๆ มีอยู่; ภายใต้สภาวะมาตรฐาน สูตรคือ: Pd = 0.5ρV² (ρ — ความหนาแน่นของอากาศ โดยทั่วไปคือ 1.2; V — ความเร็วอากาศ หน่วย ม./วินาที)

• การเลือกพัดลม: กรณีที่ค่าต่ำกว่า 3.5F, ต่ำกว่า 4000 ม.³/ชั่วโมง และรองรับตู้ดูดควันได้สูงสุด 2 ตู้ อาจเลือกใช้พัดลมไหลแนวทแยง; หากสูงกว่าค่าดังกล่าว ให้เลือกใช้พัดลมเหวี่ยงหนีศูนย์ ① สำหรับแขนดูดควันแบบข้อต่อเดี่ยวหรือตู้ดูดควันเครื่องวิเคราะห์การดูดกลืนอะตอม หากเส้นทางท่อลมค่อนข้างเรียบง่าย—คือผ่านผนังหรือหน้าต่างออกสู่ภายนอกโดยตรง—อาจเลือกใช้พัดลมไหลแนวทแยงไฟเบอร์กลาส ผู้ออกแบบสามารถเลือกใช้พัดลมไหลแนวทแยงรุ่น FSJG-2.5F (กำลังมอเตอร์ N = 0.09 กิโลวัตต์) หรือ FSJG-3.0F (N = 0.18 กิโลวัตต์) ตามสภาวะของระบบ; หากเส้นทางท่อลมซับซ้อนกว่าและมีข้องอท่อจำนวนมาก อาจเลือกใช้พัดลมเหวี่ยงหนีศูนย์รุ่น F4-72-3.0A (N = 0.55 กิโลวัตต์ หรือ 0.75 กิโลวัตต์) หรือ F4-72-3.2A (N = 0.55 กิโลวัตต์ หรือ 0.75 กิโลวัตต์) ② สำหรับตู้ดูดควันเดี่ยว หากระบบท่อลมค่อนข้างเรียบง่าย (เนื้อหาถูกตัดที่ด้านล่างของหน้า)