Мероприятия по осуществлению безопасности в лабораториях

Химическая авария в лаборатории может быстро привести к вредной или даже опасной для жизни концентрации вредных веществ в воздухе помещения. Именно поэтому системы вентиляции и кондиционирования играют важнейшую роль в поддержании безопасных рабочих условий для персонала лаборатории. В случае инцидента недостаточно будет просто открыть окно и проветрить помещение. Кратность воздухообмена — одно, но есть ряд и других немаловажных факторов, таких как турбулентность, тепловые источники, скорость поступающего воздуха, уровень шума и, более того, постоянно изменяющийся расход воздуха в вытяжных шкафах.

Управление расходом воздуха

Высокий уровень безопасности может быть достигнут благодаря системе управления расходом воздуха, схематично показанной на рисунке. Она включает в себя панель управления VAV с регуляторами расхода воздуха, которая увеличивает или снижает количество удаляемого воздуха в вытяжных шкафах. В соответствии с требуемым уровнем разряжения в помещении, регуляторы приводят в баланс соотношение приточного и вытяжного воздуха, не ограничивая функциональность вытяжных шкафов. Это гарантирует не только безопасность в помещении, но и снижение затрат на вентиляцию в целом.

Управление вытяжными шкафами

Вытяжные шкафы выполняют определённые функции по защите персонала в лаборатории, а именно:

1. Предотвращают выброс в помещение лаборатории опасных и ядовитых смесей.

2. Предотвращают изменения в атмосфере, которые могут повлечь за собой возгорание или даже взрыв.

3. Защищают от брызг — вытяжные шкафы не допускают распространение брызг и всякого рода выделений от больных людей.

В то время как защита от вредных частиц обеспечивается особой конструкцией вытяжного шкафа, для первых двух пунктов регулирование расхода воздуха обязательно. Хотя и существует множество различных требований для лабораторий, на сегодняшний день системы по контролю и регулированию расхода воздуха полностью охватывают общие стратегии управления.

Исходя из конструкции вытяжных шкафов и параметров рабочей среды, можно предложить множество решений. Система управления сочетает в себе функции регулирования расхода воздуха и контроля энергетических затрат и предполагает индивидуальные подходы в осуществлении управления:

1. Управление расходом воздуха в помещении. Воздушные системы управления контролируют и приводят в баланс объём воздуха во всех режимах работы вытяжных шкафов и помещения. Стабильный контроль необходим для достижения точных значений объёма и расхода воздуха. Более того, установленные значения должны быстро достигаться и поддерживаться на заданных режимах.

2. Регулирование давления. Для регулирования перепада давления в помещении или вентиляционном канале должна быть разработана индивидуальная стратегия управления. Каскадное регулирование, в отличие от дифференциального регулирования с регулирующей заслонкой, без учёта каких-либо параметров по расходу воздуха позволяет добиться большей стабильности, чем самые быстродействующие системы управления.

3. Осуществление контроля в помещениях с потенциально взрывоопасной средой (ATEX). Для помещений с потенциально опасной средой предусмотрены особые элементы управления, такие как: быстродействующие регуляторы расхода, регуляторы давления в помещении и регуляторы вытяжных шкафов, включая систему мониторинга.

4. Регулирование при помощи централизованной системы BMS. Комплексные системы безопасности должны обладать возможностью подключения к оборудованию более высокого класса. В такого рода системах должен быть предусмотрен интерфейс, предоставляющий более гибкие варианты подключения. Помимо аналоговых входов и выходов, обеспечивающих передачу данных, использование цифровых сетей приобретает всё большую актуальность. Причиной того является прозрачность данных и крайне низкие затраты на электромонтажные работы.

Централизованная система BMS может выдавать информацию о: заданных и фактических параметрах расхода воздуха и давления в помещении; местных неисправностях; подробных сведениях об ошибках; положении отсекающих заслонок (оптимизированное воздушное управление); режимах работы; положении экранов (для управления вытяжным шкафом); скорости потока поступающего воздуха (для управления вытяжным шкафом); установленных значениях удаляемого воздуха (для управления вытяжным шкафом).

Централизованная система BMS может задавать параметры по умолчанию: режим работы; смена приоритета работы установок между централизованной системой BMS и панелью управления; переключение между заданными параметрами давления в помещении; сигналы об изменении установленных параметров расхода воздуха (внешняя температура и мониторинг давления).

Снижение затрат энергопотребления

Поступление приточного и вытяжного воздуха в помещение должно соблюдаться с учётом всех национальных и международных стандартов, касающихся безопасности на рабочем месте и защиты окружающей среды. Как следствие, снижение затрат на энергопотребление играет важнейшую роль в системах вентиляции. Система управления воздухом обеспечивает высокий уровень энергоэффективности, учитывая все нюансы по контролю расхода воздуха в здании.

Каскадное регулирование, в отличие от дифференциального регулирования с регулирующей заслонкой, без учёта каких-либо параметров по расходу воздуха позволяет добиться большей стабильности, чем самые быстродействующие системы управления

Быстродействие управления вытяжным шкафом

Время движения заслонки в обычных регуляторах расхода составляет 120 секунд, в то время как у регуляторов, оптимизированных для работы в лабораторных условиях, время отклика составляет всего лишь три секунды, что гарантирует невозможность выброса вредных и токсичных веществ в воздух за пределы вытяжного шкафа. Благодаря такой быстрой реакции в помещении достигается стабильное давление в соответствии с регламентом DIN 1946, часть 7.

Все вытяжные шкафы в помещении могут управляться посредством всего лишь одной панели управления и интерфейса, подключённых через центральную систему BMS. Дополнительные регуляторы и датчики могут быть учтены в балансе помещения посредством сигнала 0-10 В.