Вентилационни системи за лаборатории в производството

Подходящата вентилация в лабораторни условия е необходима, за да се постигне и подсигури безопасността на работата, сигурността на служителите и изправността на оборудването.

Най-важните елементи на вентилационните системи в зависимост от типа и предназначението на лабораторията са възможността за ограничаване на изпаренията, безопасността на работниците, филтрацията на въздуха, работната температура, изисквания за относителна влажност и др.

Често е необходимо лабораторните вентилационни системи да отговарят на изискванията за смукателна система за опасни газове. За да се осъществи идеален баланс между безопасност, намаляване на риска и икономия на енергия, проектантите на вентилационни системи могат да подходят по няколко начина.

Налични са няколко вида лабораторна вентилация в производството, които работят различно в зависимост от изискванията на конкретното приложение – много от тях изпълняват ролята на химически абсорбатор.

Някои от елементите на лабораторната вентилация драстично се различават от стандартната, а други изпълняват много специфични дейности.

Основни компоненти на вентилационните системи
Лабораторна камина - тя представлява вентилирана затворена камера, предназначена да отстранява и задържа от въздуха дим, газове, изпарения, както и всички прахови частици, генерирани в самата система.

Лабораторната камина се интегрира в съответстваща вентилационна система, която е проектирана да изкарва замърсения въздух и да вкарва нов, свеж въздух в лабораторията.

При правилна употреба и спазване на практиките за безопасна работа, лабораторната камина позволява на потребителите да боравят с химикали и свързаната с обработването им апаратура без да бъдат излагани на вредни газове.

Самите камини могат да се проектират с различна конструкция в зависимост от специфичните нужди на лабораторията, в която ще работят.

Предназначението на лабораторните камини е да осигурят пространство за безопасна работа с химикали и газове. Те се различават от другите видове вентилационни камини, проектирани предимно за извеждане на топлина, вода, пара, неприятна миризма, прах и всякакви неопасни димове.

Такива камери не предоставят същото ниво на защита в лаборатории и не трябва да се използват като заместител.

Аеродинамичен профил - този компонент представлява леко наклонена издатина, подобна на рафт, която се намира в предната част на лабораторната камина. Профилът има ширина няколко сантиметра и обикновено е разположен точно на нивото на работната повърхност на камината.

Предназначението му е да създаде плавен въздушен поток в рамките на работната повърхност, както и да държи потребителя на известно разстояние от лицевата част на камерата за допълнителна безопасност.

Аеродинамичните профили обикновено имат тесен прорез по цялата ширина на долната им част, който позволява преминаването на поне малко въздух, дори когато прозорците на камината са напълно затворени.

Прегради - интериорни панели в задната част на лабораторната камина, които могат да бъдат регулирани, така че да се постигне максимална ефективност на работния въздух, преминаващ през системата.

Прозорец - подвижните прозрачни панели позволяват достъп до работната камера. Когато работната камера не се използва или няма нужда от постоянен достъп до нея, добрите практики за безопасност изискват панелите да са затворени, така че да се осигури защитна бариера между потенциално опасната среда и оператора на лабораторната камина.

Различните модели камини могат да включват един или няколко прозрачни панела, организирани да се отварят вертикално (нагоре и надолу) или хоризонтално (странично). Възможно е и комбинирането на един или няколко вертикални панела с плъзгащи се хоризонтални панели.

Тези прозорци обикновено са произведени от безопасно стъкло или друг вид високо устойчив прозрачен материал.

HEPA и ULPA филтри - високоефективните филтри за очистване на прах от въздуха тип HEPA и ULPA са неизменна част от лабораторните камини. HEPA филтрите улавят поне 99,97% от фините частици до 0,3 микрона в диаметър при номинална скорост на въздушния поток.

ULPA филтрите пък улавят поне 99,999% от частиците от 0,1 до 0,2 микрона в диаметър при номинална скорост на въздушния поток.

Видове лабораторна вентилация
Камини с постоянен обем на въздуха (Constant air volume – CAV) - лабораторните камини тип CAV постоянно извличат отработения въздух без значение дали камерата е отворена или затворена. Тъй като обемът на извличания въздух е постоянен, скоростта на потока варира в зависимост от позицията на прозореца.

Затова обемът следва да бъде коригиран, за да се осигури подходяща скорост на потока при желаната работна позиция на прозореца.

Камини с променлив обем на въздуха (Variable Air Volume – VAV) - VAV лабораторните камини, още познати като такива с постоянна скорост на потока, са оборудвани със система за контрол на въздушния поток, която регулира количеството изсмукван въздух в зависимост от позицията на прозорците.

Освен че осигуряват приемлива скорост на потока при широко отворен прозорец (в сравнение с CAV камините), VAV камините също така подпомагат постигането на значителни икономии на енергия, като намаляват дебита на лабораторната камина, когато тя е напълно затворена.

Спомагателни лабораторни камини - тези системи са първоначално разработени през 1970 г. Предназначението им е да намаляват енергийното потребление на лабораториите в производството чрез комбинация от аспиратор и дифузер на подавания въздух.

Спомагателните камини са проектирани да вкарват необработен въздух отвън директно пред лицевата част на камерата. В идеалния случай този въздух изцяло заобикаля лабораторното помещение, като така се намаляват разходите за отопление и климатизация, тъй като лабораторната камера не трябва да извлича въздух отвътре.

На практика обаче са регистрирани редица проблеми при въвеждането на необработен въздух към работната камера (например ако въздухът е прекалено горещ или влажен), заради което тези системи почти не се използват понастоящем.

Монтирани в пода лабораторни камини - те са с по-голям размер от стандартните камини. Прозорците им са достъпни от пода и са разположени в горната част на самата инсталация.

Лабораторни камини за перхлорна киселина - тези системи са специално предназначени за употреба при работа с перхлорна киселина, тъй като при нагряването й над температурата на околната среда може да се образуват запалими или експлозивни съединения с органичните строителни материали.

Камерата е оборудвана със система за отмиване с вода, която периодично премахва всички соли на перхлорната киселина, които могат да се утаят и натрупат в работната камера и вентилационната система. Вентилаторите също са защитени от искрене и подпалване.

Лабораторни камини без въздуховоди - представляват вентилирани камери със собствен вентилатор, който насочва въздуха към филтри и след това го циркулира обратно в лабораторията. Филтрите са проектирани, така, че да улавят изпаренията, генерирани в камерата, и да извеждат само чист въздух в лабораторията.

Обикновено това става с помощта на филтри от активен въглен, но все пак ефективността им намалява с течение на времето. Лабораторните камини без въздуховоди имат изключително ограничено приложение и следва да се използват само в производства, където опасността е много ниска и където достъпът до камината и използваните в нея химикали внимателно се контролира.

Работата също така трябва да се извършва под надзор от специалист, който е добре запознат с потенциално опасните характеристики на тези устройства.

Шкафове за биологична безопасност - класифицират се като Клас I, Клас II или Клас III на безопасност. Когато се спазват изискванията за поддръжка и експлоатация, тези шкафове могат ефективно да уловят микробни замърсявания и инфекциозни причинители с помощта на HEPA филтри. В сравнение с тях обикновените лабораторни камини не могат да филтрират микроорганизми.

Лабораторни камини с ламинарен поток - ламинарният поток в камините облива работните материали с въздух от горе до долу, за да ги предпази от замърсяване. Тези камини не предоставят защита на оператора и не трябва да се използват при работа с опасни материали.