Вытяжной шкаф (иногда называемый вытяжным шкафом или вытяжным шкафом ) — это тип местного вытяжного вентиляционного устройства, предназначенного для предотвращения воздействия на пользователей опасных паров, испарений и пыли . Устройство представляет собой корпус с подвижным окном-створкой с одной стороны, которое улавливает и выводит газы и частицы либо из помещения (через воздуховод ) , либо обратно в помещение (через фильтрацию воздуха ), и чаще всего используется в лабораторных условиях.
Первые вытяжные шкафы, изготовленные из дерева и стекла, были разработаны в начале 1900-х годов в качестве меры защиты людей от вредных газообразных побочных продуктов реакции . Более поздние разработки в 1970-х и 80-х годах позволили создать более эффективные устройства из стали с эпоксидным порошковым покрытием и огнестойких пластиковых ламинатов . Современные вытяжные шкафы изготавливаются в соответствии с различными стандартами для удовлетворения потребностей различных лабораторных практик. Они могут быть изготовлены в разных размерах, некоторые демонстрационные модели достаточно малы, чтобы их можно было перемещать между локациями на острове, а более крупные «проходные» конструкции могут вмещать крупногабаритное оборудование. Они также могут быть сконструированы для обеспечения безопасного обращения и вентиляции хлорной кислоты и радионуклидов и могут быть оснащены системами скрубберов . Вытяжные шкафы всех типов требуют регулярного обслуживания для обеспечения безопасности пользователей.
Большинство вытяжных шкафов имеют воздуховоды и выводят воздух из помещения, в котором они установлены, что постоянно удаляет кондиционированный воздух из помещения и, таким образом, приводит к значительным расходам энергии для лабораторий и академических учреждений. Попытки сократить потребление энергии, связанное с вытяжными шкафами, изучались с начала 2000-х годов, что привело к техническим достижениям, таким как вытяжные шкафы с переменным объемом воздуха, высокой производительностью и датчиками присутствия , а также к проведению кампаний «Закрой створку», которые пропагандируют закрытие окна в вытяжных шкафах, которые не используются, чтобы уменьшить объем воздуха, вытягиваемого из помещения.
Необходимость вентиляции была очевидна с первых дней химических исследований и образования. Некоторые ранние подходы к проблеме представляли собой адаптацию обычного дымохода . [1] Очаг, построенный Томасом Джефферсоном в 1822–1826 годах в Университете Вирджинии, был оборудован песчаной ванной и специальными дымоходами для отвода токсичных газов. [2] Тяга дымохода также использовалась Томасом Эдисоном для обеспечения вентиляции в его работе около 1900 года. [3]
В 1904 году вновь построенный химический факультет Технического университета в Гданьске был оборудован вытяжными шкафами из дерева и стекла в аудиториях, нескольких лекционных залах, студенческих лабораториях и комнатах для ученых. Раздвижная вверх и вниз передняя панель со стеклом защищала от паров и взрывов. Каждый вытяжной шкаф был освещен, оборудован газовой установкой для отопления и водопроводом со сливом. Вредные и едкие газообразные побочные продукты реакций активно удалялись с помощью естественной тяги каминной трубы. Эта ранняя конструкция все еще функционирует спустя более 110 лет. [4]
Первая известная современная конструкция «вытяжного шкафа» с поднимающимися створками была представлена в Университете Лидса в 1923 году . [3] 13 лет спустя Labconco, ныне известный производитель вытяжных шкафов, разработала первый вытяжной шкаф для коммерческой продажи, напоминающий современные конструкции с фронтальным окном-створкой. Вскоре после этого, в 1943 году во время Второй мировой войны, Джон Вебер-младший разработал концепцию вытяжного шкафа со специальным вытяжным вентилятором, вертикально поднимающимся окном-створкой и постоянной скоростью в ответ на опасения по поводу воздействия токсичных и радиоактивных веществ. Эта конструкция стала стандартной среди атомных лабораторий того времени, [3] и многие аспекты его концепции включены в современные конструкции вытяжных шкафов. [5]
Первые массово производимые вытяжные шкафы изготавливались из камня и стекла [6] , скорее всего, из талькового камня [7] или транзита [8] : 153 хотя нержавеющая сталь использовалась по крайней мере с 1960-х годов. [9] Labconco представила концепцию вытяжного шкафа, облицованного стекловолокном для повышения долговечности и химической стойкости [3] хотя с 1990-х годов в литературе рекомендовались сталь с эпоксидным порошковым покрытием , тефлоновые и полипропиленовые покрытия [8] : 169 для использования в вытяжных шкафах и конструкциях вытяжек. [10] [11]
Вытяжной шкаф, как правило, представляет собой крупное оборудование, охватывающее шесть сторон рабочей зоны (включая подвижное окно или дверь), нижняя часть которого чаще всего располагается на высоте стоящего рабочего места (не менее 28–34 дюймов (71–86 см) над полом). [11] : 20 Вытяжные шкафы чаще всего встречаются в лабораториях, где требуется использование материалов, которые могут выделять вредные частицы , газообразные побочные продукты или аэрозоли опасных материалов, например, тех, которые встречаются в биоизоляционных лабораториях. [11]
Существуют два основных типа вытяжных шкафов: канальные и рециркуляционные (без воздуховодов). Принцип одинаков для обоих типов: воздух втягивается с передней (открытой) стороны шкафа и либо выбрасывается за пределы здания, либо очищается путем фильтрации и возвращается в помещение. [12] Этот метод управления потоком воздуха предназначен для:
Вторичные функции этих устройств могут включать защиту от взрыва , сдерживание разлива и другие функции, необходимые для работы, выполняемой внутри устройства; эти функции могут быть достигнуты за счет конструкции корпуса, конструкции воздуховода и оптимального размещения вытяжного шкафа в помещении. [14] : 5.3 [13] : 232–268
Вытяжные шкафы обычно устанавливаются вплотную к стенам и часто снабжены заполнениями сверху, чтобы скрыть вытяжной воздуховод. Из-за своей утопленной формы они, как правило, плохо освещаются общим освещением помещения, поэтому многие имеют внутренние светильники с паронепроницаемыми крышками. [15] [16] : 502 Передняя часть устройства включает в себя створчатое окно , обычно из стекла или другого прозрачного остекления , которое может скользить вертикально или горизонтально. [14] Специальные корпуса для обучения могут обеспечивать дополнительную видимость, строя боковые и заднюю части устройства из закаленного стекла , предназначенного для того, чтобы несколько человек могли одновременно смотреть в вытяжной шкаф, хотя они часто имеют худшие возможности вентиляции. [17] [11] : 9 Некоторые демонстрационные модели, созданные для образовательных целей, являются подвижными, могут транспортироваться между местами или построены на подвижном острове и могут быть без воздуховодов; [18] они часто строятся с менее жесткими ограничениями по химической стойкости, [19] но предлагают другие преимущества, такие как более низкие затраты на энергию. [17]
Вытяжные шкафы обычно доступны в 5 различных размерах ширины: 1000 мм, 1200 мм, 1500 мм, 1800 мм и 2000 мм. [20] Глубина варьируется от 700 мм до 900 мм, а высота — от 1900 мм до 2700 мм. Регионы, в которых в основном используются неметрические измерения, часто следуют строительным стандартам, которые округляют эти размеры до ближайшего значения в дюймах или футах . [16] : 503 Эти конструкции могут вместить от одного до трех операторов. Все современные конструкции должны быть оснащены расходомерами воздуха, чтобы гарантировать правильную работу вытяжки во время использования. [21] : 233
_(1).jpg/1280px-OOLO4637_(3)_(1).jpg)
Для особо опасных материалов можно использовать закрытый перчаточный бокс или бокс биологической безопасности класса III [22] , который полностью изолирует оператора от любого прямого физического контакта с рабочим материалом и инструментами. [11]
Каркас и строительные материалы, используемые для вытяжного шкафа, выбираются на основе предполагаемого химического и экологического воздействия в течение срока службы оборудования. [23] Несколько распространенных материалов, используемых для внешней конструкции современного вытяжного шкафа, включают:
Производители по-разному строят раздвижные окна из безопасного стекла , закаленного стекла , ударопрочного поливинилхлорида или оргстекла . Наиболее распространенная конфигурация раздвижного окна — это тип, который скользит вертикально и уравновешивается для удобства движения при использовании тяжелого стекла. Установки, которые работают с плавиковой кислотой, могут использовать окно из поликарбоната . [8] : 154
Внутренняя часть вытяжного шкафа часто подвергается воздействию разрушающих химикатов и повышенных температур, и поэтому она часто облицована материалами, устойчивыми к химикатам и окружающей среде, которым она, как ожидается, будет подвергаться. В большинстве случаев только рабочая поверхность в нижней части закрытого пространства изготавливается из облицовочного материала, который чаще всего изготавливается из эпоксидной смолы или нержавеющей стали, [23] но вытяжной шкаф может быть облицован любым из следующих материалов: [11]
Большинство вытяжных шкафов оснащены панелью управления с питанием от сети и/или устройством контроля потока воздуха . Обычно они позволяют вручную или автоматически регулировать внутренние перегородки , но стандарты ANSI [25] [26] и EN [21] : 233 [27] требуют подачи визуальных и звуковых предупреждений в следующих ситуациях: [28] : 7
Некоторые панели управления дополнительно позволяют переключать механизмы внутри вытяжки из центральной точки, например, включать или выключать вытяжной вентилятор или внутреннее освещение. [15]
Большинство вытяжных шкафов промышленного назначения имеют воздуховоды. Существует большое разнообразие воздуховодных вытяжных шкафов. В большинстве конструкций кондиционированный (т. е. нагретый или охлажденный) воздух втягивается из лабораторного пространства в вытяжной шкаф, а затем через воздуховоды выбрасывается в атмосферу. [5]
Для снижения энергозатрат на вентиляцию лаборатории применяются системы переменного объема воздуха (VAV), которые уменьшают объем вытяжного воздуха при закрытии створки вытяжного шкафа. Этот продукт часто дополняется устройством автоматического закрытия створки, которое закрывает створку вытяжного шкафа, когда пользователь покидает его поверхность. [21] : 238 В результате вытяжки работают с минимальным объемом вытяжки, когда перед ними никто не работает. [29]
Поскольку типичный вытяжной шкаф в климате США потребляет в 3,5 раза больше энергии, чем дом, [30] сокращение или минимизация объема выхлопных газов является стратегическим для снижения затрат на электроэнергию на объекте, а также для минимизации воздействия на инфраструктуру объекта и окружающую среду. Особое внимание следует уделять месту выброса выхлопных газов, чтобы снизить риски для общественной безопасности и избежать попадания выхлопного воздуха обратно в систему подачи воздуха в здание; требования к вытяжным системам вытяжных шкафов могут регулироваться для предотвращения воздействия на население и рабочих. [31]
Вытяжные шкафы с дополнительной подачей воздуха, которые забирают воздух снаружи здания, а не забирают кондиционированный воздух из помещения, в котором они установлены, были спорными и часто не рекомендуются. [8] : 158 Они рассматривались как вариант для экономии энергии в некоторых ситуациях, поскольку они не забирают кондиционированный воздух из помещения. [32] Помимо обеспечения некондиционированной среды внутри вытяжки по сравнению с внешней средой вытяжки, что может вызывать дискомфорт или раздражение у рабочих, [33] : 148 было продемонстрировано, что химические вытяжные шкафы с дополнительной подачей воздуха подвергают рабочих воздействию материалов внутри вытяжки в значительно большей степени, чем обычные вытяжные шкафы без подачи воздуха. [32]
Вытяжные шкафы с постоянным объемом воздуха (CAV) поддерживают постоянный объем воздуха внутри вытяжки, независимо от положения створчатого окна. Это приводит к изменению скорости воздуха в зависимости от положения створки; [34] створка регулируется на соответствующей рабочей высоте для достижения адекватной скорости в лице. [a] [5] В ходе опроса 247 специалистов лабораторий, проведенного в 2010 году, журнал Lab Manager Magazine обнаружил, что примерно 43% вытяжных шкафов являются вытяжными шкафами CAV. [36]
Самая простая конструкция вытяжного шкафа CAV имеет только одно отверстие, через которое может проходить воздух — отверстие створки. [5] Закрытие створки на вытяжном шкафу CAV без байпаса увеличит скорость набегающего потока (скорость притока или «тяга»), [a] , которая является функцией общего объема, деленного на площадь отверстия створки. Таким образом, производительность вытяжки (с точки зрения безопасности) зависит в первую очередь от положения створки, причем безопасность увеличивается по мере того, как вытяжка закрывается. Такая конструкция называется «обычным» вытяжным шкафом. Во многих обычных вытяжках указывается максимальная высота, на которую может быть открыто окно створки, чтобы поддерживать безопасные уровни воздушного потока. [37]
Основным недостатком обычных вытяжных шкафов CAV является то, что при закрытой створке скорости могут возрасти до такой степени, что они будут мешать работе приборов, охлаждать горячие пластины , замедлять реакции и/или создавать турбулентность, которая может заносить загрязняющие вещества в помещение. [37] [5]
Вытяжки Bypass CAV были разработаны для преодоления проблем с высокой скоростью, с которыми сталкиваются обычные вытяжные шкафы. [37] Эти вытяжки позволяют воздуху вытягиваться через «обходное» отверстие сверху, когда створка закрывается. Обход расположен таким образом, что когда пользователь закрывает створку, обходное отверстие увеличивается; когда створка полностью закрыта, воздух проходит только через аэродинамический профиль под нижней частью окна створки. [38] : 12 Воздух, проходящий через вытяжку, сохраняет постоянный объем независимо от того, где расположена створка, и без изменения скорости вращения вентилятора. В результате энергия, потребляемая вытяжными шкафами CAV (или, скорее, энергия, потребляемая системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха здания, и энергия, потребляемая вытяжным вентилятором вытяжки), остается постоянной или почти постоянной, независимо от положения створки. [39]
Высокопроизводительные или низкопоточные байпасные вытяжки CAV являются современным типом байпасных вытяжек CAV и обычно демонстрируют улучшенные функции сдерживания, безопасности и энергосбережения . Эти вытяжки включают такие функции, как ограничители створки на окне, автоматическое управление перегородкой с помощью датчиков положения створки и расхода воздуха, вентиляторы для создания воздушного барьера между пользователем и корпусом и улучшенную аэродинамику для поддержания ламинарного потока. [37] [39] Конструкция этих вытяжек предназначена для того, чтобы позволить устройству соответствовать стандартам ASHRAE , сохраняя при этом более низкую скорость набегающего потока и, таким образом, потребляя меньше энергии. [5] [22] : 320
Вытяжки VAV, новейшее поколение лабораторных вытяжных шкафов, изменяют объем вытяжного воздуха из помещения, поддерживая при этом скорость на лицевой стороне на установленном уровне. Различные вытяжки VAV изменяют объем вытяжки, используя разные методы, такие как заслонка или клапан в вытяжном канале, который открывается и закрывается в зависимости от положения створки, или вентилятор, который изменяет скорость в соответствии с требованиями к объему воздуха. Большинство вытяжек VAV интегрируют модифицированную систему байпаса в обычную систему вытяжного шкафа для достижения переменного объема вытяжки пропорционально открытию лицевой стороны вытяжки, [38] : 15, хотя конструкция без байпаса также используется для дальнейшего уменьшения общего объема воздуха, необходимого для работы. [5]
Вытяжные шкафы VAV могут обеспечить значительную экономию энергии за счет снижения общего объема кондиционированного воздуха, выбрасываемого из лаборатории. Однако эта экономия зависит от поведения пользователя: чем меньше вытяжные шкафы открыты (как по высоте, так и по времени), тем больше экономия энергии. Лаборатория, использующая вытяжной шкаф VAV с створкой, которая остается открытой только в рабочее время дня, сэкономит значительную сумму на расходах на электроэнергию по сравнению с лабораторией, использующей вытяжные шкафы CAV, которые полностью открыты 100% времени, независимо от высоты створки. [29] [40]
В ходе опроса 247 специалистов лабораторий, проведенного в 2010 году, журнал Lab Manager Magazine обнаружил, что около 12% вытяжных шкафов представляют собой вытяжные шкафы с переменным расходом воздуха. [36]
Вытяжные колпаки с навесом, также называемые вытяжными колпаками, похожи на вытяжки над плитами на коммерческих и некоторых жилых кухнях. Они имеют только навес, без кожуха и без створки и предназначены для отвода нетоксичных материалов, таких как дым, пар, тепло и запахи, которые естественным образом переносятся вверх посредством конвекции . [33] : 145 Химически стойкие фильтрованные вытяжные колпаки с навесом производятся отдельными поставщиками, [41] но не являются идеальными для безопасности работников, поскольку пары, которые они втягивают из оборудования, находящегося под ними, проходят через зону дыхания работника. [33] : 145 Они используются в некоторых ситуациях для обеспечения вытяжки для крупного оборудования, которое было бы неудобно хранить или с которым было бы неудобно работать внутри кожуха вытяжного колпака, [42] или, как правило, в зоне лабораторного стола, где выполняются процессы, требующие дополнительной вентиляции. [43] : 42–43 В ходе опроса 247 специалистов лабораторий, проведенного в 2010 году, журнал Lab Manager Magazine обнаружил, что приблизительно 13% вытяжных шкафов представляют собой вытяжные шкафы с канальным навесом. [36]
Вытяжные шкафы с навесом требуют установки дополнительных воздуховодов по сравнению с другими вытяжными шкафами с воздуховодами и часто забирают из окружающей среды гораздо больше воздуха с контролируемой температурой, чем закрытые вытяжные шкафы, [44] : 25, но требуют сравнительно небольшого обслуживания. [42]
Вытяжные шкафы без воздуховодов, также известные как рециркуляционные [16] : 502 или автономные вытяжные шкафы, [8] : 160 представляют собой устройства, которые не вытягивают воздух из здания или рабочей среды. Вместо этого воздух всасывается через переднее отверстие вытяжки и через фильтр, прежде чем пройти через вентилятор, установленный наверху (софите) вытяжки или под рабочей поверхностью, и подается обратно на рабочее место. [16] : 502 При использовании вытяжного шкафа без воздуховодов важно, чтобы фильтрующий материал мог удалять конкретный опасный или вредный используемый материал. Поскольку для разных материалов требуются разные фильтры, вытяжные шкафы с рециркуляцией следует использовать только в том случае, если известны конкретные опасности и они подходят для типа используемого фильтра, [38] : 26 и такие фильтры необходимо регулярно заменять. [17] Материалы, используемые внутри вытяжки, также должны иметь предупреждающие свойства, указывающие на неспособность фильтра задерживать частицы или пары, такие как запах или привкус. [38] : 26 Производство рециркуляционных вытяжных шкафов стало возможным только после изобретения фильтра HEPA в 1940-х годах, [3] и хотя изначально эти устройства считались недостаточными для обеспечения защиты работников от паров, их конструкция и производительность были улучшены с 1980-х годов. [45]
Фильтрация воздуха в вытяжных шкафах без воздуховодов обычно делится на два сегмента: [45]
Преимущества использования вытяжных шкафов без воздуховодов включают простоту их внедрения по сравнению с вытяжными шкафами с воздуховодами и тот факт, что кондиционированный воздух не удаляется из здания. Эти факторы сами по себе обеспечивают измеримую экономию энергии. [17] Однако безопасность и эффективность вытяжных шкафов без воздуховодов заметно ниже, чем у вытяжных шкафов с воздуховодами во всех условиях, кроме самых стесненных. Вытяжные шкафы без воздуховодов не подходят для исследовательских приложений, где деятельность и используемые или производимые материалы могут измениться или быть неизвестными. В результате этого и других недостатков некоторые исследовательские организации, включая Университет Висконсина, Милуоки, [48] Колумбийский университет, [49] Принстонский университет, [50] Университет Нью-Гемпшира, [51] и Университет Колорадо, Боулдер [52] либо не рекомендуют, либо запрещают использование вытяжных шкафов без воздуховодов. Кроме того, хотя обычно они не классифицируются как таковые, способ эксплуатации боксов биологической безопасности , когда они не подключены к системе воздуховодов, функционально аналогичен способу эксплуатации вытяжного шкафа без воздуховодов, [47] : 417 хотя применение боксов биологической безопасности в сочетании с относительной сложностью их подключения к вытяжной системе здания по сравнению с вытяжным шкафом приводит к другим соображениям безопасности. [53]
В ходе опроса 247 специалистов лабораторий, проведенного в 2010 году, журнал Lab Manager Magazine обнаружил, что около 22% вытяжных шкафов представляют собой вытяжные шкафы без воздуховодов. [36]
Вытяжные шкафы с нисходящим потоком, также называемые рабочими станциями с нисходящим потоком, представляют собой вытяжные шкафы, предназначенные для защиты пользователя и окружающей среды от опасных паров, образующихся на рабочей поверхности. Создается нисходящий поток воздуха, и опасные пары собираются через щели в рабочей поверхности. Вытяжные шкафы с нисходящим потоком чаще встречаются в приложениях, связанных с порошками , [54] и сопоставимы с ламинарными шкафами . Ламинарный поток внутри этих устройств легко нарушается, в большей степени, чем в традиционных вытяжных шкафах, что может привести к воздействию опасностей внутри вытяжки. [55]
Вытяжные шкафы, предназначенные для процедур с участием хлорной кислоты , оснащены системой промывки водой в воздуховоде и часто изготавливаются из нержавеющей стали морского класса или жесткого поливинилхлорида , [43] : 36 Поскольку плотные пары хлорной кислоты оседают и образуют высокореакционноспособные кристаллы перхлората , внутренние перегородки вытяжного шкафа и воздуховода должны быть очищены изнутри с помощью серии распылителей, [56] и все углы могут быть изменены, чтобы быть вогнутыми или закругленными, чтобы еще больше уменьшить вероятность накопления кристаллов. В конструкцию встроен слив для удаления раствора сточных вод. [57] Эта конструкция была впервые разработана Бюро горнодобывающей промышленности США в 1964 году, [58] и иногда ее называют «вытяжкой для кислотного разложения». [59] [60]
Вытяжные шкафы, предназначенные для работы с радиоактивными материалами, изготавливаются с изогнутым кожухом из нержавеющей стали и изогнутой встроенной столешницей из нержавеющей стали [43] : 40 , которая может быть облицована свинцом для защиты от гамма-излучения . [21] : 230 Работу с радиоизотопами, независимо от конструкции вытяжного шкафа, рекомендуется выполнять над сорбционными прокладками для предотвращения выбросов через разливы. [61] Правила могут требовать, чтобы любой отработанный материал фильтровался через регулярно заменяемый фильтр HEPA или фильтр с активированным углем , чтобы избежать выброса радиоизотопов в окружающую среду. [62]
Некоторые вытяжные шкафы оснащены системами скрубберов, предназначенными для поглощения особенно опасных химических паров до их выпуска, как по соображениям охраны окружающей среды, так и безопасности пользователя. [21] : 230 Система скрубберов заполнена кислотными или щелочными нейтрализующими солями для эффективного удаления целевого химиката, используемого в любых запланированных процедурах; этот фактор требует более высокого уровня обслуживания, чем стандартные вытяжные шкафы, [43] : 47 , а также производит опасные сточные воды . [21]
Также называемые вытяжными шкафами «walk-in», напольные вытяжные шкафы имеют рабочую зону, которая простирается от пола до нижней части подключенного вытяжного канала для использования высокого оборудования. Несмотря на название «walk-in», вход в работающий напольный вытяжной шкаф, когда он содержит опасные материалы, представляет значительный риск для пользователя; [63] они предназначены только для входа для первоначальной настройки оборудования. [43] : 40 Напольные вытяжные шкафы часто оснащены несколькими створками, так как одна длинная створка будет ненормально длинной, если ее расположить для вертикального перемещения, и имеют распашные двери, которые обеспечивают доступ к нижней части вытяжки. [8] : 158–160
Поскольку вытяжные шкафы постоянно удаляют большие объемы кондиционированного (нагретого или охлажденного) воздуха из лабораторных помещений, они потребляют большое количество энергии. Вытяжные шкафы являются основным фактором, делающим лаборатории в четыре-пять раз более энергоемкими, чем типичные коммерческие здания, [64] и эти потребности в энергии усугубляются в жарком и влажном климате. [65] Стоимость энергии для типичного вытяжного шкафа может варьироваться от 4600 долларов в год в Лос-Анджелесе до 9300 долларов в год в Сингапуре в зависимости от различий в потребностях в охлаждении. [30] Основная часть энергии, за которую отвечают вытяжные шкафы, — это энергия, необходимая для нагрева и/или охлаждения воздуха, подаваемого в лабораторное помещение. Дополнительное электричество потребляют вентиляторы в системе HVAC и вентиляторы в вытяжной системе вытяжного шкафа. [39]
Ряд университетов запускают или запустили программы, чтобы побудить пользователей лабораторий сократить потребление энергии вытяжными шкафами, держа створки VAV закрытыми как можно дольше. Например, кафедра химии и химической биологии Гарвардского университета провела кампанию «Закройте створку», которая привела к устойчивому снижению уровня выбросов вытяжных шкафов примерно на 30%. Это привело к экономии средств примерно на 180 000 долларов в год и сокращению ежегодных выбросов парниковых газов, эквивалентных 300 метрическим тоннам углекислого газа. [66] Несколько других учреждений сообщают о программах по сокращению потребления энергии вытяжными шкафами, включая:
В 2020 году Корнелльский университет стремился сократить потребление энергии в периоды сокращенной занятости (вызванной ответом на пандемию COVID-19 ) путем отключения потока воздуха во многих системах HVAC, включая те, которые подключены к вытяжным шкафам. [80] Процесс отключения или «спячки» этих вытяжных шкафов оказался сложным для одностороннего внедрения на оборудовании разных моделей и возрастов, и обеспечивал значительную экономию средств только при применении в течение периода более 3 месяцев. [80] Усовершенствования процесса позволили разработать оборудование и программы, которые могут лучше реализовывать периоды «спячки» вытяжных шкафов, которые были внедрены в нескольких научно-исследовательских институтах по состоянию на 2024 год, включая Университет Алабамы , [81] Университет Небраски-Линкольна , [82] и Массачусетский технологический институт . [83]
Технология обнаружения людей, такая как датчики движения и присутствия , может определять присутствие оператора вытяжки в зоне перед вытяжкой. Сигналы датчиков позволяют элементам управления вентиляцией переключаться между нормальным и режимом ожидания или «режимом понижения», которые потребляют меньше энергии. [5] : 9.H.3 В сочетании с другими системами датчиков присутствия в пространстве [84] эти технологии могут регулировать использование вентиляции и освещения для эффективной минимизации потерь энергии в лабораториях. [85] Однако существуют проблемы безопасности, связанные с уменьшением потока воздуха в вытяжных шкафах с помощью сигналов датчиков, если створка остается открытой; некоторые программы объединяют принципы кампаний «Закройте створку» с вентиляцией с переменным потоком, используя технологию для активного напоминания пользователям о необходимости закрыть створку вытяжного шкафа, которая не используется. [86] Комплексный контроль в лаборатории может потребовать использования модуля механического контроллера створки, который автоматически закроет створку и отключит вентиляцию совместно с датчиками движения. [21] : 238 Однако даже без использования датчиков и механических створок напоминание пользователям вытяжных шкафов о необходимости закрыть створку более эффективно, чем бездействие. [87]
Вытяжные шкафы обычно изготавливаются с надстройкой, охватывающей различные опорные элементы и внутреннюю облицовку вытяжки. Эта надстройка часто изготавливается из листового металла, в котором пробиты отверстия для доступа к сантехнике и электрическим розеткам или устройствам. [88]
Канальные вытяжные шкафы имеют дополнительные характеристики, обусловленные их конструкцией по сравнению с моделями без воздуховодов. Швы в металлических вытяжных воздуховодах должны быть сварными , за исключением внешнего конца, где расположен вентилятор или нагнетатель. [89] : 67 В зависимости от выбора конструкции и возможностей HVAC, нагнетатель может быть установлен внутри или над вытяжкой, или он может быть расположен в точке вытяжки, обычно на крыше здания. [16] : 652
Вытяжные шкафы устанавливаются с целью минимизации воздействия материалов, используемых внутри корпуса; поэтому их чаще всего размещают у стен и вдали от дверей, чтобы предотвратить воздействие вихрей воздуха, вызванных открытием или закрытием двери. [23] Один из стандартов EN требует, чтобы лицевая сторона вытяжного шкафа была установлена таким образом, чтобы она находилась на расстоянии не менее 1 метра (3,3 фута) от любого пространства, где часто происходит движение. [90]
Региональные стандарты могут потребовать внедрения дополнительных мер предосторожности и проектных соображений, выходящих за рамки общих требований по созданию функционального вытяжного шкафа. [88] Эти проектные стандарты могут рекомендовать соображения, ранее зарезервированные для специальных вытяжек, которые улучшают аэродинамику и облегчают очистку, такие как скругленные углы, скошенные отверстия и встроенные кислотостойкие раковины . [90] [91]
Вытяжные шкафы требуют регулярного технического обслуживания для обеспечения постоянной функциональности; это является дополнением к стандартным мерам предосторожности и безопасности, принимаемым во время обычной эксплуатации, и в идеале включает ежедневные, периодические и ежегодные проверки: [94]
Возгонка едкого арсника: пусть все ваши операции выполняются в дымоходе, чтобы пагубные пары могли свободно подниматься без ущерба для оператора; и когда вы измельчаете арсник, заткните рот и ноздри.
