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发布日期:2024-12-02

一、动物实验室气流组织形式

动物实验室空调及通风系统除了需要满足生物安全要求,并兼顾实验动物以及人员的舒适、清洁、温度、湿度等舒适性要求,还需要关注气流组织的方向,笼架及实验家具的布局等因素,减少温湿度的波动,风以及空气传播疾病对研究的影响。 根据规范要求,正压屏障环境的单走廊设施应保证动物生产区、动物实验区压力最高。 正压屏障环境的双走廊或多走廊设施应保证洁净走廊的压力高于动物生产区、动物实验区;动物生产区、动物实验区的压力高于污物走廊。 因此,动物实验室空调通风系统需要控制实验区相对相邻相通房间或相对大气的压差,通过空气平衡/压力关系,实现与相邻房间的正确隔离。

动物实验室房间压力控制策略一般采用差值风量法来控制房间的压差稳定。 通过管道上的定变风量阀的风量值,按照房间压力要求,调节送排风风量,设置一个差值风量,差值风量就会确保房间内实现恒定的压力值。 当系统中过滤器堵塞,或者是排风压力的波动,排风量数值变化,还可以通过房间内的压力传感器与房间设定压力进行比较,校核送排风风量,确保房间压力稳定。

动物实验室气流组织一般采用上送下排的方式, 送风口设在实验室上方均匀布置,排风口设在实验室下方,室内气流从上至下流动,保证动物实验室内环境相对稳定。

普通实验室气流组织采用上送上排的方式, 送风口设在实验室污染较轻的区域上, 排风口设在实验室污染较为严重的区域上, 室内气流自污染较轻的区域流向污染较为严重的区域。 维持环廊向核心实验室的空气流动,全楼维持从大气环境向楼内的定向空气流动。 使得送、排风口尽量远离,避免气流短路,增加新风的利用效率。 

在局部通风笼架内饲养的动物实验室间:上送下侧排。排风夹墙。

散养的动物实验室间:上送下侧排,局部 2~3 次上排。排风夹墙。

水生动物实验室:上送上回。

手术室:上送下侧回,局部上排。回风夹墙。

核磁共振房间:上送上回。风口位置远离设备。

屏障级动物实验室:上送下侧排。排风夹墙。

猪舍:上送下侧排。排风夹墙。
动物实验室通风设计

二、动物实验室通风系统设计

动物实验室的排风系统需考虑实验室全面排风及房间内工艺设备的局部排风, 新风系统根据全室排风及局部排风的运行控制逻辑合理适量地补充房间新风。实验室及动物实验室存在大量废气, 在将实验室废气排至室外前,均需经过合理有效的废气处理。 在废气品质达到要求后,方可排至室外。 动物实验室需要考虑除臭措施;实验室需根据实验内容及实验排放的废气种类考虑相应的处理措施。

动物实验室的空调机组、排风机组均带备用风机。 送、排风机采用电气硬件连锁,送风机开启后延时开启排风机。

在动物设施及实验室项目中, 除了全室排风与空调系统一对一设置外,还有大量的局部排风设备。 这些设备的排风需要与工艺充分沟通,确定排风形式。 在设计过程中可以确定需要局部排风的设备以及设备的同时使用系数。

动物实验室:机械排风,全排。

洗消区:机械排风,全排,换气次数按12~15

手术室:机械排风,换气次数按新风量 70%

检测室:机械排风,全排,换气次数按4~6

普通生物实验室:机械排风,全排,换气次数按4

解剖间:机械排风,全排,换气次数按12

三、动物实验室节能设计

动物实验室存在动物粪便、含有大量微生物、容易滋生细菌等特点,依靠大量的新风、排风将废气排走,以保证 SPF 屏障动物实验室环境的洁净要求。 根据使用功能及工艺要求此区域设置全新风直流式净化空调系统,新风负荷占比较大,约占空调总负荷的 80%~90%以上,能耗很大,因此,考虑首先通过排风热回收降低空调系统的总能耗。

空调系统热回收方式很多,包括转轮式热回收、板式和板翼式热回收、热管式热回收、液体循环式热回收、溶液吸收式热回收等, 动物实验室由于排风中含有微生物且多数为全新风直流系统,排风不得与新风接触,因此,只适合排风无泄漏形式的热回收装置, 即热管式热回收和液体循环式热回收(乙二醇)。

热管式热回收, 热管是在封闭的容器中充入液态环保制冷工质,靠工质的相变传递热量的装置,这种方式进行冷热量回收时相当于 2 台机组并排布置,占用机房面积较大。 由于动物实验室新风机组段位较多且机组很大,长约 8~10 m,受机房面积影响,此方案一般不适用于动物实验室。

液体循环式热回收,常规乙二醇热回收,新排风无接触,占地面积小, 布置灵活, 是动物实验室较为合适的热回收技术,属于传统的显热回收措施。 以某动物实验室项目为例,回收效率可达 60%, 综合统计该直流全新风系统设置乙二醇热回收装置全年 8 760 h 运行,回收期约为 1.6 年。利用排风热回收系统解决动物实验室能耗过高的问题,大大降低能耗、减少运行费用。
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