动物房实验室空调系统设计

动物房实验室空调系统设计　

１工程概况

　　该项目为某药业动物房工程设计，工程建设地点位于江苏省南京市，工程占地面积20000㎡，建筑面积6000㎡，建筑为动物实验设施，属科研类建筑，其中设计有动物笼具清洗、笼具暂存、消防控制室等房间，动物保种繁育室、动物实验室、解剖室等，并包含ＢＳＬ＊２级别的生物安全实验室、细胞实验室等。

２工程设计参数

按工艺生产要求及工艺专业提供的设计条件，并按照《实验动物设施建筑技术规范》（ＧＢ５０４４７－２００８）及《生物安全实验室建筑技术规范》（ＧＢ５０４７２－２０１１）的要求，本项目各个房间或区域室内设计参数如表

３空调冷热源参数及负荷汇总

３．１冷热源

空调系统的冷源为７°Ｃ／１２ｒ冷水，由所区动力中心制冷机房供给。热源为６０°Ｃ／５０Ｘ：热水，由所区动力中心换热站供给。冬季加湿采用饱和蒸汽加湿，蒸汽压力为〇．３ＭＰａ，蒸汽由所区动力中心蒸汽锅炉房供给。

３．２负荷汇总统计

本项目空调冷负荷、空调热负荷、空调加湿负荷统计如表２：

４．１空调系统划分

根据工艺条件及使用要求，屏障环境内的独立通风笼具（丨ＶＣ）不带送排风主机，需单独设置空调系统，因此屏障环境和独立通风笼具０ＶＣ）空调系统分开独立设置。由于屏障环境和独立通风笼具（ＩＶＣ）空调系统分开独立设置，二者之间相互独立，避免相互串味污染，因此屏障环境的空调系统采用一次回风系统，节约部分能耗。根据功能分区，屏障环境按南北区域设置２套一次回风空调系统，新风比为５０％，系统编号分别为ＡＨＵ－２－１、ＡＨＵ－２－２，与屏障环境相对应，屏障环境内的独立通风笼具（丨ＶＣ）亦按南北区域设置两套全新风空调系统，系统编号分別为ＭＡＵ－２－１、ＭＡＵ－２－２。

４．２空调机组段位设置

根据空调系统划分，本项目空调机组分为一次回风机组和全新风机组２种情况，２种机组段位设置如下：

（１）一次回风机组（见图１）：空调机组段位组成：１新风段；２粗效过滤段（Ｇ４）；３中效过滤段（Ｆ７）；４回风段；５加热段；６表冷段；７电再热段；８蒸汽加湿段；９风机段；１０均流段；１１高中效过滤段（Ｆ９）；１２出风段。

（２）全新风机组（见图２）：

空调机组段位组成：１新风段；２粗效过滤段（Ｇ４）；３中效过滤段（Ｆ７）；４加热段；５表冷段；６电再热段；７蒸汽加湿段；８风机段；９均流段；１０高中效过滤段（Ｆ９)；１１出风段。

４．３空调热湿处理过程及气流组织

　　屏障环境内的独立通风笼具（ＩＶＣ）采用独立的全新风空调系统，空气在空调机组内经过粗中效、高中效过滤，并且在进人笼具前的送风管上设置高效过滤器进行高效过滤，笼具的排风系统设界活性炭过滤器吸附空气异味，空气送入流程为（丨ＶＣ笼架）：室外新风一粗效过滤器（Ｇ４）—中效过滤器（Ｆ７）—送风机一高中效过滤器（Ｆ９）—高效过滤器（Ｈ１３）—ＩＶＣ笼架一活性炭过滤器一中效过滤器（Ｆ７）—排风机）一高空排放。空气热湿处理过程（夏季）：室外新风一表冷盘管降温到机器露点一再热一送风机……房间……排风机排风。空气热湿处理过程（冬季）：室外新风一加热盘管加热到送风温度一蒸汽加湿器加湿到送风状态点……房间……排风机排风。

热湿处理过程为：空气热湿处理过程（夏季），室外新风一表冷盘管降温到机器露点一再热一送风机……房间……排风机排风。空气热湿处理过程（冬季），室外新风一加热盘管加热到送风温度一蒸汽加湿器加湿到送风状态点……房间……排风机排风。

按照工艺及相关规范标准要求，所有送风机组及排风机组均设置备用机组，机组进出口风管均设置电动密闭阀，机组停止运行时，相应密闭阀门关闭。

各个房间的总送风管道安装电动定风量阀，排风管道安装电动变风量阀（可完全关闭），以利于压差调节和风量控制。屏障环境房间气流组织均采用顶送风侧下排风的气流组织形式，高效送风口设置于吊顶上，排风口均设置于房间下侧。送风口设在房间污染较轻的区域，排风口设在房间污染较为严重的区域。送、排风口尽量远离，避免气流短路，增加新风的利用效率。

典型房间空调系统

４．４空调自控设计

（１）空调系统

温度控制：通过设在回（排）风主干管上的温度传感器偏差信号控制空调机组制冷（加热）盘管电动阀的开度及电加热控制器来控制房间温度。

湿度控制：由设在主回（排）风管道湿度敏感元件控制送风空调机组加湿器，达到相对湿度参数。

监测：主送、回、排风管道内的温湿度、风量。

联锁：管道上的电动密闭阀均与对应的风机联锁《冷、热水管上的电动二通调节阀及加湿管上的电动调节Ｎ与风机联锁。风机停止运行，以上的阀门均关闭。

联锁：净化空调机组与相应的排风机组连锁启

闭。

变频：空调机组送风机和排风机根据送风、排风主干管上压力传感器的信号控制风机变频运行，保证房间内的换气次数和压力梯度。

压差报警：粗、中、髙中效过滤器、活性炭过滤器两侧压差超过设定值时，自动报警。

防冻报警：加热段防冻报警，当温度敏感元件检测到温度低于５ｒ时，自动报警，并连锁关闭新风入口的电动密闭阀。

启动顺序：正压屏障环境启动时送风机先于排风机启动，停机时反序，负压屏障环境机组启动时排风机先于送风机启动，停机时反序。

远程控制：空调通风控制均可以实现在监控室内的远程控制。

备用：所有空调机组及排风机组均设置备用机组，当运行机组故障时，备用机组相应电动密闭齓调节阀打开，故障机组相应的电动密闭阀关闭，备、用机组开始运行，以确保洁净区的基本室内温湿度。

（２）动物房及实验室

监测：重要房间（根据工艺专业要求确定房间）温湿度、压力测点，并在监控室内集中显示、报警。

压差报警：髙效送风口过滤器两侧压差超过设定值时，自动报警。参考室内相对压差等参数，远程控制各个房间送风支管道上的远控变风量文丘里阀，和排风支管道上的电动调节阀。

５设计总结

动物房的空调系统设计不同于一般的舒适性空调系统设计，通常呈现出系统复杂、风量大、能耗髙、温湿度及压差控制严格、自控要求高等特点，应根据具体工艺要求及实际使用要求特点进行设计，做到技术上可靠、经济上合理，避免设计不足或过度设计。在实际工程的设计过程中应注意以下几个方面的问题：

（１）充分了解工艺需求及使用要求，做到科学设计、精准设计：动物房的空调系统属于工艺性空调系统，是为满足动物环境要求、科学实验环境要求而设置的空调系统，设计师应充分了解工艺环境需求及动物房使用要求，必须明确各个房间的温湿度要求、压差要求、通风换气要求等空调条件，在此基础上再进行空调系统设计，保证系统的科学合理。

（２）科学合理划分空调系统：设计师应准

确了解工艺流程及区域划分、各房间功能及工艺要求、使用特点等，根据工艺要求、功能分区、同时使用性等对各个房间或区域进行划分系统，并相应设置空调系统。一般而言，在洁净等级、安全等级相同的情况下，主实验室作为核心房间，加上与主实验室相对应的更衣、缓冲、走廊等辅助房间作为一个系统，不论从工艺流程还是从同时使用性上讲都是合理的。另外，空调系统的风量设置不宜过大，风量过大会导致机房面积过大、风管尺寸过大、风管布置困难、运行管理困难等问题，当风量过大时应当对系统进行合理拆分，主实验室和辅助区域分开设置空调系统。

（３）选择合理的空调系统形式及段位组成：动物房空调系统对温湿度及压差要求严格，应根据工艺要求及相关规范，合理配置空调机组段位，保证空调系统满足使用要求。另外，动物房因饲养动物而产生氨气等具有刺激性气味的气体，是否采用回风系统因根据工艺、相关规范等要求科学判断，从节能角度考虑在条件允许的情况下应设置回风或能量回收系统，但应避免交叉污染和防止清洁区域被污染。

（４）合理布置送风口、回（排）风口，保证气流组织科学合理：优良的气流姐织能保证动物房具有良好的通风换气，最短时间最快速的排除室内污染气体，快速达到空调效果。动物房气流组织设计一般采用顶送风侧下排风的方式，对干要求较低、下排风口设置困难的走廊、更衣等辅助区域，也可采用顶送顶排的气流组织形式。

（５）自动控制必须科学精准快速：正确的自动控制是实现空调目的的保障，动物房空调系统需要监测的参数及点位、需要控制的阀门等自控内容非常多且非常复杂，暖通设计师应与自控设计师充分沟通配合，确保自控系统的设计科学精准，保证空调系统正常运行。