實驗動物設(shè)施凈化空調(diào)機組互為備用的設(shè)計及應用

[摘要] 在生物科學研究中，實驗動物的飼養(yǎng)環(huán)境對科研項目的最終結(jié)果愈來愈重要。過去十幾年，在我國相續(xù)建立了許多符合國家相關(guān)標準的動物實驗設(shè)施，選擇切合實際的凈化空調(diào)機組的備用方式(機組或風機備用)，在實驗動物設(shè)施的建設(shè)中變得十分重要;凈化空調(diào)機組備用方式的設(shè)計方案，直接影響該項目的整體投資和日后的運行費用，現(xiàn)以解放軍軍醫(yī)進修學院(中國人民解放軍總醫(yī)院)實驗動物房為例進行介紹。

[關(guān)鍵詞] 實驗動物中心 潔凈空調(diào) 設(shè)計 應用

解放軍軍醫(yī)進修學院實驗動物中心建于1991年6月，中國建筑技術(shù)集團有限公司2004年2月中標該項目的改造工程，該項目于2005年3月全部完工交付使用。工程改造建筑面積2400平方米，其中北樓一、二層，建筑面積1500平方米，南樓二層、三層建筑面積600平方米，東樓二、三層建筑面積300平方米。該動物實驗中心分4個凈化空調(diào)系統(tǒng):即北一層、北二層、南二東二層、南三東三層凈化空調(diào)系統(tǒng)。冷水機組分二個系統(tǒng):北一北二系統(tǒng)、南二南三東二東三系統(tǒng)，兩套冷水機組系統(tǒng)互為備用，并且能夠在過渡季節(jié)提供冷暖，建筑物的冬季采暖由學院鍋爐房集中供給。

北一層是SPF嚙齒類動物實驗觀察室，為全新風凈化空調(diào)系統(tǒng)，潔凈級別萬級，凈化空調(diào)機組的風量為18000m3/h，機組風壓1000Pa;北二層是動物實驗室，潔凈級別萬級，回風設(shè)在動物室側(cè)墻的下部;凈化空調(diào)機組的風量為10000m3/h，機組風壓950Pa;根據(jù)國家標準規(guī)范要求，結(jié)合空調(diào)機房土建實際情況，通過詳細設(shè)計計算、方案比較、系統(tǒng)布置，最終采用北樓K-2凈化空調(diào)機組和K-1凈化空調(diào)機組互為備用的設(shè)計方案(風機變頻控制)，新風系統(tǒng)共用(詳見圖1);由于空調(diào)機房面積太小，故將K-1、K-2凈化機組做成雙層，考慮到兩臺機組互為備用，新風共用的具體情況，在緊急情況下K-2可以為K-1機組提供室內(nèi)所需要的最小新風量且基本滿足室內(nèi)溫濕度的控制要求。

南二、東二層和南三、東三層的建筑布局和功能要求完全相同，建筑面積各為450平方米，分別采用一套全新風凈化空調(diào)系統(tǒng)，建筑物的凈化級別均為萬級;空調(diào)機組風量20000m3/h，風壓1060Pa;考慮到機房的具體情況，在凈化空調(diào)機組上方并聯(lián)一套備用優(yōu)質(zhì)風機，在特殊情況下啟動，以滿足功能房間的最小新風量要求;備用風機的風量為5000m3/h，風壓為1000Pa;備用系統(tǒng)的工藝流程為:室外新風——新風過濾網(wǎng)——初效過濾器——表冷(加熱)器——加濕段——均流段——電加熱段——高效風機——中效過濾段——潔凈區(qū)，以實現(xiàn)凈化區(qū)內(nèi)需要的最小新風量和維持房間所需的最低壓差要求(詳見圖2)。

北一層北二層凈化空調(diào)系統(tǒng)共用一套風冷熱泵型冷水機組，冷水機組置于北樓機房屋頂，冬季熱源由學院鍋爐房集中供給(詳見圖3)。

南二、東二層和南三、東三層的SPF級動物實驗室，凈化空調(diào)系統(tǒng)的冷源均選用風冷熱泵型冷水機組，安裝在南樓屋頂，冷凍水通過冷凍水泵送給東南樓的凈化空調(diào)在機組，東南樓空調(diào)機組的冬季熱源，由學院鍋爐房集中供給(詳見圖3)。

考慮到整個實驗動物中心運行的可靠性，并兼顧過渡季節(jié)冷熱源充分利用，特將東南樓的冷凍水供水系統(tǒng)與北樓的冷凍水供水系統(tǒng)相連接，實現(xiàn)過渡季節(jié)北樓和東南樓系統(tǒng)中冷水機組的經(jīng)濟運行;緊急狀態(tài)下兩套冷凍水系統(tǒng)還可互為備用，節(jié)約了初投資成本(詳見圖3)。

為了提高潔凈空調(diào)系統(tǒng)的可靠性，同時實現(xiàn)動物實驗中心的節(jié)能運行，每個凈化空調(diào)系統(tǒng)均采用DDC控制，并納入BAS自動化控制系統(tǒng)中;中央控制室集中對每個系統(tǒng)每個房間實現(xiàn)溫濕度、壓力的集中控制和調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)2005年3月正式投入運行。

經(jīng)過5年多的穩(wěn)定運行，學院很滿意。在技術(shù)上，由于采用了合理的設(shè)計方案，再加上高質(zhì)量的潔凈空調(diào)機組和現(xiàn)代化的自動控制手段，所有動物實驗室均達到國家規(guī)定的潔凈要求;在經(jīng)濟上，采用空調(diào)熱泵冷水機組的互為備用、空調(diào)凈化機組的互為備用以及東南樓凈化機組本身風機的互為備用的方式，既降低了投資成本，又達到了預期的目的。在低碳節(jié)能的今天，筆者認為，該項目中設(shè)計方案對建類似工程項目，具有很大的參考價值和借鑒意義。