動物房凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計案例

一、項目背景

某科研機構(gòu)新建實驗動物房，主要飼養(yǎng)小鼠、大鼠、豚鼠等實驗動物，要求滿足SPF級（無特定病原體）動物飼養(yǎng)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。項目需設(shè)計一套高效、節(jié)能、可靠的凈化空調(diào)系統(tǒng)，確保動物房內(nèi)溫濕度、壓差、空氣潔凈度等參數(shù)穩(wěn)定，滿足實驗動物福利和科研需求。

二、設(shè)計依據(jù)

1. 國家標(biāo)準(zhǔn)：
   • 《實驗動物 環(huán)境及設(shè)施》（GB 14925-2023）
   • 《潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》（GB 50073-2013）
   • 《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》（GB 50736-2012）
2. 行業(yè)規(guī)范：
   • 《生物安全實驗室建筑技術(shù)規(guī)范》（GB 50346-2011）
   • 《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》（GB 50333-2013）

三、設(shè)計參數(shù)

1. 溫濕度要求：
   • 溫度：20~26℃（可調(diào)）
   • 濕度：40%~70%RH（可調(diào)）
2. 潔凈度要求：
   • 空氣潔凈度：ISO 7級（萬級）
   • 換氣次數(shù)：15~20次/h
3. 壓差要求：
   • 潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)壓差：≥10 Pa
   • 相鄰潔凈區(qū)壓差：≥5 Pa

四、系統(tǒng)設(shè)計

1. 空氣處理流程

• 新風(fēng)處理：
  • 新風(fēng)經(jīng)初效過濾器（G4）→ 中效過濾器（F8）→ 表冷段 → 加濕段 → 再熱段 → 送風(fēng)機 → 高效過濾器（H13）→ 送風(fēng)管道 → 動物房。
• 回風(fēng)處理：
  • 回風(fēng)經(jīng)回風(fēng)管道 → 混合段（與新風(fēng)混合）→ 重復(fù)上述處理流程。
• 排風(fēng)處理：
  • 排風(fēng)經(jīng)高效過濾器（H14）→ 活性炭吸附裝置 → 排風(fēng)機 → 室外高空排放。

2. 氣流組織

• 上送下回：
  • 送風(fēng)口采用高效送風(fēng)口，布置于房間頂部，均勻送風(fēng)。
  • 回風(fēng)口布置于房間下部側(cè)墻，避免動物活動區(qū)域形成渦流。
• 單向流：
  • 在關(guān)鍵區(qū)域（如飼養(yǎng)籠架附近）采用局部單向流設(shè)計，確保氣流垂直向下，減少污染擴散。

3. 凈化設(shè)備

• 過濾器：
  • 初效過濾器（G4）：攔截大顆粒灰塵。
  • 中效過濾器（F8）：進一步過濾細小顆粒。
  • 高效過濾器（H13/H14）：確�？諝鉂崈舳冗_到ISO 7級。
• 加濕/除濕設(shè)備：
  • 采用電極式加濕器，精確控制濕度。
  • 配備轉(zhuǎn)輪除濕機，應(yīng)對高濕環(huán)境。
• 溫濕度控制：
  • 采用DDC（直接數(shù)字控制）系統(tǒng)，實時監(jiān)測并調(diào)節(jié)溫濕度。

4. 壓差控制

• 變風(fēng)量（VAV）系統(tǒng)：
  • 根據(jù)壓差傳感器反饋，自動調(diào)節(jié)送風(fēng)量和排風(fēng)量，維持壓差穩(wěn)定。
• 氣密性設(shè)計：
  • 動物房圍護結(jié)構(gòu)采用氣密性材料，門窗采用密封條，減少泄漏。

5. 節(jié)能設(shè)計

• 熱回收：
  • 采用轉(zhuǎn)輪式熱回收器，回收排風(fēng)中的冷/熱量，預(yù)處理新風(fēng)。
• 變頻技術(shù)：
  • 送風(fēng)機、排風(fēng)機采用變頻電機，根據(jù)負(fù)荷變化調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，降低能耗。
• 智能控制：
  • 系統(tǒng)具備自動啟停、故障報警、能耗統(tǒng)計等功能，實現(xiàn)智能化管理。

五、案例實施

1. 項目概況

• 建筑面積：2000㎡
• 動物房區(qū)域：
  • 小鼠飼養(yǎng)區(qū)：800㎡
  • 大鼠飼養(yǎng)區(qū)：600㎡
  • 豚鼠飼養(yǎng)區(qū)：400㎡
  • 輔助功能區(qū)：200㎡

2. 系統(tǒng)配置

• 空調(diào)機組：
  • 選用3臺組合式空氣處理機組，單臺風(fēng)量10000m³/h。
• 風(fēng)機：
  • 送風(fēng)機：3臺，變頻電機，風(fēng)量10000m³/h。
  • 排風(fēng)機：3臺，變頻電機，風(fēng)量12000m³/h。
• 過濾器：
  • 初效過濾器：G4級，更換周期1個月。
  • 中效過濾器：F8級，更換周期3個月。
  • 高效過濾器：H13/H14級，更換周期1年。

3. 運行效果

• 溫濕度控制：
  • 溫度波動范圍：±1℃
  • 濕度波動范圍：±5%RH
• 潔凈度控制：
  • 空氣懸浮粒子數(shù)：≤352000個/m³（≥0.5μm）
• 壓差控制：
  • 潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)壓差：12~15 Pa
  • 相鄰潔凈區(qū)壓差：6~8 Pa

4. 節(jié)能效果

• 能耗對比：
  • 與傳統(tǒng)定風(fēng)量系統(tǒng)相比，節(jié)能率達25%。
• 運行成本：
  • 年運行費用降低約15萬元。

六、設(shè)計亮點

1. 模塊化設(shè)計：
   • 空調(diào)機組、風(fēng)機、過濾器等設(shè)備采用模塊化設(shè)計，便于維護和擴展。
2. 智能化控制：
   • 系統(tǒng)集成DDC控制系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控和自動化管理。
3. 人性化設(shè)計：
   • 動物房內(nèi)設(shè)置溫濕度顯示屏，實時顯示環(huán)境參數(shù)，提升管理效率。
4. 節(jié)能環(huán)保：
   • 采用熱回收技術(shù)和變頻技術(shù)，降低能耗，減少碳排放。

七、總結(jié)

本案例通過科學(xué)合理的空氣處理流程、高效可靠的凈化設(shè)備、智能化的控制系統(tǒng)以及人性化的設(shè)計理念，成功打造了一套符合SPF級實驗動物飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的凈化空調(diào)系統(tǒng)。系統(tǒng)運行穩(wěn)定，溫濕度、潔凈度、壓差等參數(shù)均滿足設(shè)計要求，為實驗動物提供了良好的生長環(huán)境，同時降低了運行成本，實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。