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饲养管理

动物实验室的采暖、空调、通风及空气净化系统

2020年07月03日 浏览量: 评论(0) 来源:《医学动物实验技术》 作者:魏泓 主编 责任编辑:yjcadmin

动物实验室对于环境的要求取决于实验室的级别。按照实验室的环境设施分类,动物实验室分为普通环境、屏障环境和隔离环境3个级别。普通动物实验室的环境应满足舒适性,并控制实验室内氨浓度。屏障和隔离动物实验室除上述要求外,还需要保证洁净度、房间压差和最大日温差。因此,屏障和隔离动物实验室的暖通空调系统具有生物洁净空调系统的特性。

一、动物实验室通风空调特点

(一)采用全新风通风空调系统

一般动物实验室饲养的动物密度较大,空气中含有氨气、硫化氢等臭味气体。采用全新风直流式通风

空调系统,才能保证动物实验室空气中的氨浓度不超标,保证实验动物的健康。

(二)风量大

除了普通动物实验室,洁净动物(SPF级动物和无菌动物)实验室都要求洁净的屏障或隔离环境。为了保证必要的空气洁净度,必须满足一定的换气次数。

(三)空调负荷大

洁净动物实验室由于采用全新风直流式空调系统,且换气次数大,必然导致空调负荷大大高于一般舒适性空调系统。

(四)通风空调系统控制要求高

为保证动物实验结果的准确性,洁净动物实验室往往需要全年基本恒定的环境条件,甚至一天中的温度波动也要小于4℃。这就要求空调系统必须自动控制,根据外界气象条件、室内动物数量,及时调整空调通风系统的风量和冷、热量,使实验室环境参数的变化保持在规范允许的范围内。

(五)排风需要处理后排放

动物实验室排风中含有氨、硫化氢等臭味气体,直接排放会对实验室周围环境产生不利影响,需要对排风处理至达到规范允许的浓度后才能排放到大气中。

(六)通风空调机房面积大

由于动物实验室通风量大,空调负荷大,风管尺寸大,设备体积大、数量多,使得通风空调设备机房和安装占用面积较大。

(七)建造和维护费用高

动物实验室的通风空调设备密闭性高,处理要求多,并且需要一定数量的备用,其造价必然较高。而系统除设备检修期外,往往需要常年24小时不间断运转,运行能耗远高于一般通风系统和舒适性空调系统。空调系统常占动物实验设施总造价的1/3以上,运转耗能可达整体设施的4/5。

二、动物实验室环境要求

我国标准《实验动物环境及设施》(GB14925-2010)对于实验动物生产间和动物实验间环境条件的规定分别见表1-1-1和表1-1-2。由于各省市还分别具有自己的地方规范,因此建造动物实验室时还应对比国家标准与地方标准的异同,并按照其中更严格的标准执行,如表1-1-3。

三、采暖

(一)适用范围

除了普通动物实验室外,洁净动物实验室均不允许设置采暖系统。

(二)系统形式

采暖系统最好采用上供上回,实验室内采暖管道架空敷设,避免难以维修的地沟敷设。

(三)采暖系统控制与调节

应在散热器上安装自动温控阀实现分室温控。采暖系统宜采用质调节与量调节相结合的调控方式。

(四)注意事项

动物实验室宜设置散热器采暖系统。由于实验室内常常设有排水沟,不宜采用地面辐射供暖系统。

采暖热媒宜采用低温热水,避免烫伤大型散养动物,也便于室温调节。

宜采用耐腐蚀、易清洗的散热器,如铸铁柱形散热器,能够耐受氨等弱酸性腐蚀;同时便于用水冲洗。

水管阀门宜设于高位,自动放气阀设于实验室外,避免阀门泄漏时烫伤动物。

四、空调

(一)空调系统计算

1.负荷计算  空调负荷除了包括围护结构和新风负荷外,还应计入人员、动物、实验设备、照明负荷。

2.风量计算  新风量应同时满足动物需氧量、除臭风量、保障洁净度和所需压差。

3.压差计算  压差需满足对大气环境和邻室压力梯度要求。

(二)空调系统形式

动物实验室大多采用单风道、定风量、全空气直流式空调系统。当一个空调系统服务多间实验室且有不同使用要求时,也可以采用变风量空调系统。

(三)空气净化

普通动物实验室宜在空调机组中设置初、中效两级空气过滤器;洁净动物实验宜在空调机组中设置初效、中效、亚高效三级空气过滤器,在送风口设置高效空气过滤器。所有空气过滤器应采用纤维型材质,见图1-1-1。

(四)气流组织

动物实验室的气流组织应保证在室内形成均匀的温度场、速度场和最小温度梯度。

普通动物实验室和屏障环境的洁净动物实验室的气流组织一般为乱流。屏障环境的空气洁净度达到7级(10000级),小动物实验室通常为房间顶部送风,下部四角或底部排风;大动物实验室通常为房间顶部送风,顶部或中部回风。隔离环境的洁净动物实验室,气流组织往往可以在饲养笼架或隔离器中形成垂直层流或水平层流,洁净度达到5级(100级)。

五、通风

(一)排风量

普通动物实验室的排风量一般为8~10/h换气。洁净动物实验室的排风量应根据空调新风量和房间压力梯度,通过计算确定。

(二)排风处理

由于动物实验室排风含有恶臭气体,建造于城市的动物实验室,其排风必须处理后排放。常用的排风处理方法有:活性炭吸附、酸雾净化塔吸收、高压静电分解和UV光解净化几种。

1.活性炭吸附装置  活性炭吸附是利用其很大的表面积,以及炭粒中更细小的孔——毛细管,使气体附着集中于固体表面。

普通活性炭的吸附是物理吸附,改性活性炭还具有化学吸附。因此活性炭的吸附性既取决于孔隙结构,又取决于化学组成。活性炭吸附装置见图1-1-2。

2.酸雾净化塔  酸雾净化塔是废气处理工程中常用的净化设备。有“立式”及“卧式”两种形式,多为玻璃钢材质,内装填料。采用碱液中和吸收排风中的酸性气体,适用于氨、硫化氢、胺类等恶臭物质的除臭处理。若过滤面积足够,气液比选用合理,化学反应完善,吸收净化效率可达95%;排放口臭气排放浓度<10ppm。酸雾净化塔的和风机水泵通常由供货商配套提供。酸雾净化塔见图1-1-3。

3.高压静电分解装置  利用高压静电使排风中产生氧离子基团,在常温常压下将排风中的臭气分解成CO2、H2O和H2SO4或是部分氧化的化合。该方法的优点是对臭气处理效果不错,缺点是缺乏实际应用的定量分析数据报告,投资较高、运营成本直接受到“电晕”灯管寿命和更换空气预过滤器的频度等因素的影响。需要注意的是,反应产物H2SO4会对通风管道产生腐蚀。高压静电分解装置见图1-1-4。

4.UV光解装置  高能高臭氧uV紫外线光束照射恶臭气体物质分子键,裂解氨、硫化氢的分子键,使其呈游离状态的原子。

5.同时,高能高臭氧uV紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧,即活性氧,因游离氧所携正负电子不平衡,所以需与氧分子结合,进而生成臭氧;UV+O2→O-O*(活性氧)O+O2→O3(臭氧),臭氧与呈游离状态污染物质原子聚合,生成新的无害或低害物质,如CO2、H2O等。UV光解装置见图1-1-5。

(三)排放

处理后的动物实验室排风仍然需要高空排放。排风口宜高出实验室屋面3m。

六、通风空调系统控制与调节

动物实验室通风空调系统自动控制是保证实验室安全、合理、节能运行的关键。自控系统应完整、可靠、调节迅速、控制精确。自控内容主要包括:温、湿度控制,房间压力梯度控制,空调通风系统运行模式和运行工况转换控制,系统启、停顺序及连锁控制,送、排风机变频调速控制,故障时备用风机自动投入控制等。

 


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