一種動物安全實驗室用空調系統的製作方法

2023-06-15 15:06:21

專利名稱：一種動物安全實驗室用空調系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種空調系統，尤其涉及一種動物安全實驗室用空調系統。
背景技術：
在我國已建的大部分動物安全實驗室，尤其是開放式籠架具的屏障環境設施動物 生產區，都採用了全新風系統。由於實驗動物的特殊性，要求系統一旦運行就不能停止，導 致對空調系統的穩定性、安全性和可靠性都提出了很高的要求，全新風系統的運行能耗巨 大。因此，在保障空調系統送風溫溼度和潔淨度要求的前提下，有必要尋找一種新的空調系 統。

發明內容
發明目的本發明的目的在於針對動物安全實驗室環境控制特點，提供一種能利 用主動型空氣淨化技術和組合式能源供應方式的空調系統。技術方案本發明所述的動物安全實驗室用空調系統，該系統主要由空氣循環回 路和冷熱源迴路組成。空氣循環迴路由送風管路、實驗室和迴風排風管路依次連接組成。其中送風管路中從新風入口一端向另一端的方向依次設置有新風閥門、第一檢測 段、粗效過濾器、中效過濾器、變頻新風機、表冷器、溼膜加溼器、擋水板、空氣加熱器、第二 檢測段、送風管道閥門和送風高效過濾器。為了便於更換過濾器後空調箱自淨，在送風管道 閥門的前段設置有支管，支管上設置有支管閥門。實驗室中設置有第三檢測段。迴風排風管路與實驗室連接處設置有排風過濾器，排風過濾器之後的迴風排風管 路分為迴風管路和排風管路兩條分支迴風管路通過迴風閥門、第四檢測段和-OH發生器 與送風管路中的變頻新風機相連接；將-OH發生器安裝到迴風管道中，發生器的發生方法 包括但不僅限於紫外燈與納米Ti02、Fe203> ZnO, ZnS或CdS光催化材料，發生器產生的淨 化因子能與迴風主動接觸，進行過濾作用；排風管路上依次設置有變頻排風機、排風閥門、 第五檢測段和排風出口 ；所述排風出口通過顯熱交換器與所述新風入口連接，新風和排風 之間通過顯熱交換器進行熱量回收。冷熱源迴路由冷卻塔、冷凍機組、間接式熱交換器和土壤源組成，冷卻塔、冷凍機 組都與送風管路中的表冷器連接，冷卻塔與冷凍機組連接，土壤源通過間接式熱交換器與 冷凍機組連接。動物安全實驗室全年的冷負荷比較大，通過不同季節土壤源、冷卻塔和冷凍 機組的組合，降低能耗。其中冷卻塔和土壤源為冷凍機組提供冷卻水和熱水，冷卻塔和冷凍 機組為表冷器提供冷凍水，冬季冷凍機組為空氣加熱器提供熱水。本發明系統的工作方式為新風先經過粗效和中效過濾器，然後與經過-OH淨化 因子作用的迴風相混合，接著通過表冷器、加溼器和空氣加熱器的熱溼處理，經過送風管 道，最後通過送風高效過濾器，進入室內。在保證室內和臨室的壓差前提下，室內的空氣先 通過排風過濾器，其中有一部分空氣經過排風機，通過顯熱交換器與新風進行熱量交換，直接排至室外；另外一部分空氣經過-OH淨化因子發生器，這樣，迴風中的氨氣、可揮發性有 機物(VOC)、細菌和病毒被氧化分解，使迴風能被直接利用，從而構成迴風和排風的熱回收。 本發明通過將中效過濾器安裝在粗效過濾器和變頻新風機之間，更換粗效過濾器或中效過 濾器時，關閉新風閥門、送風管道閥門和支管閥門，更換完畢，打開支管閥門，開啟變頻新風 機，使空調箱自淨，不汙染送風系統。空氣循環迴路設置了變頻新風機和變頻排風機，確保 有風機損壞的時候，空調系統依然正常送風，滿足動物安全實驗室的溫溼度要求。同時，檢 測段設置在新風入口、送風管段、室內、迴風管段和排風管段，用於實時檢測氨氣濃度、顆粒 物濃度和溫溼度，保證動物安全實驗室所需環境和排風質量滿足室外空氣品質，同時用以 自動調節新迴風比例和冷熱源方式，提高系統能效。本發明與現有技術相比，其有益效果是1、本發明將-OH發生器和傳統的顆粒過濾器相結合，利用羥基自由基離子(-0H) 發生器產生的-OH淨化因子來分解動物安全實驗室的迴風中存在的氨氣、V0C、細菌和病 毒，彌補了傳統過濾器只能過濾顆粒物的缺點，可以對迴風進行直接利用，對排風的熱量進 行回收，不影響送風質量，在寒冷及嚴寒地區，可以通過提高空氣的溫度，起到保護盤管的 作用；而傳統的全新風系統不對迴風的能量進行利用，能源浪費很大。2、本發明利用土壤源、冷卻塔和冷凍機組相結合，保證了動物安全實驗室冷熱源 的安全供應，同時提高了過渡季節和冬季的供冷性能。3、本發明系統中設置多個檢測段，根據實時監測數據，對土壤源、冷卻塔和冷凍機 組的供能方式以及新迴風比例進行匹配，調整新迴風比例，優化系統整體的能源利用率，相 對於傳統的全新風系統，該系統的突出優勢是可以充分利用淨化因子的強氧化特性，合理 匹配新風、迴風和冷熱源，達到安全、節能、高效的目的，特別適合新建項目以及已建全新風 系統的改造工程。4、本發明系統中設置的中效過濾器，將中效過濾器的安裝位置由原來的加溼器下 遊變為變頻送風機的上遊，避免了中效過濾器吸溼後變潮發黴，提高了空調箱內部的空氣 潔淨度，進一步提高換熱器的換熱效率；通過使用過濾面積大的中效過濾器，延長中效和高 效過濾器的使用壽命，在大氣環境下更換過濾器後系統運行的策略，可以避免大氣汙染物 汙染動物安全實驗室環境。5、通過溼膜加溼器加溼，可以吸收送風系統中可溶性汙染物，同時，在加溼段設置 氣封，加溼段底部管道向氣封口傾斜，設置一定的坡度，能有效排除積水；通過設置擋水板， 減少水分向風管的遷移。6、通過設置變頻新風機和變頻排風機，確保有風機損壞的時候，空調系統依然正 常送風，確保動物安全實驗室的溫溼度要求，同時迴風環路關閉時，空氣不會從排風滲透進 入新風系統。


圖1為本發明動物安全實驗室用空調系統的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖，通過一個最佳實施例，對本發明技術方案進行詳細說明，但是本發明的保護範圍不局限於所述實施例。如圖1所示，本發明動物安全實驗室用空調系統，主要由空氣循環迴路和冷熱源 迴路組成；其中空氣循環迴路由送風管路、實驗室1和迴風排風管路依次連接組成。送風管 路中從新風入口 2—端向另一端的方向依次設置有新風閥門3、第一檢測段4-1、粗效過濾 器5、中效過濾器6、變頻新風機7、表冷器8、溼膜加溼器9、空氣加熱器10、第二檢測段4-2、 送風管道閥門21和送風高效過濾器11 ；膜加溼器9中設置有氣封％，溼膜加溼器9底部管 道向氣封口傾斜；溼膜加溼器9下遊設置有擋水板9a ；在送風管道閥門21的前段設置有支 管，支管上設置有支管閥門22 ；實驗室1中設置有第三檢測段4-3 ；迴風排風管路與實驗室 1連接處設置有排風過濾器15，述排風過濾器15之後的迴風排風管路分為迴風管路和排風 管路兩條分支，其中迴風管路通過迴風閥門19、第四檢測段4-4和-OH發生器20與送風管 路中的變頻新風機7相連接；排風管路上依次設置有變頻排風機16、排風閥門17、第五檢測 段4-5和排風出口 18 ；排風出口 18通過顯熱交換器23與新風入口 2連接；所述冷熱源迴路由冷卻塔12、冷凍機組13、間接式熱交換器13a和土壤源14組 成，所述冷卻塔12、所述冷凍機組13都與所述送風管路中的表冷器8連接，所述冷卻塔12 與所述冷凍機組13連接，所述土壤源14通過所述間接式熱交換器13a與所述冷凍機組13 連接。所有的檢測段中都設置有氨氣探頭、粒子計數器和溫溼度計。具體運行方式如下針對大氣的第一檢測段4-1實時監測新風的溫溼度和汙染物 濃度，將新風溫溼度和室內需要的溫溼度進行對比，在過渡季節或冬季，決定是否利用冷卻 塔12供冷或全新風運行，其他時間首先由土壤源14通過間接式熱交換器13a，為冷凍機13 提供冷熱源，考慮到動物安全實驗室全年的冷負荷大於熱負荷，為了使地源熱泵系統冷熱 平衡，有一部分冷負荷由冷卻塔12提供；室內空氣經過排風過濾器15把顆粒物過濾掉，然後一部分經過變頻排風機16和 第五檢測段4-5排至室外，其中第五檢測段4-5可以確保排風符合環保標準，排風中的顯熱 通過顯熱交換器23被新風利用。另外一部分迴風經過-OH發生器，其中氨氣、V0C、細菌和 病毒被-OH氧化分解，生成(X)2和H2O,迴風和新風在變頻新風機段7混合，混合氣體中的汙 染物被剩餘的-OH氧化；通過新風和室內需要狀態點的溫溼度和汙染物濃度對比，得到系統的冷熱負荷和 汙染物負荷，從而調整變頻送風機7、變頻排風機16的頻率以及新風閥門3和排風閥門17 的開度，改變新迴風比；更換粗效過濾器5或中效過濾器6時，關閉新風閥門3、送風管道閥門21和支管閥 門22，更換完畢，打開支管閥門22，開啟變頻新風機7，使空調箱自淨，不汙染送風系統；如上所述，儘管參照特定的優選實施例已經表示和表述了本發明，但其不得解釋 為對本發明自身的限制。在不脫離所附權利要求定義的本發明的精神和範圍前提下，可對 其在形式上和細節上作出各種變化。
權利要求
1.一種動物安全實驗室用空調系統，其特徵在於該系統主要由空氣循環迴路和冷熱 源迴路組成；所述空氣循環迴路由送風管路、實驗室(1)和迴風排風管路依次連接組成，所述送風 管路中從新風入口( 一端向另一端的方向依次設置有新風閥門(3)、第一檢測段G-1)、 粗效過濾器(5)、中效過濾器⑴)、變頻新風機(7)、表冷器(8)、溼膜加溼器(9)、空氣加熱 器(10)、第二檢測段(4- 、送風管道閥門和送風高效過濾器(11)；所述實驗室(1)中 設置有第三檢測段G-3)，所述迴風排風管路與所述實驗室(1)連接處設置有排風過濾器 (15)，所述排風過濾器(1 之後的迴風排風管路分為迴風管路和排風管路兩條分支，其中 所述迴風管路通過迴風閥門(19)、第四檢測段(4-4)和-OH發生器00)與所述送風管路中 的變頻新風機(7)的正壓段相連接，其中所述排風管路上依次設置有變頻排風機(16)、排 風閥門(17)、第五檢測段(4-5)和排風出口 (18)；所述排風出口 (18)通過顯熱交換器(23) 與所述新風入口( 連接；所述冷熱源迴路由冷卻塔(12)、冷凍機組(13)、間接式熱交換器(13a)和土壤源(14) 組成，所述冷卻塔(1 、所述冷凍機組(1 都與所述送風管路中的表冷器( 連接，所述冷 卻塔(1 與所述冷凍機組(1 連接，所述土壤源(14)通過所述間接式熱交換器(13a)與 所述冷凍機組(1 連接。
2.根據權利要求1所述的動物安全實驗室用空調系統，其特徵在於在送風管道閥門 (21)的前段設置有支管，支管上設置有支管閥門02)。
3.根據權利要求1所述的動物安全實驗室用空調系統，其特徵在於所述溼膜加溼器 (9)中設置有氣封(9b)，所述所述溼膜加溼器(9)底部管道向氣封口傾斜。
4.根據權利要求1所述的動物安全實驗室用空調系統，其特徵在於所述溼膜加溼器 (9)下遊設置有擋水板(9a)。
5.根據權利要求1所述的動物安全實驗室用空調系統，其特徵在於所述第一檢測段 (4-1)中設置有氨氣探頭、粒子計數器和溫溼度計。
6.根據權利要求1所述的動物安全實驗室用空調系統，其特徵在於所述第二檢測段 (4-2)中設置有氨氣探頭、粒子計數器和溫溼度計。
7.根據權利要求1所述的動物安全實驗室用空調系統，其特徵在於所述第三檢測段 (4-3)中設置有氨氣探頭、粒子計數器和溫溼度計。
8.根據權利要求1所述的動物安全實驗室用空調系統，其特徵在於所述第四檢測段 (4-4)中設置有氨氣探頭、粒子計數器和溫溼度計。
9.根據權利要求1所述的動物安全實驗室用空調系統，其特徵在於所述第五檢測段 (4-5)中設置有氨氣探頭、粒子計數器和溫溼度計。
全文摘要
本發明公開一種動物安全實驗室用空調系統，該系統主要由空氣循環迴路和冷熱源迴路組成；所述空氣循環迴路由送風管路、實驗室和迴風排風管路依次連接組成，所述冷熱源迴路由冷卻塔、冷凍機組、間接式熱交換器和土壤源組成。該系統利用-OH淨化因子過濾迴風中的汙染物，彌補了傳統過濾器只能過濾顆粒物的缺點，為迴風的有效利用提供了保障。該系統利用土壤源、冷卻塔和冷凍機組相結合，在保證動物安全實驗室冷熱源安全供應的同時，提高了過渡季節和冬季的供冷性能。相對於傳統的全新風系統，該系統的突出優勢是可以充分利用淨化因子的強氧化特性，合理匹配新風、迴風和冷熱源，達到節能高效的目的。
文檔編號F24F3/147GK102052716SQ20111000257
公開日2011年5月11日 申請日期2011年1月7日 優先權日2011年1月7日
發明者周斌, 張小松, 閆俊海 申請人:東南大學