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动物房空调系统高能耗原因分析及关键节能措施(上)

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-07-30  浏览次数:5
核心提示:动物设施对环境的要求很高,动物的饮水、饲料以及生活的空气都需要消毒并保持洁净,而且动物实验和饲养是一个长期的过程,有时候
动物设施对环境的要求很高,动物的饮水、饲料以及生活的空气都需要消毒并保持洁净,而且动物实验和饲养是一个长期的过程,有时候会持续一整年甚至更长的时间,长期维持这样的环境需要消耗大量的能源。随着我国科研水平的提高与的发展,其高能耗问题越来越受到关注,许多实验动物设施建设运行成本很高,很多情况下,都是建设得起但是用不起,很大程度上影响了实验动物的行业发展。本文力求在符合法律法规的基础上分析实验动物设施高能耗的原因,探索目前较为成熟的节能技术措施。
01    实验动物设施高能耗原因分析

新风量大,换气次数高。

我国现行国家标准技术规范《实验动物设施建筑技术规范》GB50447-2008[1]规定:SPF屏障环境最小换气次数为15次/h,普通环境最小换气次数为8次/h,设计阶段为满足规范及实际需求,会适当提高动物房的设计换气次数,如屏障环境按20次/h的换气次数进行设计,普通环境按13次/h的换气次数进行设计;实验动物设施饲养的动物会有大量的氨气、硫化氢等污染物质散发,室内污染物浓度过高,会造成动物之间的交叉感染并影响动物的生物指标,因此目前大多数的动物设施,采用的都是全新风直流空调系统,避免交叉感染并有效去除室内污染物。这种系统使得实验动物设施的空调新风量巨大,能耗随之增加,这也是实验动物设施能耗居高不下的首要因素。
 

实验动物环境温湿度控制严格。

为保证实验动物的生理状态保持在最佳水平,才能保证动物实验结果的可靠性,相关规范对实验动物饲养和实验环境的温湿度做了比较严格的规定,有些小动物是饲养在IVC笼盒内的,IVC笼盒需要自房间进风时,房间温度需要比笼盒温度稍低。同时为保证动物设施内的洁净,饲养人员需要穿着连体洁净服工作,这种工作服透气性较差,为保证饲养员的正常工作,室内温度也需要在允许范围内尽量降低。根据实际工作经验,动物设施冬季和夏季的控制温度都应控制在21℃~23℃之间。而要满足上述环境指标要求,需加大空调制冷和加热功率,能耗增大。

◎过滤等级高,输送能耗大。

为保证动物屏障环境和隔离环境动物设施内的洁净度,空调送风需经粗效、中效、亚高效(目前很少采用亚高效保护高效过滤器,可选用)、高效过滤器进行四级过滤后,方可送入室内环境。排风系统也需要设置粗效过滤网和废气处理设施等设备。实验动物设施中常用的各类过滤器和废气处理设施阻力如表1所列[2]。严格的过滤和净化措施,增加了系统阻力损失,风机的能耗相应增加。这部分的能耗一般情况下难以避免,需要在过滤器和除臭装置的研发和选型过程中,多多关注阻力的问题。

◎运行时间长

对于生活在实验动物设施内的动物而言,环境指标的稳定是保证动物生理状态正常指标合格的必要条件,也是保证动物符合实验结果可靠要求的必要条件,因此,实验动物设施务必保持24小时运行,全年无休的状态。

02   不同地区实验室动物设施单位面积能耗指标


对我国不同纬度的典型地区的动物设施进行试算,冷热负荷指标如表2所列。算例中,屏障环境按20次/h的换气次数进行设计,普通环境按13次/h的换气次数进行设计;冬季和夏季的设计温度均为22℃;冬季室内设计相对湿度为50%,冬夏季室内设计相对湿度为60%。

01

实验室动物空调能耗占整个实验动物设施能耗的70%~80%。

02

考虑实验动物设施全年365天,每天24小时的运行。

03

实验动物设施夏季冷负荷指标主要决定于室外空气焓值,纬度越高,冷负荷指标越低,但武汉气候湿热,夏季冷负荷甚至高于深圳。

04

实验动物设施冬季热负荷指标主要决定于室外空气温度,纬度越高,热负荷指标越高。

05

实验动物设施冬季加湿负荷指标主要决定于冬季室外空气温度,纬度越高,加湿负荷指标越高。



文章来源未来实验室学苑









 
 
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