潔淨實驗室恒溫恒濕空(kōng)調系統的選型

下(xià)面将潔淨實驗室的功能(néng)特點與空(kōng)調通風(fēng)系統設備的選擇做出以下(xià)分析：

一、潔淨實驗室的特點

1.1 潔淨實驗室位置和(hé)環境的選擇

潔淨實驗室在位置選擇方面要遵從(cóng)潔淨等級的設計(jì)要求，應選擇大(dà)氣含塵濃度較低(dī)，自(zì)然環境較好(hǎo)的區(qū)域和(hé)地段，要遠離落葉和(hé)空(kōng)氣異味的場所，(如河(hé)邊、食堂周圍、動力區(qū)域等)，還要盡量避開(kāi)振動或噪聲幹擾的區(qū)域。

選擇實驗室周圍的位置、地形、環境時(shí)，要與精密設備、精密儀器、儀表等允許環境振動值進行分析權衡。

1.2 潔淨實驗室牆體圍護的标準

潔淨實驗室的污染源一般主要是大(dà)氣中含塵、含菌、塵粒和(hé)微生物以及實驗人員的發塵、實驗設備和(hé)實驗操作(zuò)過程中的産塵等。因此建築圍護結構質量和(hé)建築施工(gōng)方法對(duì)保持和(hé)提高(gāo)潔淨實驗室的标準具有重要意義。

潔淨實驗室的外(wài)圍護結構如門(mén)窗、牆闆、吊頂闆、高(gāo)效過濾器、電器燈具等方面要充分考慮其保溫、隔熱、防火、防潮、密閉性能(néng)好(hǎo)的要求，做到(dào)不産塵、無裂痕、可擦洗、耐潮濕，闆縫平齊密封，壓縫條平直縫隙小(xiǎo)。地面則力求做到(dào)耐磨、耐沖擊、耐火、耐侵蝕性好(hǎo)，不易産生靜電，表面不易附着塵粒。

1.3 潔淨實驗室的整體布局設計(jì)

潔淨實驗室的平面和(hé)空(kōng)間設計(jì)，應将潔淨實驗區(qū)和(hé)人員淨化、設備材料淨化和(hé)其他(tā)輔助用(yòng)房進行分區(qū)布置。同時(shí)應考慮實驗操作(zuò)、工(gōng)藝設備安裝和(hé)維修、氣流組織型式、管線布置以及淨化空(kōng)氣調節系統等各種技術設施的綜合協調效果。

實驗室内各種固定技術設施(如送風(fēng)口、照明(míng)器、回風(fēng)口、各種管線等)的布置，宜首先考慮淨化空(kōng)氣調節系統的要求。

潔淨室空(kōng)氣潔淨度等級的檢驗，驗收時(shí)應以動态條件下(xià)測試的塵粒數爲依據。對(duì)于空(kōng)氣潔淨度爲5級的潔淨室内大(dà)于等于5微米塵粒的計(jì)算(suàn)應進行多次采樣。當其多次出現(xiàn)時(shí)，方可認爲該測試數值是可靠的。

确定潔淨實驗室空(kōng)氣潔淨度等級時(shí)，首先要滿足實驗内容和(hé)實驗儀器設施對(duì)空(kōng)氣潔淨度的要求，然後還要根據實驗操作(zuò)步驟和(hé)實驗程序布局綜合考慮各個實驗區(qū)域的不同淨化等級要求，從(cóng)而做到(dào)既滿足淨化要求又節約成本支出。

1.5 潔淨實驗室的空(kōng)氣淨化調節系統

一般情況下(xià),5級、6級潔淨區(qū)控制溫度爲20℃～24℃,相對(duì)濕度爲45%～65%;7級、大(dà)于7級潔淨區(qū)控制溫度爲18℃～28℃,相對(duì)濕度爲50%～65%。對(duì)潔淨室溫、濕度無特殊要求時(shí),溫度應控制在18℃～26℃,相對(duì)濕度控制在45%～65%。

此外(wài)，空(kōng)氣氣流速度、送風(fēng)量和(hé)新風(fēng)量要符合淨化室實驗設施和(hé)人員的要求。因爲淨化實驗室是一個相對(duì)獨立密閉的空(kōng)間，在保持溫度、濕度、空(kōng)氣流速流量的同時(shí)，還要采取措施補償室内排風(fēng)和(hé)保持室内正壓(或負壓)值所需的新鮮空(kōng)氣量。

随着潔淨度要求的不斷提高(gāo)，還需要用(yòng)到(dào)超高(gāo)效過濾器, 那麽要求空(kōng)氣處理(lǐ)機組也(yě)至少要配置初效、中效、亞高(gāo)效過濾器系統, 這(zhè)樣對(duì)機組的強度要求更高(gāo), 對(duì)空(kōng)氣處理(lǐ)機組送風(fēng)機的壓頭會(huì)更大(dà)，而對(duì)于生物潔淨實驗室，含菌量也(yě)是主要控制參數之一，在空(kōng)氣淨化處理(lǐ)方法上(shàng)一般應增加過濾器，不僅可以有效的濾去空(kōng)氣中的塵埃，也(yě)可以阻斷細菌和(hé)病毒在空(kōng)調系統中傳播和(hé)擴散，特别是高(gāo)效過濾器，對(duì)于大(dà)氣中浮遊的病毒、細菌的捕捉效率實際上(shàng)能(néng)達到(dào)100%，也(yě)可采用(yòng)有效防止過濾器細菌滋生的過濾器。如含抗菌劑INTESEPT的過濾器、二氧化钛過濾器等，過濾器要定期更換。

二、淨化實驗室對(duì)空(kōng)調通風(fēng)系統的要求

爲了(le)使潔淨實驗室室内保持所需要的溫度、濕度、風(fēng)速、壓力和(hé)潔淨度等參數，最常用(yòng)的方法是向室内不斷送入一定量經過處理(lǐ)的空(kōng)氣，以消除潔淨室内外(wài)各種熱濕幹擾及塵埃污染。爲獲得送入潔淨室具有一定狀态的空(kōng)氣，就需要一整套設備對(duì)空(kōng)氣進行處理(lǐ)，并不斷送入室内，又不斷從(cóng)室内排出一部分來(lái)，這(zhè)一整套設備就構成了(le)潔淨空(kōng)調系統。

2.1 空(kōng)調系統應能(néng)夠對(duì)潔淨實驗室的淨化等級參數進行綜合控制

潔淨空(kōng)調系統分爲集中式與分散式，集中式潔淨空(kōng)調系統又稱中央空(kōng)調，所有空(kōng)氣處理(lǐ)設備(風(fēng)機、粗、中、高(gāo)效過濾器、加熱器、冷卻器、加濕器、除濕器和(hé)制冷機組等)都集中在空(kōng)調機房内，通過輸送管道(dào)将精密控制處理(lǐ)後的空(kōng)氣分配給空(kōng)氣末端裝置，送到(dào)淨化實驗室裏，以不同換氣次數和(hé)氣流形式來(lái)實現(xiàn)潔淨實驗室不同的潔淨級别。

這(zhè)種空(kōng)調系統熱源和(hé)冷源集中，對(duì)空(kōng)氣的基本參數的調整易于實現(xiàn)，它處理(lǐ)空(kōng)氣量大(dà)，也(yě)便于淨化參數控制，運行可靠，是目前大(dà)型集群式淨化實驗室的首選方式。

分散式潔淨室空(kōng)調系統大(dà)多局限于局部實驗室需要淨化處理(lǐ)的情況，把單獨的空(kōng)調處理(lǐ)系統安置在淨化實驗室或淨化實驗室的不同區(qū)域，在出風(fēng)口通過各類過濾器和(hé)淨化裝置如風(fēng)機過濾單元(FFU)對(duì)空(kōng)氣進行淨化處理(lǐ)，每一個末端處理(lǐ)系統可以單獨對(duì)空(kōng)氣參數進行調節，也(yě)可以實現(xiàn)對(duì)不同淨化實驗室淨化等級的控制。

2.2 空(kōng)調通風(fēng)系統必須使潔淨實驗室維持一定的正壓或負壓

潔淨實驗室中，機械儀器設備潔淨室和(hé)一般生物潔淨室都是采用(yòng)正壓維持, 但(dàn)對(duì)于使用(yòng)有毒、有害氣體或使用(yòng)易燃易爆溶劑以及其他(tā)有特殊要求的潔淨實驗室則采用(yòng)負壓控制。

潔淨實驗室維持一定的正壓是保證潔淨室不受或少受污染、是維持設計(jì)潔淨度等級必不可少地條件之一。即便是負壓潔淨室，它也(yě)必須有不低(dī)于它潔淨度級别地相鄰房間或套間維持一定的正壓，負壓潔淨室的潔淨度才能(néng)得以維持。

潔淨室正壓值是指門(mén)窗全部關閉狀态下(xià)，室内靜壓大(dà)于室外(wài)靜壓的數值。它是通過淨化系統送風(fēng)量大(dà)于回風(fēng)量和(hé)排風(fēng)量的方法來(lái)達到(dào)。不同等級的潔淨實驗室以及實驗室内潔淨區(qū)與非潔淨區(qū)之間的靜壓差，應不小(xiǎo)于5Pa，潔淨區(qū)與室外(wài)的靜壓差，應不小(xiǎo)于10 Pa.。

此外(wài)，潔淨實驗室對(duì)于風(fēng)量，風(fēng)速等各項指标的技術要求也(yě)都非常嚴格，因此，空(kōng)調系統必須能(néng)夠滿足對(duì)其參數進行精确的控制。

2.3 空(kōng)調系統低(dī)噪聲低(dī)能(néng)耗指标是提高(gāo)淨化實驗室質量的重要因素

淨化實驗室内的噪聲不僅會(huì)使實驗人員産生煩惱效應和(hé)困倦現(xiàn)象，還會(huì)對(duì)語言通訊、精密儀器和(hé)設備造成幹擾，影響工(gōng)作(zuò)效率和(hé)實驗進展。

潔淨實驗室的靜态噪聲來(lái)源有很(hěn)多，但(dàn)主要的來(lái)源還是空(kōng)調通風(fēng)系統和(hé)局部淨化設備運行噪聲。靜态噪聲的大(dà)小(xiǎo)與潔淨室氣流流型、換氣次數等因素有關，但(dàn)關鍵在于淨化空(kōng)調系統的合理(lǐ)布置及合理(lǐ)的降噪措施。

因此低(dī)噪聲是淨化實驗室對(duì)空(kōng)調通風(fēng)系統的必然要求

多年以來(lái)，潔淨空(kōng)調通風(fēng)系統的高(gāo)能(néng)耗是潔淨實驗室發展的瓶頸，資料顯示，潔淨實驗室的能(néng)耗是一般寫字樓的10倍到(dào)30倍，其能(néng)耗主要體現(xiàn)在空(kōng)氣的處理(lǐ)和(hé)輸送上(shàng)，在強調可持續發展的總體思路下(xià)，必須采取現(xiàn)實有效的節能(néng)降耗措施，逐步淘汰高(gāo)能(néng)耗的落後産品，大(dà)力發展和(hé)應用(yòng)體現(xiàn)時(shí)代科技水(shuǐ)平的新型節能(néng)系統。

2.4 對(duì)空(kōng)調通風(fēng)淨化系統的穩定性和(hé)可靠性有相當高(gāo)的要求

例如生物培養室：是進行微生物培養、組織培養、細胞培養等的用(yòng)房。要求的環境條件相當嚴苛，包括溫濕度、光照、空(kōng)氣、水(shuǐ)分、酸堿度等及滅菌消毒等措施，這(zhè)就對(duì)空(kōng)調通風(fēng)和(hé)空(kōng)氣淨化設施和(hé)整套系統提出了(le)更高(gāo)的要求。

即使是對(duì)于普通淨化實驗室的要求，例如電子、航天航空(kōng)、光電子等，對(duì)恒溫、恒濕、潔淨、無菌、防振、防輻射、防電磁幹擾等也(yě)有别于普通舒适性空(kōng)調系統。另外(wài)，還有一些(xiē)飼養生物實驗所需動物的房間，雖然從(cóng)嚴格意義上(shàng)來(lái)說不屬于實驗室，但(dàn)對(duì)于實驗有着重要的意義，要有良好(hǎo)的殺菌滅毒功能(néng)，就淨化和(hé)對(duì)空(kōng)氣環境的處理(lǐ)方面對(duì)空(kōng)調通風(fēng)和(hé)潔淨等級有着許多特殊的指标。 三、潔淨實驗室對(duì)空(kōng)調通風(fēng)系統的選型

用(yòng)于潔淨實驗室的空(kōng)調通風(fēng)系統有兩類，一類是集中式、一類是分散式。前者适用(yòng)于集群式、多房間、多要求、多功能(néng)的潔淨實驗室，優點是便于管理(lǐ)，遠離噪聲、降低(dī)成本。後者适用(yòng)于規模較小(xiǎo)的潔淨實驗室或有着單獨特性要求的實驗室，優點是控制精細、針對(duì)性強。

3.1 選型原則一定要滿足淨化要求

在選型實際中，人們往往會(huì)根據資金(jīn)、能(néng)耗來(lái)選擇空(kōng)調的類型，忽略了(le)選型的根本是爲了(le)滿足需要，滿足淨化标準要求。

在選型之前，一定要領會(huì)淨化實驗室的用(yòng)途和(hé)實驗内容、實驗儀器設備、實驗對(duì)象對(duì)空(kōng)氣參數和(hé)環境要求的具體事(shì)項，然後有的放(fàng)矢地提出有針對(duì)性的淨化标準，應該考慮的内容要包括：實驗室的面積、樓層高(gāo)度、實驗室的總高(gāo)度和(hé)淨化實驗室圍護後的高(gāo)度;希望達到(dào)的溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速、靜壓、靜壓差等;實驗室内要求的潔淨等級、噪聲标準、無菌要求等等，綜合考慮這(zhè)些(xiē)因素後，提出一個适宜的資金(jīn)要求，從(cóng)而确定空(kōng)調通風(fēng)系統的具體形式和(hé)類型。

3.2 空(kōng)調通風(fēng)系統的選擇既要量力而行又要酌情而動

潔淨實驗室之所以潔淨，是因爲首先使用(yòng)特殊的工(gōng)藝阻隔空(kōng)氣與使用(yòng)空(kōng)間的自(zì)由交流，然後借助于人工(gōng)的方式把空(kōng)氣處理(lǐ)之後輸送到(dào)使用(yòng)空(kōng)間，當然這(zhè)裏既要輸送新風(fēng)也(yě)要輸送濁風(fēng)，所謂濁風(fēng)就是把使用(yòng)空(kōng)間内的空(kōng)氣輸送給外(wài)界經過處理(lǐ)後使之成爲潔淨的空(kōng)氣重新輸送回使用(yòng)空(kōng)間。

其原理(lǐ)可以用(yòng)下(xià)面的流程圖來(lái)簡示：空(kōng)氣氣流→初效空(kōng)氣處理(lǐ)→空(kōng)調→中效空(kōng)氣處理(lǐ)→風(fēng)機送風(fēng)→淨化管道(dào)→高(gāo)效送風(fēng)口→潔淨室→帶走塵埃→回風(fēng)夾道(dào)→新風(fēng)、初效空(kōng)氣處理(lǐ)。

用(yòng)于潔淨實驗室的空(kōng)調通風(fēng)系統主要由空(kōng)氣處理(lǐ)設備、粗高(gāo)中效過濾器、空(kōng)氣輸送設施和(hé)局部淨化設備組成，這(zhè)些(xiē)設備類型各異、作(zuò)用(yòng)不同。

3.2.1空(kōng)氣處理(lǐ)設備：

空(kōng)氣處理(lǐ)設備一般是由空(kōng)調器(AHU)、新風(fēng)機組(MAU)和(hé)循環機組(RAU)組成的一整套機組，是空(kōng)調淨化系統常用(yòng)的空(kōng)氣熱濕交換和(hé)空(kōng)氣淨化處理(lǐ)設備。

适用(yòng)于具有一定規模的淨化實驗室，但(dàn)要求其他(tā)過濾器和(hé)淨化裝置的整體配合，投資相對(duì)較高(gāo)。比較小(xiǎo)型的實驗室空(kōng)氣處理(lǐ)裝備是采用(yòng)分立式的小(xiǎo)型設備組成，例如把冷暖空(kōng)調機作(zuò)爲冷熱源，對(duì)空(kōng)氣進行溫度濕度的簡單處理(lǐ)，然後配備風(fēng)機過濾器單元(FFU)對(duì)空(kōng)氣進行潔淨處理(lǐ)，是一種比較簡易的淨化方案。 3.2.2各類空(kōng)氣過濾器：

按過濾器對(duì)空(kōng)氣處理(lǐ)的效率、阻力、容塵量等性能(néng)進行 分類，可将過濾器劃分爲粗效、中效、高(gāo)效、亞高(gāo)效、高(gāo)效和(hé)超高(gāo)效六大(dà) 類。每種過濾器對(duì)塵埃微粒的處理(lǐ)能(néng)力不一樣，因此它們被應用(yòng)在各種不的功能(néng)段上(shàng)，如果選用(yòng)正确、使用(yòng)合理(lǐ)就能(néng)使之發揮作(zuò)用(yòng)，否則，就會(huì)适得其反。

3.2.3風(fēng)機和(hé)送風(fēng)管道(dào)：

送風(fēng)風(fēng)機一般設在空(kōng)調機組内，要根據整體管道(dào)和(hé)空(kōng)調通風(fēng)量選擇風(fēng)機，壓頭較大(dà)雖然可以滿足克服系統阻力的要求，但(dàn)會(huì)增大(dà)能(néng)耗和(hé)噪聲，較好(hǎo)的選擇是考慮變頻風(fēng)機，這(zhè)可能(néng)會(huì)增大(dà)投入但(dàn)可以使送風(fēng)量依系統阻力變化自(zì)動調節，并且可以做到(dào)節能(néng)降噪。送風(fēng)管道(dào)要做好(hǎo)保溫和(hé)降噪，必要時(shí)應加增消聲裝置。

3.2.4局部淨化設備：

包括風(fēng)淋室、自(zì)淨器、潔淨工(gōng)作(zuò)台和(hé)電子滅菌裝置等 風(fēng)淋室是在潔淨實驗室入口處單獨設置一個局部潔淨室，當打開(kāi)風(fēng)淋室的門(mén)進入到(dào)風(fēng)淋室後，經過中效和(hé)高(gāo)效過濾器過濾的空(kōng)氣氣流，其速率會(huì)達到(dào)≥25m/s的高(gāo)速，則進入實驗室的人員和(hé)設備表面附着的塵埃微粒會(huì)被吹落淨化，是潔淨實驗室的必備設施。其他(tā)局部淨化設備要根據不同的淨化要求和(hé)實驗室類型酌情選擇。

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