动物实验设施净化空调系统节能设计浅谈
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【摘要】动物实验设施主要应用于实验动物的饲养繁育及进行相关的动物实验。净化空调系统是现代实验动物设施中的重要设施，启用后需连续运转，属能源消耗型设施。参照动物实验设施国家标准，本着实用、标准、经济的原则进行节能设计。
【关键词】动物实验设施；空调系统；节能
【Abstract】Animal experiment facility is mainly used in the breeding research and experimental animal correlation of animal experiments. Purify air conditioning system is modern laboratory animal facilities after the commissioning of the important facilities, need continuous operation of energy consumption facilities. Refer to animal experiments, in line with practical national standard facilities, standard, economic principles for energy efficiency design.
【keywords】Animal experimental facilitiesAir conditioning systemEnergy-saving
我部动物实验设施设计两层万级净化区，一层作为繁殖区，一层作为实验区。每层净化面积412㎡，单独设置净化空调系统。根据规范的标准换气次数要求，净化空调要满足室内温度、湿度、洁净度和空气新鲜度的要求，都需要很大的送风量，由于采用新风系统在增加送风量的同时加大了制冷量和制热功率，随着洁净动物实验室空调系统的推广和实施，能耗大、运行成本高昂成为越来越突出的问题。在分析国内外相关的研究和探讨的基础上，总结经验，在本工程中采用了诸多节能措施。
1减少冷热负荷消耗
在建筑和实验室室内装修选材上，加强了围护结构的绝热，选用较好的隔热材料，成为节能理念思考的第一步。
实验室室内的高度也成为直接影响到风量和冷负荷的问题，为此，在满足的正常工作的前提下，尽量降低了每层洁净室的层高。
本工程的空调机组均采用变频风机，采用了自动控制的变频调速技术，精确调节将气流速度控制在标准下限运行，同时当有的实验室不使用时，降低该实验室的送回风量，以只满足与相邻房间的压力即可。
根据《实验动物设施建筑技术规范》GB50447-2008规定，屏障环境室内温度范围为20~26°。那么将温度设定成冬季为标准的下限，夏季为标准的上限，而不是冬夏季都达到一个共同的标准，在符合规范的大前提下，经过计算本工程单台机组要节省15KW/h的冷热负荷。
2能源的再次回收利用
为了达到净化目的、排除室内实验动物排泄物等散发的污浊气体，防止空气的交叉污染，本工程实验室内的回风都采用了过滤处理后直排的形式，为了将这部分的负荷再利用，在净化空调机组中增加了热管式余热回收段。
热管式热回收是利用热管元件作为能量回收芯体，对通过的新风和排风进行能量交换，从而实现能量的回收利用。热管是在真空的管子内充入工质，依靠毛细结构的抽吸作用来驱动工质循环流动的蒸发、冷凝传热元件(如下图)。
相关计算：
根据沈阳地区气象资料，获取空气参数(以单台机组为例)
大气压：冬季1023.3hPa，夏季998.5hPa
新风量：Lx=18000m³/h=5m³/s
新风状态：冬季(干球温度-20.6°，相对湿度65%)
i1=-19.86KJ/Kgd1=0.00038Kg/Kg
夏季(干球温度31.4°，相对湿度60.5%)
i1=76.16KJ/Kgd1=0.01737Kg/Kg
排风状态：冬季(干球温度22°，相对湿度50%)
i1=42.87KJ/Kgd1=0.00812Kg/Kg
夏季(干球温度25°，相对湿度50%)
i1=50.11KJ/Kgd1=0.00976Kg/Kg
迎风面积风速取2.5m/s，迎风面积F=Lx/Vy=5/2.5=2㎡
根据此面积参照热管式回收器图集，选热管式热回收器KLS2090×2586.
根据图集说明，该型号换热器热回收效率为ηt=68%，压力损失△P=120Pa。
修正效率：冬季热回收ηt=68%×0.9=61.2%
夏季热回收ηt=68%×0.95×0.9=58.14%
压力损失120Pa×1.1=132Pa
回收热量计算：
冬季总热量：Qmax=LminρCp(t3-t1)
=5×1.2×1.01×[22-(-20.6)]
=258KW
冬季单台机组节省能源为：ηt Qmax =61.2%×258=157.9KW
夏季总冷量：Qmax=LminρCp(t1-t3)
=5×1 ......
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