اللغة العربية
التحكم الدقيق في درجة الحرارة والضغط: تحليل معمق لأنظمة ضمان البيئة الأساسية
تم إنشاؤها 01.29
في مجال تجارب الحيوانات المتخصصة للغاية، تحدد جودة البيئة بشكل مباشر دقة البيانات البحثية وقابليتها للتكرار، بالإضافة إلى رفاهية الحيوان والسلامة البيولوجية. تؤسس حلول Guangzhou Kunling Animal Laboratory Engineering حاجزًا تقنيًا غير مرئي ولكنه حاسم للمناطق التجريبية الأساسية من خلال أنظمة تنقية HVAC والتحكم في فرق الضغط الدقيقة والموثوقة الخاصة بها. تقدم هذه المقالة تحليلًا مفصلاً لمبادئ التصميم والتنفيذ الفني لهذين النظامين الفرعيين الرئيسيين.
أولاً. نظام تنقية التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC): تحكم بيئي شامل يتجاوز درجة الحرارة والرطوبة
يعد نظام تنقية التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) في مختبر حيواني أكثر بكثير من مجرد نظام تبريد وإزالة رطوبة بسيط. إنه نظام هندسي معقد يدمج التحكم في درجة الحرارة، وتنظيم الرطوبة، وتنقية الهواء، وتنظيم تدفق الهواء، وإدارة تغيير الهواء.
1. تحكم دقيق في درجة الحرارة والرطوبة
الحيوانات التجريبية حساسة للغاية للتقلبات في درجة الحرارة والرطوبة. يعتمد حل كونلينغ على نظام تحكم رقمي مباشر (DDC) عالي الدقة لتوفير تنظيم مستمر وديناميكي لوحدات معالجة الهواء. يضمن ذلك عادةً الحفاظ على تقلبات درجة الحرارة في المناطق الأساسية في حدود ±1 درجة مئوية إلى ±2 درجة مئوية، بينما يتم التحكم في الرطوبة في حدود ±5% إلى ±10% رطوبة نسبية من نقطة الضبط. يوفر هذا الاستقرار بيئة مادية متسقة للحيوانات ويقلل من تأثير الإجهاد البيئي على نتائج التجارب.
2. تنقية هواء متعددة المراحل
تعتبر نظافة الهواء أمرًا بالغ الأهمية لمنع التلوث المتبادل. يستخدم النظام تكوين ترشيح ثلاثي المراحل يتكون من فلاتر أولية، وفلاتر متوسطة الكفاءة، وفلاتر عالية الكفاءة. يتم عادةً تزويد هواء الإمداد النهائي بفلاتر HEPA من الدرجة H14 أو أعلى، مما يحقق كفاءة ترشيح لا تقل عن 99.99% للجسيمات التي يبلغ حجمها ≥0.3 ميكرومتر. وهذا يزيل بفعالية الكائنات الحية الدقيقة المحمولة جواً، والمواد المسببة للحساسية، والجسيمات، مما يلبي المتطلبات البيئية لمرافق SPF (خالية من مسببات الأمراض المحددة) أو مرافق الحيوانات ذات الدرجة الأعلى.
3. تنظيم تدفق الهواء المصمم علميًا ومعدلات التهوية
اعتمادًا على تصنيف النظافة لكل منطقة، يتم اعتماد أنماط تدفق الهواء مثل الإمداد من السقف مع العودة من الأرض أو الإمداد من السقف مع العودة من الجانب السفلي لإنشاء تدفق هواء اتجاهي وموحد مع القضاء على المناطق الميتة. من خلال التحكم بتردد متغير، يتم تنظيم أحجام الهواء المزود والعادم بدقة لتحقيق معدلات تغيير الهواء تبلغ 10-20 تغييرًا في الساعة (ACH) أو أعلى. يضمن ذلك الإزالة السريعة للملوثات والنظافة المستدامة مع تمكين التشغيل الموفر للطاقة.
ثانيًا. نظام تدرج فرق الضغط: بناء حاجز أمان بيولوجي ثابت
يعد التحكم في الضغط عنصرًا أساسيًا في تصميم المختبرات الحيوانية، خاصة للمرافق التي تتضمن مستويات الأمان البيولوجي (ABSL). من خلال إنشاء فروق ضغط، ينشئ النظام تحكمًا غير مرئي في تدفق الهواء يمنع تسرب العوامل الخطرة أو التلوث المتبادل.
1. تصميم تدرج ضغط صارم
يتبع حل كونلينغ مبدأ "تدرج فروق الضغط". يتم إنشاء تدرجات ضغط واضحة وتدريجية بين المناطق الوظيفية مثل الممرات النظيفة وغرف الحيوانات والممرات المتسخة. على سبيل المثال، في نظام حاجز الضغط الإيجابي، يحافظ الممر النظيف على أعلى ضغط، يليه غرفة الحيوانات، مع وجود الممر المتسخ عند أدنى ضغط. يتدفق الهواء باستمرار من المناطق ذات النظافة الأعلى إلى المناطق ذات النظافة الأقل. يتم الحفاظ على فروق الضغط النموذجية بين المناطق المتجاورة عند 10-15 باسكال لضمان تدفق الهواء الاتجاهي.
2. موازنة الضغط الديناميكي والحفاظ على الاستقرار
يمكن أن يتسبب فتح وإغلاق الأبواب، وكذلك بدء أو إيقاف تشغيل معدات العادم، في حدوث تقلبات في الضغط. يستجيب النظام من خلال التحكم المتشابك في المخمدات والاستجابة السريعة لصناديق VAV أو صمامات Venturi، مع المراقبة المستمرة والتعديل الديناميكي للتوازن بين حجم الهواء المزود والعادم. يضمن هذا استعادة فروق الضغط المستهدفة في المناطق الحرجة بسرعة والحفاظ عليها في جميع ظروف التشغيل.
3. وظائف المراقبة والإنذار الذكية
تقوم مستشعرات الضغط بنقل البيانات في الوقت الفعلي إلى نظام المراقبة المركزي، حيث يتم عرض القيم والاتجاهات بشكل بديهي. إذا انحرفت فروق الضغط عن النطاق المحدد، يقوم النظام فورًا بتشغيل إنذارات صوتية ومرئية وقد يحاول التصحيح التلقائي من خلال منطق التحكم أو يطلب تدخل الموظفين، مما يقضي بفعالية على مخاطر السلامة الناجمة عن عكس الضغط.
تكامل النظام واعتبارات الطاقة
في مشاريع مختبرات قوانغتشو كونلينغ للحيوانات، لا تعمل أنظمة تنقية وتكييف الهواء والتحكم في الضغط بشكل مستقل. فهي مدمجة بعمق في نظام أتمتة المباني (BAS) لتمكين المراقبة الموحدة وتسجيل البيانات وإدارة الطاقة. من خلال دمج أجهزة استعادة الحرارة - مثل المبادلات الحرارية اللوحية أو الدوارة - يتم استعادة الطاقة من الهواء العادم لتسخين أو تبريد الهواء النقي الوارد مسبقًا، مما يقلل بشكل كبير من استهلاك طاقة التشغيل ويظهر التزامًا قويًا بالتشغيل المستدام مع الحفاظ على وظائف متقدمة.
الخاتمة
من خلال التحكم الدقيق في المعايير البيئية وإدارة الضغط الديناميكي، تُنشئ أنظمة تنقية الهواء وإدارة فرق الضغط في مشاريع هندسة مختبرات الحيوان في قوانغتشو كونلين أساسًا ماديًا قويًا للأمن البيولوجي، ورعاية الحيوان، وموثوقية البيانات العلمية. تكمن قيمتها ليس في تقدم أي قطعة معدات فردية، بل في نهج هندسة النظام المتكامل، واستراتيجيات التحكم الدقيقة، والتشغيل المستقر طويل الأمد. معًا، توفر هذه العناصر منصة ضمان بيئي عالية المستوى لا غنى عنها لأبحاث علوم الحياة الحديثة.
اتصل بنا
اترك معلوماتك وسنتواصل معك.
WhatsApp