В узкоспециализированной области экспериментов на животных качество окружающей среды напрямую определяет точность и воспроизводимость исследовательских данных, а также благополучие животных и биобезопасность. Инженерные решения Guangzhou Kunling Animal Laboratory создают невидимый, но критически важный технический барьер для основных экспериментальных зон благодаря своим точным и надежным системам очистки воздуха и контроля перепада давления. В данной статье представлен подробный анализ принципов проектирования и технической реализации этих двух ключевых подсистем.
I. Система очистки ОВиК: комплексный контроль окружающей среды помимо температуры и влажности
Система очистки ОВиК в виварии — это гораздо больше, чем простая установка для охлаждения и осушения. Это сложная инженерная система, объединяющая контроль температуры, регулирование влажности, очистку воздуха, организацию воздушных потоков и управление воздухообменом.
1. Точный контроль температуры и влажности
Экспериментальные животные очень чувствительны к колебаниям температуры и влажности. Решение Kunling использует высокоточную систему DDC (прямое цифровое управление) для обеспечения непрерывной, динамической регулировки приточно-вытяжных установок. Это гарантирует, что колебания температуры в основных зонах обычно поддерживаются в пределах ±1°C до ±2°C, в то время как влажность контролируется в пределах ±5% до ±10% относительной влажности от заданного значения. Такая стабильность обеспечивает постоянную физическую среду для животных и минимизирует влияние стресса окружающей среды на результаты экспериментов.
2. Многоступенчатая очистка воздуха
Чистота воздуха имеет решающее значение для предотвращения перекрестного загрязнения. Система использует трехступенчатую систему фильтрации, состоящую из предварительных фильтров, фильтров средней эффективности и фильтров высокой эффективности. Конечный приточный воздух обычно оснащается HEPA-фильтрами класса H14 или выше, обеспечивая эффективность фильтрации не менее 99,99% для частиц размером ≥0,3 мкм. Это эффективно удаляет из воздуха микроорганизмы, аллергены и твердые частицы, удовлетворяя экологическим требованиям SPF (свободных от специфических патогенов) или более высоких классов для содержания животных.
3. Научно спроектированная организация воздушных потоков и кратность воздухообмена
В зависимости от класса чистоты каждой зоны применяются такие схемы воздушных потоков, как подача сверху с нижним отводом или подача сверху с боковым отводом, для создания направленного и равномерного воздушного потока при устранении застойных зон. С помощью частотного регулирования объемы приточного и вытяжного воздуха точно регулируются для достижения кратности воздухообмена 10–20 ACH или выше. Это обеспечивает быстрое удаление загрязняющих веществ и поддержание чистоты, одновременно обеспечивая энергоэффективную работу.
II. Система градиента перепада давления: создание статического биозащитного барьера
Контроль давления является ключевым элементом проектирования вивариев, особенно для объектов с уровнями биологической безопасности (ABSL). Создавая перепады давления, система устанавливает невидимый контроль воздушных потоков, который предотвращает утечку опасных агентов или перекрестное загрязнение.
1. Проектирование с учетом строгого градиента давления
Решение Kunling следует принципу «ступенчатого перепада давления». Между функциональными зонами, такими как чистые коридоры, виварии и грязные коридоры, устанавливаются четкие и прогрессивные градиенты давления. Например, в системе барьера с положительным давлением чистый коридор поддерживает самое высокое давление, за ним следует виварий, а грязный коридор имеет самое низкое давление. Воздух постоянно движется из зон с более высокой чистотой в зоны с более низкой чистотой. Типичные перепады давления между смежными зонами поддерживаются на уровне 10–15 Па для обеспечения направленного воздушного потока.
2. Динамическая балансировка давления и поддержание стабильности
Открытие и закрытие дверей, а также запуск или остановка вытяжного оборудования могут вызывать колебания давления. Система реагирует посредством взаимосвязанного управления заслонками и быстрой реакции VAV-клапанов или Вентури-клапанов, непрерывно контролируя и динамически регулируя баланс между объемами приточного и вытяжного воздуха. Это гарантирует быстрое восстановление и поддержание целевых перепадов давления в критических зонах при любых условиях эксплуатации.
3. Интеллектуальные функции мониторинга и сигнализации
Датчики давления передают данные в режиме реального времени в центральную систему мониторинга, где значения и тенденции отображаются интуитивно. Если отклонения перепада давления выходят за установленный диапазон, система немедленно активирует звуковые и визуальные сигналы тревоги и может попытаться автоматически скорректировать их с помощью логики управления или инициировать вмешательство персонала, эффективно устраняя риски безопасности, вызванные обратным давлением.
Интеграция системы и энергетические соображения
В проектах животноводческих лабораторий Guangzhou Kunling системы очистки и контроля давления ОВКВ не работают изолированно. Они глубоко интегрированы в систему автоматизации зданий (BAS) для обеспечения унифицированного мониторинга, регистрации данных и управления энергопотреблением. Благодаря использованию устройств рекуперации тепла, таких как пластинчатые или роторные теплообменники, энергия вытяжного воздуха используется для предварительного подогрева или предварительного охлаждения поступающего свежего воздуха, что значительно снижает эксплуатационные энергозатраты и демонстрирует твердую приверженность устойчивой работе при сохранении передовых функциональных возможностей.
Заключение
Благодаря точному контролю параметров окружающей среды и динамическому управлению давлением, системы очистки и поддержания перепада давления ОВиК в инженерных проектах лабораторий животных Guangzhou Kunling закладывают прочную физическую основу для биологической безопасности, благополучия животных и надежности научных данных. Их ценность заключается не в совершенстве какого-либо отдельного оборудования, а в комплексном подходе к системному инжинирингу, точных стратегиях управления и стабильной долгосрочной эксплуатации. Вместе эти элементы обеспечивают незаменимую высокостандартную платформу экологического обеспечения для современных исследований в области наук о жизни.