引言

生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)功能是進行生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)科(ke)學(xue)相(xiang)關的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)場所，因此(ci)對生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)質量控(kong)制(zhi)要(yao)求必須極其(qi)嚴格，才能保證生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)準確性。我國(guo)近(jin)年(nian)來(lai)科(ke)學(xue)技術(shu)不斷(duan)發(fa)展(zhan)，促進了極大的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)科(ke)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)，不斷(duan)推進生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)建(jian)(jian)設對于發(fa)展(zhan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)科(ke)技有著重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)作用。近(jin)年(nian)來(lai)，我國(guo)各省紛(fen)紛(fen)進行生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)安全(quan)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)建(jian)(jian)設，許多項目(mu)甚至已經進入使(shi)用階段。但是需要(yao)注意(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)是生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)安全(quan)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室(shi)(shi)，因為其(qi)功用的(de)(de)(de)(de)(de)特殊(shu)性很容易(yi)導(dao)致危(wei)害性物(wu)(wu)質的(de)(de)(de)(de)(de)產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)，因此(ci)，生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)暖(nuan)通(tong)(tong)空調(diao)系統就非常重(zhong)要(yao)，因為一旦(dan)暖(nuan)通(tong)(tong)空調(diao)系統出(chu)現(xian)故(gu)障，輕則(ze)導(dao)致生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室(shi)(shi)內部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)功能無(wu)法實(shi)(shi)現(xian)，重(zhong)則(ze)很容易(yi)出(chu)現(xian)污染(ran)外泄，甚至導(dao)致工作人員及其(qi)周邊居民(min)的(de)(de)(de)(de)(de)安全(quan)事故(gu)。確保生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室(shi)(shi)暖(nuan)通(tong)(tong)空調(diao)系統的(de)(de)(de)(de)(de)良好(hao)運轉，是建(jian)(jian)設者一個非常重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)目(mu)標。

01
生物實驗室的暖通空調系統故障分析

對于生(sheng)物實驗室的(de)(de)暖通空(kong)調系(xi)統(tong)而(er)言(yan)，隨著使用(yong)時(shi)間的(de)(de)持續(xu)增加，產(chan)生(sheng)故(gu)(gu)障(zhang)是正常(chang)的(de)(de)現象。通常(chang)來說，這種故(gu)(gu)障(zhang)可(ke)以分為送(song)風系(xi)統(tong)的(de)(de)故(gu)(gu)障(zhang)，和各類風量(liang)及壓力傳感器的(de)(de)故(gu)(gu)障(zhang)，以及排風系(xi)統(tong)的(de)(de)故(gu)(gu)障(zhang)。

1.1 送風系統故障
在(zai)整個(ge)(ge)暖通空調(diao)系(xi)(xi)統(tong)當中，送(song)風(feng)(feng)系(xi)(xi)統(tong)擔任著非常非常重要的(de)(de)作(zuo)用。因為送(song)風(feng)(feng)系(xi)(xi)統(tong)，能(neng)夠有(you)力保(bao)證(zheng)排風(feng)(feng)系(xi)(xi)統(tong)正常運轉，一旦實驗(yan)室發(fa)生任何的(de)(de)故障(zhang)，需要實驗(yan)室的(de)(de)人員進(jin)行撤離(li)(li)，在(zai)此撤離(li)(li)期間(jian)，送(song)風(feng)(feng)系(xi)(xi)統(tong)可以為整個(ge)(ge)生物實驗(yan)室提供良好的(de)(de)負壓。這樣不僅能(neng)夠給(gei)工(gong)作(zuo)人員撤離(li)(li)提供良好的(de)(de)處理環境(jing)，還(huan)能(neng)保(bao)證(zheng)生物實驗(yan)室內部的(de)(de)環境(jing)相對穩(wen)定。但是如果送(song)風(feng)(feng)系(xi)(xi)統(tong)出現故障(zhang)，則很容易導致，工(gong)作(zuo)人員在(zai)撤離(li)(li)期間(jian)發(fa)生安(an)全(quan)事(shi)故。

1.2 傳感器故障
傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)在生物實(shi)(shi)驗室暖通空調系統當中主要承擔的是(shi)傳(chuan)(chuan)遞信號(hao)的職(zhi)責，一(yi)旦傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)失靈，則會(hui)導(dao)致傳(chuan)(chuan)遞的信號(hao)出(chu)現錯誤。這樣系統在運行的過程當中，就(jiu)會(hui)與系統本身預(yu)設(she)(she)的程序所相背離。因(yin)此在設(she)(she)計的過程當中，建設(she)(she)者(zhe)和(he)設(she)(she)計者(zhe)必須對傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)的性能和(he)穩定性進行可(ke)靠的檢測(ce)，然(ran)后投入使(shi)用。但實(shi)(shi)際上傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)的響應(ying)特性是(shi)很容易被忽略的，這種(zhong)響應(ying)特性一(yi)旦被忽略，直接(jie)會(hui)導(dao)致其調試結(jie)果的設(she)(she)計值出(chu)現問題(ti)，信號(hao)傳(chuan)(chuan)輸出(chu)現錯誤，就(jiu)會(hui)導(dao)致更加嚴重的事故。

1.3 排風系統故障
在整個(ge)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)當中，排(pai)風(feng)(feng)(feng)機(ji)出現(xian)(xian)故(gu)障(zhang)是(shi)(shi)(shi)非(fei)(fei)常嚴重的(de)，這(zhe)是(shi)(shi)(shi)因(yin)為(wei)生(sheng)物(wu)安全實(shi)驗(yan)(yan)(yan)室的(de)通風(feng)(feng)(feng)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)，必須通過排(pai)風(feng)(feng)(feng)機(ji)來進(jin)(jin)行(xing)變頻(pin)排(pai)風(feng)(feng)(feng)。這(zhe)是(shi)(shi)(shi)因(yin)為(wei)生(sheng)物(wu)實(shi)驗(yan)(yan)(yan)室常常進(jin)(jin)行(xing)的(de)都是(shi)(shi)(shi)高生(sheng)物(wu)危害性實(shi)驗(yan)(yan)(yan)，即便是(shi)(shi)(shi)在白天進(jin)(jin)行(xing)工作，也不(bu)允許出現(xian)(xian)任(ren)何呈(cheng)現(xian)(xian)正(zheng)壓的(de)情(qing)況。因(yin)此暖通及暖通自(zi)控控制系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)設計要(yao)求非(fei)(fei)常高。具體到細節包括排(pai)風(feng)(feng)(feng)機(ji)或者排(pai)風(feng)(feng)(feng)機(ji)變頻(pin)故(gu)障(zhang)發生(sheng)之時，系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)需要(yao)能(neng)夠自(zi)動切換至(zhi)備用的(de)排(pai)風(feng)(feng)(feng)機(ji)及其變頻(pin)器。這(zhe)樣(yang)才能(neng)保證整個(ge)實(shi)驗(yan)(yan)(yan)室的(de)房(fang)間內負壓情(qing)況良好。但實(shi)際上一(yi)旦排(pai)風(feng)(feng)(feng)機(ji)出現(xian)(xian)問題則會(hui)導致(zhi)排(pai)風(feng)(feng)(feng)機(ji)停(ting)機(ji)，而這(zhe)種(zhong)停(ting)機(ji)將(jiang)會(hui)導致(zhi)整個(ge)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)出現(xian)(xian)故(gu)障(zhang)。

02
生物實驗室的設計原則

為了對(dui)生(sheng)物實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)的(de)設(she)計(ji)原則(ze)進行論述，本文以(yi)p3級生(sheng)物實(shi)(shi)驗(yan)安(an)(an)全實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)為例(li)，對(dui)其設(she)計(ji)原則(ze)進行逐一分析與闡述。文章中所(suo)引用的(de)示例(li)工(gong)程(cheng)為PLC控制系統(tong)，該實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)的(de)房(fang)間排(pai)風(feng)和生(sheng)物安(an)(an)全柜是同(tong)一個(ge)排(pai)風(feng)系統(tong)。通過對(dui)該實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)的(de)分析，得出以(yi)下結(jie)論。首先生(sheng)物實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)在設(she)計(ji)的(de)過程(cheng)中，要(yao)對(dui)排(pai)風(feng)系統(tong)的(de)停(ting)機故障瞬(shun)間進行分析，這樣才能做好記錄，不斷優化排(pai)風(feng)系統(tong)。除此之外，實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)在暖(nuan)通空調(diao)系統(tong)的(de)設(she)計(ji)上，要(yao)避免出現增壓的(de)設(she)計(ji)思路，同(tong)時進行相應的(de)技術措施預備。

2.1 排風系統故障瞬間分析與研究
本(ben)實驗室(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)暖通自控系統(tong)(tong)(tong)設(she)置分別具有(you)(you)以下特點。首先，排風(feng)系統(tong)(tong)(tong)在發生停(ting)機(ji)故(gu)(gu)障(zhang)的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程中，其重要的(de)(de)(de)(de)(de)表現就是，房間并(bing)沒有(you)(you)出(chu)現任何避免鎮壓(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)措(cuo)施和策略。其次，排風(feng)系統(tong)(tong)(tong)一旦(dan)出(chu)現故(gu)(gu)障(zhang)信(xin)號時，系統(tong)(tong)(tong)并(bing)沒有(you)(you)發出(chu)故(gu)(gu)障(zhang)信(xin)號。例如流(liu)量開關并(bing)沒有(you)(you)發出(chu)on或者off的(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)號，因此系統(tong)(tong)(tong)并(bing)不能(neng)對(dui)停(ting)機(ji)故(gu)(gu)障(zhang)作出(chu)反應(ying)。

對(dui)(dui)于上述假設，需(xu)要對(dui)(dui)生(sheng)(sheng)物(wu)實(shi)驗(yan)室(shi)的(de)(de)(de)(de)排(pai)(pai)(pai)風(feng)系(xi)統(tong)故(gu)障(zhang)(zhang)，進(jin)行一(yi)(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)記錄。例如(ru)，本(ben)(ben)(ben)身是(shi)(shi)(shi)在(zai)排(pai)(pai)(pai)風(feng)系(xi)統(tong)發生(sheng)(sheng)停機(ji)(ji)故(gu)障(zhang)(zhang)之后(hou)的(de)(de)(de)(de)5s內，房間出(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)現(xian)正(zheng)壓情況(kuang)。而(er)此(ci)時(shi)控(kong)制中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)并沒有感(gan)(gan)知(zhi)到排(pai)(pai)(pai)風(feng)系(xi)統(tong)出(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)(zhang)，真正(zheng)對(dui)(dui)排(pai)(pai)(pai)風(feng)系(xi)統(tong)，出(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)現(xian)反應則是(shi)(shi)(shi)在(zai)12s。雖然(ran)(ran)(ran)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)工程會有不(bu)同的(de)(de)(de)(de)差(cha)異(yi)，但是(shi)(shi)(shi)，本(ben)(ben)(ben)組實(shi)驗(yan)數據，可以對(dui)(dui)排(pai)(pai)(pai)風(feng)系(xi)統(tong)故(gu)障(zhang)(zhang)情況(kuang)作出(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)一(yi)(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)反饋。那就是(shi)(shi)(shi)房間出(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)現(xian)正(zheng)壓的(de)(de)(de)(de)時(shi)間非常(chang)(chang)短，大概在(zai)5s左右。對(dui)(dui)其主要原因(yin)(yin)進(jin)行分析，這(zhe)是(shi)(shi)(shi)因(yin)(yin)為(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)安全實(shi)驗(yan)室(shi)中(zhong)(zhong)，排(pai)(pai)(pai)風(feng)量(liang)的(de)(de)(de)(de)差(cha)值(zhi)本(ben)(ben)(ben)來就不(bu)大，通常(chang)(chang)每個(ge)小時(shi)只有一(yi)(yi)(yi)二(er)百cm3。一(yi)(yi)(yi)旦(dan)(dan)排(pai)(pai)(pai)風(feng)系(xi)統(tong)出(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)現(xian)停機(ji)(ji)故(gu)障(zhang)(zhang)，排(pai)(pai)(pai)風(feng)量(liang)當然(ran)(ran)(ran)能夠在(zai)極短的(de)(de)(de)(de)時(shi)間出(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)現(xian)非常(chang)(chang)多的(de)(de)(de)(de)減少(shao)。因(yin)(yin)此(ci)雖然(ran)(ran)(ran)5s是(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)個(ge)實(shi)驗(yan)數據，不(bu)同的(de)(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)室(shi)也會產生(sheng)(sheng)差(cha)異(yi)，但是(shi)(shi)(shi)卻從本(ben)(ben)(ben)質上表(biao)明排(pai)(pai)(pai)風(feng)系(xi)統(tong)一(yi)(yi)(yi)旦(dan)(dan)出(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)(zhang)，實(shi)驗(yan)室(shi)出(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)現(xian)正(zheng)壓的(de)(de)(de)(de)時(shi)間非常(chang)(chang)短。當然(ran)(ran)(ran)雖然(ran)(ran)(ran)排(pai)(pai)(pai)風(feng)系(xi)統(tong)，在(zai)10s之后(hou)，會呈現(xian)出(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)一(yi)(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)對(dui)(dui)策，但是(shi)(shi)(shi)卻無(wu)法消除致命的(de)(de)(de)(de)安全運行問題。而(er)在(zai)這(zhe)一(yi)(yi)(yi)過(guo)程當中(zhong)(zhong)，控(kong)制中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)對(dui)(dui)系(xi)統(tong)故(gu)障(zhang)(zhang)的(de)(de)(de)(de)感(gan)(gan)知(zhi)時(shi)間并不(bu)靈敏。對(dui)(dui)這(zhe)個(ge)原因(yin)(yin)進(jin)行分析主要是(shi)(shi)(shi)因(yin)(yin)為(wei)風(feng)機(ji)(ji)從停機(ji)(ji)到風(feng)量(liang)下(xia)降，需(xu)要經(jing)歷的(de)(de)(de)(de)時(shi)間過(guo)長，大多是(shi)(shi)(shi)在(zai)10s左右。這(zhe)是(shi)(shi)(shi)所(suo)有風(feng)機(ji)(ji)所(suo)面臨的(de)(de)(de)(de)問題，因(yin)(yin)此(ci)，會極大的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)控(kong)制中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)對(dui)(dui)系(xi)統(tong)故(gu)障(zhang)(zhang)的(de)(de)(de)(de)感(gan)(gan)知(zhi)周期(qi)。

2.2 避免出現正壓的設計思路
根據上述對(dui)排(pai)風系統停機故障瞬間分析的內容可以得出(chu)(chu)，避(bi)免(mian)實(shi)(shi)驗(yan)室內部(bu)出(chu)(chu)現(xian)正壓(ya)(ya)是(shi)非常(chang)必(bi)(bi)(bi)要的。通常(chang)為了實(shi)(shi)現(xian)避(bi)免(mian)正壓(ya)(ya)的這種設(she)計思路，必(bi)(bi)(bi)須(xu)采取(qu)一定(ding)的步驟(zou)。如(ru)控制中心必(bi)(bi)(bi)須(xu)能(neng)夠快速對(dui)排(pai)風系統出(chu)(chu)現(xian)停機故障進(jin)行感知，這樣才(cai)能(neng)做出(chu)(chu)及時(shi)的回應(ying)。除(chu)此(ci)之(zhi)外控制中心在感知到排(pai)風系統故障之(zhi)后，必(bi)(bi)(bi)須(xu)能(neng)夠快速的進(jin)行措施補救，以避(bi)免(mian)房間出(chu)(chu)現(xian)正壓(ya)(ya)。鑒(jian)于以上的實(shi)(shi)驗(yan)數據，這兩(liang)個步驟(zou)必(bi)(bi)(bi)須(xu)在5s之(zhi)內完成。

2.2.1 風量傳(chuan)感器優化

風(feng)(feng)量(liang)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)的(de)(de)(de)優化可(ke)以加強(qiang)排(pai)風(feng)(feng)系統的(de)(de)(de)敏銳度，因此可(ke)以在(zai)(zai)(zai)(zai)排(pai)風(feng)(feng)總管上(shang)進(jin)行反應(ying)速度較快的(de)(de)(de)風(feng)(feng)量(liang)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)的(de)(de)(de)安裝與設(she)置(zhi)(zhi)。這樣(yang)風(feng)(feng)量(liang)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)可(ke)以專門應(ying)用(yong)于(yu)對排(pai)風(feng)(feng)系統故(gu)障的(de)(de)(de)分析。在(zai)(zai)(zai)(zai)進(jin)行設(she)置(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)過程當中，可(ke)以將(jiang)(jiang)排(pai)風(feng)(feng)系統停機(ji)故(gu)障的(de)(de)(de)排(pai)風(feng)(feng)量(liang)，設(she)定(ding)在(zai)(zai)(zai)(zai)一個比較高的(de)(de)(de)水平之上(shang)，這樣(yang)可(ke)以使控制中心不(bu)至于(yu)誤判，又能在(zai)(zai)(zai)(zai)控制中心感(gan)(gan)受到(dao)之后，及時作(zuo)出反應(ying)。之所以將(jiang)(jiang)風(feng)(feng)量(liang)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)設(she)置(zhi)(zhi)在(zai)(zai)(zai)(zai)排(pai)風(feng)(feng)總管上(shang)，是(shi)因為排(pai)風(feng)(feng)總管上(shang)的(de)(de)(de)另一個傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)的(de)(de)(de)響應(ying)速度相對較差。該傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)實際(ji)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)，是(shi)為了保證房間(jian)的(de)(de)(de)壓力穩定(ding)。因此在(zai)(zai)(zai)(zai)風(feng)(feng)量(liang)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)的(de)(de)(de)設(she)計(ji)上(shang)，必須考慮到(dao)不(bu)同的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)和效果(guo)。

2.2.2 電動蝶閥的設計

電(dian)(dian)動(dong)(dong)蝶(die)(die)(die)閥(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)設計是(shi)為了(le)實(shi)現完全(quan)(quan)關斷(duan)(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)功(gong)能。該電(dian)(dian)動(dong)(dong)蝶(die)(die)(die)閥(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)響應(ying)速(su)度在(zai)2s以(yi)(yi)內(nei)，這(zhe)樣做才能夠保證(zheng)(zheng)控(kong)(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)在(zai)感(gan)知到(dao)排風(feng)(feng)(feng)系(xi)(xi)統(tong)(tong)出現故(gu)障之(zhi)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)2s之(zhi)內(nei)，就能迅(xun)速(su)對(dui)(dui)(dui)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)送(song)(song)風(feng)(feng)(feng)進(jin)行(xing)切斷(duan)(duan)。以(yi)(yi)此來保證(zheng)(zheng)房間(jian)不(bu)會出現正(zheng)壓(ya)。當然，其(qi)他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)措施也(ye)可(ke)以(yi)(yi)對(dui)(dui)(dui)送(song)(song)風(feng)(feng)(feng)量(liang)(liang)進(jin)行(xing)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)減(jian)少。例如，定(ding)風(feng)(feng)(feng)量(liang)(liang)閥(fa)可(ke)以(yi)(yi)保證(zheng)(zheng)房間(jian)處于負壓(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)狀態。同(tong)(tong)時(shi)(shi)送(song)(song)風(feng)(feng)(feng)機變頻控(kong)(kong)制(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度也(ye)可(ke)以(yi)(yi)不(bu)斷(duan)(duan)得到(dao)加大，在(zai)故(gu)障發生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)時(shi)(shi)，能夠在(zai)瞬間(jian)就對(dui)(dui)(dui)送(song)(song)風(feng)(feng)(feng)機進(jin)行(xing)關斷(duan)(duan)。不(bu)過(guo)需要注意的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)，這(zhe)些方(fang)法(fa)都必須(xu)建立在(zai)電(dian)(dian)動(dong)(dong)蝶(die)(die)(die)閥(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基礎之(zhi)上，這(zhe)樣才能滿足快速(su)響應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)要求(qiu)。當然，對(dui)(dui)(dui)于許多生物(wu)實(shi)驗(yan)室而(er)言，排風(feng)(feng)(feng)系(xi)(xi)統(tong)(tong)上采(cai)用變風(feng)(feng)(feng)量(liang)(liang)閥(fa)是(shi)比較基礎的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)配置。但是(shi)定(ding)風(feng)(feng)(feng)量(liang)(liang)閥(fa)也(ye)是(shi)不(bu)可(ke)缺少的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，因為定(ding)風(feng)(feng)(feng)量(liang)(liang)閥(fa)可(ke)以(yi)(yi)促進(jin)系(xi)(xi)統(tong)(tong)固定(ding)送(song)(song)風(feng)(feng)(feng)，而(er)變風(feng)(feng)(feng)量(liang)(liang)閥(fa)則是(shi)減(jian)少送(song)(song)風(feng)(feng)(feng)量(liang)(liang)。兩者起到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用完全(quan)(quan)不(bu)同(tong)(tong)，但是(shi)卻又(you)不(bu)可(ke)缺少。在(zai)對(dui)(dui)(dui)實(shi)驗(yan)室的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)暖通空(kong)調(diao)系(xi)(xi)統(tong)(tong)進(jin)行(xing)調(diao)試的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)當中，其(qi)測(ce)試結果表明僅僅依靠這(zhe)些其(qi)他(ta)手(shou)段，是(shi)無法(fa)保證(zheng)(zheng)實(shi)驗(yan)室在(zai)出現排放系(xi)(xi)統(tong)(tong)停(ting)機故(gu)障之(zhi)時(shi)(shi)，房間(jian)不(bu)會出現正(zheng)壓(ya)情(qing)況(kuang)。因此，電(dian)(dian)動(dong)(dong)蝶(die)(die)(die)閥(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)設置和風(feng)(feng)(feng)量(liang)(liang)傳感(gan)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)優化是(shi)非(fei)常(chang)必要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。

03
案例簡述

為了對(dui)生物(wu)實(shi)驗室的(de)(de)暖通空調(diao)系統(tong)設計要點進行細(xi)致的(de)(de)闡述，本文選取(qu)某家(jia)國家(jia)級實(shi)驗動物(wu)生產環境(jing)作為具體的(de)(de)案例，對(dui)其生產環境(jing)設施和指標控制進行分析(xi)和論述。

3.1? 實驗室概況
本(ben)次選取的(de)(de)(de)(de)(de)案例為(wei)實驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)動(dong)(dong)(dong)物(wu)(wu)生產環(huan)境(jing)，簡稱動(dong)(dong)(dong)物(wu)(wu)房(fang)。因(yin)(yin)為(wei)動(dong)(dong)(dong)物(wu)(wu)房(fang)在(zai)特殊的(de)(de)(de)(de)(de)領域當中(zhong)，必(bi)須具有潔凈的(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)境(jing)。首先它的(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)目的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)為(wei)人類(lei)的(de)(de)(de)(de)(de)科研(yan)事(shi)業服務的(de)(de)(de)(de)(de)。主(zhu)要(yao)(yao)是(shi)(shi)將某一(yi)類(lei)或數(shu)類(lei)動(dong)(dong)(dong)物(wu)(wu)進行(xing)(xing)(xing)無(wu)菌培育，無(wu)菌飼(si)養，以便于(yu)進行(xing)(xing)(xing)各類(lei)無(wu)毒性(xing)生物(wu)(wu)和(he)藥(yao)物(wu)(wu)實驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)所用(yong)。從解(jie)禁系統類(lei)型劃分來(lai)講，它屬于(yu)比較復雜(za)也(ye)比較特殊的(de)(de)(de)(de)(de)門類(lei)。因(yin)(yin)此(ci)為(wei)了(le)為(wei)實驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)類(lei)動(dong)(dong)(dong)物(wu)(wu)生存環(huan)境(jing)營造一(yi)個適合的(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)境(jing)，就必(bi)須保(bao)證(zheng)室(shi)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)溫度，室(shi)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)濕度，光照度以及噪聲等(deng)指標(biao)。但是(shi)(shi)在(zai)這(zhe)一(yi)過(guo)程當中(zhong)還必(bi)須保(bao)證(zheng)，不能(neng)給周圍的(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)境(jing)帶來(lai)污染和(he)不利(li)影(ying)響。因(yin)(yin)此(ci)本(ben)實驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)室(shi)在(zai)設計的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程當中(zhong)采用(yong)了(le)全(quan)新風處理方式，即全(quan)送全(quan)排方式。除此(ci)之(zhi)外(wai)(wai)為(wei)了(le)消除外(wai)(wai)界(jie)和(he)季節對室(shi)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響，采用(yong)了(le)升溫降溫加濕除濕等(deng)手段。對于(yu)實驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)室(shi)內(nei)(nei)部的(de)(de)(de)(de)(de)壓力差問題，能(neng)量回收(shou)等(deng)問題也(ye)需要(yao)(yao)進行(xing)(xing)(xing)解(jie)決。因(yin)(yin)此(ci)，該實驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)動(dong)(dong)(dong)物(wu)(wu)生產環(huan)境(jing)設施的(de)(de)(de)(de)(de)設計與建(jian)造是(shi)(shi)非(fei)常(chang)復雜(za)的(de)(de)(de)(de)(de)，需要(yao)(yao)設計者不斷(duan)對這(zhe)些(xie)工(gong)作指標(biao)進行(xing)(xing)(xing)分析，進而(er)實現智能(neng)化控制。

3.2 受控范圍及選材
本人所選(xuan)擇的(de)(de)(de)(de)屏障型動物房(fang)，其布局是(shi)中分(fen)左右對稱的(de)(de)(de)(de)結(jie)構。實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)區(qu)域(yu)是(shi)由(you)若干個形式相(xiang)同(tong)，但是(shi)功能相(xiang)似的(de)(de)(de)(de)小區(qu)間組(zu)成。實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)四(si)壁和(he)頂采(cai)用的(de)(de)(de)(de)是(shi)不會擊(ji)沉，不會產生塵土(tu)，并且(qie)能夠保溫(wen)隔聲(sheng)，防火等綜合性能的(de)(de)(de)(de)，凈化專用鋼材板。在建設的(de)(de)(de)(de)過(guo)程當中，板縫經過(guo)嚴格的(de)(de)(de)(de)處理，地面(mian)輔以(yi)堅固耐磨的(de)(de)(de)(de)環氧自流坪(ping)。而從功能去看(kan)待其分(fen)區(qu)，則可以(yi)看(kan)出，該(gai)實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)(shi)是(shi)由(you)這些區(qu)域(yu)組(zu)成的(de)(de)(de)(de)，分(fen)別有潔凈內走(zou)道，前室(shi)(shi)飼養室(shi)(shi)后室(shi)(shi)，環形污物通道。

3.3 暖通空調系統
該實驗的(de)暖通(tong)空(kong)調系(xi)(xi)統(tong)，包括空(kong)調送風(feng)系(xi)(xi)統(tong)和空(kong)調排風(feng)系(xi)(xi)統(tong)。但是(shi)因為該實驗室(shi)的(de)特殊性，與常規凈化空(kong)調系(xi)(xi)統(tong)相比，它的(de)不同之處也比較明顯。首(shou)先為了(le)避免(mian)二次污(wu)染(ran)和交(jiao)叉污(wu)染(ran)，新風(feng)經(jing)過(guo)處理，送入各(ge)潔(jie)凈區之后(hou)，必須全(quan)部排除。因此(ci)整個系(xi)(xi)統(tong)所消耗的(de)能(neng)(neng)源(yuan)是(shi)非常巨大(da)的(de)，為了(le)促進系(xi)(xi)統(tong)的(de)節能(neng)(neng)效果(guo)，配備了(le)必要的(de)能(neng)(neng)量(liang)回收裝置。這樣做也是(shi)為了(le)提升動物房內(nei)的(de)環(huan)境質(zhi)量(liang)。其次，排風(feng)系(xi)(xi)統(tong)專(zhuan)門設置了(le)包括活性炭在內(nei)的(de)過(guo)濾裝置，這樣能(neng)(neng)夠對室(shi)外環(huan)境，進行一定的(de)保護，過(guo)濾掉有害物質(zhi)。最后(hou)個系(xi)(xi)統(tong)單元采用(yong)了(le)空(kong)調送風(feng)和排風(feng)的(de)定量(liang)裝置。這樣才能(neng)(neng)保證實驗室(shi)內(nei)部的(de)壓(ya)差梯度不會(hui)受到外界太多的(de)影(ying)響(xiang)。

3.4 配套設施簡介
屏障型動物房的配套(tao)(tao)設施是(shi)環境設施的重要組(zu)(zu)(zu)成部分，這些設備的合理選(xuan)用(yong)和有機組(zu)(zu)(zu)合能(neng)夠有效維持整個(ge)系統正常(chang)運行。在(zai)本實驗室的設備配置(zhi)過程(cheng)中，其情況如(ru)下。首先，新風(feng)預處理機組(zu)(zu)(zu)二(er)套(tao)(tao)。其次，板(ban)式(shi)通道熱交(jiao)換器(qi)一套(tao)(tao)。第三(san)，二(er)級(ji)過濾(lv)，三(san)組(zu)(zu)(zu)加熱，三(san)組(zu)(zu)(zu)加濕(shi)，以及表冷組(zu)(zu)(zu)合式(shi)空(kong)調器(qi)一套(tao)(tao)。最后，活(huo)性炭除臭裝置(zhi)兩套(tao)(tao)，而且需(xu)要帶過濾(lv)排風(feng)機組(zu)(zu)(zu)兩套(tao)(tao)。除此(ci)之外，各個(ge)獨立的單元(yuan)需(xu)要配備定風(feng)量(liang)閥，這樣才(cai)能(neng)保證各個(ge)單元(yuan)的風(feng)量(liang)，壓差梯度等指標，能(neng)夠持續(xu)保持在(zai)平穩的狀態(tai)當中。

3.5 指標控制簡述
在本市的(de)系(xi)統(tong)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)當(dang)中，我們設置了(le)比較全(quan)面和完整(zheng)的(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)點(dian)位(wei)，配置了(le)功能齊全(quan)的(de)自(zi)控(kong)(kong)(kong)系(xi)統(tong)。自(zi)控(kong)(kong)(kong)系(xi)統(tong)包括對室內(nei)溫度的(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)，室內(nei)正壓(ya)的(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)，以及防火閥關閉控(kong)(kong)(kong)制(zhi)等等。

3.5.1 室內溫(wen)度

該系統能夠實現對室(shi)(shi)內(nei)溫(wen)度(du)(du)(du)的(de)(de)自動化控制，通過設在室(shi)(shi)內(nei)的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)(du)信號顯示(shi)器(qi)以溫(wen)度(du)(du)(du)信號優(you)先(xian)的(de)(de)原則，來控制冷水熱水的(de)(de)電動雙通閥(fa)及加濕電動雙通閥(fa)的(de)(de)開(kai)度(du)(du)(du)。從而保證整個實驗(yan)室(shi)(shi)的(de)(de)溫(wen)濕度(du)(du)(du)處在合適的(de)(de)范(fan)圍之內(nei)。

3.5.2 正壓控(kong)制

最初在運(yun)行(xing)的過程當中，室(shi)內壓(ya)力調整(zheng)在設定之后，通(tong)常，運(yun)行(xing)中的室(shi)內正壓(ya)，可以通(tong)過送風和回風的定風量(liang)來進行(xing)保證(zheng)。

3.5.3 防火閥(fa)的關閉

如果主風道(dao)內溫度達到70℃之(zhi)(zhi)后，防(fang)(fang)(fang)煙防(fang)(fang)(fang)火(huo)(huo)閥就會(hui)關(guan)閉(bi)，同(tong)(tong)時(shi)(shi)，這種信(xin)(xin)號也會(hui)被(bei)傳送給消防(fang)(fang)(fang)中心(xin)，除此之(zhi)(zhi)外(wai)關(guan)閉(bi)此系(xi)統的(de)送風機(ji)和排風機(ji)以(yi)及排風電動閥，或者當有(you)火(huo)(huo)情爆發時(shi)(shi)，防(fang)(fang)(fang)煙防(fang)(fang)(fang)火(huo)(huo)閥接受消防(fang)(fang)(fang)值班中心(xin)傳送的(de)信(xin)(xin)號，防(fang)(fang)(fang)火(huo)(huo)閥就會(hui)自動關(guan)閉(bi)，同(tong)(tong)時(shi)(shi)連(lian)鎖的(de)送排風和新風閥門也會(hui)同(tong)(tong)時(shi)(shi)進行關(guan)閉(bi)。

3.5.4 空調送(song)風(feng)機停止運行

一旦暖(nuan)通空調(diao)系統當中的(de)(de)送(song)風機停止運(yun)行(xing)(xing)，與(yu)之相關的(de)(de)電(dian)(dian)動排風閥(fa)(fa)和排風機和電(dian)(dian)動新風閥(fa)(fa)也(ye)會同時關閉(bi)。除此以外，空調(diao)器(qi)送(song)排風機常設變頻器(qi)，這樣可(ke)以通過定風量閥(fa)(fa)兩端的(de)(de)壓差，來(lai)對供電(dian)(dian)頻率(lv)進(jin)行(xing)(xing)調(diao)節，進(jin)而能夠對送(song)風機排風機的(de)(de)轉(zhuan)速進(jin)行(xing)(xing)一定的(de)(de)改變，使風量得到(dao)良好的(de)(de)調(diao)節。

3.5.5 送風(feng)機(ji)排風(feng)機(ji)運(yun)行故(gu)障切換(huan)

一旦送風機(ji)或排風機(ji)的(de)負(fu)荷(he)較(jiao)大之時(shi)，動(dong)力柜傳出(chu)的(de)過(guo)負(fu)荷(he)信號也(ye)會(hui)自動(dong)切換(huan)到備用(yong)風機(ji)及(ji)備用(yong)系(xi)(xi)統(tong)，同(tong)時(shi)主運行(xing)(xing)的(de)風機(ji)及(ji)系(xi)(xi)統(tong)也(ye)會(hui)進(jin)行(xing)(xing)關(guan)(guan)閉(bi)。風機(ji)皮帶(dai)在發(fa)生(sheng)故障的(de)過(guo)程當(dang)(dang)中，微壓差開關(guan)(guan)檢測出(chu)送風機(ji)前后壓差的(de)降低(di)，也(ye)會(hui)自動(dong)切換(huan)到備用(yong)風機(ji)和系(xi)(xi)統(tong)。同(tong)時(shi)，運行(xing)(xing)風機(ji)及(ji)其(qi)系(xi)(xi)統(tong)也(ye)會(hui)關(guan)(guan)閉(bi)。板式換(huan)熱器需要(yao)定(ding)時(shi)定(ding)期進(jin)行(xing)(xing)檢修。在檢修的(de)過(guo)程當(dang)(dang)中必須(xu)考慮(lv)工(gong)藝(yi)的(de)特性，這樣才能保證多個控制(zhi)信號得(de)到有(you)效的(de)控制(zhi)。實驗動(dong)物(wu)與普通的(de)形式不同(tong)，它對(dui)潔凈度的(de)要(yao)求也(ye)更高，因此在暖通空(kong)調系(xi)(xi)統(tong)的(de)設(she)計過(guo)程當(dang)(dang)中，必須(xu)對(dui)設(she)計要(yao)點進(jin)行(xing)(xing)細致的(de)考慮(lv)。

04
結語

本文在(zai)進行(xing)生(sheng)(sheng)物實(shi)(shi)驗室暖(nuan)通(tong)空(kong)調系(xi)統(tong)(tong)設計(ji)要點闡(chan)述的(de)(de)(de)過程中(zhong)，采用(yong)(yong)了(le)實(shi)(shi)驗模擬的(de)(de)(de)方式(shi)，以(yi)(yi)切斷(duan)電(dian)源模擬出(chu)排(pai)(pai)風(feng)系(xi)統(tong)(tong)停機故(gu)障發生(sheng)(sheng)時會產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)狀(zhuang)況，來(lai)對實(shi)(shi)驗室出(chu)現(xian)的(de)(de)(de)情(qing)(qing)況進行(xing)記錄。筆者將本次實(shi)(shi)驗結果(guo)與美國(guo)的(de)(de)(de)專業檢測機構進行(xing)了(le)內容的(de)(de)(de)對比。需要明(ming)確(que)的(de)(de)(de)是(shi)，一(yi)旦排(pai)(pai)風(feng)系(xi)統(tong)(tong)發生(sheng)(sheng)故(gu)障之后，控(kong)制中(zhong)心(xin)接到指令來(lai)完成響應。響應時間必須確(que)保的(de)(de)(de)最少，這樣才能保證實(shi)(shi)驗室不會出(chu)現(xian)負壓較大的(de)(de)(de)狀(zhuang)態。但是(shi)，暖(nuan)通(tong)系(xi)統(tong)(tong)可以(yi)(yi)被(bei)劃(hua)分(fen)為，實(shi)(shi)驗室房間排(pai)(pai)風(feng)和實(shi)(shi)驗設備排(pai)(pai)風(feng)。這兩者可以(yi)(yi)共(gong)用(yong)(yong)一(yi)個排(pai)(pai)風(feng)系(xi)統(tong)(tong)，也可以(yi)(yi)不共(gong)用(yong)(yong)。但是(shi)優先選擇共(gong)用(yong)(yong)排(pai)(pai)風(feng)系(xi)統(tong)(tong)，這是(shi)因為這樣可以(yi)(yi)消除(chu)房間的(de)(de)(de)正壓情(qing)(qing)況，因此在(zai)案(an)例分(fen)析當中(zhong)，生(sheng)(sheng)物實(shi)(shi)驗動(dong)物房采用(yong)(yong)的(de)(de)(de)也是(shi)共(gong)用(yong)(yong)排(pai)(pai)風(feng)系(xi)統(tong)(tong)。