CN106016585A - 一种实验动物屏障设施空调管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实验动物屏障设施空调管理系统。实验动物屏障设施空调管理系统包括真空采样泵、粒子计数器、进风焓值传感器、排风焓值传感器、风量传感器、数据采集器、电脑以及空调机组；粒子计数器与真空采样泵输出端相连，进风焓值传感器设置在动物房的进风口处，排风焓值传感器设置在动物房的排风口处，风量传感器设置在动物房的排风口处，数据采集器分别与粒子计数器、进风焓值传感器、排风焓值传感器、风量传感器连接并采集数据，数据采集器还连接在电脑上，电脑与空调机组相连，空调机组的送风口接入在动物房的进风口处，电脑控制空调机组送入动物房内新风量和新风温度。本发明降低空调机组的空耗，节约能源。

Description

一种实验动物屏障设施空调管理系统

技术领域

本发明涉及科研用的环境设备，尤其涉及一种实验动物屏障设施空调管理系统。

背景技术

目前，在生命科学研究领域中，实验动物作为已被公认的“活的精密仪器"，已成为生命科学重要研究基础和支撑条件。用于检测、对实验动物做试验的实验动物屏障设施中供实验动物生长、发育的场所为动物房，动物房也是相关科研及工作人员长期接触的环境。因此其运行状态的好坏不仅关系到实验动物的检测研究结果的可靠性，也直接关系到人员的健康甚至生物安全。要保证实验动物屏障设施环境的运行质量，尤其要关注动物房内的空气洁净度、温湿度、氨浓度等环境数据。其中空气洁净度主要指空气中颗粒物浓度，空气中颗粒物浓度过高会造成实验动物呼吸系统受损，颗粒物表面的污染物附着也会造成环境污染，因此空气洁净度是实验动物屏障设施环境中关键的指标之一。另外，动物房内的温湿度的改变过大可引起实验动物不同程度的生理、生化和机体内部环境的改变，所以，温度的监控至关重要。当然，动物房内部除了需要控制空气洁净度外，还需要控制空气中病菌个数，且对动物新陈代谢产生的氨、硫化氢等有害气体也需要进行控制。

在现有技术中，动物房内会使用空调系统持续送入新风，另通过排风口将动物房内的空气排出，实现动物房内的空气流动更换。实验者会定期地对动物房内的空气情况进行检测，当发现动物房内空气的各项指标中有超标的情况，就通过空调系统加大新风量以改善动物房内的空气质量。

由于实验动物屏障设施的动物房内的环境参数要求高，所以空调系统大多采用全新风直流洁净空调系统，空调系统需要每天24小时持续运行保持较高的送风量，且新风换热次数多。为了维持动物房内的空气质量，空调系统的耗能巨大，科研实验成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够根据动物房内空气情况实时调整空调机组送入动物房的新风量和新风温度的实验动物屏障设施空调管理系统，节约能源。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案是：一种实验动物屏障设施空调管理系统，装设在实验动物生存的动物房上。所述实验动物屏障设施空调管理系统包括真空采样泵、粒子计数器、进风焓值传感器、排风焓值传感器、风量传感器、数据采集器、电脑以及空调机组；

所述真空采样泵设置在动物房内，所述粒子计数器与真空采样泵输出端相连，所述真空采样泵用于采集动物房内空气，所述粒子计数器能够检测真空采样泵采集的空气中的颗粒物浓度；

所述进风焓值传感器设置在动物房的进风口处，所述进风焓值传感器能够检测进入动物房空气的进风焓值；

所述排风焓值传感器设置在动物房的排风口处，所述排风焓值传感器能够检测排出动物房空气的排风焓值；

所述风量传感器设置在动物房的排风口处，所述风量传感器能够检测动物房的排风量的大小；

所述数据采集器分别与粒子计数器、进风焓值传感器、排风焓值传感器、风量传感器连接并采集数据，所述数据采集器还连接在电脑上，所述电脑与空调机组相连，所述空调机组的送风口接入在动物房的进风口处，所述空调机组工作给动物房内送入新风，所述电脑根据数据采集器采集的数据控制空调机组送入动物房内新风量和新风温度。

具体的，所述电脑内设置有动物房空气颗粒物浓度参照值，当粒子计数器检测的空气颗粒物浓度大于空气颗粒物浓度参照值，所述电脑控制空调机组加大送入动物房内的新风量；当粒子计数器检测的空气颗粒物浓度小于或等于空气颗粒物浓度参照值，所述电脑控制空调机组减小送入动物房内的新风量。

具体的，所述电脑内设置有动物房的排风焓值与进风焓值之差的上限值和下限值，当排风焓值传感器检测的排风焓值与进风焓值传感器检测的进风焓值之差高于所述上限值时，所述电脑控制空调机组制冷使送入动物房的新风温度降低；当排风焓值传感器检测的排风焓值与进风焓值传感器检测的进风焓值之差低于下限值时，所述电脑控制空调机组制热使送入动物房的新风温度升高。

具体的，所述电脑内设置有动物房的排风量参照值，当风量传感器检测的动物房排风口处排出的风量小于所述排风量参照值时，所述电脑控制空调机组加大送入动物房内的新风量；当风量传感器检测的动物房排风口处排出的风量大于所述排风量参照值时，所述电脑控制空调机组减小送入动物房内的新风量。

优选的，所述实验动物屏障设施空调管理系统还包括设置在动物房内的氨浓度检测器，所述氨浓度检测器与数据采集器相连，所述氨浓度检测器能够检测动物房内空气的氨浓度，所述电脑内设置有动物房的氨浓度参照值，当氨浓度检测器检测的空气氨浓度大于氨浓度参照值，所述电脑控制空调机组加大送入动物房内的新风量；当氨浓度检测器检测的空气氨浓度小于或等于氨浓度浓度参照值，所述电脑控制空调机组减小送入动物房内的新风量。

优选的，所述实验动物屏障设施空调管理系统还包括设置在动物房外部的热回收装置，所述热回收装置分别与动物房的排风口和空调机组的进风口相接，所述电脑与热回收装置相连并控制热回收装置工作，所述热回收装置能够将动物房内排出的空气与进入空调机组的空气进行换热。

进一步的，所述热回收装置为热管换热器，所述热管换热器具有与动物房的排风口连通的第一换热管和与空调机组的进风口连通的第二换热管，所述动物房内的空气经第一换热管排出动物房外，所述动物房外的空气经第二换热管进入空调机组中，所述第一换热管内流经的空气与第二换热管内流经的空气换热，所述空调机组将第二换热管送入的空气处理后送入动物房内。

具体的，所述第一换热管和第二换热管内的空气流动方向相反。

本发明的范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案等。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：采用真空采样泵和粒子计数器实时检测动物房内的空气洁净度，采用进风焓值传感器和排风焓值传感器判断动物房内的热能消耗、温度情况，采用风量传感器检测动物房内的实际的进风、出风的风量，通过电脑根据检测采集的数据控制空调机组实时做出新风量和新风温度的调整，在保证动物房内各项环境指标达标的基础上，空调系统无需一直对动物房保持较高的新风量，而是根据动物房内的实际使用情况自动调整新风量大小以及新风温度，降低了空调系统的能耗，减少了能源浪费。

附图说明

图1为本发明实验动物屏障设施空调管理系统的结构原理图；

图2为本发明实验动物屏障设施空调管理系统的换热示意图；

其中：1、真空采样泵；2、粒子计数器；3、进风焓值传感器；4、排风焓值传感器；5、风量传感器；6、氨浓度检测器；7、数据采集器；8、电脑；9、空调机组；10、热回收装置；11、第一换热管；12、第二换热管；100、动物房。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明所述的一种实验动物屏障设施空调管理系统，装设在实验动物生存的动物房100上。所述实验动物屏障设施空调管理系统包括真空采样泵1、粒子计数器2、进风焓值传感器3、排风焓值传感器4、风量传感器5、氨浓度检测器6、数据采集器7、电脑8、空调机组9以及热回收装置。

所述数据采集器7分别与粒子计数器2、进风焓值传感器3、排风焓值传感器4、风量传感器5以及氨浓度检测器6连接并采集数据。所述数据采集器7还连接在电脑8上，所述电脑8与空调机组9相连。所述空调机组9的送风口接入在动物房100的进风口处，所述空调机组9工作给动物房100内送入新风，所述电脑8根据数据采集器7采集的数据控制空调机组9送入动物房100内新风量的大小。

其中，所述真空采样泵1设置在动物房100内，所述粒子计数器2与真空采样泵1输出端相连，所述真空采样泵1和粒子计数器2组成空气洁净度检测组件。本实施例中，所述空气洁净度检测组件具有多个且分布在动物房100内。所述真空采样泵1用于采集动物房100内空气，所述粒子计数器2能够检测真空采样泵1采集的空气中的颗粒物浓度。多个空气洁净度检测组件能够检测动物房100内多个位置的空气颗粒物浓度。这样，电脑8能够根据多个空气洁净度检测组件检测的动物房100内不同位置的空气颗粒物浓度数据综合判断动物房100内的空气洁净度。所述电脑8内设置有动物房100空气颗粒物浓度参照值。当粒子计数器2检测的空气颗粒物浓度大于空气颗粒物浓度参照值，所述电脑8控制空调机组9加大送入动物房100内的新风量；当粒子计数器2检测的空气颗粒物浓度小于或等于空气颗粒物浓度参照值，所述电脑8控制空调机组9减小送入动物房100内的新风量。

由于动物房100内的温度变化对实验动物的影响较大，所以在控制动物房100的新风量时也需要控制动物房100的温度，基于此，设置了进风焓值传感器3和排风焓值传感器4。所述进风焓值传感器3设置在动物房100的进风口处，所述进风焓值传感器3能够检测进入动物房100空气的进风焓值。所述排风焓值传感器4设置在动物房100的排风口处，所述排风焓值传感器能够检测排出动物房100空气的排风焓值。所述电脑8内设置有动物房100的排风焓值与进风焓值之差的上限值和下限值，当排风焓值传感器4检测的排风焓值与进风焓值传感器3检测的进风焓值之差高于所述上限值时，所述电脑8控制空调机组9制冷使送入动物房100的新风温度降低；当排风焓值传感器4检测的排风焓值与进风焓值传感器3检测的进风焓值之差低于下限值时，所述电脑8控制空调机组9制热使送入动物房100的新风温度升高。

由于动物房100的进风口与空调机组9之间还设置有过滤空气的过滤网装置（图未示）。当过滤网装置在用过一段时间后，过滤网装置的网孔会因堵塞而影响空调机组9送入动物房100内的实际新风量。因此通过风量传感器5实时检测动物房100的进风量和排风量。由于动物房100内的空气是进风量和排风量是相等的，所以检测动物房100排风口处的排风量即为动物房100进风口处实际进风量。所述风量传感器5设置在动物房100的排风口处，所述风量传感器5能够检测动物房100的排风量的大小。所述电脑8内设置有动物房100的排风量参照值，当风量传感器5检测的动物房100排风口处排出的风量小于所述排风量参照值时，所述电脑8控制空调机组9加大送入动物房100内的新风量；当风量传感器5检测的动物房100排风口处排出的风量大于所述排风量参照值时，所述电脑8控制空调机组9减小送入动物房100内的新风量。

由于实验动物在动物房100内新陈代谢会产生的氨、硫化氢等有害气体。当上述的有害气体浓度过大时，也会影响实验动物的实验效果。基于此，在动物房100内设置了氨浓度检测器6。所述氨浓度检测器6设置在动物房100内，所述氨浓度检测器6能够检测动物房内空气的氨浓度。所述电脑8内设置有动物房100的氨浓度参照值，当氨浓度检测器6检测的空气氨浓度大于氨浓度参照值，所述电脑8控制空调机组9加大送入动物房100内的新风量；当氨浓度检测器6检测的空气氨浓度小于或等于氨浓度浓度参照值，所述电脑8控制空调机组9减小送入动物房100内的新风量。

所述热回收装置10分别与动物房100的排风口和空调机组9的进风口相接，所述电脑8与热回收装置10相连并控制热回收装置10工作，所述热回收装置10能够将动物房100内排出的空气与进入空调机组9的空气进行换热。本实施例中，所述热回收装置10为热管换热器，所述热管换热器具有与动物房100的排风口连通的第一换热管11和与空调机组9的进风口连通的第二换热管12，所述动物房100内的空气经第一换热管11排出动物房100外，所述动物房100外的空气经第二换热管12进入空调机组9中，所述第一换热管11内流经的空气与第二换热管12内流经的空气换热，所述空调机组9将第二换热管12送入的空气处理后送入动物房100内。所述第一换热管11和第二换热管12内的空气流动方向相反。所述热管换热器的设置充分利用了排出动物房100的空气的余热，通过换热给送入空调机组9的空气进行了一次预热或预冷。降低了空调机组9对送入的空气加热或降温处理的能耗，进一步节约了能源。热管换热器相较其他换热装置能够隔绝相互换热气体的干扰，排出动物房100的空气不会污染进入空调机组9的空气，使进入空调机组9的空气相对洁净。

本发明所述的实验动物屏障设施空调管理系统根据粒子计数器2检测的动物房100内的空气洁净度和风量传感器5检测的动物房100内的实际进风和排风量实时调整空调机组9送入动物房100的新风量，使动物房100内在环境指标达标的情况下减少了空调机组9的空耗，实现了节能；根据进风焓值传感器3和排风焓值传感器4判断动物房100内的温度和能耗情况，实时调整空调机组9送入动物房100的新风温度，使实验动物的实验生活具有较佳的环境温度。

如上所述，我们完全按照本发明的宗旨进行了说明，但本发明并非局限于上述实施例和实施方法。相关技术领域的从业者可在本发明的技术思想许可的范围内进行不同的变化及实施。

Claims (9)

1.一种实验动物屏障设施空调管理系统，装设在实验动物生存的动物房（100）上，其特征在于：所述实验动物屏障设施空调管理系统包括真空采样泵（1）、粒子计数器（2）、进风焓值传感器（3）、排风焓值传感器（4）、风量传感器（5）、数据采集器（7）、电脑（8）以及空调机组（9）；

所述真空采样泵（1）设置在动物房（100）内，所述粒子计数器（2）与真空采样泵（1）输出端相连，所述真空采样泵（1）用于采集动物房（100）内空气，所述粒子计数器（2）能够检测真空采样泵（1）采集的空气中的颗粒物浓度；

所述进风焓值传感器（3）设置在动物房（100）的进风口处，所述进风焓值传感器（3）能够检测进入动物房（100）空气的进风焓值；

所述排风焓值传感器（4）设置在动物房（100）的排风口处，所述排风焓值传感器能够检测排出动物房（100）空气的排风焓值；

所述风量传感器（5）设置在动物房（100）的排风口处，所述风量传感器（5）能够检测动物房（100）的排风量的大小；

所述数据采集器（7）分别与粒子计数器（2）、进风焓值传感器（3）、排风焓值传感器（4）、风量传感器（5）连接并采集数据，所述数据采集器（7）还连接在电脑（8）上，所述电脑（8）与空调机组（9）相连，所述空调机组（9）的送风口接入在动物房（100）的进风口处，所述空调机组（9）工作给动物房（100）内送入新风，所述电脑（8）根据数据采集器（7）采集的数据控制空调机组（9）送入动物房（100）内新风量和新风的温度。

2.根据权利要求1所述的一种实验动物屏障设施空调管理系统，其特征在于：所述电脑（8）内设置有动物房（100）空气颗粒物浓度参照值，当粒子计数器（2）检测的空气颗粒物浓度大于空气颗粒物浓度参照值，所述电脑（8）控制空调机组（9）加大送入动物房（100）内的新风量；当粒子计数器（2）检测的空气颗粒物浓度小于或等于空气颗粒物浓度参照值，所述电脑（8）控制空调机组（9）减小送入动物房（100）内的新风量。

3.根据权利要求1所述的一种实验动物屏障设施空调管理系统，其特征在于：所述电脑（8）内设置有动物房（100）的排风焓值与进风焓值之差的上限值和下限值，当排风焓值传感器（4）检测的排风焓值与进风焓值传感器（3）检测的进风焓值之差高于所述上限值时，所述电脑（8）控制空调机组（9）制冷使送入动物房（100）的新风温度降低；当排风焓值传感器（4）检测的排风焓值与进风焓值传感器（3）检测的进风焓值之差低于下限值时，所述电脑（8）控制空调机组（9）制热使送入动物房（100）的新风温度升高。

4.根据权利要求1所述的一种实验动物屏障设施空调管理系统，其特征在于：所述电脑（8）内设置有动物房（100）的排风量参照值，当风量传感器（5）检测的动物房（100）排风口处排出的风量小于所述排风量参照值时，所述电脑（8）控制空调机组（9）加大送入动物房（100）内的新风量；当风量传感器（5）检测的动物房（100）排风口处排出的风量大于所述排风量参照值时，所述电脑（8）控制空调机组（9）减小送入动物房（100）内的新风量。

5.根据权利要求1所述的一种实验动物屏障设施空调管理系统，其特征在于：所述实验动物屏障设施空调管理系统还包括设置在动物房（100）内的氨浓度检测器（6），所述氨浓度检测器（6）与数据采集器（7）相连，所述氨浓度检测器（6）能够检测动物房内空气的氨浓度，所述电脑（8）内设置有动物房（100）的氨浓度参照值，当氨浓度检测器（6）检测的空气氨浓度大于氨浓度参照值，所述电脑（8）控制空调机组（9）加大送入动物房（100）内的新风量；当氨浓度检测器（6）检测的空气氨浓度小于或等于氨浓度浓度参照值，所述电脑（8）控制空调机组（9）减小送入动物房（100）内的新风量。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种实验动物屏障设施空调管理系统，其特征在于：所述实验动物屏障设施空调管理系统还包括设置在动物房（100）外部的热回收装置（10），所述热回收装置（10）分别与动物房（100）的排风口和空调机组（9）的进风口相接，所述电脑（8）与热回收装置（10）相连并控制热回收装置（10）工作，所述热回收装置（10）能够将动物房（100）内排出的空气与进入空调机组（9）的空气进行换热。

7.根据权利要求6所述的一种实验动物屏障设施空调管理系统，其特征在于：所述热回收装置（10）为热管换热器，所述热管换热器具有与动物房（100）的排风口连通的第一换热管（11）和与空调机组（9）的进风口连通的第二换热管（12），所述动物房（100）内的空气经第一换热管（11）排出动物房（100）外，所述动物房（100）外的空气经第二换热管（12）进入空调机组（9）中，所述第一换热管（11）内流经的空气与第二换热管（12）内流经的空气换热，所述空调机组（9）将第二换热管（12）送入的空气处理后送入动物房（100）内。

8.根据权利要求6所述的一种实验动物屏障设施空调管理系统，其特征在于：所述第一换热管（11）和第二换热管（12）内的空气流动方向相反。

9.根据权利要求2所述的一种实验动物屏障设施空调管理系统，其特征在于：所述真空采样泵（1）和粒子计数器（2）组成空气洁净度检测组件，所述空气洁净度检测组件具有多个且分布在动物房（100）内。