生物洁净实验室中的生物安全柜空调系统设计分析.docxVIP

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生物洁净实验室中的生物安全柜空调系统设计分析

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摘要：近年来，由于我国医疗卫生事业的迅速发展，越来越多的生物清洁实验室相继建立并投入使用，本文介绍了Ⅱ级A2型与Ⅱ级B2型生物安全柜的比较，并依据生物洁净实验室的实际情况设计了多台生物安全柜空调系统的安装方案，以期进一步提升生物洁净实验室中生物安全柜空调系统的质量，希望能够给读者带来启发。

关键词：生物洁净实验室；生物安全柜；空调系统

引言：现阶段，生物安全柜作为生物洁净实验室中不可或缺的设备，可以在实验人员在与含感染性因子的材料进行接触时，出现接触性、暴露性感染，是保障生物安全的一级屏障。在生物洁净实验室中，生物安全柜的空调系统设置为控制实验室的环境清洁起到了极为重要的作用。

1Ⅱ级A2型与Ⅱ级B2型生物安全柜的比较

1.1生物安全柜的作用

现阶段，依据生物安全柜的结构设计、排风等级等特性，其级别可分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级，其中Ⅱ级生物实验安全柜又可以分成A1型、A2型、B1型以及B2型。同时，参照生物安全柜排风系统的不同空气来源，空调系统又可分为再循环式系统、全新风系统以及回风式系统。在我国的生物洁净实验室中，依据实验室的操作要求以及生物安全级别，Ⅱ级A2型与Ⅱ级B2型生物安全柜在生物洁净实验中较为常见，空调系统较常采用全新风系统或者是回风式系统，并且两种生物安全柜的通风方式上存在一定的差异。具体来说，通过过滤器过滤后，Ⅱ级A2型生物安全柜内的全部气体，约有70%在柜内循环使用，约有30%排出安全柜，Ⅱ级B2型生物安全柜内的气体全部通过外排风机强制排出安全柜。在对生物洁净实验室进行生物安全柜空调系统设计的过程中，相关工作人员应当从实验室中实验材料的生物危害等级、实验人员所从事的工作类型等方面进行考量，尽可能保障安全柜的类型能够符合生物清洁实验室的工作需要。

1.2生物安全柜的气流方式与能耗分析

某生物洁净实验室面积为20m2，高度达2.6m，假设实验室夏季室内温度维持在24℃，湿度维持在55%，冬季室内温度维持在20℃，湿度维持在40%，本文以该实验室为例，Ⅱ级A2型生物安全柜与Ⅱ级B2型生物安全柜的气流方式与能耗进行了简要的分析。

若现阶段将单台双人Ⅱ级A2型生物安全柜安置在该试验室，同时从该安置柜的生产厂家方面得知，这种安全柜的排风量约为m3/h，设计排风量为m3/h，在实际应用过程中，不同工况下，其风量情况也有所不同，具体来说，首先在该生物安全柜排风采用内排式的过程中，生物清洁实验室内的送风量与新风量不变，能耗没有增加；其次，若生物安全柜采用外排套管连接，系统为全新风，生物洁净实验室的换气次数为12h-1，实验室的送风量为624m3/h。在考虑到实验室排风量为700m3/h的基础上，依据压力要求，要将安全柜的排风量改为800m3/h，此时实验室的送风量应当在原有基础上增加100m3/h。最后，若生物安全柜采用外排套管式连接，系统为回风式，生物洁净实验室内的送风量为624m3/h。现在要将实验室原有的回风系统改为全新风系统，若将新风比设为10%，那么此时实验室的新风增加量为。若现阶段在该试验室设置单台双人Ⅱ级B2型生物安全柜，其排风量约为1600m3/h，那么，该试验室的送风量需要增加1000m3/h。

现在将生物清洁实验室夏季室外状态点为W处的空气，处理至机器露点L，生物安全柜夏季冷负荷Q1为：

；

若将生物清洁实验室冬季室外状态点为W处的空气，等湿升温至室温A，生物安全柜的冬季热负荷Q2为

，

上述公式中，G指的是新风量，其单位为m3/h；为空气密度，单位为kg/m3；hL、hA、hW均为对应状态点的比焓，其单位为kJ/kg；Q1、Q2指的是相应季节的负荷，其单位均为kW。依据上述公式对生物安全柜的能耗进行计算，可以得出Ⅱ级A2型生物安全柜所需增加的新风量为0时，安全柜的负荷增加量Q1=Q2=0；Ⅱ级A2型生物安全柜需要增加的新风量为100m3/h时，安全柜的负荷增加量Q1=1.3kW、Q2=1.0kW；Ⅱ级A2型生物安全柜需要增加的新风量为660m3/h时，安全柜负荷增加量Q1=8.6kW、Q2=6.6kW；Ⅱ级B2型生物安全柜需增加的新风量为1000m3/h时，安全柜负荷增加量Q1=13.0kW、Q2=10.0kW[1]。

2生物清洁实验室内多台生物安全柜排风系统设计方案分析

现阶段，某生物清洁实验室共有6个房间，其中包含了3间实验室及与实验室对应的缓冲间，并且在A实验室安装有一台Ⅱ级A2型生物安全柜；B实验室安装有一台Ⅱ级A2型生物安全柜以及一台Ⅱ级B2型生物安全柜；C实验室安装有一台Ⅱ级B2型生物安全柜，在该生物清洁实验室内，生物安全柜的空气循环系统主要为负压全新