一种实验动物中心净化空调系统的集中管控系统及方法

本发明属于净化空调控制，具体涉及一种实验动物中心净化空调系统的集中管控系统及方法。

背景技术：

1、随着高科技发展日新月异，在现代科学带动下崛起的实验动物科学，不仅是本世纪发展生命科学的重要的支撑条件，而且是一门综合性的独立的新兴学科，是以实验动物为主要研究对象，并将培育的试验动物应用于生命科学等研究的一门综合性学科。人类基因组计划，基因结构与功能组学的研究等重要研究都离不开高质量实验动物的广泛应用。当前已经把实验动物科学条件作为衡量一个区域科学技术现代化水平的标志。因此实验动物生产养殖间和动物实验间的建设都需要满足严格的硬件要求和科学管理措施，以保障实验动物中心安全、有效地运行。当前，动物实验的不断深入，实验动物中心从农业范畴、出入境海关、疾控中心，扩展到了研究所、医学院校、医疗卫生单位等等。在实验动物中心的实际设计和运行管理过程中，由于过于注重运行环境安全和运行安全，各参与单位未深入开展节能运行策略研究，设计方案和运行管理措施较为粗狂简单，实验动物中心能耗浪费惊人。

2、实验动物中心的环境需要净化处理工艺，故而设计采用净化空调机组处理新风，新风通过温度、湿度、过滤处理，送入实验动物中心各个区域，而后排出室外。这些经过严格处理的高品质空气进入动物中心，经过室内增加了氨气、尘埃粒子，甚至细菌、co2等污染物质，不同于舒适性空调仅将部分室内空气排出室外（甚至不开排风机，仅通过门窗缝隙自行换气），动物中心室内各区域的空气需要通过排风机快速排出室外。在空气温度、湿度及净化的处理过程，不断消耗冷热源能耗、风机能耗、再加热能耗和再加湿能耗。

3、实验动物中心日常性监测指标为温度、相对湿度、压差；监督性监测指标为日温度、噪音、气流速度、照度、氨气浓度等，必要时监测指标为空气洁净度、换气次数、沉降菌最大平均浓度、昼夜明暗交替时间等。实验动物中心的动物饲养普遍采用隔离器方式，少部分采用开放式笼架具。为了节约运行能耗，目前实验动物中心运行管控系统，具有房间温度设置、湿度设置、静压差设置（10帕~140帕之间）功能，同时按大区域也具有换气次数设置功能，针对所设置的参数值，具有无线报警功能。

4、一般地，实验动物中心设有实验动物饲养（生产间）、动物实验、检疫等，以及各类辅助用房，辅助用房包括外准备间、内准备间、洁净走廊、缓冲间、一更、二更、清洗消毒间、淋浴间等等。实验动物中心按环境分类有普通环境、屏障环境、隔离环境。目前，许多动物中心管理人员通过控制面板对动物中心的温度、湿度、换气次数等参数进行设定，一旦设定，净化空调机组、冷热源设备、排风机长期处于开启状态，即实验动物中心各房间也长期处于全新风、全负荷的运行状态，市场上缺乏针对性、精细化、科学化的集成系统，能源消耗非常巨大。

5、目前实验动物中心的能源消耗存在以下痛点：

6、1、实验动物中心的饲养间（生产间）和实验间，尤其是生产间具有工作规律，譬如白天期间，工作人员进入养殖间喂养和提取动物，晚上工作人员极少进入动物中心，动物处于休息状态，而目前的系统并没有对工作时段及非工作时段进行合理区分，以同样的运行模式保障室内环境（温湿度、洁净度、换气量等）。

7、2、外准备间、影像实验室、行为学实验室等，只在白天使用，一般晚上不再使用，而这些房间在晚上依然保持与白天同样的空气处理模式，浪费了能源。

8、3、在实验中心动物数量有变化、工作时段有变化时，净化通风系统运行模式未有改变，譬如医学高校有寒暑假、节假日、双休日等特征，同时不同阶段动物饲养的数量也不一样，所以对空气需求的控制采用同样的方式是不合理的。

9、4、净化空调系统采用全新风运行，不管动物房内动物数量的多少，未有任何回风利用措施。

10、5、在缺乏有效集成管理系统的同时实验动物中心的管理岗位设置也不尽合理。一般地，工作日上班时段由某一位职工进行管理，实验中心温度参数信息通过无线信号告知值班人员，未设有24小时专职老师进行有效的能耗管理，非工作时段，实验中心处于无人管理的状态，无法及时了解和处理实验动物中心发生的问题。

11、6、在春秋季节，没有有效措施以利用自然界免费的冷量和热量。

12、7、动物养殖区域和实验区域均属于控制区，进去之前需要更换衣服，程序繁琐，在下班后发现里面未关灯，值班人员为了图方便不愿再进去关灯。

13、8、管控手段不足，目前系统的用能管理成效较低，市场上未有一款全面的、精准的、集中式的节能管控系统，无法统筹、有效开展节能减排管理工作。

技术实现思路

1、本发明提供一种实验动物中心净化空调系统的集中管控系统及方法，基于实验动物中心各房间的使用需求和使用状态，对净化空调系统的运行进行控制，以实现多区域、多环节的精准管控，以节约净化空调系统的运行能耗。

2、为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种实验动物中心净化空调系统的集中管控系统，包括控制器以及与控制连接的操作面板，室内温湿度传感器，室外温湿度传感器，总送风、排风控制模块，各房间送风、排风控制模块，回风控制模块；

4、所述操作面板用于预设实验动物中心各房间的控制要求，预设实验动物中心的工作时段与非工作时段，控制实验动物中心各房间的净化空调开启、关闭情况；

5、所述控制器用于根据操作面板预设的控制信息、室内外温湿度控制总送排风控制模块、各房间送排风控制模块，在实验动物中心环境符合要求的同时使净化空调系统运行更加节能；

6、所述回风控制模块包括氨气浓度传感器以及回风控制组件；

7、所述氨气浓度传感器用于获取回风氨气浓度，控制器根据回风氨气浓度控制回风控制组件，以利用回风使净化空调的运行更加节能。

8、作为优选方案，集中管控系统还包括与控制器连接的人流摄像、照明控制模块，在非工作时段控制器根据人流摄像获取的人流信息控制照明模块对辅助区的照明进行控制。

9、第二方面，本发明一种实验动物中心净化空调系统的集中管控方法，基于上述一种实验动物中心净化空调系统的集中管控系统，根据预设的工作时段、非工作时段，对实验动物中心的养殖区、辅助区、实验区的温湿度、换气次数、静压差进行控制，在实验动物中心环境符合要求的同时使净化空调系统运行更加节能。

10、作为优选方案，对实验区空调的控制包括：

11、在非工作时段，停止实验区的送、排风，并在工作时段开始前预设送、排风的开启时间以满足实验区的自净要求。

12、作为优选方案，对实验区空调的控制还包括：

13、在实验区的实验结束后，值班人员通过操作面板设置送、排风的关闭时间以满足实验区的自净要求。

14、作为优选方案，根据工作时段、非工作时段对养殖区的换气次数进行控制，且在非工作时段养殖区的换气次数不小于10次/h。

15、作为优选方案，养殖区各养殖房间的换气次数根据各房间养殖的动物种类、养殖动物的密度决定，并根据各房间养殖动物的密度对换气次数进行分档控制。

16、作为优选方案，根据养殖区、实验区的回风氨气浓度对回风量进行控制，在保证氨气浓度达标的基础上，充分利用空调回风以节约能耗。

17、作为优选方案，在春秋季的非工作时段，若室外温湿度满足预设条件，室外新风经过滤处理后直接引入实验动物中心的各房间。

18、作为优选方案，室外温湿度预设条件根据不同动物实验中心所处的地理位置、所处位置的环境特点、所处位置的季节特点、饲养的动物类型、饲养的动物数量等确定，以使室外新风进入室内后室内的温度在20℃～26℃范围内，室内的相对湿度在30%～70%范围内。

19、本发明的有益效果是：

20、1、根据工作时段、非工作时段，对实验动物中心各房间的换气次数、温湿度、静压差进行控制，以节约净化空调系统的运行能耗。根据工作时段、非工作时段对养殖区的换气次数进行控制，养殖区各养殖房间的换气次数根据各房间养殖的动物种类、养殖动物的密度决定，并根据各房间养殖动物的密度对换气次数进行分档控制，且在非工作时段养殖区的换气次数不小于10次/h，在保证动物基本生存的条件下，更好地适应不同情况下各养殖房间的需求，从而节约净化空调系统的运行能耗。

21、2、根据养殖区、实验区的回风氨气浓度对回风量进行控制，在保证氨气浓度达标的基础上，充分利用空调回风，以节约大量空调能耗。

22、3、在春秋季，若室外新风的温湿度满足条件，不对室外新风进行温湿度处理仅经过滤处理就引入室内，可以大量节约过渡季的空调能耗。