模块化实验工作站及集中式实验室制造技术

模块化实验工作站及集中式实验室，包括构建有实验房间的围蔽墙体、布置在实验房间内的通风柜和活动通道，实验房间的墙壁上设置便于进出的第一出入门；还包括向实验房间提供新风的新风系统、抽吸通风柜及实验房间内空气并净化空气的废气处理系统和旁接到废气处理系统引导净化空气返回到实验房间的回风管路，新风系统中设置有新风风机、新风控制阀及空气温度调节器，废气处理系统中设置有排风风机、排风控制阀、废气净化单元，中央控制器信号连接新风系统、废气处理系统的设备，用于调控实验房间内的温度，也用于让通风柜、实验房间内的气压保持负压运行。集中式实验室，包括模块化实验工作站以及相连接的中央制冷机、集中式排气管和集中式进气管。管和集中式进气管。管和集中式进气管。

【技术实现步骤摘要】
模块化实验工作站及集中式实验室


[0001]本专利技术涉及实验室技术，特别涉及具有通风柜功能的模块化实验工作站及集中式实验室。所述模块化实验工作站可以独立运行工作，也可以多台布置到大型空间中组合使用。

技术介绍

[0002]在各种现有的包括物理化学实验在内的实验室中，通风柜是标准配备的设备，它主要用于提供实验操作空间和平台。根据中国、美国及国际相关标准，通风柜必须具有同步收集和排出实验时产生的有毒有害废气的功能从而防止实验废气逃逸到通风柜外的空间伤害位于试验空间中的实验人员。为了保证排出含有有害成分的空气，目前1台通风柜的抽风量一般都设计在每小时1500m
³
左右，相当于对一个面积为10
㎡
的房间来说需要换气约50次，虽然通风柜的全部抽风量不一定全部排空，但如果排空量过大就会导致试验空间中的能量损失过大。
[0003]目前的通风柜都是安装在一个建筑物中所建造的专门大型实验室空间中，这些专门实验室不仅配套空间巨大而且往往放置多台通风柜，就会导致不同的通风柜之间出现非常大的相互干扰，特别是有害成分的扩散干扰、环境气压干扰和洁净干扰，为此就必须以这个巨大实验空间作为控制对象，建造能够控制这个巨大实验空间的温度、湿度、气压、洁净度、空气新鲜度和废气浓度等物理指标的集中式公用动力控制系统，而且不论在这个巨大实验空间内参与实验的通风柜的数量多少、参与实验的人员多少以及实验对象是哪种类型（主要指是否存在有毒有害成分排放），都必须运行这个集中式公用动力控制系统，保证实验进行，即使部分或者大部分通风柜停止运行，公用空调和洁净系统的耗能量不会有实质性变化。然而建造和运行这个集中式公用动力控制系统来控制这个巨大空间的风压、温度、毒气浓度和新风量等参数，显然这是不经济的。其次，根据国家相关实验室建造标准，大空间实验室建造的造价远远高于常规空间的建造费用。
[0004]目前通风柜主要有两种类型的产品：第一种是传统型的通风柜，包括有左、右侧壁体和后壁体，以及设置在左、右所述侧壁体和后壁体所围成实验区域下方的支撑桌板，还包括有柜门窗口以及安装所述柜门窗口上方的楣板，安装在所述柜门窗口处的能够上下移动的柜门，在所述通风柜的柜顶设置有排风风机；这种产品依靠柜门窗口部位吸风，排走柜内的实验产生的有害成分，这种产品需抽吸大实验空间中的大量空气并且全部排空到室外的中央废气处理单元，从而导致空调能耗大，而且由于清除柜内废气的效果并不好，通风柜内的废气容易从所述柜门窗口处反向逃逸到大实验空间中危害实验人员及周围人群；第二种是具有强制补风功能的通风柜，在其左、右侧壁体或所述柜门窗口的窗框上设置有主动补风出口形成一种具有强制补风功能的通风柜，外部导入的新风或者自己输出的废气经净化后形成的净化风补充进入到通风柜内，通风柜所抽吸的空气只有大约30%来自于大实验空间，从而大大减少了对大实验空间的换气量及能量损失；而且柜内补风能够吹走通风柜内角落残留的有害成分，废气清理效果好，但通风柜内的废气还是容易从所述柜门窗口处反
向逃逸到大实验空间中危害实验人员及周围人群，而且实验室的整体维护能耗成本依然高。为此如何实现通风柜节能和减少污染，一直以来都是行业人员追求的目标。
[0005]为了减少从所述柜门窗口处反向逃逸出来的废气量，在实验过程中现有通风柜产品不仅都采取了全程开启抽风机，而且必须让柜门窗口处具有稳定、均匀的面风速，而且还要让尽力减少通风柜内的紊流。最近几十年来，行业内比较有代表性的企业例如倚世节能科技(上海)有限公司先后提出的中国专利申请号为201510169620.2、 201710939219.1等通风柜专利产品，本申请人也在近些年先后提出了中国专利申请号为201620240214 .0 、201910825946 .4、202110124602.8、202110125224.5等十几项专门涉及改进通风柜废气逃逸的技术。采用这些技术的产品虽然能够符合相关标准但制造难度非常大，能耗也依然非常高，废气逃逸的问题还是没有妥善解决。
[0006]另外，现有技术的通风柜如果需要临时在室外、室内的临时场所例如技术推广会现场、交易会现场、交通要道或重要的人员集聚地进行通风柜性能的演示或紧急现场使用，也是一件不可能的事情，因为这些人流比较多的现场根本无法提供通风柜运行和演示所需的净化、空调和气压的环境条件。为此导致现有通风柜在临时场所完全不能使用，在演示现场也只能像演哑剧一样做一个或几个无关痛痒的演示动作例如柜门的升降操作等。其次当遇到突发性公共卫生事件需要在大型的体育场馆等类似开放型场所快速搭建实验室时，就会非常棘手。
[0007]现有技术也披露了大量各种可移动实验室技术，例如申请号为200410053496.5，名称为“移动安全实验室”的专利技术专利申请，公开包括了交通工具的箱体，在箱体内设有两间有门连通的更衣室，实验室和储备室，第一更衣室在箱体进门端，第二更衣室在箱体的一侧，与实验室有门相连通，实验装置分列于实验室内壁两侧，其中一侧主要有实验桌和中央控制系统，另一侧依次有用隔板隔开的试剂加液区，样品处理区和PCR扩增区，在相邻两个实验区的隔板上分别设有传递窗，各实验区的工作台上分别置有相关的实验设备，前面有四周用密封垫密封的透明挡板，在PCR扩增区的下面设有稳压电源，储备室在中央控制系统的实验桌下面，其内置有与实验室内的稳压电源连接的发电机组，在实验室内还设有气体净化空调系统。虽然该技术提出了移动实验室的概念，但仅是为实验设备和人员提供了一个检测用的“房间”，不仅体积庞大而且也未提供如何实现通风柜安全节能使用的问题。

技术实现思路

[0008]作为辅助实验使用的通风柜，其主要作用是解决实验安全问题以及由此导致的高能耗问题，其中废气收集处理、新风循环和能耗大小是非常关键的几个管控内容。其次随着工业技术升级对实验的新要求、突发性公共卫生事件处理和产品展示等各种需求发展，专利技术一种具有个性的小型化、使用安全而且节能的模块化实验设备，具有十分现实的需求。其次对大型实验室实施节能降耗，也是目前亟待解决的问题。
[0009]为了解决上述各种技术和市场需求中的至少一个问题，本专利技术首先提出一种具有通风柜功能的模块化实验工作站，包括围蔽墙体，所述围蔽墙体内构建有封闭的实验房间；其特征在于，还包括布置在所述实验房间内的通风柜，所述通风柜中构建有实验桌台、位于所述实验桌台上方的操作空间及连通所述操作空间的柜门窗口和柜出风口，在所述实验房间内还预留有活动通道，所述活动通道位于所述通风柜的侧边，所述活动通道用于实验人
员来回走动, 在所述实验房间的墙壁体上设置有便于进出所述活动通道的第一出入门；还包括有新风系统、废气处理系统和中央控制器，所述新风系统中设置有新风风机、新风控制阀及空气温度调节器，所述新风系统的入口连通到所述实验房间的外部空间，所述新风系统的出风口连通到所述实验房间从而能够向所述实验房间提供新风，所述新风风机用于抽吸所述实验房间外部的空气给所述实验房间，所述空气温度调节器用于加热或冷却所述新风风机所抽吸的外部空气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.模块化实验工作站，包括围蔽墙体，所述围蔽墙体内构建有封闭的实验房间；其特征在于，还包括布置在所述实验房间内的通风柜，所述通风柜中构建有实验桌台、位于所述实验桌台上方的操作空间及连通所述操作空间的柜门窗口和柜出风口，在所述实验房间内还预留有活动通道，所述活动通道位于所述通风柜的侧边，所述活动通道用于实验人员来回走动, 在所述实验房间的墙壁体上设置有便于进出所述活动通道的第一出入门；还包括有新风系统、废气处理系统和中央控制器，所述新风系统中设置有新风风机、新风控制阀及空气温度调节器，所述新风系统的入口连通到所述实验房间的外部空间，所述新风系统的出风口连通到所述实验房间从而能够向所述实验房间提供新风，所述新风风机用于抽吸所述实验房间外部的空气给所述实验房间，所述空气温度调节器用于加热或冷却所述新风风机所抽吸的外部空气；所述废气处理系统中设置有排风风机、排风控制阀、废气净化单元，所述废气处理系统的进风口连通到所述通风柜的柜出风口，所述废气处理系统的出风口连通到所述实验房间的外部空间，所述排风风机用于通过抽吸所述通风柜内的空气进而也抽吸所述实验房间内的空气，所述废气净化单元用于净化所述通风柜所排出空气中的有害成分；还包括回风管路，所述回风管路旁接到所述废气处理系统的分叉处，所述分叉处位于所述废气净化单元的下游、所述排风控制阀的上游，所述回风管路用于引导所述废气净化单元净化处理后的至少部分空气返回到所述实验房间的内部空间范围内；所述新风风机、新风控制阀、空气温度调节器、排风风机和排风控制阀分别信号连接所述中央控制器，所述中央控制器用于管控所述实验房间内的温度，也用于调控所述通风柜和实验房间内的气压同时保持负压运行。2.根据权利要求1所述的模块化实验工作站，其特征在于，所述通风柜中布置有能够向所述通风柜补风的补风通道，所述回风管路出口连通到所述补风通道，所述回风管路用于引导所述废气净化单元净化处理后的至少部分净化空气返回到所述通风柜。3.根据权利要求2所述的模块化实验工作站，其特征在于，在所述回风管路或补风通道中布置有回风控制阀，所述回风控制阀信号连接所述中央控制器，所述中央控制器用于控制所述回风控制阀进而控制空气返回到所述通风柜的回风量。4.根据权利要求2所述的模块化实验工作站，其特征在于，所述排风风机位于所述分叉处的上游而所述排风控制阀位于所述分叉处下游的排空管路中，从而能够让从所述排风风机排出的空气一部分排空，一部分返回到所述通风柜中。5.根据权利要求2所述的模块化实验工作站，其特征在于，所述排风风机、排风控制阀位于所述分叉处下游的排空管路中，在所述回风管路或所述补风通道中布置有辅助抽风机，所述辅助抽风机信号连接所述中央控制器，所述中央控制器用于控制所述辅助抽风机、回风控制阀进而控制空气返回到所述通风柜的回风量。6.根据权利要求1所述的模块化实验工作站，其特征在于，所述空气温度调节器包括有表冷器，所述表冷器用于通过制冷冷媒冷却空气。7.根据权利要求6所述的模块化实验工作站，其特征在于，还包括布置在所述实验房间外面的制冷主机，所述制冷主机与所述表冷器之间通过冷媒管连接。8.根据权利要求1所述的模块化实验工作站，其特征在于，所述空气温度调节器包括有电加热器，所述电加热器用于加热空气。9.根据权利要求1所述的模块化实验工作站，其特征在于，在所述新风系统中还设置有
新风过滤器，所述新风过滤器用于过滤新风。10.根据权利要求1所述的模块化实验工作站，其特征在于，在所述新风系统中还设置有空气湿度调节器，所述空气湿度调节器信号连接所述中央控制器，所述中央控制器用于通过所述空气湿度调节器调控新风的湿度。11.根据权利要求1所述的模块化实验工作站，其特征在于，在所述通风柜的柜门窗口处设置有可移动柜门，在所述通风柜上还设置有能够驱动所述可移动柜门移动的柜门驱动器，所述柜门驱动器信号连接所述中央控制器，所述中央控制器用于通过所述柜门驱动器控制所述可移动柜门的开度进而控制所述实验房间内的气压。12.根据权利要求1所述的模块化实验工作站，其特征在于，在所述实验房间的墙壁体上设置有传递窗，所述传递窗包括有两扇相互锁闭的门扇。13.根据权利要求1所述的模块化实验工作站，其特征在于，所述围蔽墙体、第一出入门上设置有透光的便于观察实验的观察窗口。14.根据权利要求1所述的模块化实验工作站，其特征在于，所述第一出入门是具有负压气密性结构的门扇和门框组合体。15.根据权利要求1所述的模块化实验工作站，其特征在于，在所述实验房间内布置有连通所述新风系统的出风口的内部风管，所述内部风管上布置有多个吹风口。16.根据权利要求15所述的模块化实验工作站，其特征在于，多个所述吹风口集中布置在所述活动通道上。17.根据权利要求1所述的模块化实验工作站，其特征在于，所述通风柜还包括左侧壁体、右侧壁体、后侧壁体和顶壁体，所述实验桌台布置在所述左侧壁体、右侧壁体和后侧壁体之间，所述柜门窗口布置在所述左侧壁体、右侧壁体的前端部位...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈德义，
申请(专利权)人：广东天赐湾实验室装备制造有限公司，
类型：新型
国别省市：