前言

净化中央空调系统是SPF 级动物实验室重要的设施，为动物实验环境提供符合要求的温度、湿度、空气洁净度等参数。基于高校SPF 级动物实验室屏障环境净化中央空调的特点，结合本院动物实验室净化中央空调运行维护实践并进行探讨，分析出现的问题并给出对策，以期为相似的动物实验室净化中央空调运行维护提供参考。

关键词:SPF；动物实验室；净化中央空调；维护保养

引言 

净化中央空调系统是保障SPF 级 (Specific Pathogen Free，无特定病原体级)动物实验屏障环境的关键设施。该系统通过冷却、加热和净化空气等处理，将净化后的空气输送至屏障室内，以确保室内空气的温度、湿度、洁净度、有毒有害气体浓度和空气更换次数符合相应的实验动物饲养环境标准要求，满足实验动物对饲养环境的基本需求。在整个设施运行过程中，要求空调系统必须提供一个相对稳定的室内环境条件参数以保证实验结果不受室外条件波动的影响[1]。随着医学研究的不断发展，对动物实验条件的要求也日益提高。因此，建立高质量的动物实验环境，净化中央空调系统显得尤为重要。基于高校 SPF 级动物实验室屏障环境净化中央空调的特点，结合本院实践，对 SPF 级动物实验室净化中央空调的运行维护进行探讨。

1 高校SPF级动物实验室净化中央空调系统的特点 

1.1 作用环境特点 

SPF 级动物实验屏障环境每日进出的人员多，除了实验室管理人员，更多的是做动物实验的老师和学生，此类人员对屏障环境管理制度和设施使用的 SOP掌握熟练程度差异大；人员、物品和动物进出屏障环境频率高等特点，因而对净化中央空调控制的屏障环境各参数稳定性造成不良影响，特别是对不同功能实验区的压差、温度、湿度和洁净度影响较大，因此对净化中央空调系统运行状态要求高。

1.2 运行特点 

SPF 级动物实验屏障设施一旦投入使用，一般要求净化中央空调系统全天候的运行[2]，以保证屏障环境内温度、湿度、压差、洁净度等参数符合 SPF 级实验动物饲养条件要求。空调系统对相应的设施，包括排送风系统、冷热源及相应的输送系统、空气过滤系统、电子控制系统等正常运行的要求很高。屏障环境是一个与外界相对隔离的环境，其内环境的温度、湿度、压差和洁净度等参数完全依赖于净化中央空调的正常运行。一旦净化中央空调系统出现问题，就会对屏障环境产生重大不良影响，严重时还可能影响实验研究结果，因此，全天候的运行也是动物实验室净化中央空调系统重要特点。

1.3 维保形式特点 

SPF 级动物实验室净化中央空调维护保养形式大致有三种：1)实验室单位自建维保团队，特点是：人员相对稳定，响应速度较快，但维保专业技术不足，处置复杂故障能力弱，空调运行风险大；2)学校后勤部门负责维保，特点是：人员不固定，响应速度较慢，虽然具有一定的维保专业技术，但处置紧急故障能力弱，空调运行存在安全隐患；3)委托社会化服务团队+实验室特定人员，特点是：人员相对固定，响应速度快，各种专业技术人员齐全，处置复杂故障能力强，通过合约确定双方责权利，空调运行安全隐患最小，此种维保模式是本院及多数高校 SPF 级动物实验室净化中央空调系统的维保形式。

1.4 控制参数特点 

SPF 级动物实验室净化中央空调系统只有对室内环境的温度、湿度、洁净度、有毒有害气体浓度以及换气次数等环境参数的精确控制，才能满足实验动物对饲养环境参数的要求，提供稳定而适宜的环境条件。如根据 GB14925-2023 实验动物环境及设施标准，SPF 级实验小鼠、大鼠屏障环境参数如表 1 所示。

2 动物实验室净化中央空调系统的运行维护 

净化中央空调系统运维工作是一项需要有预防性、有计划性、经常性的工作。净化中央空调系统运行后，如果不进行定期和不定期的专业维护保养，不仅会降低中央空调各部件甚至整个系统的使用寿命，还会降低各分系统的工作性能，出现一系列问题，例如温度控制不精确、湿度偏高或偏低、空气质量下降、风量变小、室内环境压差混乱等[3]。这些问题不仅影响到屏障系统的综合环境无法达到屏障系统对环境的要求，还存在严重的安全隐。

2.1 组建运行维护团队 

首先组建运行维护团队，明确各自责任。本室采用委托社会化服务团队+实验室特定专人形式组件维保团队。其次制定《净化中央空调运行维护保养计划》、《净化中央空调故障处理应急预案》等管理制度和相关 SOP。社会化服务团队每季度提交一次净化中央空调维护保养工作报告及相关 SOP 记录资料。实验室指定专人监督并协助服务团队的各项维护保养工作，熟悉净化中央空调系统所有组件及维保程序，可以避免社会化服务团队一旦撤出后，新的团队不熟悉设备的问题。 

2.2 运行维护实施 

2.2.1 每月定期检查净化中央空调集中监控系统，以确保软硬件正常运行。这包括检查各项数据和执行功能是否正常，紧固电气接电端子并仔细检查各交流接触器、中间继电器、传感器和变频器的工作情况。清洁变频器并进行线路检修。

2.2.2 每月定期检查空调冷热源管道及其控制系统。这包括检查冷热供水管道、阀门、仪器仪表及其执行器的工作状况；检查表冷器和冷凝水管道的排水状况；检查管道保温是否有破损，如果发现问题则应立即进行维修、疏通或更换。此外，每年应进行 2 次水箱和过滤网清洗，并更换冷却水。

2.2.3 每月定期检查空调送风、排风管道、加湿及其控制系统。这包括检查送、排风设备的电机及其部件工作状况，检测送风口的送风量；检查设备线路及其仪器仪表工作状况；检修各风阀及其电动执行机构工作状况，清洁送、排风口及其过滤网积尘；检查管道及其保温材料是否有破损，做好设备及管道的保温。设备及管道的保温可以减少空调的过多耗费，节省能量消耗；检查加湿器供水、供电状况，并清洗可拆卸的加湿桶。如果发现问题应立即进行维修或更换。

2.2.4 过滤器更换频率。空气过滤器包括初效、中效和高效过滤器，是空调净化系统的重要组件，更换空气过滤器的费用占整个净化空调运行费用的绝大部分[4]。机柜内的初、中效过滤器应根据使用情况定期洗涤或更换，应视其外部环境，及时检查过滤器表面洁净情况和压力差，做到定期更换初、中效过滤器。

净化空调系统中使用的空气过滤器经过一段时间运行后，容尘量和空气阻力会达到其最大允许值，此时必须更换过滤器，若不及时更换，将导致送风量减小、风速和换气次数下降，使动物实验屏障环境质量无法达到使用要求。初效过滤器主要用于过滤空气中的大颗粒分子，其风量大、容尘量高。在净化空调每天24h运行，承受本地区环境空气质量的实践中，选择G4过滤等级，好材质的初效过滤器，每2周更换（清洗）1次，可反复使用5-6个月。中效过滤器采用优质化纤无纺滤料，容尘量较大。在本地区选择F8过滤效率的无纺布材质的中效过滤器，每个季度更换1次是可行的，而且还能增加末端高效过滤器的使用寿命。高效过滤器采用玻璃纤维滤料，主要用于捕集0.5μm以上的颗粒灰尘及各种悬浮物，作为各种过滤系统的末端过滤器。根据屏障环境参数情况，在本地区净化空调不间断运行，采用G4初效，F8中效，H13高效过滤器，每1年-1.5年更换高效过滤器是合适的。安装高效过滤器后，需按照操作规程进行高效过滤器的检漏和测试。此外，每月还需清洁屏障内各房间回风口过滤器。在更换净化空调各级空气过滤器后，应观察内环境各参数是否有变化，是否符合国标要求，否则，应及时调整。如果地区重度空气污染天数较多，可能需要提前更换空气过滤器，以保证屏障环境质量。

2.2.5 对于净化中央空调全部设备，每日应进行例行巡查，查看各指示信号是否正常、运行设备是否有异响，若发现问题，及时汇报，采取积极的应对措施，保障整个动物实验室的参数符合要求。

2.2.6 作好净化中央空调运维记录，包括维护保养方案执行记录、维护保养工作记录、环境参数检测记录、系统设备运行参数记录、屏障环境实际参数记录、设备运行日常巡视记录等。

2.3 常见的问题与对策 

2.3.1噪音变大

噪音干扰对实验动物的生理活动、身体健康具有重要影响[5]。当净化中央空调机组在运行时出现异常的高噪音和声音时，可能是由于风机叶轮不平衡或损坏、风机轴承损坏、风道内有异物、积尘或部件松动等原因造成。对策：定期对风机轴承进行维护，定期加注润滑油，并对发现松动、损坏的部件及时处理；清洗风道和更换过滤网，避免异物和积尘影响系统运行。

2.3.2 送风量变小

净化中央空调运行一段时间后，室内送风量会逐渐变小。可能是由于通风管路漏风、皮带松动、风机转速变慢和过滤器容尘量过多等原因引起的。特别是在大气重度污染的季节，送风系统运行一段时间后，空气过滤器会逐步被大气尘埃堵塞，进而导致空气难以进入屏障室。对策：定期检测净化室内相通区域最小压差，分析造成送风减少的原因，检查送风机械系统，日常维护应注意风机皮带是否老化、损坏,如发现皮带拉长、风机转速下降等问题，应及时更换风机皮带；检查空气过滤系统是否正常，如空气过滤器容尘量过大，增加了空气阻力，导致送风量减少，应及时更换初效、中效和高效过滤器。

2.3.3 屏障环境温度不稳定

净化中央空调机组故障或维护不当，如水系统重要部件水泵运行不正常或停止运行；氟系统不稳定；外界环境变化，例如季节变化、气温波动等都可能影响室内温度；控制系统出现问题，如温度传感器失灵或读取错误[6]；送风量不稳定，导致风量时大时小，从而导致屏障环境内温度时低时高。对策：检查空调机组，确保机械部分正常运行，并定期维护保养；及时调整空调系统温度控制参数，使室内温度稳定在设定范围内；检查风系统是否存在故障，如有故障应及时排除。

2.3.4 屏障环境湿度不达标

净化中央空调系统故障或维护不当，如加湿或除湿组件运行异常，导致屏障内湿度不稳定；室外湿度波动或季节变化，如冬季室外湿度低，若空调制热或加湿器故障，屏障内湿度就会偏低；夏季特别是雨季，室外空气湿度大，如中央空调制冷或冷除湿效果不佳，屏障内湿度就会偏高；湿度传感器失灵或读取错误也可能导致湿度控制系统工作不正常。对策：检查空调系统湿度控制组件，确保加湿或除湿组件运行正常；根据季节变化和室外大气湿度情况，及时调整空调系统的湿度控制参数和运行模式；定期检查湿度传感器状态，确保其正常。

2.3.5 屏障内氨气浓度大

动物饲养密度过高，产生大量的粪便和尿液，其中包含着氨气；更换垫料不及时，清洁消毒不彻底，残留的粪便、尿液等容易分解产生氨气；空调系统送风或排风组件故障，导致屏障系统内换气次数不够，使室内氨不能及时排出。长期处于高浓度氨的作用下，实验动物呼吸道黏膜可出现慢性炎症，使这些动物失去作为实验动物的应用价值。氨有恶臭对人和动物有直接毒害[7-8]。对策：检查空调系统送风或排风组件是否存在故障，如有故障及时排除；增加送风量，提高换气次数；适当降低动物饲养密度，及时更换垫料，加强清洁和消毒工作，确保粪便、尿液等及时清理干净。

2.3.6 屏障内区域压差混乱

屏障内每个区域的功能往往不一样且要求各异，饲养动物密度和品质不一样，为避免实验动物交叉感染和相互干扰，就需要建立良好的压差梯度保护屏障环境的洁净，形成合理气流组织，并能达到有效控制污物的目的[7]。净化中央空调运行一段时间后，特别是更换空气过滤器后，各区域间压差可能发生变化，导致区域压差混乱。对策：如安装有压差计，每天观察压差数据，如未安装压差计，则每月检测屏障环境各区域压差，特别是更换空气过滤器后及时检测各区域压差，发现压差参数异常，及时调整各区域送风和排风频率，使压差正常。

3 结论 

综上所述，SPF 级动物实验室净化中央空调系统是保障屏障环境质量的关键设备，要使其不间断正常运行，设备维护保养环节十分重要。净化中央空调系统运维专业性强，涉及专业面多，如暖通专业、电气专业、自动化专业、给排水专业等。实践证明，高校SPF 级动物实验室净化中央空调系统采用专业化维保模式，制定科学实际的维护保养方案并严格实施，就能确保净化中央空调正常运行，降低动物实验室屏障环境系统性风险，保障动物实验屏障环境质量，满足师生开展科学实验的需要。

————转载实验室学苑