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洁净医院手术室设计方案与节能分析

-、洁净手术室净化空调处理的典型方案与节能(一)、洁净手术室空调负荷的特点1、洁净手术室的外部空调负荷主要是来空调新风的处理负荷以及风机温升;洁净手术室的内部空调负荷主要有人员(医护人员及患者)的散热散湿,医疗用设备、仪器仪表的产热以及照明灯具的热负荷。

2、围护结构的传热、传湿因洁净手术室一般没有外墙和外窗而且围护结构的热工性能又非常好,因此围护结构的热湿负荷很小,可忽略不计。

3、洁净手术室空调负荷的热湿比较小大约为9000~9500kj/kg ( 1900~2500 大卡/kg)。

(二八洁净手术室空调负荷计算的假定条件1、假定I级洁净手术室的面积为45m2,U级为35m2,川级为30m2,"级为25m2;洁净手术室的净高为3m。

2、假定洁净手术室的室内温度为24 ±「C,相对湿度为50% ± 10% ;室外计算参数为上海地区夏季空调干球温度为34 C,夏季空调湿球温度为28.2 C, 冬季空调温度为-4 C,冬季相对湿度为78%。

3、假定I级洁净手术室的新风量为1000m 3/h ,^级、川级为800m 3/h, W 级为600m 3/h。

4、假定I级洁净手术室内的人数为10人,U级、川级为8人,W级为6 人。

而且人员为轻度劳动,轻度劳动的人员在24 C室温的条件下,每人产生的显热为80W/人;潜热为130W/人,全热为210W/人,产湿量为190g/h人。

5、假定洁净手术室内设备仪表的热负荷IU级洁净手术室为1500W,川W 级为1100W;照明灯具负荷IU级为500W,川W级为400W。

6、空调循环机组和空调新风机组的风机温升均为 1 C,冬季风机温升不考虑。

各级洁净手术室内的热湿负荷列于表14。

表14.洁净手术室的热湿负荷表15.洁净手术室的空调送风温差(三八四种不同空调处理方案及其能耗的比较现列举国内目前在洁净手术室常用的四种空气处理方案及其空调热湿处理的能耗进行分析比较,四方案如下:第一方案:新风与循环风混合后再进行空调热湿处理方案,新风不单独进行热湿处理(即AHU方案)。

第二方案:新风进行深冷预处理后送入循环机组回风段与回风混合再进行空调的微处理方案(即MAU + RAU方案)。

第三方案:新风进行深冷预处理后送入循环机组送风段与空调微处理后的循环风再混合的方案(即MAU + RAU方案)。

第四方案:新风进行深冷预处理,新风不仅仅承担本身的热湿负荷而且还承担洁净手术室内的全部热湿负荷,新风送入洁净手术的静压箱与不进行热湿处理的循环风混合的方案(即MAU + FFU方案)。

拧制逹明:IJUfX 支管上的規位定亂蜀阀控報各甬厚手术室的新At. 2屈话净手术皇肉炖温度控制该手处室的循环机组内的表冷審和加如需3压膚M 手术室內的相对遥度控制手并室的衛环机绘内的表净看和加谡罷4.用洁净手术室内斤曲压是控制手术室的排凤机的变按需5用洁淨手术室的循环机组富潸内亂吐力控制循环机姐凤机妁变塡需%%耳T^l**c SmxFMi世g& g —idib M FM<id-.itfrltJlg”*!■到理MLIM,h ('aidt g■ 0P 0to co -- : gg ?』^.D■9.Q3 0 ag5L 5h.55L 5L5工"r.42.5 g 4U如M /k :.EQrg.G眄©rtO ;yfi56M tg •也1&用新风机姐送风管内的压力控制新风机组风机餌变顔星图2.第二方案(MAU+RAU )的空调处理方案自控原理图和焓湿图人一E Wil.M 一饰曲”5 -tMfM日-壷gM一JUFL4 flb-EJU#1£ 出■申Mi帖一实童愛护才鼻鼻,C -対计屮F -鱼出一”-・冲出&_IfziiMUil■■-旳一L-PJril*ifiM“両IM14m ri)ft 13的■2自4 ro 1.C101&阴:匕I.©IQ a.i 2.5a '9.C9.G9.3鬧砧S ;K讣邓即弓4?5«Z5>ijlR/Kql1!I 二19.0'H :T5.6S-fc 5.E■■1 :I;21H_2_3>C> 一N控戕牡1 .用參厲戈管11的双位定寓J阀控制各溥净2尺字曲新甌量.Z弼亭净手术多阿的谥虔控制该丰术室的循环机如内的表冷器和加热霍3用宦争手术宦甯的粕对煤度控制手术室的循环扰级内的壤殆罟和加洱鼠4卩洁浄手术室为外肉压鸟控副手术室的那他閱的费频龜5朋声尙手术豊的嗚坏机塩送風管加詰厅控創循环机扌口凶討艮频鼠 &用新风机坦送凤管内削玉力控制新XftfiA机悔变频第图3.第三方案(MAU+RAU )的空调处理方案自控原理图和焓湿图i 润«xt#±m 定他矍洲制卷洁郴术宣皱2 ■用新飓夙管内的ifi 厦揑$【新风机组内的隶玲理和加热举 3. 用新阳飙菁内的控制新财L 组内的<4#>P 加暹鼻.暹度优宪 4 •用洁净手术室囚夬的压差理科手术室孙排觐机曲佼振崔5绸洁净手术豊的风机过诚器札组送凤管询的医力控制机如的娈频雀6.月护风机纽惠昭F :曲'E 力捋引新F 』建•耻I 的变廈器.图4.第四方案(MAU+FFU )的空调处理方案自控原理图和焓湿图表16.第一方案空调处理的能耗表洁净手术室级别夏季耗冷量(kW )夏季再热量 (kW )冬季加热量 (kW )冬季加湿量 (kg/h )I 55 28.7 7.0 7.2 n 26.5 9.5 5.06 5.9 m19.8 4.64 5.45 6.2 IV13.52.073.724.3/1-iyr—,s2岚机过遽尋机组(FFU)邑初粮器卜刨-*«fl -■*1—+*f!ld-Jt4lfcC 7Wt Mt换一 JUPEM 上 一f f2U4*4_i- • ?■■ 蜗一T ■ * ■宀■电"W 彌少\'c心巧?cn'< r 1*-'13 I J O l.£ i.,D 臨::3 s33 9.5to3 X 軸;卷勺科弓伽>:KfllIB 3rBO1QLQ6.GE.Dil ..' J-■ 一 '■■*-•, 弘一村・5表17.第二方案空调处理的能耗表表18.第三方案空调处理的能耗表表19.第四方案空调处理的能耗表(四八四种不同空调处理方案的节能分析1、就夏季空调冷量消耗而言,第一方案能耗较大是不节能的方案。

第二方案,第三方案和第四方案的耗冷量均较小,第二,第三,第四方案的冷量消耗均为第一方案的37%左右。

同时夏季再热的能耗量第一方案很大更不可取。

第二、三方案的再热量只是第一方案的12%,第四方案的夏季再热量更小. 而冬季加热量和加湿量的能耗三种方案基本相同。

因此单从节能角度,第二、第三,第四方案优于第一方案。

其中第四方案最节能•2、第二、第三方案的冷量、热量、加湿量基本相同,第四方案的能耗都小于第二,第三方案,但是在洁净手术室不工作的时间(大约占总时间的2/3)为了保证手术室的洁净度不受外界污染,就必须维持室内的一定正压,即必须向不工作的洁净手术室送一定量的经空调处理的洁净新风,此时第二方案不仅新风机组要运行而且循环机组内的风机也要开启,而第三方案和第四方案仅新风机组运行循环机组可停机节电,这就显出第三和第四方案的优点了。

3、第三和第四方案除上述优点外,其新风的质量新鲜程度也比第二方案高,而且容易控制和调节手术室内的压力,还可以减少价格昂贵的定风量装置。

4、第三和第四方案方案中新风深冷处理可分为两步进行,第一步可利用医院的集中冷冻站的冷冻水为冷源对新风进行降温除湿处理;第二步可利用独立的风冷直接蒸发机组为冷源对新风进行深度抽湿处理,而该机组的风冷冷凝器的废热又可做为可调的新风再热的热源。

这样又进一步节能了。

5、上述四种洁净手术室净化空调系统的典型方案中,无论是在能耗方面还是在运行管理方面,第三、第四方案都优于第一、第二方案。

如果洁净手术室在运行中负荷比较稳定且波动不大时第四方案不仅最节能最省运行费,并且大大的节省了建造投资。

、不同地区、不同季节洁净手术室净化空调系统运行管理的特点一)、我国幅员辽阔,南北东西气候差别极大。

北方冬季严寒干燥,南方夏季炎热潮湿,东部临海温和湿润,西部山区干燥多风。

因此在不同地区建造医院洁净手术室时,要特别重视净化空调系统的运行管理的特点。

根据《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003 中给出的(室外气象参数表)可查出我国夏季室外空气热焓最高的地区位于高温潮湿的上海、江苏、浙江和湖北等省市,其热焓值高达90.3kj/kg 。

其中,江苏省的南通市和常州市以及浙江省的温州市夏季室外空气的热焓超过92kj/kg 。

而安徽、江西、湖南、福建、广东、广西、四川、台湾、香港、澳门等广大南方地区夏季室外空气的热焓也在88kj/kg 左右。

北京、天津、河北、山东、山西、吉林、辽宁、黑龙江、陕西等东北和华北地区夏季室外空气的热焓大约在80kj/kg 左右。

对于干旱少雨、低温的大西北和西南地区的内蒙、甘肃、宁夏、新疆、云南等地区夏季室外空气的热焓一般都低于58.5kj/kg 。

我国夏季室外空气热焓最低的地区是西藏、青海等高原省份,其热焓还不足41.8kj/kg 。

夏季室外空气的热焓高,医院洁净手术室净化空调系统空气降温处理消耗的能量就大,运行费用也就昂贵。

在冬季,我国黄河以北的华北(北京、天津、河北、山东、山西等地区),内蒙、东北(辽宁,吉林,黑龙江),西北(甘肃、宁夏、青海、新疆)以及西藏自治区室外空气温度一般都是—10°C至—30°C;黑龙江北部的爱辉县和新疆北部的阿勒泰地区,冬季室外气温可低至—350C至—400C ;长江流域的上海、江苏、江西、安徽、河南、湖北、湖南、四川、贵州、云南等省市区冬季室外气温大都在—100C至100C;而江南亚热带地区的浙江、福建、广东、广西以及台湾、香港、澳门等省市区的冬季室外气温均在5°C至20°C。

因此,为了保证洁净手术室新风量和温度,必须对新风进行加热,地区不同,室外气温不同,净化空调系统的加热量、加湿量不同,耗电量也不相同。

现仅就45m2一级手术室的耗能为例,它们分别建在北京、上海、深圳三个不同地区,比较它们空调的夏季耗冷量和冬季加热量、加湿量的差别(见表20)。

净化空调系统新风处理的终温均为100C,相对湿度均为95%。

由表可见,在相同的条件下,上海夏季的空调耗冷量最大,北京冬季的加热量、加湿量最大。

夏季空调耗冷量北京是上海的85.3%,深圳是上海的97%。

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