医院Ⅰ级洁净手术室空调系统优化方案.doc

医院级洁净手术室空调系统优化方案医院I级洁净等术室室调系统优方案严建敏,王宵虹(1.上海市卫生建筑设计研究院有限公司.上海200003;2.新饲机电工程有限公司上海技术中心.上海200080)iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii_ii一i!摘要:对医院I级洁净手术室不同的空气处理流程进行分析研究,得出的结论:洁净手术室;空调系统宜采用新风集中处理以及各手术室内宜采用二次循环风,两者相结合是优化方案.;关键词:洁净手术室;空气处理流程;新风集中处理;二次循环风;空调系统iiiiiiiiiiiiiiiiiiiii-iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii_ii-iiiiiiiiii中图分类号:TU831文献标识码:B文章编号:10068449(2004)05-O058041引言我国医院洁净手术室起步较晚,在设计,施工,管理,使用方面都有待提高.特别是洁净手术室设计方面往往沿用工业洁净室设计思路,设计结果是大风量,高能耗,而且是低水平层次循环.因此提高洁净手术室洁净空调设计水平是非常必要的.医院洁净手术部建筑技术规范以下简称规范实施后,洁净手术室主流区送风理论在洁净手术室洁净空调设计中有不同的方案,作者通过近几年设计洁净手术室的经验.着重针对空调系统空气处理过程进行分析.得出一个比较合理的方案.2医院I级洁净手术室空调方案确定2.1洁净手术室基本参数有一医院洁净手术室,I级洁净手术室面积56m,高度3m,装备有麻醉机.呼吸机,电刀等医疗设备.洁净手术室要求,室内温度T=24l.相对湿度4=55-I-5%.手术室人员l2人.手术室设在三层.上层为技术夹层.采用易思暖通空调设计系统软件(EASYHvAC.V1.6)进行空调负荷计算.计算结果为,总冷负荷Q=23.8kW,总湿负荷d=2.3kg/h,室内冷负荷Qn=9.6kW,新风负荷Q.=14.2kW,新风量按换气次数计算得1000m/h,手术室控制区2.62.4m,手术室控制区送风量12000m3/h.由手术室门渗出风量为500m3/h.排风量为500m3/h.2-2典型的洁净手术室空调方案洁净手术部净化空调系统采用新风集中处理,各手术室单独循环送风系统方案(见图1).这种净化空调形式特点是,各手术室空调自成系统,可避免交叉感染,而且各手术室也可以灵活使用,新风集中处理有利于手术室正压控制.排风采用独立系统.并且与手术室自动门连锁.当手术室门关闭时排风系统自动开启,使手术室始终处于正压受控状态.这是一个应用于洁净手术部典型的净化空调系统方案.接其它手术室图1洁净手术室空调系统流程图卜送风静压箱2一新风空调箱3一循环空调箱4一二次回风定风量阀5排风过滤箱6一止回阀7一送风定风量阎8一电加热器9一加湿器,N.o.5/2004l58排风2.3空调送风状态点确定我们假设室内热,湿负荷恒定,那么热湿比线经计算为=Q/d=14979kJ/kg,净化空调送风量是一个常数,因此送风状态点也就确定了,通过计算送风状态点为io=i-Qo/(1.2L)=47.9kJ/kg.送风状态点确定后,可分析I级洁净手术室空调系统在id图上的处理过程.3I级洁净手术室一次循环风系统室内循环空调系统采用一次循环风系统,根据新风处理状态,在i-d图上有三种处理方法.24a)24l5工程设计3.1新风处理到室内焓值,新风不承担室内负荷图2a)这种处理方式,新风空调箱仅承担新风负荷,室内循环空调箱承担全部室内冷负荷,循环空调箱在湿工况下工作,此种方式在工程设计中是经常采用的形式.从图上分析,送风状态点O与室内状态点N焓差为2.6kJ/kg,而循环空调箱盘管实际处理能力远远大于前者的要求,因而循环空调箱冷冻去湿后须经加热至K点,再与处理后的新风L点混合,最终达到送风状态点O点,很明显上述处理过程大量能耗互相抵消,并且新风空调箱和循环空调箱都在湿工况下工作,空调箱排水和手术室防水问题也不能得到很好的解决.24l5b)C)图2一次循环风系统空气处理流程a)新风处理到室内焓值b)新风处理到低于室内焓值,含湿量与室内值相等c)新风处理到低于室内焓值,含湿量小于室内值3-2新风处理到低于室内焓值,含湿量与室内值相等图2b)这种处理方式,新风空调箱不仅承担新风负荷,同时承担手术室内空调显热负荷.此流程图2a)方案无大差别,新风,循环空调箱都在湿工况状态下运行.只是新风处理焓差较大.3.3新风处理到低于室内焓值.含湿量小于室内值图2c)这种处理过程,新风不仅承担新风负荷,而且还承担室内潜热负荷,循环空调箱仅承担室内显热负荷.此过程新风空调箱湿工况运行,循环空调箱干工况运行.循环空调箱机组处理焓差为1.4kJ/kg,而新风空调箱处理焓差56kJ/kg,显然新风空调箱空气处理能力要求加大.该流程基本不存在冷热抵消问题,对于循环空调箱来说它在干工况状态下运行,防水,排水问题解决了,但带来新风空调箱空气处理能力加大,空调冷冻水温度要求更低,理论上是可行的,但实际运行过程中,一般新风空调箱表冷器处理能力也难以达到大焓差的要求,所需的冷冻水温度有可能低于普通制冷机的蒸发器温度,可行性较小.在净化空调系统中大风量,小温差是一大特点.如采用一次循环风系统设计,循环风量处理到机器露点,再通过加热把风量处理到送风状态点.这样大部分冷热量互相抵消造成能源浪费,而且一旦控制不当,手术室温湿度很难达到设计值.目前实际洁净手术室工程中采用的一次循环风系统方式,很明显方案不尽合理.如I级洁净手术室采用二次循环风系统,就能从根本上解决能量互相抵消的问题,它是一种优选方案.4I级洁净手术室二次循环风系统4.1新风处理到等于室内焓值.不承担室内负荷图3a)这种处理方式,按新风和循环风混合比例,可到达送风状态点O,由此可确定循环风送风状态59lNo.5/2004la)24b)24图3二次循环风系统空气处理流程a)新风处理到室内焓值b)新风处理到低于室内焓值,含湿量与室内值相等c)新风处理到室内热湿比线点K,K点沿等湿线向下延伸并与热湿比线相交M点,即一,二次风混合后的状态点.根据M点的参数就可确定一,二次风混风比和风量.M点是二次循环风N点与一次循环风L.点(机器露点)的混合点,二次循环风风量可通过G./G=NM/NL.计算确定,经计算二次循环风回风量是5334m3/ll,一次循环风空调箱表冷器处理风量5666m/h.电加热量Q=1.211000(47.543.3)/3600=14.7kW,有一部分能量抵消.但比一次循环风系统图2a)方案可节能13.2kW热量,且控制比较简单.目前大多数冷水机组出水温度为7C,普通新风空调空气处理能力为33.3kJ/kg左右,采用此方案通常容易实施,是目前一种比较好空调处理方案.我们在二次循环风中加装定风量阀,保证二次循环风风量恒定(见图1中虚线部分),使净化空调系统始终处于受控状态.这里应注意普通空调器空气处理能力是否达到设计要求,必须通过校核计算后确定.4.2新风处理到低于室内焓值,含湿量与室内值相等图3b)这种处理方式与图3a)方式区别在于新风空调箱处理焓差较大,约50kJ/kg,循环空调箱二次回风量加大,经计算二次循环风量7615m3/h,一次循环风空调箱表冷器处理风量3385Il13/h,该方式与图3a)方式比较似乎更节能,但从新风处理冷量,一次循环风处理冷量,再加热量综合分析比较,两者总耗能相等.在洁净手术室洁净空调设计中,采用图3a)方式还是图3b1方式应进行综合技术性能比较.如常规冷水能c)满足处理新风负荷要求(新风处理焓差50kJ/kg),新风处理到与手术室室内含湿量相等值也不失是一种节能方式.4.3新风处理到室内热湿比E线(机器露点)这种处理方式,新风和循环风按一定比例混合至O点,这时新风承担手术室全部负荷图3e).循环空调箱不承担任何负荷.这样空调系统相对简单,空调箱数量少,控制防水,排水比较容易.而且循环空调箱处于干工况运行,空调箱内细菌繁殖,消毒灭菌等诸多问题都容易解决.那么新风量为多少才能满足手术室全部冷负荷要求呢?通过分析计算,G./G=NO/NL=0.18,新风量G.=0.18G=0.1812000=2180m/h,当新风增加为2180m3/h时,新风能承担手术室内全部冷负荷.这时新风空调箱湿工况运行,循环空调箱干工况运行(图4).循环空调箱相当于风机过滤箱.这样空调系统相对容易控制.虽然新风量比规范增加l180m3/h风量,但却能保证整个洁净手术部空调系统简单,控制可靠,手术室内空气品质质量好,有利于医护人员及病者身体健康.而且杜绝了水患,从根本上解决了空调箱内细菌繁殖问题,保证洁净手术室内处于无菌状态运行.使整个洁净手术部处于高品质,高质量受控状态.使用此方式应注意,如一个洁净手术部有多个洁净手术室,应把二次循环风系统分成多个系统,并使空调能进行自动控制,这样才能保证各洁净手术室控制及灵活调节.,N.o一.5/2:004l6.5结语我国第一部医院洁净手术部建筑技术规范颁布实施,无疑会对洁净手术室健康发展起到积极作用,对提高医院洁净手术室净化空调设计尤其重要.对医院洁净手术部,新风集中处理方式应优先考虑,并采用定风量技术,使整个洁净手术部始终处于正压受控状态.I级洁净手术室空调系统应采用二次循环风系统,降低能耗,减少运行费用.在条件允许情况下应让循卜送风静压箱5-止加阀环空调箱在干工况状态运行,提高洁净手术室空气品质.参考文献:1GB503332002,医院洁净手术部建筑技术规范s.图4洁净手术室千工况空调系统流程图2一新风空调箱6-新风定风量阀3-循环空调箱7-电加热器4-排风过滤箱8-加湿嚣2沈晋明.联邦德国医院标准和手术室设计J.暖通空调,2003,(2)收稿日期:修回日期:2004)5一l12004H嘶OptimizationSchemeofAirCOnditiOningSystemoftheClassICleaningSurgeryinHospitalsYANJian-min,WANGXiao.hongf1.ShanghaHealthConstractionDesignInstitute.Shanghai200003.China:2.ShanghaiTechnicalCentertNWSEngineeringLtd,Shanghai2000080,ChinAbstract:Thepaperanalyzesdifferentairconditioningprocess,andtheresultshowsthatthecombinationofacentralfreshairhandlingsystemofthewholesurgerydepartmentandseveralsecondaryreturnairsystemsofeachsurgeriesshouldbethefirstchoiceofairconditioningsystemincleaningsurgerydesignscheme.KeyWords:cleaningsurgery:airhandlingprocess:centralfreshairhandling:secondaryreturnair:airconditioningsystem.作者简介:严建敏(1958一),男,上海人,高级工程师,设备室主任;王宵虹(197O-),女,上海人,工程师.(上接第50页)Performance-basedDesignAnalysisofSmokeManagementSystemsforaGymnasiuminShanghaiPENGQiong,SHOUWei-wei(ShanghaiInstituteofArchitecturalDesign&ResearchCo.LTD.Shanghai200011,ChinAbstract:Analyzesthesmokemanagementsystemsforthesportsfieldandauditoriumofagymnasiuminshanghaiwiththeperformance-baseddesigningfirescenario,calculatingtheheightandtemperatureofthesmokelayerandevaluatingtheev