手术室空气处理方案的比较分析.docx

第 33 卷第 2 期2014 年 3 月建 筑 热 能 通 风 空 调building energy & environmentvol.33 no.2 mar. 2014.7678文章编号：1003-0344（2014）02-076-3手术室空气处理方案的比较分析李涛 陈雪芬 叶青山东同圆设计集团有限公司摘 要：洁净手术室净化空调系统是实现手术室洁净度、温湿度和压差控制的重要保证，本文通过对手术室空调 系统不同空气处理方式的比较分析，详细阐述了不同空气处理方式的特点和适用范围。关键词：洁净手术室 空调 空气处理analytical study of air condition treatment in clean operating roomli tao, chen xue-fen, ye qing shandong tongyuan design group co., ltd.abst r act : hvac system is the most important part in the clean operating room, including cleanliness, temperature and humidity, differential pressure, etc. through the contrastive analysis of the air condition treatments, the characteristics and the range of application is presented.keyw o rds: clean operating room, air conditioning, air condition treatments设有净化空调系统的洁净手术室是现代医疗建 筑的重要组成部分，在许多新建医疗综合体以及旧有 的医疗建筑改造中都建有洁净手术室。手术室净化空 调系统的主要任务是：能够控制相应等级用房的室内 温度、湿度、尘埃、细菌、有害气体浓度以及气流分布， 以保证室内人员所需的新风量，维持室内外合理的压 力梯度，满足洁净手术部洁净保障体系的要求，创造 一个人工的理想的无菌手术环境。1手术室空气处理的典型方式目前洁净手术室空调系统的典型空气处理方式 主要有以下几种：1）一次回风系统。洁净手术室空调系统回风与室 外新风混合，经空气处理后送至室内。2）二次回风系统。对于级别较高的洁净手术室存 在满足洁净度的空气净化要求，因此其送风量远大于 用于满足空调舒适性要求所需的风量，出于节能的考 量，多适宜采用二次回风空调系统。空调系统新风与回风一次混合后经空气处理，再次与旁通支路的回风 进行混合，形成二次回风系统。3）新风机组与室内循环机组并用。新风机组与室 内循环机组并用的空调系统由新风承担全部室内冷 热负荷，新风经新风机组处理后送入室内循环机组，与 手术室回风混合，再经过滤器处理后送入室内。本方 案适合于多间手术室共用一套新风机组，新风单向分 配至各间手术室，不存在各间手术室的回风在空调机 组内混合的顾虑。4）新风机组与风机盘管室内循环机组并用1。对 手术室的温、湿度的要求往往随手术类别、疾病性质 而异，而这种方式最便于各手术室的温、湿度控制与调 节，如心脏外科宜于在 16的低温环境施行手术，此温度对多数手术室则不适合，如手术室不另设风机盘管循环机组就很难做到各室按需自行调节的要求。2空气处理方式的比较本文将结合实际算例，对几种主要空气处理方式收稿日期：2013-4-18作者简介：李涛（1977），男，硕士，工程师；济南市高新区舜华路 2000 号舜泰广场 11 号楼山东同圆设计集团有限公司六层第六设计分院（250101）e-mail: 第 33 卷第 2 期李涛等：手术室空气处理方案的比较分析77进行比较分析，对不同空气处理方式的特点和适用范 参数较易控制，对表冷器也无特殊要求，但因空气处理 围进行探讨阐述。以天津某医院拟建的级手术室为 过程存在冷热抵消，运行能耗较大。空气处理过程如 算例，计算条件为夏季工况，夏季设计室内温度 24， 下：相对湿度 60，总冷负荷 3.3kw1。天津地区室外夏季设计参数：干球温度 33.4，湿球温度 26.9。根据相系统划分与方案一相同。以级手术室计算为例， 关技术规范2，级洁净手术室最小新风量取值为计算过程如下：770m3/h。新风比 m=770/9000=9%；连接 w 和 n 点，根据 mn ? g ? i ? i ；nwgi ? i2.1 方案一分析得 i =m （i -i ）+i =0.09 (84.4 -50.3) +50.3 =mwnn方案一采用新风机组与室内循环机组并用，由新53.4kj/kg， 确 定 混 合 点 m， 其 参 数 为 t =25 ，d = 风机组承担系统全部的热湿负荷，其空气处理过程11.1g/kg，=57%。为：由方案一计算已知送风状态点 o，沿等 d 线找到机器露点 l，使得 ol 与 =90%的相对湿度线相交。同 根 据 i =q/g， 得 送 风 焓 差 i=3.3 3600/(1.2 样考虑 0.5的风机温升，实际为 l点（图 2）。各点参9000)=1.1kj/kg，则，i0=in-i=50.3-1.1=49.2kj/kg。数如下：在 线上确定送风状 态 点 o 的 状 态 参 数 ：t =机器露点 l：t=15.8，i=41.6kj/kg，d=10.1g/kg，23.1，d=10.1g/kg，=57%。=90%。 线 =90%的相对湿度线相交得机器露点。但是 l点：t=16.3，i=42.1kj/kg，d=10.1g/kg，=87%。 风机温升会有一定影响，为求稳妥，考虑 0.5的风机则，空调组制冷量 90001.2(53.4-41.6)/3600= 温升，实际为 l点（图 1）。各点参数如下：35.4kw， 再 热 量 q =9000 1.2 (49.2 -42.1)/3600 =机器露点 l：t =14.3，i =37.4kj/kg，d =9.1g/kg，21.3kw。=90%。l点：t=14.8，i=37.9kj/kg，d=9.1g/kg，=87%。根据得，新风量 gw=90009=810m3/h77 m3/h，符合卫生要求2。q ? ? g(i ? i )空调机组制冷量3600=1.2 810 (84.4 -37.4)/3600=12.7kw。图 2 方案二的空气处理过程该方案将新风处理至室内等 d 线以下，回风未进行热湿处理，直接与处理后的新风混合，经高效或亚由计算可知，方案二比方案一能量消耗要大许多。 高效空气过滤器后送入室内。因此新风承担了全部室一次混合后的空气被处理到机器露点，而为了满足送 内热湿负荷，但新风处理焓差达到 47kj/kg，对新风机风状态点的需要，又对此机器露点的空气进行了再热， 组的要求比较高，表冷器供回水温为 712时，需要存在一定的能量抵消。因此，洁净手术室一般采用二 设置 6 排盘管才能保证要求。本方案在满足房间温、次回风系统。湿度要求条件下，供给的新风量大于计算所需新风 量，偏于更舒适和安全，从技术上可以接受。2.3 方案三分析方案三采用二次回风的空气处理方式，空气处理过程为：系统划分与方案一相同。由方案一计算可知，新图 1 方案一的空气处理过程风承担全部负荷时，级手术室新风量为 810m3/h，仅超出最小新风量 40m3/h，一次回风意义不大，因此本2.2 方案二分析案以级手术室为算例，计算过程如下： 方案二采用带再热的一次回风方式，通常被认为机器露点与方案一中的相同。78建 筑 热 能 通 风 空 调2014 年根据，则 gw +g1 =3300 24%=790(84.4-54.3)/3600 =56.9kw； 后 表 冷 器 负 荷 qw2 =1.2 m3/h，即通过空调机组的风量为790m3/h。按新风 6 次 5667(54.3-37.6)/3600=31.5kw；除湿机再生风量 gz= 换气的要求2，取最小新风量gw=560m3/h，则一次回风 1/35667=1889m3/h；除湿机再生加热量 qz=c/3.6lzz 量 g1=230m3/h。(t3 -tw) =1.01/3.6 1889 1.2 (120-33.4) =55074w g连接 n、w，根据，得i ? g ? g ?(i ? i ) ? i =55.1kw；总能耗 q=56.9+31.5+55.1=143.5kw。74.2 kj/kg。从节能角度讲，这种方式不可取。原因在于处理 从 而 确 定 一 次 混 合 点 m：t=30.7 ，d=16.9g/kg，过程中存在较大的能量抵消，初投资大，且运行不经=61%。济。除某些特殊场合外，一般不推荐使用。空调机组冷量 q=2 1.2 792 (74.2 -38.5)/3600 =9.4kw。2.5 各方案比较表 1 为各方案比较。表 1 各方案比较图 3 方案三的空气处理过程2.4 方案四分析对于一些高温高湿地区，例如上海、广州、武汉、 香港等地，室外焓值较大，新风机组需进行大焓差处 理，将新风直接处理至露点比较困难。方案四采用除 湿机对集中新风去湿。新风经新风机组、除湿机集中处理，承担全部负荷，空气处理过程如下所示：3总结手术室空气处理方式的合理选择，对于整个空调 为便于比较，本算例仍采用天津地区的室外气象系统设备的选择和控制有着非常重要的影响。参数计算。计算过程如下：对于高温高湿地区，例如上海、武汉、广州、香港等 级手术室的空调机组机器露点 l：t=14.3，地，室外湿球温度均在 27以上，室外焓值在 85kj/kg i=37.6kj/kg，d=9.2g/kg，=90%。以上，室外状态点与空调机组露点的焓差在 45kj/kg 考虑 0.5风机温升，得实际点 l：t=14.8，i=以上。将新风直接处理至机器露点比较困难，不适宜38.1kj/kg，d=9.2g/kg，=87%。采用方案一，可根据实际情况选用方案三或方案四。 对于干燥地区，例如呼和浩特、兰州、乌鲁木齐等地，室外焓值在 70kj/kg 以下，室外状态点与空调机组 露点的焓差在 30kj/kg 以下。这些地区可以优先采用 方案一。而对于其他主要地区，例如北京、天津、西安、哈尔图 4 方案四的空气处理过程滨等地，室外焓值在 7085kj/kg 之间，室外状态点与露点的焓差在 3045kj/kg 之间。可以根据实际情况选 为满足除湿机性能要求，假定新风在除湿机前处择方案，约束条件比较少。理至 l1，使得 dl1-dl单位除湿量。过 l 点做等湿线，过 l1 做等焓线，相交得 m 点。主要