手术室常用空气处理方式及节能

手术室常用空气处理方式及节能分析摘要：本文以一级洁净手术室为例，分析了舒适性空调同洁净空调送风量的确定方法、洁净空调的送风温差，以及送风状态点的确定方法，介绍了二次回风系统在洁净手术室空气处理过程中的应用。与一次回风空气处理过程相比较，在一级同二级洁净手术室空气处理过程中应用二次回风系统，节能效果显著。关键词：洁净手术室、送风量、送风温差、二次回风、节能通常在舒适性空调（全空气系统）送风量的确定时，是先计算室内余热、余湿，而后计算热湿比，再选定送风温差，进而确定送风状态点。在焓湿图可查得送风状态点和室内点的焓值，进而按消除室内余热或余湿计算送风量，再校核换气次是否达到要求，如未达到，则应接规定的换气次数为准。由于洁净空调送风量是接规范所要求的换气次数去计算送风量（再按消除室内余热去校核送风量，二者取较大值，通常按换气次数计算的送风量要大于按消除室内余热所计算的送风量。），其送风量较舒适性空调要大得多，且送风量为己知，故不能用确定送风温差的方法去确定送风状态点，我们可以用消除室内余热的方法去求得送风状态点与室内状态点的焓差，进而确定送风状态点的焓值，作等焓线与热湿比线的交点，即得到送风状态点。在洁净手术的设计过程中，其送风量一般按换气次数确定，对于一级手术室，其要求严格，为洁净单向流，一般不按换气次数确定，其送风量为：2.6×2.4×0.45×3600（风口规格为2.6×2.4，风速一般为0.2m/s~0.3m/s，考虑衰减，一般取0.4m/s~0.45m/s[1]，手术室送风口一般都用送风天花）。二级手术室：30～36次/h，[2]三级手术室：18～22次/h，四级手术室：12～15次/h。现以某医院洁净手术室（处于湖北荆州）夏季一次回风系统为例，设计参数如下表所示：洁净室设计参数表1年房间熊净化等级墙换气次数恶室外参数边室内设计参数把干球温度洋湿球温度架干球温度去相对湿度乞m因3税/h全o粥C蛾o胆C嫌o手C秘%佛OR1粥百洲级老/辆35.7率28.5盗24没50仗OR2招千益级块36开35.7蛾28.5批24祥50金OR3汉万级丧22址35.7虎28.5榆24腰50应OR4沈十万级援15秋35.7意28.5哄24圣50手术室一般处于建筑的内区,主要负荷为医疗设备、灯具同人体的散热,风量、负荷计算见下表:手术室风量、冷量计算表表2权房间充面积牺层高纳级别切送风量桨余热量鸡余湿量御热湿比远新风量谣新风负荷爬总负荷挤m漂2璃m共m哥3添/h协kw留g/s搂m耳3皇/h袭kw萍kw住OR1单42益3蚕1园101疑0湾0遍8.6傲3.64器8600度1000吓14.74秘23.34银OR2强36莫3忠2骆3888塑6.4便2.77滋8312宝800房11.8澡18.2津OR3虚36瓶3罗3你2376融5.8臂2.5畅8286哈800酿11.8分17.6狸OR4繁36清3瞧4疗1620眠5.2恢2.33考8000盼600备8.84虑14.04由于手术室一般比较集中，故其空调布置也比较集中，为方便施工及控制，新风一般由新风机组集中处理，由由风管送至各个回风处理机组与回风相混合。空气处理过程：室外新风通过新风机组先处理至室内等焓状态点L，不承担室内负荷，回风则在处理前或处理后与新风混合，送至室内。处理过程如下图所示。图1一次回风空气处理过程焓湿图从焓湿图上可看出两种方案的再热量同冷量相差不多，但对于方案1，在一级以下的手术室中，由于送风温差较大，回风处理状态点C的温度低于12oC，在实际工程中很难达实现，故在此选择第二种方案：回风先与新风混合后，再经空调机组处理后，送至室内。各状态点确定：（以OR1为例）：Δh=Q/G雄Δ识h滑：尽室内状态点同涝送风状态点的灾焓差（市i埋n魄-i源o驼）Q：室内余热掏G弟：房间送风量盗室内状态点焓卖值执i晌n订为宗：旋47.86播kJ/kg漆，管Q遭：光8.6k捕w增，奇G斗：诉10110肠m屑3完/态h册，可求得声Δ魄h付=2.55无kJ/k协g顷，即可求出熄送风状态点的标焓值务i楼o龙=45.3舌穴kJ/kg边，过扎i只o克作等焓线与热侦湿比线的交点结即可得送风状像态点何O彩，过依O墨点作等湿寸线糕与姻95往%导等相对湿度线兽交于叼C瓜点，由新回风收比可确定窝M栋点吊。断各状态点参数剖见下表抖面习2仅：常各状态点参含数突份皇革雹燃编麦表括3嘴状态点怪干球温度汽湿球温度文相对温度贞含湿量泰焓值跟勤o买C袍o霞C嫂历%有g/kg弟kJ/kg键W莲35.7谣28.5藏58.8伤21.83案92.08梯N袖24扯17套50倾9.28热47.86倚L煌17.6词17良95撒11.9配47.86蜜M猜23.4杆17北53.5违9.55孤47曾.86品O如2予2疗.3甜1顶6粉.2靠5做3攀.搏6钥8.床96旗45.杠27状C惭13.2厉12.7威95美8.96糟35.93各N播点与敲C根点的焓差即为伍机组消耗的冷揪量燕（数值上等再确热量加上室内黎余热量）忌Q岩冷量键=铺G缸（潮i符m造-i燥c疯）战=迎10100逗/3600处×1.2×列(47.86租-3贺5胸.荐93狂)甜=点40沫.期16孤kw挨W捉点与年N筛点的焓差即为乐新风负荷径Q广新风百=G监新风故（抖i皆w系-i禾n查）财=(嚼1000/3步600)×1喝.2×(92俱.08-47瓶.86)典=杜14.74茂kw悼O蚁点与涨C魔点的焓差即为队机组饿再热量并Q强再热棕=驳G酒（预i睬o土-贞i校c混）默=1锅0100腔/3600×粮1.2×(捡4摩5.27觉-3伏5林.价93各)喷=真3塔1要.盼4自kw织同理可计算其柿他几间手术室迹的冷量同再热慢量。弓手术室一次回纳风攀冷量同再热量眯贞再柄雾虹偶表践4伸房间努面积绕级别姻送风量什余热量占新风量禾回风量浅冷量为再热量锁送风焓差和绕m广2掩殃m高3乳/h栽kw盒m群3肠/h述m产3徒/h弓kw查kw昂kJ小OR1茧42哈1下10100惭8.6忍1000毒9100抗40.16嘴31.4鬼2.55粉OR2贼36园2舱3888挪6.4赛800誓3088费1膜7役.辱1眉10.65部4.92闲OR3须36安3候2376近5.8座800场1576坑11.2株5.恼2您7.32齿由谦表姜4佣可以看出手术泥室级别越低狮，华送风焓差越大及，相应的空气消处理温度也稀越低，在上述拼三级手术室然中，通过计算盐及查焓湿图可臂得其处理后空伸气温度接近亿于撇12片o脖C晨，对于双OR亿4惭手术室，通过漏计算可知其送死风状态点焓值特为冈38.23逗kJ/kg厨，过送风状态挥点蛇O联作等湿线尖与展95贝%屈等相对湿度线隔的交毙于教C柴点，从焓湿图舍上可查悦得揭C稻点温度低顺于尊12军o绍C渡，在实际工程央中达到如此低快的温度，难以蒜实现，且成本括高，故从实际的出发，应考虑寇放大送风量，肿我们假设其空希气处理状态点佳C摊的温度令为讨12窃o谊C肃，插过骡C润点作等湿线与维热湿比线交屈于令O瓜点，从焓湿图妇上可查煌得众O旦点筒C夜点状态参数验O桌、绪C坛状态点参绑数菠真盲足译裙吗谁李表申5号状态点题干球温度捉湿球温度幅相对温度倦含湿量啄焓值执咸oC艇o存C沸僻%五g/kg这kJ/kg系O授18.5邻14.2悼62.4惕8.27炮39.68锐C标12鹅11.6妇95俗8.27绒33送风量：降欺喇煌取拔G=Q包/从（伪i慌n培-i畜o龄）孔览澡悔辟怜=5.2路/(47.8奸6-39.6送8)晃躲在燥原广=圈0.635k功g酱/s妖堵基热趋资=峡1907m学3解/h再热量：立妨吐堡Q爸再热盟=舒G阀（分i吼o杰-i榨c激）民南刚场=1倒907/36寇00×1.2稀×(39进.笋68-33)嫩鸣谨词=赵4.25灯kw姥通过上述计算露分析可知：手贤术室的送风量却应根据具体情脚况，具体分析尾，从面选择合终适、正确的计毁算方法。岸观察分析可知群，在一次回风粗系统中存在冷射热抵消的问题羊，浪费能源，仆对于一级手术址室能源浪费尤抱为严重（再热蛛量悟超过馅30kw奉，同时还有等支量的冷量）。蛾从节能的角度据出发可考虑采馋用二次回风（腊为使系统控制过简易，易与在侵实际工程中实副现，本文所提伙及的二次回风枣皆为诚固定二次回风计量的二次回风袜系统络）：召通常有两种二寸次回风模式聋，输1律，竟新风经新风机靠组处理至室内漂等焓状态点监（尼不承担室内负仗荷流）后，与一部债分回风混合，悼再处理到露点叶，再与另一部话分回风相混合亭，再经过再热槽至送风状态点赢后，送入洁净罩手术室仰。光2暴，塑新风经新风机凑组处理至室内鉴等焓状态点，肆一部分回风经炼循环机组处理统后再镇与弓未经处理的回粪风相混合，冻再热后再与处蛛理后的新风混辈合至送风状态启点，送入洁净淹手术室。表（与新风混合钻的回风状态点偿M农与一次回风状宇态丰点相同）。凉空气处理过程得焓湿图如下：阳图想2制孕洁净室二次回赶风空气处理方途式摧由焓湿图可明售显看出，方弦案佛1渣的再热量大于骨方案的，相应邮的冷量也大于受方利案多2测，故在此，选遮择方址案蚊2车所示的空气处橡理方式雄各个状态点的侨确定（古以絮OR上1料为例）亏若一次回风同杯二次回风的混晚合点码为斧O踏点弓（不须再热）倾，则过五O候，闷N擦点的直线加与曾9晨5蚁%档等匀相对湿度线无塑交点，即得不塘到一次回风处赢理状态点。过散O酿点作等湿线窃与掩9红5亭%顷等相对湿度景线交与粱C的点，一次回风克同二次回风的揭混合点掌M寒须在线段酸O默C端上，热M肯点通过等湿再线热方能处理至汉O闭点。由空气处貌理过程焓湿图羽可知：混合点遥M捡不唯一，锄要使再热量尽合可能小，则二呆次回风处理的亩温度要尽可能级低，禽由于冷水机组丧的供回水温度比为窝7-12针o掩C亩，墨过表冷器的送努风温度垫一般在盘取形1说2贴-16暖职o座C睬（船处理的温度可蒸低乱于偿12迅o乡C借，但处理温度肌越低，成本越扭高，通过表冷镇器的出风温度价可通腊过敞DDC疫自动控制器精记确控制冷冻水锹流量以达到控笛制的目的剖）骂，畏在此雅取副1量2港o甘C舱，扫即可确定一次跑回风处理状态冬点孤L嫂＇商，脆连稼接斑N朋和芝L恒＇燃点，交急OC表于仅M欣点左。起从焓湿图上可来得：随Q播=G*(i惑n描-i川o)坝俩NM/M些L送＇药=i逝n矛-i沾m勺/i害m戒-i侍怀l番＇按=G货l阔/G逐2释络英次Q路：室内余热G：总送风量键G屯l麦：一次回风量志G阿l汪与新惭风期量档G慌w构之和联G清2宫：二次回风量私M吊、顶L勺＇演点状态参数可皆在焓湿图上直茎接查得耍，早即可求出忌G则l沉/G物2逢，已姑知禽G睛同昼G猜l看/G谷2俗的比值，即可术求出益G棕l结、翻G扛2扶，一次回风量蹦即为蒜G皇1挠同泉G候w牺（新风量）的般差值。饰M斑、略L网＇悟状态点参泉数宅森厚爱欧摩以腿表理6据状态点杂干球温度桃湿球温度嫂相对温度序含湿量写焓值开穿o送C永o牧C重额%结g/kg锁kJ/kg代M至20.2脉15.4砖61宪8.96自43.1燥L或＇震12勤11.6盼95雄8.27为33赌一次回风量与群二次回风量农计算筛：导G送l桃/G调2晒=翅（吴i锻n拉-期i健m送）厨/液（登i娇m到-肉i有l辫’问）键G促l沸/圈(粘10神100-G岔l膛)疯=穴（深47.86-流43.嫩1虚）毒/岁（重43.雁1齐-瑞33膝）耍G严l直=脖3230捕m私3绢/h孝G钻2彼=/(铃10100吓-G最l名)摇=败10瞎100-死3230跨=睡6强870爪m沸3浅/h环不负踪蓬G仅1蹄=G稻l锄-G谊w首醒嗽份劝造=顾3230泛-1000境=脚2230夹m勉3吃/h愧G生1上/G蒜w佩=原2230压/1000=深2.23械际奔根据一次回风语同新风量的比豪值即可得到良M虏＇经点宇，精M协＇选在等焓线岔NL首上，焓值为心：械47.86肺kJ/kg渣。杀再热量包：哪荒Q裕再热找=韵G缩（商i帖o票-度i持m哪）俱侦眼拖=拒(府10骂100/36消00)×1.衰2×(4丈5歌.进27标-43.胃1赛)拖烟闻仿=厉7男.速31筝kw姐冷量板：胃焦Q怖冷量余=G丘l茧（捧i涛m认＇饿-召i蝴l元＇页）钉净饮起=互(化3230罚/3600)扣×1.2×墨(47.湖86巴-君33)灯拖乔宋=粉16漫.泼0级kw炎们饲从二次回风处晓理过程焓湿图筹中可以看出，精二次回风系统若中一次回风的杂空气处理状态僚点喷L艳＇南的温度低于一公次回风空气处物理状态点虏C包的温度。在先羊前的一次回风毕系统中，我们寒对焦OR甲3得同呈OR奏4漂手术室阅进行分析计算转中可知其混合冈后空气处理状买态点接近或低展于踪度鸭12影o湿C脊，念同时若采用二土次回风，对孔于哑OR氧3较手术室来说其稍再热量同一次盒回风系统的再沫热亚量丽相差不多，而心对泪于战OR则4乔手术室，由于窄其一次回风系托统中混合空气倦处理温度则为仁12昨o府C悦，若采用二次昂回风系统，其冠一次回风处理稳温度低懒于涛12如o菜C菌，，难以达到汉，且再热期量循同一次回风的吼再热枕量幅相差不多，综箭合考滤对封于材OR绳3敏同焰OR毙4士手术室采用一触次回风系统更黎为合算。罚同理可计算野OR2阀手术室采用二袍次回风时的再坦热量同冷量。插手术室二次回董风的冷量同再猫热量工仿萍层性孔驼表鞋7境房间爱面积吐层高例级别忌送风量书余热量叉新风量橡一次回风量路二次回风量耕冷量塌再热量犁谱m2皇m望植m3/h规kw优m3/h棒m3/h讲m3/h鸽kw悠kw青OR1尾42望3墨1问101转0享0留8.6骤1000毯2230拔7780榴16称.0潮到7.31瓣OR2短36嫌3举2搬3888址6.4挨800浸1864惜1224座1形3哨.诸2晌戚6.64屯手术室一次回渔风同二次回风价能耗对比贝皇惠邻互慎路表茎8萄房间眠一次回风茂二次回风那节省冷量驴节省量屡节省热量奇节省量高冤冷量弱再热量堤冷量里再热量捆反kw底kw蹄kw傻kw腊kw织%顶kw些%照OR1酒40.45输31.73瓶16旋.待0馆7易.燥31镜24.淡45穷60.5壤偷24.纠42询77病啊OR2须17.1鸣10.65叨1雷3否.砌2薯6.84敌3与.9散4朝0葬.颂4虏焦4轰.青01增37.6挺结论：通过以锻上分析对比可留以看出，二次鄙回风系统在洁竹净手术部空气衰