發(fā)布時間:2023-05-12 21:35:23 人氣:3798
醫(yī)院手術室焓濕圖知識總結
案例:百級凈化手術室,以鄭州為例,面積45平方,凈高3米,醫(yī)護人員12人。
夏季:tg=35.6℃,ts=27.4℃。
冬季:tg=-7℃,φ=60%。
夏季室內設計參數(shù):溫度24℃,相對濕度50%。
冬季室內設計參數(shù):溫度24℃,相對濕度50%。
L送=11000m3/h,L新=1200 m3/h,L回=9800 m3/h。
1 ?送風量計算
依據(jù)《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》GB50333-2002手術臺工作面高度截面平均風速為0.25—0.3m/s,送風口面積不低于6.24m2(2.4*2.6),風神的層流天花尺寸為2.5*2.7;考慮到風速的衰減,根據(jù)經驗,出風口平面風速宜為0.45—0.5m/s,能夠滿足要求。
1.1?總送風量的確定
L=0.45*2.5*2.7*3600=10935m3/h,取11000m3/h;
1.2?新風量的確定
新風量的確定主要依據(jù)以下幾條,并且選其中最大值。
1.2.1 ?按照《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》GB50333-2002規(guī)定換氣次數(shù)計算的新風量;
L1=6次/h*45m2*3m=810m3/h
1.2.2 補償室內的排風并能保持室內正壓值的新風量;
《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》規(guī)定每間手術室排風量不能低于L2=200m3/h,保持正壓從縫隙滲透的風量按下式計算:
L3=a.∑(q.L)
式中:L3—滲透風量(m3/h);
a----安全系數(shù),可取1.1—1.2;
q----當為某一壓差值時單位長度縫隙的滲透風量(m3/h.m);對于壓差為9.8Pa時,密閉門q=6;
L----縫隙長度(m)
本手術室兩個門:一個為1.4m*2.1m的電動氣密閉門,L1=7m;一個為0.9m*2.1m的手動平開氣密閉門,L2=6m。
L3=1.2*(q.L1+q.L2)=1.2*(6*7+6*6)=93.6m3/h;
補償室內的排風并能保持室內正壓值的新風量:
L2+L3=293.6m3/h
1.2.3???????人員呼吸所需新風量
依據(jù)《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》表4.0.1,每人最小新風量為60m3/h.人。該手術室人員呼吸所需新風量為:
12人*60m3/h.人=720m3/h
當最大值低于《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》表7.1.6中要求時,應取表7.1.6中相應數(shù)值,故該手術室新風量最小值為:
L新=1000m3/h,風神一般取1200m3/h;
2、熱濕負荷計算
2.1人員散熱量、散濕量:
Q1=n.φ.q????? ????W1=n.φ.w
式中:Q1---人體散熱量(W);
?????W1---人體散濕量(g/h);
?????? n---手術室內的人員總數(shù)(人);
?????φ---群集系數(shù),取0.92;
????? q ---每名成年男子的散熱量(W);平均顯熱70W,平均潛熱80W,平均全熱150W(男女各6人的平均)。
?????? w---每名成年男子的散濕量(g/h),平均散濕量120g/h;
算得:Q1=12*0.92*150=1656W;
????? W1=12*0.92*120=1325g/h;
2.2照明散熱量:
Q2=n3*n6*n7*N
式中:Q2---照明散熱量(W);
????? n3---同時使用系數(shù),取1;
????? n6---整流器消耗功率的系數(shù),當整流器在吊頂時取1;
????? n7---安裝系數(shù),安裝燈罩上無孔時取0.8;
?????? N---照明設備的安裝功率(W);
本例中照明燈具采用熒光燈,按照《建筑照明設計規(guī)范》GB50034-2004中規(guī)定照度為750lx,相當于每平米25W。
????? N=45*25=1125W;
???? Q2=1*1*0.8*1125=900W;
2.3設備散熱量表(Q3)
主要醫(yī)用電子設備散熱量表
手術室設備 |
功率(W) |
計算取值 |
手術室設備 |
功率(W) |
計算取值 |
手術無影燈 |
250—1000 |
600 |
麻醉機 |
30左右 |
30 |
電凝器 |
20 |
20 |
監(jiān)護儀 |
50—80 |
60 |
觀片燈 |
<50/片*6 |
300 |
心電圖機 |
<50 |
50 |
監(jiān)視器 |
20左右 |
20 |
腦電圖機 |
100—600 |
400 |
呼吸機 |
<50 |
50 |
肺功能測定儀 |
80 |
80 |
電刀 |
200—350 |
300 |
體外循環(huán)機 |
2800 |
1200 |
保溫柜 |
300 |
15 |
保冷柜 |
250 |
15 |
總計:Q3=3140W;
2.4手術過程產濕量
手術室內濕表面的大小因手術種類而異,通常可取0.7m2的濕表面,濕表面溫度為40℃,φ=50%,W2=F.g。
式中:W2—敞開水面的蒸發(fā)散濕量(g/h);
?????? F—蒸發(fā)面積(m2);
?????? g—敞開水表面單位蒸發(fā)量[1.460kg/(m2.h)];
W2=0.7*1.4600=1.022kg/h=1022g/h;
此項散濕形成的冷負荷為:
Q4=0.28.r.W2;
式中:Q4—散濕形成的冷負荷(W);
???? ??r—汽化潛熱(2449kj/kg);
Q4=0.28*2449*1.022=701W;
2.5其他負荷:
由于該手術室處于空調內區(qū),無外墻外窗,因此近似地認為無維護結構的傳熱負荷,且冬夏熱濕比ε相同。
Ⅰ級手術室設計工程實例熱、濕負荷匯總表
人員 |
照明 |
設備 |
散濕形成的潛冷負荷 |
濕表面散濕量 |
總冷負荷 |
濕負荷 |
熱濕比 |
||
人數(shù) |
全熱 |
散濕量 |
|||||||
(人) |
Q1 (W) |
W1 (g/h) |
Q2 (W) |
Q3 (W) |
Q4 (W) |
W2 (g/h) |
Q (W) |
W (g/s) |
ε |
12 |
1656 |
1325 |
900 |
3140 |
701 |
1022 |
6397 |
0.65 |
9842 |
3、空氣處理過程
3.1方案一:獨立新風一次回風系統(tǒng)
3.1.1空氣處理過程:(夏季工況)
1)求O點
根據(jù)已知點tn=24℃,φn=50%,查得:in=48.5kj/kg,dn=9.5g/kg;
根據(jù)已知點tw=35.6℃,ts=27.4℃,查得iw=88.2kj/kg,dw=20.4g/kg;
io=in-Q(L.ρ)=48.5-6.397*3600/(11000*1.2)=46.8kj/kg
又因o點在過n點的熱濕比線上,最終可確定o點,
查得to=22.8℃,do=9.4g/kg,查得φo=52.8%ㄑ75,滿足《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》7.3.1的要求。
2)求C點
根據(jù)焓濕圖上混風過程,N點風量為9800,W點風量為1200
查得tc=25.3℃,ic=52.8 kj/kg,dc=10.7g/kg
考慮風機溫升1.4℃,確定C1點:
tc1=25.3+1.4=26.7℃,dc1=dc=10.7g/kg
查得ic1=54.2 kj/kg
3)求L點
過O點作等含濕量線與φ=95%線相交確定L點,由dl=do=9.4g/kg,φl=95%,
查得il=37.4 kj/kg
4)求夏季空調機組表冷器冷負荷
??? Q表冷=L.ρ.(ic1-il)=11000*1.2(54.2-37.4)/3600=61.6KW
5)求夏季再熱加熱量:
?? Q再熱=L.ρ.(io-il)=11000*1.2(46.8-37.4)/3600=34.5KW
??輔助電加熱一般分為三段:比例為1:2:4,給電氣專業(yè)說明一下
3.1.2空氣處理過程:(冬季工況一:室外新風直接與回風混合)
1)求O點
根據(jù)已知點tn=24℃,φn=50%,查得:in=48.5kj/kg,dn=9.5g/kg;
根據(jù)已知點tw1=-7℃,φw1=60% ,查得iw1=-3.9kj/kg,dw1=1.3g/kg;
io=in-Q(L.ρ)=48.5-6.397*3600/(11000*1.2)=46.8kj/kg
又因o點在過n點的熱濕比線上,最終可確定o點,
查得to=22.8℃,do=9.4g/kg
2)求C點
查得tc=20.7℃,dc=8.6 g/kg,ic=42.8kj/kg
風機溫升1.4℃,tc1=20.7+1.4=22.1℃,dc1=dc=8.6g/h
查得ic1=44.2 kj/kg
3)求C2點
tc2=to=22.8℃,dc2=dc1=8.6g/h
查得ic2=44.9 kj/kg
4)求冬季空調機組加熱器加熱量:
Q加熱=L.ρ(ic2-ic1)=11000*1.2(44.9-44.2)/3600=2.6KW
5)求冬季加濕量
W=L.ρ(do-dc2)/1000=11000*1.2(9.4-8.6)/1000=10.6kg/h
6)空調機組的選型
風量:11000m3/h
夏季冷量:62KW
夏季再熱量:35KW
冬季加熱量:2.6KW
冬季加濕量:10.6kg/h
空調機機外余壓:送風高效過濾器終阻力取500Pa,管路及附件阻力取200Pa,機外余壓為700Pa
3.1.3空氣處理過程:(冬季工況二:室外新風先預熱到5℃)
1)求0點
io=in-Q(L.ρ)=48.5-6.397*3600/(11000*1.2)=46.8kj/kg
又因o點在過n點的熱濕比線上,最終可確定o點,
查得to=22.8℃,do=9.4g/kg
2)確定W2點
由tw1=-7℃,φw1=60% ,查得iw1=-3.9kj/kg,dw1=1.3g/kg;
而tw2=-7+12=5℃, dw2=dw1=1.3g/kg;
查得iw2=8.3g/kg
3)確定混合點C
由W2點和N點混合,得出C點
查得tc=22℃,dc=8.6g/kg;
4)考慮風機溫升1.4℃,升為C1
tc1=22+1.4=23.4℃,dc1=dc=8.6g/kg;
由于C1點要降為C2點,C2點溫度與O點溫度持平:
tc2=to=22.8℃, dc2=dc1=8.6g/kg;
5)求冬季新風預熱量:
Q新熱=L新.ρ(iw2-iw1)=1200*1.2(8.3-(-3.9))/3600=4.8KW
6)求冬季空調機組表冷器冷負荷:
Q表冷=L.ρ.(ic1-ic2)=11000*1.2(45.5-44.9)/3600=2.2KW
7)求冬季加濕量:
W=L.ρ(do-dc2)/1000=11000*1.2(9.4-8.6)/1000=10.6kg/h
8)空調機組的選型:
風量:11000m3/h????? ??夏季冷量:62KW?????夏季再熱量:35KW
冬季新風預熱量:4.8KW?冬季冷量:2.2KW??? ?冬季加濕量:10.6kg/h
3.2方案二:集中新風一次回風系統(tǒng)
3.2.1集中式新風機組
新風量為10000m3/h為例,專供手術室新風用。夏季工況,把室外新風處理到過N點的等焓線與φ=95%的交點上K。
由ik=in=48.5kj/kg,φk=95%
夏季新風處理冷負荷為:
Q新冷=L.ρ.(iw-ik)/3600=10000*1.2*(88.2-48.5)/3600=132KW
冬季工況,新風機組把室外新風預熱到5℃(W2)
冬季新風處理熱負荷為:
Q新熱= L.ρ.(iw2-iw1)/3600=10000*1.2*(8.3-(-3.9))/3600=40KW
3.2.2空調循環(huán)機組夏季工況
空氣處理過程:
1)求O點
io=in-Q(L.ρ)=48.5-6.397*3600/(11000*1.2)=46.8kj/kg
查得to=22.8℃,do=9.4g/kg
2)求C點
由N點與K點混合,得出C點。
查得tc=23.3℃,dc=9.8g/kg;
考慮風機溫升1.4℃,確定C1點:
查得ic1=49.9kj/kg
3)求L點:過O點作等含濕量線與φ=95%線相交確定L點:
查得il=37.4 kj/kg
4)求夏季空調機組表冷器冷負荷
??? Q表冷=L.ρ.(ic1-il)=11000*1.2(49.9-37.4)/3600=45.8KW
5)求夏季再熱加熱量:
?? Q再熱=L.ρ.(io-il)=11000*1.2(46.8-37.4)/3600=34.5KW
??輔助電加熱一般分為三段:比例為1:2:4,給電氣專業(yè)說明一下
3.2.3空調循環(huán)機組冬季工況
空氣處理過程
1)求0點
io=in-Q(L.ρ)=48.5-6.397*3600/(11000*1.2)=46.8kj/kg
又因o點在過n點的熱濕比線上,最終可確定o點,
查得to=22.8℃,do=9.4g/kg
2)確定W2點
由tw1=-7℃,φw1=60% ,查得iw1=-3.9kj/kg,dw1=1.3g/kg;
而tw2=-7+12=5℃, dw2=dw1=1.3g/kg;
查得iw2=8.3g/kg
3)確定混合點C
由W2點和N點混合,得出C點
查得tc=22℃,dc=8.6g/kg;
4)考慮風機溫升1.4℃,升為C1
tc1=22+1.4=23.4℃,dc1=dc=8.6g/kg;
由于C1點要降為C2點,C2點溫度與O點溫度持平:
tc2=to=22.8℃, dc2=dc1=8.6g/kg;
5)求冬季空調機組表冷器冷負荷:
Q表冷=L.ρ.(ic1-ic2)=11000*1.2(45.5-44.9)/3600=2.2KW
6)求冬季加濕量:
W=L.ρ(do-dc2)/1000=11000*1.2(9.4-8.6)/1000=10.6kg/h
8)空調機組的選型:
風量:11000m3/h???????夏季冷量:46KW?????夏季再熱量:35KW
冬季冷量:2.2KW???????冬季加濕量:10.6kg/h
3.3方案三:集中新風二次回風系統(tǒng)
3.3.1集中式新風機組
同上集中新風一次回風系統(tǒng)。
3.3.2空調循環(huán)機組夏季工況
空氣處理過程:
1)求O點
io=in-Q(L.ρ)=48.5-6.397*3600/(11000*1.2)=46.8kj/kg
查得to=22.8℃,do=9.4g/kg
2)考慮風機溫升1.4℃,tc2=22.8-1.4=21.4℃,dc2=do=9.4 g/kg
查得ic2=45.5kj/kg
3)求L點:
N點與C2點連線并延長至與φ=95%交點為L點
查得il=35.3kj/kg
4)求通過表冷器的風量L表:
L表=(in-ic2)/(in-il).L=(48.5-45.5)/(48.5-35.3)*11000=2500m3/h
5)求一次回風量L1
L1=L表-L新=2500-1200=1300m3/h
6)求二次回風量L2
L2=L-L表=11000-2500=8500m3/h
7)求C1點
根據(jù)NC1/NK=L新/L表=1200/2500=48%
在焓濕圖上確定C1點,ic1=48.5kj/kg,tc1=20.9℃
8)求夏季空調機組表冷器冷負荷
Q表冷=L表.ρ(ic1-il)=2500*1.2(48.5-35.3)/3600=11KW
3.3.3空調循環(huán)機組冬季工況
空氣處理過程:
1)求O點
io=in-Q(L.ρ)=48.5-6.397*3600/(11000*1.2)=46.8kj/kg
查得to=22.8℃,do=9.4g/kg
考慮風機溫升1.4℃,確定C3點,tc3=22.8-1.4=21.4℃,dc3=do=9.4g/kg
查得ic3=45.5kj/kg
2)冬季一次回風量、二次回風量與夏季相同:
L1=2500-1200=1300m3/h,L2=L-L表=11000-2500=8500m3/h
3)確定C1點:按與夏季相同的一次回風混合比確定C1點
ic1=(L1.in+L新.iw2)/(L1+L新)=(1300*48.5+1200*8.3)/(1300+1200)=
29.2kj/kg,查得tc1=15.3℃
4)求C4點
ic4=(L.ic3-L2.in)/L表=(11000*45.5-8500*48.5)/2500=35.3kj/kg,tc3=12.3
5)求C2點
過C1點作等含濕量線與過C4點的等溫線相交確定C2
dc2=dc1=5.4g/kg,tc2=tc4=12.3℃,查得ic2=26.0kj/kg
6)求冬季空調機組表冷器冷負荷
Q表冷=L表.ρ(ic1-ic2)/3600=2500*(29.2-26)/3600=2.7KW
7)求冬季加濕
W=L表.ρ(dc4-dc2)/1000=2500*1.2*(9.1-5.4)/1000=11.1kg/h
由于作圖誤差,方案三冬季加濕量與方案一和方案二有區(qū)別。
8)空調機組的選型:
風量:11000m3/h????夏季冷量:11KW????冬季冷量:2.7KW
冬季加濕量:11.1kg/h
空調機機外余壓:送風高效過濾器終阻力取500Pa,管路及附件阻力取200Pa,機外余壓為700Pa