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以(yǐ)某(mǒu)院(yuàn)一(yī)間(jiān)I級(jí)手術室為例:麵(miàn)積 50㎡,淨(jìng)高(gāo)3.0m。
夏(xià)季室(shì)內設計(jì)參(cān)數:溫(wēn)度(dù) 24℃,相對(duì)濕度 50%
冬(dōng)季(jì)室(shì)內(nèi)設(shè)計參數:溫度(dù) 24℃,相對濕度(dù) 50%
室(shì)內工作人員:12 人(rén)(含病(bìng)人)
北京(jīng)地區(qū)室(shì)外設(shè)計參數
夏季空(kōng)調計算幹球溫(wēn)度(dù) 33.5℃,計算(suàn)濕球(qiú)溫度 26.4℃
冬(dōng)季空(kōng)調計(jì)算(suàn)幹球溫度 -9.9℃ , 計算(suàn)相(xiāng)對(duì)濕(shī)度(dù) 45%
一(yī),送(sòng)風量計算
依據《醫(yī)院潔淨手(shǒu)術(shù)部建(jiàn)築(zhù)技術規(guī)範(fàn)》I 級手術室的(dí)工作區(qū)平均(jūn)風速為(wéi) 0.2~0.25m/s,送(sòng)風(fēng)口麵積(jī)不低於6.24㎡(2.4×2.6),考慮(lǜ)到(dào)風(fēng)速的衰減(jiǎn),出風口(kǒu)平(píng)麵風速(sù)宜取工(gōng)作(zuò)區平均風(fēng)速1.5倍(bèi),即(jí) 0.3~0.38m/s。因此總(zǒng)送風量計(jì)算(suàn)為(wéi)
L=0.38×6.24×3600=8536m³/h
由此計(jì)算 I 級(jí)手術室(shì)換(huàn)氣次數(shù)為57次(cì) /h, 遠大於其它級別(bié)手術室的換(huàn)氣次數(shù)要求(qiú),按《醫院潔(jié)淨(jìng)手(shǒu)術部建(jiàn)築技術規(guī)範》,II 級手(shǒu)術(shù)室為24次 /h, III 級(jí)為(wéi)18次(cì)/h;也(yě)遠(yuǎn)大於《綜(zōng)合醫院建築(zhù)設(shè)計規範》中換氣次數不(bù)得低(dī)於 6次/h 的要求(qiú)。
二,新(xīn)風(fēng)量確(què)定(dìng)
依(yī)據《醫院(yuàn)潔(jié)淨手術部(bù)建築技術(shù)規範》規(guī)定最小(xiǎo)新風(fēng)量計算:
LX=20×50=1000m³/h
與補(bǔ)償(cháng)室(shì)內的(dí)排風並(bìng)能保持室內正(zhèng)壓(yā)值(zhí)的新風(fēng)量比(bǐ)較取(qǔ)大值(zhí),一般(bān)情況下(xià)後(hòu)者均(jūn)低於前(qián)者(zhě)。
三,I 級手術(shù)室(shì)熱(rè)濕負荷(hé)計算(suàn)
1,人員散(sàn)熱量(liáng),散濕(shī)量(liáng)
Q1 = n·φ·q W1 = n·φ·w
式(shì)中 Q1—人(rén)體散熱量(liáng)(W)
W1 —人(rén)體(tǐ)散濕(shī)量(g/h)
n —手(shǒu)術室內(nèi)的(dí)人(rén)員總數 ( 人(rén) );按《醫院潔淨手術部建築技術(shù)規(guī)範》,I 級(jí)手術(shù)室(shì) 12 人,II 級(jí)手術室 10~12 人(rén),III~IV 級手術(shù)室 6~10 人(rén)
φ —群(qún)集(jí)係數,φ 取(qǔ) 0.92
q —每名成(chéng)年(nián)男(nán)子(zǐ)的散熱量(W);按(àn)國標(biāo)圖(tú),平均(jūn)顯熱70W,平均(jūn)潛熱 80W,平均全(quán)熱(rè) 150W(男,女各(gè) 6 人的平均);按(àn)措(cuò)施,輕(qīng)度(dù)勞(láo)動,全熱取182W
w —每名成(chéng)年(nián)男子(zǐ)的散濕量(liáng)(g/h);按國標圖,平(píng)均(jūn)散濕(shī)量 120g/h;按(àn)措(cuò)施(shī),輕度勞(láo)動,取(qǔ)167g/h
Q1= 12×0.92×182= 2009W
W1= 12×0.92×167= 1844g/h
2,照明(míng)散(sàn)熱量
Q2 =n1·n2·n3·N
式中 Q2—照(zhào)明散熱(rè)量(liáng)(W)
n1 —同時(shí)使(shǐ)用係(xì)數,取 1
n2 —整(zhěng)流器(qì)消(xiāo)耗功(gōng)率(shuài)的係(xì)數,當整(zhěng)流器在吊頂(dǐng)內時(shí)取 1
n3 —安裝(zhuāng)係數(shù),暗(àn)裝燈罩上無孔時(shí)取(qǔ) 0.8
N —照(zhào)明設(shè)備的(dí)安(ān)裝功(gōng)率(shuài)(W)
本(běn)例中照(zhào)明(míng)燈(dēng)具采(cǎi)用(yòng)熒(yíng)光燈,按(àn)照(zhào)每平米25W 計(jì)算
Q2=1×1×0.8×50×25=1000W
3,手(shǒu)術過(guò)程產濕(shī)量(liáng)和散濕(shī)形成的(dí)冷負荷
手(shǒu)術室(shì)內濕(shī)表(biǎo)麵(miàn)的大小因手(shǒu)術種(zhǒng)類而(ér)異,通常可取 0.7㎡的(dí)濕(shī)表麵,濕表麵溫度40℃,Φ=50%,W2=F·g
式(shì)中(zhōng) W2 —敞開(kāi)水麵的蒸發散(sàn)濕量(liáng)(g/h)
F —蒸發(fā)麵(miàn)積(jī)(m)
g —敞(chǎng)開(kāi)水(shuǐ)表麵單(dān)位(wèi)蒸(zhēng)發量(liáng)[1.460kg/(m2·h)]
W2=0.7×1.4600 = 1.022kg/h=1022g/h
散濕(shī)形(xíng)成的冷負荷為:
Q4=0.28r·W
式中 Q 4—散濕(shī)形成的(dí)冷負荷(W)
r —汽化(huà)潛熱(2449kJ/kg)
Q4= 0.28×2449×1.022=701W
4,熱(rè)濕(shī)負荷(hé)匯(huì)總(zǒng)
由於該手(shǒu)術(shù)室處於(yú)空(kōng)調內區(qū),無(wú)外牆(qiáng)外(wài)窗,因此(cǐ)近似認(rèn)為無圍(wéi)護(hù)結構(gòu)的(dí)傳(chuán)熱負荷 , 夏(xià)季(jì)和冬季(jì)的冷(lěng)熱負荷,濕負荷相(xiāng)同(tóng),熱濕比ε相同(tóng)。
總(zǒng) 負(fù) 荷:Q=Q1+ Q2 + Q3+ Q4
=2009+1000+3000+701=6710W
濕(shī)負(fù)荷(hé):W=W1+W2=1884+1022=2906g/h
按手(shǒu)術(shù)室(shì)麵積(jī)計(jì)算冷(熱(rè))指標(biāo)為 134W/m²,冷(熱)負(fù)荷中權重最大(dà)的是設(shè)備(bèi)散熱(rè)量(Q3),占比45%,其次是(shì)人(rén)員(yuán)散熱量Q1,占(zhān)比30%。濕(shī)負(fù)荷(hé)中占比較高的(dí)也(yě)是(shì)人員(yuán)散(sàn)濕(shī)量,從負荷(hé)特(tè)點(diǎn)來(lái)說都沒有(yǒu)減少空(kōng)間(jiān)。
四,I 級手(shǒu)術室(shì)熱濕負荷(hé)計(jì)算(suàn)
方案(àn)一 : 獨立新風(fēng)一(yī)次(cì)回風(fēng)係統(tǒng)

方案二 : 新風(fēng)集(jí)中處理(lǐ)一次回風係統(與方案一的(dí)區別(bié)是,新(xīn)風(fēng)機組(zǔ)加入(rù)了冷(lěng)熱盤管)

方(fāng)案三(sān):新風(fēng)集(jí)中處(chǔ)理二次回(huí)風係(xì)統

三(sān)種方(fāng)案(àn)的(dí)冷(lěng)熱(rè)負(fù)荷比較匯總(zǒng)表:

三(sān)種方(fāng)案比(bǐ)較,方案一(yī)和(hé)方(fāng)案二(èr)的總冷量和再(zài)熱(rè)量(liáng)是相同的(dí),區別(bié)在(zài)方案二的(dí)新(xīn)風(fēng)在新(xīn)風機(jī)組(zǔ)內預處(chǔ)理了(括(kuò)號的11kw)。按(àn)總冷(lěng)量為 44.6KW 計(jì)算(suàn),冷指標(biāo)達到 892W/㎡, 是(shì)室(shì)內負(fù)荷(hé)6.7KW 的6.7 倍,其中(zhōng)再(zài)熱量占60%;如(rú)果(guǒ)將總(zǒng)冷(lěng)量和再熱量相(xiāng)加(jiā),是(shì)室(shì)內(nèi)負荷的(dí)10.7 倍(bèi)。
方案三(sān)與方案(àn)一和方(fāng)案(àn)二比(bǐ)較(jiào),總冷(lěng)量(liáng)為(wéi) 17.7KW,冷指標為 354W /㎡, 是室(shì)內負(fù)荷的 2.6倍,再(zài)熱(rè)量(liáng)為零,新風冷量占總冷量的 62%。
目前在(zài)手(shǒu)術(shù)室的淨(jìng)化(huà)空調係統設計(jì)中,方案一和(hé)方案二占(zhān)大多(duō)數,因(yīn)此(cǐ)淨化空(kōng)調尤其 I 級手(shǒu)術(shù)室的空調能耗(hào)是(shì)相當(dāng)高的,要想減少淨(jìng)化空調係統能耗(hào)應從減少(shǎo)再熱量入(rù)手。方(fāng)案三的(dí)再熱量(liáng)為零,沒有冷熱(rè)抵消,總(zǒng)冷量是方案一和(hé)方案二(èr)的(dí) 40%,實際項(xiàng)目應用(yòng)卻(què)較少,一(yī)般認為(wéi)方案三的(dí)二(èr)次回(huí)風(fēng)係統控(kòng)製復雜(zá),室內溫濕度(dù)穩(wěn)定性較差,果真(zhēn)如此(cǐ)嗎(má)?
I 級手(shǒu)術室(shì)空(kōng)氣處理過程分析
對(duì)比方(fāng)案一(yī)和(hé)方案三的空氣處(chǔ)理過程(chéng)如下(xià)圖(tú):

圖(tú)中 L 點是(shì)經(jīng)過表(biǎo)冷(lěng)器後(hòu)空氣出(chū)口的Z低送(sòng)風溫度(dù),當空調冷(lěng)水的供水溫度(dù)為 7℃時,為(wéi)7+3.5=10.5℃(見(jiàn)《民用(yòng)建築供暖通風與(yǔ)空氣調節(jié)設計(jì)規(guī)範(fàn)》的 7.5.4 和 7.5.5 條),可(kě)以隨(suí)著供水溫度(dù)提高(gāo)而(ér)提高,降低而(ér)降(jiàng)低。將 L 點與(yǔ)室內設計點(diǎn)連起(qǐ)來,當(dāng)室(shì)內熱濕(shī)比(bǐ)小於這(zhè)條連綫值(zhí)時(shí),空調(tiáo)係統需(xū)要將(jiāng)空(kōng)氣冷凍除(chú)濕(shī)到L點後(hòu)再熱(rè),才(cái)能達(dá)到室內(nèi)設計(jì)溫(wēn)度(dù);當熱濕(shī)比大(dà)於這(zhè)條(tiáo)連(lián)綫(xiàn)值時,可(kě)以(yǐ)分(fēn)三種情(qíng)況(kuàng)處(chǔ)理:
第一(yī)是(shì)處理(lǐ)到圖中的(dí) L2 點(diǎn),L2 點(diǎn)是(shì)熱(rè)濕(shī)比與機器(qì)露(lòu)點(diǎn)綫的交(jiāo)點,根據(jù) L2 點計算出經過表冷(lěng)器處(chǔ)理(lǐ)的風(fēng)量 L0,當L0 小於(yú)送(sòng)風(fēng)量 L 且新(xīn)風(fēng)量 LX 小(xiǎo)於(yú) L0 時(shí),先一(yī)次(cì)回風混合到(dào) C2 點(diǎn),由 C2 點冷凍(dòng)除(chú)濕(shī)到(dào) L2 點(diǎn),再(zài)二(èr)次回風混合到 O 點(diǎn),這個(gè)過程(chéng)是(shì)方(fāng)案三,不用再(zài)熱。
第(dì)二是(shì)處理(lǐ)到圖(tú)中的(dí) L1 點,L1 點是送風點 O 的(dí)含濕量綫(xiàn)與機器(qì)露點綫(xiàn)的交(jiāo)點(diǎn),當新(xīn)風量 LX 小於 L 時(shí),先一次回風混合(hé)到 C1 點,由 C1 點冷(lěng)凍除(chú)濕到 L1 點,再熱(rè)到 O 點,這(zhè)是方案(àn)一。
第(dì)三是(shì)處理(lǐ)到(dào)圖(tú)中的 L1 與 L2 之間的 L3 點,根(gēn)據(jù) L3點計算出經過表冷器(qì)處理(lǐ)的風(fēng)量(liáng) L0,當(dāng) L0 小於(yú)送風(fēng)量(liáng) L 且新(xīn)風量 LX 小(xiǎo)於 L0 時(shí),先一(yī)次回風(fēng)混合到(dào) C3 點,由(yóu) C3 點冷(lěng)凍除(chú)濕到(dào) L3 點經再(zài)熱後(hòu),再二(èr)次(cì)回(huí)風(fēng)混合(hé)到 O 點,這(zhè)個(gè)過程(chéng)是(shì)介於(yú)方(fāng)案三(sān)和方(fāng)案(àn)一之間(jiān)的,再(zài)熱量(liáng)比(bǐ)方(fāng)案一減少(shǎo)。
空調(tiáo)係統降溫(wēn)除(chú)濕(shī)過程一(yī)般有兩種控(kòng)製方法(fǎ):定露(lòu)點控製和變露(lòu)點(diǎn)控(kòng)製(zhì)。

定露(lòu)點控製(zhì)法(如上(shàng)圖(tú))用(yòng)冷水(shuǐ)盤管的(dí)出風(fēng)溫度(dù)(O 點(diǎn))控(kòng)製冷(lěng)水(shuǐ)盤(pán)管上的調節(jié)閥(fá)來調節(jié)供冷量,再用(yòng)室(shì)內溫(wēn)度控製再熱盤(pán)管的上的調節(jié)閥(fá)來調(tiáo)節再(zài)熱量(liáng)達(dá)到(dào)室內溫度(dù)。這種(zhǒng)控製(zhì)法(fǎ)存在(zài)冷熱抵(dǐ)消,當熱濕負荷變化低於設計值時(shí),可以保證(zhèng)溫(wēn)度不(bù)變且濕(shī)度(dù)控製在一定範圍內(nèi)(圖中 d0 和dn 之(zhī)間),上(shàng)述方(fāng)案(àn)一和(hé)方案(àn)二的空(kōng)調係(xì)統控製方法(fǎ)都是采(cǎi)用這(zhè)種(zhǒng)方法。

變露(lòu)點控(kòng)製法(如上圖(tú))用(yòng)室內(nèi)溫度控(kòng)製(zhì)冷(熱)水盤管的(dí)上的(dí)調節(jié)閥(fá)來調節(jié)供冷(lěng)(熱)量(liáng),用濕(shī)球(露點)溫(wēn)度控(kòng)製(zhì)風量調(tiáo)節(jié)閥以(yǐ)調節風(fēng)量(liáng),以(yǐ)達(dá)到(dào)恒溫恒(héng)濕(shī)的目的。民(mín)用建築(zhù)的空(kōng)調係(xì)統(tǒng)(包(bāo)括家(jiā)用空調)都(dū)用(yòng)這個方(fāng)法的(dí)前(qián)麵部(bù)分(fēn),後(hòu)麵的幾乎沒(méi)有應(yīng)用。用“室內溫度(dù)控(kòng)製(zhì)冷(lěng)(熱)水盤管(guǎn)的上(shàng)的(dí)調節閥來調節供冷(熱)量"這種控製法(fǎ)不存在(zài)冷(lěng)熱抵(dǐ)消,當(dāng)熱濕負(fù)荷(hé)變化(huà)低於設計值時,可(kě)以(yǐ)保證溫(wēn)度(dù)不變(biàn),但(dàn)濕(shī)度(dù)變化範(fàn)圍(wéi)不可(kě)控(kòng),一(yī)般向(xiàng)濕度(dù)增加方向變化,這(zhè)對減(jiǎn)少(shǎo)新風(fēng)冷量(liáng)是有利(lì)的。
方案三相比(bǐ)方案一(yī)和(hé)方(fāng)案二增加了二次回(huí)風(fēng)環節,係統復雜了一(yī)些(xiē)。如(rú)果方案三采(cǎi)用變(biàn)露點控(kòng)製法,可以保證(zhèng)室內溫度(dù),但(dàn)濕度(dù)變(biàn)化範圍不可控(kòng),不能滿足手術(shù)室對(duì)濕(shī)度(dù)也(yě)要控(kòng)製的要(yào)求(qiú)。即使(shǐ)采用(yòng)了定(dìng)露點(diǎn)控(kòng)製(zhì)法(fǎ),濕度(dù)變化範圍(wéi)也要比方案一(yī)和(hé)方案二擴(kuò)大(dà)較多,並且隨著負荷下(xià)降,室(shì)內溫度也下降(由(yóu)於(yú)沒有再熱),因(yīn)次上述(shù)“二次(cì)回風(fēng)係(xì)統(tǒng)控(kòng)製(zhì)復雜,室內(nèi)溫濕度(dù)穩(wěn)定性(xìng)較差"是(shì)存在(zài)的(dí)。方案三的 L2 點溫度較低,空調機組盤管把空(kōng)氣處理(lǐ)到(dào)此,由於焓差(chà)較大,比(bǐ)較(jiào)困難(nán),也是二(èr)次(cì)回(huí)風係統(tǒng)應用(yòng)較(jiào)少(shǎo)的原因(yīn)之一。建(jiàn)議采用(yòng)上(shàng)述的第三種處理(lǐ)方法改進(jìn)方案三,采用定露(lòu)點控製法(fǎ),即將空(kōng)氣處(chǔ)理到(dào)圖中的(dí) L1 與(yǔ) L2 之間,再熱(rè)後(hòu)二次回風(fēng)的(dí)方法,這(zhè)之(zhī)間處(chǔ)理點(diǎn)的含濕量(liáng)要根(gēn)據手術室(shì)的(dí)相(xiāng)對濕(shī)度(dù)控製範圍和(hé)冷(lěng)熱抵消量經過經濟(jì)比較確定(dìng)。雖(suī)然係(xì)統比方案一和方案二(èr)復雜(zá)一些(xiē),但即可以保證溫(wēn)濕度可控(kòng),提高(gāo)空調(tiáo)機(jī)組(zǔ)盤管(guǎn)入口溫度,還(huán)可(kě)以(yǐ)大幅(fú)減(jiǎn)少(shǎo)再(zài)熱量,從(cóng)而(ér)減少總(zǒng)冷量,降(jiàng)低(dī)手(shǒu)術室的空(kōng)調(tiáo)能耗。
五,新風濕度優先控(kòng)製
按《醫(yī)院潔淨手術(shù)部建築(zhù)技術規(guī)範(fàn)》8.1.6 條要求,當(dāng)有條(tiáo)件時(shí)宜采用新風(fēng)濕度(dù)優先(xiān)控(kòng)製模式。在夏(xià)季空調室(shì)外計(jì)算含濕(shī)量(露點溫(wēn)度)低(dī)於室(shì)內(nèi)設計(jì)值(zhí)時,應(yīng)優先(xiān)采用新(xīn)風除濕,可(kě)以(yǐ)適當(dāng)的增(zēng)加新(xīn)風量(liáng)。例(lì)如烏魯木齊(qí)的夏季空調計算幹(gān)球(qiú)溫度 33.5℃,計(jì)算濕(shī)球(qiú)溫度 18.2℃(如(rú)下(xià)圖(tú)),新風與室內空氣(qì)混(hùn)和至C點後,等濕(shī)降溫至送風(fēng)狀態點O,不(bù)存在冷熱(rè)抵(dǐ)消,不需(xū)要(yào)二次回風(fēng)。總冷量(liáng)較低,隻(zhī)包(bāo)含(hán)室內冷(lěng)量,新(xīn)風冷量也較(jiào)低(室(shì)內(nèi)外焓差較(jiào)小,甚至是(shì)負值)。因(yīn)送風(fēng)溫度可以較(jiào)高,冷源溫(wēn)度(dù)也可(kě)相(xiāng)應提高以(yǐ)減少冷機(jī)能耗。