醫院手術室焓濕圖知識總結

醫院手術室焓濕圖知識總結

醫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：溫度24℃，相對濕度50%。

冬季室內設計參數：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《醫院潔凈手術部建筑技術規范》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以下幾條，并且選其中最大值。

1.2.1  按照《醫院潔凈手術部建筑技術規范》GB50333-2002規定換氣次數計算的新風量；

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；

《醫院潔凈手術部建筑技術規范》規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，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《醫院潔凈手術部建筑技術規范》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《醫院潔凈手術部建筑技術規范》表7.1.6中要求時，應取表7.1.6中相應數值，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（人）；

     φ---群集系數，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，取1；

      n6---整流器消耗功率的系數，當整流器在吊頂時取1；

      n7---安裝系數，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《建筑照明設計規范》GB50034-2004中規定照度為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	監護儀	50—80	60
觀片燈	<50/片*6	300	心電圖機	<50	50
監視器	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—敞開水面的蒸發散濕量(g/h)；

       F—蒸發面積（m2）；

       g—敞開水表面單位蒸發量[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，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	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

3.1.1空氣處理過程：（夏季工況）

1）求O點

根據已知點tn=24℃,φn=50%，查得：in=48.5kj/kg,dn=9.5g/kg；

根據已知點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《醫院潔凈手術部建筑技術規范》7.3.1的要求。

2）求C點

根據焓濕圖上混風過程，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

根據已知點tn=24℃,φn=50%，查得：in=48.5kj/kg,dn=9.5g/kg；

根據已知點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

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，給電氣專業說明一下

3.2.3空調循環機組冬季工況

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

3.3.1集中式新風機組

同上集中新風一次回風系統。

3.3.2空調循環機組夏季工況

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