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無塵室中淨化空調(diào)係統設計和計算

更新時間:2016-09-20  |  點(diǎn)擊率:2836

1、關(guān)於無塵室內外計算參數的確定 
1.1室外環境含塵濃度 
在空氣潔淨(jìng)技術中,zui常見的是以大於或等於0.5μm粒徑(jìng)的塵埃(āi)粒子數量為準的(de)計數濃度。對(duì)於(yú)室外大(dà)氣塵濃度,不同的地域差異較大,通(tōng)常可以分三類典型地區來統計。大量統計資料分析可得到我國(guó)這(zhè)三類典型地區的室外(wài)計(jì)數濃度: 工業城市:計數含(hán)塵濃度一般不超過3X105粒/L,zui高約為(wéi)106粒/L(屬嚴重汙(wū)染程度); 城市郊外(不包括郊外工業區):計數含塵濃度一般不(bú)超過2X105粒/L; 非工業(yè)區或(huò)農(nóng)村(cūn)計數含塵濃(nóng)度一般不(bú)超(chāo)過(guò)1X105粒/L。   大量的研究表明,對於空氣淨化係統100級及以下的潔淨室,當大氣(qì)塵濃度在106粒/L以內變化時,對無塵室含塵濃度的影響可以忽略不計,所以通常作淨化設計計算時取106粒/L作為室外大氣塵濃度,這在工程處理(lǐ)上也(yě)是保險的。 
1.2室內單位容積發塵(chén)量
手術室內無塵室發塵量主要包括人和建築表麵、設備(bèi)表麵等。實踐證明(míng)人的發塵量是zui主要的,而且人的活動對發塵量的影響也較大,在一般情況下,設計計算中可取: 
靜止時人的發塵量為:105粒/(P·min) 
活動時人(rén)的平均發塵量:5x105粒/(P·min) 
地麵表麵發(fā)塵量:1.25x104粒/9min·m2)  
2、無塵室手術室布置(zhì) 
目前國內無塵室手術室的淨化等(děng)級一般為(wéi)100、1000、10000、100000級四個等級。少(shǎo)數超過100級的和低於100000級的。無塵室手術室按室內潔淨度的要求可布置為單向流無塵室、準單向流潔淨室和(hé)亂流無塵(chén)室,分述如下。 
2.1單向(xiàng)流無塵(chén)室手術室(shì)
對於(yú)100級及100級以上的高潔淨度手(shǒu)術室一(yī)般采用單向流無塵室。單向流潔(jié)淨手術室一般(bān)布置為(wéi)全頂棚送風,兩側回風,用兩側回風替代傳統單向流無塵室的格柵(shān)地板回(huí)風。這樣改善了人們視覺上不適之感,地(dì)板由格柵改為實體(tǐ)地板對手術室使用上也方便了(le)許多。近(jìn)幾年來國內做了大量的研究工作,*次從理論(lùn)、實驗以及實際應用方麵比較全麵地對兩側(cè)回風的方式給(gěi)予了評價,得出了在6m室寬(kuān)以(yǐ)內可以實現單(dān)向(xiàng)流,達到(dào)100級潔淨度的(de)結論。對於手術室來講6m室(shì)寬己足夠了。因此,隻要將回風口(kǒu)布置在手術室(shì)的長側邊(biān)下部即能滿足無(wú)塵室設計條件。 
2.2局部單向流潔淨手術室 
手術室按醫療功(gōng)能來劃(huá)分可(kě)大致分為手術台區、手術操作區(qū)、設備儀器區、巡回護士通道區和輔助設備區這五個區域。從保證手術創口無菌(jun1)感染為目的來講,這(zhè)五個區的潔淨度是可以(yǐ)有差別的。其中手術(shù)台區、手術操作區淨化要求zui嚴格,其餘區域可略低要求。因此,近幾年來國內外均有大量采用局部(bù)單向(xiàng)流潔淨手術室(shì)的(de)報道。
局部單向流(liú)潔淨手術室把亂流無塵室的主流區擴大覆蓋手術台區、手術操作區,在(zài)頂部以送風頂棚向(xiàng)下均勻(yún)送風,使主流區的氣流*符合單向流的技(jì)術條件。從而在手術室內形成局部的(de)垂直單向流區(qū)。這種主(zhǔ)流區的局部單向流高潔淨區的應(yīng)用在醫院手術(shù)室方麵獲得了較理想(xiǎng)的效果。氣流從頂部送風頂棚送出(chū)並以(yǐ)活塞式推進至手術台平麵(miàn)後向四周分散,以亂流形式(shì)在室內其餘部分擴散稀釋室內的產塵後由側牆回風口(kǒu)排出手術室。回風(fēng)口形式取決於室內潔淨度的等級,對於(yú)局部100級室內基準1000級的手術室一般用兩長側邊回(huí)風,對於局部100~1000級室內基準1000級的(de)手術室,回風口一般隻布置在八角形房間的四角。 以局部單向(xiàng)流替代全(quán)室單向流的做法對減少室內送風風量、降低噪聲進而減少初投資及日常的運行費用都是有利的。一般的100級潔淨手(shǒu)術室均采用這種方案。 
2.3亂流潔淨(jìng)手術室 
對於1000級以下潔淨度的手術室(shì)一般是采用亂流(liú)無(wú)塵室的(de)模(mó)式(shì)。過濾送風口布置在手術台上方的頂棚上,在側牆四角(1000級)或對稱兩角(10000級及以下)布置風(fēng)口。將室內產塵壓向回風口,達到潔淨(jìng)的目的,這種手術室在潔淨手術室(shì)中占有較大比例。 
3、淨化係統計算 
3.1淨(jìng)化係(xì)統的組成 
目前國內外空氣淨化係統一般由三級空氣過濾器即初級空氣過濾器、中間空(kōng)氣過濾器和末(mò)級空氣過濾器串聯組成。其濾塵的總效率為: 
η=1-(1-η1)(l-η2)(1-η3)
式中η1——初級空氣過濾(lǜ)器計數效率:
η2——中間(jiān)空氣過濾器計數效(xiào)率;
η3--末級空(kōng)氣過濾(lǜ)器計數效率;
η——三級串聯(lián)後總的計數效(xiào)率(lǜ)。
其中初級空氣過濾器設在新風入口或回(huí)風口上(兼(jiān)作回(huí)風阻尼層)一般為粗效空氣過濾器,在額定風量(liàng)下粒徑≥5μm時,計數效率20%~80%,初阻力≤50Pa。中間(jiān)空氣過濾器設在空調(diào)機(jī)組風機的壓出(chū)段內,一般為中效空氣過濾器或高中效空氣過濾(lǜ)器,在額定風量下(xià)粒徑≥1μm時,中效過濾器計數效率(lǜ)為(wéi)20%~70%,初阻(zǔ)力≤80Pa;高,中效過濾器計數效率為70%~99%,初阻力≤100Pa。末級空氣(qì)過濾器設在送風管路的末(mò)端進(jìn)風(fēng)口處,一般為空氣過(guò)濾器(qì)或在空氣(qì)過(guò)濾器,在額(é)定風量下,空氣過濾器對(duì)於粒徑≥0.5μm塵粒計數效率可達99.9%~99.99%,其初阻力為190~250Pa。亞空氣過濾器在額定(dìng)風量下對於粒(lì)徑≥0.5μm塵粒計數效率可達95%~99.9%,其初(chū)阻力為120Pa。
3.2單向流潔淨手術室
經過三級過濾的(de)空(kōng)氣,其含塵(chén)量已接近於0,所以,對於滿足單向流條件的手術室來講無需再核算室(shì)內的(de)塵粒濃度和菌落數。為了達到單向流潔淨手(shǒu)術室的效果,室內氣流(liú)組織必須滿足手術(shù)室內流線平行度、室內流速亂流度和送風下限風速的三項(xiàng)特性指標。
對於流線平行度的要求為流線傾角的zui小值約65°,流線(xiàn)從直(zhí)線逐漸傾斜,其傾斜程(chéng)度(dù)不大於0.5°/cm。對於流速的亂流度要求室內各點流速的均方差根與平均流速比值(zhí)不大於0.2。 
為(wéi)了達到以上兩項技術(shù)指標,在單向流潔淨手術室的布置上要保證: 
a.送風頂棚過濾器的滿布比要大於80%;
b.防止過濾器(qì)出現漏(lòu)洞,以免(miǎn)漏塵(chén)破壞工作區(qū)的潔淨度和漏風幹擾(rǎo)室內氣流場; 
c.為了保證送風頂棚上各過濾器均勻(yún)出風要求,送風靜壓(yā)箱內的壓力分布要均勻。必須控製靜壓箱內風速不超過lm/s,其(qí)入口進風風速不超過6m/s。或者(zhě)加設阻風檔板調整(zhěng)靜壓箱內的壓(yā)力分布; 
d.保證送風頂棚上各過濾(lǜ)器的阻力要均勻,每個過濾器的額定阻力與平均阻力之間(jiān)的差值(zhí)不超過5%; 
e.提高回風均勻(yún)度,回風口應滿(mǎn)布在兩長側邊的下(xià)方,用以拉動送風的均勻。 
為了控製室(shì)內各方麵的汙染源的汙染,並能迅速使(shǐ)室內空氣自淨(jìng),送風頂棚的送(sòng)風風速應大於下限(xiàn)風速。垂直單向流的下限風速為0.25m/s,水平單向流的下限風速為0.35m/s。在具體工程設計時,送風風速應略高於下限風速。 
垂直單向流潔淨手術室設計風量為: 
Q=F·v×3600(2.3) 
式(shì)中Q一一垂直單向流潔(jié)淨(jìng)手術室送風量, 
m3/h; 
F——送風頂棚麵積,m2; 
V-一(yī)送風風速,建議取0.30~0.35m/s。 
3.3亂流潔(jié)淨手術室 
潔淨度為1000級和1000級以下(xià)的手術(shù)室均可設計成亂流潔淨手術室。亂流潔淨手術室(shì)內氣流流線不平行,速度場的流速不是單一方向,速(sù)度大小也不均勻(yún),室內存在(zài)渦流,由於其淨化原理是*潔淨送風稀釋滲混室內產塵,把含塵高於送風濃度(此濃度(dù)也(yě)應符合潔淨度標(biāo)準)的空氣(qì)排出室外,從而帶走室內產塵。因此,對於亂流潔淨手術室的設計計算的任務主要是計算室內空氣含塵濃度的變化,按預定的潔淨度要求(qiú)確定送風量(或換氣次數)。 將亂流潔淨手術室作一(yī)個封閉體係,建立由(yóu)送、回風帶進、帶出塵粒和室內產生塵粒而引起的室內含塵濃度變化的動態平衡模型,可得:
a. 室內平均含塵濃度:
式中 N——室內穩定含塵濃度,粒/L; 
Na——主流區內(nèi)含(hán)塵(chén)濃度,粒/L; 
Nv——渦流區內(nèi)含(hán)塵濃度,粒/L: 
NS一一送風含塵濃度,粒/L: 
G——一室內單位容積發塵量,粒/m3·min): 
N一一(yī)手術室換氣次數,次/h; 
ψ——不均勻係(xì)數,按表7取值: 
Na一主流區含塵濃度,粒/L; 
β—一主(zhǔ)流(liú)區中發塵(chén)量占總發塵量的比;
φ——渦流區至主流區(qū)的引帶風量和送風量(liàng)之比;
對(duì)於亂流潔(jié)淨手術室可由(2.4)式推(tuī)導出換氣次數的計算公式: 
Ns可由下式(shì)計算: 
式中 M——大氣含塵濃度,粒/L,取106粒/L; 
S——回風量對於全風量之比(bǐ); 
η——見前式。 
室內穩定含塵濃度(dù)N此時可(kě)理解為(wéi)設計含塵濃度(dù),直取該潔淨度zui高含塵濃度的1/2~1/3。再求出Na和Nb,就可從理論(lùn)上推出在該手術室要控製的較潔淨(jìng)的主流區和zui不利的渦流區的含塵(chén)濃度,要求Nb不大於設計要求潔(jié)淨度的zui高合塵濃度為合格,否則(zé)應作調整(zhěng)。 
zui後還需計算(suàn)該潔淨手術室的自淨(jìng)時間:
式中No一一無塵室原始合塵濃度,一般圍護(hù)結構可取0.8m;
t-一達到自淨時間(jiān),min;其餘同前。 
自(zì)淨時間對潔(jié)淨手術室來講也是一個重要指標,要求它與醫務人員的手術(shù)準備(bèi)時間(jiān)同步,若此項(xiàng)指項指(zhǐ)標不滿足,仍需調整換(huàn)氣次數,重新作設計計算。
3.4局部單向流潔淨手術室 
局部單向流潔(jié)淨(jìng)手術室(shì)目前應用較廣,一般100級~1000級的無塵室手術室大都采用此種形式(shì)。

 

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