淺談潔凈手術室的空調設計計算及設備參數選型
四川華銳凈化 2019-04-03 21:31:58 閱讀
【摘 要】該文結合筆者的工程實踐,重點對空調負荷及設備的選型計算進行了分析,最后基于設計計算的結果,有了最終的設備的參數設計選型。以供同行進行參考借鑒。
【關鍵詞】潔凈手術室;空調設計;計算;參數;選型
筆者通過進行的本次項目――上饒某醫院潔凈手術室凈化空調系統設計方案設計,筆者對空調系統的設計原理、設計思路、設計計算等過程有了一個很大的認識和提高,它使筆者于今后的設計過程中有一個清晰的設計思路、明確的設計原理及詳盡的設計計算的能力,從而能系統地完成暖通空調工程的相關設計工作。
1.項目案例資料
項目資料如下:根據建設單位的要求,潔凈手術部共需建設一間百級凈化手術室(40m2)、三間萬級凈化手術室(每間30m2)、十萬級凈化輔助用房若干間(50m2);該項目的能源提供如下:只有電力供應,無其它能源供應;還需要了解潔凈空調計算參數;最后還要遵循《醫院潔凈手術部建筑技術規范》(GB50333-2002)、《潔凈室施工及驗收規范》(JGJ71-90)等相關的設計規范。
2.工程設計負荷及設備參數選型
2.1空調負荷及設備的選型計算
2.1.1百級手術室空調系統的設計計算
根據《醫院潔凈手術部建筑技術規范》(GB50333-2002)的規定,百級手術室的高效送風層流天花的尺寸為2600*2400mm;手術臺工作面高度截面平均風速達到0.3m/s,考慮到風速的衰減等影響,因此選定高效送風層流天花的送風口風速為0.45m/s。(空氣密度為1.2kg/m3)。
百級手術室夏季計算參數(數據):
①室外空氣相對濕度?w=55%室外空氣焓值iw=89KJ/kg.干空氣。
②室內空氣焓值iN=48KJ/kg。
③考慮百級手術室的照明燈具、無影燈、醫用設備、圍護結構傳熱及醫護人員的散熱量等因素,百級手術室的熱負荷為:Q=40m2×225W/m2=9000(W)。
④假定百級手術室在做手術時,共有10名醫護人員在室內同時工作。
查《實用供熱空調設計手冊》得出:成人每人的散濕量=167g/h.人。
因此,百級手術室的濕負荷為:d=10(人)×167g/h.人=1670g/h=0.464g/s。
⑤百級手術室的熱濕比ε=19397(J/g)。
⑥新風量 Gx=0.34kg/s。
⑦百級手術室的送風量:G=10108.8m3/h。
考慮風量的部份富余量后,實際選用的送風量為:G=3.5kg/s。
另外就是百級手術室冬季計算參數(數據):
①室外空氣焓值iw=2.5KJ/kg.干空氣。
②百級手術室的熱負荷為:Q=-5000(W)。
③百級手術室的熱濕比ε=-10775 (J/g)。
④其余計算參數(數據)與夏季的相同。
新風負荷QX=5.8KW。
空調表冷器負荷QK=9.8KW。
經查焓-濕圖得:O點和O’點的含濕量為:do=9.2g/kg。
do’=8.5g/kg。
電加濕量D= 8.8kg/h。
2.1.2萬級手術室空調系統的設計計算
根據《醫院潔凈手術部建筑技術規范》(GB50333-2002)的規定,萬級手術室的高效送風層流天花的尺寸為2600*1400mm;單間萬級手術室的風量按換氣次數22次/h(考慮一定的富余量實按23次/h)、面積30m2、凈高2.8m進行計算。(空氣密度為1.2kg/m3)。
萬級手術室夏季計算參數(數據):
①室外空氣相對濕度?w=55%室外空氣焓值iw=89KJ/kg.干空氣。
②室內空氣焓值iN=48KJ/kg.干空氣。
③考慮萬級手術室的照明燈具、圍護結構傳熱及醫護人員的散熱量等因素,萬級手術室的熱負荷為:Q=30m2×166.7W/m2=5000(W)。
④假定萬級手術室在做手術時,共有8名醫護人員在室內同時工作。
查《實用供熱空調設計手冊》得出:成人每人的散濕量=167g/h.人。
因此,萬級手術室的濕負荷為:d=8(人)×167g/h.人=1336g/h=0.371g/s。
⑤萬級手術室的熱濕比ε=13477(J/g)。
⑥新風量 Gx=0.27kg/s。
⑦萬級手術室的送風量:
G=0.64kg/s
萬級手術室冬季計算參數(數據):
①室外空氣焓值iw=2.5KJ/kg.干空氣。
②考慮萬級手術室的圍護結構傳熱等因素,萬級手術室的熱負荷為:Q=30m2×-100W/m2=-3000(W)。
③萬級手術室的熱濕比ε=-8086 (J/g)。
④其余計算參數(數據)與夏季的相同。
新風負荷QX=4.5KW。
空調表冷器負荷QK=7KW。
電加濕量D=5.3kg/h。
因潔凈輔房的空調負荷及濕負荷與單間手術室的參數接近,所以也把潔凈輔助用房看作一間萬級手術室進行計算,因此,萬級手術室和輔房的潔凈空調循環機組的參數是單間手術室參數的4倍即可。
萬級手術室和輔房的潔凈空調循環機組AHU-2的參數為:
風量:1932m3/h*4=7728m3/h;制冷量:7.8KW*4=31.2KW;電加熱量:2.8KW*4=11.2KW;電加濕量:5.3kg/h*4=21.2kg/h;機外余壓:800Pa 2.1.3潔凈新風空調系統的設計計算
百級手術室的新風量1000m3/h、萬級手術室和輔助用房的新風量800m3/h*4=3200m3/h。因此總新風量為4200m3/h=1.4kg/s。
2.2風管以及水管的設計
風管選用鍍鋅鋼板制作,風管保溫材料選用阻燃型的PEF板進行保溫。風管設置在吊頂夾層內;風管的尺寸以主風管的經濟風速控制在5―6m/s、支風管的經濟風速控制在3―4m/s為宜;風管的截面積(m2)=風管內的風量(m3/s)/風速(m/s);矩形風管的截面長寬比不應大于4:1。
另外就是,空調系統水管選用優質鍍鋅鋼管,水管保溫材料選用阻燃型的PEF管殼進行保溫。水管的管徑尺寸以水管的經濟流速控制在1-2m/s為宜,并結合水力計算表進行各管段的設計及水力計算。
2.3空調設備的選型
筆者基于上述設計計算的結果,進行如下設備的參數設計選型:
(1)百級手術室的潔凈空調循環機組AHU-1 1臺。
風量:10500m3/h;制冷量:38.5KW;電加熱量:29.4 KW;電加濕量:8.8kg/h;機外余壓:800Pa。
(2)萬級手術室和輔房的潔凈空調循環機組AHU-2 1臺。
風量:7728m3/h;制冷量:31.2KW;電加熱量:11.2KW;電加濕量: 21.2kg/h;機外余壓:800Pa。
(3)潔凈新風空調機組PAU-1的參數為:1臺。
風量:4200m3/h;制冷量:57.4KW;機外余壓:400Pa
(4)空調制冷制熱主機(風冷熱泵冷熱水機組) 1臺。
制冷量:120KW。
(5)離心式管道泵 (一用一備) 2臺。
流量:21m3/h;揚程:32mH2O
3.總結
總之,通過上饒某醫院潔凈手術室凈化空調系統設計方案設計,筆者對空調系統的設計原理、設計思路、設計計算等過程有了一個很大的認識和提高,其促使筆者能夠系統地完成暖通空調工程的相關設計工作。