CN102538129A - 洁净手术室净化空调控制方法及其应用系统 - Google Patents

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Abstract

洁净手术室净化空调控制方法，由安装在新风风道的电动可调风阀A、安装在循环风风道的变频风机和安装在排风风道的电动可调风阀B来执行调整风量的功能，对不同工况下的手术室风量调节进行控制；所述的控制是由处理单元将键盘输入的手术进度信息和安装在手术室的压力传感器采集到的手术室室内压力值与储存在数据存储单元中的数据进行对比，根据对比结果，将不同手术阶段所对应的预设新风风量值和循环风风量值调出，用以调节新风风道的电动可调风阀开启度从而控制风量；调节循环风机变频器来执行变频从而控制风量。

Description

洁净手术室净化空调控制方法及其应用系统
技术领域
本发明属于净化通风系统，具体涉及一种洁净手术室净化空调智能化调控方法及其应用系统。
背景技术
目前对于医院类建筑，其空调系统的设计均采用集中空调系统。由于医院许多部门的环境洁净度要求比较高，所以其房间的通风换气量是普通空调房间的数倍，特别是高级别洁净手术室，每小时的通风换气次数从几十次到百余次。除此之外，在洁净手术室的出风末端还将专门设置有高效空气(HEPA)过滤器。由于换气次数较多以及空气过滤器具有相当大的流通阻力，因此单就手术室来说其能耗就相当大。华北地区按国标GB50333-2002“医院洁净手术部建筑技术规范”规定40m2 I级洁净手术室，以每天运行8小时，一年运行300天计算，一年的用电量超过5万度。
手术室的工作时段可大致分为手术准备、手术进行、术后清扫整理以及到下一台手术的待用值班等。在不同的时段，手术室内的人员数量、设备、灯光负荷量差异很大。除了手术进行阶段以外，一般只有少数医护人员进入布置医疗器械及设备，室内仅开启照明灯，大功率的无影灯及医疗设备均处于待机状态，室内人员少、耗电量较低，尤其是能耗较大的用于空气过滤的循环风机无需开启。即使在手术进行阶段，切口开始缝合时感染几率下降，循环风机也可停止运行。此外中型与大型手术所涉及的医护人员与设备不等，所需的负荷差别也较大。但是在为手术室做空调设计时，是按照最不利工作状态所需要的负荷来计算的，所以非手术时段医务人员进入手术室普遍感觉偏冷，能源的高度浪费显而易见。如前所述，医院空调系统的设计采用的是集中空调系统，手术室属于空调网路中的一部分，虽然手术室是医院的耗能大户，但室内空调运行自身的控制仅有运行、停止以及温度、湿度显示，如需大的调整只能提请动力部门对空调净化通风机组进行调节。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种根据洁净手术室的不同工作时段所对应的实际负荷需要而改变风量的空调系统(vav)，从而进行智能化调控的洁净手术室净化空调控制方法及其应用系统。
本发明的目的是这样实现的：
洁净手术室净化空调控制方法，由安装在新风风道的电动可调风阀A、安装在循环风风道的变频风机(所述的变频风机均指由变频器、变频电机和风机连接构成)和安装在排风风道的电动可调风阀B来执行调整风量的功能，同时采用控制程序给出指令，对不同工况下的手术室风量调节进行控制；所述的控制是由处理单元将键盘输入的手术进度信息和安装在手术室的压力传感器采集到的手术室室内压力值与储存在数据存储单元中的数据(即不同手术阶段的标志)进行对比，根据对比结果，将不同手术阶段所对应的预设新风风量值和循环风风量值调出，用以调节新风风道的电动可调风阀开启度从而控制风量；调节循环风机变频器来执行变频从而控制风量。
一种采取上述洁净手术室净化空调控制方法的手术室，包括无菌洁净空间和组合式空调机组、循环风系统、排风系统和新风供给系统，其特征在于：在新风风道安装电动可调风阀A5、在循环风风道安装变频风机，在排风道安装1～2个电动可调风阀B6，所述的电动可调风阀A、变频风机和电动可调风阀B分别和处理单元连接。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明可根据手术类型或工作过程不同分别设定为多种典型工况，通过手术室内的操控单元对循环送风量以及新风量进行预设和调节，有效减少了风机的驱动能耗及新风的冷热能耗，降低了运行费用，节能效果非常显著。
2、本发明在控制时不需要具有高级专业知识，操作简单方便。
附图说明
图1为洁净手术室净化空调控制方法逻辑主框图。
图2为图1中处理单元结构示意图。
图3为本发明系统结构示意图。其中，1、新风供给系统，2、风速传感器A，3、键盘，4、显示器，5、电动可调风阀A，6、电动可调风阀B，7、电动可调风阀C，8、处理单元，9、变频风机，10、风速传感器B，11、电动可调风阀B，12、组合式空调机组，13、值班风机，14、高效过滤箱，15、温度传感器，16、湿度传感器，17、压力传感器，18、洁净空间，19、排风系统，20、新风风道，21、循环风风道，22、排风风道。
具体实施方式
下面结合附图详细叙述本发明的实施例；需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
参见附图1，洁净手术室净化空调控制方法，由安装在新风风道的电动可调风阀A、安装在循环风风道的变频风机和安装在排风风道的电动可调风阀B来执行调整风量的功能，同时采用控制程序给出指令，对不同工况下的手术室风量调节进行控制；所述的控制是通过键盘输入的手术进度信息和安装在手术室的压力传感器采集到底手术室室内压力值，与储存在数据存储单元中的数据(即不同手术阶段的标志)进行对比，根据对比结果，将不同手术阶段所对应的预设新风风量值和循环风风量值调出，调节新风风道的电动可调风阀开启度从而控制风量；调节循环风机变频器来执行变频从而控制风量。
在此基础上，还通过安装在新风风道的风速传感器A将当下的风量采集进来，与预设值进行对比，对电动可调风阀开启度进行控制。
在此基础上，还通过安装在循环风风道的风速传感器将当下的风量采集进来，与预设值进行对比，对安装在循环风风道的变频风机的转速进行控制。
在此基础上，还通过安装在手术室的压力传感器将当下的压力信号采集进来，在处理单元中与采集到的工况值和数据库的预设值进行对比，调节安装在排风风道的电动可调风阀B开启度从而控制手术室压力。
一种采取上述洁净手术室净化空调控制方法的手术室，包括无菌洁净空间和组合式空调机组、循环风系统、排风系统和新风供给系统，其特征在于：在新风风道安装电动可调风阀A5、在循环风风道安装变频风机，在排风道安装1～2个电动可调风阀B6，所述的电动可调风阀A、变频风机和电动可调风阀B分别和处理单元连接。
在此基础上，还包括安装在手术室的压力传感器，压力传感器和处理单元连接。
在此基础上，还包括安装在新风风道的风速传感器A，风速传感器A和处理单元连接。
在此基础上，还包括安装在循环风风道的风速传感器B，风速传感器B和处理单元连接。
在此基础上，在组合式空调机组12的出口风道装有风速传感器10。
参见附图2，图2为图1中处理单元结构示意图；其中键盘单元采集操作人员录入的手术阶段信息，经比较单元比较所对应的工况，根据所处工况从数据存储单元提取新风量、循环风量、压力在该工况的设定值并传输至风量控制单元。
风量控制单元根据设定值与新风风速传感器、循环风速传感器、手术室压力传感器测量值比较并调节电动可调风阀A、电动可调风阀B、变频风机的工作状态，其调整原理和目前大量使用的调节系统相同，在此不再描述。
参见图3，一种采取上述洁净手术室净化空调控制方法的手术室，包括无菌洁净空间18和组合式空调机组12和新风供给系统1，在新风风道安装电动可调风阀A5和风速传感器A2、在循环风管道装有电动可调风阀B6、电动可调风阀C7，其出口均接入组合式空调机组12，组合式空调机组采用变频风机9，组合式空调机组12的出口风道装有风速传感器10，在无菌洁净空间18内部装有温度传感器15、湿度传感器16、压力传感器17，在洁净空间顶部装有高效过滤箱14，值班风机13的出口接至高效过滤箱14，排风经排风电动风阀B 11接至排风管路，排风管路接至排风系统19。
风速传感器2、风速传感器10、温度传感器15、湿度传感器16、压力传感器17、电动可调风阀A 5、电动可调风阀B6、电动可调风阀C7、电动可调风阀B 11、变频风机9的信号线均连接至处理单元8，处理单元8与显示单元4及键盘单元3连接，值班风机13与变频风机由智能处理单元8控制切换运行。
工作原理：智能处理单元8根据键盘3输入的信息与数据存储单元的数据进行比较，根据比较结果按下表设定新风风量、循环风量及值班风机的运行情况。同时新风管路的风速传感器A 2、循环管路的风速传感器B 10所测量的新风风量和循环风量和预设值进行比较计算控制新风风道的电动可调风阀A 5的开启度和变频风机9的转速调节新风风量和循环风量，压力传感器17的测量值与设定值进行比较计算控制排风风道的电动可调风阀B 11的开启度调节无菌洁净空间18内的压力。
送风、回风与排风量的差额持续保证手术室内的正压，其间的关系为：
送风静压箱送出风量＝回风量+排风量+正压漏风量——(1)
送风静压箱进入风量＝新风量+回风量——(2)
(2)＝(1)新风量＝排风量+正压漏风量。
电动可调风阀B6、电动可调风阀C7与组合式空调机组12构成温湿度调节系统，其工作原理与现有空调系统相同在此不作描述。
Figure BSA00000398066000041
通过根据无菌洁净空间负荷需求改变系统的运行工况可以大幅度减少新风处理能耗及空气输送能耗，从而达到了节能的目的。
本系统与常规系统能耗比较见下表，其中以风量最大值为100％计算。实施手术以大型及中型手术平均能耗计算。使用时间按一台手术过程分解。
Figure BSA00000398066000052
通过根据无菌洁净空间负荷需求改变系统的运行工况可以大幅度减少新风处理能耗。

Claims (9)

1.洁净手术室净化空调控制方法，其特征在于：由安装在新风风道的电动可调风阀A、安装在循环风风道的变频风机和安装在排风风道的电动可调风阀B来执行调整风量的功能，同时采用控制程序给出指令，对不同工况下的手术室风量调节进行控制；所述的控制是通过键盘输入的手术进度信息和安装在手术室的压力传感器采集到底手术室室内压力值，与储存在数据存储单元中的数据(即不同手术阶段的标志)进行对比，根据对比结果，将不同手术阶段所对应的预设新风风量值和循环风风量值调出，调节新风风道的电动可调风阀开启度从而控制风量；由循环风控制单元调节循环风机变频器来执行变频从而控制风量。
2.根据权利要求1所述的洁净手术室净化空调控制方法，其特征在于：还通过安装在新风风道的风速传感器A将当下的风量采集进来，与预设值进行对比，对电动可调风阀开启度进行控制。
3.根据权利要求1所述的洁净手术室净化空调控制方法，其特征在于：还通过安装在循环风风道的风速传感器将当下的风量采集进来，与预设值进行对比，对安装在循环风风道的变频风机的转速进行控制。
4.根据权利要求1所述的洁净手术室净化空调控制方法，其特征在于：还通过安装在手术室的压力传感器将当下的压力信号采集进来，在处理单元中与采集到的工况值和数据库的预设值进行对比，调节安装在排风风道的电动可调风阀B开启度从而控制手术室压力。
5.一种采取上述洁净手术室净化空调控制方法的手术室，包括无菌洁净空间和组合式空调机组、循环风系统、排风系统和新风供给系统，其特征在于：在新风风道安装电动可调风阀A、在循环风风道安装变频风机，在排风道安装1～2个电动可调风阀，所述的电动可调风阀A、变频风机和电动可调风阀分别和处理单元连接。
6.根据权利要求5所述的手术室，其特征在于：还包括安装在手术室的压力传感器，压力传感器和处理单元连接。
7.根据权利要求5所述的手术室，其特征在于：还包括安装在新风风道的风速传感器A，风速传感器A和处理单元连接。
8.根据权利要求5所述的手术室，其特征在于：还包括安装在循环风风道的风速传感器B，风速传感器B和处理单元连接。
9.根据权利要求5所述的手术室，其特征在于：在组合式空调机组的出口风道装有风速传感器。
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