CN104819521A - 一种智能化手术室用节能型空气处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能化手术室用节能型空气处理系统，包括通过风管依次相连的以下部分，空气处理机组(1)，用于对室外新风(2)及室内新风(3)进行过滤处理；电加热单元(5)，为风管型电加热器，所述电加热单元(5)设于自所述空气处理机组(1)出风的输出管路上，用于对输出风进行电加热操作；以及，消声静压箱组，为采用若干循环风机(4)并联管路连接的第一消声静压箱(6)及第二消声静压箱(7)；其中，经电加热处理后的新风与经所述消声静压箱组进行消声处理的回风通过三通阀混合后，经加热、灭菌后，自设于所述智能化手术室顶部的送风静压箱(9)输入至手术室内。本案公开的智能化手术室用节能型空气处理系统节能达50％以上。

Description

一种智能化手术室用节能型空气处理系统
技术领域
本发明涉及一种空气处理系统。更具体地说，本发明涉及一种智能化手术室用节能型空气处理系统。
背景技术
随着医疗技术的发展及人们对医疗条件需求的提高，对医疗用手术室的洁净要求也越来越高，必须使手术室达到相应的温度、湿度、压差、洁净度等一系列受控环境参数。要实现这些必须为手术室配置良好的空气处理系统，传统的空气处理系统一般为一次回风系统，主要由循环机组承担洁净室内的冷热湿负荷，因此，在夏季及过渡季节，为了满足室内的除湿要求，需要将整个循环风量处理至13℃左右的低温，然后，为了保证室内温度，还需要通过电加热等对空气进行再热达到送风温度，在本过程中存在极大的冷热抵消的情况，造成严重的能源浪费。
此外，现在的医院洁净手术室及其它相关的洁净室从设计到建成使用，原设计是什么洁净级别就是什么洁净级别，均不可调整为其他级别的洁净室使用。很多医院I级洁净手术室的I级手术使用率不高，大多时候是当做低级别类别的手术室使用，浪费的运行费用很高。
基于上述理由，一种新型智能化手术室用节能型空气处理系统亟待开发。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明的另一个目的是提供一种创新性的空气处理方式：由新风机组负责空调功能，承担新风及室内全部余热及余湿处理，循环风机4承担净化所需风量，不带冷盘管，仅需很小电加热来实现单间手术室的温度微调，承担净化所需风量，循环风机4完全实现干工况运行，达到干湿分离的效果，避免了系统中滋生细菌，同时，比传统的一次回风系统节能达50％以上。
本发明还有一个目的是为了提供一种创新型的循环机组设计，用于根据不同等级的需求对室内风进行处理，循环机组根据洁净室体量的需求，设计为多台变频机组，采用并联驳接的模式。在I级状态下使用时，机组同时启动。在其他洁净级别，将开启相应数量的循环机组，并变频调节至洁净室所需的风量。各个级别洁净室使用时参数均提前调试，设定好。
为了实现本发明的这些目的和其它优点，本发明提供了一种智能化手术室用节能型空气处理系统，包括，通过风管依次相连的以下部分，
空气处理机组1，用于对室外新风2及室内新风3进行过滤处理；
电加热单元5，为风管型电加热器，所述电加热单元5设于自所述空气处理机组1出风的输出管路上，用于对输出风进行电加热操作；以及，
消声静压箱组，为采用若干循环风机4并联管路连接的第一消声静压箱6及第二消声静压箱7；
其中，经电加热处理后的新风与经所述消声静压箱组进行消声处理的回风通过三通阀混合后，经加热、灭菌后，自设于所述智能化手术室顶部的送风静压箱9输入至手术室内。
优选的是，其中，空气处理机组1包含室外新风2处理管路及室内新风3处理管路。
优选的是，其中，所述室内新风处理管路上依次设有第一风阀410、第一过滤器411、第一电加热器412、第一离心变频风机413、第一直膨表冷414、第二直膨表冷415、加热单元416、第二过滤器417、电加热加湿单元418、第二电加热器419及定风量阀420；所述室内新风3处理管路上依次设有第三过滤器421、第二风阀422、无刷直流风机423、第三风阀424及第三电加热器425；所述室外新风2经所述定风量阀420控制输出至所述室内新风3处理管路末端与经处理后的室内新风3混合，再经末端高效过滤器430过滤后，自所述输出管路输出。
同时，我们采用了先进的直流无刷电机作为循环机组风机电机，可实时调节风量，功耗小，噪音低，机组体积极小，布置灵活，甚至可以不占用设备层空间，直接布置在手术室走廊上的吊顶夹层即可，对于一些无设备层或设备层空间紧张的医院的改建、改造项目具有极大的适用性，可以进行大力推广。同时，本产品还可应用于实验室、洁净厂房、GMP药厂等。
优选的是，其中，所述循环风机4为多台变频机组并联驳接。
优选的是，其中，所述第一消声静压箱6及第二消声静压箱7为带有微孔板式多吸音尖劈错位排列组合式消音器的静压箱。
优选的是，其中，所述第一消声静压箱6及第二消声静压箱7内采用双层中空孔板结构。
洁净手术室的噪音控制指标比较严格，降噪一直是个较大的难题。本专利所述吸音尖劈式消音器是采用吸音尖劈式消音在各种消音方式中效果最佳的原理，将原生物洁净工程中的静压箱改为带有微孔板式多吸音尖劈错位排列组合式消音器的静压箱，将单层孔板送风天花改为双层孔板送风天花来增加消音器的消音效果。吸音尖劈的吸音效果在各个声波频率内都比较优异和稳定。将吸音尖劈与双层中空孔板送风天花组合在静压箱中，使静压箱同时也成为一个更好的大型消音器。
优选的是，其中，所述送风静压箱9底端设有送风天花板8，所述送风天花板8采用均流送风孔板，所述均流送风孔板分为核心区801、中环区802及外环区803，所述核心区801、中环区802及外环区803开孔的孔径依次增大，孔径为5mm～8mm，孔间距20mm。
我们开发的均流送风孔板安装于手术室集中送风天花下面，为了区分手术室中心区和周边区不同的送风要求，我们在送风孔板上设计了各区域之间不同的开洞大小和开孔率，按照核心区801、中环区802、外环区803不同的要求，设计了从5mm到8mm不同的开孔大小，从而达到各区间不同的送风量。
常规建设的手术室，整个送风装置均匀向下送风，以I级(百级)手术室为例，为了保证洁净级别和手术台工作面的风速要求，一般循环风量不小于10800m3/h。按照本专利设计，I级手术室仅需要8600m3/h即可完全满足规范要求，节约手术室送风量20％以上，因此大大节约了手术室功耗。
优选的是，其中，所述送风天花板8为若干独立箱体拼接而成，所述箱体底部铺设高效过滤器430。
采用拼装式组合型送风天花，分成四个独立的箱体，直接在工厂加工生产，现场只需简单拼接即可，产品质量容易控制，漏风率低，现场安装方便。同时，高效过滤器430在送风天花下部平铺布置，拆装方便，送风气流均匀度好，因铺装面积大，风阻低，所需风机压头较小，容易选择风机，同时也起到节能的目的。
优选的是，其中，所述灭菌采用设于所述风管上的QUATTRO灭菌装置10对所述风管内的风进行灭菌，每个QUATTRO灭菌装置10通过风量为1000～3000m3/h。
该紫外线杀菌装置解决了常规空调过滤系统只能过滤细菌而不能杀菌的弊端。QUATTRO杀菌风管空气净化器，专用UV灯，产生UVC(254纳米)和UVV(187纳米)两种波长的UV光波，其中，UVC光能可以破坏细菌的DNA，其能够穿透细菌膜，打破微生物的DNA结构，抑制微生物繁殖。UVC可以有效消灭生物污染物和消除气味，如霉菌、细菌及病毒。UVV用于氧化用途，紫外灯的这部分紫外光将会消除化学物和气味，如烟草烟雾、VOC、柴油烟雾、甲醛、其他化学物中的污染物等。
优选的是，其中，所述风管采用TPU+L柔性管。
现洁净风管使用的材料为镀锌铁皮或不锈钢，驳接亦为金属材料，阀门接口多，整个风管系统漏风率高达10％左右(能量损耗)，热传导损耗大(能量损耗)，噪音传递率高，现场制作艰难，安装时间长、难度大，辅料用量大。
用TPU柔性材料制作的TPU柔性洁净风管整体性好，风管系统的漏风率能降至1％以内，热传导系数运转远低于金属风管，风管接口减少90％以上，噪音传递的阻导效果好，比金属风管的制作安装时间可减少80％以上，安装难度减少很多，技术吊顶层高可减小，安装辅料用量可减少60％以上。
本发明至少包括以下有益效果：1)独特的空调风处理系统：节能、干湿分离、空调与净化功能分离；2)由于采用直流无刷电机作为循环机组风机，因此能够实时调节风量，功耗小，噪音低，机组体积极小，布置灵活，甚至可以不占用设备层空间，直接布置在手术室走廊上的吊顶夹层即可，对于一些无设备层或设备层空间紧张的医院的改建、改造项目具有极大的适用性，可以进行大力推广；3)根据洁净室体量的需求，灵活启动循环机组的数量，因此能适应不同级别手术室，I、II、III级可切换级别，合理分配能源，达到节能目的；4)由于采用分区域多孔板节能型送风天花，将微孔板分为核心区、中环区及外环区且各区开孔率不同，因此保证手术室内不同区域都达到不同的洁净要求，达到合理分配送风气流目的；5)满布高效滤网的拼装式送风静压箱，使安装简单方便；6)由于采用UV灭菌单元和HPL抗菌板，提高手术室的洁净度。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明所述的智能化手术室用节能型空气处理系统的结构示意图；
图2为本发明所述的智能化手术室用节能型空气处理系统的空气处理机组1结构示意图；
图3为本发明所述的智能化手术室用节能型空气处理系统的送风天花板分区结构示意图；
空气处理机组-1；室外新风-2；室内回风-3；循环风机-4；电加热单元-5；第一消声静压箱-6；第二消声静压箱-7；送风天花板-8；送风静压箱-9；灭菌装置-10；电动双位定风量阀-11；手术室排风系统-12；第一风阀-410；第一过滤器-411；第一电加热器-412；第一离心变频风机-413；第一直膨表冷-414；第二直膨表冷-415；加热单元-416；第二过滤器-417；电加热加湿单元-418；第二电加热器-419；定风量阀-420；第三过滤器-421；第二风阀-422；无刷直流风机-423；第三风阀-424；第三电加热器-425；高效过滤器-430；核心区-801；中环区-802；外环区-803。
具体实施方式
下面结合附图对本发明/发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
结合图1至图3所示，为本发明示出的一种智能化手术室用节能型空气处理系统，包括，通过风管依次相连的以下部分，
空气处理机组1，用于对室外新风2及室内新风3进行过滤处理；
电加热单元5，为风管型电加热器，所述电加热单元5设于自所述空气处理机组1出风的输出管路上，用于对输出风进行电加热操作；以及，
消声静压箱组，为采用若干循环风机4并联管路连接的第一消声静压箱6及第二消声静压箱7；
其中，经电加热处理后的新风与经所述消声静压箱组进行消声处理的回风通过三通阀混合后，经加热、灭菌后，自设于所述智能化手术室顶部的送风静压箱9输入至手术室内。
所述输出管与所述电加热单元5之间的管路上设有电动双位定风量阀11。
手术室内风可进入回风风管或自手术室排风系统12排出。
其中，空气处理方式为：由新风机组负责空调功能，承担新风及室内全部余热及余湿处理，循环风机4承担净化所需风量，不带冷盘管，仅需很小电加热来实现单间手术室的温度微调，承担净化所需风量，循环风机4完全实现干工况运行，达到干湿分离的效果，避免了系统中滋生细菌，同时，比传统的一次回风系统节能达50％以上。
采用直流无刷电机作为循环机组风机电机，可实时调节风量，功耗小，噪音低，机组体积极小，布置灵活，甚至可以不占用设备层空间，直接布置在手术室走廊上的吊顶夹层即可，对于一些无设备层或设备层空间紧张的医院的改建、改造项目具有极大的适用性，可以进行大力推广。同时，本产品还可应用于实验室、洁净厂房、GMP药厂等。
循环机组根据洁净室体量的需求，设计为多台变频机组，采用并联驳接的模式。在I级状态下使用时，机组同时启动。在其他洁净级别，将开启相应数量的循环机组，并变频调节至洁净室所需的风量。各个级别洁净室使用时参数均提前调试，设定好。
循环机组用无刷直流电机风机工作参数：
单相交流200V～253V 50/60HZ；
额定电流：3A；
工作环境：-25～45℃；
湿度：5～85％RH(不结露)；
通讯参数(远程模式)；
RS-485标准工业串行通信总线标准；
波特率9600；
8位数据位，1位停止位，无奇偶性校验位。
为了区分手术室中心区和周边区不同的送风要求，我们在送风孔板上设计了各区域之间不同的开洞大小和开孔率，按照核心区801、中环区802、外环区803不同的要求，设计了从5mm到8mm不同的开孔大小，从而达到各区间不同的送风量。按照这种设计，I级手术室仅需要8600m3/h即可完全满足规范要求，节约手术室送风量20％以上，因此大大节约了手术室功耗。
拼装式组合型送风天花分成四个独立的箱体，直接在工厂加工生产，现场只需简单拼接即可，产品质量容易控制，漏风率低，现场安装方便。同时，高效过滤器430在送风天花下部平铺布置，拆装方便，送风气流均匀度好，因铺装面积大，风阻低，所需风机压头较小，容易选择风机，同时也起到节能的目的。
其中，I级手术室设计总体尺寸3m*3m，面积超出规范要求的送风天花最小面积2.6m*2.4m的44％，洁净气流能更好的覆盖整个工作区域。
采用QUATTRO光洁UV灭菌装置10进行灭菌。
将原静压箱改为带有微孔板式多吸音尖劈错位排列组合式消音器的静压箱、单层孔板送风天花改为双层孔板送风天花来增加消音器的消音效果。
用TPU柔性材料制作的TPU柔性洁净风管整体性好，风管系统的漏风率能降至1％以内，热传导系数运转远低于金属风管，风管接口减少90％以上，噪音传递的阻导效果好，比金属风管的制作安装时间可减少80％以上，安装难度减少很多，技术吊顶层高可减小，安装辅料用量可减少60％以上。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种智能化手术室用节能型空气处理系统，包括通过风管依次相连的以下部分，
空气处理机组(1)，用于对室外新风(2)及室内新风(3)进行过滤处理；
电加热单元(5)，为风管型电加热器，所述电加热单元(5)设于自所述空气处理机组(1)出风的输出管路上，用于对输出风进行电加热操作；以及，
消声静压箱组，为采用若干循环风机(4)并联管路连接的第一消声静压箱(6)及第二消声静压箱(7)；
其中，经电加热处理后的新风与经所述消声静压箱组进行消声处理的回风通过三通阀混合后，经加热、灭菌后，自设于所述智能化手术室顶部的送风静压箱(9)输入至手术室内。
2.如权利要求1所述的智能化手术室用节能型空气处理系统，其中，空气处理机组(1)包含室外新风(2)处理管路及室内新风(3)处理管路。
3.如权利要求2所述的智能化手术室用节能型空气处理系统，其中，所述室内新风处理管路上依次设有第一风阀(410)、第一过滤器(411)、第一电加热器(412)、第一离心变频风机(413)、第一直膨表冷(414)、第二直膨表冷(415)、加热单元(416)、第二过滤器(417)、电加热加湿单元(418)、第二电加热器(419)及定风量阀(420)；所述室内新风(3)处理管路上依次设有第三过滤器(421)、第二风阀(422)、无刷直流风机(423)、第三风阀(424)及第三电加热器(425)；所述室外新风(2)经所述定风量阀(420)控制输出至所述室内新风(3)处理管路末端与经处理后的室内新风(3)混合，再经末端高效过滤器(430)过滤后，自所述输出管路输出。
4.如权利要求1所述的智能化手术室用节能型空气处理系统，其中，所述循环风机(4)为多台变频机组并联驳接。
5.如权利要求4所述的智能化手术室用节能型空气处理系统，其中，所述第一消声静压箱(6)及第二消声静压箱(7)为带有微孔板式多吸音尖劈错位排列组合式消音器的静压箱。
6.如权利要求5所述的智能化手术室用节能型空气处理系统，其中，所述第一消声静压箱(6)及第二消声静压箱(7)内采用双层中空孔板结构。
7.如权利要求1所述的智能化手术室用节能型空气处理系统，其中，所述送风静压箱(9)底端设有送风天花板(8)，所述送风天花板(8)采用均流送风孔板，所述均流送风孔板分为核心区(801)、中环区(802)及外环区(803)，所述核心区(801)、中环区(802)及外环区(803)开孔的孔径依次增大，孔径为5mm～8mm，孔间距20mm。
8.如权利要求7所述的智能化手术室用节能型空气处理系统，其中，所述送风天花板(8)为若干独立箱体拼接而成，所述箱体底部铺设高效过滤器(430)。
9.如权利要求1所述的智能化手术室用节能型空气处理系统，其中，所述灭菌采用设于所述风管上的QUATTRO灭菌装置(10)对所述风管内的风进行灭菌，每个QUATTRO灭菌装置(10)通过风量为1000～3000m3/h。
10.如权利要求1至9任一项所述的智能化手术室用节能型空气处理系统，其中，所述风管采用TPU+L柔性管。
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