CN105180356B - 手术室新风量及空气质量管理系统及其调节方法 - Google Patents

手术室新风量及空气质量管理系统及其调节方法 Download PDF

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Abstract

手术室新风量及空气质量管理系统及其调节方法，涉及到手术室空气洁净处理技术领域，解决现有手术室的净化空调系统存在不必要的能源浪费的技术问题，包括有主控模块，以及分别与主控模块连接的新风量调节阀、排风量调节阀、二氧化碳传感器、压差传感器及显示与控制模块。根据二氧化碳传感器和压差传感器输入的传感信号控制新风量调节阀V1和排风量调节阀V2，不仅方便控制手术室的新风量和空气质量，在满足手术要求的前提下实现了新风量的科学控制，节能环保。

Description

手术室新风量及空气质量管理系统及其调节方法
技术领域
本发明涉及到手术室空气洁净处理技术领域，具体涉及到手术室新风量管理及空气质量控制方面。
背景技术
手术室内合适的新风量满足室内人员呼吸的需求和排除室内空气污染气体。新风除湿降温和增湿加热能耗为手术室整体能耗的主要构成。手术室净化空调系统的节能问题之一是新风量确定方法不科学。规范中以维持正压、新风换气次数、人员需要和一个强制性的新风量最小值中的最大值为设计新风量，这个新风量通过现场实测对比，确认是明显偏大的，而净化空调系统中能耗主要在新风上，所以，只要合理配置新风量，就可以有效减少数量可观的能耗。
如图1中所示，现有的手术室的净化空调系统主要由新风预处理机组、循环空气处理机组、净化风管及附件、末端送回风装置等部分组成。一台新风机组可以为多间手术室提供新风，送到手术室新风量的大小由阀门V1决定，而排出手术室的风量大小由阀门V2决定，同时还有一部分空气通过循环机组在手术室内不断循环。手术室不可能是完全密闭的，会有部分空气从其他地方发散出去，并考虑到手术室内要维持对室外的正压△P”（一般为8Pa），阀门V2肯定要小于阀门V1（比如阀门V1设置为1000m³/h，则阀门V2可设置为450m³/h）。
对于手术室来讲。为了维持本身房间的洁净度，免受邻室的污染，须保持相对于邻室较高的空气压力，即相对于邻室维持一个正的静压差。而静压羞的存在起到了在门、窗关闭的情况下．防止室外空气由缝隙进入洁净室。另外，当门开启时，应有足够的气流向外流动，把人瞬时带进的污染空气降到最低程度。
在以前阀门V1的大小通常是设定为规范中的最大值，并且是定风量阀，即风量是不可变的。而往往实际的很多手术并不需要最大值的新风量。这部分多余的新风量就造成了能源的浪费。只有在手术室没有在使用时，阀门V1会关闭，只有这时新风机组才会减小新风输出量，减小输出功率，存在不必要的能源浪费。
发明内容
综上所述，本发明的目的在于解决现有手术室的净化空调系统存在不必要的能源浪费的技术问题，而提出一种手术室新风量及空气质量管理系统及其调节方法。
为解决本发明所提出的技术问题，采用的技术方案为：
1、手术室新风量及空气质量管理系统，其特征在于所述系统包括有主控模块，以及分别与主控模块连接的
新风量调节阀，用于控制进入手术室的新风流量；
排风量调节阀，用于控制排出手术室的排风流量；
二氧化碳传感器，用于检测手术室内二氧化碳浓度；
压差传感器，用于检测手术室内外空气压力差；
以及显示与控制模块，用于显示各传感器检测出的手术室内各项参数，新风量调节阀的新风流量，排风量调节阀的排风流量，以及提供对主控模块的手动操作输入。
所述主控模块还连接有用于感应手术室中是否有人的人体接近传感器。
所述主控模块还连接有用于感应手术室内环境温度的温度传感器和用于感应手术室内环境湿度的湿度传感器。
所述手术室新风量及空气质量管理系统的调节方法，其特征在于：预先在主控模块中预设手术室内允许的二氧化碳浓度最小阀值C1和二氧化碳浓度最大阀值C2，以及预设手术室允许的空气压力差最小阀值△P1和空气压力差最大阀值△P2；
若二氧化碳传感器检测到的当前二氧化碳浓度值C≥二氧化碳浓度最大阀值C2时，或压差传感器检测到的当前压差值△P≤空气压力差最小阀值△P1，则主控模块则控制新风量调节阀V1和排风量调节阀V2等比例增加；
若二氧化碳浓度最小阀值C1＜二氧化碳传感器检测到的当前二氧化碳浓度值C＜二氧化碳浓度最大阀值C2，且空气压力差最小阀值△P1＜压差传感器检测到的当前压差值△P＜空气压力差最大阀值△P2，则新风量调节阀V1和排风量调节阀V2维持不变；
若二氧化碳传感器检测到的当前二氧化碳浓度值C≤二氧化碳浓度最小阀值C1，且压差传感器检测到的当前压差值△P≥空气压力差最大阀值△P2，则主控模块则控制新风量调节阀V1和排风量调节阀V2等比例减小。
当人体接近传感器在预设时间内未感应到手术室中有人存在时，主控模块控制新风量调节阀V1和排风量调节阀V2关闭或切换至预设大小。
本发明的有益效果为：本发明的主控模块根据二氧化碳传感器和压差传感器输入的传感信号控制新风量调节阀V1和排风量调节阀V2，不仅方便控制手术室的新风量和空气质量，在满足手术要求的前提下实现了新风量的科学控制，节能环保。
附图说明
图1为现有手术室的净化空调系统原理结构示意图；
图2为本发明的手术室新风量及空气质量管理系统的结构原理方框示意图。
具体实施方式
以下结合附图和本发明优选的具体实施例对本发明作进一步地说明。
参照图1和图2所示，本发明系统包括有主控模块，以及分别与主控模块连接的
新风量调节阀，用于控制进入手术室的新风流量；
排风量调节阀，用于控制排出手术室的排风流量；
温度传感器，用于感应手术室内环境温度；
湿度传感器，用于感应手术室内环境湿度；
二氧化碳传感器，用于检测手术室内二氧化碳浓度；
压差传感器，用于检测手术室内外空气压力差；
人体接近传感器，用于感应手术室中是否有人；
以及显示与控制模块，用于显示各传感器检测出的手术室内各项参数，新风量调节阀的新风流量，排风量调节阀的排风流量，以及提供对主控模块的手动操作输入；显示与控制模块优选为触摸屏。
在具体实施过程中，主控模块可以选用PLC，也可以选用由单片机及配套外围电路构成。主控模块还可以与现有手术室的净化空调系统连接，为控制现有手术室的净化空调系统的新风机组和循环机组提供控制参考。
本发明的手术室新风量及空气质量管理系统的调节方法，采用预先在主控模块中预设手术室内允许的二氧化碳浓度最小阀值C1和二氧化碳浓度最大阀值C2，以及预设手术室允许的空气压力差最小阀值△P1和空气压力差最大阀值△P2；
若二氧化碳传感器检测到的当前二氧化碳浓度值C≥二氧化碳浓度最大阀值C2时，或压差传感器检测到的当前压差值△P≤空气压力差最小阀值△P1，则主控模块则控制新风量调节阀V1和排风量调节阀V2等比例增加；
若二氧化碳浓度最小阀值C1＜二氧化碳传感器检测到的当前二氧化碳浓度值C＜二氧化碳浓度最大阀值C2，且空气压力差最小阀值△P1＜压差传感器检测到的当前压差值△P＜空气压力差最大阀值△P2，则新风量调节阀V1和排风量调节阀V2维持不变；
若二氧化碳传感器检测到的当前二氧化碳浓度值C≤二氧化碳浓度最小阀值C1，且压差传感器检测到的当前压差值△P≥空气压力差最大阀值△P2，则主控模块则控制新风量调节阀V1和排风量调节阀V2等比例减小。
当人体接近传感器在预设时间内未感应到手术室中有人存在时，则表示手术室未启用，主控模块控制新风量调节阀V1和排风量调节阀V2关闭或切换至预设大小，以维持压差传感器检测到的当前压差值△P为正值即可。手术室的净化空调系统的新风机组提供的新风能实现除湿降温和增湿加热的目的，温度传感器和湿度传感器的传感信号经主控模块处理后为新风机组反馈相应的控制信号。

Claims (2)

1.手术室新风量及空气质量管理系统的调节方法，其特征在于：所述手术室新风量及空气质量管理系统，包括有主控模块，以及分别与主控模块连接的新风量调节阀，用于控制进入手术室的新风流量；排风量调节阀，用于控制排出手术室的排风流量；二氧化碳传感器，用于检测手术室内二氧化碳浓度；压差传感器，用于检测手术室内外空气压力差；以及显示与控制模块，用于显示各传感器检测出的手术室内各项参数，新风量调节阀的新风流量，排风量调节阀的排风流量，以及提供对主控模块的手动操作输入；所述主控模块还连接有用于感应手术室中是否有人的人体接近传感器；所述主控模块还连接有用于感应手术室内环境温度的温度传感器和用于感应手术室内环境湿度的湿度传感器；
预先在主控模块中预设手术室内允许的二氧化碳浓度最小阀值C1和二氧化碳浓度最大阀值C2，以及预设手术室允许的空气压力差最小阀值△P1和空气压力差最大阀值△P2；若二氧化碳传感器检测到的当前二氧化碳浓度值C≥二氧化碳浓度最大阀值C2时，或压差传感器检测到的当前压差值△P≤空气压力差最小阀值△P1，则主控模块则控制新风量调节阀V1和排风量调节阀V2等比例增加；若二氧化碳浓度最小阀值C1＜二氧化碳传感器检测到的当前二氧化碳浓度值C＜二氧化碳浓度最大阀值C2，且空气压力差最小阀值△P1＜压差传感器检测到的当前压差值△P＜空气压力差最大阀值△P2，则新风量调节阀V1和排风量调节阀V2维持不变；若二氧化碳传感器检测到的当前二氧化碳浓度值C≤二氧化碳浓度最小阀值C1，且压差传感器检测到的当前压差值△P≥空气压力差最大阀值△P2，则主控模块则控制新风量调节阀V1和排风量调节阀V2等比例减小。
2.根据权利要求1所述的手术室新风量及空气质量管理系统的调节方法，其特征在于：当人体接近传感器在预设时间内未感应到手术室中有人存在时，主控模块控制新风量调节阀V1和排风量调节阀V2关闭或切换至预设大小。
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