CN206131205U

CN206131205U - 医用排风新风一体机柜

Info

Publication number: CN206131205U
Application number: CN201621094900.8U
Authority: CN
Inventors: 殷晓冬
Original assignee: Individual
Current assignee: Chengdu Langmai Hospital Infection Technology Co ltd
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2026-09-29

Abstract

本实用新型涉及一种医用排风新风一体机柜，包括：第一机柜，其具有排风入口、排风出口、排风通道、排风风机、热回收装置、新风入口、新风预过滤模块、第一新风通道、化学过滤器、预热器、新风进风风机；以及第二机柜，其具有第二新风通道、除湿器、加热器、加湿器、新风出风风机、末端过滤器、以及新风出口，其用于送出新风。该医用排风新风一体机柜将新风功能和排风功能相集成，并且对废热或废冷加以利用以实现节能，而且通过将新风处理和回风处理完全分开来实现进一步的节能。空调用冷源的户外机为数码变容量直膨式风冷机组。

Description

医用排风新风一体机柜

技术领域

本实用新型总体上涉及医疗通风设施领域，具体而言涉及一种医用排风新风一体机柜。

背景技术

当前中国对医疗环境有较高的技术要求，这些要求是：(1)空气洁净度，洁净用房根据用途可以分为I、II、III和IV级，手术室分手术区和周边区，不同等级用房有不同的洁净度要求，其中空气中0.5μm和5μm微粒的浓度是一个需要控制的重要参数；(2)舒适性，手术室温度一般控制在21℃至25℃，相对湿度一般控制在30％至60％；(3)菌落数，在手术区和周边区中需要控制细菌最大平均浓度。

在具体实践中，还需执行风量的控制和平衡，这主要出于下列几个要求：(1)洁净度要求，这需要足够的“净化风量”，例如I级手术室要保证手术工作区0.2至0.25m/s的平均风速；(2)出于医疗环境舒适性要求而需要一定的“空调风量”，以消除房间的热湿负荷，包括显热和潜热，而通常前述“净化风量”大于“空调风量”；同时，需满足舒适性空调换气次数、例如一般为5次/时；(3)出于健康原因对最小“新风量”提出要求，例如每人60至100m³/h，或者每平米15至20m³/h；(4)为了排除异味或麻醉气体，手术室需要一定“排风量”；(5)为了维持房间压差(正压或负压)需要“压差风量”，其中当新风量大于排风量加漏风量时，房间呈正压，一般为5至10Pa，而当新风量小于排风量加漏风量时，房间呈负压，一般为-10至-15Pa，此时新风量仍须满足手术室人员健康需求的最小新风量；(6)“送风量”要求，洁净手术室的送风量等于新风量加循环风量。由于需要各种风量的控制和平衡，导致系统管路多、阀门多、控制复杂、调试困难、运行管理工作量大。

此外，目前医疗空调系统多数采用新风集中处理(除湿、调温和过滤)，而循环风在每间手术室都单独处理，处理方式分为“一次回风”或“一、二次回风”。“一次回风”是指手术室回风全部与所需新风混合并进入循环机组进行除湿、调温和过滤等处理；“一、二次回风”是指手术室一部分回风与所需新风混合并进入循环机组的表冷器进行除湿以后再与剩余回风混合并进行调温和过滤等处理。“一次回风”系统简单，但是所有回风全部经循环机组除湿以后达到机器露点温度(通常低于16℃)，因此还需加热以达到送风温度，从而导致“冷”、“热”相抵，既浪费冷量又消耗热量，非常不节能。“一、二次回风”系统能达到节能的效果，但为了实现自动控制需要增加自动调节阀和执行机构，导致在实际应用中往往故障率高、调试难度大，造成该系统推广困难。

目前，医疗净化空调系统的技术趋势是向节能、系统简单、操作维护方便的方向发展。

实用新型内容

本实用新型的任务是提供一种医用排风新风一体机柜，该医用排风新风一体机柜将新风功能和排风功能相集成，并且对废热/废冷加以利用以实现节能，而且将新风处理功能和回风处理功能完全分割，对新风进行深度除湿，并且在新风量较少(优选1500m³/h)时可以抵消各类手术室中的热湿负荷(包括显热和潜热)，为防止结露，对新风进行深度除湿后，略微再加热(例如以北京气象参数为准，夏季室内温度24℃，湿度50％时再加热量为1.8kW，55％时为1.3kW左右)，回风处理只包括空气净化功能，以满足洁净度要求并实现进一步节能。

根据本实用新型，该任务通过一种医用排风新风一体机柜来解决，该一体机柜包括：

第一机柜，其具有：

用于引入待排风的排风入口；

用于排出待排风的排风出口；

排风通道，其将排风入口与排风出口相连接以用于引导待排风；

排风风机，其在排风通道中布置在排风入口与排风出口之间以用于将待排风从排风入口向排风出口引导；

排风过滤模块，其布置在排风风机之前以用于对排风进行净化过滤；

热回收装置，其在排风通道中布置在排风风机与排风出口之间，所述热回收装置包括板式换热器以用于回收排风中的废热或废冷；

用于引入新风的新风入口，所述新风入口与板式换热器连通以用于吸收由板式换热器从排风中收集的废热或废冷；

新风预处理装置，其布置在新风入口处以用于对新风进行预处理；

第一新风通道，其将新风入口与第二机柜连接以用于将新风从新风入口引导到第二机柜；

新风进风风机，其在第一新风通道中在新风流动方向上布置在热回收装置之后以用于将新风引入第一机柜；以及

预热器，其在第一新风通道中布置在新风进风风机之前；以及第二机柜，其具有：

新风出口，其用于送出新风；

第二新风通道，其将第一新风通道与新风出口连接以用于将新风从第一机柜引导到新风出口；

空气净化装置，其包括布置在新风出口处的新风末端过滤装置；

空调用室内机，其包括布置在第二新风通道中的除湿器、加热器和加湿器；

空调用户外机，其包括数码变容量直膨式风冷机组以用于向除湿器供冷；以及

新风出风风机，其用于将新风通过新风出口从第二机柜中排出。

在此，应当指出，热回收装置不仅仅能够回收“热量”，而且还能收集“冷量”，即所述换热板既能够将待排风中的废热、也能够将待排风中的废冷转移到新风中。

根据本实用新型的医用排风新风一体机柜至少具有下列优点：(1)该医用排风新风一体机柜将新风功能和排风功能相集成，从而降低了设备成本和安装成本；(2)该医用排风新风一体机柜对废热和废冷加以利用，即热回收装置将待排风中的废热或废冷转移到新风中，从而实现节能效果；(3)在根据本实用新型的医用排风新风一体机柜中，通过将新风的处理和回风的处理完全分开(即新风处理机不对回风进行处理、如除湿、调温)，可以极大地节省电能，这是因为，根据实用新型人的独特洞察力发现，只需要对一定量的新风进行深度除湿、调温和净化处理，而对回风(亦称循环风)仅需进行净化处理，就已经可以将医疗房间的空气质量保持在理想的水平，因为室内人员仅仅少量增加室内的湿度和温度，因此这部分少量增加的湿度和温度完全可以单单通过经处理的新风来抵消，而不需要对回风进行除湿和调温；这样一来，不仅节省了用于对回风进行除湿、调温的电能，而且由于将除湿过程全部转移到一体机柜中而不在回风处理机中执行除湿功能，还避免了一次回风中的“冷热相抵”缺点，提高了温控效率。

在根据本实用新型的一个扩展方案中规定，第一机柜还包括布置在新风入口与新风进风风机之间的化学过滤模块以用于对新风进行化学过滤，其中所述化学过滤模块包括中效过滤层。此外，布置在新风入口处的新风预处理装置也可以包括粗滤层和中效过滤层。通过该扩展方案，可以首先滤除空气中的2.5μm和10μm的大颗粒并且降低化学污染物(例如NO_x、SO_x、NH₃和TVOC)的浓度，从而促进后续对新风的精细过滤。所述化学过滤模块例如为筒状结构，内装多种配方活性炭填料。

在根据本实用新型的一个优选方案中规定，在排风通道中布置有消声腔以用于容纳排风风机并对排风风机进行消音，并且在第一新风通道和第二新风通道中分别布置有消声腔以用于容纳新风进风风机和新风出风风机并对新风进风风机和新风出风风机进行消音。通过该优选方案，可以降低设备噪音，实现良好的医疗环境。

在根据本实用新型的一个扩展方案中规定，所述加湿器为电极式加湿器。通过该扩展方案，可以实现等温加湿，提高加湿效率。

在根据本实用新型的一个优选方案中规定，在新风入口和排风出口中分别布置有重力自锁风门，所述重力自锁风门具有：

风板，其尺寸与风口相匹配；

翻转轴，其穿过风板使得风板能够绕翻转轴翻转；

配重，其布置在所述风板的一端，使得风板在不受外力的情况下保持竖直以封闭风口；以及

止挡，其布置在出风口的顶部和/或底部以用于防止风板反向偏转。

通过该优选方案，在没有引入新风或者排出待排风的情况下，可以实现各风门的自动封闭，从而有效地防止污染物或异物通过风门进入风道造成污染或堵塞。另一方面，止挡可以防止风板的反向偏转。

在根据本实用新型的另一优选方案中规定，排风风机、新风进风风机和新风出风风机均配备无刷直流电机，其中所述无刷直流电机的转速可调。通过该优选方案，一方面可以实现节能，因为使用无刷直流电机与使用交流电机相比可以节省30％电能。另一方面，通过使用转速可调的无刷直流电机，可以实现新风量和排风量的调节，以适应于不同类型的手术室(I类、II类、III类和IV类)和同一类型手术室的不同工况(比如短期强排)的要求，实现一机多用。单台风机的功率例如为150-300W，随着风量变化，其功率变化为大约10％。此外，牺牲部分节能效果以减少机型的方案也是可行的。无刷直流电机的无级调速与交流电机变频分档调速相比，系统要简单得多，从而降低了控制成本。

在本实用新型的又一优选方案中规定，新风量在800m³/h、1000m³/h、1200m³/h和1500m³/h之间切换，并且排风量是可相应调整的。通过所述新风量设定，调节回风量，可以将同一手术室在I-IV类手术室之间切换。

附图说明

下面结合附图参考具体实施例来进一步阐述本实用新型。

图1示出了根据本实用新型的医用排风新风一体机柜的内部结构图；

图2示出了热回收装置的从图1的A方向来看的视图；以及

图3示出了根据本实用新型的重力自锁风门的示意图。

在此应当指出，本实用新型的附图中的各部件仅仅是示例性地示出的，而不一定是比例正确的。

具体实施方式

图1示出了根据本实用新型的医用排风新风一体机柜100的内部结构图。

如图1所示，医用排风新风一体机柜100包括第一机柜101和第二机柜102。第一机柜101和第二机柜102既可以为一体化成形，也可以分别成形后通过组装生成。

第一机柜101具有用于引入待排风的排风入口103和用于排出待排风的排风出口116。第一机柜101还具有排风通道(未示出)，其将排风入口103与排风出口116相连接以用于引导待排风，其中排风通道既可以为专门的管道，也可以由第一机柜101的壁部构成。第一机柜101还具有排风风机104，其在排风通道中布置在排风入口103与排风出口116之间以用于将待排风从排风入口103向排风出口116引导。排风风机104优选配备有转速可无级调整的无刷直流电机，使得可以通过调节风机转速来调整排风量，从而调整医疗房间内的气压，以达到所期望的压差效果。第一机柜101还具有排风过滤模块120，其在排风通道中布置在排风风机之前以用于对排风在排向室外以前进行净化过滤，以用于滤除待排风中的微生物，以免直接排放到环境中。

第一机柜101还具有热回收装置106，其在排风通道中布置在排风风机104与排风出口116之间。所述热回收装置106包括板式换热器(或称蜂窝换热器)以用于回收排风中的废热或废冷。所述板式换热器例如包括多个相互垂直布置的换热板117，使得待排风能够垂直于新风方向流动(参见图1中的单箭头)并且通过换热板117将废热或废冷传递给新风。换热板117例如由极薄铜板制成，但是其它良导热材料也是可设想的。热回收装置106的进一步细节参见图2。

第一机柜101还具有用于引入新风的新风入口114，所述新风入口114与换热板117连通以用于将新风引入到换热板117中。第一机柜101还具有第一新风通道(未示出)，其将新风入口与第二机柜102连接以用于将新风从新风入口114引导到第二机柜102。第一新风通道既可以是专用管道，也可以由第一机柜的壁部形成。第一机柜101还具有新风进风风机108，其在第一新风通道中在新风流动方向(参见图1中箭头)上布置在热回收装置106之后以用于将新风引入第一机柜101。

第一机柜101还具有新风预处理装置105，其布置在新风入口114处以用于对新风进行预处理。新风预处理装置105包括用于滤除空气中的大颗粒物的粗滤和中效过滤层。

第一机柜101还具有可选的化学过滤模块107，该化学过滤模块107布置在新风入口114与新风进风风机108之间的以用于对新风进行化学过滤。通过化学过滤模块107，降低化学污染物(例如NO_x、SO_x、NH₃和TVOC)的浓度，从而促进后续对新风的精细过滤。所述化学过滤模块107例如为筒状结构，内装多种配方活性炭填料。

第一机柜101还具有预热器112，其在第一新风通道中布置在新风进风风机108之前、例如化学过滤模块107与新风风机108之间。预热器112 用于冬季对新风进行预热以进行随后的加热，完成“等温加湿”功能。

图1中还示出了第二机柜102。第二机柜102具有第二新风通道，其将第一新风通道与新风出口118连接以用于将新风从第一机柜101引导到新风出口118。在图1中，第一机柜中101的第一新风通道通过通道121与第二机柜102中的第二新风通道连通以用于输送新风。第二机柜102具有空气净化装置，其包括布置在新风出口处的新风末端过滤装置119，该新风末端过滤装置119用于对新风进行二次净化过滤。

第二机柜102还具有空调用室内机，其包括布置在第二新风通道中的除湿器109、加热器110和加湿器111，其中除湿器109例如是氟利昂直接蒸发式表面冷却器(或称表冷器)，其用于对新风进行深度除湿。加热器110用于对经除湿的温度较低的空气加热到适宜的温度，或者冬季加湿前的加热，加热器110例如为电加热丝。加湿器111例如为电极式加湿器，其用于对新风进行加湿。

第二机柜102还具有用于供应冷源的空调用户外机(未示出)，其包括数码变容量直膨式风冷机组以用于向除湿器供冷。

新风末端过滤装置119可选地可以具有用于滤除颗粒直径0.1m至0.5m的颗粒的滤芯(未示出)。数码变容量直膨式风冷机组的特点在于，在除湿时，制冷剂通过直接蒸发与新风直接换热以完成除湿功能，其系统简单，效果好。

第二机柜102还包括新风出风风机113，其用于将新风从第二机柜102中排出。新风出风风机113的进风方向既可以垂直于新风流动方向，也可以平行于新风流动方向。最后，第二机柜102还包括新风出口118，其用于排出新风。

第一机柜101的新风入口114和排风出口116可选地可以分别具有重力自锁风门115，使得在没有引入新风或者排出待排风的情况下，可以实现各风门114和116的自动封闭，从而有效地防止污染物或异物通过风门114和116进入风道造成污染或堵塞。重力自锁风门115的进一步细节将在图3中予以阐述。

此外，新风进风风机108和新风出风风机113配置有转速可调的无刷直流电机。如此一来，一方面可以实现节能，因为使用无刷直流电机与使用交流风机相比可以节省30％电能。另一方面，通过使用转速可调的电机，可以实现新风量的调节，以适应于不同类型的手术室(I类、II类、III类和IV类)，实现一机多用。单台风机的功率例如为150-300W，随着风量变化，其功率变化为大约10％。此外，牺牲部分节能效果以减少机型的方案也是可行的。无级调速与交流电机变频分档调速相比，系统要简单得多，从而降低了控制成本。针对洁净度的改变，可相应调节回风量(改变回风风机的转速)。

在本一体机柜中，各类手术室的新风量的取值例如可以为1200m³/h、1000m³/h、800m³/h，新风在降温除湿后均具备消除各类手术室内显热的能力。适当增加经深度除湿的新风量完全可以消除各类手术室内的热湿负荷(包括显热和潜热)。因此，可以将手术室的“净化空调”系统的“空调功能”与“净化功能”分开实施，以从根本上回避净化空调系统的“冷”、“热”相抵的弊端。而且本一体机柜还可以使手术室净化空调系统大大简化、较少阀门数、降低自动控制难度，其操作方便，维护简单并且节能效果好。

此外，在本一体机柜中，通过新风进风风机108与新风出风风机113的串联使用，实现风机压头叠加，以解决一体机柜中由于多功能段而需要高压头的技术瓶颈。

深度除湿属于低温送风，除了略微再加热措施以外，循环风的风机温升可以降低“送风结露”的风险。

另外，排风风机104、新风进风风机108和新风出风风机113可以分别布置在消声腔(未示出)中。所述消声腔分别位于排风通道、第一新风通道和第二新风通道中，以用于对所述风机进行消音。消声腔例如可以由泡沫、软木、橡胶等低密度吸音材料制成，也可以由金属板等高密度隔音材料制成。此外，也可以在新风出口118后的管道上布置消声器以作为降低噪声的补充手段。

下面分别阐述医用排风新风一体机柜100中的待排风和新风的流动过程。

待排风的流动过程如下：首先，待排风在排风风机104的作用下进入第一机柜101的排风通道，并且在经过排风过滤模块120的净化过滤以后通过热回收装置106并且把废冷或废热传递给换热板117，换热板117进而把所述废冷或废热传递给在换热板117中输送的新风；然后，待排风从排风出口116被排出。

新风的流动过程如下：首先，新风在新风进风风机108的作用下从第一机柜101的新风入口114中进入第一机柜101的第一新风通道，在经过新风预处理装置105的净化过滤以后进入换热板117并吸收来自待排风的废热或废冷并升温或降温；然后，新风穿过可选的化学过滤模块107以经历初步净化过滤；经初步净化过滤的新风在经过预热器112的预热以后离开第一机柜101并通过通道121进入第二机柜的第二新风通道，在第二机柜102中，新风在分别经历除湿器109的深度除湿、加热器110的加热和加湿器111的加湿以及新风末端过滤装置119的净化过滤以后在新风出风风机113的作用下通过新风出口118离开第二机柜102。

根据本实用新型的医用排风新风一体机柜至少具有下列优点：(1)该医用排风新风一体机柜100将新风功能和排风功能相集成，从而降低了设备成本和安装成本；(2)该医用排风新风一体机柜100对废热和废冷加以利用，即热回收装置106将待排风中的废热或废冷转移到新风中，从而实现节能效果；(3)在根据本实用新型的医用排风新风一体机柜100中，通过将新风的处理和回风的处理完全分开(即新风处理机完成空调功能，回风处理机仅执行净化功能)，可以极大地节省电能，这是因为，根据实用新型人的独特洞察力发现，只需要对一定量的新风进行深度除湿、调温和净化处理，而对回风(亦称循环风)仅需进行净化处理，就已经可以将医疗房间的空气质量保持在理想的水平，因为室内的热湿负荷(包括显热和潜热)完全可以单单通过新风来抵消，而不需要对回风进行除湿和调温；这样一来，不仅节省了用于对回风进行除湿、调温的电能，而且由于将除湿过程全部转移到一体机柜中而不在回风处理机中执行除湿功能，还避免了一次回风中的“冷热相抵”的弊端，提高了温控效率。

图2示出了热回收装置106的从图1的A方向来看的视图。在图2中，用箭头来表示待排风的流动方向，并且用交叉线来表示新风的流动方向。从图2中可以看出，热回收装置106包括多个换热板117，所述换热板117例如相互垂直布置以形成分别供待排风和新风通过的通道，并且两种通道互不连通以防止新风和待排风的不期望的混合。换热板117用于收集从换热板117通过的待排风(见图2中的箭头)的废热或废冷，并且将所述废热或废冷传递给进入换热板117中的新风(参见图2中的交叉线)。通过该热回收装置106，可以实现待排风的废热或废冷的再利用，从而实现节能效果。换热板117例如可以是极薄铜板，但是由其它导热材料制成的换热板117也是可设想的。

图3示出了根据本实用新型的重力自锁风门115的示意图。如图1所示，重力自锁风门115例如布置在新风入口114中，但是也可以设想，将重力自锁风门115布置在排风出口116中。

重力自锁风门115包括风板301，其尺寸与风口相匹配。例如，风板301的尺寸被确定为使得在风板301竖直时能够刚好盖住风口、即新风入口114，以实现封闭效果。风门可以由塑料、木材或其它轻质材料制成。

重力自锁风门115还包括翻转轴303，其穿过风板301使得风板301能够绕翻转轴303翻转。

如图3所示，在风板301的一端、例如下端布置有配重302，使得风板301在不受外力的情况下保持竖直以封闭风口。配重例如可以是金属等高密度材料制成。配重302被安装在风板301上的合适位置处，使得风板301在不受外力、即没有待排风或新风时在重力作用下自然回复到最低点、即重力势能最小处，从而封闭风口。而当在引入新风或排出待排风时，风板301在新风的吸力或待排风的推力作用下克服重力绕翻转轴303翻转，从而产生缝隙，使得新风或待排风能够通过所述缝隙进入风口或从风口排出(参见图3中箭头)。图3中还示出了止挡304，所述止挡304可以布置在风口的底部和/或顶部。通过止挡304，可以防止风板反向运动、即与气流(新风、待排风)运动方向相反的方向运动。

通过重力自锁风门115，在没有引入新风或者排出待排风的情况下，可以实现各风门的自动封闭，从而有效地防止污染物或异物通过风门进入风道造成污染或堵塞。

虽然本实用新型的一些实施方式已经在本申请文件中予以了描述，但是对本领域技术人员显而易见的是，这些实施方式仅仅是作为示例示出的。本领域技术人员可以想到众多的变型方案、替代方案和改进方案而不超出本实用新型的范围。所附权利要求书旨在限定本实用新型的范围，并藉此涵盖这些权利要求本身及其等同变换的范围内的方法和结构。

Claims

1.一种医用排风新风一体机柜，包括：

第一机柜，其具有：

用于引入待排风的排风入口；

用于排出待排风的排风出口；

新风出口，其用于送出新风；

2.根据权利要求1所述的医用排风新风一体机柜，其中第一机柜还包括布置在新风入口与新风进风风机之间的化学过滤模块以用于对新风进行化学过滤，其中所述化学过滤模块包括中效过滤层。

3.根据权利要求1所述的医用排风新风一体机柜，其中在排风通道中布置有消声腔以用于容纳排风风机并对排风风机进行消音，并且在第一新风通道和第二新风通道中分别布置有消声腔以用于容纳新风进风风机和新风出风风机并对新风进风风机和新风出风风机进行消音。

4.根据权利要求1所述的医用排风新风一体机柜，其中所述加湿器为电极式加湿器。

5.根据权利要求1至4之一所述的医用排风新风一体机柜，其中在新风入口和排风出口中分别布置有重力自锁风门，所述重力自锁风门具有：

风板，其尺寸与风口相匹配；

翻转轴，其穿过风板使得风板能够绕翻转轴翻转；

6.根据权利要求1至4之一所述的医用排风新风一体机柜，其中排风风机、新风进风风机和新风出风风机均配备无刷直流电机，其中所述无刷直流电机的转速可调。

7.根据权利要求6所述的医用排风新风一体机柜，其中新风量在800m³/h、1000m³/h、1200m³/h和1500m³/h之间切换，并且排风量是可相应调整的。