[发明专利]用于层流手术室定温送风的净化空调系统

说明书

本发明公开了一种用于层流手术室定温送风的净化空调系统，包括：包含中空围护隔层板壁的手术室围护、层流送风装置、回风口；定温送风净化空调机组；调节中空围护隔层板壁内表面温度的循环空调机组。提出保证层流送风的净化效果优先，改变常规的评价指标以及传统的温湿度优先的调节措施，用集中空调送风机组优先除去室内湿负荷，以设定阈值温度向手术室送风，使得手术室内保护区域最大、气流质量最佳。在保证手术室围护表面不结露的前提下，调节中空围护隔层板壁的辐射换热量消除显热负荷，控制目标以患者体感舒适度为主，室内温湿度为辅，减少了能耗。本发明提出空气媒介的辐射板壁，避免了水损风险，维持室内最佳的无菌、洁净、舒适的手术环境。

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及用于层流手术室定温送风的净化空调系统。

背景技术

层流送风广泛用于净化空调领域，层流是一种约定的俗称，不同的标准被分别称为单向流、低湍流度置换流或非诱导送风气流。

按传统理论，评价超净层流送风质量主要指标分别为送风气流的流向单一性、流线平行度、断面风速均匀性。这三大评价指标能评价气流排除污染的能力，以及对关键部位净化的有效性。但这些评价指标主要针对全室层流(即送风面积与房间天花面积几乎等同)，通常层流的断面风速较大，一般为0.5m/s左右。

但是洁净手术室常常在手术台上方采用局部的超净层流送风，根据我国GB50333-2013《医院洁净手术部建筑技术规范》规定的Ⅰ级洁净手术室的送风面积为2.4m×2.6m，送风速度为0.2-0.25m/s。美国ASHRAE170-2017标准《医疗设施通风》中规定手术室的送风口每边要比手术台面的每边大0.3m到0.45m(送风面积约为1.2m×2.4m-1.5m×2.7m)，送风速度仅为0.127-0.178m/s。

不同于全室层流，洁净手术室采用局部层流，周边区较污染的空气会被引射到层流气流中，使得洁净气流形成的洁净无菌区域缩小。另外，局部层流断面风速小，易受周围气流干扰，以及受到送风与室内温度差的影响。因此，不能用传统三大评价指标评价超净局部层流送风对关键区域保护的有效性，而应该基于气流流量、流动方向和温度效应三大因子的合理组合。特别对于手术室如此低速的局部层流送风，必须考虑送风温度效应。利用送风气流温度低于室内温度，形成的空气密度差异，使送风气流送达手术部位(见附图2)。附图2中虚线部分显示了理想的无菌、无尘的保护区。当然，送风温度也不能太低，否则温度效应反而使局部层流形成的保护区域缩小(见附图3虚线部分)。这就是说，送风温度对局部层流形成的保护区域大小与气流质量相关。尽管各国标准或规范要求手术室温度均在21～25℃之间，实际运行中通常将手术室温度控制在22～24℃范围内。依据我们的科研积累以及国外文献的报导，在送风温度不高于室温前提下，送风温度为21℃-22℃时对局部层流形成的保护区域最大、气流质量最佳。

由于被调空间内的热湿负荷时时变化，传统净化空调系统通常采用调节措施不外乎变化送风温度或变化送风流量，来维持被调空间的温度、湿度稳定。对于有洁净度级别的被调空间，由于洁净度与送风量(或换气次数)相关，只能采用变化送风温度，而不能变化送风量的调节措施。如上所述，变化送风温度就会影响局部层流送风效果。这就是目前Ⅰ级洁净手术室普遍存在的问题，层流形成的手术保护区域大小与气流质量随送风温度变化而变化，难以控制，甚至在冬季由于送风温度高于室内温度，造成送风气流送不下来，悬浮在上方，无法形成保护区。不仅不能满足医护人员舒适的环境，而且更为严重的会加大手术部位感染的风险。

为此，我国GB50333-2013《医院洁净手术部建筑技术规范》中第8.1.2要求“在手术进行过程中，Ⅰ级～Ⅲ级洁净手术室净化空调系统宜能够在低于室温状况下运行”，但没规定送风温度。为了保证在冬季工况中洁净手术室净化空调系统能够在低于室温状况下运行(即送风温度低于室内温度)，需要消除热负荷。

发明内容

本发明的目的在于提供用于层流手术室定温送风的净化空调系统，优先保证层流送风净化效果，送风温度阈值固定，实现最大的保护区域与最佳的气流质量。并采用空气媒介的辐射板壁实现室内人员舒适的体感。