潔凈手術室潔凈空調系統
潔凈手術室為一典型的恒溫恒濕潔凈室,潔凈手術室潔凈空調系統在空氣的冷卻除濕過程中,具有送風量大、相對冷熱負荷小(定義為單位送風量所承擔之冷熱負荷)及送風溫差小等特點。其中送風量大是為了維持潔凈手術室內潔凈等級所需(如CLASS 100級),而送風溫差小是為了控制潔凈手術室內溫濕度的范圍(如21±1℃,50 ±5 %RH),故常造成傳統潔凈手術室潔凈空調系統設備體積大及冷卻加熱盤管互相抵銷等耗能現象發生,本節將分析使用二次回風設計來解決以上問題;二次回風空調系統之理論為利用部份回風仍具高溫之特點來減少為減濕所需供應之熱能,以達節能的效果(二次回風定義為:回風風量不經過熱交換器只經過過濾器的送風量稱之)。但二次回風設計需花費不少時間運算,故本研究將闡述二次回風系統的架構及控制方法,并結合電腦軟體的運算,以快速設計檢討系統狀況。另外本節將詳細說明二次回風的節能效益和其在空氣線圖上之操作狀況。
(一)、潔凈手術室潔凈循環風量與負荷的決定一般CLASS 100級潔凈手術室面積、送風口大小、送風量及換氣次數之數據如表1.1所示:
表1.1 四種常見的CLASS 100級手術室潔凈空調系統
手術室空調負荷的決定方法:
(1)手術室一般都為鋼板結構,若周圍空間無空調,經驗計算通過墻板傳入室內的顯熱冷負荷一般為40~80 W/m2。
(2)手術室室內人員以站著工作為主,每人平均顯熱發熱量為70 W,若以手術室內每人占有面積2.5~1.8 m2計算,則人體的顯熱冷負荷約為28~ 39 W/m2。
(3)室內照明形成的顯熱冷負荷約為15 W/m2。
(4)手術室內用電設備種類、數量較多,使用頻率差異也較大,從已建手術室統計整理得出設備的顯熱發熱量約為70 W/m2。
(5)手術室內的潛熱發熱量主要有人員散濕及濕表面散濕,由這兩部分散濕產生的潛熱量約為75~92 W/m2。綜合上述,潔凈手術室總冷負荷為228~296 W/m2,室內濕負荷約為100~120 g/m2-h,總顯熱比約在0.596~0.747左右。由上面計算可知,潔凈空調系統的送風量為一般舒適性空調送風量的4~60倍,而潔凈空調系統冷負荷約為一般舒適性空調冷負荷的2~3倍,若將單位送風量承擔的冷負荷定義為相對負荷,顯然,潔凈空調系統的相對負荷較小,也正如其相對負荷小,故系統的送風溫差也較小。而實際現狀的冷卻盤管的進風與出風溫度差在3~6℃時效率zui高及;故在系統的送風溫差3 ℃以下時,可設計二次回風系統來改善傳統的一次回風系統;經過詳細的計算評估,CLASS 1&10&100等級的潔凈空調系統都可設計二次回風系統來達到不需熱排管下,既能維持潔凈等級,又能維持溫濕度的要求且因冷卻排管面積較小空調箱的體積相對減少。