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除塵技術中熱濕負荷計算

宏亞(除塵器)環保設備廠2016年08月04日 字體:
導讀:除塵技術中熱濕負荷計算

1.     計算模型

醫院除塵器設備潔凈手術室的圍護結構參見圖5-1。除塵器設備潔凈手術室一般不靠外墻布置,大多是在土建 圍護結構內設置內襯小室《根據其室內的裝飾要求,內襯小室可由多種材料建造。常用的材 料有:鋼制龍骨框架和電解鋼板組成的結構,電解鋼板表面噴涂抗菌涂料,背面粘貼保溫材 料;彩鋼夾芯復合板。

本設計實例,采用彩鋼巖棉夾芯復合板,厚度為50mm所以,手術室的外形只能采用 四角形結構。參見參考文獻[2], 7.1.4除塵器設備潔凈手術室的形狀)

2.     空調負荷計算

空調負荷由圍護結構負荷、人體負荷、照明負荷、設備負荷及散濕負荷等幾部分組成。

(1)空調冷負荷的i十算

1)圍護結構傳熱形成的冷負荷。由圖7-6及本書“5.4.1空調負荷計算可知,該 手術室(內襯小室)的圍護結構屬內圍護結構,冷負荷計算可以按穩態傳熱考慮。用下式 計算圍護結構傳熱形成的冷負荷。

CL, =KF(tu-tJ                                                        (7-1)

式中CL!——內圍護結構傳熱形成的冷負荷W) j

K——內圍護結構的傳熱系數[W/(m2 ? T)];

F——內圍護結構的傳熱面積m2)tn——手術室夏季空調室內計算溫度1); b——鄰室計算平均溫度(^)o 除塵器設備潔凈手術室的鄰室一般為走廊、技術夾道、洗手間、吊頂夾層或其他手術室等。其中的 非空調房間可以認為是散熱量小于23W/m3的房間。可用下式計算k (查表5-1):

% = ?wp + 3                                                    (7_2)

式中fwp——夏季空調室外計算曰平均溫度(1)。

內圍護結構的傳熱系數尺[w/(m2 ? ^C)]由下式計算:

K = l/(l/an + X5/ + 1/cO                                                (7-3)

式中an——圍護結構內表面換熱系數[W/(m2 ? T)];

aw——圍護結構外表面換熱系數[W/( m2 ? T ) ];     j S——圍護結構各層材料的厚度m);

A——維護結構各層材料的熱導率[W/( m ? T ) ] | 內襯小室彩鋼夾芯復合板的外表面面向其他相鄰房間,故% =?二 8. 7 [ W/ I

(m2 . t)]g=0,05m, A=0.046W/(m . t)(巖棉)。                                                                             I

彩鋼夾芯復合板的傳熱系數                                                                                                  |

K =l/(l/an+X 5/A+l/aw) I =l/(l/8. 7 +0. 05/0. 046 +1/8. 7)(忽略兩側彩鋼板的熱阻,參見“5. 4.1空調負,

計算”)                                                                                                                            I

= 0.76[W/(m2 -X.)]                                                                                                

根據式(7-1),可算出各除塵器設備潔凈室圍護結構傳熱形成的冷負荷。                           J

1)                                                                                                                                                                               人體散熱形成的冷負荷。手術室內人員數量及活動規律較難掌握,為簡化計算,1 用下式計算人體散熱形成的冷負荷(可以不考慮人體散熱冷負荷系數):                                                                                                                                           1

CL2 = nq                                                              

式中——人體散熱形成的冷負荷w);

n——手術室內人數對于特大手術室,不超過12人;對于大手術室不超過10 人;對于中手術室,不超過8人;對于小手術室,不超過6人; q——每人平均散熱量(按輕勞動強度考慮查表5-2),取70W/人。

2)                                                                                                                                     照明形成的冷負荷[7]。《醫院除塵器設備潔凈手術部建筑技術規范(GB                                                                          50333—2002)推薦 手術室照度為350 (lx)若采用熒光燈作為泛光照明,不計手術燈集中照明,耗電量約為 20W/m2若手術室泛光照明不考慮同時使用系數的折減,又因為熒光燈為暗裝且燈罩上無 孑L所以,照明設施形成的冷負荷以20x0. 8 =16 (W/m2)計。即

CL3 :16F                                                        (7-4)

式中a3——泛光照明形成的冷負荷' (w)

F——手術室凈面積m2)

3)      設備散熱形成的冷負荷:7]。手術室內用電設備包括無影燈、電力呼吸機、麻醉機、 人工心肺機、心臟監護儀、電動手術臺等數量較多,種類復雜,使用頻度差異較大,應由 手術室醫護人員提出手術器械的配置后詳細計算。若無詳細資料,可按70W/m2估算。即

CL4 =70F                                                      (7-5)

式中cl4——手術室內設備散熱形成的冷負荷W);

手術室凈面積m2)。

4)      散濕負荷。手術室內散濕量主要來自人員的散濕量和濕表面的散濕量,人員的散 濕量

Wi = nw/1000

式中%——人體的散濕量kg/h); n^手術室內人數;

?——每人平均散濕量按輕勞動強度考慮,查表5-2),167g/(h.人),由此散 濕量形成的潛熱冷負荷為112W/人。

手術室內濕表面的大小因手術種類而異,通常取0.7m2的濕表面,濕表面溫度取40X:, =50% ,濕表面散濕量PF2 = 1. 022kg/h,該項散濕量形成的冷負荷為685 手術室內散濕量

W=WX +W2                                                         (7-6)

手術室內由于散濕而形成的冷負荷為[7]

CL5 =112/1+685                                                   (7-7)

式中CLS——手術室內由于散濕而形成的冷負荷W); n——手術室內人數。

6)手術室內空調冷負荷CL:

CL = CL{ + CL2 + CL3 + CL4 + CL5                                        (7-8)

夏季熱濕比e = CL/W

(2)    空調熱負荷的計算手術室內襯小室的圍護結構屬內圍護結構,可只計算基本耗 熱量。

HL^aFK(tn-twn)                                                      (7-9)

式中HL——內圍護結構的基本耗熱量W);

F——內圍護結構的傳熱面積m2);

K——內圍護結構的傳熱系數[W/(m2 ? 1)];

*n——手術室冬季空調室內計算溫度T);'

——室外計算溫度(^);按圍護結構的類型查《采暖通風與空氣調節設計規范》 (GB 50019-2003)中表4. 1.9,當已知或可求出冷側溫度時,*wn—項可直接 用冷側溫度代人,不再進行a值修正; a——圍護結構溫差修正系數;查《采暖通風與空氣調節設計規范(GB 50019— 2003)中的表4. 1.8-1,本例取 a=0.4

手術室內人員、照明、設備等散熱量不予考慮,可作為安全余量。

冬季熱濕比e: -HL/W 手術室內散濕量的計算同前。

(3)    新風負荷的計算

1)系統新風量久的計算。每間手術室的新風量應按下列要求確定,并取其最大值:

①按新風換氣次數確定新風量仏,In級手術室為6/hmiv級手術室、預麻 醉室和恢復室為4/h其余輔助用房為3/h,產科手術為全新鳳。

②人員呼吸所需確定新風(?2,每人每小時新風量為60m3        [準備室為30m3/ (h ? 人)]。

③補償室內的排風并能保持室內正壓所需的新風量<?3

④手術室新風量的最小值<?4I級手術室為lOOOmVh      (眼科專用800m3/h); II、1 級手術室為800m3/h W級手術室為600mVhD

每間手術室的新風量(^= max {(?1; Q2, Q3, Q4\                                                      (7-10)

對于In級除塵器設備潔凈手術室應每間采用獨立的除塵空調系統,若系統新風漏風量為久', 則系統新風量

= +                                                           (7-ID

對于IIV級除塵器設備潔凈手術室可2 間合用一個除塵空調系統,則系統新風量

m+Q                                                              (7-i2)

新風集中供應時新風機組處理的新風量等于其所負擔的各除塵空調機組的新風量之和 再加上新風漏風量。

2)新風負荷

CLx=Qx(hw-hn)p/3.6 (W)                                            (7-13)

式中------------- 系統新風量m3/h);

K——室外空氣的焓(kj/kg);

K室內空氣的焓kj/kg); p——空氣的密度kg/m3)。

根據上述計算方法,把各除塵器設備潔凈手術室及輔助間的熱濕負荷分別算出列人表7-3、表7-4, 供設備選型時采用。

各除塵器設備潔凈輔助用房夏季冷負荷、濕負荷計算表略。

7-3各除塵器設備潔凈手術室夏季冷負荷計算表

手術室編號

圍護結構

新風負荷

人體負荷

散濕負荷 以0. 7m2

照明及用   電設備

負荷

匯總

單位面積   冷負荷

W

m3/h

W

W

W

W

W

W/m2

OR1

1387.4

800

10344

10

1820

685

3242. 2

17478. 6

463.6

OR2

1140.8

800

10344

8

1456

685

2666. 0

16291.8

525.5

OR3

1096. 6

800

10344

8

1456

685

2562. 8

16144.4

541.8

OR4

1383.7

800

10344

10

1820

685

3233. 6

17466. 3

464.5

OR5

1177.6

800

10344

8

1456

685

2752. 0

16414. 6

513.0

OR6

1177.6

800

10344

8

1456

685

2752. 0

16414. 6

513.0

OR7

1177.6

800

10344

8

1456

685

2752. 0

16414.6

513.0

OR8

1185.0

800

10344

8

1456

685

2769. 2

16439.2

510.5

OR9

1185.0

800

10344

8

1456

685

2769. 2

16439.2

510.5

ORIO

1177.6

800

10344

8

1456

685

2752. 0

16414.6

513.0

OR11

1177.6

800

10344

8

1456

685

2752. 0

16414.6

513.0

OR12

1177.6

800

10344

8

1456

685

2752. 0

16414.6

513.0

OR13

1096. 6

800

10344

8

1456

685

2562. 8

16144.4

541.8

OR14

1383.7

1000

12930

10

1820

685

3233. 6

20052. 3

533.3

OR15

1140.8

800

10344

8

1456

685

2666. 0

16291. 8

525.5

OR16

1387.4

800

10344

10

1820

685

3242. 2

17478. 6

463.6


7-4各除塵器設備潔凈手術室夏季濕負荷及e計算表

手術室編號

濕表面負荷

人體濕負荷

濕負荷匯總

冷負荷(新風負荷除外)

S

g/h

人數

g/h

g/h

W

kj/kg

0R1

1022

10

1670

2692

7134. 6

9541

0R2

1022

8

1336

2358

5947. 8

9081

0R3

1022

8

1336

2358

5800.4

8856

0R4

1022

10

1670

2692

7122. 3

9525

0R5

1022

8

1336

2358

6070. 6

9268

0R6

1022

8

1336

2358

6070. 6

9268

0R7

1022

8

1336

2358

6070. 6

9268

0R8

1022

8

1336

2358

6095. 2

9306

0R9

1022

8

1336

2358

6095. 2

9306

ORIO

1022

8

1336

2358

6070.6

9268

0R11

1022

8

1336

2358

6070. 6

9268

0R12

1022

8

1336

2358

6070. 6

9268

0R13

1022

8

1336

2358

5800.4

8856

0R14

1022

10

1670

2692

7122. 3

9525

0R15

1022

8

1336

235B

5947. 8

9081

0R16

1022

10

1670

2692

7134. 6

9541