医院手术室焓湿图知识总结
案例：百级净化手术室，以郑州为例，面积45平方，净高3米，医护人员12人。
夏季：tg=35.6℃，ts=27.4℃。
冬季：tg=-7℃，φ=60%。
夏季室内设计参数：温度24℃，相对湿度50%。
冬季室内设计参数：温度24℃，相对湿度50%。
L送=11000m3/h，L新=1200 m3/h，L回=9800 m3/h。
1 送风量计算
依据《医院洁净手术部建筑技术规范》GB50333-2002手术台工作面高度截面平均风速为0.25—0.3m/s，送风口面积不低于6.24m2（2.4*2.6），风神的层流天花尺寸为2.5*2.7；考虑到风速的衰减，根据经验，出风口平面风速宜为0.45—0.5m/s，能够满足要求。
1.1 总送风量的确定
L=0.45*2.5*2.7*3600=10935m3/h，取11000m3/h;
1.2 新风量的确定
新风量的确定主要依据以下几条，并且选其中最大值。
1.2.1 按照《医院洁净手术部建筑技术规范》GB50333-2002规定换气次数计算的新风量；
L1=6次/h*45m2*3m=810m3/h
1.2.2 补偿室内的排风并能保持室内正压值的新风量；
《医院洁净手术部建筑技术规范》规定每间手术室排风量不能低于L2=200m3/h,保持正压从缝隙渗透的风量按下式计算：
L3=a.∑(q.L)
式中：L3—渗透风量（m3/h）；
a----安全系数，可取1.1—1.2；
q----当为某一压差值时单位长度缝隙的渗透风量(m3/h.m);对于压差为9.8Pa时，密闭门q=6；
L----缝隙长度（m）
本手术室两个门：一个为1.4m*2.1m的电动气密闭门，L1=7m；一个为0.9m*2.1m的手动平开气密闭门，L2=6m。
L3=1.2*(q.L1+q.L2)=1.2*(6*7+6*6)=93.6m3/h;
补偿室内的排风并能保持室内正压值的新风量：
L2+L3=293.6m3/h
1.2.3 人员呼吸所需新风量
依据《医院洁净手术部建筑技术规范》表4.0.1，每人最小新风量为60m3/h.人。该手术室人员呼吸所需新风量为：
12人*60m3/h.人=720m3/h
当最大值低于《医院洁净手术部建筑技术规范》表7.1.6中要求时，应取表7.1.6中相应数值，故该手术室新风量最小值为：
L新=1000m3/h，风神一般取1200m3/h;
2、热湿负荷计算
2.1人员散热量、散湿量：
Q1=n.φ.q W1=n.φ.w
式中：Q1---人体散热量（W）；
W1---人体散湿量（g/h）；
n---手术室内的人员总数（人）；
φ---群集系数，取0.92；
q ---每名成年男子的散热量（W）；平均显热70W，平均潜热80W，平均全热150W（男女各6人的平均）。
w---每名成年男子的散湿量（g/h），平均散湿量120g/h；
算得：Q1=12*0.92*150=1656W;
W1=12*0.92*120=1325g/h；
2.2照明散热量：
Q2=n3*n6*n7*N
式中：Q2---照明散热量（W）；
n3---同时使用系数，取1；
n6---整流器消耗功率的系数，当整流器在吊顶时取1；
n7---安装系数，安装灯罩上无孔时取0.8；
N---照明设备的安装功率（W）；
本例中照明灯具采用荧光灯，按照《建筑照明设计规范》GB50034-2004中规定照度为750lx，相当于每平米25W。
N=45*25=1125W;
Q2=1*1*0.8*1125=900W；
2.3设备散热量表（Q3）
主要医用电子设备散热量表
|
手术室设备 |
功率（W） |
计算取值 |
手术室设备 |
功率（W） |
计算取值 |
|
手术无影灯 |
250—1000 |
600 |
麻醉机 |
30左右 |
30 |
|
电凝器 |
20 |
20 |
监护仪 |
50—80 |
60 |
|
观片灯 |
<50/片*6 |
300 |
心电图机 |
<50 |
50 |
|
监视器 |
20左右 |
20 |
脑电图机 |
100—600 |
400 |
|
呼吸机 |
<50 |
50 |
肺功能测定仪 |
80 |
80 |
|
电刀 |
200—350 |
300 |
体外循环机 |
2800 |
1200 |
|
保温柜 |
300 |
15 |
保冷柜 |
250 |
15 |
总计：Q3=3140W；
2.4手术过程产湿量
手术室内湿表面的大小因手术种类而异，通常可取0.7m2的湿表面，湿表面温度为40℃，φ=50%，W2=F.g。
式中：W2—敞开水面的蒸发散湿量(g/h)；
F—蒸发面积（m2）；
g—敞开水表面单位蒸发量[1.460kg/(m2.h)]；
W2=0.7*1.4600=1.022kg/h=1022g/h；
此项散湿形成的冷负荷为：
Q4=0.28.r.W2;
式中：Q4—散湿形成的冷负荷（W）；
r—汽化潜热（2449kj/kg）；
Q4=0.28*2449*1.022=701W；
2.5其他负荷：
由于该手术室处于空调内区，无外墙外窗，因此近似地认为无维护结构的传热负荷，且冬夏热湿比ε相同。
Ⅰ级手术室设计工程实例热、湿负荷汇总表
|
人员 |
照明 |
设备 |
散湿形成的潜冷负荷 |
湿表面散湿量 |
总冷负荷 |
湿负荷 |
热湿比 |
||
|
人数 |
全热 |
散湿量 |
|||||||
|
（人） |
Q1 (W) |
W1 (g/h) |
Q2 (W) |
Q3 (W) |
Q4 (W) |
W2 (g/h) |
Q (W) |
W (g/s) |
ε |
|
12 |
1656 |
1325 |
900 |
3140 |
701 |
1022 |
6397 |
0.65 |
9842 |
3、空气处理过程
3.1方案一：独立新风一次回风系统
3.1.1空气处理过程：（夏季工况）
1）求O点
根据已知点tn=24℃,φn=50%，查得：in=48.5kj/kg,dn=9.5g/kg；
根据已知点tw=35.6℃,ts=27.4℃,查得iw=88.2kj/kg,dw=20.4g/kg;
io=in-Q(L.ρ)=48.5-6.397*3600/(11000*1.2)=46.8kj/kg
又因o点在过n点的热湿比线上，最终可确定o点，
查得to=22.8℃,do=9.4g/kg,查得φo=52.8%ㄑ75,满足《医院洁净手术部建筑技术规范》7.3.1的要求。
2）求C点
根据焓湿图上混风过程，N点风量为9800，W点风量为1200
查得tc=25.3℃,ic=52.8 kj/kg,dc=10.7g/kg
考虑风机温升1.4℃，确定C1点：
tc1=25.3+1.4=26.7℃,dc1=dc=10.7g/kg
查得ic1=54.2 kj/kg
3)求L点
过O点作等含湿量线与φ=95%线相交确定L点，由dl=do=9.4g/kg,φl=95%,
查得il=37.4 kj/kg
4）求夏季空调机组表冷器冷负荷
Q表冷=L.ρ.（ic1-il）=11000*1.2(54.2-37.4)/3600=61.6KW
5)求夏季再热加热量：
Q再热=L.ρ.(io-il)=11000*1.2(46.8-37.4)/3600=34.5KW
辅助电加热一般分为三段：比例为1:2:4，给电气专业说明一下
3.1.2空气处理过程：（冬季工况一：室外新风直接与回风混合）
1）求O点
根据已知点tn=24℃,φn=50%，查得：in=48.5kj/kg,dn=9.5g/kg；
根据已知点tw1=-7℃,φw1=60% ,查得iw1=-3.9kj/kg,dw1=1.3g/kg;
io=in-Q(L.ρ)=48.5-6.397*3600/(11000*1.2)=46.8kj/kg
又因o点在过n点的热湿比线上，最终可确定o点，
查得to=22.8℃,do=9.4g/kg
2)求C点
查得tc=20.7℃,dc=8.6 g/kg,ic=42.8kj/kg
风机温升1.4℃，tc1=20.7+1.4=22.1℃,dc1=dc=8.6g/h
查得ic1=44.2 kj/kg
3)求C2点
tc2=to=22.8℃，dc2=dc1=8.6g/h
查得ic2=44.9 kj/kg
4）求冬季空调机组加热器加热量：
Q加热=L.ρ(ic2-ic1)=11000*1.2(44.9-44.2)/3600=2.6KW
5）求冬季加湿量
W=L.ρ(do-dc2)/1000=11000*1.2(9.4-8.6)/1000=10.6kg/h
6）空调机组的选型
风量：11000m3/h
夏季冷量：62KW
夏季再热量:35KW
冬季加热量：2.6KW
冬季加湿量：10.6kg/h
空调机机外余压：送风高效过滤器终阻力取500Pa，管路及附件阻力取200Pa,机外余压为700Pa
3.1.3空气处理过程：（冬季工况二：室外新风先预热到5℃）
1）求0点
io=in-Q(L.ρ)=48.5-6.397*3600/(11000*1.2)=46.8kj/kg
又因o点在过n点的热湿比线上，最终可确定o点，
查得to=22.8℃,do=9.4g/kg
2）确定W2点
由tw1=-7℃,φw1=60% ,查得iw1=-3.9kj/kg,dw1=1.3g/kg;
而tw2=-7+12=5℃, dw2=dw1=1.3g/kg;
查得iw2=8.3g/kg
3)确定混合点C
由W2点和N点混合，得出C点
查得tc=22℃,dc=8.6g/kg;
4)考虑风机温升1.4℃，升为C1
tc1=22+1.4=23.4℃,dc1=dc=8.6g/kg;
由于C1点要降为C2点，C2点温度与O点温度持平：
tc2=to=22.8℃, dc2=dc1=8.6g/kg;
5）求冬季新风预热量：
Q新热=L新.ρ(iw2-iw1)=1200*1.2(8.3-(-3.9))/3600=4.8KW
6）求冬季空调机组表冷器冷负荷：
Q表冷=L.ρ.（ic1-ic2）=11000*1.2(45.5-44.9)/3600=2.2KW
7）求冬季加湿量：
W=L.ρ(do-dc2)/1000=11000*1.2(9.4-8.6)/1000=10.6kg/h
8）空调机组的选型：
风量：11000m3/h 夏季冷量：62KW 夏季再热量:35KW
冬季新风预热量：4.8KW 冬季冷量：2.2KW 冬季加湿量：10.6kg/h
3.2方案二：集中新风一次回风系统
3.2.1集中式新风机组
新风量为10000m3/h为例，专供手术室新风用。夏季工况，把室外新风处理到过N点的等焓线与φ=95%的交点上K。
由ik=in=48.5kj/kg,φk=95%
夏季新风处理冷负荷为：
Q新冷=L.ρ.（iw-ik）/3600=10000*1.2*(88.2-48.5)/3600=132KW
冬季工况，新风机组把室外新风预热到5℃（W2）
冬季新风处理热负荷为：
Q新热= L.ρ.（iw2-iw1）/3600=10000*1.2*(8.3-(-3.9))/3600=40KW
3.2.2空调循环机组夏季工况
空气处理过程：
1）求O点
io=in-Q(L.ρ)=48.5-6.397*3600/(11000*1.2)=46.8kj/kg
查得to=22.8℃,do=9.4g/kg
2）求C点
由N点与K点混合，得出C点。
查得tc=23.3℃,dc=9.8g/kg;
考虑风机温升1.4℃，确定C1点：
查得ic1=49.9kj/kg
3）求L点：过O点作等含湿量线与φ=95%线相交确定L点：
查得il=37.4 kj/kg
4）求夏季空调机组表冷器冷负荷
Q表冷=L.ρ.（ic1-il）=11000*1.2(49.9-37.4)/3600=45.8KW
5)求夏季再热加热量：
Q再热=L.ρ.(io-il)=11000*1.2(46.8-37.4)/3600=34.5KW
辅助电加热一般分为三段：比例为1:2:4，给电气专业说明一下
3.2.3空调循环机组冬季工况
空气处理过程
1）求0点
io=in-Q(L.ρ)=48.5-6.397*3600/(11000*1.2)=46.8kj/kg
又因o点在过n点的热湿比线上，最终可确定o点，
查得to=22.8℃,do=9.4g/kg
2）确定W2点
由tw1=-7℃,φw1=60% ,查得iw1=-3.9kj/kg,dw1=1.3g/kg;
而tw2=-7+12=5℃, dw2=dw1=1.3g/kg;
查得iw2=8.3g/kg
3)确定混合点C
由W2点和N点混合，得出C点
查得tc=22℃,dc=8.6g/kg;
4)考虑风机温升1.4℃，升为C1
tc1=22+1.4=23.4℃,dc1=dc=8.6g/kg;
由于C1点要降为C2点，C2点温度与O点温度持平：
tc2=to=22.8℃, dc2=dc1=8.6g/kg;
5）求冬季空调机组表冷器冷负荷：
Q表冷=L.ρ.（ic1-ic2）=11000*1.2(45.5-44.9)/3600=2.2KW
6）求冬季加湿量：
W=L.ρ(do-dc2)/1000=11000*1.2(9.4-8.6)/1000=10.6kg/h
8）空调机组的选型：
风量：11000m3/h 夏季冷量：46KW 夏季再热量:35KW
冬季冷量：2.2KW 冬季加湿量：10.6kg/h
3.3方案三：集中新风二次回风系统
3.3.1集中式新风机组
同上集中新风一次回风系统。
3.3.2空调循环机组夏季工况
空气处理过程：
1）求O点
io=in-Q(L.ρ)=48.5-6.397*3600/(11000*1.2)=46.8kj/kg
查得to=22.8℃,do=9.4g/kg
2）考虑风机温升1.4℃,tc2=22.8-1.4=21.4℃,dc2=do=9.4 g/kg
查得ic2=45.5kj/kg
3)求L点：
N点与C2点连线并延长至与φ=95%交点为L点
查得il=35.3kj/kg
4）求通过表冷器的风量L表：
L表=(in-ic2)/(in-il).L=(48.5-45.5)/(48.5-35.3)*11000=2500m3/h
5)求一次回风量L1
L1=L表-L新=2500-1200=1300m3/h
6)求二次回风量L2
L2=L-L表=11000-2500=8500m3/h
7)求C1点
根据NC1/NK=L新/L表=1200/2500=48%
在焓湿图上确定C1点，ic1=48.5kj/kg,tc1=20.9℃
8)求夏季空调机组表冷器冷负荷
Q表冷=L表.ρ(ic1-il)=2500*1.2(48.5-35.3)/3600=11KW
3.3.3空调循环机组冬季工况
空气处理过程：
1）求O点
io=in-Q(L.ρ)=48.5-6.397*3600/(11000*1.2)=46.8kj/kg
查得to=22.8℃,do=9.4g/kg
考虑风机温升1.4℃,确定C3点，tc3=22.8-1.4=21.4℃,dc3=do=9.4g/kg
查得ic3=45.5kj/kg
2）冬季一次回风量、二次回风量与夏季相同：
L1=2500-1200=1300m3/h,L2=L-L表=11000-2500=8500m3/h
3）确定C1点：按与夏季相同的一次回风混合比确定C1点
ic1=(L1.in+L新.iw2)/(L1+L新)=（1300*48.5+1200*8.3）/(1300+1200)=
29.2kj/kg,查得tc1=15.3℃
4）求C4点
ic4=(L.ic3-L2.in)/L表=（11000*45.5-8500*48.5）/2500=35.3kj/kg,tc3=12.3
5)求C2点
过C1点作等含湿量线与过C4点的等温线相交确定C2
dc2=dc1=5.4g/kg,tc2=tc4=12.3℃,查得ic2=26.0kj/kg
6)求冬季空调机组表冷器冷负荷
Q表冷=L表.ρ(ic1-ic2)/3600=2500*(29.2-26)/3600=2.7KW
7)求冬季加湿
W=L表.ρ(dc4-dc2)/1000=2500*1.2*(9.1-5.4)/1000=11.1kg/h
由于作图误差，方案三冬季加湿量与方案一和方案二有区别。
8）空调机组的选型：
风量：11000m3/h 夏季冷量：11KW 冬季冷量：2.7KW
冬季加湿量：11.1kg/h
空调机机外余压：送风高效过滤器终阻力取500Pa，管路及附件阻力取200Pa,机外余压为700Pa
