一种呼吸道传染病病房的节能感染控制系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及新风系统及控制技术领域，具体涉及一种呼吸道传染病病房的节能感染控制系统及其控制方法。


背景技术：

2.负压病房是指在特殊的装置之下，病房内的气压低于病房外的气压，这样的话，从空气的流通来讲，就只能是外面的新鲜空气可以流进病房，病房内被患者污染过的空气就不会泄露出去，而是通过专门的通道及时排放到固定的地方。这样病房外的地方就不会被污染，从而减少了医务人员被大量感染的机会。
3.现有的负压病房规范标准中建议负压病房、icu隔离单间等传染病房常需要12次以上换气次数，在长时间保持高换气次数的情况下，势必会造成电能的高消耗，同时对整个通风系统也是一种负担。然而在实际情况中，呼吸道传染病病人静息状态呼气和咳嗽产生的气溶胶浓度截然不同，因此在两种状态下，负压病房所需的换气次数也应做出相应的调整。如何根据负压病房中病人的实际情况做出相对应的换气次数调整，从而减少能源的消耗，是目前亟待研究的问题。


技术实现要素：

4.本发明提供的一种呼吸道传染病病房的节能感染控制系统及其控制方法，能够解决上述过程中的技术问题。
5.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：第一方面，本发明提供了一种呼吸道传染病病房的节能感染控制系统，包括：中央控制器、通风模块以及传感器模块；所述中央控制器连接所述通风模块以及所述传感器模块，用于接收所述传感器模块的反馈信号以及控制所述通风模块进行换气；所述通风模块包括，主新风机、主排风机、新风支管、排风支管以及支管增压风机；所述主新风机设置于新风主管道处，用于向管道输入新风；所述主排风机设置于排风主管道处，用于抽出病房废气；所述新风支管一端连接所述新风主管道，一端连通病房；所述排风支管一端连接所述排风主管道，一端连通病房；所述支管增压风机位于每个支管管道中，用于支管管道增压；所述传感器模块设置于病房中，用于检测病房中空气状态以及病人状态。
6.在一些实施例中，所述传感器模块包括：pm颗粒物传感器、声波传感器、co2及湿度传感器以及压差传感器；所述pm颗粒物传感器、声波传感器、co2及湿度传感器以及压差传感器均与所述中央控制器连接，所述pm颗粒物传感器用于检测病房中颗粒物浓度数值；所述声波传感器用于检测病房中病人的咳嗽频率以及咳嗽声波长；
所述co2及湿度传感器用于检测病房中co2浓度；所述压差传感器安装于所述新风支管以及所述排风支管处，用于检测所述新风支管以及所述排风支管处的压力差。
7.在一些实施例中，所述通风模块还包括电控比例积分阀，所述电控比例积分阀安装在所述新风主管道以及所述排风主管道，用于控制主管道开闭程度。
8.在一些实施例中，所述传感器模块还包括压力传感器以及红外人体感应器，所述压力传感器以及红外人体感应器安装在病床上，用于检测病床上是否存在病人。
9.在一些实施例中，所述新风支管以及所述排风支管为y形支管。
10.在一些实施例中，所述新风主管道开口的位置高于所述排风主管道开口的位置。
11.第二方面，本发明提供了一种呼吸道传染病病房的节能感染控制方法，包括以下步骤：s1：开启主排风机，开启主新风机，使病房形成负压；s2：当压力传感器或红外人体感应器检测到病房内有病人时，维持主新风机以及主排风机正常工作；s3：当声波传感器检测到病房内存在咳嗽声波，主新风机以及主排风机正常工作，支管增压风机开始工作；s4：当压力传感器或红外人体感应器检测到病房内没有病人时，电控比例积分风阀开度减小。
12.在一些实施例中，所述步骤s2中“维持主新风机以及主排风机正常工作”还包括：s21：主新风机以及主排风机正常工作，支管增压风机不工作，维持病房换气次数在6-8次。
13.在一些实施例中，所述s3还包括：s31：主新风机以及主排风机正常工作，支管增压风机开始工作，提高病房换气次数到12-15次；s32：若五分钟内声波传感器没有再次检测到咳嗽声波，则支管增压风机停止工作，病房换气次数减小到6-8次；s33：若五分钟内声波传感器再次检测到咳嗽声波，则刷新支管增压风机的工作状态。
14.在一些实施例中，所述s4，还包括：s41：电控比例积分风阀开度减小，维持病房内换气次数为1-2次。
15.本技术的有益效果是：本发明所提供的一种呼吸道传染病病房的节能感染控制系统及其控制方法能够对病人处在不同的状态以及是否有病人进行区分，并根据呼吸道传染病病人静息状态呼气和咳嗽产生的气溶胶浓度的区别，以负压病房、icu隔离单间等传染病房常需要的12次以上换气次数为基准，动态调节支管增压风机的启停以及电控比例积分阀的开闭大小，从而利用支管增压风机快速响应能力，达到节约能源以及提高总体通风节能性的效果。
附图说明
16.图1为本发明实施例提供一种呼吸道传染病病房的节能感染控制系统示意图；
图2为本发明实施例提供一种呼吸道传染病病房的节能感染控制方法流程图；图3为本发明实施例提供一种呼吸道传染病病房的节能感染控制方法流程图中步骤s2的子流程；图4为本发明实施例提供一种呼吸道传染病病房的节能感染控制方法流程图中步骤s3的子流程；图5为本发明实施例提供一种呼吸道传染病病房的节能感染控制方法流程图中步骤s4的子流程；附图标记：中央控制器-1、通风模块-2、传感器模块-3、主新风机-21、新风主管道-22、新风支管-23、支管增压风机-24、排风支管-25、排风主管道-26、主排风机-27、pm颗粒物传感器-31、声波传感器-32、co2及湿度传感器-33、压差传感器-34。
具体实施方式
17.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
18.为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本公开，而非对本技术的限定。基于所描述的本技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
19.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
20.图1为本发明实施例提供一种呼吸道传染病病房的节能感染控制系统示意图。
21.一种呼吸道传染病病房的节能感染控制系统，结合图1，包括：中央控制器1、通风模块2以及传感器模块3；所述中央控制器1连接所述通风模块2以及所述传感器模块3，用于接收所述传感器模块3的反馈信号以及控制所述通风模块2进行换气；具体的，中央控制器1为计算机，与传感器模块3连接，能够接收传感器模块3的反馈信号，并根据反馈信号，通过电控控制通风模块2进行换气。
22.所述通风模块2包括，主新风机21、主排风机27、新风支管23、排风支管25以及支管增压风机24；所述主新风机21设置于新风主管道22处，用于向管道输入新风；所述主排风机27设置于排风主管道26处，用于抽出病房废气；所述新风支管23一端连接所述新风主管道22，一端连通病房；所述排风支管25一端连接所述排风主管道26，一端连通病房；所述支管增压风机24位于每个支管管道中，用于支管管道增压；具体的，主新风机21连通新风主管道22，用于向新风主管道22输送新风，主排风机27连通排风主管道26，用于抽出病房中的废气，主新风机21、主排风机27以及新风主管道22和排风主管道26共同构成了负压病房的基础新风系统；新风支管23以及排风支管25的设置
是为了整个系统能根据不同病房的具体情况来针对性调整具体的换气策略；每个病房都对应着一个新风支管23以及排风支管25，新风支管23的一端连通病房，另一端连通新风主管道22；同样的，排风支管25的一端连通病房，另一端则连通排风主管道26；为了能够单独调整每一个支管管道中的风压，需要在每一个新风支管23以及排风支管25中安装支管增压风机24，支管增压风机24与中央控制器1电连接，这样就能够根据需要，接收中央控制器1的控制，快速响应调整换气。
23.所述传感器模块3设置于病房中，用于检测病房中空气状态以及病人状态；具体的，传感器模块3为多个传感器的集合，其中的传感器均连接中央控制器1，传感器采集到的信号均反馈给中央控制器1，并由中央控制器1做出换气决策。
24.在一些实施例中，所述传感器模块3包括：pm颗粒物传感器31、声波传感器32、co2及湿度传感器33以及压差传感器34；所述pm颗粒物传感器31、声波传感器32、co2及湿度传感器33以及压差传感器34均与所述中央控制器1连接，所述pm颗粒物传感器31用于检测病房中颗粒物浓度数值；所述声波传感器32用于检测病房中病人的咳嗽频率以及咳嗽声波长；所述co2及湿度传感器33用于检测病房中co2浓度；所述压差传感器34安装于所述新风支管23以及所述排风支管25处，用于检测所述新风支管23以及所述排风支管25处的压力差。
25.具体的，负压病房的换气次数不仅由病房空气质量决定，很大程度上还与病人的咳嗽频率有关，由于呼吸道传染病病人静息状态呼气和咳嗽产生的气溶胶浓度截然不同，因此还有必要对病人处在不同的状态区分，因此在病房中应该设置pm颗粒物传感器31、co2及湿度传感器33以检测病房空气质量，同时还利用声波传感器32来检测病人的咳嗽情况，从而能够精准判断病房需要换气的次数；压差传感器34则是负压病房所必须的，在新风支管23以及排风支管25均有安装，用于检测新风支管23以及排风支管25处的压力差，也即每个病房的负压差。
26.在一些实施例中，所述通风模块2还包括电控比例积分阀，所述电控比例积分阀安装在所述新风主管道22以及所述排风主管道26，用于控制主管道开闭程度。
27.具体的，电控比例积分阀与中央控制器1电连接，且新风主管道22以及排风主管道26中均有安装，能够根据具体情况，通过中央控制器1来主动控制电控比例积分阀的开闭程度，从而控制病房的换气次数。
28.在一些实施例中，所述传感器模块3还包括压力传感器或红外人体感应器，所述压力传感器或红外人体感应器安装在病床上，用于检测病床上是否存在病人。
29.具体的，病房的换气次数跟病房中空气质量以及病房中病人的状态有关，那么当病房中没有病人时，若还进行高换气次数的换气，那无疑是一种对能源的浪费，因此，在检测病房空气质量以及病人状态的基础上，还应检测病房中是否有病人存在，那么最简单的方法则是在病床上安装压力传感器或红外人体感应器，压力传感器能够感应病床上的压力，而红外人体感应器能够直接感应人体，当病房内没有病人时，压力传感器或红外人体感应器能够检测到并反馈给中央控制器1，那么中央控制器1则能控制支管增压风机24以及电控比例积分阀，从而控制病房的换气次数在最低要求的标准，从而能够节约能源。
30.在一些实施例中，所述新风支管23以及所述排风支管25为y形支管。
31.在一些实施例中，所述新风主管道22开口的位置高于所述排风主管道26开口的位置。
32.具体的，将所述新风支管23以及所述排风支管25设置为y形支管的目的在于，由于每个病房都对应着一个新风支管23以及排风支管25，新风支管23的一端连通病房，另一端连通新风主管道22；同样的，排风支管25的一端连通病房，另一端则连通排风主管道26，y形支管符合实际情况，能够将每一个病房划分成一个单独的小的新风系统；所述新风主管道22开口的位置要高于所述排风主管道26开口的位置是为了使输入病房的新风从病房高处进入，从而将废气从设置在病房底部的排风主管道26开口处排出。
33.图2为本发明第二方面实施例提供的提供一种呼吸道传染病病房的节能感染控制方法流程图，结合图2，一种呼吸道传染病病房的节能感染控制方法，包括以下步骤：s1：开启主排风机27，开启主新风机21，使病房形成负压；具体的，负压病房新风系统一般都是先开启主排风机27开始排气，再打开主新风机21输入新风，使得病房中形成负压，将病房中的废气源源不断地排出。
34.s2：当压力传感器或红外人体感应器检测到病房内有病人时，维持主新风机21以及主排风机27正常工作；具体的，病房的换气次数跟病房中空气质量以及病房中病人的状态有关，那么当病房中没有病人时，若还进行高换气次数的换气，那无疑是一种对能源的浪费，因此，在检测病房空气质量以及病人状态的基础上，还应检测病房中是否有病人存在，那么最简单的方法则是在病床上安装压力传感器或红外人体感应器，压力传感器或红外人体感应器能够检测到病房内的人体并反馈给中央控制器1，此时中央控制器1不做出动作，仅维持主新风机21以及主排风机27正常工作。
35.s3：当声波传感器32检测到病房内存在咳嗽声波，主新风机21以及主排风机27正常工作，支管增压风机24开始工作；具体的，当声波传感器32检测到病房内存在咳嗽声波时，将检测信号反馈给中央控制器1，并由中央控制器1发出指令，使该病房的支管增压风机24开始工作，增加换气次数，从而使该病房中的气体流通更快，更利于病人的恢复。
36.s4：当压力传感器或红外人体感应器检测到病床上没有病人时，电控比例积分风阀开度减小。
37.具体的，当病房内没有病人，压力传感器或红外人体感应器能够检测到并反馈给中央控制器1，那么中央控制器1则能控制支管增压风机24以及电控比例积分阀，从而控制病房的换气次数在最低要求的标准，从而能够节约能源。
38.图3为本发明实施例提供一种呼吸道传染病病房的节能感染控制方法流程图中步骤s2的子流程，结合图3，在一些实施例中，所述步骤s2中“维持主新风机21以及主排风机27正常工作”还包括：s21：主新风机21以及主排风机27正常工作，支管增压风机24不工作，维持病房换气次数在6-8次。
39.具体的，当病房中存在的病人且病人状况良好，即病人不存在咳嗽的情况时，主新风机21以及主排风机27正常工作，支管增压风机24不工作，此时只需要维持病房换气次数在6-8次之间即能够保证该负压病房对病原浓度的稀释效果。
40.图4为本发明实施例提供一种呼吸道传染病病房的节能感染控制方法流程图中步骤s3的子流程，结合图4，在一些实施例中，所述s3还包括：s31：主新风机21以及主排风机27正常工作，支管增压风机24开始工作，提高病房换气次数到12-15次；具体的，当病房中病人存在咳嗽的情况，此时病房中的病原体浓度上升，需要更高的换气次数进行稀释，此时为了稀释该病房的病原体浓度，那么新风支管23以及排风支管25中的支管增压风机24在中央控制器1的控制下开始工作，并将该病房换气次数到12-15次即可。
41.s32：若五分钟内声波传感器32没有再次检测到咳嗽声波，则支管增压风机24停止工作，病房换气次数减小到6-8次；s33：若五分钟内声波传感器32再次检测到咳嗽声波，则刷新支管增压风机24的工作状态。
42.具体的，病房的支管增压风机24并不是在检测到病人的咳嗽后始终就开启的，当声波传感器32在上一次检测到病人咳嗽的5分钟内没有再次检测到病人的咳嗽声波时，会反馈给中央控制器1反馈信号，中央控制器1则会给支管增压风机24发送停机指令，使病房的换气次数恢复到6-8次；而当声波传感器32在上一次检测到病人咳嗽的5分钟内再次检测到病人的咳嗽声波时，同样会反馈给中央控制器1反馈信号，此时则由中央控制器1刷新支管增压风机24的状态，支管增压风机24继续保持开启，使病房换气次数维持在12-15次。
43.图5为本发明实施例提供一种呼吸道传染病病房的节能感染控制方法流程图中步骤s4的子流程，结合图5，在一些实施例中，所述s4，还包括：s41：电控比例积分风阀开度减小，维持病房内换气次数为1-2次：具体的，当病房内没有病人，压力传感器或红外人体感应器能够检测到并反馈给中央控制器1，那么中央控制器1则能控制支管增压风机24以及电控比例积分阀，从而控制病房的换气次数在最低要求的标准，即换气次数为1-2次，从而能够有效节约能源。
44.本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本技术的范围之内并且形成不同的实施例。
45.本领域的技术人员能够理解，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
46.虽然结合附图描述了本技术的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本技术的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
47.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。