一种适用于医院的智能新风系统及控制方法

1.本发明涉及医疗建筑通风技术领域，具体涉及一种适用于医院的智能新风系统及控制方法。


背景技术：

2.近年来sars和新冠肺炎等传染性疾病对人民生命安全和国民经济造成重大威胁和损失，社会各界对医院病房室内通风换气效果的关注度日益增加。医院作为收纳和救治病人的重要建筑场所，一旦发生传染病感染或交叉感染，后果十分严重。因此，如何科学地设计病房室内通风换气方案，已成为医疗建筑设计领域普遍关注和迫切需要解决的问题。
3.医院建筑平时运行状态和疫情运行状态下，通风系统的功能差异巨大。平时运行状态下，通风系统主要是提供人体呼吸所需要的新风量，保证室内的空气品质，此种状态下，病房一般所需要的新风换气次数2次/h，风量较小，同时对病房内的压差梯度没有严格的要求。而疫情运行状态下，作为负压病房使用时，病房内的换气次数最小6次/h，且需要形成有压差梯度的负压病房，以确保空气定向流动，避免交叉感染。
4.负压隔离病房通常采用同侧上送下排的气流组织方式，送风口应设置在房间上部，排风口应设置在病床床头附近。排风系统设置高效空气过滤器，并进行病毒消除。国内专家学者研究认为，当含病毒空气被稀释到10000倍以上时，就不再具有传染性。因此，合理的气流组织是对医护人员最大的保护，如何让医护人员呆在病毒含量低的区域工作成为迫切解决的问题。


技术实现要素：

5.鉴于此，本发明提供一种适用于医院的智能新风系统及控制方法，将医院建筑区域划分为清洁区、半污染区和污染区，针对不同区域设置不同的空气压力，保证病毒不会随空气从危险区流向非危险区；半污染区和污染区的总排风处设置两级病毒消杀装置，以减少病毒从医院内部的外泄；对于重点的污染区，设置压差梯度等级，保证病毒不会随空气从密集区流向非密集区。
6.为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
7.本发明提供一种适用于医院的智能新风系统，包括风机组、区域进风端、区域排风端、第一排气管和空气处理装置，所述医院划分为清洁区、半污染区和污染区，所述清洁区、半污染区和污染区均分别设置有区域进风端和区域排风端，所述风机组输出端分别连通清洁区、半污染区和污染区的区域进风端，所述清洁区的区域排风端连接至所述第一排气管，所述半污染区和所述污染区的区域排风端连接至空气处理装置。
8.在上述的适用于医院的智能新风系统中，作为优选方案，所述风机组输入端通过进气过滤器连接至空气输入端，所述第一排气管连通至外界空气，所述空气处理装置末端设置有第二排气管，并通过第二排气管连通至外界空气。
9.在上述的适用于医院的智能新风系统中，作为优选方案，所述清洁区、所述半污染
区和所述污染区的区域排风端均设置有区域总风量控制阀，且均通过区域总风量控制阀分别连接有第一总排风机、第二总排风机和第三总排风机，所述第一总排风机连接所述第一排气管，所述第二总排风机和所述第三总排风机连接至所述空气处理装置；
10.优选地，所述清洁区、所述半污染区和所述污染区的区域进风端均分别设置有单向阀。
11.在上述的适用于医院的智能新风系统中，作为优选方案，所述空气处理装置包括有热水锅炉、第一热交换器和第二热交换器，所述第一热交换器的空气输入端连通所述半污染区和所述污染区的区域排风端，所述第一热交换器的空气输出端连通所述第二热交换器的空气输入端，所述第二热交换器的空气输出端连通所述第二排气管，所述第二热交换器的水输入端连接有给水端，所述第二热交换器的水输出端连接至所述热水锅炉输入端，所述热水锅炉的输出端连接至所述第一热交换器的水输入端，所述第一热交换器的水输出端连通至生活用水端；
12.优选地，所述第二热交换器的空气输出端设置有排气过滤器。
13.在上述的适用于医院的智能新风系统中，作为优选方案，所述隔离区包括有隔离区进风管、隔离区排风管、隔离走廊和多个隔离病房，所述隔离区进风管输入端连接所述隔离区的单向阀，所述隔离区排风管的输出端连接所述隔离区的区域总风量控制阀，所述隔离走廊进口处设置有一级缓冲室，所述隔离病房进口处设置有二级缓冲室，所述隔离病房内单独设置有洗漱间，所述一级缓冲室、所述二级缓冲室、所述隔离走廊、所述隔离病房和所述洗漱间均分别单独与所述隔离区进风管和所述隔离区排风管连通。
14.在上述的适用于医院的智能新风系统中，作为优选方案，所述一级缓冲室设置有一级进风口和一级排风口，所述一级进风口和所述一级排风口对角设置、且分别连通至所述隔离区进风管和所述隔离区排风管，所述二级缓冲室设置有二级进风口和二级排风口，所述二级进风口和所述二级排风口对角设置、且分别连通至所述隔离区进风管和所述隔离区排风管，所述隔离走廊设置有走廊进风口和走廊排风口，所述走廊进风口和所述走廊排风口对角设置、且分别连通至所述隔离区进风管和所述隔离区排风管，所述隔离病房设置有病房进风口和病房排风口，所述病房进风口和所述病房排风口对角设置、且分别连通至所述隔离区进风管和所述隔离区排风管，所述洗漱间设置有洗漱间进风口和洗漱间排风口，所述洗漱间进风口和所述洗漱间排风口对角设置、且分别连通至所述隔离区进风管和所述隔离区排风管；
15.优选地，所述一级进风口、所述走廊进风口、所述二级进风口、所述病房进风口和所述洗漱间进风口与所述隔离区进风管之间均分别设置有进风风量控制阀；
16.优选地，所述一级排风口、所述走廊排风口、所述二级排风口、所述病房排风口和所述洗漱间排风口与所述隔离区排风管之间均分别设置有排风风量调节阀。
17.在上述的适用于医院的智能新风系统中，作为优选方案，所述走廊排风口和所述病房排风口的排风风量调节阀为双重变风量蝶阀，所述进风风量控制阀和其余排风量调节阀为变风量蝶阀；
18.优选地，所述双重变风量蝶阀包括有阀管、手动调节单元和自动调节单元，所述自动调节单元包括模拟量风阀执行器和第一阀板，所述模拟量风阀执行器固定设置在所述阀管外壁，所述第一阀板转动连接在所述阀管内部，所述模拟量风阀执行器的输出端与所述
第一阀板的转轴连接，所述手动调节单元包括第二阀板、连接座和旋钮，所述连接座固定设置在所述阀管外壁，所述第二阀板转动连接在所述阀管内部，所述旋钮与所述第二阀板的转轴固定连接、且与所述连接座转动连接，所述连接座端面设有刻度线，所述旋钮外周设有指针，所述第一阀板与所述第二阀板的转轴相互垂直。
19.本发明还提供一种适用于医院的智能新风系统控制方法，包括：
20.按照清洁区、半污染区、污染区的顺序设置气压梯度降低，即pi＞p
空
＞p
ii
＞p
iii
，其中，pi为清洁区区域中最低气压，p
空
为外界大气压，p
ii
为半污染区区域中平均气压，p
iii
为污染区区域中最高气压；
21.在污染区中，按照一级缓冲室、隔离走廊、二级缓冲室、隔离病房、洗漱间的顺序设置气压梯度降低，即p1＞p2＞p3＞p4＞p5，其中，p1为一级缓冲室气压，p2为隔离走廊气压，p3为二级缓冲室气压，p4为隔离病房气压，p5为洗漱间气压，相邻相通房间之间的压差为稳定值δp且δp≥5pa；
22.实时监测污染区中个房间的气压值，并计算污染区相邻相通房间之间的压差：
23.当任意相邻相通房间之间的压差发生改变时，增大或减小隔离走廊或隔离病房的排风量；
24.当相邻相通房间之间的压差恢复至稳定值δp后，恢复隔离走廊或隔离病房的排风量。
25.在上述的适用于医院的智能新风系统控制方法中，作为优选方案，所述按照清洁区、半污染区、污染区的顺序设置气压梯度降低，包括：
26.按递增的顺序分别配置第一总排风机、第二总排风机和第三总排风机的功率，使清洁区、半污染区和污染区的气压气压梯度降低；
27.分别调节清洁区、半污染区和污染区的区域总风量控制阀，使清洁区、半污染区和污染区的气压稳定，并得到pi＞p
空
＞p
ii
＞p
iii
，pi为清洁区区域中最低气压，p
空
为外界大气压，p
ii
为半污染区区域中平均气压，p
iii
为污染区区域中最高气压；
28.优选地，所述按照一级缓冲室、隔离走廊、二级缓冲室、隔离病房、洗漱间的顺序设置气压梯度降低，包括：
29.通过调整每个房间进风风量控制阀和排风风量调节阀的开口大小，使一级缓冲室、隔离走廊、二级缓冲室、隔离病房、洗漱间的气压逐渐降低；
30.其中，隔离走廊和隔离病房的排风风量调节阀为双重变风量蝶阀，且双重变风量蝶阀的第一阀板设置为半开状态。
31.在上述的适用于医院的智能新风系统控制方法中，作为优选方案，所述当任意相邻相通房间之间的压差发生改变时，增大或减小隔离走廊或隔离病房的排风量，包括：
32.当一级缓冲室与隔离走廊之间的气压压差降低或增大时，增加或减小隔离走廊的排风风量调节阀第一阀板的开启量一定时间；
33.当隔离走廊与二级缓冲室之间的气压压差降低或增大时，减小或增加隔离走廊的排风风量调节阀第一阀板的开启量一定时间；
34.当二级缓冲室与隔离病房之间的气压压差降低或增大时，增加或减小隔离病房的排风风量调节阀第一阀板的开启量一定时间；
35.当隔离病房与洗漱间之间的气压压差降低或增大时，减小或增加隔离走廊的排风
风量调节阀第一阀板的开启量一定时间。
36.本发明提供一种适用于医院的智能新风系统，具有如下有益效果：
37.1.本发明提供一种适用于医院的智能新风系统，将医院建筑区域划分为清洁区、半污染区和污染区，通过配置每个区域的总排风机不同的功率，从而针对不同区域设置不同的空气压力，再通过区域总风量控制阀进行准确控制，保证病毒不会随空气从危险区流向非危险区，同时区域总风量控制阀也方便调节，可以随季节、时段之间的大气压不同进行适应性的调整；
38.2.本发明提供一种适用于医院的智能新风系统，半污染区和污染区的总排风处设置两级病毒消杀装置，即排气过滤器和高温消毒管道，以减少病毒从医院内部的外泄，高温消毒管道采用生活热水的热量进行加热，加热后的热排气再次利用，为锅炉给水进行预热，以节约能量；
39.3.本发明提供一种适用于医院的智能新风系统，对于重点的污染区，通过设置进风风量控制阀和排风风量调节阀的开启量，从而针对一级缓冲室、隔离走廊、二级缓冲室、隔离病房和洗漱间设置压差梯度等级，以保证病毒不会随空气从密集区流向非密集区。
40.本发明还提供一种适用于医院的智能新风系统控制方法，其有益效果与适用于医院的智能新风系统类似，不再赘述。
附图说明
41.图1为本发明实施例所提供的适用于医院的智能新风系统的总体框架结构示意图；
42.图2为本发明实施例所提供的适用于医院的智能新风系统隔离区的通风管道布设结构示意图；
43.图3为本发明实施例所提供的适用于医院的智能新风系统双重变风量蝶阀的总体结构示意图；
44.图4为本发明实施例所提供的适用于医院的智能新风系统双重变风量蝶阀另一角度的总体结构示意图；
45.图5为本发明实施例所提供的适用于医院的智能新风系统控制方法的流程示意图。
46.附图标记说明：
47.1-空气输入端，2-进气过滤器，3-风机组，4-清洁区，5-半污染区，6-污染区，7-单向阀，8-区域进风端，9-区域排风端，10-区域总风量控制阀，11-第一排气管，12-第一热交换器，13-热水锅炉，14-第二热交换器，15-排风过滤器，16-第二排气管，17-给水端，18-生活用水端，19-第一总排风机，20-第二总排风机，21-第三总排风机，22-隔离区进风管，23-隔离区排风管，24-一级缓冲室，241-一级进风口，242-一级排风口，25-隔离走廊，251-走廊进风口，252-走廊排风口，26-二级缓冲室，261-二级进风口，262-二级排风口，27-隔离病房，271-病房进风口，272-病房排风口，28-洗漱间，281-洗漱间进风口，282-洗漱间排风口，29-进风风量控制阀，30-排风风量调节阀，31-阀管，32-模拟量风阀执行器，33-连接座，34-旋钮，35-刻度线，36-第一阀板，37-第二阀板。
具体实施方式
48.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
49.在医院建筑平面按照“三区二通道”的格局进行设计，三区为：
50.清洁区：不易受到被患者血液体液等物质污染的、及患者不应进入的区域，包括更衣室、配餐室、值班室以及库房等等；
51.半污染区：位于清洁区与污染区之间、有可能被患者血液体液所污染的区域，包括医务人员的办公室、治疗室、护士站、患者使用的物品医疗器械等的处理室、内走廊等等；
52.污染区：患者接受诊疗和患者涉及的区域，如隔离病房、处置室、污染间以及患者出入院的处理室等。
53.以下结合具体情况说明本发明的示例性实施例：
54.请参考图1，图1为本发明实施例所提供的适用于医院的智能新风系统的总体框架结构示意图；根据本发明的实施例，提供了一种适用于医院的智能新风系统，包括风机组3、区域进风端8、区域排风端9、第一排气管11和空气处理装置，所述医院划分为清洁区4、半污染区65和污染区6，所述清洁区4、半污染区65和污染区6均分别设置有区域进风端8和区域排风端9，所述风机组3输出端分别连通清洁区4、半污染区65和污染区6的区域进风端8，所述清洁区4的区域排风端9连接至所述第一排气管11，所述半污染区65和所述污染区6的区域排风端9连接至空气处理装置。
55.在上述的适用于医院的智能新风系统中，作为优选方案，所述风机组3输入端通过进气过滤器2连接至空气输入端1，所述第一排气管11连通至外界空气，所述空气处理装置末端设置有第二排气管16，并通过第二排气管16连通至外界空气。
56.在上述的适用于医院的智能新风系统中，作为优选方案，所述清洁区4、所述半污染区65和所述污染区6的区域排风端9均设置有区域总风量控制阀10，且均通过区域总风量控制阀10分别连接有第一总排风机19、第二总排风机20和第三总排风机21，所述第一总排风机19连接所述第一排气管11，所述第二总排风机20和所述第三总排风机21连接至所述空气处理装置。
57.优选地，所述清洁区4、所述半污染区65和所述污染区6的区域进风端8均分别设置有单向阀7。
58.在上述的适用于医院的智能新风系统中，作为优选方案，所述空气处理装置包括有热水锅炉13、第一热交换器12和第二热交换器14，所述第一热交换器12的空气输入端1连通所述半污染区65和所述污染区6的区域排风端9，所述第一热交换器12的空气输出端连通所述第二热交换器14的空气输入端1，所述第二热交换器14的空气输出端连通所述第二排气管16，所述第二热交换器14的水输入端连接有给水端17，所述第二热交换器14的水输出端连接至所述热水锅炉13输入端，所述热水锅炉13的输出端连接至所述第一热交换器12的水输入端，所述第一热交换器12的水输出端连通至生活用水端18。
59.优选地，所述第二热交换器14的空气输出端设置有排气过滤器15。
60.请参考图2，图2为本发明实施例所提供的适用于医院的智能新风系统隔离区的通
风管道布设结构示意图；在上述的适用于医院的智能新风系统中，作为优选方案，所述隔离区包括有隔离区进风管22、隔离区排风管23、隔离走廊25和多个隔离病房27，所述隔离区进风管22输入端连接所述隔离区的单向阀7，所述隔离区排风管23的输出端连接所述隔离区的区域总风量控制阀10，所述隔离走廊25进口处设置有一级缓冲室24，所述隔离病房27进口处设置有二级缓冲室26，所述隔离病房27内单独设置有洗漱间28，所述一级缓冲室24、所述二级缓冲室26、所述隔离走廊25、所述隔离病房27和所述洗漱间28均分别单独与所述隔离区进风管22和所述隔离区排风管23连通。
61.在上述的适用于医院的智能新风系统中，作为优选方案，所述一级缓冲室24设置有一级进风口241和一级排风口242，所述一级进风口241和所述一级排风口242对角设置、且分别连通至所述隔离区进风管22和所述隔离区排风管23，所述二级缓冲室26设置有二级进风口261和二级排风口262，所述二级进风口261和所述二级排风口262对角设置、且分别连通至所述隔离区进风管22和所述隔离区排风管23，所述隔离走廊25设置有走廊进风口251和走廊排风口252，所述走廊进风口251和所述走廊排风口252对角设置、且分别连通至所述隔离区进风管22和所述隔离区排风管23，所述隔离病房27设置有病房进风口271和病房排风口272，所述病房进风口271和所述病房排风口272对角设置、且分别连通至所述隔离区进风管22和所述隔离区排风管23，所述洗漱间28设置有洗漱间进风口281和洗漱间排风口282，所述洗漱间进风口281和所述洗漱间排风口282对角设置、且分别连通至所述隔离区进风管22和所述隔离区排风管23。
62.优选地，所述一级进风口241、所述走廊进风口251、所述二级进风口261、所述病房进风口271和所述洗漱间进风口281与所述隔离区进风管22之间均分别设置有进风风量控制阀29。
63.优选地，所述一级排风口242、所述走廊排风口252、所述二级排风口262、所述病房排风口272和所述洗漱间排风口282与所述隔离区排风管23之间均分别设置有排风风量调节阀30。
64.在上述的适用于医院的智能新风系统中，作为优选方案，所述走廊排风口252和所述病房排风口272的排风风量调节阀30为双重变风量蝶阀，所述进风风量控制阀29和其余排风量调节阀为变风量蝶阀。
65.请参考图3和图4，图3和图4为为本发明实施例所提供的适用于医院的智能新风系统双重变风量蝶阀的总体结构示意图；作为优选实施方式，所述双重变风量蝶阀包括有阀管31、手动调节单元和自动调节单元，所述自动调节单元包括模拟量风阀执行器32和第一阀板36，所述模拟量风阀执行器32固定设置在所述阀管31外壁，所述第一阀板36转动连接在所述阀管31内部，所述模拟量风阀执行器32的输出端与所述第一阀板36的转轴连接，所述手动调节单元包括第二阀板37、连接座33和旋钮34，所述连接座33固定设置在所述阀管31外壁，所述第二阀板37转动连接在所述阀管31内部，所述旋钮34与所述第二阀板37的转轴固定连接、且与所述连接座33转动连接，所述连接座33端面设有刻度线35，所述旋钮34外周设有指针，所述第一阀板36与所述第二阀板37的转轴相互垂直。
66.请参考图5，根据本发明的实施例，还提供了一种适用于医院的智能新风系统控制方法，包括以下步骤：
67.步骤s101、按照清洁区4、半污染区65、污染区6的顺序设置气压梯度降低，即pi＞
p
空
＞p
ii
＞p
iii
，其中，pi为清洁区4区域中最低气压，p
空
为外界大气压，p
ii
为半污染区65区域中平均气压，p
iii
为污染区6区域中最高气压。
68.步骤s102、在污染区6中，按照一级缓冲室24、隔离走廊25、二级缓冲室26、隔离病房27、洗漱间28的顺序设置气压梯度降低，即p1＞p2＞p3＞p4＞p5，其中，p1为一级缓冲室24气压，p2为隔离走廊25气压，p3为二级缓冲室26气压，p4为隔离病房27气压，p5为洗漱间28气压，相邻相通房间之间的压差为稳定值δp且δp≥5pa。
69.步骤s103、实时监测污染区6中个房间的气压值，并计算污染区6相邻相通房间之间的压差。
70.步骤s104、当任意相邻相通房间之间的压差发生改变时，增大或减小隔离走廊25或隔离病房27的排风量。
71.步骤s105、当相邻相通房间之间的压差恢复至稳定值δp后，恢复隔离走廊25或隔离病房27的排风量。
72.在上述的适用于医院的智能新风系统控制方法中，作为优选方案，所述按照清洁区4、半污染区65、污染区6的顺序设置气压梯度降低，包括：
73.按递增的顺序分别配置第一总排风机19、第二总排风机20和第三总排风机21的功率，使清洁区4、半污染区65和污染区6的气压气压梯度降低；
74.分别调节清洁区4、半污染区65和污染区6的区域总风量控制阀10，使清洁区4、半污染区65和污染区6的气压稳定，并得到pi＞p
空
＞p
ii
＞p
iii
，pi为清洁区4区域中最低气压，p
空
为外界大气压，p
ii
为半污染区65区域中平均气压，p
iii
为污染区6区域中最高气压。
75.作为优选方案，所述按照一级缓冲室24、隔离走廊25、二级缓冲室26、隔离病房27、洗漱间28的顺序设置气压梯度降低，具体包括：
76.通过调整每个房间进风风量控制阀29和排风风量调节阀30的开口大小，使一级缓冲室24、隔离走廊25、二级缓冲室26、隔离病房27、洗漱间28的气压逐渐降低；
77.其中，隔离走廊25和隔离病房27的排风风量调节阀30为双重变风量蝶阀，且双重变风量蝶阀的第一阀板36设置为半开状态。由于双重变风量蝶阀的第一阀板36与第二阀板37为正交状态，第一阀板36的全开时，双重变风量蝶阀的通风量为完全第二阀板37所控制；当第一阀板36半开时，双重变风量蝶阀的通风量变为原第二阀板37状态下的一半；以此类推，第一阀板36的开启量呈比例叠加在原第二阀板37状态下的通风量。因此，隔离走廊25和隔离病房27的双重变风量蝶阀第二阀板37的开启量应在第一阀板36半开状态下进行设置。
78.在上述的适用于医院的智能新风系统控制方法中，作为优选方案，所述当任意相邻相通房间之间的压差发生改变时，增大或减小隔离走廊25或隔离病房27的排风量，具体包括以下四种情况：
79.当一级缓冲室24与隔离走廊25之间的气压压差降低或增大时，增加或减小隔离走廊25的排风风量调节阀30第一阀板36的开启量一定时间；
80.当隔离走廊25与二级缓冲室26之间的气压压差降低或增大时，减小或增加隔离走廊25的排风风量调节阀30第一阀板36的开启量一定时间；
81.当二级缓冲室26与隔离病房27之间的气压压差降低或增大时，增加或减小隔离病房27的排风风量调节阀30第一阀板36的开启量一定时间；
82.当隔离病房27与洗漱间28之间的气压压差降低或增大时，减小或增加隔离走廊25
的排风风量调节阀30第一阀板36的开启量一定时间。
83.在上述的适用于医院的智能新风系统控制方法中，作为优选方案，所述当任意相邻相通房间之间的压差发生改变时，增大或减小隔离走廊25或隔离病房27的排风量，更为具体的操作步骤如下：
84.最后，还需要说明的是，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。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
85.以上对本发明所提供的具体实施方式进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。