CN107062535A - 一种应用于医院手术室的温湿度独立控制方法及装置 - Google Patents
一种应用于医院手术室的温湿度独立控制方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种应用于医院手术室的温湿度独立控制方法及装置,该控制方法包括步骤:S1、实时采集医院手术室空调末端送风管内的实时空气绝对湿度;S2、将实时空气绝对湿度与预设空气绝对湿度进行比较,根据比较结果输出控制信号以调节医院手术室内的温湿度。本发明通过对医院空调***最后送风段的空气湿度进行实时监测,实现了在保证最终空气干球温度不变的前提下灵活对医院手术室进行加湿或除湿,最终可使手术室达到恒温恒湿的状态,为医院工作人员和患者提供舒适及稳定可靠的室内环境。
Description
技术领域
本发明涉及医院空调***的技术领域,更具体地说,涉及一种应用于医院手术室的温湿度独立控制方法及装置。
背景技术
对于医院的空气品质需求,特别是医院手术室室内空间对空气恒温恒湿的特殊要求,传统的手术室空调***通常采用恒温控制策略,只针对室内的空气干球温度进行实时监测和调节,忽略了室内空气湿度的控制,这可能会造成室内工作人员(医生及护士)口干舌燥或皮肤湿热等身体不舒适的情况及特殊疾病患者(如呼吸道疾病患者)不适,进而影响手术效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种应用于医院手术室的温湿度独立控制方法及装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种应用于医院手术室的温湿度独立控制方法,包括以下步骤:
S1、实时采集医院手术室空调末端送风管内的实时空气绝对湿度;
S2、将所述实时空气绝对湿度与预设空气绝对湿度进行比较,根据比较结果输出控制信号以调节所述医院手术室内的温湿度。
在本发明所述的应用于医院手术室的温湿度独立控制方法中,优选地,所述步骤S1包括:
采用绝对湿度传感器实时监测所述医院手术室空调末端送风管内的空气湿度,获得所述实时空气绝对湿度。
在本发明所述的应用于医院手术室的温湿度独立控制方法中,优选地,所述步骤S2包括:
S21、将所述实时空气绝对湿度与所述预设空气绝对湿度进行比较,获取所述预设空气绝对湿度与所述实时空气绝对湿度之间的差值Δd;
S22、判断所述差值Δd是否大于0,若是,则执行步骤S23;若否,则执行步骤S24;
S23、输出所述控制信号控制加湿器开启以调节所述医院手术室的空气湿度;
S24、输出所述控制信号控制除湿器开启以对所述医院手术室进行除湿。
在本发明所述的应用于医院手术室的温湿度独立控制方法中,优选地,所述步骤S24还包括:
输出所述控制信号控制所述除湿器输出相应的热回收补偿热量以调节所述医院手术室的空气温度。
在本发明所述的应用于医院手术室的温湿度独立控制方法中,优选地,所述方法还包括:
实时采集所述医院手术室空调末端最后送风段的空气干球温度Tair,last和离开所述除湿器或所述加湿器的空气干球温度Tair,device。
在本发明所述的应用于医院手术室的温湿度独立控制方法中,优选地,所述方法还包括:
实时采集所述医院手术室空气送风段的实时送风量Vair。
在本发明所述的应用于医院手术室的温湿度独立控制方法中,优选地,所述热回收补偿热量可通过以下式子计算获得:
Qheat=CairVairρair(Tair,last-Tair,device);
其中,Cair表示空气的比热容,ρair表示空气密度。
在本发明所述的应用于医院手术室的温湿度独立控制方法中,优选地,所述加湿器为超声加湿器。
在本发明所述的应用于医院手术室的温湿度独立控制方法中,优选地,所述除湿器包括热回收加热组件。
本发明还提供一种应用于医院手术的温湿度独立控制装置,包括:
采集单元,用于实时采集医院手术室空调末端送风管内的实时空气绝对湿度;
控制单元,用于将所述实时空气绝对湿度与预设空气绝对湿度进行比较,根据比较结果输出控制信号以调节所述医院手术室内的温湿度。
实施本发明的应用于医院手术的温湿度独立控制方法,具有以下有益效果:本发明通过对医院空调***最后送风段的空气湿度进行实时监测,实现了在保证最终空气干球温度不变的前提下灵活对医院手术室进行加湿或除湿,最终可使手术室达到恒温恒湿的状态,为医院工作人员和患者提供舒适及稳定可靠的室内环境。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明应用于医院手术室的温湿度独立控制装置一优选实施例的结构示意图;
图2是本发明应用于医院手术室的温湿度独立控制方法第一实施例的流程示意图;
图3是本发明应用于医院手术室的温湿度独立控制方法第二实施例的流程示意图。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅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。
本发明适用于医院手术室室内空间对空气恒温恒湿有特殊要求的中央空调***,相较于传统空调***只针对室内的空气干球温度进行实时监测和调节,忽略了室内空气湿度的控制,本发明通过对传统空调***进行升级改进,提供了一种对手术室室内空气温湿度控制方法,该方法可在保证最终空气干球温度不变的前提下灵活的进行除湿回温或者超声加湿,最终保证送入手术室内的空气处于恒温恒湿状态,可保证医护人员在手术过程中始终处于舒适的空调环境中。
参阅图1,图1是本发明应用于医院手术室的温湿度独立控制装置的结构示意图。如图1所示,本发明的应用于医院手术室的温湿度独立控制装置包括采集单元101,用于实时采集医院手术室空调末端送风管内的实时空气绝对湿度;控制单元10,用于将所述实时空气绝对湿度与预设空气绝对湿度进行比较,根据比较结果输出控制信号以调节所述医院手术室内的温湿度。可以理解地,在本实施例中,采集单元101可为湿度传感器。
进一步地,如图1所示,该控制装置还包括:加湿器201、第一温度传感器202、除湿器204、第二温度传感器205、风量传感器203、以及送风风机207。
参见图1,图1是本发明的应用于医院手术室的温湿度独立控制装置的结构示意图。如图1所示,本发明的应用于医院手术室的温湿度独立控制装置包括控制单元10、加湿器201、第一温度传感器202、风量传感器203、除湿器204、第二温度传感器205、湿度传感器101、以及送风风机207。加湿器201、除湿器204、以及送风风机207均可设置在医院手术室新风送风管20内。控制单元10分别与加湿器201、除湿器204连接,且控制单元10用于输出控制信号以控制加湿器201和除湿器204的开启或关闭,进而调节医院手术室内的温湿度。
具体地,加湿器201,与控制单元10连接,用于根据控制单元10输出的控制信号开启或关闭,进而实时调节送入医院手术室内的空气湿度。优选地,该实施例的加湿器201可以为超声加湿器。可以理解地,采用超声加湿对手术室内的空气进行加湿的过程为等温加湿过程,在完成加湿后,保证了不影响最终送入手术室内的空气干球温度的同时,达到恒湿的目的。
进一步地,本实施例加湿器201还可以为风管式加湿器,其可选用MINI系列的风管式加湿器,如可采用型号为MINI-1D、MINI-2D、MINI-3D、MINI-6D进行加湿。可以理解地,本发明的加湿器并不限于所列举的具体型号,还可选用同类型的其他型号的风管式加湿器。
第一温度传感器202,与控制单元10连接,设置在医院手术室新风送风管20内。作为选择,第一温度传感器202可设置在加湿器201与除湿器204之间,或者设置在加湿器201之后(即送风管的末端)。当第一温度传感器202设置在加湿器201与除湿器204之间时,主要用于实时监测离开除湿器204后的空气温度,可以理解地,本发明所指的空气温度均为空气干球温度。当第一温度传感器202设置在加湿器201之后,主要用于实时监测离开加湿器201后的空气温度。第一温度传感器202实时监测新风送风管20内的空气温度并将测量所得的温度数据传送给控制单元10。
优选地,本发明的第一温度传感器202可采用西门子温度传感器,例如可选用型号为QAD或QAP的西门子温度传感器。可以理解地,本发明的第一温度传感器202还可选用其他型号的温度传感器,并不限于本发明所列举的具体型号。
除湿器204,与控制单元10连接,根据控制单元10输出的控制信号开启或关闭以实时调节送入医院手术室内的空气温度。优选地,本实施例的除湿器204包括热回收加热组件,即本实施例的除湿器204自带热回收功能,当除湿器204接收到控制单元10发送的控制信号时,除湿器204进行相应的开启或关闭;当除湿器204开启时,除湿器204中的热回收加热组件还根据控制单元10输出的控制信号调节热回收补偿热量,进而使空气干球温度保持不变(即恒温)。
进一步地,热回收加热组件可为冷媒蒸发器。由于在降湿过程中,不可避免会导致温度降低,此时,就需要对干球温度进行热回收补偿,而本实施例的除湿器选用带有冷媒蒸发器的除湿器,因此,在降湿过程中,即可通过冷媒蒸发器对干球温度进行热回收补偿,进而使空气温度保持不变,达到恒温的目的。
本发明的除湿器204可选用型号为GXST-38L、GXST-400C的除湿器,也可以采用型号为DLNY的除湿器。可以理解地,本发明的除湿器并不限于本文所列举的型号。
第二温度传感器205,与控制单元10连接,设置在湿度传感器101与除湿器204之间。第二温度传感器205主要用于实时测量空调最后送风段的空气温度,即实时测量从送风风机207输出的新风的空气温度,并将所测得的温度数据传送给控制单元10。
优选地,本发明的第二温度传感器205可采用西门子温度传感器,例如可选用型号为QAD或QAP的西门子温度传感器。可以理解地,本发明的第二温度传感器205还可选用其他型号的温度传感器,并不限于本发明所列举的具体型号。
风量传感器203,与控制单元10连接,用于实时测量送风风机207输出的风量。作为选择,风量传感器203可设置在湿度传感器101与送风风机207之间,也可以设置在湿度传感器101与第二温度传感器205之间。风量传感器203实时测量送风风机207输出的风量并将所测得的风量数据实时传送给控制单元10。可以理解地,本发明的风量传感器203选用常规的风量传感器,本发明对此不作限定。
湿度传感器101,与控制单元10连接,用于实时测量医院手术室空调***最后送风段的空气湿度,并将实时测量湿度数据传送给控制单元10,实现对空气湿度的实时监测。作为选择,本发明的湿度传感器101可采用绝对湿度传感器,例如可选用型号为KZWS/JD或HTXC-FJH-01的绝对湿度传感器。
控制单元10,主要根据第一温度传感器202、第二温度传感器205、湿度传感器101、以及风量传感器206实时传送的数据进行的判断处理及计算以输出相应的控制信号至加湿器201和除湿器204,控制加湿器201对手术室内空气进行加湿或控制除湿器204对手术室内空气进行除湿,从而达到使手术室内空气恒温恒湿的目的,使手术室始终处于舒适的空调环境。具体地,通过在医院空调***新风最后送风段的温度及湿度进行实时监测,根据所监测的实时湿度数据与预设空气湿度进行比较,获得相应的比较结果,依据比较结果控制加湿器201和除湿器204的开启或关闭,例如,当实时测量的空气湿度大于预设空气湿度时,打开除湿器204进行除湿,同时控制热回收加热组件进行热回收补偿。具体地,热回收加热组件提供的热回收补偿热量可根据第一温度传感器202和第一温度传感器205所测得的实时温度数据、风量传感器203测量的风量数据,由控制单元10进行相应的计算获得,并将所计算出的热回收补偿热量数据发送给热回收加热组件以控制热回收加热组件提供相应的热回收补偿热量,以使得在除湿过程中使空气温度保持不变。当实时测量的空气湿度小于预设空气湿度时,打开加湿器201,对室内空气进行加湿,使室内恒湿。最终保证了送入手术室内的空气处于恒温恒湿状态,使得手术过程中始终处于舒适的空调环境中。
优选地,本发明的控制单元10可以为PLC控制器,例如,可采用西门子PLC控制器(如型号为S7-1500或S7-200Smart的西门子PLC控制器)实现相应的控制处理。
参阅图2,图2是本发明应用于医院手术室的温湿度独立控制方法第一实施例的流程示意图。如图2所示,该实施例的温湿度独立控制方法包括步骤S1和步骤S2。具体地:
步骤S1为:实时采集医院手术室空调末端送风管20内的实时空气绝对湿度。
作为选择,在该步骤中可以采用绝对湿度传感器实时监测医院手术室空调末端送风管20内的空气湿度,以获得医院手术室空调末端送风管20内的实时空气绝对湿度。可以理解地,绝对湿度传感器可以设置在医院手术室空调末端送风管20的出风口处,以实现对送入手术室内的空气湿度的实时监测,同时绝对湿度传感器在测得空调末端送风管的实时空气绝对湿度后即将相应的实时空气绝对湿度数据上传给控制器,以达到实时监控的目的。
进一步地,本发明的湿度传感器101可采用绝对湿度传感器,例如可选用型号为KZWS/JD或HTXC-FJH-01的绝对湿度传感器对空气的实时湿度进行监测。
步骤S2为:将所述实时空气绝对湿度与预设空气绝对湿度进行比较,根据比较结果输出控制信号以调节所述医院手术室内的温湿度。
在该步骤中,控制单元10接收到湿度传感器101传送的实时空气绝对湿度后,即将实时空气绝对湿度与预设空气绝对湿度进行比较,进而根据比较结果输出控制信号以调节医院手术室内的温湿度,使医院手术室达到恒温恒湿的目的。
在该步骤中,优选地,参阅图3,图3是本发明应用于医院手术室的温湿度独立控制方法第二实施例的流程示意图。如图3所示,步骤S2包括步骤S21、步骤S22、步骤S23、以及步骤S24,具体地:
步骤S21为:将所述实时空气绝对湿度与所述预设空气绝对湿度进行比较,获取所述预设空气绝对湿度与所述实时空气绝对湿度之间的差值Δd。其中,Δd=dair,set-dair,last。dair,last表示空气在空调***最后送风段的实时空气绝对湿度,dair,set表示预设空气绝对湿度。可以理解地,预设空气绝对湿度dair,set即为医院手术室内最终需要保持的恒定绝对湿度。
可以理解地,预设空气绝对湿度可预先设定,例如,可在空调***首次启动时由空调管理人员设置预设空气绝对湿度,或者在监测过程中通过某一预置口令进行条件触发等等,本发明实施你不做限定。本发明可以通过各种存储器件存储预设空气绝对湿度。各存储器件可由一个或多个存储组件所实现。于此,存储组件可以是诸如内存或缓存器等,但在此并不对其限制。内存可诸如只读存储器(Read-Only Memory;ROM)、随机存取内存(RandomAccess Memory;RAM)、非永久性内存、永久性内存、静态内存、易失存储器、闪存和/或任何存储数字信息的设备。
步骤S22为;判断所述差值Δd是否大于0,若是,则执行步骤S23;若否,则执行步骤S24。
当控制单元10将预设空气绝对湿度与实时空气绝对湿度进行作差计算获得两者之间的差值时,即对所获得的差值进行判断,并根据判断结果产生一控制信号,该控制信号用于调整加湿器201或除湿器204的开启或关闭。
步骤S23为:输出所述控制信号控制加湿器201开启以调节所述医院手术室的空气湿度。
在该步骤中,当在步骤S22中判断出差值Δd大于0时,说明此时手术室内空气湿度不够,即空气干球温度过高,空气偏向于干燥状态,此时,则需提高手术室内的空气湿度。因此,控制单元10即根据判断结果输出一控制信号至加湿器201控制加湿器201开启,使加湿器201对手术室内进行加湿,同时控制除湿器204关闭,即关闭除湿功能,进而达到提升手术室内空气湿度的目的,调节手术室内空气湿度以使室内空气湿度达到预设空气绝对湿度。
步骤S24为:输出所述控制信号控制除湿器204开启以对所述医院手术室进行除湿。
在该步骤中,当在步骤S22中判断出差值Δd小于0时,则说明此时手术室内空气湿度过高,空气干球温度偏低,应降低手术室内空气湿度。因此,控制单元10即输出相应的控制信号控制除湿器204开启,通过除湿器204对手术室内空气进行除湿。由于在除湿过程中,不可避免会导致温度也降低,这时候就需要对干球温度进行热回收补偿。
作为选择,该步骤包括输出所述控制信号控制所述除湿器204输出相应的热回收补偿热量以调节所述医院手术室的空气温度。具体地,由于本实施例的除湿器204为自带热回收加热组件的除湿器,因此,控制单元10输出控制信号控制除湿器204开启进行除湿的过程中,还通过输出控制信号控制热回收加热组件以提供相应的热回收补偿热量,以使手术室内空气在除湿过程中保持温度恒定不变。
优选地,热回收补偿热量可通过以下式子计算获得:
Qheat=CairVairρair(Tair,last-Tair,device);
其中,Cair表示空气的比热容,ρair表示空气密度。
优选地,本发明的应用于医院手术室的温湿度独立控制方法还包括:
实时采集所述医院手术室空调末端最后送风段的空气干球温度Tair,last和离开所述除湿器或所述加湿器的空气干球温度Tair,device,以及实时采集所述医院手术室空气送风段的实时送风量Vair。
可以理解地,本发明的控制方法主要是通过对医院手术室空调末端最后送风段的空气干球温度Tair,last和离开所述除湿器204或所述加湿器201的空气干球温度Tair,device,以及实时采集所述医院手术室空气送风段的实时送风量Vair进行实时监测,并将所监测的数据实时传送至控制单元10,控制单元10根据所监测的实时数据进行判断处理,并输出相应的控制信号以调节加湿器201和除湿器204的开启或关闭,进而达到使手术室内空气处于恒温恒湿的目的。
可以理解地,本发明所采用的各监测器件均可通过图1所示的各监测器件实现,换句话说,本发明的应用于医院手术室的温湿度独立控制方法可在前述应用于医院手术室的温湿度独立控制装置上实现。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施,并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰,均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种应用于医院手术室的温湿度独立控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、实时采集医院手术室空调末端送风管内的实时空气绝对湿度;
S2、将所述实时空气绝对湿度与预设空气绝对湿度进行比较,根据比较结果输出控制信号以调节所述医院手术室内的温湿度。
2.根据权利要求1所述的应用于医院手术室的温湿度独立控制方法,其特征在于,所述步骤S1包括:
采用绝对湿度传感器实时监测所述医院手术室空调末端送风管内的空气湿度,获得所述实时空气绝对湿度。
3.根据权利要求1所述的应用于医院手术室的温湿度独立控制方法,其特征在于,所述步骤S2包括:
S21、将所述实时空气绝对湿度与所述预设空气绝对湿度进行比较,获取所述预设空气绝对湿度与所述实时空气绝对湿度之间的差值Δd;
S22、判断所述差值Δd是否大于0,若是,则执行步骤S23;若否,则执行步骤S24;
S23、输出所述控制信号控制加湿器开启以调节所述医院手术室的空气湿度;
S24、输出所述控制信号控制除湿器开启以对所述医院手术室进行除湿。
4.根据权利要求3所述的应用于医院手术室的温湿度独立控制方法,其特征在于,所述步骤S24还包括:
输出所述控制信号控制所述除湿器输出相应的热回收补偿热量以调节所述医院手术室的空气温度。
5.根据权利要求4所述的应用于医院手术室的温湿度独立控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
实时采集所述医院手术室空调末端最后送风段的空气干球温度Tair,last和离开所述除湿器或所述加湿器的空气干球温度Tair,device。
6.根据权利要求5所述的应用于医院手术室的温湿度独立控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
实时采集所述医院手术室空气送风段的实时送风量Vair。
7.根据权利要求6所述的应用于医院手术室的温湿度独立控制方法,其特征在于,所述热回收补偿热量可通过以下式子计算获得:
Qheat=CairVairρair(Tair,last-Tair,device);
其中,Cair表示空气的比热容,ρair表示空气密度。
8.根据权利要求7所述的应用于医院手术室的温湿度独立控制方法,其特征在于,所述加湿器为超声加湿器。
9.根据权利要求7所述的应用于医院手术室的温湿度独立控制方法,其特征在于,所述除湿器包括热回收加热组件。
10.一种应用于医院手术室的温湿度独立控制装置,其特征在于,包括:
采集单元,用于实时采集医院手术室空调末端送风管内的实时空气绝对湿度;
控制单元,用于将所述实时空气绝对湿度与预设空气绝对湿度进行比较,根据比较结果输出控制信号以调节所述医院手术室内的温湿度。
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