Изолятор отрицательного давления контролирует поток воздуха, чтобы предотвратить распространение потенциально загрязненного воздуха в коридоры, гостиные и другие помещения. Для инженеров HVAC и подрядчиков проектов целью проектирования является не просто достижение «отрицательного давления», но и одновременное обеспечение стабильного перепада давления, достаточного воздухообмена, контролируемого направления воздушного потока, надежной вытяжки, эффективной фильтрации и постоянного мониторинга давления.
От покупателей выбор оборудования также требует комплексного решения, основанного на расчетном объеме воздуха, статическом давлении, эффективности фильтрации, сопротивлении фильтра, герметичности и последующих требованиях к техническому обслуживанию.
В статье представлены основные расчетные параметры и моменты выбора оборудования системы вентиляции и кондиционирования в изоляторах отрицательного давления с точки зрения проектирования и закупки оборудования.
1. Прежде чем выбирать оборудование, определите соотношение разницы давлений в помещении.
Первым шагом при проектировании системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в изоляторе отрицательного давления является определение соотношения давления между изолятором и окружающей средой.
Типичное направление потока воздуха:
Коридор → Передняя → изолятор с отрицательным давлением → Вытяжная система.
Внутреннее давление в изоляторе должно быть ниже, чем в прилегающей зоне, чтобы воздух преимущественно поступал из относительно чистой зоны в изолятор при открытой двери или наличии других отверстий.
Для изоляторов воздушно-капельных инфекций (AII) данные CDC рекомендуют поддерживать отрицательную разницу давления не менее 2,5 Па относительно окружающей среды; для вновь построенных или отремонтированных смежных помещений рекомендуется достигать не менее 12 ACH (раз/ч). Фактические проекты по-прежнему должны определять окончательные параметры на основе стандартов страны и региона для медицинских зданий, систем отопления, вентиляции и кондиционирования и инфекционного контроля.
Параметры, которые необходимо подтвердить при инженерном проектировании
| Параметры | Технические аспекты |
|---|---|
| Помещение давление | Поддерживать отрицательное давление относительно соседних зон |
| Разница давлений | Определить в соответствии со спецификациями проекта, AII часто относится к ≥2,5 Па |
| Скорость воздухообмена | Новые/отремонтированные помещения AII часто относятся к ≥12 ACH |
| Поток воздуха направление | Чистая зона → Изолятор → Вытяжная вентиляция |
| Герметичность помещения | Минимизация неконтролируемых утечек |
| Контроль перепада давления | Датчик перепада давления и отображение на месте |
| Дверь | Принять самозакрывающаяся и герметичная конструкция в соответствии с требованиями проекта |
Следует отметить, что перепад давления не может рассчитываться отдельно от объема воздуха. На конечный объем вытяжного воздуха также влияют такие факторы, как объем помещения, утечка из оболочки, открытие двери и методы регулирования давления.
2. Рассчитайте объем воздуха в помещении и вытяжную мощность
Объем воздуха является одним из основных параметров при проектировании систем отопления, вентиляции и кондиционирования в изоляторах отрицательного давления.
Основная формула расчета воздухообмена:
Q = V × ACH
Где:
Q = требуемый объем воздуха, м³/ч
V = объем помещения, м³
ACH = воздухообмен на час
Например, объем изолятора составляет 50 м³, а расчетный воздухообмен составляет 12 АЧ:
Q = 50 × 12 = 600 м³/ч
600 м³/ч можно использовать в качестве базового значения для расчета объема вентиляции.
Окончательный объем подачи воздуха и объем вытяжки должны быть объединены:
Требования к перепаду давления
Утечки в помещении
Нагрузка на отопление и охлаждение
Объем свежего воздуха
Сопротивление воздуховодов
Сопротивление фильтров
Местные медицинские строительные нормы и правила
Комплексное определение.
Выхлопная система должна иметь достаточную мощность для поддержания необходимого отрицательного давления в нормальных условиях эксплуатации. При этом выбор вентилятора не может рассчитываться только исходя из исходного состояния, но также необходимо учитывать увеличение сопротивления в процессе использования фильтра.
3. Разумно контролируйте объем подачи и вытяжки воздуха.
Установление состояния отрицательного давления тесно связано с взаимосвязью между подачей и вытяжкой воздуха.
Упрощенное понимание:
Объем подачи воздуха <объем вытяжки → В помещении образуется отрицательное давление
Но инженерное проектирование не может просто бесконечно увеличивать объем вытяжки для получения большего отрицательного давления.
Если объем вытяжки слишком велик, это может вызвать:
Повышенное энергопотребление
Трудности в контроле температуры и влажности в помещении
Нарушение воздушного потока организация
Повышенный шум вентилятора
Повышенное сопротивление открыванию дверей
Повышение эксплуатационных расходов систем отопления, вентиляции и кондиционирования
Поэтому при проектировании следует учитывать комплексные соображения:
В помещении требуется ACH
Расчетная разница давлений
Утечка в помещении
Объем приточного воздуха
Объем вытяжного воздуха
Диапазон регулировки вентилятора
Фильтр сопротивление
Состояние открытой двери
Для проектов, требующих стабильного управления, вентиляторы с регулируемой частотой, устройства управления VAV, воздушные клапаны и датчики перепада давления могут использоваться для формирования управления с обратной связью.
4. Обеспечьте путь потока воздуха из чистой зоны в загрязненную.
В изоляторе с отрицательным давлением должен быть свободный и контролируемый путь воздушного потока.
Типичная организация воздушного потока может быть выражена следующим образом:
Коридор → Передняя → Изолятор → Воздуховыпускное отверстие → HEPA-фильтрация/вытяжная обработка → Наружное помещение
Положения приточных и вытяжных отверстий должны быть разумно спроектированы во избежание коротких замыканий воздушного потока.
Инженерам необходимо учитывать:
Расположение кровати
Расположение вентиляционного отверстия
Расположение вытяжного вентиляционного отверстия
Расположение двери Размещение
Расположение медицинского оборудования
Перегородки и стены
Потенциальные мертвые зоны воздушного потока
Расположение вытяжных отверстий должно способствовать своевременному захвату воздуха в помещении во избежание удержания загрязненного воздуха вокруг пациентов или других ключевых зон.
На этапе отладки проекта фактическое направление воздушного потока можно проверить с помощью дымового тестирования или тестирования визуализации воздушного потока.
5. Выберите систему фильтрации воздуха в зависимости от риска и объема воздуха
Система изоляции отрицательного давления может использовать различные решения фильтрации в зависимости от уровня риска проекта, структуры HVAC и режима выхлопа.
Обычная структура фильтра свежего воздуха:
Свежий воздух → Первичный фильтр → Фильтр средней эффективности → Кондиционирование воздуха → Подача воздуха в помещение
Фильтры первичной и средней эффективности в основном используются для уменьшения нагрузки твердых частиц, попадающих в систему кондиционирования, одновременно защищая внутреннее оборудование и высокоэффективные фильтры.
Вытяжную сторону необходимо проектировать отдельно на основе оценки рисков проекта и метода вытяжки.
Если отработанный воздух не может быть безопасно выброшен непосредственно наружу и его необходимо рециркулировать, необходимо рассмотреть возможность высокоэффективной фильтрации HEPA в соответствии с соответствующими спецификациями. Для выхлопных систем, где существует риск загрязнения, также следует учитывать уплотнение фильтра, конструкцию установки и методы последующей замены.
Выбор фильтра HEPA необходимо подтвердить
При покупке фильтра HEPA не рекомендуется смотреть только на параметр «H13/H14». Одновременно вам также необходимо подтвердить:
Эффективность фильтрации
Номинальный объем воздуха
Начальное сопротивление
Конечное сопротивление
Фильтр размер
Материал корпуса
Метод уплотнения
Требования к уплотнению прокладки или бака с жидкостью
Направление установки
Метод контроля перепада давления
Метод замены фильтра
Фильтры HEPA следует выбирать на основе фактического объема и сопротивления воздуха, а не только эффективности фильтрации.
6. Выберите вытяжной вентилятор на основе общего сопротивления системы
При выборе вытяжного вентилятора необходимо провести полный расчет сопротивления системы.
Обычно необходимо учитывать статическое давление, необходимое для вентилятора:
Сопротивление фильтра + сопротивление воздуховода + сопротивление демпфера + сопротивление выпускного отверстия + другие потери в системе
Поскольку HEPA-фильтр продолжает накапливать пыль, его сопротивление будет постепенно увеличиваться.
Поэтому вентилятор должен иметь достаточный диапазон регулировки, чтобы гарантировать, что расчетный объем выхлопных газов и требования к отрицательному давлению могут поддерживаться на протяжении всего срока службы фильтра от нового состояния установки до состояния, близкого к замене.
Для важных проектов медицинской изоляции также учитывайте:
Возможность непрерывной работы
Регулировку частоты
Резервирование вентилятора
Неисправность сигнал тревоги
Стратегия работы после отключения электроэнергии
Помещение для обслуживания оборудования
Если вентилятор выбирается только в соответствии с «статусом нового фильтра», система может оказаться не в состоянии поддерживать расчетный объем воздуха после увеличения сопротивления фильтра.
7. Мониторинг и автоматическое управление перепадом давления
Контроль перепада давления является важной частью системы управления изолятором отрицательного давления.
Типичная логика управления:
Датчик перепада давления → контроллер → Вентилятор/VAV/воздушный клапан → Регулировка объема воздуха
Система может монитор:
Разница давления между комнатой и коридором
Разница давления между комнатой и передней комнатой
Объем приточного воздуха
Объем вытяжного воздуха/li>
Давление фильтра разница
Температура
Относительная влажность
Рабочее состояние вентилятора
Когда давление в помещении превышает установленный диапазон, система управления может автоматически регулировать скорость вытяжного вентилятора или устройство регулирования объема воздуха и генерировать сигнал тревоги.
Для важных медицинских проектов также следует установить четкое отображение перепада давления на месте, чтобы медицинский персонал мог быстро определить, находится ли помещение в нормальном состоянии отрицательного давления.
8. Контрольный список выбора оборудования HVAC
Прежде чем обращаться к производителю оборудования, инженер или подрядчик проекта должен максимально подготовить следующие параметры:
| Проект | Информация, которая будет предоставлено |
|---|---|
| Размеры помещения | Длина × Ширина × Высота |
| Объем помещения | м³ |
| Обмен воздухом | ACH |
| Подача воздуха объем | м³/ч |
| Объем отработанного воздуха | м³/ч |
| Расчётный перепад давления | Па |
| Эффективность фильтрации | Требуется класс |
| Размер фильтра | Ш × В × Г |
| Объём воздуха вентилятора | м³/ч |
| Статическое давление вентилятора | Па |
| Соединение воздуховодов | Размер и тип |
| Воздушный клапан/регулирующий клапан | Тип и спецификация |
| Параметры мониторинга | Перепад давления/объем воздуха/температура и влажность |
| Способ установки | Потолочный/стенный/воздухопроводный монтаж |
| Количество | Количество оборудования |
| Местоположение проекта | Условия страны и площадки |
После предоставления этой информации производители могут подбирать продукты на основе реальных инженерных условий, а не просто рекомендовать продукты на основе названия приложения «отделение отрицательного давления».
9. Какие технические требования необходимо уточнить при оформлении запроса на покупку?
Для покупателей в запросе предложений по HVAC (документ запроса цен) должны быть указаны как параметры производительности, так и структурные параметры.
Требования к фильтру
Рекомендуется четко указать:
Уровень фильтра
Номинальный воздух объем
Размеры
Начальное сопротивление
Конечное сопротивление
Материал корпуса
Метод уплотнения
Требования к испытаниям и сертификации
Требования к вентилятору
Четкие рекомендации:
Номинальный объем воздуха
Внешнее статическое давление
Мощность двигателя
Необходимо ли преобразование частоты
Ежедневно время работы
Требования к уровню шума
Необходим ли резервный вентилятор
Воздушный клапан и компоненты управления подачей воздуха
Четкие рекомендации:
Тип воздушного клапана/регулирующего клапана
Требования к уровню герметичности
Управляющий сигнал
Диапазон регулирования перепада давления
Материал
Размер интерфейса
Техническая информация поставщика
Поставщикам рекомендуется предоставить:
Паспорт продукта
Кривые производительности
Данные испытаний фильтра
Размер продукта диаграмма
Инструкции по установке
Инструкции по техническому обслуживанию
Рекомендации по замене
Таким образом, отдел закупок может сравнивать разных поставщиков в одинаковых технических условиях, а не просто сравнивать цены за единицу продукции.
10. Распространенные проблемы проектирования в изоляторах с отрицательным давлением
Проблема 1: Недостаточный объем вытяжного воздуха
Помещение не может поддерживать расчетное отрицательное давление.
Решение: Пересчитайте объем приточного и вытяжного воздуха, а также общее сопротивление всей системы.
Проблема 2: слишком большой объем вытяжки
Трудно контролировать температуру и влажность в помещении, а также увеличивается потребление энергии.
Решение: используйте управление переменной частотой, чтобы отрегулировать объем выхлопных газов в соответствии с фактической потребностью в перепаде давления.
Проблема 3: игнорировать сопротивление HEPA-фильтра
Во время первоначальной отладки система работает нормально, но объем воздуха уменьшается после использования фильтра в течение определенного периода времени.
Решение: при выборе вентилятора учитывайте как начальное, так и конечное сопротивление HEPA-фильтра.
Проблема 4: Недостаточная герметичность помещения
Большая неконтролируемая утечка воздуха приводит к нестабильному отрицательному давлению.
Решение: Проверьте герметичность двери, стены, потолка, место проникновения труб и подключение воздуховода.
Проблема 5: Необоснованное расположение воздуховыпускного отверстия
Выброшенный воздух может снова попасть в новое воздуховыпускное отверстие или в зону, где движутся люди.
Решение: на этапе архитектурного проектирования одновременно учтите взаимосвязь между вытяжными вентиляционными отверстиями, вентиляционными отверстиями для свежего воздуха и зонами деятельности персонала.
11. Возможности фильтрации воздуха Boyang и поддержки HVAC
Система HVAC с изоляционной палатой отрицательного давления не требует отдельного выбора вентилятора или фильтра, но требует общего соответствия систем фильтрации, подачи, вытяжки, контроля и управления воздухом.
Jiangsu Yueboyang Purification Equipment Co., Ltd. предоставляет продукцию для фильтрации воздуха и очистки воздуха непосредственно на заводе, включая:
Воздушный фильтр первичного действия
Воздушный фильтр средней эффективности
Высокоэффективный HEPA-фильтр
Блок вентиляторного фильтра FFU
Воздушный диффузор
Демперы HVAC и устройства контроля воздуха
Для больниц, медицинских учреждений проекты изоляции чистых помещений и отрицательного давления, соответствие продукта может быть выполнено в соответствии со следующими инженерными параметрами:
Расчетный объем воздуха
Эффективность фильтрации
Размер фильтра
Фильтр сопротивление
Метод установки
Требования к контролю воздуха
Технические характеристики проекта
Для инженерных подрядчиков и групп по закупкам предоставление такой информации, как объем воздуха в проекте, перепад давления, характеристики фильтров, размеры и количества, может помочь производителям дать более точные рекомендации по продуктам и расценки.
12. Окончательный контрольный список для системы отопления, вентиляции и кондиционирования в изоляторе отрицательного давления
Расчетная разница давления в помещении определена
Рассчитано необходимое количество воздухообменов
Объем подачи воздуха рассчитан определено
Объем вытяжного воздуха
Оценена герметичность помещения
Утверждено расположение приточных и вытяжных отверстий
Определены требования к HEPA-фильтрации
При выборе вентилятора учтено сопротивление фильтра
Положение вытяжного отверстия подтверждено
Контроль перепада давления настроен.
Воздух. Машина имеет достаточный диапазон регулировки.
Предусмотрено пространство для замены фильтра и обслуживания.
Местные нормы медицинского здания и системы отопления, вентиляции и кондиционирования проверены.
Вывод
Суть системы вентиляции и кондиционирования в изоляторе отрицательного давления заключается не в простой установке вытяжного вентилятора большого объема воздуха, а в координации общей разницы давления, объема воздуха, количества воздухообменов, фильтрации воздуха, очистки выхлопных газов, герметичности помещения, сопротивления оборудования и автоматического управления.
Для инженеров и подрядчиков эти инженерные параметры должны быть уточнены перед выбором оборудования; для персонала, занимающегося закупками, соответствующие параметры должны быть записаны в запросе запроса цен, чтобы гарантировать, что разные поставщики сравниваются в одних и тех же технических условиях.
Только сначала уточнив требования проекта, а затем выбрав фильтры, вентиляторы, заслонки и другое климатическое оборудование, мы сможем снизить риск ошибок при закупках и улучшить эксплуатационную стабильность системы изоляции отрицательного давления.
