PowerFLOW改善醫療通風系統,降低空氣傳播的疾病感染

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  • COVID-19全球流行提高了人們對室內空氣品質的重視,在醫院的空調,是否可以藉由設計室內氣流來防止或減少經空氣傳播的疾病?通風及空調系統面臨著嚴格的審查。
  • 瑞典Avidicare AB醫療技術公司 ,研究使用SIMULIA的PowerFLOW技術,開發名為"Opragon"的創新通風系統 ,這款系統可以透過單向控制室內中央的空氣流動(TcAF)來稀釋存在於室內的病菌顆粒,有效管理和減少手術室中空氣中的細菌和病毒,從而預防手術期間感染的發生。

SIMULIA計算流體動力學模擬,開發通風氣流創新方法

開發及研究期間,Avidicare與SIMULIA PowerFLOW研究團隊進行了病房的模擬建模,以虛擬雙生(Virtual Twin)建置了飛沫核(Droplet Nuclei)的粒子模型;以此模擬患者在接受治療期間呼出或咳嗽排出的空氣微粒,並透過控制氣流,觀察這些顆粒沉積在哪些表面上、如何從病房中提除舊氣流、及其它關鍵流體現象和行為。(圖一)

Opragon通風系統的想法始於潔淨室,即高度無菌的環境;基於經典混合通風的革命性組合,它可以稀釋房間外圍的細菌攜帶顆粒數量,以及病房中間的單向氣流。該原理稱為溫控氣流通風(TcAF, Temperature-controlled Airflow)。借助TcAF,Opragon在整個手術室中產生了更高的純度,在手術台周圍的區域提供稍微冷卻的空氣,而均勻分佈的外部潔淨風淋室(Air Shower)調節房間的溫度。

圖1 通風系統在患者頭部周圍形成了一個"空氣屏障",降低了醫務人員的風險,並使患者免受病房內空氣傳播的病原體侵害。

考慮到從COVID 19大流行中吸取的教訓,Avidicare AB意識到,院內不僅要保護患者免受細菌和感染,還要保護工作人員免受空氣傳播的感染。氣流技術的一個關鍵物理細微差別是使用冷卻空氣。由於冷空氣比暖空氣重,它會自行下落;就像扔石頭一樣,較冷的空氣會從天花板加速到地板。這意味著我們可以使用更少的能源,按照想要的方式移動氣流。

Opragon技術使用極少能源達到可控制的氣流傳播,為醫院的手術室和隔離室構建氣流創新,瑞典Avidicare AB醫療技術公司的CEO Peter Höjerback表示,PowerFLOW降低了產品的開發時間,高效地改善院內的氣流技術;不重新構建系統的前提下,嘗試不同氣流與不同數量的出口設計,就得到氣流最佳化數值模擬結果。

士盟科技-部落格-成功案例-圖2.綠色顆粒是來自室外的潛在空氣傳播病原體。受益於Avidicare通風系統,顆粒留在地板附近並直接從床後抽出,以遠離患者規避風險。
圖2 綠色顆粒是來自室外的潛在空氣傳播病原體。受益於Avidicare通風系統,顆粒留在地板附近並直接從床後抽出,以遠離患者規避風險。

關鍵字:計算流體動力學、空調系統(HVAC)、通風系統、虛擬雙生(Virtual Twan)

文章來源:   達梭系統官方新聞稿