Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
ประสิทธิผลของระบบดูดอากาศที่ติดตั้งใหม่ในรถพยาบาลในการลดความเข้มข้นของละอองในอากาศ
Year (A.D.)
2021
Document Type
Thesis
First Advisor
Karu Chongsiripinyo
Faculty/College
Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)
Department (if any)
Department of Mechanical Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล)
Degree Name
Master of Engineering
Degree Level
Master's Degree
Degree Discipline
Mechanical Engineering
DOI
10.58837/CHULA.THE.2021.237
Abstract
The objective of this work is to assess the effectiveness in reducing airborne particles of the Camfil® CC410-concealed air exhaust system, that is installed in the ER-1 ambulance (a King Chulalongkorn Memorial Hospital ambulance). This is done by diffusing aerosols into the cabin at the patient’s face position for an injection period (IP) of 1 minute and measuring the aerosol concentration inside the cabin over time. The experiment is conducted for 2 ventilation conditions, when the exhaust system is off (Minimal Ventilation: MV) and at maximum speed (High Ventilation: HV). Density of the aerosol is interpreted in terms of its volume concentration. Time period is counted at the end of the IP. Aerosol is found to disperse toward the cabin’s frontal part and then throughout the entire cabin shortly after IP. Its spatial distribution is non-uniform with multiple local peaks, differs between the two cases. Particles of different size range is removed from the cabin with different rates. Without an aid from the exhaust system (MV case), larger particles tend to decay relatively faster. To recover aerosol concentration to that ‘comparable’ to the initial (or background) state for the MV case, it takes 16 minutes for 0.5-1 microns, 12 minutes for 1-2.5 microns, and 9 minutes for 2.5-5 microns particles. The background state is reached after 18 minutes for all size ranges. With the aid in the HV case, the decaying period is shortened to about 5 minutes for all aerosol size ranges. During the passive decay (MV), small aerosols tend to aggregate in the rear cabin and larger aerosols in the front (close to the diffusion nozzle), reflecting their “native” dispersion ability (or inability) with respect to their sizes. Aerosol of medium-to-large 1-5 microns range is relatively large at the cabin frontal part (seat 1) but 0.5-1 microns range is large at the cabin rear (seat 5). During the active decay (HV), on the other hand, larger particle is advected toward the middle and rear parts. Small-to-medium-size aerosols at 0.5-2.5 microns is concentrated at the cabin frontal part (seat 2) while that of 2.5-5 microns concentration is peaked in the middle (seat 3) and on average in the rear (seat 5). The air exhaust system is proven satisfactory effective in reducing aerosol concentration in the ambulance cabin. Considering among seats and particle size in this experiment, the system is able to reduce peak aerosol concentrations by 25% and temporal-averaged concentration by 70%.
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้คือเพื่อประเมินประสิทธิผลในการลดอนุภาคในอากาศของระบบระบายอากาศ Camfil® CC410-concealed ที่ติดตั้งในรถพยาบาลรหัส ER-1 (รถพยาบาลของโรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์) การทดลองทำโดยพ่นละอองลอยเข้าไปในห้องโดยสารที่ตำแหน่งบริเวณใบหน้าของผู้ป่วยเป็นเวลา 1 นาที และวัดความเข้มข้นของละอองลอยภายในห้องโดยสารเมื่อเวลาผ่านไป การทดลองดำเนินการในสภาวะการระบายอากาศ 2 สภาวะ คือ เมื่อปิดระบบดูดอากาศและเมื่อเปิดระบบดูดอากาศที่อัตราสูงสุด ความหนาแน่นของละอองลอยถูกตีความในแง่ของความเข้มข้นเชิงปริมาตร สำหรับช่วงเวลาที่จะกล่าวด้านล่างนี้นับจากเวลาเมื่อสิ้นสุดการพ่นละอองลอยเข้าสู่ห้องโดยสาร จากการศึกษาพบว่าละอองลอยมีกระจายไปทางส่วนหน้าของห้องโดยสารและกระจายไปทั่วห้องโดยสารหลังจากหยุดการพ่นได้ไม่นาน การกระจายเชิงพื้นที่ของละอองลอยไม่สม่ำเสมอโดยมีปริมาณสูงเมื่อเทียบกับบริเวณอื่นเกิดขึ้นพร้อมกันหลายบริเวณซึ่งแตกต่างกันระหว่างสองสภาวะ อนุภาคที่มีช่วงขนาดต่างกันจะถูกกำจัดออกจากห้องโดยสารด้วยอัตราที่ต่างกัน เมื่อปราศจากระบบดูดอากาศ อนุภาคที่มีขนาดใหญ่กว่ามีแนวโน้มในการลดลงได้เร็วกว่าอนุภาคที่มีขนาดเล็ก ในการคืนค่าความเข้มข้นของละอองลอยให้กลับมาใกล้เคียงกับระดับสถานะเริ่มต้น (หรือสถานะพื้นหลัง) สำหรับกรณีปิดระบบดูดอากาศใช้เวลาประมาณ 16 นาทีสำหรับอนุภาคในช่วงขนาด 0.5-1 ไมครอน, 12 นาทีสำหรับ 1-2.5 ไมครอน และ 9 นาทีสำหรับ 2.5-5 ไมครอน สถานะพื้นหลังกลับมาหลังจาก 18 นาทีสำหรับทุกช่วงขนาด เมื่อมีระบบดูดอากาศ ระยะเวลาการลดลงนั้นลดลงเหลือเพียงประมาณ 5 นาทีสำหรับทุกช่วงขนาดของละอองลอย ในช่วงการลดลงของกรณีปิดระบบดูดอากาศ ละอองลอยขนาดเล็กมีแนวโน้มที่จะรวมตัวกันในบริเวณด้านหลังห้องโดยสาร และ ละอองลอยขนาดใหญ่มีแนวโน้มที่จะรวมตัวกันในบริเวณด้านหน้า (ใกล้กับบริเวณหัวฉีด) สะท้อนให้เห็นถึงความสามารถ (หรือไม่สามารถ) ในการกระจายตัวของละอองลอย ซึ่งแตกต่างไปตามขนาดของละอองลอยเอง ละอองลอยขนาด 1-5 ไมครอน (ช่วงขนาดกลางถึงใหญ่) มีปริมาณค่อนข้างสูงบริเวณส่วนหน้าห้องโดยสาร (ตำแหน่งที่นั่ง 1) แต่ในช่วงขนาด 0.5-1 ไมครอนมีปริมาณมากในบริเวณส่วนท้ายของห้องโดยสาร (ตำแหน่งที่นั่ง 5) ในทางกลับกันในช่วงการลดลงเมื่อเปิดระบบดูดอากาศ อนุภาคขนาดใหญ่มีการกระจายไปยังส่วนกลางและส่วนหลังของห้องโดยสาร สำหรับละอองลอยขนาด 0.5-2.5 ไมครอน (ช่วงขนาดเล็กถึงขนาดกลาง) มีการกระจุกตัวบริเวณส่วนหน้าของห้องโดยสาร (ตำแหน่งที่นั่ง 2) ในขณะที่ในช่วงขนาด 2.5-5 ไมครอนเกิดค่าความเข้มข้นสูงสุดบริเวณกึ่งกลาง (ตำแหน่งที่นั่ง 3) และโดยเฉลี่ยบริเวณด้านหลังของห้องโดยสาร (ตำแหน่งที่นั่ง 5) ระบบดูดอากาศได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิผลในการลดความเข้มข้นของละอองลอยในห้องโดยสารของรถพยาบาล เมื่อพิจารณาจากทั้งตำแหน่งที่นั่งและขนาดอนุภาคในการทดลองนี้ ระบบดูดอากาศสามารถลดความเข้มข้นสูงสุดของละอองลอยประมาณ 25% และลดความเข้มข้นเฉลี่ยของละอองลอยประมาณ 70%
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
Petrangsan, Vasutorn, "Effectiveness of the new ambulance air exhaust system in reducing aerosol particle concentration" (2021). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 4779.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/4779