探討潔凈手術室空氣處理方案及其適用性

黃世平

（深圳尚達醫療工程有限公司 廣東深圳 518116）

1 前言

醫療與搶救醫治病人等主要的地方就是手術室，伴隨手術技術逐漸繁復與管控感染進一步的發展，對于手術室的潔凈情況與環境的要求有了進一步的標準。伴隨現代化的工業與科技不斷的進步，興起了一項新的學科技術，那就是空氣潔凈的技術，在醫院當中選擇潔凈技術的區域亦不斷增多。在諸多新建的醫院與以前醫院的改造當中均建著潔凈的手術室。手術室當中凈化空調的系統其主要的功能就是可以管控相應的等級用房其室內的濕度、溫度與細菌、粉塵、有害氣體的濃度及氣流的散布，確保為室內的人員提供需求的新風量，使室內室外壓力的梯度得到保持，進而為使潔凈手術室達到相應的標準與要求而提供保障。

2 潔凈手術室處理空氣的方案及對比分析

2.1 潔凈手術室處理空氣的方案

醫院凈化空氣的空調系統和常規的空調間相互對比，于空調熱濕的處理當中有著冷熱的負荷比較小、送風的溫差比較小及送風量比較大等特征。“Ⅰ級與Ⅱ級的潔凈手術室需每一間應用獨立的凈化系統，Ⅲ級與Ⅳ級的潔凈手術室則能夠2～3間來共用同一個系統。新風可以選擇集中的系統，手術室的凈化系統在夏季空氣的處理當中通常可以選擇下面3類方案：

2.1.1 一次回風加再熱

新風在經過集中預冷的處理以后，送至各個手術室處理空氣的機組，和一次回風相互結合并且經去濕降溫的處理，使其和送風狀態的含濕量一樣的露點，然后二次加熱到設計的送風狀況，稱為一次回風加再熱，其處理的方式如圖1所示。

圖1 一次回風的處理方式

2.1.2 二次回風

新風經集結預冷的處理以后，送到各個手術室處理空氣的機組，和一次回風相互結合之后經處理表冷器到不高于送風狀態的含濕量露點，然后和二次回風相結合至設計的送風狀況，稱為二次回風，其處理空氣的方式與過程如圖2～3所示。

2.1.3 一次回風加再冷

圖2 二次回風處理方式

圖3 二次回風空氣處理的過程

新風經集結處理到含濕量不高于送風狀態的露點，送到各個手術室處理空氣的機組，和室內的循環風相混合之后，再經過等濕冷卻到設計的送風狀況，是由新風的機組將所有濕負荷一并承擔，稱為一次回風加再冷，其處理空氣的過程如圖4所示。

圖4 一次回風加再冷處理空氣的過程

2.2 潔凈手術室處理空氣的方案對比

下面以北京市的某個醫院的手術部做實例，經于焓濕圖的上面將不同的方案其熱濕的過程線所繪制出來，并且對手術室不相同的潔凈程度加以核算，其對比的結果詳見表1。經計算能夠看出，方案1能量的消耗比方案2與方案3多很多。其原由是空氣經一次得混合之后，在機器露點之后被加以處理，為使室內的溫濕度得到保持，需把送風的溫度提高到送風的狀態點，所以需二次加熱，冷熱量抵消導致能量的過多消耗。此處理的方案，其參數比較容易管控，對于表冷器并沒有特別的要求。然而由于在處理空氣的過程當中存在著冷熱抵消的情況，其消耗的能源比較大。方案2與方案3處理新風的比焓差比較高（新風經處理到屋內等濕線的左邊），對于新風機組表冷器要的求比較高，若供回的水溫是7℃/12℃的時侯，為確保達到相關要求需設置6排的表冷盤管。其中方案3中機器露點的溫度比方案2中的稍微低點。

表1 三個方案的計算結果對比

級別各不相同的手術室在共用新風機組的時候，應對新風比焓差的變化加以處理，用當中的任一計算值當設計值，由于潔凈手術室在溫濕度精確度方面無太高的要求，各個手術室內的狀態還可以達到對濕度的相關要求。

三類處理空氣的過程相比較能知：選擇傳統的一次回風來處理，其中存在著冷熱抵消的情況。選擇二次回風的處理來替換再熱的過程，由理論上講能防止因再熱而導致出現冷熱抵消的情況，然而一二次的回風閥其管控的精確度不夠，對于室內溫濕度造成比較大的影響。選擇一次回風加再冷的方式，對于溫濕度是分開來管控，不但能防止因再熱而導致出現冷熱抵消的情況，還可在實際的運行當中便于管控，各個手術間的機組表冷器其處理的狀況是干工況，能防止細菌的滋生。其短處為處理新風的比焓差比較大（其露點的溫度比二次回風的系統稍微低點），若級別不同的手術室共用一個新風的系統，對于室內濕度單獨的調節不方便。若相同級別的手術室獨自裝設新風機組，則更易調節室內的溫濕度，但是投資太大。

3 一次回風加再冷的空調系統適用性

3.1 新風比不同對此方案影響

增加新風比并其它的條件不改變，其混合點C往下位移，若混合點tC比所需的送風溫度tO低時，此方案再熱則無法避免。潔凈的手術室對送風量有著比較大的要求，然而人員相對比較少、新風比比較低，通常宜選擇該方案。

3.2 熱濕比不同對此方案影響

當室內的濕負荷比較大，ε值比較小的時侯，由于此方案對新風處理的狀態點務必于ε線左邊，若ε值低至某個特定的數值時，其新風所需處理的比焓差比較大，使得空調常規供回水的溫度是7℃/12℃時，無法把新風處理至所有濕負荷由新風機組來擔負而需要的溫度。在手術室內的熱負荷其主要包括燈光與設備的負荷，一般人員的散濕比較少，ε值比較大，宜選擇該方案。

3.3 室內參數不同對此方案影響

當室內的溫度不改變，增大相對的濕度時，室內的狀態點其含濕量dN提高，所需新風處理狀態點的含濕量d亦提高，露點得溫度有所升高，室內其它條件不改變時，則室內各參數改變對于新風比幾乎無影。假設室內的狀態點 N：t=24℃，φ=55%，h=50.2kJ/kg，d=10.24g/kg，用上面所計算北京市的Ⅰ級手術室做實例，Lx=1000m3/h，Q=6.401kW，計算得w=3602.4g/h，ε=6397，通常情況下，ε＞7000時宜采用此方案，手術室對于室內濕度的要求其范圍較大的時候，選擇此方案明確室內參數時，應于規范許可的范圍里對相對的濕度值做適當提升。

3.4 室外參數不同對此方案影響

室內的溫度與濕度及熱濕負荷相同，室的外參數對其造成的影響非常小，只是除濕量有所增大，屬于一次盤管選擇的問題，差不多是能忽略掉。通常大、中型的恒濕恒溫空氣調節的系統與相對的濕度有管控要求的空氣調節的系統，在處理空氣的設計上，新風應選擇獨自預先處理，將過剩含濕量除去，然后在處理當中將再熱的過程取消，禁止冷熱抵消的情況，潔凈手術室的空調是適宜并且有條件選擇所有濕負荷由新風承擔來處理空氣的方式。

4 結束語

三類方案結果對比看出，選擇傳統的一次回風處理加再熱的過程存在著加熱、冷卻盤管冷熱抵消情況，二次回風的處理在理論上講能防止因再熱而導致冷熱抵消的情況，然而一二次的回風閥管控不夠精確，對室內的溫濕度造成比較大的影響。選擇一次回風加再冷的方式，不僅防止了因再熱而造成冷熱抵消的情況，還可在實際的運行當中便于管控，并且各個手術室的機組表冷器其處理的狀態是干工況，還能防止細菌的滋生。一次回風加再冷的方案宜在新風較小、熱濕較大的空調系統中應用，手術室選擇適宜處理空氣的方式，對選擇與管控空調系統設備具有深遠影響。