醫院潔凈手術室凈化空調系統節能設計探討

陳國

摘 要：現如今，國家經濟快速發展，醫療水平也不斷的提高，空氣潔凈技術在醫療凈化空調中已經得到普遍應用。目前各大醫院新建或改建的手術室空調工程中，大都采用了空氣潔凈技術。我們國家也早在2002年就發布并實施了國家標準《醫院潔凈手術室建筑技術規范》（GB50333-2002），并于2013年完修訂成，于2014年正式實施了新的標準《醫院潔凈手術室建筑技術規范》（GB50333-2013）簡稱手術室規范。

關鍵詞：醫院潔凈手術室；凈化空調系統；節能設計探討

1 引言

隨著我國醫院建設的迅猛發展，大量新建和改建潔凈手術室投入運行，為滿足醫院潔凈手術室室內溫濕度和潔凈度等各項指標的要求，潔凈手術室空調系統能耗高、運行成本高一直是困擾著廣大設計人員和業主的一個棘手問題。下面結合自身的工作經驗和相關的理論知識，對醫院潔凈手術室凈化空調系統節能技術措施進行相關分析和探討。

2 區分使用空間

2.1 面積相差較大的手術室不宜合用一套凈化空調系統

按規范要求，Ⅲ、Ⅳ級手術室2-3間可以合用一套凈化空調系統。但是在劃分時，要盡量將室內負荷相近、面積相近、溫濕度要求相同的手術室設為同一系統，便于溫濕度、換氣次數和新風量的調節，避免由于系統為滿足其他情況時而造成的能源浪費。例如，兩間Ⅲ級手術室，面積分別為45㎡和35㎡，面積相差10㎡，那么這套系統的總冷量消耗為46.6kW。例如，兩間Ⅲ級手術室，面積均為40㎡，兩間手術室面積相同，最后算出系統總的冷量消耗為38.74kW，比上面的例子減少了7.84kW。從上面的計算數據可以看出，兩個例子中手術室總的面積相同，潔凈度級別相同，系統總的送風量相同，但系統冷量卻不同。原因在于由于不同面積的手術室合用一套系統，為滿足小手術室的最小新風量，那么大手術室的新風量就會按比例增加，因此導致系統總新風風量的增加，造成JK-01比JK-02空調冷負荷增加7.84kW，那么系統運行能耗肯定要增加。同時，由于同一級別的手術室，負荷相對穩定，相同的室內熱濕負荷而送風量不同，因此手術室送風溫差不同，那么當一個房間溫濕度合適的情況下，另外一個房間就會出現過冷或過熱現象。因此，面積相差較大的手術室不宜設置合用同一套系統。

2.2 內外區應分開設置凈化空調系統

大多數情況下潔凈輔助用房處于內區，如果部分房間存在外區，有外圍護結構負荷，則應按內區和外區分開設置空調系統，避免房間溫度失調，同時避免由于房間過冷、過熱現象造成的能源浪費。

3 選擇適宜的凈化空調系統

3.1 采用二次回風系統降低運行費用

醫院凈化空調系統存在著送風量大、送風溫差小的特點，尤其是Ⅰ、Ⅱ級手術室和層流病房，送風溫差小，往往只有1℃～2℃，如果采用傳統一次回風系統，新風與回風混合冷卻除濕以后要有足夠的再熱量將其加熱到送風狀態點，這部分再熱量與冷卻除濕過程存在著嚴重的冷熱抵消問題，最終造成了運行費用的增加和能源的浪費。在項目的實際應用中我們往往采用固定一二次回風比的二次回風方式，利用二次回風再熱，減少再熱負荷，同時通過冷盤管處理的風量減少，冷量也隨之減少。系統不需要再熱復合或只需要少量的再熱量用于微調由于室內負荷發生變化而產生的送風溫差的變化，就足以滿足室內溫濕度調節的需要。因此，采用二次回風能夠達到很好的節能效果，是目前工程實踐中應用較多的一種有效節能方式。同樣規模的Ⅰ級手術室，新風負荷相同，二次回風系統節省55%的空調機組冷量，節省80%以上的電再熱量。因此，二次回風系統是有效的節能方式之一，當然二次回風系統主要適用于大風量小溫差、室內負荷比較穩定的高級別手術室和層流病房。

3.2 新風集中處理深度除濕

新風深度除濕一般要設置兩級表冷，第一級水表冷利用集中空調提供的7℃的冷凍水，將新風濕度處理到室內空氣露點L1點，然后采用直接蒸發式冷盤盤管實現二級除濕，處理到L2點，蒸發器用于冷凍除濕，冷凝器用于除濕再熱，將新風的濕度處理到送風狀態空氣露點L1以下。因此，新風承擔了所有的濕負荷，包括新風負荷和室內濕負荷，空調機組只需承擔室內顯熱負荷，冷負荷減少，同時避免空調機組冷盤管的除濕再熱過程，而新風機組的再熱實際上是利用了冷凝器本來要排放的廢熱。新風集中處理深度除濕節省25%的空調機組冷量，節省100%的電再熱量。綜合節能達到50%～60%。因此，新風深度除濕也是有效的節能技術措施，但該形式需根據冷熱源的條件和地域的特點來決定是否適用。首先，新風深度除濕適用于具備低溫冷源的情況，如果條件不具備，將達不到除濕效果；另外，新風深度除濕適用于南方比較潮濕的條件，嚴寒地區和寒冷地區不適用。

3.3 充分利用新風降溫

手術室新風引入通常有兩種方式：集中新風和分散新風。這兩種方式各有利弊。集中新風系統在前面已經論述過，而另一種新風引入方式為分散新風方式，就是每間手術室凈化空調系統的新風單獨從室外引入，室外的新風經過凈化新風過濾機組的初效、中效、亞高效過濾處理后直接送到凈化空調機組混風段。新風過濾機組只有過濾器和風機，沒有冷熱盤管段，新風不經過熱濕處理直接進入凈化空調機組內。新風機組不承擔任何的熱濕負荷，而凈化空調機組承擔手術室所有負荷包括新風負荷。分散新風系統的特點是新風分散供給每一個空調系統，系統靈活簡單，各個系統之間互不干擾，互不影響，特別是在冬季手術室需要供冷的情況下可以直接利用室外新風消除室內余熱，給手術室降溫，避免或減少使用冬季冷源，從而節省了運行費用。通過計算，各級手術室在室外溫度低于一定的溫度以后就完全可以充分利用新風消除室內余熱，而不用開啟冬季冷源。因此，分散新風方式特別適用于寒冷和嚴寒地區，不失為一種利用天然冷源的有效節能措施之一。

4 凈化系統的日常運行管理

既然系統能耗的變化取決于系統阻力的變化，也就是初效、中效、高效過濾器的清潔程度，那么日常的運行管理該怎么做才能使系統真正地節能呢。凈化系統應有專人負責，隨時觀察系統的運行狀況，特別是系統內部壓力的變化，這可以由系統安裝的壓力表來判斷。當壓力表讀數低于臨界值，說明系統內的過濾器較新，如果壓力表讀數接近或超過臨界值，說明過濾器已吸附了較多的灰塵，需要處理。中效過濾器由無紡布制成，但不能清洗，因為清洗后，過濾器的間隙會變大，通過的灰塵顆粒的大小和數量就會增多，也就達不到凈化的要求了。高效過濾器的使用時間較長，但當經過若干年的使用后，濾網發生堵塞，濾網前壓力上升，系統中的壓力感應器接收到信號，報警裝置就會發出警報，此時必須更換高效過濾器，對于凈化級別高的手術室，高效過濾器一般兩至三年更換一次。

5 結語

在進行醫院潔凈手術室的凈化空調系統設計時，在滿足醫院潔凈手術室保障體系要求的前提下通過采取一些有效的節能方法，不僅可以提高醫院手術室凈化空調系統的運行管理水平，而且可以達到提高能源的綜合利用率、降低設備成本和運行費用、節約能耗的效果。

參考文獻：

[1] 賴永賢，崔鉅常.淺析潔凈手術室凈化空調系統的節能方式[J].中國醫院建筑與裝備，2017（2）：21～24.

[2] GB 50333-2017.醫院潔凈手術室建筑技術規范[S].

[3] GB 50736-2017.民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范[S].