潔凈手術(shù)部局部過熱的解決方法

手術(shù)部較好的保溫性，再加上手術(shù)部內(nèi)的人員、燈光及醫(yī)療設(shè)備的發(fā)熱，在出現(xiàn)暖冬時(shí)或冬季出現(xiàn)高溫天氣時(shí)，手術(shù)部內(nèi)區(qū)就需要供冷，而外區(qū)受圍護(hù)結(jié)構(gòu)的影響，還需要繼續(xù)供熱。就會(huì)出現(xiàn)同時(shí)供冷供熱的要求。醫(yī)院手術(shù)部空調(diào)機(jī)組冬夏季冷熱源一般由大樓供給，而醫(yī)院集中冷熱源大部使用兩管制，不能解決手術(shù)部內(nèi)區(qū)冬季過熱的問題。

要解決冬季過熱這個(gè)問題一般有3 種方案：一是采用四管制，二是在手術(shù)部內(nèi)區(qū)采用自帶輔助除濕冷源的新風(fēng)空調(diào)機(jī)組，三是采用分區(qū)兩管制系統(tǒng)。

1 各方案解決冬季過熱的空氣處理過程

以濟(jì)南的天氣為例，冬季正常情況下室外溫度為 -10℃，新風(fēng)與回風(fēng)混合點(diǎn)C 點(diǎn)的溫度底于送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn) O 點(diǎn)的溫度，空氣處理過程如圖1 所示。如果出現(xiàn)了暖冬或冬季出現(xiàn)高溫天氣時(shí)，室外空氣溫度高，有時(shí)溫度達(dá)到10℃以上，新風(fēng)與回風(fēng)混合點(diǎn)C點(diǎn)的溫度高于送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O點(diǎn)的溫度，室內(nèi)的余熱無法全部消除，手術(shù)部內(nèi)區(qū)工作人員感覺很熱（如圖 2），所以要通過降溫的方法使 C 點(diǎn)的溫度小于等于O點(diǎn)的溫度，如果所降的溫度使C點(diǎn)的溫度過低，會(huì)出現(xiàn)冷熱量耦合而引起的高耗能問題所以控制好C點(diǎn)的溫度是節(jié)省能源的關(guān)鍵。方案一與方案三的空氣處理過程如圖3 所示，方案二的空氣處理過程如圖 4 所示。

2 四管制方案

在集中空調(diào)水系統(tǒng)的管路設(shè)計(jì)中常用的有2 種形式，即兩管制和四管制。兩管制的空調(diào)箱內(nèi)有一組盤管，夏天送冷水，冬天供熱水。這種系統(tǒng)使得整個(gè)區(qū)域在同一時(shí)刻只能供冷或供熱，而不能解決冬季手術(shù)部外區(qū)需供熱，同時(shí)內(nèi)區(qū)需供冷的要求。四管制是空調(diào)箱裝有冷盤管和熱盤管，兩組水管分別接入冷水和熱水，也就是一年四季不管什么時(shí)候，制冷制熱可以隨時(shí)切換，可以實(shí)現(xiàn)一些房間供熱的同時(shí)，另一些房間供冷。兩管制循環(huán)空調(diào)機(jī)組段位與四管制循環(huán)空調(diào)機(jī)組段位如圖 5 所示。四管制需要冷源的同時(shí)還要配置熱源，冷、熱水各具一套獨(dú)立的管路系統(tǒng)和末端盤管，會(huì)加大系統(tǒng)的投資，運(yùn)行管理相對復(fù)雜，管路較多，系統(tǒng)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，管道占用空間較大。由于上述四管制空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)，很多醫(yī)院根據(jù)實(shí)際需要，采用兩管制，只有在投資者特別注重提高建筑標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)因素相對寬松的才采用四管制。

冬季大樓為醫(yī)院手術(shù)部空調(diào)機(jī)組提供熱源，要想通過四管制解決冬季過熱問題，需要再增加冷源及冷水管道系統(tǒng)，需投資費(fèi)用較高，還要考慮冷源機(jī)組放置位置，冬季冷水盤管、管道防凍措施等問題，給實(shí)施帶來了很大的難度，在工程實(shí)例中采用此方案的也較少。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，醫(yī)院建筑日益呈現(xiàn)出一些不同于以前的特點(diǎn)，一般均有室內(nèi)冷、熱負(fù)荷分布不均（如內(nèi)區(qū)與外區(qū)、不同朝向、不同人員密度、不同設(shè)備發(fā)熱等），使用時(shí)間和使用要求不同的特點(diǎn)，越來越多的醫(yī)院新建筑將要求大樓空調(diào)系統(tǒng)采用四管制，手術(shù)部冬季過熱問題可通過四管制空調(diào)系統(tǒng)得以解決的可行越來越高。

3 自帶輔助除濕冷源的新風(fēng)空調(diào)機(jī)組方案兩管制空調(diào)系統(tǒng)雖然有不能同時(shí)供冷、供熱的局限性，但該空調(diào)系統(tǒng)節(jié)省初投資和建筑空間；系統(tǒng)簡單，運(yùn)行管理方便，所以兩管制是集中空調(diào)水系統(tǒng)管路設(shè)計(jì)中普遍采用的一種系統(tǒng)形式。大部分醫(yī)院空調(diào)水系統(tǒng)也是采用此種形式。在兩管制空調(diào)系統(tǒng)上加以優(yōu)化，彌補(bǔ)兩管制空調(diào)系統(tǒng)不能同時(shí)供冷、供熱的局限性，又不用像四管制那樣增加太多管道的方案將是不錯(cuò)的選擇，自帶輔助除濕冷源的新風(fēng)空調(diào)機(jī)組就是這類方案。機(jī)組段位如圖6 所示。

自帶輔助除濕冷源的新風(fēng)空調(diào)機(jī)組在兩管制新風(fēng)空調(diào)機(jī)組的基礎(chǔ)上增加了一套制冷系統(tǒng)。是在人們對節(jié)省能源的意識(shí)不斷提高的基礎(chǔ)上研發(fā)的。自帶輔助除濕冷源的新風(fēng)空調(diào)機(jī)組不僅可以實(shí)現(xiàn)冬季對新風(fēng)進(jìn)行降溫處理，還可以在需要除濕的季節(jié)對新風(fēng)進(jìn)行深度除濕，使循環(huán)空調(diào)機(jī)組在干工況等濕冷卻，可避免傳統(tǒng)除濕再熱方案冷熱量耦合而引起的高耗能問題，是很好的節(jié)省能源的可行性方案。

此方案即使在大樓冷源不能保證 7℃的供水溫度以及在過渡季節(jié)大樓冷源停機(jī)狀態(tài)時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)仍然能夠充分保證空調(diào)房間的除濕要求?？梢娮詭лo助除濕冷源的新風(fēng)空調(diào)機(jī)組不僅可以解決冬季供冷的問題，還可以解決夏季濕度過大問題。

由于自帶輔助除濕冷源的新風(fēng)空調(diào)機(jī)組所增加的制冷系統(tǒng)放置在新風(fēng)空調(diào)機(jī)組內(nèi)，不用單獨(dú)考慮其放置，并且輔助除濕冷源制冷劑為氟里昂，不會(huì)出現(xiàn)冬季凍盤管的問題，再加上該機(jī)組控制靈活，而且可有效的彌補(bǔ)大樓集中能源的缺陷等優(yōu)點(diǎn)，雖然此方案增加了部分投資，自動(dòng)控制系統(tǒng)較復(fù)雜，但在工程中采用自帶輔助除濕冷源的新風(fēng)空調(diào)機(jī)組解決冬季過熱問題時(shí)仍是首選。

4 分區(qū)兩管制系統(tǒng)方案

分區(qū)兩管制也是對兩管制進(jìn)行優(yōu)化，克服兩管制調(diào)節(jié)差的缺點(diǎn)，減少了四管制空調(diào)支管道。設(shè)有冷水主管及熱水主管道，冷熱水管只在內(nèi)區(qū)、外區(qū)的主管道上進(jìn)行切換，內(nèi)區(qū)、外區(qū)支管道系統(tǒng)仍為兩管制，如圖 7 所示。關(guān)于分區(qū)的數(shù)量，分區(qū)越多，可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制的區(qū)域的數(shù)量越多，管路系統(tǒng)也就越復(fù)雜，不僅投資增加，而且不好管理，也就有違采用分區(qū)兩管制的初衷。需要設(shè)計(jì)超過3 個(gè)以上的分區(qū)，要同四管制進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后才能確定。醫(yī)院手術(shù)部外區(qū)設(shè)備一般比較分散，如在設(shè)計(jì)階段就給予考慮，還是可以解決設(shè)備分散布置的問題。

潔凈手術(shù)室對溫濕度有著恒定的控制要求，全年處于受控狀態(tài)，這要求在大樓停止供冷供熱的過渡季節(jié)，需獨(dú)立配置冷熱源，采用風(fēng)冷熱泵空調(diào)機(jī)組的較多，這為分區(qū)兩管制解決冬季過熱提供了條件，也是實(shí)現(xiàn)分區(qū)兩管制的又一關(guān)鍵。在冬季大樓提供熱源，為過渡季節(jié)配置的風(fēng)冷熱泵空調(diào)機(jī)組作為冷源，只要把需要供冷的內(nèi)區(qū)管道從熱水管道切換到冷水管道上，就可解決內(nèi)區(qū)供冷外區(qū)供熱的問題。

分區(qū)兩管制與四管制一樣也要做好冬季管道防凍裂措施。因分區(qū)兩管制方案增加的費(fèi)用較少，可實(shí)施性較強(qiáng)，在很多工程中得以使用。

5 各方案的能量對比

為方便各方案的節(jié)能比較，以某地區(qū)冬季為例，室外溫度為 16℃，手術(shù)部設(shè)有Ⅰ級(jí)手術(shù)室 1間，Ⅱ級(jí)手術(shù)室 1 間（35 m2），Ⅲ級(jí)手術(shù)室 3 間30 m2），吊頂高度為 3 m。手術(shù)室內(nèi)要求溫度為 24℃，相對濕度為 50%。各空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量如表1 所示。通過圖 3、圖 4 及機(jī)組段位圖，可以看出，四管制方案及分區(qū)兩管制方案是在循環(huán)機(jī)組內(nèi)將總風(fēng)量進(jìn)行降溫處理，而自帶輔助除濕冷源的新風(fēng)空調(diào)機(jī)組方案是在新風(fēng)機(jī)組內(nèi)將新風(fēng)進(jìn)行降溫處理，各系統(tǒng)采用各方案所需冷量如表 2 所示。

通過冷量計(jì)算表可看出3 種方案的總冷量相差不大，而且每個(gè)系統(tǒng)所需的冷量較小。四管制方案冷源是為夏天除濕降溫所配置，分區(qū)兩管制方案冷源是為過渡季節(jié)所配置，冷量遠(yuǎn)大于冬季過熱所需冷量，自帶輔助除濕冷源的新風(fēng)空調(diào)機(jī)組所配置的冷量與冬季過熱所需冷量相差不是很大。采用四管制方案或分區(qū)兩管制方案會(huì)出現(xiàn)大馬拉小車的現(xiàn)象，浪費(fèi)能源，如果管理不當(dāng)還可能出現(xiàn)管道凍裂的問題；采用自帶輔助除濕冷源的新風(fēng)空調(diào)機(jī)組的方案比較節(jié)省能源，而且還不會(huì)出現(xiàn)凍裂管道的問題。

6 總結(jié)

解決冬季手術(shù)部內(nèi)區(qū)溫度過熱的各種方案都有其特點(diǎn)，對具體的工程要采用何種方案，要根據(jù)工程的實(shí)際情況，對各方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析，選擇最佳方案。我們相信隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和新產(chǎn)品的研發(fā)，會(huì)有更經(jīng)濟(jì)、節(jié)省能源的方案在工程中應(yīng)用。