引言

自2002年執(zhí)行《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》以來，已有14年的時間，規(guī)范的出臺及人們對于醫(yī)療環(huán)境要求越來越高推動了手術部的建設。在層流手術室完成建設投入使用中暴露了不少設計不足的問題，特別是在潔凈空調(diào)系統(tǒng)中尤為突出。潔凈空調(diào)系統(tǒng)是手術部各項技術指標的保證，所以潔凈空調(diào)系統(tǒng)中的問題要引起我們的重視。其中比較突出的也是比較關鍵的問題主要有；夏季除濕、過渡季節(jié)制冷、空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能、新風空調(diào)機組盤管的防凍等。本文就這幾個問題可以采取的解決方案進行了初步的探討。

1 ?夏季除濕

1.1 ?夏季濕度過離的原因

據(jù)研究，相對濕度50%時，細菌浮游10min后即死亡；相對濕度更高或更低時，即使經(jīng)過24h大部分細菌還活著。在常溫下，相對濕度60%以上可發(fā)霉，80%以上則不論高低都會發(fā)霉。規(guī)范中手術室要求的相對濕度為30%-60%，當然50%最理想。而很多醫(yī)院夏季空調(diào)系統(tǒng)往往會出現(xiàn)濕度偏高的問題。要達到除濕的目的是將空氣中的水蒸汽凝結(jié)出來，層流手術室的除濕是通過潔凈空調(diào)機組的冷水盤管將空氣的溫度降到送風狀態(tài)點的露點溫度來實現(xiàn)的。送風狀態(tài)點的露點溫度一般在12℃左右，如冷水盤管出風溫度過高，將無法保證送風露點溫度，從而室內(nèi)的濕度也將無法保證。造成濕度超標的原因主要有：一、空調(diào)水系統(tǒng)供水量不足；二、空調(diào)水系統(tǒng)供水溫度過高，三、空調(diào)機組使用年限較長時，冷水盤管的表面污垢較厚時，影響風水換熱效果，使冷水盤管換熱面積不足。

1.2 ?濕度過高的解決方案

空調(diào)水系統(tǒng)供水量不足有很多原因，如水泵選型過小、空調(diào)水系統(tǒng)水力不平衡等。水力計算是水泵選型的依據(jù)，也是空調(diào)水系統(tǒng)能否平衡的依據(jù)，可見空調(diào)水系統(tǒng)的水力計算非常重要。水泵的流量及揚程，水管的管徑應根據(jù)水力計算的數(shù)據(jù)進行選擇，水力計算時應考慮合適的水流速。

現(xiàn)在很多醫(yī)院層流手術室夏季冷熱源是大樓集中供給的，病房區(qū)為溫度優(yōu)先控制，對濕度的要求不是很嚴格，只要溫度舒適即可，所以對冷水的供水溫度要求不用太低，有的醫(yī)院冷水供水溫度高達10℃以上。手術部潔凈空調(diào)系統(tǒng)為濕度優(yōu)先控制，要求冷水溫度為7℃，10℃的冷水溫度是滿足不了潔凈空調(diào)機組除濕要求。部分醫(yī)院大樓空調(diào)主機在空調(diào)機房處提供的冷水溫度能達到7℃，但由于手術部凈化空調(diào)機組的設備層距空調(diào)主機遠，再加上部分空調(diào)水管道的保溫層損壞，冷量損耗較大，不能滿足潔凈空調(diào)機組除濕要求的冷水溫度。以上兩種情況比較普遍，設計人員也在尋求解決方案，現(xiàn)階段主要有下以3種解決方案：一、采用雙冷源深度除濕系統(tǒng)（圖1），即新風空調(diào)機組內(nèi)有兩種冷盤管，一套是水盤管，接大樓冷水系統(tǒng)，另一套是氟盤管，在新風機組內(nèi)設置一套制冷系統(tǒng)。大樓提供的冷源作為新風空調(diào)機組的主冷源，在主冷源冷水溫度達不到除濕要求時，新風機組內(nèi)的制冷系統(tǒng)啟動工作，氟盤管將新風的溫度進一步拉低，到達露點溫度，達到除濕的目的；二、考慮手術室需要制冷時間長的特殊性，為手術室設計單獨冷熱源系統(tǒng)（圖２）?，?也是現(xiàn)階段常選用的方案，?即不再使用大樓提供的冷熱源，而是為手術部單獨設置冷熱源，冷熱源一般采用風冷模塊冷熱水機組；三、針對小型的手術部，空調(diào)機組臺數(shù)不多，可以用直接蒸發(fā)系統(tǒng)（圖3）。

1.3 ?三種方案的優(yōu)缺點

? ?雙冷源深度除濕系統(tǒng)的優(yōu)點是可以使用大樓的公共資源，因增設的冷源在新風空調(diào)機組內(nèi)，沒有增加單獨的設備，減小了設備的管理費用，節(jié)能效果好，運行費用少，節(jié)省初投資。缺點是因為氟系統(tǒng)的蒸發(fā)器、冷凝器都放置于新風空調(diào)

機組內(nèi)，新風經(jīng)過蒸發(fā)器降溫除濕后又經(jīng)過冷凝器加熱，新風的溫度會上升至20℃左右，所以此方案不能作為過渡季節(jié)室內(nèi)溫度過高時的降溫處理方案，而且存在冬季盤管凍裂的風險。

? ?單獨冷熱源系統(tǒng)的優(yōu)點是不受大樓空調(diào)水系統(tǒng)的影響，冷水溫度能得到有效的保障。缺點是增加空調(diào)機組的維護費用，初投資費用大，存在冬季盤管凍裂的風險。

直接蒸發(fā)系統(tǒng)的優(yōu)點是管路簡單，也不用補水系統(tǒng)，控制靈活。缺點是氟系統(tǒng)冬季制熱時結(jié)霜需除霜，所以室外機組只能選單冷的室外空調(diào)機組，再熱用電再熱；此方案管路不易過長，過長影響空調(diào)系統(tǒng)的制冷效率，只適合小型手術部使用。

2 ?過渡季節(jié)的制冷

? ?由于手術部密閉性好，手術室、潔凈走廊及大部分的潔凈輔房在內(nèi)區(qū)，再加上燈光、人員及各種醫(yī)療設備的散熱，在停止集中供冷的過渡季節(jié)，手術部仍存在內(nèi)熱的問題，因此，手術部過渡季節(jié)需要有提供冷源的空調(diào)設備。在單獨配置冷源的空調(diào)系統(tǒng)中，冷源的形式一般為風冷模塊冷水機組。常用的風冷模塊冷水機組制冷時的環(huán)境溫度范圍為15℃-48℃，這種風冷模塊冷水機組在過渡季節(jié)是不能使用的，應選擇低溫制冷的風冷模塊冷水機組，低溫制冷的風冷模塊冷水機組制冷時的環(huán)境溫度范圍為5℃-48℃。單獨冷熱源系統(tǒng)中的風冷模塊冷熱水機組如果選用的是低溫制冷的風冷模塊冷熱水機組，在過渡季節(jié)是可以使用的。采用低溫制冷技術的直接蒸發(fā)系統(tǒng)，在過渡季節(jié)也是可以使用的。由此可見，在定購空調(diào)機組時一定要說明機組的使用技術參數(shù)，這樣可以達到一機多用，節(jié)省設備投資，簡化管道的目的。

3?空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能

? ?潔凈手術室為濕度優(yōu)先，存在著大量的潛熱負荷，加上手術室的設備多，密閉性好，現(xiàn)已成為能耗最大的公共建筑之一。凈化行業(yè)在我國起步比較晚，還處于研究試驗不斷成熟的階段。節(jié)約能源、提高能源利用率逐漸成為凈化行業(yè)的一個重要內(nèi)容。在手術部凈化空調(diào)系統(tǒng)中常用的節(jié)能方案分有以下幾種：

? ?3.1完全二次回風系統(tǒng)節(jié)能方案

完全二次回風系統(tǒng)是循環(huán)空調(diào)機組將一部分回風與新風空調(diào)機組處理過的新風進行混合，混合后進行降溫除濕處理，處理后的混合風再與回風進行混合，混合點為送風狀態(tài)點，空氣處理過程如圖4。完全二次回風處理沒有降溫除濕后的再熱過程，減少冷熱相互抵消，節(jié)能效果明顯。完全二次回風是凈化行業(yè)較早采用的節(jié)能減排方案，此方案的節(jié)能效果已經(jīng)得到很多論證。但完全二次回風方案控制及管路復雜，因此，主要在I級手術室、百級血液病房等空調(diào)系統(tǒng)中運用。

3.2雙冷源深度除濕系統(tǒng)節(jié)能方案

雙冷源深度除濕系統(tǒng)是新風空調(diào)機組對新風進行深度除濕處理，獨立承擔室內(nèi)濕負荷，循環(huán)空調(diào)機組只承擔降溫負荷，不需要將所有空氣降到露點，不存在過度冷卻，空氣處理過程如圖5。因此，夏季不需要再熱，雖然也存在一定冷熱量相互抵消的能量浪費過程，但較傳統(tǒng)一次回風空調(diào)系統(tǒng)還是節(jié)能的，而且循環(huán)空調(diào)機組在干工況下工作，有效避免因濕度造成的細菌滋生，因此在實際工程應用推薦采用。

3.3熱回收型熱泵空調(diào)機組系統(tǒng)

夏季傳統(tǒng)一次回風空調(diào)系統(tǒng)需要通過再熱措施調(diào)整送風溫度，達到控制相對濕度的目的，過度冷卻和再熱也是傳統(tǒng)一次回風空調(diào)系統(tǒng)的原理性缺陷。熱回收型熱泵機組回收熱泵空調(diào)機組運行制冷模式時的冷凝熱，將傳統(tǒng)空調(diào)視為廢熱的能源用于循環(huán)空調(diào)機組的再熱（見圖6）。此方案節(jié)能效果顯著，但冷熱水是分開走管，管路為四管制，管路復雜，此方案優(yōu)勢在夏季突顯，冬季會出現(xiàn)管道閑置，存在管路凍裂的風險，還處于推廣階段，對于手術部區(qū)域較大的推薦采用。

4新風空調(diào)機組盤管的防凍

冬季北方寒冷地區(qū)新風空調(diào)機組常出現(xiàn)盤管凍裂問題（見圖7），盤管凍裂主要有以下幾個方面的原因：一、新風空調(diào)機組停止工作的情況下，機房內(nèi)沒有采暖措施，溫度低于-0℃以下，系統(tǒng)水泵停止工作，并且新風空調(diào)機組盤管內(nèi)沒有放水，或盤管設計不合理盤管內(nèi)的水放不干凈，又或是新風密閉閥關閉不嚴等；二、新風空調(diào)機組正常工作的情況下，空調(diào)水系統(tǒng)設計的水力失調(diào)，水流量不足，或是盤管水量設計偏小，又或是雙冷源蒸發(fā)溫度對水盤管的影響等。對于新鳳空調(diào)機組停止工作的情況下解決新風機組防凍的措施有：在施工時建議院方在機房內(nèi)設置采暖設施；在冬季到來之前，將新風空調(diào)機組冷盤管內(nèi)水放干凈，定期檢查新風密閉閥的關閉情況，發(fā)現(xiàn)關閉不嚴及時修理；在空調(diào)機組定購時選擇有排空設計的冷水盤管，并設置停機保溫防凍裝置（見圖８）。

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對于新風空調(diào)機組正常工作的情況下解決新風機組防凍的措施有：在空調(diào)水系統(tǒng)設計時進行水力計算，避免水力失調(diào)及水流量不足的問題；在新風機組進風處設置新風電預熱，將新風預熱到5℃。由于新風空調(diào)機組冷盤管凍裂現(xiàn)象出現(xiàn)比普遍，也引起空調(diào)機組廠家的重視，在新風空調(diào)機組的設計上也有不錯的措施：如新風機組組采用新風旁通設計、冷水盤管為順流式設計（見圖9）、雙冷源新風空調(diào)機組內(nèi)的表冷器與蒸發(fā)器的布置、蒸汽盤管破真空閥、疏水閥的安裝等。

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? ?5總結(jié)

? ?在潔凈空調(diào)系統(tǒng)設計初期，應該充分了解大樓資源情況，核對資源參數(shù)是否滿足潔凈空調(diào)系統(tǒng)的使用要求，確定大樓資源不能滿足要求后應選擇經(jīng)濟實用、節(jié)能的冷熱源。并在定購機組時仔細注明對空調(diào)機組的技術要求，提前考慮周到，

避免因設計初期考慮問題不全面而造成空調(diào)機組不能完全滿足使用要求的重大失誤及人力物力的浪費。在選擇空氣處理方案時，要進行技術經(jīng)濟分析，優(yōu)先選擇節(jié)能效果好的空氣處理方案，減少能源的浪費。在潔凈空調(diào)系統(tǒng)投入使用后，維護保養(yǎng)也是很重要的工作，系統(tǒng)可能會因為維護保養(yǎng)不及時或不當而不能正常工作。