医院洁净手术室净化空调系统节能设计探讨

陈国

摘 要：现如今，国家经济快速发展，医疗水平也不断的提高，空气洁净技术在医疗净化空调中已经得到普遍应用。目前各大医院新建或改建的手术室空调工程中，大都采用了空气洁净技术。我们国家也早在2002年就发布并实施了国家标准《医院洁净手术室建筑技术规范》（GB50333-2002），并于2013年完修订成，于2014年正式实施了新的标准《医院洁净手术室建筑技术规范》（GB50333-2013）简称手术室规范。

关键词：医院洁净手术室；净化空调系统；节能设计探讨

1 引言

随着我国医院建设的迅猛发展，大量新建和改建洁净手术室投入运行，为满足医院洁净手术室室内温湿度和洁净度等各项指标的要求，洁净手术室空调系统能耗高、运行成本高一直是困扰着广大设计人员和业主的一个棘手问题。下面结合自身的工作经验和相关的理论知识，对医院洁净手术室净化空调系统节能技术措施进行相关分析和探讨。

2 区分使用空间

2.1 面积相差较大的手术室不宜合用一套净化空调系统

按规范要求，Ⅲ、Ⅳ级手术室2-3间可以合用一套净化空调系统。但是在划分时，要尽量将室内负荷相近、面积相近、温湿度要求相同的手术室设为同一系统，便于温湿度、换气次数和新风量的调节，避免由于系统为满足其他情况时而造成的能源浪费。例如，两间Ⅲ级手术室，面积分别为45㎡和35㎡，面积相差10㎡，那么这套系统的总冷量消耗为46.6kW。例如，两间Ⅲ级手术室，面积均为40㎡，两间手术室面积相同，最后算出系统总的冷量消耗为38.74kW，比上面的例子减少了7.84kW。从上面的计算数据可以看出，两个例子中手术室总的面积相同，洁净度级别相同，系统总的送风量相同，但系统冷量却不同。原因在于由于不同面积的手术室合用一套系统，为满足小手术室的最小新风量，那么大手术室的新风量就会按比例增加，因此导致系统总新风风量的增加，造成JK-01比JK-02空调冷负荷增加7.84kW，那么系統运行能耗肯定要增加。同时，由于同一级别的手术室，负荷相对稳定，相同的室内热湿负荷而送风量不同，因此手术室送风温差不同，那么当一个房间温湿度合适的情况下，另外一个房间就会出现过冷或过热现象。因此，面积相差较大的手术室不宜设置合用同一套系统。

2.2 内外区应分开设置净化空调系统

大多数情况下洁净辅助用房处于内区，如果部分房间存在外区，有外围护结构负荷，则应按内区和外区分开设置空调系统，避免房间温度失调，同时避免由于房间过冷、过热现象造成的能源浪费。

3 选择适宜的净化空调系统

3.1 采用二次回风系统降低运行费用

医院净化空调系统存在着送风量大、送风温差小的特点，尤其是Ⅰ、Ⅱ级手术室和层流病房，送风温差小，往往只有1℃～2℃，如果采用传统一次回风系统，新风与回风混合冷却除湿以后要有足够的再热量将其加热到送风状态点，这部分再热量与冷却除湿过程存在着严重的冷热抵消问题，最终造成了运行费用的增加和能源的浪费。在项目的实际应用中我们往往采用固定一二次回风比的二次回风方式，利用二次回风再热，减少再热负荷，同时通过冷盘管处理的风量减少，冷量也随之减少。系统不需要再热复合或只需要少量的再热量用于微调由于室内负荷发生变化而产生的送风温差的变化，就足以满足室内温湿度调节的需要。因此，采用二次回风能够达到很好的节能效果，是目前工程实践中应用较多的一种有效节能方式。同样规模的Ⅰ级手术室，新风负荷相同，二次回风系统节省55%的空调机组冷量，节省80%以上的电再热量。因此，二次回风系统是有效的节能方式之一，当然二次回风系统主要适用于大风量小温差、室内负荷比较稳定的高级别手术室和层流病房。

3.2 新风集中处理深度除湿

新风深度除湿一般要设置两级表冷，第一级水表冷利用集中空调提供的7℃的冷冻水，将新风湿度处理到室内空气露点L1点，然后采用直接蒸发式冷盘盘管实现二级除湿，处理到L2点，蒸发器用于冷冻除湿，冷凝器用于除湿再热，将新风的湿度处理到送风状态空气露点L1以下。因此，新风承担了所有的湿负荷，包括新风负荷和室内湿负荷，空调机组只需承担室内显热负荷，冷负荷减少，同时避免空调机组冷盘管的除湿再热过程，而新风机组的再热实际上是利用了冷凝器本来要排放的废热。新风集中处理深度除湿节省25%的空调机组冷量，节省100%的电再热量。综合节能达到50%～60%。因此，新风深度除湿也是有效的节能技术措施，但该形式需根据冷热源的条件和地域的特点来决定是否适用。首先，新风深度除湿适用于具备低温冷源的情况，如果条件不具备，将达不到除湿效果；另外，新风深度除湿适用于南方比较潮湿的条件，严寒地区和寒冷地区不适用。

3.3 充分利用新风降温

手术室新风引入通常有两种方式：集中新风和分散新风。这两种方式各有利弊。集中新风系统在前面已经论述过，而另一种新风引入方式为分散新风方式，就是每间手术室净化空调系统的新风单独从室外引入，室外的新风经过净化新风过滤机组的初效、中效、亚高效过滤处理后直接送到净化空调机组混风段。新风过滤机组只有过滤器和风机，没有冷热盘管段，新风不经过热湿处理直接进入净化空调机组内。新风机组不承担任何的热湿负荷，而净化空调机组承担手术室所有负荷包括新风负荷。分散新风系统的特点是新风分散供给每一个空调系统，系统灵活简单，各个系统之间互不干扰，互不影响，特别是在冬季手术室需要供冷的情况下可以直接利用室外新风消除室内余热，给手术室降温，避免或减少使用冬季冷源，从而节省了运行费用。通过计算，各级手术室在室外温度低于一定的温度以后就完全可以充分利用新风消除室内余热，而不用开启冬季冷源。因此，分散新风方式特别适用于寒冷和严寒地区，不失为一种利用天然冷源的有效节能措施之一。

4 净化系统的日常运行管理

既然系统能耗的变化取决于系统阻力的变化，也就是初效、中效、高效过滤器的清洁程度，那么日常的运行管理该怎么做才能使系统真正地节能呢。净化系统应有专人负责，随时观察系统的运行状况，特别是系统内部压力的变化，这可以由系统安装的压力表来判断。当压力表读数低于临界值，说明系统内的过滤器较新，如果压力表读数接近或超过临界值，说明过滤器已吸附了较多的灰尘，需要处理。中效过滤器由无纺布制成，但不能清洗，因为清洗后，过滤器的间隙会变大，通过的灰尘颗粒的大小和数量就会增多，也就达不到净化的要求了。高效过滤器的使用时间较长，但当经过若干年的使用后，滤网发生堵塞，滤网前压力上升，系统中的压力感应器接收到信号，报警装置就会发出警报，此时必须更换高效过滤器，对于净化级别高的手术室，高效过滤器一般两至三年更换一次。

5 结语

在进行医院洁净手术室的净化空调系统设计时，在满足医院洁净手术室保障体系要求的前提下通过采取一些有效的节能方法，不仅可以提高医院手术室净化空调系统的运行管理水平，而且可以达到提高能源的综合利用率、降低设备成本和运行费用、节约能耗的效果。

参考文献：

[1] 赖永贤，崔钜常.浅析洁净手术室净化空调系统的节能方式[J].中国医院建筑与装备，2017（2）：21～24.

[2] GB 50333-2017.医院洁净手术室建筑技术规范[S].

[3] GB 50736-2017.民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].