引言

自2002年執行《醫院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規范》以來(lái)，已有14年的時(shí)間，規范的出臺及人們對于醫療環(huán)境要求越來(lái)越高推動(dòng)了手術(shù)部的建設。在層流手術(shù)室完成建設投入使用中暴露了不少設計不足的問(wèn)題，特別是在潔凈空調系統中尤為突出。潔凈空調系統是手術(shù)部各項技術(shù)指標的保證，所以潔凈空調系統中的問(wèn)題要引起我們的重視。其中比較突出的也是比較關(guān)鍵的問(wèn)題主要有；夏季除濕、過(guò)渡季節制冷、空調系統的節能、新風(fēng)空調機組盤(pán)管的防凍等。本文就這幾個(gè)問(wèn)題可以采取的解決方案進(jìn)行了初步的探討。

1  夏季除濕

1.1  夏季濕度過(guò)離的原因

據研究，相對濕度50%時(shí)，細菌浮游10min后即死亡；相對濕度更高或更低時(shí)，即使經(jīng)過(guò)24h大部分細菌還活著(zhù)。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(huì )發(fā)霉。規范中手術(shù)室要求的相對濕度為30%-60%，當然50%最理想。而很多醫院夏季空調系統往往會(huì )出現濕度偏高的問(wèn)題。要達到除濕的目的是將空氣中的水蒸汽凝結出來(lái)，層流手術(shù)室的除濕是通過(guò)潔凈空調機組的冷水盤(pán)管將空氣的溫度降到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的露點(diǎn)溫度來(lái)實(shí)現的。送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的露點(diǎn)溫度一般在12℃左右，如冷水盤(pán)管出風(fēng)溫度過(guò)高，將無(wú)法保證送風(fēng)露點(diǎn)溫度，從而室內的濕度也將無(wú)法保證。造成濕度超標的原因主要有：一、空調水系統供水量不足；二、空調水系統供水溫度過(guò)高，三、空調機組使用年限較長(cháng)時(shí)，冷水盤(pán)管的表面污垢較厚時(shí)，影響風(fēng)水換熱效果，使冷水盤(pán)管換熱面積不足。

1.2  濕度過(guò)高的解決方案

空調水系統供水量不足有很多原因，如水泵選型過(guò)小、空調水系統水力不平衡等。水力計算是水泵選型的依據，也是空調水系統能否平衡的依據，可見(jiàn)空調水系統的水力計算非常重要。水泵的流量及揚程，水管的管徑應根據水力計算的數據進(jìn)行選擇，水力計算時(shí)應考慮合適的水流速。

現在很多醫院層流手術(shù)室夏季冷熱源是大樓集中供給的，病房區為溫度優(yōu)先控制，對濕度的要求不是很?chē)栏瘢灰獪囟仁孢m即可，所以對冷水的供水溫度要求不用太低，有的醫院冷水供水溫度高達10℃以上。手術(shù)部潔凈空調系統為濕度優(yōu)先控制，要求冷水溫度為7℃，10℃的冷水溫度是滿(mǎn)足不了潔凈空調機組除濕要求。部分醫院大樓空調主機在空調機房處提供的冷水溫度能達到7℃，但由于手術(shù)部?jì)艋照{機組的設備層距空調主機遠，再加上部分空調水管道的保溫層損壞，冷量損耗較大，不能滿(mǎn)足潔凈空調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（圖1），即新風(fēng)空調機組內有兩種冷盤(pán)管，一套是水盤(pán)管，接大樓冷水系統，另一套是氟盤(pán)管，在新風(fēng)機組內設置一套制冷系統。大樓提供的冷源作為新風(fēng)空調機組的主冷源，在主冷源冷水溫度達不到除濕要求時(shí)，新風(fēng)機組內的制冷系統啟動(dòng)工作，氟盤(pán)管將新風(fēng)的溫度進(jìn)一步拉低，到達露點(diǎn)溫度，達到除濕的目的；二、考慮手術(shù)室需要制冷時(shí)間長(cháng)的特殊性，為手術(shù)室設計單獨冷熱源系統（圖２） ， 也是現階段常選用的方案， 即不再使用大樓提供的冷熱源，而是為手術(shù)部單獨設置冷熱源，冷熱源一般采用風(fēng)冷模塊冷熱水機組；三、針對小型的手術(shù)部，空調機組臺數不多，可以用直接蒸發(fā)系統（圖3）。

1.3  三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)

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

機組內，新風(fēng)經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器降溫除濕后又經(jīng)過(guò)冷凝器加熱，新風(fēng)的溫度會(huì )上升至20℃左右，所以此方案不能作為過(guò)渡季節室內溫度過(guò)高時(shí)的降溫處理方案，而且存在冬季盤(pán)管凍裂的風(fēng)險。

   單獨冷熱源系統的優(yōu)點(diǎn)是不受大樓空調水系統的影響，冷水溫度能得到有效的保障。缺點(diǎn)是增加空調機組的維護費用，初投資費用大，存在冬季盤(pán)管凍裂的風(fēng)險。

直接蒸發(fā)系統的優(yōu)點(diǎn)是管路簡(jiǎn)單，也不用補水系統，控制靈活。缺點(diǎn)是氟系統冬季制熱時(shí)結霜需除霜，所以室外機組只能選單冷的室外空調機組，再熱用電再熱；此方案管路不易過(guò)長(cháng)，過(guò)長(cháng)影響空調系統的制冷效率，只適合小型手術(shù)部使用。

2  過(guò)渡季節的制冷

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

3 空調系統的節能

   潔凈手術(shù)室為濕度優(yōu)先，存在著(zhù)大量的潛熱負荷，加上手術(shù)室的設備多，密閉性好，現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。節約能源、提高能源利用率逐漸成為凈化行業(yè)的一個(gè)重要內容。在手術(shù)部?jì)艋照{系統中常用的節能方案分有以下幾種：

   3.1完全二次回風(fēng)系統節能方案

完全二次回風(fēng)系統是循環(huán)空調機組將一部分回風(fēng)與新風(fēng)空調機組處理過(guò)的新風(fēng)進(jìn)行混合，混合后進(jìn)行降溫除濕處理，處理后的混合風(fēng)再與回風(fēng)進(jìn)行混合，混合點(diǎn)為送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)，空氣處理過(guò)程如圖4。完全二次回風(fēng)處理沒(méi)有降溫除濕后的再熱過(guò)程，減少冷熱相互抵消，節能效果明顯。完全二次回風(fēng)是凈化行業(yè)較早采用的節能減排方案，此方案的節能效果已經(jīng)得到很多論證。但完全二次回風(fēng)方案控制及管路復雜，因此，主要在I級手術(shù)室、百級血液病房等空調系統中運用。

3.2雙冷源深度除濕系統節能方案

雙冷源深度除濕系統是新風(fēng)空調機組對新風(fēng)進(jìn)行深度除濕處理，獨立承擔室內濕負荷，循環(huán)空調機組只承擔降溫負荷，不需要將所有空氣降到露點(diǎn)，不存在過(guò)度冷卻，空氣處理過(guò)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(guò)程，但較傳統一次回風(fēng)空調系統還是節能的，而且循環(huán)空調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(shí)際工程應用推薦采用。

3.3熱回收型熱泵空調機組系統

夏季傳統一次回風(fēng)空調系統需要通過(guò)再熱措施調整送風(fēng)溫度，達到控制相對濕度的目的，過(guò)度冷卻和再熱也是傳統一次回風(fēng)空調系統的原理性缺陷。熱回收型熱泵機組回收熱泵空調機組運行制冷模式時(shí)的冷凝熱，將傳統空調視為廢熱的能源用于循環(huán)空調機組的再熱（見(jiàn)圖6）。此方案節能效果顯著(zhù)，但冷熱水是分開(kāi)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(huì )出現管道閑置，存在管路凍裂的風(fēng)險，還處于推廣階段，對于手術(shù)部區域較大的推薦采用。

4新風(fēng)空調機組盤(pán)管的防凍

冬季北方寒冷地區新風(fēng)空調機組常出現盤(pán)管凍裂問(wèn)題（見(jiàn)圖7），盤(pán)管凍裂主要有以下幾個(gè)方面的原因：一、新風(fēng)空調機組停止工作的情況下，機房?jì)葲](méi)有采暖措施，溫度低于-0℃以下，系統水泵停止工作，并且新風(fēng)空調機組盤(pán)管內沒(méi)有放水，或盤(pán)管設計不合理盤(pán)管內的水放不干凈，又或是新風(fēng)密閉閥關(guān)閉不嚴等；二、新風(fēng)空調機組正常工作的情況下，空調水系統設計的水力失調，水流量不足，或是盤(pán)管水量設計偏小，又或是雙冷源蒸發(fā)溫度對水盤(pán)管的影響等。對于新鳳空調機組停止工作的情況下解決新風(fēng)機組防凍的措施有：在施工時(shí)建議院方在機房?jì)仍O置采暖設施；在冬季到來(lái)之前，將新風(fēng)空調機組冷盤(pán)管內水放干凈，定期檢查新風(fēng)密閉閥的關(guān)閉情況，發(fā)現關(guān)閉不嚴及時(shí)修理；在空調機組定購時(shí)選擇有排空設計的冷水盤(pán)管，并設置停機保溫防凍裝置（見(jiàn)圖８）。

對于新風(fēng)空調機組正常工作的情況下解決新風(fēng)機組防凍的措施有：在空調水系統設計時(shí)進(jìn)行水力計算，避免水力失調及水流量不足的問(wèn)題；在新風(fēng)機組進(jìn)風(fēng)處設置新風(fēng)電預熱，將新風(fēng)預熱到5℃。由于新風(fēng)空調機組冷盤(pán)管凍裂現象出現比普遍，也引起空調機組廠(chǎng)家的重視，在新風(fēng)空調機組的設計上也有不錯的措施：如新風(fēng)機組組采用新風(fēng)旁通設計、冷水盤(pán)管為順流式設計（見(jiàn)圖9）、雙冷源新風(fēng)空調機組內的表冷器與蒸發(fā)器的布置、蒸汽盤(pán)管破真空閥、疏水閥的安裝等。

   5總結

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

避免因設計初期考慮問(wèn)題不全面而造成空調機組不能完全滿(mǎn)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(shí)，要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟分析，優(yōu)先選擇節能效果好的空氣處理方案，減少能源的浪費。在潔凈空調系統投入使用后，維護保養也是很重要的工作，系統可能會(huì )因為維護保養不及時(shí)或不當而不能正常工作。