手術(shù)部較好的保溫性，再加上手術(shù)部?jì)鹊娜藛T、燈光及醫療設備的發(fā)熱，在出現暖冬時(shí)或冬季出現高溫天氣時(shí)，手術(shù)部?jì)葏^就需要供冷，而外區受?chē)o結構的影響，還需要繼續供熱。就會(huì )出現同時(shí)供冷供熱的要求。醫院手術(shù)部空調機組冬夏季冷熱源一般由大樓供給，而醫院集中冷熱源大部使用兩管制，不能解決手術(shù)部?jì)葏^冬季過(guò)熱的問(wèn)題。

要解決冬季過(guò)熱這個(gè)問(wèn)題一般有3 種方案：一是采用四管制，二是在手術(shù)部?jì)葏^采用自帶輔助除濕冷源的新風(fēng)空調機組，三是采用分區兩管制系統。

1 各方案解決冬季過(guò)熱的空氣處理過(guò)程

以濟南的天氣為例，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(guò)程如圖1 所示。如果出現了暖冬或冬季出現高溫天氣時(shí)，室外空氣溫度高，有時(shí)溫度達到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，室內的余熱無(wú)法全部消除，手術(shù)部?jì)葏^工作人員感覺(jué)很熱（如圖 2），所以要通過(guò)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(guò)低，會(huì )出現冷熱量耦合而引起的高耗能問(wèn)題所以控制好C點(diǎn)的溫度是節省能源的關(guān)鍵。方案一與方案三的空氣處理過(guò)程如圖3 所示，方案二的空氣處理過(guò)程如圖 4 所示。

2 四管制方案

在集中空調水系統的管路設計中常用的有2 種形式，即兩管制和四管制。兩管制的空調箱內有一組盤(pán)管，夏天送冷水，冬天供熱水。這種系統使得整個(gè)區域在同一時(shí)刻只能供冷或供熱，而不能解決冬季手術(shù)部外區需供熱，同時(shí)內區需供冷的要求。四管制是空調箱裝有冷盤(pán)管和熱盤(pán)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)空調機組段位與四管制循環(huán)空調機組段位如圖 5 所示。四管制需要冷源的同時(shí)還要配置熱源，冷、熱水各具一套獨立的管路系統和末端盤(pán)管，會(huì )加大系統的投資，運行管理相對復雜，管路較多，系統設計較為復雜，管道占用空間較大。由于上述四管制空調系統的特點(diǎn)，很多醫院根據實(shí)際需要，采用兩管制，只有在投資者特別注重提高建筑標準、經(jīng)濟因素相對寬松的才采用四管制。

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

隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展和社會(huì )的進(jìn)步，醫院建筑日益呈現出一些不同于以前的特點(diǎn)，一般均有室內冷、熱負荷分布不均（如內區與外區、不同朝向、不同人員密度、不同設備發(fā)熱等），使用時(shí)間和使用要求不同的特點(diǎn)，越來(lái)越多的醫院新建筑將要求大樓空調系統采用四管制，手術(shù)部冬季過(guò)熱問(wèn)題可通過(guò)四管制空調系統得以解決的可行越來(lái)越高。

3 自帶輔助除濕冷源的新風(fēng)空調機組方案兩管制空調系統雖然有不能同時(shí)供冷、供熱的局限性，但該空調系統節省初投資和建筑空間；系統簡(jiǎn)單，運行管理方便，所以?xún)晒苤剖羌锌照{水系統管路設計中普遍采用的一種系統形式。大部分醫院空調水系統也是采用此種形式。在兩管制空調系統上加以?xún)?yōu)化，彌補兩管制空調系統不能同時(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的選擇，自帶輔助除濕冷源的新風(fēng)空調機組就是這類(lèi)方案。機組段位如圖6 所示。

自帶輔助除濕冷源的新風(fēng)空調機組在兩管制新風(fēng)空調機組的基礎上增加了一套制冷系統。是在人們對節省能源的意識不斷提高的基礎上研發(fā)的。自帶輔助除濕冷源的新風(fēng)空調機組不僅可以實(shí)現冬季對新風(fēng)進(jìn)行降溫處理，還可以在需要除濕的季節對新風(fēng)進(jìn)行深度除濕，使循環(huán)空調機組在干工況等濕冷卻，可避免傳統除濕再熱方案冷熱量耦合而引起的高耗能問(wèn)題，是很好的節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(guò)渡季節大樓冷源停機狀態(tài)時(shí)，空調系統仍然能夠充分保證空調房間的除濕要求。可見(jiàn)自帶輔助除濕冷源的新風(fēng)空調機組不僅可以解決冬季供冷的問(wèn)題，還可以解決夏季濕度過(guò)大問(wèn)題。

由于自帶輔助除濕冷源的新風(fēng)空調機組所增加的制冷系統放置在新風(fēng)空調機組內，不用單獨考慮其放置，并且輔助除濕冷源制冷劑為氟里昂，不會(huì )出現冬季凍盤(pán)管的問(wèn)題，再加上該機組控制靈活，而且可有效的彌補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)控制系統較復雜，但在工程中采用自帶輔助除濕冷源的新風(fēng)空調機組解決冬季過(guò)熱問(wèn)題時(shí)仍是首選。

4 分區兩管制系統方案

分區兩管制也是對兩管制進(jìn)行優(yōu)化，克服兩管制調節差的缺點(diǎn)，減少了四管制空調支管道。設有冷水主管及熱水主管道，冷熱水管只在內區、外區的主管道上進(jìn)行切換，內區、外區支管道系統仍為兩管制，如圖 7 所示。關(guān)于分區的數量，分區越多，可實(shí)現獨立控制的區域的數量越多，管路系統也就越復雜，不僅投資增加，而且不好管理，也就有違采用分區兩管制的初衷。需要設計超過(guò)3 個(gè)以上的分區，要同四管制進(jìn)行經(jīng)濟技術(shù)比較后才能確定。醫院手術(shù)部外區設備一般比較分散，如在設計階段就給予考慮，還是可以解決設備分散布置的問(wèn)題。

潔凈手術(shù)室對溫濕度有著(zhù)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(guò)渡季節，需獨立配置冷熱源，采用風(fēng)冷熱泵空調機組的較多，這為分區兩管制解決冬季過(guò)熱提供了條件，也是實(shí)現分區兩管制的又一關(guān)鍵。在冬季大樓提供熱源，為過(guò)渡季節配置的風(fēng)冷熱泵空調機組作為冷源，只要把需要供冷的內區管道從熱水管道切換到冷水管道上，就可解決內區供冷外區供熱的問(wèn)題。

分區兩管制與四管制一樣也要做好冬季管道防凍裂措施。因分區兩管制方案增加的費用較少，可實(shí)施性較強，在很多工程中得以使用。

5 各方案的能量對比

為方便各方案的節能比較，以某地區冬季為例，室外溫度為 16℃，手術(shù)部設有Ⅰ級手術(shù)室 1間，Ⅱ級手術(shù)室 1 間（35 m2），Ⅲ級手術(shù)室 3 間30 m2），吊頂高度為 3 m。手術(shù)室內要求溫度為 24℃，相對濕度為 50%。各空調系統風(fēng)量如表1 所示。通過(guò)圖 3、圖 4 及機組段位圖，可以看出，四管制方案及分區兩管制方案是在循環(huán)機組內將總風(fēng)量進(jìn)行降溫處理，而自帶輔助除濕冷源的新風(fēng)空調機組方案是在新風(fēng)機組內將新風(fēng)進(jìn)行降溫處理，各系統采用各方案所需冷量如表 2 所示。

通過(guò)冷量計算表可看出3 種方案的總冷量相差不大，而且每個(gè)系統所需的冷量較小。四管制方案冷源是為夏天除濕降溫所配置，分區兩管制方案冷源是為過(guò)渡季節所配置，冷量遠大于冬季過(guò)熱所需冷量，自帶輔助除濕冷源的新風(fēng)空調機組所配置的冷量與冬季過(guò)熱所需冷量相差不是很大。采用四管制方案或分區兩管制方案會(huì )出現大馬拉小車(chē)的現象，浪費能源，如果管理不當還可能出現管道凍裂的問(wèn)題；采用自帶輔助除濕冷源的新風(fēng)空調機組的方案比較節省能源，而且還不會(huì )出現凍裂管道的問(wèn)題。

6 總結

解決冬季手術(shù)部?jì)葏^溫度過(guò)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，要根據工程的實(shí)際情況，對各方案進(jìn)行經(jīng)濟技術(shù)分析，選擇最佳方案。我們相信隨著(zhù)經(jīng)濟的不斷發(fā)展和新產(chǎn)品的研發(fā)，會(huì )有更經(jīng)濟、節省能源的方案在工程中應用。