洁净手术部局部过热的解决方法

发布日期:2020-09-24 09:34 浏览次数:
洁净手术部局部过热的解决方法洁净手术部局部过热的解决方法

手术部较好的保温性,再加上手术部内的人员、灯光及医疗设备的发热,在出现暖冬时或冬季出现高温天气时,手术部内区就需要供冷,而外区受围护结构的影响,还需要继续供热。就会出现同时供冷供热的要求。医院手术部空调机组冬夏季冷热源一般由大楼供给,而医院集中冷热源大部使用两管制,不能解决手术部内区冬季过热的问题。

要解决冬季过热这个问题一般有3 种方案:一是采用四管制,二是在手术部内区采用自带辅助除湿冷源的新风空调机组,三是采用分区两管制系统。

1 各方案解决冬季过热的空气处理过程

以济南的天气为例,冬季正常情况下室外温度为 -10℃,新风与回风混合点C 点的温度底于送风状态点 O 点的温度,空气处理过程如图1 所示。如果出现了暖冬或冬季出现高温天气时,室外空气温度高,有时温度达到10℃以上,新风与回风混合点C点的温度高于送风状态点O点的温度,室内的余热无法全部消除,手术部内区工作人员感觉很热(如图 2),所以要通过降温的方法使 C 点的温度小于等于O点的温度,如果所降的温度使C点的温度过低,会出现冷热量耦合而引起的高耗能问题所以控制好C点的温度是节省能源的关键。方案一与方案三的空气处理过程如图3 所示,方案二的空气处理过程如图 4 所示。

2 四管制方案

在集中空调水系统的管路设计中常用的有2 种形式,即两管制和四管制。两管制的空调箱内有一组盘管,夏天送冷水,冬天供热水。这种系统使得整个区域在同一时刻只能供冷或供热,而不能解决冬季手术部外区需供热,同时内区需供冷的要求。四管制是空调箱装有冷盘管和热盘管,两组水管分别接入冷水和热水,也就是一年四季不管什么时候,制冷制热可以随时切换,可以实现一些房间供热的同时,另一些房间供冷。两管制循环空调机组段位与四管制循环空调机组段位如图 5 所示。四管制需要冷源的同时还要配置热源,冷、热水各具一套独立的管路系统和末端盘管,会加大系统的投资,运行管理相对复杂,管路较多,系统设计较为复杂,管道占用空间较大。由于上述四管制空调系统的特点,很多医院根据实际需要,采用两管制,只有在投资者特别注重提高建筑标准、经济因素相对宽松的才采用四管制。

冬季大楼为医院手术部空调机组提供热源,要想通过四管制解决冬季过热问题,需要再增加冷源及冷水管道系统,需投资费用较高,还要考虑冷源机组放置位置,冬季冷水盘管、管道防冻措施等问题,给实施带来了很大的难度,在工程实例中采用此方案的也较少。

随着经济的发展和社会的进步,医院建筑日益呈现出一些不同于以前的特点,一般均有室内冷、热负荷分布不均(如内区与外区、不同朝向、不同人员密度、不同设备发热等),使用时间和使用要求不同的特点,越来越多的医院新建筑将要求大楼空调系统采用四管制,手术部冬季过热问题可通过四管制空调系统得以解决的可行越来越高。

3 自带辅助除湿冷源的新风空调机组方案两管制空调系统虽然有不能同时供冷、供热的局限性,但该空调系统节省初投资和建筑空间;系统简单,运行管理方便,所以两管制是集中空调水系统管路设计中普遍采用的一种系统形式。大部分医院空调水系统也是采用此种形式。在两管制空调系统上加以优化,弥补两管制空调系统不能同时供冷、供热的局限性,又不用像四管制那样增加太多管道的方案将是不错的选择,自带辅助除湿冷源的新风空调机组就是这类方案。机组段位如图6 所示。

自带辅助除湿冷源的新风空调机组在两管制新风空调机组的基础上增加了一套制冷系统。是在人们对节省能源的意识不断提高的基础上研发的。自带辅助除湿冷源的新风空调机组不仅可以实现冬季对新风进行降温处理,还可以在需要除湿的季节对新风进行深度除湿,使循环空调机组在干工况等湿冷却,可避免传统除湿再热方案冷热量耦合而引起的高耗能问题,是很好的节省能源的可行性方案。

此方案即使在大楼冷源不能保证 7℃的供水温度以及在过渡季节大楼冷源停机状态时,空调系统仍然能够充分保证空调房间的除湿要求。可见自带辅助除湿冷源的新风空调机组不仅可以解决冬季供冷的问题,还可以解决夏季湿度过大问题。

由于自带辅助除湿冷源的新风空调机组所增加的制冷系统放置在新风空调机组内,不用单独考虑其放置,并且辅助除湿冷源制冷剂为氟里昂,不会出现冬季冻盘管的问题,再加上该机组控制灵活,而且可有效的弥补大楼集中能源的缺陷等优点,虽然此方案增加了部分投资,自动控制系统较复杂,但在工程中采用自带辅助除湿冷源的新风空调机组解决冬季过热问题时仍是首选。

4 分区两管制系统方案

分区两管制也是对两管制进行优化,克服两管制调节差的缺点,减少了四管制空调支管道。设有冷水主管及热水主管道,冷热水管只在内区、外区的主管道上进行切换,内区、外区支管道系统仍为两管制,如图 7 所示。关于分区的数量,分区越多,可实现独立控制的区域的数量越多,管路系统也就越复杂,不仅投资增加,而且不好管理,也就有违采用分区两管制的初衷。需要设计超过3 个以上的分区,要同四管制进行经济技术比较后才能确定。医院手术部外区设备一般比较分散,如在设计阶段就给予考虑,还是可以解决设备分散布置的问题。

洁净手术室对温湿度有着恒定的控制要求,全年处于受控状态,这要求在大楼停止供冷供热的过渡季节,需独立配置冷热源,采用风冷热泵空调机组的较多,这为分区两管制解决冬季过热提供了条件,也是实现分区两管制的又一关键。在冬季大楼提供热源,为过渡季节配置的风冷热泵空调机组作为冷源,只要把需要供冷的内区管道从热水管道切换到冷水管道上,就可解决内区供冷外区供热的问题。

分区两管制与四管制一样也要做好冬季管道防冻裂措施。因分区两管制方案增加的费用较少,可实施性较强,在很多工程中得以使用。

5 各方案的能量对比

为方便各方案的节能比较,以某地区冬季为例,室外温度为 16℃,手术部设有Ⅰ级手术室 1间,Ⅱ级手术室 1 间(35 m2),Ⅲ级手术室 3 间30 m2),吊顶高度为 3 m。手术室内要求温度为 24℃,相对湿度为 50%。各空调系统风量如表1 所示。通过图 3、图 4 及机组段位图,可以看出,四管制方案及分区两管制方案是在循环机组内将总风量进行降温处理,而自带辅助除湿冷源的新风空调机组方案是在新风机组内将新风进行降温处理,各系统采用各方案所需冷量如表 2 所示。

通过冷量计算表可看出3 种方案的总冷量相差不大,而且每个系统所需的冷量较小。四管制方案冷源是为夏天除湿降温所配置,分区两管制方案冷源是为过渡季节所配置,冷量远大于冬季过热所需冷量,自带辅助除湿冷源的新风空调机组所配置的冷量与冬季过热所需冷量相差不是很大。采用四管制方案或分区两管制方案会出现大马拉小车的现象,浪费能源,如果管理不当还可能出现管道冻裂的问题;采用自带辅助除湿冷源的新风空调机组的方案比较节省能源,而且还不会出现冻裂管道的问题。

6 总结

解决冬季手术部内区温度过热的各种方案都有其特点,对具体的工程要采用何种方案,要根据工程的实际情况,对各方案进行经济技术分析,选择最佳方案。大家相信随着经济的不断发展和新产品的研发,会有更经济、节省能源的方案在工程中应用。

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