潔淨手術部局部過熱的解決方法

手術部較好的保溫性，再加上手術部內的人員、燈光及醫療設備的發熱，在出現暖冬時或冬季出現高溫天氣時，手術部內區就需要供冷，而外區受圍護結構的影響，還需要繼續供熱。就會出現同時供冷供熱的要求。醫院手術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製，不能解決手術部內區冬季過熱的問題。

要解決冬季過熱這個問題一般有3 種方案：一是采用四管製，二是在手術部內區采用自帶輔助除濕冷源的新風空調機組，三是采用分區兩管製係統。

1 各方案解決冬季過熱的空氣處理過程

以濟南的天氣為例，冬季正常情況下室外溫度為 -10℃，新風與回風混合點C 點的溫度底於送風狀態點 O 點的溫度，空氣處理過程如圖1 所示。如果出現了暖冬或冬季出現高溫天氣時，室外空氣溫度高，有時溫度達到10℃以上，新風與回風混合點C點的溫度高於送風狀態點O點的溫度，室內的餘熱無法全部消除，手術部內區工作人員感覺很熱（如圖 2），所以要通過降溫的方法使 C 點的溫度小於等於O點的溫度，如果所降的溫度使C點的溫度過低，會出現冷熱量耦合而引起的高耗能問題所以控製好C點的溫度是節省能源的關鍵。方案一與方案三的空氣處理過程如圖3 所示，方案二的空氣處理過程如圖 4 所示。

2 四管製方案

在集中空調水係統的管路設計中常用的有2 種形式，即兩管製和四管製。兩管製的空調箱內有一組盤管，夏天送冷水，冬天供熱水。這種係統使得整個區域在同一時刻隻能供冷或供熱，而不能解決冬季手術部外區需供熱，同時內區需供冷的要求。四管製是空調箱裝有冷盤管和熱盤管，兩組水管分別接入冷水和熱水，也就是一年四季不管什麽時候，製冷製熱可以隨時切換，可以實現一些房間供熱的同時，另一些房間供冷。兩管製循環空調機組段位與四管製循環空調機組段位如圖 5 所示。四管製需要冷源的同時還要配置熱源，冷、熱水各具一套獨立的管路係統和末端盤管，會加大係統的投資，運行管理相對複雜，管路較多，係統設計較為複雜，管道占用空間較大。由於上述四管製空調係統的特點，很多醫院根據實際需要，采用兩管製，隻有在投資者特別注重提高建築標準、經濟因素相對寬鬆的才采用四管製。

冬季大樓為醫院手術部空調機組提供熱源，要想通過四管製解決冬季過熱問題，需要再增加冷源及冷水管道係統，需投資費用較高，還要考慮冷源機組放置位置，冬季冷水盤管、管道防凍措施等問題，給實施帶來了很大的難度，在工程實例中采用此方案的也較少。

隨著經濟的發展和社會的進步，醫院建築日益呈現出一些不同於以前的特點，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、不同設備發熱等），使用時間和使用要求不同的特點，越來越多的醫院新建築將要求大樓空調係統采用四管製，手術部冬季過熱問題可通過四管製空調係統得以解決的可行越來越高。

3 自帶輔助除濕冷源的新風空調機組方案兩管製空調係統雖然有不能同時供冷、供熱的局限性，但該空調係統節省初投資和建築空間；係統簡單，運行管理方便，所以兩管製是集中空調水係統管路設計中普遍采用的一種係統形式。大部分醫院空調水係統也是采用此種形式。在兩管製空調係統上加以優化，彌補兩管製空調係統不能同時供冷、供熱的局限性，又不用像四管製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空調機組就是這類方案。機組段位如圖6 所示。

自帶輔助除濕冷源的新風空調機組在兩管製新風空調機組的基礎上增加了一套製冷係統。是在人們對節省能源的意識不斷提高的基礎上研發的。自帶輔助除濕冷源的新風空調機組不僅可以實現冬季對新風進行降溫處理，還可以在需要除濕的季節對新風進行深度除濕，使循環空調機組在幹工況等濕冷卻，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渡季節大樓冷源停機狀態時，空調係統仍然能夠充分保證空調房間的除濕要求。可見自帶輔助除濕冷源的新風空調機組不僅可以解決冬季供冷的問題，還可以解決夏季濕度過大問題。

由於自帶輔助除濕冷源的新風空調機組所增加的製冷係統放置在新風空調機組內，不用單獨考慮其放置，並且輔助除濕冷源製冷劑為氟裏昂，不會出現冬季凍盤管的問題，再加上該機組控製靈活，而且可有效的彌補大樓集中能源的缺陷等優點，雖然此方案增加了部分投資，自動控製係統較複雜，但在工程中采用自帶輔助除濕冷源的新風空調機組解決冬季過熱問題時仍是首選。

4 分區兩管製係統方案

分區兩管製也是對兩管製進行優化，克服兩管製調節差的缺點，減少了四管製空調支管道。設有冷水主管及熱水主管道，冷熱水管隻在內區、外區的主管道上進行切換，內區、外區支管道係統仍為兩管製，如圖 7 所示。關於分區的數量，分區越多，可實現獨立控製的區域的數量越多，管路係統也就越複雜，不僅投資增加，而且不好管理，也就有違采用分區兩管製的初衷。需要設計超過3 個以上的分區，要同四管製進行經濟技術比較後才能確定。醫院手術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題。

潔淨手術室對溫濕度有著恒定的控製要求，全年處於受控狀態，這要求在大樓停止供冷供熱的過渡季節，需獨立配置冷熱源，采用風冷熱泵空調機組的較多，這為分區兩管製解決冬季過熱提供了條件，也是實現分區兩管製的又一關鍵。在冬季大樓提供熱源，為過渡季節配置的風冷熱泵空調機組作為冷源，隻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題。

分區兩管製與四管製一樣也要做好冬季管道防凍裂措施。因分區兩管製方案增加的費用較少，可實施性較強，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℃，手術部設有Ⅰ級手術室 1間，Ⅱ級手術室 1 間（35 m2），Ⅲ級手術室 3 間30 m2），吊頂高度為 3 m。手術室內要求溫度為 24℃，相對濕度為 50%。各空調係統風量如表1 所示。通過圖 3、圖 4 及機組段位圖，可以看出，四管製方案及分區兩管製方案是在循環機組內將總風量進行降溫處理，而自帶輔助除濕冷源的新風空調機組方案是在新風機組內將新風進行降溫處理，各係統采用各方案所需冷量如表 2 所示。

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

6 總結

解決冬季手術部內區溫度過熱的各種方案都有其特點，對具體的工程要采用何種方案，要根據工程的實際情況，對各方案進行經濟技術分析，選擇最佳方案。我們相信隨著經濟的不斷發展和新產品的研發，會有更經濟、節省能源的方案在工程中應用。