浅谈医院手术部净化空调系统节能设计

　　【摘 要】本文结合工程实例，介绍了一些医院洁净手术部净化空调系统设计中的节能方法，包括优化手术部平面布局、合理划分净化空调系统、采用二次回风处理、在送风主管道安装定风量阀、新风机组和净化循环机组都采用变频风机以及设定手术室过渡季节和非工作状态的运行模式等。 

　引 言 

　　在进行医院洁净手术部的净化空调系统设计时，在满足医院洁净手术部要求的前提下，通过采取一些有效的节能方法，（如优化手术部建筑平面布局，合理划分净化空调系统，采用二次回风以及采用变频风机，设定手术室过渡季节和非工作状态的运行模式等），不仅可以提高医院手术部净化空调系统的运行管理水平，而且可以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。 
　　1.优化手术部建筑平面布局 
　　手术部由若干间手术室及为手术室服务的洁净辅助房间组成。洁净辅助用房又分为间接或直接为手术室服务。直接为手术室服务的功能用房包括一次性物品，无菌敷料及器械与精密仪器的存房室，麻醉准备室，刷手间，治疗室和检验室等，为洁净辅助用房，应设置在洁净室内。非洁净辅助用房应设置在洁净手术部的非洁净区域，主要包括办公室，会议室，教学观摩室，值班室等，优化手术部建筑平面布局的目的不仅是为了使手术部流程更加合理，更为了便于手术部的净化空调在设计阶段可划分不同功能用房，并将一部分不必划入洁净区域的功能用房设计为舒适性空调，从而根据净化空调和舒适性空调的设计标准的差异，通过降低这些功能用房的送风量或新风量，达到减少送风能耗的效果。 
　　2.合理划分净化空调系统 
　　根据手术部冷热负荷的特点，对系统进行内外划分。手术室及其辅房位于建筑平面内部，只有室内热负荷，清洁走廊及手术室办公辅房位于建筑平面外围，存在通过外围护结构的传热，夏季需要供冷，冬季需要供热。这种内外分压方式不仅便于管理，而且避免了在同一净化空调系统内出现外压需要供热，内压需要供冷，即同时供热和供冷的现象，从空气处理过程的角度出发，避免了冷热抵消，从而达到节能的效果。 
　　3.采用二次回风以及采用变频风机 
　　通过采用二次回风，有效利用回风的热或冷，可以明显降低设备运行成本，节约能耗。在新风机组和净化循环机组上采用变频控制。一方面，对于新风可根据手术室的运行情况对新风量进行变频调节，保证各手术室净化循环的新风量，在冬夏季工作班运行模式按设计工况新风量运行，在非工作模式按维持手术室正压状态所需要的最小风量运行，在过渡季工作运行模式按最大新风量运行。 
　　对于循环净化机组采用变频风机，一方面保证了在送风末端高效过滤器阻力逐渐增加的过程中稳定风量。另一方面，通过使用变频，有效控制风机上能量的损耗，可达到最优化。 
　　4.设定洁净手术室非工作状态和过渡季的运行模式 
　　洁净手术室的运行模式分为冬夏季工作运行模式，非工作运行模式和过渡季工作运行模式。对处于非工作运行模式的手术室，当手术部中只有部分手术室工作期间，只需运行部分手术室的净化循环空调机组和新风机组，对于其他非工作的手术室只输送少量新风维持其正压状态，在手术室非工作期间，可大大降低手术部的湿度要求，关闭手术室的净化空调系统，只输送少量新风以维持其正压。 
　　对于处于过渡季工作运行模式的手术室利用春秋两季新风焓值低于或高于室内空气焓值的特点，适当加大新风量，利用新风代替冷源可以缩短空调运行时间，从而达到节能的效果。虽然过渡季节加大新风量将增加新风机组电耗及初中效过滤器的负荷，但总体来讲仍然可节约能耗和运行费用，是目前净化空调系统常用的节能措施。其次，在净化空调系统运行时，针对其所消耗的主要能量，采取一些节能措施，也可达到节能的目的。 
　　4.1通过定期清洁或更换初中效过滤器，降低其阻力，节约能耗。 
　　4.2根据实际环境变化改变洁净手术室要求的温、湿度基数，使之最优化避免能量损耗。 
　　4.3根据需要减少系统的送风量或排风量，在非工作时间，采用值班风机运行，关闭系统中新风机、循环风机和排风机，以降低能耗。 
　　4.4加强系统的密封，减少净化空调系统和空调机组的漏风量，减少能量损耗。 
　　5.运行节能对策 　　空调系统中，运行节能是实现空调系统节能的最后环节。以下是作者依照运行经验建议采纳、应用的节能对策。 
　　5.1 依照手术室的热动态特性设定预冷（预热时间） 
　　遵照手术室的恒温要求，考虑到手术室和空调系统的热惯性，应在手术前提前启动空调系统预冷（预热），待到手术开始时稳定在设定温度。热惯性小的房间温度响应很快，所需开机预冷（预热）的时间较短。所以，测定了手术室的热动态特性，方可掌握预冷（预热）所必要的时间，从而使得将空调机组的无效运行时间减少到最低限度。 
　　5.2 依照压差动态制订过滤器维护筹划 
　　过滤器的阻力对空调机组的能耗涉及很大，准时进行过滤器清洗或更换，既能减少风阻、减少能耗又可延长其应用寿命。为保持洁净效果，要定期清洗或更换过滤器。比如，每两周至一个月取下过滤网清洁一次。当压差在设计允许范围之内时，可不必对过滤器进行维护，当压差达到临界点附近时，再对过滤器采取相应的维护对策。 
　　5.3依照室外环境条件允许设定运行模式 
　　在过渡季节室外温湿度适宜的时候，适当加大净化空调系统的新风量，应用新风替代冷源可以缩短空调机的运行时间，从而达到节能的效果。虽然过渡季加大新风量将增加新风机组的风机电耗及初、中效过滤器的负荷，但总体来讲照样节省能耗和运行费用，是现在净化空调系统常用的节能对策。 
　　5.4 应用智能化控制器控制空调系统运行 
　　为了实现上述手术室净化空调系统的节能运行，依靠人工操纵是不实际的。所以，应用智能化的空调系统控制技术是必然的选择。应用智能化的控制系统，不但可以对过滤器实时压差数据检测，达到临界点时报警，并且还能够依照压差的变化趋势预报维护过滤器的时间，甚至可以依照压差的数据调整变频风机的转速；应用智能化的控制器，可以依照室外环境条件允许，自动调整系统的运行模式，比如在过渡季节控制风阀执行器加大新风比例，充分应用新风的能量。另外，应用智能化控制器的通信接口，可以实现多机组的远程集中控制，这在提升医院净化空调系统的管理方面有十分重要的意义。 
　　结 语 
　　医院手术室的净化空调系统，不仅承担着室内温湿度、压差、洁净度，更承担着降低室内细菌浓度，保护患者切口，防止感染的职责。高质量的净化空调系统是高质量手术室的重要保证。但是在保证高质量净化空调的同时，还应该从节能的方面考虑，争取用最少的能耗，设计出高效、易于调节的空调系统。