熱管式熱回收裝置在潔凈手術室的應用

　摘要：醫院建筑的能耗構成復雜、能源形式多樣，從而導致醫院建筑能耗普遍偏大，有關資料表明，我國醫院建筑能耗是一般公共建筑的1.6～2倍。而手術室潔凈空調系統為一般空調系統的5-10倍，本文介紹熱管的工作原理及技術特點，通過熱管式熱回收方式與其它熱回收方式相比較，得出熱管換熱器在手術室潔凈空調系統節能方面更具優勢。 
　　關鍵字：潔凈手術室;熱管;熱回收;潔凈空調系統 

　　隨著經濟社會的發展，我國的衛生保健事業進入快速發展時期。各地新建、改建大量的醫療設施，特別是自《醫院潔凈手術部建筑技術規范》實施以來，對潔凈手術室空調設計提出了更高的要求，在潔凈手術室空調設計中存在著風量大、耗能高的特點。尤其在產科潔凈手術室中要求全新風運行，因此節能成為了一個倍受關注主題。然而在空調系統中，同時存在供熱（供冷）和排熱（排冷）的處理過程，如果能將排掉的熱（冷）移向需要熱（冷）的地方，即熱回收，這樣就可以有效的利用能源。因此研究如何將空調系統排風熱（冷）量回收后再用于空調系統，對空調系統節能將具有重要的意義。 
　　1.醫院潔凈手術部空調特點 
　　醫院潔凈空調系統和一般建筑物的空調系統相比，強調空氣的凈化與無菌，嚴格控制建筑物內的氣流流向和風速，確保醫療上必需的溫度和濕度，以防止交叉污染，尤其潔凈手術室是集清潔、無菌、無塵、無臭、怕污染為一體的場所。通過對手術部潔凈空調系統的控制，達到降低術中及術后患者感染率的目的;避免交叉感染，降低發菌和抑制室內細菌的繁殖，從而降低手術和術后的感染率。這也就產生了潔凈手術部空調的面積小、風量大、耗能高的特點。因此潔凈手術室的節能也是一個備受關注的主題。 
　　2.常用空調的熱回收裝置 
　　在空調熱回收系統中，目前較為常用的有轉輪式換熱器、板式換熱器、盤管熱環式換熱器、熱泵和熱管換熱器。 
　　2.1轉輪式換熱裝置 
　　轉輪式換熱器是一種全熱換熱，由轉輪、傳動機構、外殼、風機與再生用電加熱器組成，其原理是在旋轉過程中使排風與新風逆向流經轉輪并各自釋放或吸收熱量，其優點是熱回收效率較高，可達70%～80%，管理維護簡單，在多數情況下不失為一種較理想的除濕設備;適用于處理風量較大的空調系統。但缺點是體積較大占用了較多的建筑空間;使用期間應考慮出現凝結水、結冰帶來的不良后果，新、排風可能有交叉污染;壓力損失較大;有傳動設備，自身需要消耗動力;以及集中的新風與排風要求給系統布置造成的不便。 
　　2.2板式換熱裝置 
　　板式換熱器分平板式顯熱換熱和板翅式全熱換熱器兩種，兩者的結構和工作流程基本相同，是較為理想的排氣能量回收裝置，其優點為結構簡單，新、排風互不接觸，無交叉污染;無傳動部件，不消耗自身能量;運行可靠，使用壽命長。其缺點是通過氣流受到露點溫度的限制，凝結水、結冰現象使其壽命下降;在空氣入口處，還應設置空氣過濾器，確保進入熱回收的空氣塵濃度低于產品設計值;壓力損失較大，過渡季節不運行熱回收器系統時，應設置旁通管，以減少壓力損失;適用于風量較小的空調系統中。 
　　2.3液體循環式換熱裝置 
　　液體循環式是兩組空氣+液體熱交換器，由布置在新風、排風管道上的兩個熱交換器、泵、膨脹箱、排空閥和管道組成，使用一臺小功率泵作為系統的循環動力，管道內的傳熱液體采用稀乙烯，乙二醇溶液或水，傳熱液體將排風中的熱量再傳遞給新風，該裝置優點是新風、排風管道布置靈活;新、排風互不接觸，無交叉污染。缺點是換熱器一般采用銅管鋁片，設備費較高;需增加泵的配置和控制，增加運行成本;只能回收顯熱;需要熱媒傳遞，有溫差損失，熱回收效率稍低。 
　　2.4溶液吸收式換熱裝置 
　　溶液吸收式換熱裝置是以具有吸濕、放濕特性的鹽溶液（溴化鋰、氯化鈉、氯化鈣及混合溶液）為循環介質，通過溶液的吸濕和蓄熱作用在新風和排風之間傳遞能量和水蒸氣，實現全熱交換。該裝置優點是熱回收效率高新排風完全獨立避免交叉污染;熱回收效率高，噴灑溶液可以有效的去除大部分微生物、細菌、可吸入顆粒物，有效凈化空氣;構造簡單易于維護、運行穩定可靠。缺點是設備體積大，占用空間多;有害物質溶解于鹽溶液的并揮發;和鹽溶液發生反應的的場合不應采用。 
　　2.5熱管式換熱裝置 
　　熱管是依靠自身內部液體的在熱管一端氣化，吸熱氣化后的液體在熱管另一端液化，在重力作用下回到氣化端，從而完成整個熱力循環來實現傳熱的高效傳熱元件，它利用內部液體的物理特性，無需外加動力就可以將大量熱量通過其很小的截面積長距離地傳輸。熱管以其構思妙，傳輸溫差小適用溫度范圍廣，可調控管內熱流密度等眾多優良特性。除了不能進行潛熱回收外，熱管熱回收裝置在能量回收和余熱利用方面已顯示出其獨特的作用。熱管換熱器屬于冷熱流體互不接觸的表面式換熱，因此無交叉污染;它具有的占地小、無轉動部件、運行安全可靠、便于維修更換、換熱效率高等優良特性，為工程選用創造了便利條件。 
　　3.熱回收裝置選取 
　　根據醫院手術部潔凈空調系統的系統特點，為了防止交叉感染，設備選用與設計時應注意選用細菌轉移率低的設備。醫院手術室潔凈空調系統的新、排風系統的新風量、排風量較大、耗能高的特點，排風排掉大量的能量，排風的能量不能被回收，造成了極大的浪費;這也是手術室空調系統運行成本居高不下的原因。因此選擇合適的熱回收裝置，結合當地氣候條件、經濟狀況、工程的實際情況、排風中有害氣體的情況等多種因素，進行技術經濟方面的綜合比較。通過各項指標的比較，熱管換熱器的傳熱系數高、熱管管壁溫度的可調性、適用性強、可靠性高、不需要動力、無運行維護費用、初投資低等特點，尤其在強調防止交叉感染手術室空調系統中更加適用。 
　　4.總結 
　　綜合熱管各個方面的優勢，相比于其它熱回收裝置，其不需要動力、無運行維護費用、初投資較低等特點;熱管式熱回收器結構緊湊，便于布置;新、排風絕對不會交叉污染，可保證室內空氣品質的特點。因此熱管換熱器相對其他換熱器而言，具有簡單、節能、高效、緊湊、投資少、有效的防止交叉污染的優點，決定了其在耗能高、排風量大的手術室潔凈空調方面將具有巨大的前景和更大的適用空間。