潔凈手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)及安裝

　　摘 要 　　現(xiàn)代醫(yī)院的發(fā)展，對(duì)室內(nèi)環(huán)境的要求越來越高，醫(yī)院的潔凈手術(shù)部尤其突出，由此導(dǎo)致潔凈手術(shù)部的空調(diào)系統(tǒng)的能耗水漲船高。文章就空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化以及為之服務(wù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，做出了新的改進(jìn)設(shè)計(jì)。 

　一、凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 

　　（一）集中新風(fēng)機(jī)組的過濾系統(tǒng) 
　　按照《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》（以下簡稱《規(guī)范》）規(guī)定，醫(yī)院潔凈手術(shù)部新風(fēng)系統(tǒng)可采用集中系統(tǒng)，而集中新風(fēng)機(jī)組送新風(fēng)已是現(xiàn)如今各醫(yī)院潔凈手術(shù)部處理新風(fēng)的首選方案。空氣過濾方面一般在凈化空調(diào)系統(tǒng)中至少設(shè)置三級(jí)，第一級(jí)應(yīng)設(shè)置在新風(fēng)口或緊靠新風(fēng)口處，第二級(jí)應(yīng)設(shè)置在系統(tǒng)的正壓段，第三級(jí)應(yīng)設(shè)置在系統(tǒng)的末端或緊靠末端的靜壓箱附近。現(xiàn)如今國內(nèi)比較常見的做法是集中新風(fēng)機(jī)組內(nèi)設(shè)置粗效、中效、亞高效三級(jí)過濾，而循環(huán)機(jī)組設(shè)置粗效、中效，末端高效三級(jí)過濾，確保凈化要求。 
　　（二）濕度優(yōu)先和干盤管控制原理 
　　對(duì)于潔凈空調(diào)系統(tǒng)來說，溫濕度的處理是保證系統(tǒng)恒溫恒濕的關(guān)鍵，尤其在我國的東南地區(qū)，夏季天氣悶濕高熱，空調(diào)室內(nèi)的高濕度往往發(fā)生在非設(shè)計(jì)工況，這是由于非設(shè)計(jì)工況時(shí)室內(nèi)的顯熱負(fù)荷降低，而潛熱負(fù)荷變化不大，導(dǎo)致室內(nèi)的熱濕比減少，降低了系統(tǒng)的除濕能力。 
　　依據(jù)《規(guī)范》要求，手術(shù)部空調(diào)系統(tǒng)模式是由集中新風(fēng)處理機(jī)組與手術(shù)室循環(huán)機(jī)組所組成，由于新風(fēng)集中處理，強(qiáng)調(diào)了手術(shù)室合適的溫濕度控制，這樣一是提出了濕度有限控制的理念，即將相對(duì)濕度控制在50%左右使微生物處于最不利環(huán)境，或者說實(shí)現(xiàn)無菌環(huán)境關(guān)鍵之一就是濕度控制。二是提出了“余濕是污染物”的理念，新風(fēng)的任務(wù)是消除室外的污染，即余濕與其他污染物。其他污染物可通過在新風(fēng)機(jī)組內(nèi)設(shè)置初中亞高效過濾器來解決，而余濕的處理可通過技術(shù)手段來對(duì)付。 
　　在夏季工況，可加大新風(fēng)機(jī)組的制冷量，將新風(fēng)通過新風(fēng)機(jī)組內(nèi)多排表冷盤管集中降溫除濕處理，盡可能的將新風(fēng)所含的絕對(duì)濕度降到最低，確保處理過的新風(fēng)的送風(fēng)焓值不大于手術(shù)室內(nèi)設(shè)定值。此時(shí)過干的新風(fēng)可以抵消室內(nèi)的散濕，而循環(huán)機(jī)組只須承擔(dān)室內(nèi)顯熱負(fù)荷，使機(jī)組盤管趨向于干盤管方式運(yùn)行，避免產(chǎn)生大量冷凝水的同時(shí)也避免了傳統(tǒng)恒溫恒濕處理方式中的大量冷熱量抵消，整體能耗大大降低。同時(shí)，由于循環(huán)機(jī)組所排出冷凝水的減少，也最大限度降低了在循環(huán)機(jī)組中滋生細(xì)菌的可能性，從而可以保護(hù)設(shè)置在末端的高效過濾器，延長使用壽命。 
　　（三）防止空調(diào)系統(tǒng)二次污染的措施 
　　在潔凈空調(diào)系統(tǒng)中，主要的污染物是余濕余熱和塵菌等。在各空氣處理機(jī)組盤管前加初、中效過濾器；在機(jī)組結(jié)構(gòu)上將盤管設(shè)置在正壓段，以利于冷凝水順利排出，徹底杜絕因積水而滋生細(xì)菌、污染和臭氣；盤管翅片采用親水膜平翅片，有效減少系統(tǒng)中的水滴，確保高效過濾器之前系統(tǒng)內(nèi)的空氣相對(duì)濕度不大于75%；將過濾器設(shè)在風(fēng)機(jī)與盤管之間，使過濾器既滿足處于機(jī)組正壓段的要求，又能保護(hù)盤管，減少盤管上的積塵積菌。 
　　（四）新風(fēng)的恒定和保證 
　　依據(jù)《規(guī)范》，對(duì)于潔凈手術(shù)部的新風(fēng)量有著嚴(yán)格的要求，且需盡可能的取最大值，為了保證新風(fēng)量的供給正常，在所有自取新風(fēng)機(jī)組的入口處均設(shè)置電動(dòng)密閉閥，機(jī)組停機(jī)時(shí)電動(dòng)密閉閥處于關(guān)閉狀態(tài)；循環(huán)機(jī)組新風(fēng)支管道上設(shè)置電動(dòng)雙位機(jī)械式定風(fēng)量閥，當(dāng)某一系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，其所屬的新風(fēng)電動(dòng)雙位機(jī)械式定風(fēng)量閥打開到最大新風(fēng)量位置，機(jī)組送風(fēng)機(jī)變頻到所需風(fēng)量，排風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，該系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)停止使用，其所屬的新風(fēng)電動(dòng)雙位機(jī)械式定風(fēng)量閥打開到保證正壓所需的風(fēng)量值，保證系統(tǒng)的正壓。 
　　（五）優(yōu)化系統(tǒng)降低能耗 
　　因在手術(shù)設(shè)施要求、裝備性能以及環(huán)境控制質(zhì)量等直接與手術(shù)相關(guān)的因素上不能降低，因此我們需要在技術(shù)手段上，通過優(yōu)化系統(tǒng)，降低造價(jià)成本及能耗；采取相應(yīng)的措施，提高手術(shù)室使用率，加快手術(shù)周轉(zhuǎn)率，加大手術(shù)量；改革醫(yī)療體系、推廣性價(jià)比高的醫(yī)療模式等非手術(shù)相關(guān)的因素，才能有效降低手術(shù)成本，主要節(jié)能措施如下： 
　　1.自控節(jié)能。潔凈空調(diào)自控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)控，并可自動(dòng)運(yùn)行，可使空調(diào)設(shè)備運(yùn)行方案達(dá)到最優(yōu)，每年節(jié)約設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用10%～30%。循環(huán)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組風(fēng)機(jī)變頻控制，使空調(diào)送風(fēng)風(fēng)壓始終能夠滿足系統(tǒng)阻力變化，達(dá)到系統(tǒng)風(fēng)量的要求的同時(shí)，滿足節(jié)能的需要。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng)，可靠性高，溫濕度控制精度高，可使凈化區(qū)域的濕度值精度分別控制在±1℃和±5%以內(nèi)，中控室界面控制范圍可進(jìn)行自行設(shè)置，范圍越大，設(shè)備運(yùn)行成本越低。循環(huán)機(jī)組采用干盤管和濕度優(yōu)先原理，通過動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和DDC等自控產(chǎn)品，實(shí)行自動(dòng)監(jiān)控，滿足室內(nèi)恒溫恒濕的同時(shí)，避免了冷熱抵消的能源浪費(fèi)，從而達(dá)到節(jié)約能源的目的。 
　　2.干盤管節(jié)能。在夏季工況，將新風(fēng)通過新風(fēng)機(jī)組內(nèi)多排表冷盤管集中降溫除濕處理，確保處理過的新風(fēng)的送風(fēng)焓值不大于手術(shù)室內(nèi)設(shè)定值。過干的新風(fēng)可以抵消室內(nèi)的散濕，循環(huán)機(jī)組只須承擔(dān)室內(nèi)顯熱負(fù)荷，使機(jī)組盤管趨向于干盤管方式運(yùn)行，避免產(chǎn)生大量冷凝水的同時(shí)也避免了傳統(tǒng)恒溫恒濕處理方式中的大量冷熱量抵消，整體能耗大大降低。 
　　3.變頻節(jié)能。空調(diào)機(jī)組采用變頻器實(shí)現(xiàn)無極變速調(diào)節(jié)。循環(huán)機(jī)組是按變風(fēng)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而按定風(fēng)量系統(tǒng)運(yùn)行。循環(huán)機(jī)組運(yùn)行初期，由于各級(jí)過濾器阻力較小，送風(fēng)機(jī)在系統(tǒng)較低阻力下運(yùn)行，其出風(fēng)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計(jì)風(fēng)量。隨著各級(jí)過濾器阻力的增加，送風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量會(huì)逐漸減少。所以循環(huán)機(jī)組的運(yùn)行是根據(jù)送風(fēng)管的動(dòng)壓（送風(fēng)量）由變頻器控制送風(fēng)機(jī)變速運(yùn)行，在確保潔凈區(qū)潔凈所必須循環(huán)風(fēng)量的同時(shí)，做到節(jié)能、經(jīng)濟(jì)合理運(yùn)行。出風(fēng)管上設(shè)動(dòng)壓（風(fēng)量）傳感器，以此信號(hào)作為變頻器控風(fēng)機(jī)運(yùn)行的主控參數(shù)。新風(fēng)機(jī)組采用無級(jí)變頻風(fēng)機(jī)，自動(dòng)監(jiān)測和控制新風(fēng)機(jī)組的頻率，滿足各潔凈室使用的新風(fēng)量要求。通過DDC控制輸出不同的電壓（0～10V）給新風(fēng)機(jī)組控制的變頻器，控制新風(fēng)機(jī)組風(fēng)機(jī)風(fēng)速，滿足不同情況下的新風(fēng)量要求，從而達(dá)到節(jié)約能源的目的。 　　4.送風(fēng)天花高效過濾器采用折疊布置形式節(jié)能。增大高效過濾器的過流面積，降低系統(tǒng)阻力，相應(yīng)可降低選用機(jī)電功率，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用。 
　　5.過濾器超低阻力技術(shù)節(jié)能。凈化區(qū)域內(nèi)所有回風(fēng)口安裝超低阻高中效過濾器，降低系統(tǒng)運(yùn)行阻力，機(jī)組電機(jī)功率減小，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用。 
　　6.機(jī)組防冷橋結(jié)構(gòu)技術(shù)節(jié)能。減少冷熱損失，節(jié)約能源消耗。 
　　二、中央空調(diào)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng) 
　　潔凈手術(shù)部作為醫(yī)院中的重要區(qū)域，由于其建筑功能和空調(diào)系統(tǒng)工藝的特殊要求，為之服務(wù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)要更符合其特點(diǎn)和具有人性化。 
　　（一）系統(tǒng)特點(diǎn) 
　　系統(tǒng)對(duì)手術(shù)部內(nèi)的中央空調(diào)、冷水機(jī)組、新排風(fēng)系統(tǒng)、照明與配電系統(tǒng)、給排水與換熱站、動(dòng)力站動(dòng)力設(shè)備等各種設(shè)備進(jìn)行集中管理及分散控制，使用戶通過現(xiàn)代化的管理方式，在滿足環(huán)境工藝技術(shù)參數(shù)的各項(xiàng)要求的同時(shí)，提高效率，節(jié)約能源，降低運(yùn)行費(fèi)用。 
　　現(xiàn)場控制器自動(dòng)監(jiān)測室內(nèi)溫度、濕度、正壓值、組合式空調(diào)器風(fēng)機(jī)啟/停狀態(tài)、初效過濾器堵塞狀態(tài)、中（高）效過濾器堵塞狀態(tài)。 
　　組合式空調(diào)器有任何異常狀態(tài)，系統(tǒng)均視為故障訊號(hào)，并立即報(bào)警，報(bào)警包括：過濾器阻塞報(bào)警、室內(nèi)溫度超限報(bào)警、室內(nèi)濕度超限報(bào)警、風(fēng)機(jī)狀態(tài)異常報(bào)警、風(fēng)機(jī)啟動(dòng)失敗報(bào)警等。 
　　整個(gè)空調(diào)控制系統(tǒng)與風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖，當(dāng)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，控制系統(tǒng)啟動(dòng)；電動(dòng)水閥與風(fēng)機(jī)連鎖，當(dāng)風(fēng)機(jī)停機(jī)時(shí)，相應(yīng)閥門關(guān)閉；加濕器與風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖，當(dāng)風(fēng)機(jī)停機(jī)時(shí)，加濕器相應(yīng)閥門關(guān)閉；電加熱與風(fēng)機(jī)連鎖，當(dāng)風(fēng)機(jī)停機(jī)時(shí)，電加熱停止工作；自動(dòng)門與排風(fēng)機(jī)組聯(lián)鎖，開門時(shí)，排風(fēng)自動(dòng)關(guān)閉。 
　　（二）控制過程 
　　當(dāng)系統(tǒng)使用時(shí)，其所屬的新風(fēng)電動(dòng)雙位機(jī)械式定風(fēng)量閥打開到最大新風(fēng)量位置，機(jī)組送風(fēng)機(jī)變頻到所需風(fēng)量，排風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，該系統(tǒng)處于工作狀態(tài)。 
　　系統(tǒng)回風(fēng)主管上安裝溫濕度傳感器，用于檢測系統(tǒng)平均溫濕度，以此信號(hào)作為DDC控制機(jī)組比例積分電動(dòng)冰水閥、比例積分電動(dòng)熱水閥和電極式加濕器工作運(yùn)行的主控參數(shù)。 
　　空氣處理機(jī)組夏季模式為干工況運(yùn)行模式，盤管冰水制冷降溫和熱水加熱升溫；冬季模式為熱水加熱和加濕。 
　　粗、中、高效各級(jí)過濾器均配有壓差報(bào)警開關(guān)。報(bào)警信號(hào)送至情報(bào)面板和DDC。 
　　循環(huán)空氣處理機(jī)組采用變頻器實(shí)現(xiàn)無極變速調(diào)節(jié)。 
　　循環(huán)空氣處理機(jī)組新風(fēng)管上設(shè)置電動(dòng)雙位機(jī)械式定風(fēng)量閥。系統(tǒng)開，電動(dòng)雙位機(jī)械式定風(fēng)量閥自動(dòng)調(diào)節(jié)到最大新風(fēng)量位置，滿足系統(tǒng)運(yùn)行所需的最大新風(fēng)量；系統(tǒng)關(guān)，電動(dòng)雙位機(jī)械式定風(fēng)量閥關(guān)到最小新風(fēng)量位置，滿足室內(nèi)正壓值。