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層流手術(shù)室在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方案

華銳凈化 / 2020-10-12 12:19:51 / 閱讀
層流手術(shù)室在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方案層流手術(shù)室在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方案

引言

自2002年執(zhí)行《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》以來(lái),已有14年的時(shí)間,規(guī)范的出臺(tái)及人們對(duì)于醫(yī)療環(huán)境要求越來(lái)越高推動(dòng)了手術(shù)部的建設(shè)。在層流手術(shù)室完成建設(shè)投入使用中暴露了不少設(shè)計(jì)不足的問(wèn)題,特別是在潔凈空調(diào)系統(tǒng)中尤為突出。潔凈空調(diào)系統(tǒng)是手術(shù)部各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的保證,所以潔凈空調(diào)系統(tǒng)中的問(wèn)題要引起我們的重視。其中比較突出的也是比較關(guān)鍵的問(wèn)題主要有;夏季除濕、過(guò)渡季節(jié)制冷、空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能、新風(fēng)空調(diào)機(jī)組盤(pán)管的防凍等。本文就這幾個(gè)問(wèn)題可以采取的解決方案進(jìn)行了初步的探討。

1  夏季除濕

1.1  夏季濕度過(guò)離的原因

據(jù)研究,相對(duì)濕度50%時(shí),細(xì)菌浮游10min后即死亡;相對(duì)濕度更高或更低時(shí),即使經(jīng)過(guò)24h大部分細(xì)菌還活著。在常溫下,相對(duì)濕度60%以上可發(fā)霉,80%以上則不論高低都會(huì)發(fā)霉。規(guī)范中手術(shù)室要求的相對(duì)濕度為30%-60%,當(dāng)然50%最理想。而很多醫(yī)院夏季空調(diào)系統(tǒng)往往會(huì)出現(xiàn)濕度偏高的問(wèn)題。要達(dá)到除濕的目的是將空氣中的水蒸汽凝結(jié)出來(lái),層流手術(shù)室的除濕是通過(guò)潔凈空調(diào)機(jī)組的冷水盤(pán)管將空氣的溫度降到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的露點(diǎn)溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的露點(diǎn)溫度一般在12℃左右,如冷水盤(pán)管出風(fēng)溫度過(guò)高,將無(wú)法保證送風(fēng)露點(diǎn)溫度,從而室內(nèi)的濕度也將無(wú)法保證。造成濕度超標(biāo)的原因主要有:一、空調(diào)水系統(tǒng)供水量不足;二、空調(diào)水系統(tǒng)供水溫度過(guò)高,三、空調(diào)機(jī)組使用年限較長(zhǎng)時(shí),冷水盤(pán)管的表面污垢較厚時(shí),影響風(fēng)水換熱效果,使冷水盤(pán)管換熱面積不足。

1.2  濕度過(guò)高的解決方案

空調(diào)水系統(tǒng)供水量不足有很多原因,如水泵選型過(guò)小、空調(diào)水系統(tǒng)水力不平衡等。水力計(jì)算是水泵選型的依據(jù),也是空調(diào)水系統(tǒng)能否平衡的依據(jù),可見(jiàn)空調(diào)水系統(tǒng)的水力計(jì)算非常重要。水泵的流量及揚(yáng)程,水管的管徑應(yīng)根據(jù)水力計(jì)算的數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇,水力計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮合適的水流速。

現(xiàn)在很多醫(yī)院層流手術(shù)室夏季冷熱源是大樓集中供給的,病房區(qū)為溫度優(yōu)先控制,對(duì)濕度的要求不是很嚴(yán)格,只要溫度舒適即可,所以對(duì)冷水的供水溫度要求不用太低,有的醫(yī)院冷水供水溫度高達(dá)10℃以上。手術(shù)部潔凈空調(diào)系統(tǒng)為濕度優(yōu)先控制,要求冷水溫度為7℃,10℃的冷水溫度是滿足不了潔凈空調(diào)機(jī)組除濕要求。部分醫(yī)院大樓空調(diào)主機(jī)在空調(diào)機(jī)房處提供的冷水溫度能達(dá)到7℃,但由于手術(shù)部?jī)艋照{(diào)機(jī)組的設(shè)備層距空調(diào)主機(jī)遠(yuǎn),再加上部分空調(diào)水管道的保溫層損壞,冷量損耗較大,不能滿足潔凈空調(diào)機(jī)組除濕要求的冷水溫度。以上兩種情況比較普遍,設(shè)計(jì)人員也在尋求解決方案,現(xiàn)階段主要有下以3種解決方案:一、采用雙冷源深度除濕系統(tǒng)(圖1),即新風(fēng)空調(diào)機(jī)組內(nèi)有兩種冷盤(pán)管,一套是水盤(pán)管,接大樓冷水系統(tǒng),另一套是氟盤(pán)管,在新風(fēng)機(jī)組內(nèi)設(shè)置一套制冷系統(tǒng)。大樓提供的冷源作為新風(fēng)空調(diào)機(jī)組的主冷源,在主冷源冷水溫度達(dá)不到除濕要求時(shí),新風(fēng)機(jī)組內(nèi)的制冷系統(tǒng)啟動(dòng)工作,氟盤(pán)管將新風(fēng)的溫度進(jìn)一步拉低,到達(dá)露點(diǎn)溫度,達(dá)到除濕的目的;二、考慮手術(shù)室需要制冷時(shí)間長(zhǎng)的特殊性,為手術(shù)室設(shè)計(jì)單獨(dú)冷熱源系統(tǒng)(圖2) , 也是現(xiàn)階段常選用的方案, 即不再使用大樓提供的冷熱源,而是為手術(shù)部單獨(dú)設(shè)置冷熱源,冷熱源一般采用風(fēng)冷模塊冷熱水機(jī)組;三、針對(duì)小型的手術(shù)部,空調(diào)機(jī)組臺(tái)數(shù)不多,可以用直接蒸發(fā)系統(tǒng)(圖3)。

1.3  三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)

   雙冷源深度除濕系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是可以使用大樓的公共資源,因增設(shè)的冷源在新風(fēng)空調(diào)機(jī)組內(nèi),沒(méi)有增加單獨(dú)的設(shè)備,減小了設(shè)備的管理費(fèi)用,節(jié)能效果好,運(yùn)行費(fèi)用少,節(jié)省初投資。缺點(diǎn)是因?yàn)榉到y(tǒng)的蒸發(fā)器、冷凝器都放置于新風(fēng)空調(diào)

機(jī)組內(nèi),新風(fēng)經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器降溫除濕后又經(jīng)過(guò)冷凝器加熱,新風(fēng)的溫度會(huì)上升至20℃左右,所以此方案不能作為過(guò)渡季節(jié)室內(nèi)溫度過(guò)高時(shí)的降溫處理方案,而且存在冬季盤(pán)管凍裂的風(fēng)險(xiǎn)。

   單獨(dú)冷熱源系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是不受大樓空調(diào)水系統(tǒng)的影響,冷水溫度能得到有效的保障。缺點(diǎn)是增加空調(diào)機(jī)組的維護(hù)費(fèi)用,初投資費(fèi)用大,存在冬季盤(pán)管凍裂的風(fēng)險(xiǎn)。

直接蒸發(fā)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是管路簡(jiǎn)單,也不用補(bǔ)水系統(tǒng),控制靈活。缺點(diǎn)是氟系統(tǒng)冬季制熱時(shí)結(jié)霜需除霜,所以室外機(jī)組只能選單冷的室外空調(diào)機(jī)組,再熱用電再熱;此方案管路不易過(guò)長(zhǎng),過(guò)長(zhǎng)影響空調(diào)系統(tǒng)的制冷效率,只適合小型手術(shù)部使用。

2  過(guò)渡季節(jié)的制冷

   由于手術(shù)部密閉性好,手術(shù)室、潔凈走廊及大部分的潔凈輔房在內(nèi)區(qū),再加上燈光、人員及各種醫(yī)療設(shè)備的散熱,在停止集中供冷的過(guò)渡季節(jié),手術(shù)部仍存在內(nèi)熱的問(wèn)題,因此,手術(shù)部過(guò)渡季節(jié)需要有提供冷源的空調(diào)設(shè)備。在單獨(dú)配置冷源的空調(diào)系統(tǒng)中,冷源的形式一般為風(fēng)冷模塊冷水機(jī)組。常用的風(fēng)冷模塊冷水機(jī)組制冷時(shí)的環(huán)境溫度范圍為15℃-48℃,這種風(fēng)冷模塊冷水機(jī)組在過(guò)渡季節(jié)是不能使用的,應(yīng)選擇低溫制冷的風(fēng)冷模塊冷水機(jī)組,低溫制冷的風(fēng)冷模塊冷水機(jī)組制冷時(shí)的環(huán)境溫度范圍為5℃-48℃。單獨(dú)冷熱源系統(tǒng)中的風(fēng)冷模塊冷熱水機(jī)組如果選用的是低溫制冷的風(fēng)冷模塊冷熱水機(jī)組,在過(guò)渡季節(jié)是可以使用的。采用低溫制冷技術(shù)的直接蒸發(fā)系統(tǒng),在過(guò)渡季節(jié)也是可以使用的。由此可見(jiàn),在定購(gòu)空調(diào)機(jī)組時(shí)一定要說(shuō)明機(jī)組的使用技術(shù)參數(shù),這樣可以達(dá)到一機(jī)多用,節(jié)省設(shè)備投資,簡(jiǎn)化管道的目的。

3 空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能

   潔凈手術(shù)室為濕度優(yōu)先,存在著大量的潛熱負(fù)荷,加上手術(shù)室的設(shè)備多,密閉性好,現(xiàn)已成為能耗最大的公共建筑之一。凈化行業(yè)在我國(guó)起步比較晚,還處于研究試驗(yàn)不斷成熟的階段。節(jié)約能源、提高能源利用率逐漸成為凈化行業(yè)的一個(gè)重要內(nèi)容。在手術(shù)部?jī)艋照{(diào)系統(tǒng)中常用的節(jié)能方案分有以下幾種:

   3.1完全二次回風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能方案

完全二次回風(fēng)系統(tǒng)是循環(huán)空調(diào)機(jī)組將一部分回風(fēng)與新風(fēng)空調(diào)機(jī)組處理過(guò)的新風(fēng)進(jìn)行混合,混合后進(jìn)行降溫除濕處理,處理后的混合風(fēng)再與回風(fēng)進(jìn)行混合,混合點(diǎn)為送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn),空氣處理過(guò)程如圖4。完全二次回風(fēng)處理沒(méi)有降溫除濕后的再熱過(guò)程,減少冷熱相互抵消,節(jié)能效果明顯。完全二次回風(fēng)是凈化行業(yè)較早采用的節(jié)能減排方案,此方案的節(jié)能效果已經(jīng)得到很多論證。但完全二次回風(fēng)方案控制及管路復(fù)雜,因此,主要在I級(jí)手術(shù)室、百級(jí)血液病房等空調(diào)系統(tǒng)中運(yùn)用。

3.2雙冷源深度除濕系統(tǒng)節(jié)能方案

雙冷源深度除濕系統(tǒng)是新風(fēng)空調(diào)機(jī)組對(duì)新風(fēng)進(jìn)行深度除濕處理,獨(dú)立承擔(dān)室內(nèi)濕負(fù)荷,循環(huán)空調(diào)機(jī)組只承擔(dān)降溫負(fù)荷,不需要將所有空氣降到露點(diǎn),不存在過(guò)度冷卻,空氣處理過(guò)程如圖5。因此,夏季不需要再熱,雖然也存在一定冷熱量相互抵消的能量浪費(fèi)過(guò)程,但較傳統(tǒng)一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)還是節(jié)能的,而且循環(huán)空調(diào)機(jī)組在干工況下工作,有效避免因濕度造成的細(xì)菌滋生,因此在實(shí)際工程應(yīng)用推薦采用。

3.3熱回收型熱泵空調(diào)機(jī)組系統(tǒng)

夏季傳統(tǒng)一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)需要通過(guò)再熱措施調(diào)整送風(fēng)溫度,達(dá)到控制相對(duì)濕度的目的,過(guò)度冷卻和再熱也是傳統(tǒng)一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的原理性缺陷。熱回收型熱泵機(jī)組回收熱泵空調(diào)機(jī)組運(yùn)行制冷模式時(shí)的冷凝熱,將傳統(tǒng)空調(diào)視為廢熱的能源用于循環(huán)空調(diào)機(jī)組的再熱(見(jiàn)圖6)。此方案節(jié)能效果顯著,但冷熱水是分開(kāi)走管,管路為四管制,管路復(fù)雜,此方案優(yōu)勢(shì)在夏季突顯,冬季會(huì)出現(xiàn)管道閑置,存在管路凍裂的風(fēng)險(xiǎn),還處于推廣階段,對(duì)于手術(shù)部區(qū)域較大的推薦采用。

4新風(fēng)空調(diào)機(jī)組盤(pán)管的防凍

冬季北方寒冷地區(qū)新風(fēng)空調(diào)機(jī)組常出現(xiàn)盤(pán)管凍裂問(wèn)題(見(jiàn)圖7),盤(pán)管凍裂主要有以下幾個(gè)方面的原因:一、新風(fēng)空調(diào)機(jī)組停止工作的情況下,機(jī)房?jī)?nèi)沒(méi)有采暖措施,溫度低于-0℃以下,系統(tǒng)水泵停止工作,并且新風(fēng)空調(diào)機(jī)組盤(pán)管內(nèi)沒(méi)有放水,或盤(pán)管設(shè)計(jì)不合理盤(pán)管內(nèi)的水放不干凈,又或是新風(fēng)密閉閥關(guān)閉不嚴(yán)等;二、新風(fēng)空調(diào)機(jī)組正常工作的情況下,空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的水力失調(diào),水流量不足,或是盤(pán)管水量設(shè)計(jì)偏小,又或是雙冷源蒸發(fā)溫度對(duì)水盤(pán)管的影響等。對(duì)于新鳳空調(diào)機(jī)組停止工作的情況下解決新風(fēng)機(jī)組防凍的措施有:在施工時(shí)建議院方在機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置采暖設(shè)施;在冬季到來(lái)之前,將新風(fēng)空調(diào)機(jī)組冷盤(pán)管內(nèi)水放干凈,定期檢查新風(fēng)密閉閥的關(guān)閉情況,發(fā)現(xiàn)關(guān)閉不嚴(yán)及時(shí)修理;在空調(diào)機(jī)組定購(gòu)時(shí)選擇有排空設(shè)計(jì)的冷水盤(pán)管,并設(shè)置停機(jī)保溫防凍裝置(見(jiàn)圖8)。

              

對(duì)于新風(fēng)空調(diào)機(jī)組正常工作的情況下解決新風(fēng)機(jī)組防凍的措施有:在空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行水力計(jì)算,避免水力失調(diào)及水流量不足的問(wèn)題;在新風(fēng)機(jī)組進(jìn)風(fēng)處設(shè)置新風(fēng)電預(yù)熱,將新風(fēng)預(yù)熱到5℃。由于新風(fēng)空調(diào)機(jī)組冷盤(pán)管凍裂現(xiàn)象出現(xiàn)比普遍,也引起空調(diào)機(jī)組廠家的重視,在新風(fēng)空調(diào)機(jī)組的設(shè)計(jì)上也有不錯(cuò)的措施:如新風(fēng)機(jī)組組采用新風(fēng)旁通設(shè)計(jì)、冷水盤(pán)管為順流式設(shè)計(jì)(見(jiàn)圖9)、雙冷源新風(fēng)空調(diào)機(jī)組內(nèi)的表冷器與蒸發(fā)器的布置、蒸汽盤(pán)管破真空閥、疏水閥的安裝等。

                   

   5總結(jié)

   在潔凈空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期,應(yīng)該充分了解大樓資源情況,核對(duì)資源參數(shù)是否滿足潔凈空調(diào)系統(tǒng)的使用要求,確定大樓資源不能滿足要求后應(yīng)選擇經(jīng)濟(jì)實(shí)用、節(jié)能的冷熱源。并在定購(gòu)機(jī)組時(shí)仔細(xì)注明對(duì)空調(diào)機(jī)組的技術(shù)要求,提前考慮周到,

避免因設(shè)計(jì)初期考慮問(wèn)題不全面而造成空調(diào)機(jī)組不能完全滿足使用要求的重大失誤及人力物力的浪費(fèi)。在選擇空氣處理方案時(shí),要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,優(yōu)先選擇節(jié)能效果好的空氣處理方案,減少能源的浪費(fèi)。在潔凈空調(diào)系統(tǒng)投入使用后,維護(hù)保養(yǎng)也是很重要的工作,系統(tǒng)可能會(huì)因?yàn)榫S護(hù)保養(yǎng)不及時(shí)或不當(dāng)而不能正常工作。

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