手術部較好的保溫性，再加上手術部內(nèi)的人員、燈光及醫(yī)療設備的發(fā)熱，在出現(xiàn)暖冬時或冬季出現(xiàn)高溫天氣時，手術部內(nèi)區(qū)就需要供冷，而外區(qū)受圍護結構的影響，還需要繼續(xù)供熱。就會出現(xiàn)同時供冷供熱的要求。醫(yī)院手術部空調機組冬夏季冷熱源一般由大樓供給，而醫(yī)院集中冷熱源大部使用兩管制，不能解決手術部內(nèi)區(qū)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：一是采用四管制，二是在手術部內(nèi)區(qū)采用自帶輔助除濕冷源的新風空調機組，三是采用分區(qū)兩管制系統(tǒng)。

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 點的溫度底于送風狀態(tài)點 O 點的溫度，空氣處理過程如圖1 所示。如果出現(xiàn)了暖冬或冬季出現(xiàn)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點的溫度高于送風狀態(tài)點O點的溫度，室內(nèi)的余熱無法全部消除，手術部內(nèi)區(qū)工作人員感覺很熱（如圖 2），所以要通過降溫的方法使 C 點的溫度小于等于O點的溫度，如果所降的溫度使C點的溫度過低，會出現(xiàn)冷熱量耦合而引起的高耗能問題所以控制好C點的溫度是節(jié)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 四管制方案

在集中空調水系統(tǒng)的管路設計中常用的有2 種形式，即兩管制和四管制。兩管制的空調箱內(nèi)有一組盤管，夏天送冷水，冬天供熱水。這種系統(tǒng)使得整個區(qū)域在同一時刻只能供冷或供熱，而不能解決冬季手術部外區(qū)需供熱，同時內(nèi)區(qū)需供冷的要求。四管制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么時候，制冷制熱可以隨時切換，可以實現(xiàn)一些房間供熱的同時，另一些房間供冷。兩管制循環(huán)空調機組段位與四管制循環(huán)空調機組段位如圖 5 所示。四管制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系統(tǒng)和末端盤管，會加大系統(tǒng)的投資，運行管理相對復雜，管路較多，系統(tǒng)設計較為復雜，管道占用空間較大。由于上述四管制空調系統(tǒng)的特點，很多醫(yī)院根據(jù)實際需要，采用兩管制，只有在投資者特別注重提高建筑標準、經(jīng)濟因素相對寬松的才采用四管制。

冬季大樓為醫(yī)院手術部空調機組提供熱源，要想通過四管制解決冬季過熱問題，需要再增加冷源及冷水管道系統(tǒng)，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(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，醫(yī)院建筑日益呈現(xiàn)出一些不同于以前的特點，一般均有室內(nèi)冷、熱負荷分布不均（如內(nèi)區(qū)與外區(qū)、不同朝向、不同人員密度、不同設備發(fā)熱等），使用時間和使用要求不同的特點，越來越多的醫(yī)院新建筑將要求大樓空調系統(tǒng)采用四管制，手術部冬季過熱問題可通過四管制空調系統(tǒng)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制空調系統(tǒng)雖然有不能同時供冷、供熱的局限性，但該空調系統(tǒng)節(jié)省初投資和建筑空間；系統(tǒng)簡單，運行管理方便，所以兩管制是集中空調水系統(tǒng)管路設計中普遍采用的一種系統(tǒng)形式。大部分醫(yī)院空調水系統(tǒng)也是采用此種形式。在兩管制空調系統(tǒng)上加以優(yōu)化，彌補兩管制空調系統(tǒng)不能同時供冷、供熱的局限性，又不用像四管制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制新風空調機組的基礎上增加了一套制冷系統(tǒng)。是在人們對節(jié)省能源的意識不斷提高的基礎上研發(fā)的。自帶輔助除濕冷源的新風空調機組不僅可以實現(xiàn)冬季對新風進行降溫處理，還可以在需要除濕的季節(jié)對新風進行深度除濕，使循環(huán)空調機組在干工況等濕冷卻，可避免傳統(tǒng)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(jié)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(jié)大樓冷源停機狀態(tài)時，空調系統(tǒng)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。

由于自帶輔助除濕冷源的新風空調機組所增加的制冷系統(tǒng)放置在新風空調機組內(nèi)，不用單獨考慮其放置，并且輔助除濕冷源制冷劑為氟里昂，不會出現(xiàn)冬季凍盤管的問題，再加上該機組控制靈活，而且可有效的彌補大樓集中能源的缺陷等優(yōu)點，雖然此方案增加了部分投資，自動控制系統(tǒng)較復雜，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(qū)兩管制系統(tǒng)方案

分區(qū)兩管制也是對兩管制進行優(yōu)化，克服兩管制調節(jié)差的缺點，減少了四管制空調支管道。設有冷水主管及熱水主管道，冷熱水管只在內(nèi)區(qū)、外區(qū)的主管道上進行切換，內(nèi)區(qū)、外區(qū)支管道系統(tǒng)仍為兩管制，如圖 7 所示。關于分區(qū)的數(shù)量，分區(qū)越多，可實現(xiàn)獨立控制的區(qū)域的數(shù)量越多，管路系統(tǒng)也就越復雜，不僅投資增加，而且不好管理，也就有違采用分區(qū)兩管制的初衷。需要設計超過3 個以上的分區(qū)，要同四管制進行經(jīng)濟技術比較后才能確定。醫(yī)院手術部外區(qū)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。

潔凈手術室對溫濕度有著恒定的控制要求，全年處于受控狀態(tài)，這要求在大樓停止供冷供熱的過渡季節(jié)，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(qū)兩管制解決冬季過熱提供了條件，也是實現(xiàn)分區(qū)兩管制的又一關鍵。在冬季大樓提供熱源，為過渡季節(jié)配置的風冷熱泵空調機組作為冷源，只要把需要供冷的內(nèi)區(qū)管道從熱水管道切換到冷水管道上，就可解決內(nèi)區(qū)供冷外區(qū)供熱的問題。

分區(qū)兩管制與四管制一樣也要做好冬季管道防凍裂措施。因分區(qū)兩管制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(jié)能比較，以某地區(qū)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(nèi)要求溫度為 24℃，相對濕度為 50%。各空調系統(tǒng)風量如表1 所示。通過圖 3、圖 4 及機組段位圖，可以看出，四管制方案及分區(qū)兩管制方案是在循環(huán)機組內(nèi)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(nèi)將新風進行降溫處理，各系統(tǒng)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，而且每個系統(tǒng)所需的冷量較小。四管制方案冷源是為夏天除濕降溫所配置，分區(qū)兩管制方案冷源是為過渡季節(jié)所配置，冷量遠大于冬季過熱所需冷量，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。采用四管制方案或分區(qū)兩管制方案會出現(xiàn)大馬拉小車的現(xiàn)象，浪費能源，如果管理不當還可能出現(xiàn)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(jié)省能源，而且還不會出現(xiàn)凍裂管道的問題。

6 總結

解決冬季手術部內(nèi)區(qū)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(jù)工程的實際情況，對各方案進行經(jīng)濟技術分析，選擇最佳方案。我們相信隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展和新產(chǎn)品的研發(fā)，會有更經(jīng)濟、節(jié)省能源的方案在工程中應用。