溶液除濕新風(fēng)機(jī)組在手術(shù)部?jī)艋照{(diào)中的應(yīng)用

任照峰 于曉明 王典樂(lè) 王健櫟

（1山東省建筑設(shè)計(jì)研究院，山東 濟(jì)南250001；2上海賽揚(yáng)工程技術(shù)有限公司，上海 200001）

1 傳統(tǒng)醫(yī)院凈化空調(diào)系統(tǒng)介紹

常用的凈化空調(diào)系統(tǒng)形式有一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)及二次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。當(dāng)采用一次回風(fēng)凈化空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)回風(fēng)與集中處理后的新風(fēng)混合后，經(jīng)過(guò)冷卻除濕達(dá)到設(shè)定的機(jī)器露點(diǎn)，需要通過(guò)再熱才能達(dá)到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)。該系統(tǒng)形式由于需要再熱，造成能源浪費(fèi)，所以不應(yīng)在工程中推廣使用。但是由于系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，控制方便，所以有些設(shè)計(jì)人員還在工程設(shè)計(jì)中使用，不過(guò)再熱利用了免費(fèi)的空調(diào)系統(tǒng)的冷凝熱。當(dāng)采用二次回風(fēng)凈化空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，一次空調(diào)回風(fēng)與集中處理后的新風(fēng)混合后經(jīng)冷卻除濕處理到設(shè)定的機(jī)器露點(diǎn)，然后與二次回風(fēng)混合（作為再熱），混合后空氣經(jīng)過(guò)再熱（盤管加熱，或者電加熱），達(dá)到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)，送入室內(nèi)。由于二次回風(fēng)系統(tǒng)利用二次回風(fēng)進(jìn)行再熱，減少了再熱能量消耗，所以可以大大降低運(yùn)行費(fèi)用[1]。但是由于手術(shù)室等場(chǎng)所熱濕比在6600左右，不能直接由機(jī)器露點(diǎn)送風(fēng)與室內(nèi)回風(fēng)混合得到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)，或者即使能得到較大的送風(fēng)量及較低的機(jī)器露點(diǎn)溫度，已經(jīng)很不經(jīng)濟(jì)，所以針對(duì)手術(shù)室這種負(fù)荷特性的空調(diào)系統(tǒng)，二次回風(fēng)系統(tǒng)不能完全由二次回風(fēng)進(jìn)行混合再熱，還需要另設(shè)再熱裝置對(duì)送風(fēng)溫度進(jìn)行微調(diào)，達(dá)到送風(fēng)狀態(tài)。在送風(fēng)量確定的情況下，再熱量有最小值，此時(shí)的二次回風(fēng)系統(tǒng)一次回風(fēng)量為0，二次回風(fēng)量為100%。一次回風(fēng)系統(tǒng)也可以看成是一次回風(fēng)量100%，二次回風(fēng)量為0的特殊的二次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。當(dāng)二次回風(fēng)比達(dá)到100%時(shí)，二次回風(fēng)系統(tǒng)再熱量同一次回風(fēng)系統(tǒng)再熱量相比，有大幅減小，從計(jì)算知道，前者大約為后者的10%左右。雖然二次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)約了能源，但是由于其設(shè)備管路復(fù)雜，運(yùn)行控制繁瑣，所以二次回風(fēng)在手術(shù)部?jī)艋照{(diào)工程中應(yīng)用不是很廣泛。

2 傳統(tǒng)醫(yī)院凈化空調(diào)系統(tǒng)能耗分析及節(jié)能潛力

常規(guī)凈化空調(diào)系統(tǒng)，不管采用一次回風(fēng)還是二次回風(fēng)，均為溫濕度混合控制，為了除濕需要把空調(diào)混風(fēng)處理到露點(diǎn)，消耗大量冷量（可以繪制夏季工況I-D圖，進(jìn)行能耗分析）

以濟(jì)南地區(qū)一個(gè)I級(jí)手術(shù)室為例，分析普通一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的機(jī)組耗能情況如表（1-3）。濟(jì)南地區(qū)夏季室外空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)：空調(diào)設(shè)計(jì)干球溫度34.8℃，濕球設(shè)計(jì)溫度26.7℃。

從表1~表3可以看出，I級(jí)手術(shù)室冷負(fù)荷很少，僅3.89kW（新風(fēng)負(fù)荷為13.28kW，由新風(fēng)機(jī)組進(jìn)行承擔(dān)）。但是為了消除這些負(fù)荷，一次回風(fēng)系統(tǒng)需要付出40.kW冷量及36.1kW熱量。即使采用二次回風(fēng)系統(tǒng)，當(dāng)二次回風(fēng)比達(dá)到50%時(shí)，仍需要20.8kW冷量及19.30kW再熱量；當(dāng)二次回風(fēng)比達(dá)到100%時(shí)，仍需要6.1kW冷量及2.5kW再熱量。

從上面分析可以看出，手術(shù)部?jī)艋照{(diào)系統(tǒng)能源浪費(fèi)情況嚴(yán)重，有必要進(jìn)行節(jié)能方面的思考與討論，利用新型節(jié)能技術(shù)淘汰原有傳統(tǒng)習(xí)慣設(shè)計(jì)思路，從而節(jié)省大量能源。

表1 I級(jí)手術(shù)室負(fù)荷情況

表2 I級(jí)手術(shù)室一次回風(fēng)循環(huán)空氣處理設(shè)備負(fù)荷

表3 I級(jí)手術(shù)室二次回風(fēng)循環(huán)空氣處理設(shè)備負(fù)荷

近幾年，隨著溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)的研究應(yīng)用，一種新的新風(fēng)處理機(jī)組隨之誕生，即溶液除濕新風(fēng)機(jī)組，已廣泛應(yīng)用于溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)中。

3 某醫(yī)院凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)介紹

該醫(yī)院項(xiàng)目位于深圳地區(qū)，室外氣象設(shè)計(jì)參數(shù)：夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算干球溫度33.7℃；夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算濕球溫度27.5℃。

該醫(yī)院項(xiàng)目需要設(shè)置凈化空調(diào)的科室有手術(shù)部、重癥監(jiān)護(hù)室（ICU）、新生兒重癥監(jiān)護(hù)室（NICU）、中心供應(yīng)潔凈區(qū)、配液中心潔凈區(qū)、門診ICU等場(chǎng)所。由于手術(shù)部、ICU等科室凈化空調(diào)系統(tǒng)相對(duì)集中，機(jī)房集中設(shè)置，所以采用了使用溶液除濕新風(fēng)機(jī)組+循環(huán)凈化空調(diào)機(jī)組的溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)，其余場(chǎng)所由于相對(duì)分散，各系統(tǒng)采用新風(fēng)量較小，從初投資等經(jīng)濟(jì)性要素分析，仍然采用了傳統(tǒng)的一次回風(fēng)凈化空調(diào)系統(tǒng)。下面重點(diǎn)介紹手術(shù)部及重癥監(jiān)護(hù)室（ICU）凈化空調(diào)系統(tǒng)。

手術(shù)部潔凈區(qū)面積約1180m2，有1間I級(jí)手術(shù)室，1間Ⅱ級(jí)手術(shù)室，8間Ⅲ級(jí)手術(shù)室，1間正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室。ICU部分面積436m2，分兩部分，一部分為中心區(qū)，10床；一部分為1間單間監(jiān)護(hù)及1間正負(fù)壓轉(zhuǎn)換隔離監(jiān)護(hù)室。凈化機(jī)房設(shè)在手術(shù)部ICU上一層。

凈化空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)空調(diào)機(jī)組冷熱源冬夏季采用本項(xiàng)目主冷熱源，過(guò)渡季采用風(fēng)冷冷熱水機(jī)組。這是由于主冷熱源采用水冷冷水機(jī)組的系統(tǒng)綜合COP相對(duì)風(fēng)冷冷熱水機(jī)組系統(tǒng)較高，夏季使用時(shí)，消耗能源較少，達(dá)到節(jié)能目的。過(guò)渡季主冷熱源停止運(yùn)行，為了保證凈化空調(diào)系統(tǒng)全年運(yùn)行，采用風(fēng)冷冷熱水機(jī)組做為冷熱源滿足運(yùn)行需要。

手術(shù)部ICU凈化空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)機(jī)組采用帶預(yù)冷盤管的溶液除濕熱泵型新風(fēng)機(jī)組，全年運(yùn)行，將室外風(fēng)處理到需要的新風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)。為了減少投資及占地面積，采用多臺(tái)凈化空調(diào)循環(huán)機(jī)組共用1臺(tái)新風(fēng)機(jī)組的配置模式。手術(shù)部?jī)艋照{(diào)系統(tǒng)設(shè)2臺(tái)溶液除濕熱泵型新風(fēng)機(jī)組，1臺(tái)負(fù)責(zé)各潔凈手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)處理，機(jī)組額定新風(fēng)量9200m3/h，1臺(tái)負(fù)責(zé)潔凈走廊及輔助潔凈房間(總面積604m2)的凈化空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)處理，機(jī)組額定新風(fēng)量5500m3/h(3次/h，個(gè)別房間如預(yù)麻醉間和恢復(fù)室新風(fēng)量是4次/h)；ICU（總面積436m2）凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)1臺(tái)同類型新風(fēng)機(jī)組，額定新風(fēng)量3950m3/h(3次/h)。

I、II級(jí)手術(shù)室及正負(fù)壓轉(zhuǎn)換手術(shù)室均獨(dú)立設(shè)置循環(huán)凈化空調(diào)機(jī)組，I級(jí)手術(shù)室循環(huán)空調(diào)機(jī)組送風(fēng)量10100m3/h，II級(jí)手術(shù)室循環(huán)空調(diào)機(jī)組送風(fēng)量3600m3/h。其余III級(jí)手術(shù)室均采用一拖二或一拖三的方式設(shè)置循環(huán)凈化空調(diào)機(jī)組及1臺(tái)循環(huán)機(jī)組帶2個(gè)（或3個(gè)）手術(shù)室。帶兩個(gè)手術(shù)室的循環(huán)凈化空調(diào)機(jī)組送風(fēng)量4400m3/h，帶3個(gè)手術(shù)室的循環(huán)凈化空調(diào)機(jī)組送風(fēng)量6600m3/h。走廊及輔房循環(huán)凈化空調(diào)機(jī)組設(shè)兩臺(tái)，單臺(tái)送風(fēng)量14000m3/h。

ICU選用2臺(tái)單臺(tái)風(fēng)量10000m3/h循環(huán)凈化空調(diào)機(jī)組，當(dāng)其中一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，仍可部分滿足空調(diào)需要。

每個(gè)手術(shù)室單獨(dú)設(shè)排風(fēng)，I、II、III級(jí)手術(shù)室排風(fēng)量均為200m3/h。ICU的隔離重癥監(jiān)護(hù)室及中心大廳各設(shè)一套排風(fēng)系統(tǒng)，排風(fēng)量分別為200、2000m3/h。

4 結(jié)語(yǔ)

手術(shù)部ICU凈化空調(diào)系統(tǒng)采用溶液除濕熱泵型新風(fēng)機(jī)組以后，使循環(huán)空調(diào)機(jī)組干式運(yùn)行，不產(chǎn)生冷凝水，減少霉菌的滋生，提高了送風(fēng)的品質(zhì)。凈化系統(tǒng)采用該機(jī)組，還可以節(jié)約大約30%左右能耗，大大降低運(yùn)行費(fèi)用，減少二氧化碳排放，具有良好的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。

[1] 李格萍.二次回風(fēng)與一次回風(fēng)在藥廠凈化空調(diào)中的能耗分析[J].醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)雜志.2005,26(5).35-36