潔凈手術(shù)部凈化空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施

　　摘要：從設計、施工、運行三方面為出發(fā)點，探討了醫(yī)院潔凈手術(shù)部凈化空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施。在設計方案中優(yōu)選設計參數(shù)、選用節(jié)能設備和充分利用回風能量；在施工過程中嚴格控制施工質(zhì)量，避免安裝過程中造成的管道附加阻力和漏風損失；根據(jù)手術(shù)室的熱動態(tài)特性及環(huán)境條件采用智能化控制技術(shù)降低電耗。 

　　隨著醫(yī)療技術(shù)水平的提高，潔凈手術(shù)室的需求量迅速增加，對潔凈手術(shù)室的凈化空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能也提出了更高的要求，針對凈化空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)研究也備受關(guān)注[1-4]?！夺t(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》（GB50333-2002）中明確規(guī)定了我國潔凈手術(shù)部用房的潔凈度、溫濕度、送風量和新風量等主要技術(shù)指標，對醫(yī)院手術(shù)部凈化空調(diào)系統(tǒng)的設計提出了嚴格的規(guī)定[5]。同時，《公共建筑節(jié)能設計標準》（GB50189-2005）又對我國公共建筑提出了節(jié)能的要求[6]。因此，設計既滿足《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》要求，又節(jié)約能源的凈化空調(diào)系統(tǒng)對發(fā)展醫(yī)院現(xiàn)代化手術(shù)區(qū)域具有非常重要的意義。本文對潔凈手術(shù)部凈化空調(diào)系統(tǒng)的設計、施工及運行管理環(huán)節(jié)進行分析，探討切實可行的節(jié)能措施。 

　　 
　　1 優(yōu)化設計方案 
　　完善的設計方案是實現(xiàn)凈化空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在系統(tǒng)設計階段，就應該充分考慮節(jié)能的技術(shù)指標，以保證潔凈手術(shù)室的凈化空調(diào)系統(tǒng)最終能達到節(jié)能的要求[7]。 
　　1.1優(yōu)選設計參數(shù) 
　　選用適宜的設計參數(shù)，對能耗的影響將會很大。由于在空調(diào)負荷中（圍護結(jié)構(gòu)冷熱負荷、人員冷負荷及濕負荷、設備和照明冷負荷、空氣滲透冷熱負荷和新風冷熱負荷），在最小新風量滿足《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》中的規(guī)定以及不小于補償排風和保持室內(nèi)正壓所需新風量的約束條件下，可以按照能耗最低的目標設計新風量。 
　　1.2合理確定凈化等級 
　　由于Ⅰ級（百級）、Ⅱ（千級）、Ⅲ（萬級）、Ⅳ（三十萬級）各級手術(shù)室對換氣量的要求有很大的不同。因此，合理地確定手術(shù)室的凈化等級，避免換氣次數(shù)過大，而不是一味地追求高級別凈化手術(shù)室，對節(jié)能有很大的意義。 
　　1.3合理劃分凈化空調(diào)系統(tǒng) 
　　根據(jù)《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定：潔凈手術(shù)室應與其輔房分開設置凈化空調(diào)系統(tǒng)；Ⅰ、Ⅱ級潔凈手術(shù)室應每間采用獨立凈化空調(diào)系統(tǒng)，Ⅲ、Ⅳ級潔凈手術(shù)室可2～3間合用一個系統(tǒng)；新風可采用集中系統(tǒng)；各手術(shù)室應設置獨立排風系統(tǒng)。 
　　根據(jù)醫(yī)院手術(shù)部不同區(qū)域的冷熱負荷的特點，可以劃分成多個凈化空調(diào)系統(tǒng)，避免同時供熱和供冷的現(xiàn)象，從空氣處理過程的角度出發(fā)避免冷熱抵消的現(xiàn)象，從而達到節(jié)能的效果。 
　　1.4合理利用二次回風 
　　因為醫(yī)院潔凈空調(diào)系統(tǒng)對室內(nèi)的溫濕度均有很高的要求，在制冷工況下，為了使溫濕度能夠同時滿足設計要求，需要設定除濕優(yōu)先的控制模式。而二次回風系統(tǒng)利用二次回風與冷卻除濕后的一次回風混合，使混合溫度接近送風狀態(tài)點溫度，可大大減小二次再熱量，甚至二次再熱為0，從而大大節(jié)約二次再熱的能耗；此外，由于一次回風量減少，也大大節(jié)約了主空氣處理機組的制冷量。理論上，通過I級手術(shù)室一次回風和二次回風總冷量和再熱量的對比，在夏季大約可節(jié)約40%左右的運行能耗。 
　　1.5選用智能化控制及節(jié)能設備[8] 
　　智能化控制是系統(tǒng)節(jié)能運行的重要保證條件，在系統(tǒng)設計階段應針對節(jié)能的要求選擇智能化的控制方案及相關(guān)的節(jié)能設備。值班狀態(tài)風機轉(zhuǎn)為低頻運轉(zhuǎn)，只提供滿足正壓的風量。采用變頻風機來調(diào)整系統(tǒng)風量，可以大量節(jié)省空調(diào)機組的電耗量。 
　　 
　　2施工質(zhì)量的控制 
　　將優(yōu)化的設計方案實現(xiàn)的關(guān)鍵是在施工中認真貫徹設計意圖，保證施工質(zhì)量以避免因施工缺陷造成的附加能耗。以下兩點在施工中尤其要引起重視。 
　　2.1入口管道的安裝 
　　入口管道安裝的不合理會導致進口阻力很大，降低主機的運行效率。為了保證氣流均勻地進入葉輪，風機入口管以平直管段為佳。對于無法回避的變徑入口管，應盡量采用角度較小的漸擴管，避免采用阻力損失較大的突擴管和突縮管。 
　　2.2減少漏風率 
　　漏風會使得通風能耗大大浪費，主要體現(xiàn)在以下兩方面：管道漏風將導致一部分風量沒有送入（排出）房間，導致能量浪費；管道漏風將導致風機與管網(wǎng)匹配的工作點發(fā)生偏差，導致風機低效運行。施工過程中要注意采取的主要節(jié)能措施包括兩方面：一是做好系統(tǒng)密封性的質(zhì)量控制，二是保溫和裝飾部分要達到密封要求。 
　　 
　　3 運行節(jié)能措施 
　　有了節(jié)能的設計方案和施工質(zhì)量的保證，運行節(jié)能是實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的最終環(huán)節(jié)。以下是作者根據(jù)運行經(jīng)驗建議采用的節(jié)能措施。 
　　3.1 根據(jù)手術(shù)室的熱動態(tài)特性設定預冷（預熱時間） 
　　按照手術(shù)室的恒溫要求，考慮到手術(shù)室和空調(diào)系統(tǒng)的熱慣性，應在在手術(shù)前提前啟動空調(diào)系統(tǒng)預冷（預熱），待到手術(shù)開始時穩(wěn)定在設定溫度。熱慣性小的房間溫度響應很快，所需開機預冷（預熱）的時間較短。因此，測定了手術(shù)室的熱動態(tài)特性，就可以掌握預冷（預熱）所需要的時間，從而將空調(diào)機組的無效運行時間減少到最低限度。 
　　3.2 根據(jù)壓差動態(tài)制訂過濾器維護計劃 
　　過濾器的阻力對空調(diào)機組的能耗影響很大，及時進行過濾器清洗或更換，既能減少風阻、降低能耗又可以可延長其使用壽命。按照傳統(tǒng)的運行管理模式，為保持潔凈效果，要定期清洗或更換過濾器。例如，每兩周至一個月取下過濾網(wǎng)清潔一次。當壓差在設計允許范圍之內(nèi)時，可不必對過濾器進行維護，當壓差達到臨界點附近時，再對過濾器采取必要的維護措施。 
　　3.3根據(jù)室外環(huán)境條件設定運行模式 
　　在過渡季節(jié)或者室外溫濕度適宜的時候，適當加大凈化空調(diào)系統(tǒng)的新風量，利用新風替代冷源可以縮短制冷機的運行時間，從而達到節(jié)能的效果。雖然過渡季加大新風量將增加新風機組的風機電耗及初、中效過濾器的負荷，但總體來講仍然節(jié)約能耗和運行費用，是目前凈化空調(diào)系統(tǒng)常用的節(jié)能措施。根據(jù)室外環(huán)境條件設定運行模式，不僅需要室內(nèi)溫、濕度，還需要室外溫、濕度和可調(diào)節(jié)風門才能實現(xiàn)。 
　　3.4 采用智能化控制器控制空調(diào)系統(tǒng)運行[9] 
　　為了實現(xiàn)上述手術(shù)室凈化空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運行措施，依靠人工操作是不現(xiàn)實的。因此，采用智能化的空調(diào)系統(tǒng)控制技術(shù)是必然的選擇。采用智能化的控制器，不僅可以在過濾器實時壓差數(shù)據(jù)達到臨界點時報警，還可以根據(jù)壓差的變化趨勢預報維護過濾器的時間，甚至可以根據(jù)壓差的數(shù)據(jù)調(diào)整變頻風機的轉(zhuǎn)速；采用智能化的控制器，可以根據(jù)室外環(huán)境條件，自動調(diào)整系統(tǒng)的運行模式，例如在過渡季節(jié)控制風門執(zhí)行器加大新風比例，充分利用新風的能量。此外，利用智能化控制器的通信接口，可以實現(xiàn)多機組的遠程集中控制，這對于提高大型醫(yī)院凈化空調(diào)系統(tǒng)的管理水平有非常重要的意義。 
　　 
　　4結(jié)語 
　　目前，很多空調(diào)節(jié)能技術(shù)都趨于成熟，并且新技術(shù)、新產(chǎn)品也在不斷發(fā)展之中。在潔凈手術(shù)部凈化空調(diào)系統(tǒng)的設計過程中，完全有條件結(jié)合工程的實際情況，通過詳細的計算和經(jīng)濟性比較，提出節(jié)能的設計方案，選用高效節(jié)能的通風空調(diào)設備；加之在運行中通過智能化的控制器來實現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能運行策略，使大幅度降低凈化空調(diào)系統(tǒng)的能耗成為可能。