医院洁净手术部空气处理的节能设计

12/12洁净手术部空气处理的节能设计摘要：介绍了定二次回风系统在洁净手术部空气处理过程中的应用。通过与一次回风系统的比较，得出在洁净手术部空气处理过程中的应用定二次回风系统，节能效果明显，自控复杂程度不变的结论。关键词：洁净手术部空气处理一次回风系统定二次回风系统节能分析1.引言随着《医院洁净手术部建设标准》和《医院洁净手术部建筑技术规范》（以下简称《标准》和《规范》）的相继颁布实施，国内的洁净手术部空调设计和施工人员在迅速转变设计理念的同时，也提出了多种洁净手术部的空调系统方案。《标准》和《规范》对洁净手术部空调的气流组织规定较为详细明确，其主流区理论也得到了实践的证明和业界的认可，存在的争论相对较少。相反，本应是较为成熟的空气处理和输送方案却存在较多争论，国内几家大的医院净化工程公司也都形成了自己鲜亮的空气处理“风格”。然而，这些方案往往都着重强调空气净化品质参数的操纵，而忽略了空气处理过程的节能设计。笔者认真分析了洁净手术部空调的要紧特点和现有的几种系统，认为在满足洁净手术部的工艺要求前提下，洁净手术部空气处理过程还有专门大的节能设计空间。2.洁净手术部空调的要紧特点2.1洁净手术部空调的设计参数和精度要求受传统的工业净化空调和工艺空调要求恒温恒湿的阻碍，往往过分强调洁净手术部空调设计参数的操纵精度。然而洁净手术部空调是生物净化空调，与工业净化空调和传统的工艺空调都有专门大的区不，其工艺的要紧爱护对象是手术病人，更具体地讲是手术切口，因此对温湿度的精度要求一般并不太高，而《规范》对洁净手术部用房的温度和相对湿度的设计范围分不为22~25℃和35~60%。2.2洁净手术部的空调负荷特点洁净手术部的热湿负荷比较稳定。从建筑的布置上来看，除清洁走廊外，洁净手术部的大部分区域一般都没有直接的外围护结构，其室内热湿负荷几乎不受室外气候条件的阻碍，人员和医疗用电设备是室内热湿负荷的要紧阻碍因素。2.3洁净手术部的送风量特点为了满足洁净度的要求，洁净手术部对不同级不的洁净区域的送风量有严格要求。送风量比一般的舒适性空调大专门多，同时要求送风量固定不变，送风温差由送风量和室内热湿负荷决定，一般比一般的舒适性空调小专门多。3现有的洁净手术部空气处理方案目前较为常用的手术部空气处理方案按照循环机组的回风次数可分为一次回风和二次回风（或旁通）两类。假如再结合各空气处理段的不同组合排序，其种类可达到数十种之多。限于篇幅和方便上下文的方案作比较，本文以某医院I级手术室为例，要紧介绍现在最常用的一次回风处理方式，其设计参数如表一中手术室1所示，其流程图如图一所示，空气处理焓湿图如图三A）和图四A）所示。以夏季工况为例，先将新风集中处理到室内等焓点LW，与回风混合后处理至L点，然后加热至K点，经风机升温至O点送入室内。由于I级手术室送风量专门大，送风温差专门小，因此从L点到K点需要大量的再热量，产生严峻的冷热抵消。针对I级手术室系统的严峻冷热抵消，也有个不净化工程公司尝试在I级手术室中使用二次回风，但终因操纵方式不合理或操纵系统复杂而难以实现，结果没有得到广泛应用。也有人提出用新风承担室内湿负荷来幸免再热带来的冷热抵消，又能够使循环机组实现干工况运行的解决方案。这种思路从理论上能够实现，但在实际工程中却专门难行得通：由于手术部中往往是多个手术室循环机组共用一个新风机组，在这种情况下，无法通过调节新风处理参数来适用个不手术室湿负荷增加产生的波动。定新风量因为无法预知湿负荷增加量而无法实现；变新风量势必导致自控系统复杂。另外，由于要求的供水温度过低等缘故专门难实现循环机组的绝对干工况运行。4固定二次回风的洁净手术部空气处理方案针对以上情况，本文提出在洁净手术部空气处理过程中采纳固定二次回风量的二次回风系统，其流程图如图二所示，空气处理焓湿图如图三B）和图四B）所示。如此按照实际热湿处理所需要的回风量来确定一次回风量，并全年固定此风量不变，既幸免了大量的冷热抵消，又利于操纵。同时，由于通过冷、热盘管的空气迎面风速大大降低，有利于热湿处理。循环机组的新风和总的回风都固定不变，在二次回风支路上设定风量阀，既能够起到固定一次回风和二次回风量的作用，又利于一次回风和二次回风的阻力平衡。手术室投入使用时，循环风机启动，同时联锁开启排风机、排风管和总回风管上的电动密闭阀。手术室不使用时，循环风机停止运转，同时联锁关闭排风机、排风管和总回风管上的电动密闭阀。其空气处理过程如下：4.1夏季工况（图三B，设计工况）假定将新风预处理至室内等焓线与φ=90%的交点Lw，然后与一次回风混合后(C点)处理至L点，混合处理后的空气与二次回风混合到K点，经风机升温至O点送入室内。设计工况下的空气处理过程幸免了冷热抵消现象，循环机组的制冷量理论上等于室内全热负荷加风机热量。点LW的确定能够依照实际情况灵活确定，以幸免或减少不必要的冷热抵消或加湿去湿抵消过程；夏季及夏季过渡季较低的LW能够减轻循环机组冷盘管去湿的负担。4.2冬季工况（图四B，设计工况）假定室内设计参数不变，将新风预热预处理至W’点，然后与一次回风混合后降温处理至D点，然后加湿（干蒸汽）处理至L点。从图中还能够看出，W’点越高，所需冷量越大，另外，W’点越高，其相对湿度越低，过低的相对湿度容易使新风在输送过程中产生静电。因此，W’点不宜过高，但不应低于最低值班温度（5℃

图一洁净手术部一次回风系统空气处理流程图（I级手术室）

图二洁净手术部二次回风系统空气处理流程图（I级手术室）

A）一次回风B）二次回风

图三夏季洁净手术部空气处理过程对比（I级手术室）

A）一次回风B）二次回风

图四冬季洁净手术部空气处理过程对比（I级手术室）表一上海某医院洁净手术室设计参数房间净化等级温度湿度余热余湿热湿比风机热量新风量总风量℃%kWkg/hkJ/kgkWm3/hm3/h手术室1Ⅰ24508.52.847107486100011000手术室2Ⅱ24506.42.409956428004000手术室3Ⅲ24505.21.971949818002000手术室4Ⅳ24504.71.97185840.56001100表二上海某医院洁净手术室循环机组空气处理过程对比（“非露点”操纵）房间夏季冬季一次回风二次回风节约冷量节约热量一次回风/二次回风冷量kW热量kW冷量kW%kW冷量kW加湿kg/h手术室139.124.514.61688手术室886手术室229手术室45.960.75.2140.7-0.083.25表三上海某医院洁净手术室循环机组空气处理过程对比（“露点”操纵）房间冬季*一次回风二次回风加湿节约冷量节约热量冷量kW热量kW冷量kW热量kWkg/h%kW手术室130.55.8840424.5手术室0.04.564877.4手术室0.04.992531.6手术室40.670.750.00.083.25**0.75*夏季与表二相同**二次回风无需制冷，可节约制冷量0.67kW。5.固定二次回风系统的节能分析现以上海某医院洁净手术室空气处理为例，通过计算对一次回风系统和固定二次回风系统进行能耗分析比较，按照操纵方式不同，每种系统又分为“露点”和“非露点”操纵。其设计参数见表一，计算比较结果见表二和表三。5.1夏季工况从表二能够看出，在夏季设计工况下，对I级手术室，采纳二次回风系统能够节约168%(24.5kW)的制冷量，同时能够幸免24.5kW的再热量；II级手术室能够节约88%(7.4kW)的制冷量，同时能够幸免7.4kW的再热量；III级手术室能够节约22%(1.6kW)的制冷量，同时能够幸免1.6kW的再热量；IV级手术室能够节约14%(0.7kW)的制冷量，同时能够幸免0.7kW的再热量。由于手术室的负荷随级不的降低不如送风量降得快，因此，越是高级不的手术室产生冷热抵消现象越严峻。I级和II级手术室利用定二次回风系统的节能效果特不明显，随着循环风量的迅速减小，更低级不的手术室利用二次回风的节能空间也变得越来越小。5.2冬季工况从图四能够看出，假如采纳“非露点”操纵，关于一次回风系统和二次回风系统都可不能出现冷热抵消，二者能耗一样。假如采纳“露点”操纵，关于二次回风，在冬季设计工况下与“非露点”操纵能耗一样；关于一次回风，冬季也会出现冷热抵消现象——从C点冷却至D’点，蒸汽加湿至L点，然后再热至K点。从表三能够看出，在冬季设计工况下，假如采纳“露点”操纵，相关于一次回风系统，二次回风系统能够节约与表二夏季工况下相同量的冷量和热量。6.结论通过以上分析能够看出，固定二次风的二次回风系统用在洁净手术部空气处理过程中能够达到节能目的，级不越高，节能效果越明显，I级和II级手术室夏季工况冷量可节约168%(24.5kW)和88%(7.4kW)，并可幸免等量的再热量；冬季工况若采纳“露点”操纵，I级