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醫(yī)院潔凈手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)在除濕方面普遍存在一些問題

作者:CEO 時間:2022-10-02

信息摘要:醫(yī)院潔凈手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)在除濕方面普遍存在一些問題,尤其是在過渡季節(jié)。針對這些問題提出一種將制冷、除濕分開獨立控制的手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)。通過分析比較,這一新型空調(diào)系統(tǒng)能有效地控制手術(shù)室空調(diào)的送風(fēng)工況,降低設(shè)

醫(yī)院潔凈手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)在除濕方面普遍存在一些問題

醫(yī)院潔凈手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)在除濕方面普遍存在一些問題

  醫(yī)院潔凈手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)在除濕方面普遍存在一些問題,尤其是在過渡季節(jié)。針對這些問題提出一種將制冷、除濕分開獨立控制的手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)。通過分析比較,這一新型空調(diào)系統(tǒng)能有效地控制手術(shù)室空調(diào)的送風(fēng)工況,降低設(shè)備成本和運行費用,節(jié)能效果顯著。

  1引言

  醫(yī)院潔凈手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)控制室內(nèi)溫度、相對濕度、塵、菌及有害氣體濃度,并提供室內(nèi)人員所需的新風(fēng)量,維持室內(nèi)外合理的氣流分布,其中對相對濕度的控制在手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)中顯得特別重要。

  如果在一手術(shù)室里相對濕度降不下來,那么在這個相對濕度較高的手術(shù)室里,不僅會促使人體發(fā)菌量增加,還為細(xì)菌的繁殖、生存提供營養(yǎng)源。那么在手術(shù)過程中手術(shù)傷口就容易受到感染。在過渡季節(jié)相對濕度的問題尤其突出,而我國南方沿海地區(qū)大部分城市高濕度季節(jié)的時間很長,就更加不能不考慮潔凈手術(shù)室內(nèi)的相對濕度有效控制問題了。

  2國內(nèi)手術(shù)室常見的空調(diào)除濕方案及其存在的問題

  一般手術(shù)室室內(nèi)要求溫度為22~25℃,相對濕度為40%~60%,有些特殊的手術(shù)類型要求的相對濕度可能更低些。目前國內(nèi)在手術(shù)室空調(diào)濕度控制這方面的普遍做法是(以下簡稱傳統(tǒng)方案):新回風(fēng)混合后先經(jīng)過表冷器降溫除濕,此時的相對濕度一般為90%左右,遠(yuǎn)達(dá)不到手術(shù)室的濕度要求,然后再經(jīng)過電熱管再熱空氣,通過這個等濕升溫過程來降低相對濕度。這一做法濕度是達(dá)到要求了,但它不可避免地出現(xiàn)了如下幾個問題:

  2.1初投資增加:由于考慮到電加熱會抵消一部分機(jī)組的冷量,所以空調(diào)機(jī)組設(shè)計選型時必須要考慮預(yù)留足夠的制冷性能余量,造成設(shè)備初投資增加。例如:某醫(yī)院手術(shù)室冷負(fù)荷為16kW,但該空調(diào)系統(tǒng)需匹配約6kW的電加熱才能滿足相對濕度的要求,那么選型的空調(diào)機(jī)組的制冷量就要22kW。

  2.2能耗增加:當(dāng)手術(shù)室內(nèi)濕負(fù)荷較大時,要開啟電加熱,造成冷熱量相互抵消,能耗增加。

  2.3設(shè)備使用率降低:當(dāng)手術(shù)室內(nèi)濕負(fù)荷較小,不需要開啟電加熱來控制相對濕度時,由于設(shè)計時按最不利工況考慮設(shè)備,而此時實際負(fù)荷很小,設(shè)備使用率就降低了。同時,長時間的低負(fù)荷運行狀態(tài)會造成冷凍主機(jī)出現(xiàn)喘振現(xiàn)象。

  

  

  2.4特定情況下濕度問題很難解決:當(dāng)手術(shù)室內(nèi)冷負(fù)荷小而濕負(fù)荷大時,比如南方地區(qū)的過渡季節(jié)。在這種情況下,為了滿足溫度的要求而提高冷凍水的溫度,但這樣一來機(jī)組的除濕能力就進(jìn)一步下降了,空氣的含濕量降不下來,濕度問題沒法解決。

  

  3一種溫濕度分開控制的手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)

  

  筆者提出一種新型的醫(yī)院手術(shù)室空調(diào)濕度控制方案(以下簡稱新型方案),可以有效地解決傳統(tǒng)方案所碰到的問題。該空調(diào)是在傳統(tǒng)方案基礎(chǔ)上做了以下幾點改進(jìn):

  3.1取消原空調(diào)機(jī)組的電加熱管,而在表冷器后面增加了一個獨立的冷卻式除濕機(jī),除濕機(jī)由壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管或膨脹閥和蒸發(fā)器組成。這種新型的手術(shù)室空調(diào)的工作原理是新回風(fēng)混合后首先經(jīng)過機(jī)組的表冷器被冷卻,同時能初步除去空氣中的一部分水份,降低空氣的含濕量。然后再經(jīng)過除濕系統(tǒng)的蒸發(fā)器進(jìn)一步除濕,使空氣的含濕量達(dá)到設(shè)計要求,最后經(jīng)過除濕機(jī)的冷凝器,通過等濕加熱過程來降低空氣的相對濕度。

  3.2在控制方面,使用一個溫濕度探頭對手術(shù)室回風(fēng)工況進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)室內(nèi)溫度與設(shè)定值不符時,溫度傳感器信號將傳遞給PLC控制冷凍水流量即制冷量;而濕度傳感器信號則控制除濕壓縮機(jī)的開啟與停機(jī)。這樣,相對濕度與溫度分開控制,既確保其控制精度,又解決了傳統(tǒng)方案所遇到的溫度與相對濕度難以匹配的問題。

  3.3按手術(shù)室實際冷負(fù)荷匹配空調(diào)機(jī)組的制冷能力,不需考慮電加熱消耗的冷量,相對傳統(tǒng)方案選型的空調(diào)設(shè)備可以不用預(yù)留過大的余量。

  3.4溫濕度工況變化時空調(diào)機(jī)組的運行情況:

 ?、俑邷馗邼窆r下,制冷機(jī)組和除濕機(jī)同時開啟;

  ②高溫低濕工況下,制冷機(jī)組開啟,因為制冷機(jī)組的表冷器有一定的除濕能力,且能滿足低濕度的工況,故除濕機(jī)不需啟動;

  ③低溫高濕工況,把主機(jī)冷凍水的溫度調(diào)高,使制冷機(jī)組在低負(fù)荷下運行,而除濕機(jī)開啟以應(yīng)付高濕度的工況;

 ?、艿蜏氐蜐窆r,適當(dāng)調(diào)低冷凍水的溫度,除濕機(jī)不啟動。

  4實例計算比較

  下面以廣州某醫(yī)院一間III級手術(shù)室為例來對以上兩種方案進(jìn)行分析比較。根據(jù)相關(guān)規(guī)范和資料,III級標(biāo)準(zhǔn)潔凈手術(shù)室設(shè)定人數(shù)為6人,考慮到實際使用時人數(shù)可能增加,按10人計算;設(shè)備負(fù)荷按100W/m2,照明負(fù)荷按640W,手術(shù)室人員的勞動強(qiáng)度取為中等,其顯熱散熱量為88W,潛熱散熱量為147W,散濕量為219g/h,人員的群集系數(shù)取0.89;設(shè)備的同時使用系數(shù)取0.8。據(jù)此計算出III級標(biāo)準(zhǔn)潔凈手術(shù)室的熱、濕負(fù)荷為:①顯熱熱負(fù)荷:3923W;②潛熱熱負(fù)荷:1308W;③總體熱負(fù)荷:5231W;④濕負(fù)荷:1949g/h;⑤循環(huán)風(fēng)量為3000m3/h,其中有480m3/h的新風(fēng)量,新風(fēng)比取為16%。

  

  5結(jié)論

  5.1醫(yī)院潔凈手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)可以將制冷、除濕分開控制,即用獨立的除濕系統(tǒng)取代電加熱熱補(bǔ)償,能有效地控制手術(shù)室內(nèi)的溫濕度。

  5.2該空調(diào)系統(tǒng)可以降低設(shè)備成本和運行費用,有明顯的節(jié)能效果,尤其對我國南方過渡季長地區(qū),系統(tǒng)方案優(yōu)勢明顯,更值得采用。

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