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潔凈手術部濕度超標的“元兇”是誰?
發布時間:2019-08-30     閱讀:
文:潘學剛
北京北方天宇醫療建筑科技有限公司

在“高溫高濕”的季節,醫院手術室也到了接受考驗的時候,“溫度降不下來,濕度太高”的問題是大部分手術室集中出現的問題。造成手術室溫濕度超標的原因到底是什么呢?下面我們分析一下手術室的負荷組成。

圖1  手術室一角
 

以I級手術室為例,一間手術室的熱濕負荷分為兩個部分,人員熱濕負荷和設備的熱負荷。

每間手術室的手術類型是固定的,所以患者和醫護人員的數量也是基本確定的,人員的熱濕負荷也就基本穩定的。
設備負荷參照《潔凈手術部和醫用氣體設計和安裝》GJBT-1012(圖集號07K505)(表1)。

表1  手術室設備負荷

手術室設備

功率(W)

計算取值(W)

手術無影燈

250~1000

600

電凝器

20

20

觀片燈

<50/片*6

300

監視器

20左右

20

呼吸機

<50

50

電刀

230~350

300

保溫柜

300

15

麻醉機

30左右

30

監護儀

50~80

60

心電圖機

<50

50

腦電圖機

100~600

400

肺功能測定儀

80

80

體外循環機

2800

1200

保冷柜

250

15

總計

             /

Q3=3140

 

結合上面的數據分析,手術室的負荷為維護結構、人員、照明、主要設備。這些參數不會隨著時間發生太大的變化,所以,手術室的熱濕負荷應該是恒定的。

我們用手術室的i-d圖再進行分析(圖2)。


圖2手術室的i-d圖

從i-d圖上可以看出,室內點N點、送風狀態點S點、機器露點L點,都是恒定不變的,唯一變化的就是新風的室外點W點,會更具地理位置和氣候的變化而變化。也就是說從W點處理到L點如果不穩定的話,后面的送風點S點就會有波動,只有L點能夠穩定住,手術室就能夠達到恒溫恒濕。

 

從上面的數據分析和i-d圖的分析,影響手術室的濕度不穩定的因素就是室外的新風經過新風機組后,處理的不穩定,才會造成手術室的濕度超標。也就是說新風的狀態才是手術室保證濕度的核心。

 造成新風不穩定的原因

新風狀態對保證手術室的濕度至關重要,影響新風狀態,導致其不穩定的因素有如下兩種。

1

新風機組的冷凍水溫過高

常規的新風機組的工況要求冷凍水溫為7`12℃,但是往往大樓提供的冷凍水到達新風機組時,水溫已經到了10℃,這樣新風機組已經很難達到除濕能力,也就不能把新風處理到L點了,房間的濕度也就沒有辦法保證了。

2

設計參考參數和實際室外溫度有區別


圖3 北京氣象參數截圖
 
空調設計所參照的氣象參數的依據為《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》2012年和《采暖通風與空氣調節設計規范》2001年。其中的規定,以北京為例:夏季的空調干球計算溫度為33.5℃,而北京的實際溫度能夠達到40℃。這就會造成新風機組在高溫的天氣的時候,沒有足夠的處理能力使新風處理到L點。所以,設計的新風機組要有針對特殊高溫高濕天氣的處理能力。

 

通過以上的分析發現,造成新風處理不穩定的因素其實就是新風機組的制冷能力。我們應該采用什么辦法才能保證新風機組有足夠的制冷能力,同時后期運營成本還不會增加呢(圖4)?

圖4 冷凝熱無極熱回收原理圖
 

 新風機組的除濕方法

在新風機組的出風段配置獨立冷源的深度除濕裝置,為機組提供單獨的直膨式冷源來給新風機組除濕。新風機組的除濕所需要的冷量基本占整臺新風機組60%左右的冷負荷。所以選擇一臺適合的新風機組深度除濕機是非常重要的?,F在市面上的深度除濕機有三種:

01

直膨式制冷機組

這種形式的除濕機,蒸發器放置在新風機組內部,壓縮機和冷凝器至于室外,蒸發器后邊必須配置加熱段。這種方式對前段是否設置一級冷盤管沒有特殊要求,但是整套系統運營能耗很大,用電量較大,對現場的電源敷設要求比較苛刻。
02

常規的深度除濕機


圖5 常規的深度除濕機

這種形式的除濕機,蒸發器、冷凝器、壓縮機均放置在新風機組內部。這種形式的除濕機在前段必須設置一級制冷盤管,對一級制冷盤管的要求很嚴格,簡單的理解就是把從W點處理到L點分成兩部分,前一部分靠一級水盤管來處理,后一部分靠除濕機來處理。

 

但是由于對冷凝器的散熱有要求,這就造成前端的蒸發器的制冷能力受限制,對一級表冷的要求比較苛刻,如果現場提供的水溫達不到設計要求,增加這種除濕機就達不到除濕效果,對L點也是處理不到的。
03

冷凝熱無極熱回收除濕機

這種除濕機是常規除濕機的升級,在原有除濕機的基礎上增加了室外的冷凝器,同時壓縮機也放置了機組外邊。這種機組由于設置了室外的冷凝器,就可以把多余的熱量直接排放掉,后端也不需要增加加熱段,靠室內的冷凝器來提供熱量。這樣就對前段是否設置一級冷盤管,或者是一級冷盤管制冷能力不夠用,后面的除濕機還可以提供助力,保證系統的除濕能力,把L點很精準的穩定住。

 

最后,通過上述負荷分析,配合i-d圖的解釋,確定了“新風”是造成手術室濕度不穩定的主要原因,我們需要根據項目所處的地理位置和系統的實際情況,來選用適合每個項目空調系統的除濕設備,才能保證手術室達到恒溫恒濕,實現后期的運營費用降到最低。



 
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