一、手术部空调的特点
1、手术部的空调系统与医院其他区域相比,具有负荷特性特殊、运行时间长、可靠性要求高的特点。如果直接采用医院集中冷热源系统,可能会面临供冷供热不及时、能源浪费、系统可靠性不足等问题。因此,在设计手术部空调冷热源时,必须充分考虑其全年供冷需求、负荷波动特性、运行可靠性等因素,并采取合理的优化措施。
2、在《医院洁净手术部建筑技术规范》GB50333-2013中对手术部冷热源的选择有如下规定:
洁净手术部净化空调系统可采用独立冷热源或从医院集中冷热源供给站接入。除应满足夏、冬设计工况冷热负荷使用要求外,还应满足非满负荷使用要求,以及考虑冬季制冷需要。冷热源设备不宜少于2台。
一年中需要供冷供暖运行时间较少的洁净手术部宜采用分散式冷热源。应有密封措施。
3、手术部空调负荷的特性在于全年供冷需求突出、负荷波动大存在极小负荷工况、因手术关乎生命抢救所以对系统可靠性要求极高。
4、由于医疗设备散热、照明、人员密集等因素,手术部显热负荷大,且全年需要供冷,即使在冬季也可能需要制冷。手术室对相对湿度(通常40%-60%)的控制极为严格,过渡季节仍需除湿,导致冷负荷持续存在。
5、手术部运行时间可能远超医院其他区域(如夜间急诊手术)。可能仅1-2间手术室使用,冷负荷极低,但集中冷源可能无法高效匹配。
6、手术室温湿度失控可能影响患者安全,冷热源必须保证不间断运行。若依赖单一冷源(如仅1台冷水机组),故障时可能导致整个手术部无法供冷。
二、医疗优先与系统可靠性
冗余设计:即使采用集中冷热源,手术部应配置备用制冷机组(如N+1冗余)或应急冷源(如蓄冷系统),确保单台设备故障时仍能维持温湿度稳定。
独立应急方案:对于生命支持区域,可增设风冷模块机或直膨式机组作为过渡季节/故障时的快速响应冷源。
三、负荷特性与能源匹配
全年供冷需求:手术部显热负荷占比高且持续,需优先选择:
自然冷源利用:过渡季节采用冷却塔免费供冷(水温≤15℃时)、新风深度除湿+再热回收。
柔性热泵系统:兼具制冷/供热功能的热泵机组,回收冷凝废热用于再热或生活热水,提升综合能效。
最小负荷应对:采用变频压缩机、模块化机组或微型冷机(如磁悬浮机组),适应单间手术室运行的超低负荷。
四、分散式与集中式的融合
混合能源架构:
集中冷源基础:夏季依赖医院主冷水机组,但需独立管路保证供冷连续性。
分布式补充:增设手术部专用风冷热泵或直膨机,应对过渡季节集中冷媒温度过高(如冷冻水>10℃无法除湿)的问题。
梯级能源利用:
高温冷水(14-16℃)处理显热负荷,低温冷水(7℃)仅用于湿度控制,降低集中冷源能耗。
蒸汽锅炉仅供应灭菌需求,手术部采暖采用低品位热源(如热泵或余热回收热水)。
五、节能与可持续性创新
废热回收:将制冷机组冷凝热转化为手术部再热或热水预热的能源,减少锅炉负荷。
智能调控:
基于手术排程的动态负荷预测,自动切换冷源运行模式(如夜间蓄冷+日间放冷)。
湿度优先控制,避免过度降温导致的再热能耗。
六、设计实施建议
独立水系统:即使接入集中冷源,手术部空调水系统宜独立循环,避免其他区域水力干扰。
备用电源:冷热源设备需纳入医院应急供电体系,确保停电时持续运行。
七、结论
手术部冷热源设计需以 “需求侧精准匹配” 替代 “供给侧一刀切” ,通过混合能源、柔性调节与智慧管理,在保障医疗环境的同时实现能源价值最大化。小型医院可倾向模块化独立系统,大型医院则适合“集中+分布式”互补架构,最终达成安全、低碳、经济的综合目标。

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