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医院洁净手术部空调水系统:四大设计难题,一招击破!
发布时间:2025-04-14
医院洁净手术部空调水系统:四大设计难题,一招击破!
在医院洁净手术部的建设中,空调水系统工艺设计犹如精密仪器的核心部件,其重要性不言而喻。一个设计精良的空调水系统,不仅能为手术提供稳定、适宜的温湿度环境,减少术后感染风险,还能有效降低能耗,节省运营成本。然而,这一系统的设计并非易事,诸多难点犹如拦路虎,横亘在设计者面前。今天,就让我们一同深入探讨这些难点,并寻找有效的破解之道。
难点一:负荷计算复杂,精准度要求高
医院洁净手术部的功能多样,不同区域如手术室、麻醉室、恢复室等,对温湿度的要求各异,且手术过程中的人员、设备散热散湿情况复杂多变。以手术室为例,手术灯、无影灯等设备功率大,产热多;而医护人员身着厚重的手术服,散热散湿也有其特殊性。同时,手术过程中可能因使用不同设备、进行不同类型手术,导致负荷波动明显。这就要求在进行空调水系统负荷计算时,必须充分考虑各种因素,精确计算每个区域、每种工况下的冷热量需求。稍有偏差,就可能导致空调系统制冷制热能力不足或过剩,影响手术环境的舒适性和安全性。
破解之道:采用精细化的负荷计算方法,运用专业的建筑能耗模拟软件,如 DeST、EnergyPlus 等。这些软件能够综合考虑建筑围护结构、人员活动、设备运行等多种因素,对不同时段、不同区域的负荷进行详细模拟计算。同时,设计人员应深入调研手术部的实际使用情况,收集准确的数据,包括设备功率、人员数量及活动规律等,为负荷计算提供坚实依据。此外,在计算过程中,还需预留一定的负荷余量,以应对可能出现的突发情况或未来设备更新、功能调整带来的负荷变化。
难点二:水力平衡难以实现,影响系统性能
医院洁净手术部空调水系统通常较为庞大,包含众多的空调末端设备,如风机盘管、空气处理机组等。这些末端设备分布在不同楼层、不同区域,管道走向复杂,各并联环路的长度、管径、局部阻力等存在差异,导致系统水力平衡难以保证。一旦水力失调,就会出现部分区域过热或过冷的现象,影响手术部的整体舒适性。同时,水力失调还可能导致系统能耗增加,水泵运行效率降低,甚至对设备造成损坏,缩短系统使用寿命。
破解之道:在系统设计阶段,优先选用同程式水系统。同程式系统中,各并联环路的水流路径长度基本相等,阻力大致相同,有利于实现水力平衡。当因建筑结构或其他原因无法采用同程式系统时,应在异程式系统的每个并联支环路设置可测量数据的流量调节或水力平衡装置,如静态平衡阀、动态平衡阀等。这些阀门能够根据系统运行情况,自动调节流量,确保各末端设备得到合适的水量。此外,在系统调试阶段,要借助专业的水力平衡测试仪器,对系统进行全面细致的调试,精确调整各阀门开度,使系统达到最佳的水力平衡状态。
难点三:水质要求严格,处理不当易引发问题
手术部空调水系统中的水质直接关系到系统的正常运行和设备的使用寿命。水中的杂质、微生物、钙镁离子等若含量过高,容易在管道和设备表面形成污垢、腐蚀管道,降低热交换效率,甚至堵塞管道,影响系统正常运行。例如,钙镁离子含量过高会导致水垢生成,附着在换热器表面,阻碍热量传递;微生物滋生则可能引发管道腐蚀,产生异味,影响室内空气质量。而手术部对空气质量要求极高,任何水质问题都可能间接影响手术环境的洁净度,威胁患者安全。
破解之道:建立完善的水质处理系统。首先,对补水进行严格处理,根据当地自来水水质情况,必要时采用软化、过滤、杀菌等多种工艺相结合的方式,确保补水水质符合《采暖空调系统水质》GB/T 29044 的相关规定。当水系统对含氧量要求较高时,可采用气压罐定压补水方式,并采取相应的除氧措施。其次,在系统运行过程中,定期对循环水进行检测和处理,通过投加缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等化学药剂,控制水中杂质、微生物和腐蚀离子的含量。同时,设置水过滤器,定期清洗或更换滤芯,去除水中的颗粒杂质。此外,加强对水质处理设备的维护管理,确保设备正常运行,保证水质始终处于良好状态。
难点四:系统节能设计挑战大,运营成本需控制
医院洁净手术部空调水系统全年运行时间长,能耗巨大,节能设计成为降低运营成本、实现可持续发展的关键。然而,由于手术部对温湿度稳定性要求高,传统的节能措施可能难以满足其特殊需求。例如,采用变流量系统虽然能在部分负荷工况下降低水泵能耗,但在手术部这种对流量稳定性要求较高的场所,实施起来存在一定难度,需要精确的控制策略和可靠的设备保障。此外,如何在保证手术环境舒适性和安全性的前提下,充分利用自然冷热源,也是节能设计面临的一大挑战。
破解之道:采用综合节能措施。一方面,选用节能高效的冷热源设备,如高效冷水机组、热泵机组等,提高能源转换效率。另一方面,合理配置水泵,采用高效的变频调速泵,根据系统负荷变化自动调节水泵转速,降低水泵能耗。在满足系统水力平衡和流量要求的前提下,优化水管管径设计,一般保证管内流速不大于 1.5m/s,减少沿程阻力损失。经技术经济分析合理时,适当加大冷冻水干管的管径,降低系统能耗。同时,积极探索利用自然冷热源的途径,如采用地源热泵系统、太阳能热水系统等,与传统冷热源系统相结合,实现能源的梯级利用。此外,建立智能化的能源管理系统,实时监测系统能耗数据,通过数据分析优化系统运行策略,实现节能运行。
医院洁净手术部空调水系统工艺设计的难点虽多,但只要我们深入了解每个难点的本质,运用科学合理的设计方法和先进的技术手段,就能够一一破解。在设计过程中,始终以保障手术环境的舒适性、安全性和节能性为出发点,精心计算、巧妙布局、严格把控水质、积极探索节能路径,为医院打造高效、稳定、节能的空调水系统,为手术的顺利进行提供坚实保障。