如何對(duì)潔凈手術(shù)室的新風(fēng)系統(tǒng)中的空氣除濕、過(guò)濾灰塵和細(xì)菌，再處理到手術(shù)室要求的溫度？這就需要潔凈暖通空調(diào)系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計(jì)。整套大系統(tǒng)中一套冷源、一套熱源的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，是電、燃?xì)?、燃油?/span>
醫(yī)院傳統(tǒng)的冷源多為冷水機(jī)組（多為壓縮式）、熱源多為鍋爐（多為蒸汽）組合提供，并由冷熱源集中供給大樓中各功能空間所需的冷媒與熱媒。這種集中式冷源、熱源供給系統(tǒng)的媒介與溫度是以控制參數(shù)要求較高的空間而設(shè)定的，常常采用7℃冷水的冷媒和高壓蒸汽的熱媒，對(duì)于要求較低的空間則可采用調(diào)質(zhì)或調(diào)量等措施進(jìn)行運(yùn)行調(diào)節(jié)，使得醫(yī)院建筑各功能空間得以有效控制。
一、傳統(tǒng)冷熱源配置的弊病
傳統(tǒng)冷熱源的本質(zhì)是采用高溫?zé)嵩磁c低溫冷源集中解決不同科室常溫范圍內(nèi)的室內(nèi)空調(diào)。這種傳統(tǒng)冷熱源及其配置正是醫(yī)院節(jié)能的癥結(jié)所在，龐大的集中供冷、供熱系統(tǒng)限值了節(jié)能運(yùn)行。在醫(yī)院供冷系統(tǒng)運(yùn)行中往往會(huì)出現(xiàn)如下一些問(wèn)題：
1、為了保證關(guān)鍵科室濕度控制要求，在空調(diào)供冷工況下必須始終供給7℃（甚至更低）的冷水。過(guò)去為了保證關(guān)鍵科室溫濕度要求常常采用傳統(tǒng)的一次回風(fēng)再加熱，現(xiàn)在為了節(jié)能又不得不采用二次回風(fēng)。由于這些科室熱濕比較小，使得空調(diào)機(jī)組所需控制的機(jī)器露點(diǎn)溫度更低，甚至不得不降低冷凍水水溫。
2、空調(diào)期間隨室外氣溫下降，為保證絕大多數(shù)一般科室的空調(diào)要求與節(jié)能需要，常常提高集中供給冷水的水溫，客觀上造成關(guān)鍵科室濕度超標(biāo)。
3、大型醫(yī)院的關(guān)鍵科室常常會(huì)處于空調(diào)內(nèi)區(qū)，當(dāng)全年空調(diào)水系統(tǒng)轉(zhuǎn)為供熱工況時(shí)，關(guān)鍵科室或部分房間仍需供冷。即使關(guān)閉供熱水系統(tǒng)，房間溫度仍超高。為此需采用四管制空調(diào)水系統(tǒng)，但不符合空調(diào)節(jié)能要求，現(xiàn)又不得不采用二管制系統(tǒng)。
4、大多數(shù)醫(yī)院由于種種原因在供冷季節(jié)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中，無(wú)法保證7℃供水溫度，關(guān)鍵科室溫濕度難以保證。尤其是采用溴化鋰吸收式冷源的場(chǎng)合。
二、供熱系統(tǒng)運(yùn)行問(wèn)題
傳統(tǒng)冷熱源供熱系統(tǒng)運(yùn)行中也出現(xiàn)如下一些問(wèn)題：
1、醫(yī)院常年供熱的部門有的需要蒸汽、有的需要熱水。負(fù)荷很大，對(duì)供熱的要求不一，系統(tǒng)整合難度較大。這些部門位置分散、相隔較遠(yuǎn)，難以有效進(jìn)行冷凝水熱回收。
2、供熱系統(tǒng)需敷設(shè)龐大的蒸汽管網(wǎng)，供熱平衡性差，調(diào)節(jié)困難，對(duì)負(fù)荷擾動(dòng)的反應(yīng)滯后；使用靈活性較差，需要以較大的代價(jià)來(lái)滿足個(gè)別部門的特殊要求，很多情況下甚至無(wú)法滿足這些特殊要求。
3、熱媒輸送過(guò)程中動(dòng)力損失和熱力損失較大，普遍存在滴、冒、漏現(xiàn)象，這部分能耗不容忽視。不但需要大量的初投資和維護(hù)費(fèi)用，也給醫(yī)院帶來(lái)噪聲、視覺(jué)和環(huán)境污染。
三、傳統(tǒng)冷熱源設(shè)計(jì)問(wèn)題
由于環(huán)保的要求，現(xiàn)代醫(yī)院基本不再用燃煤鍋爐，改為燃?xì)?、燃油鍋爐，特別是燃?xì)忮仩t，其容量大小與燃燒效率和污染控制關(guān)系不太大，因此沒(méi)有必要再采用集中鍋爐或蒸汽供熱網(wǎng)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)?，F(xiàn)代醫(yī)院用能特點(diǎn)是供冷量、供熱量大，冷熱源供給介質(zhì)主要是冷水和熱水。用戶側(cè)分散且有兩類不同控制要求、差異大。由于醫(yī)院建筑傳統(tǒng)冷源、熱源分置，一方面制冷機(jī)組產(chǎn)生低溫冷媒同時(shí)排出非?？捎^的廢熱量，一方面又消耗大量能源用鍋爐提供蒸汽。而且集中式供冷、供熱系統(tǒng)對(duì)于兩類不同控制要求的科室，難以提高整個(gè)系統(tǒng)的能源利用率。因此醫(yī)院節(jié)能的關(guān)鍵應(yīng)是冷熱源的合理匹配、提高能源利用效率，而不是抑制需求，尤其不能降低環(huán)境控制質(zhì)量，否則后患無(wú)窮。
目前醫(yī)院設(shè)施系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念是院內(nèi)各功能科室分別設(shè)計(jì)。以各種功能科室特定空間為控制目標(biāo)，由冷源、熱源向控制目標(biāo)直接輸入，經(jīng)調(diào)至合適的冷、熱媒介量來(lái)實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)也產(chǎn)生廢熱、廢水、廢氣。冷媒主要供夏季醫(yī)療科室空調(diào)使用，熱媒主要供應(yīng)蒸汽和熱水，用于消毒、生活熱水、醫(yī)療供熱、冬季供暖和食堂炊飲等。在冷源供冷和熱源產(chǎn)熱的同時(shí)，消耗了電或氣等能源，并相應(yīng)產(chǎn)生廢熱（冷），以排風(fēng)、冷凝水或生活污水的形式排放到外環(huán)境中。傳統(tǒng)節(jié)能的理念又是各個(gè)專業(yè)從各自角度提出的節(jié)能措施，無(wú)法形成綜合措施。即使采用先進(jìn)的技術(shù)，使用高效的設(shè)備，提高系統(tǒng)用能效率，終降低的能耗、減少的廢熱排放還是有限的。
四、傳統(tǒng)冷熱源思路的突破
如上所述，要達(dá)到真正節(jié)能這一目的，必須治本，必須改變傳統(tǒng)冷熱源形式與設(shè)施系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念。節(jié)能問(wèn)題不是簡(jiǎn)單的提高效率，抑制需求，降低能耗，而是合理利用能量、采用合適能位的媒介，降低的僅僅是能源消耗，同時(shí)將對(duì)環(huán)境的影響降低到小。
1、改變-傳統(tǒng)冷熱源配置
如何改變傳統(tǒng)冷熱源？設(shè)想有兩股自來(lái)水，如果能將一股水的熱量移到另一股水去，則一股水變?yōu)槔渌?，另一股水則成為熱水，成為冷源、熱源，所消耗的電量?jī)H僅是兩股水之間的熱能搬運(yùn)能量，沒(méi)有廢熱排出。由于這一裝置將冷熱源組合在一起，稱之為多功能冷熱源一體機(jī)。各自產(chǎn)生冷量或熱量，所消耗的能量只是轉(zhuǎn)移熱能。冷熱源一體機(jī)兩端同時(shí)供熱、供冷，實(shí)現(xiàn)四管制空調(diào)系統(tǒng)十分方便。
冷熱源一體機(jī)不同于熱泵，熱泵有一個(gè)服務(wù)對(duì)象，當(dāng)季節(jié)轉(zhuǎn)換服務(wù)對(duì)象需求變化，需要設(shè)置四通閥進(jìn)行轉(zhuǎn)換，但總是一側(cè)向服務(wù)對(duì)象供熱或供冷，另一側(cè)向室外排出廢熱，而冷熱源一體機(jī)沒(méi)有四通轉(zhuǎn)換閥，兩側(cè)同時(shí)為對(duì)象服務(wù)，沒(méi)有廢熱排出。冷熱源一體機(jī)也不同于熱回收機(jī)組，全年從兩端同時(shí)供冷和供熱，因?yàn)闆](méi)有廢熱產(chǎn)生，也就不存在熱回收。熱回收機(jī)組與室外溫度有關(guān)，而冷熱源一體機(jī)全年都能用。冷熱源一體機(jī)的大制約條件是兩側(cè)水溫不可能很低或很高，或者說(shuō)兩側(cè)水溫差不能很大。如果一側(cè)產(chǎn)生7℃的冷水，另一側(cè)產(chǎn)生55℃的熱水，正是它較為理想的運(yùn)行范圍，適合空調(diào)使用。冷熱源一體機(jī)能滿足空調(diào)需要產(chǎn)生7℃的冷水，而且同時(shí)可提供大量55℃的熱水，消除了因燒鍋爐所產(chǎn)生的大量煙氣排放。冷熱源一體機(jī)的另一個(gè)制約條件是兩端制冷量和供熱量必須是匹配的。如果不平衡，則不平衡一端必須向外排熱（冷）以保持兩端平衡。
2、改變傳統(tǒng)冷熱源設(shè)計(jì)理念
冷熱源一體機(jī)改變了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，將原先以特定空間為控制目標(biāo)，轉(zhuǎn)變成以整棟大樓為控制目標(biāo)。綜合規(guī)劃整棟大樓的能源供給，使之冷熱量平衡，減少?gòu)U熱（冷）排放，從而將能源消耗降低到較低。這種理念對(duì)醫(yī)院建筑特別適合，現(xiàn)代醫(yī)院建筑全年用水量大，即使在夏季也須消耗大量熱水，是對(duì)這種理念的大支撐。加大空調(diào)系統(tǒng)的熱水用量也是一條途徑，如推薦四管制空調(diào)系統(tǒng)和一次回風(fēng)再加熱處理方式。這對(duì)醫(yī)院關(guān)鍵科室更為適宜，因?yàn)獒t(yī)療科室熱濕比小，關(guān)鍵科室往往處于內(nèi)區(qū)，一次回風(fēng)再加熱處理方式不僅控制可靠而且提高機(jī)器露點(diǎn)，消耗多余的熱水，并提升室內(nèi)環(huán)境控制質(zhì)量。這些措施原先被節(jié)能相關(guān)規(guī)范定義為耗能的措施，現(xiàn)在卻因多功能冷熱源一體機(jī)成為節(jié)能減排的控制模式。在冬季室內(nèi)有供暖熱負(fù)荷，同時(shí)有需供熱水的場(chǎng)所，冬季熱負(fù)荷與夏季冷負(fù)荷相比往往要小，病房需用大量熱水是短時(shí)的，這時(shí)可以暫停供暖，利用建筑本體蓄熱維持室內(nèi)溫度，用完熱水后再恢復(fù)供暖，這樣不僅節(jié)能而且提高了設(shè)備利用率，降低了造價(jià)，更關(guān)鍵的是降低了用熱量。除濕后再加熱方式對(duì)沿海地區(qū)過(guò)渡季節(jié)空調(diào)也尤為重要。利用冷熱源一體機(jī)可大力提倡一次回風(fēng)再加熱空調(diào)系統(tǒng)，加大了冷水的耗量，提高了室內(nèi)控制質(zhì)量。濕度控制是提高室內(nèi)空氣質(zhì)量的關(guān)鍵。這樣不僅充分利用了冷熱能量，也減少了因兩端不平衡而排放廢熱，既節(jié)能又環(huán)保。采用多功能冷熱源一體機(jī)是以整棟大樓保持冷熱量平衡為目標(biāo)，可實(shí)施綜合考慮室內(nèi)外環(huán)境的能量調(diào)節(jié)策略。根據(jù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的具體情況，選擇不同容量的冷熱源一體機(jī)組合方式，或選擇單冷冷水機(jī)組與冷熱源一體機(jī)組合方式，或選擇分散式熱源與冷熱源一體機(jī)組合方式，進(jìn)行調(diào)節(jié)。依據(jù)不同氣候狀態(tài)下不同冷熱源的能量利用效率，實(shí)施較佳的能量調(diào)節(jié)，盡可能減少排放量，但不禁止任何場(chǎng)合下向室外排放廢熱。
3、改變冷熱源 水系統(tǒng)設(shè)計(jì)
如上所述，必須改變?nèi)杭泄├涔岬膫鹘y(tǒng)模式，將有濕度控制的關(guān)鍵科室與一般科室分成兩個(gè)系統(tǒng)，為采用不同能位的能源創(chuàng)造條件。單獨(dú)確保關(guān)鍵科室供給7℃冷水，以便控制關(guān)鍵科室醫(yī)療環(huán)境，提高系統(tǒng)能源利用效率。在新建醫(yī)院設(shè)計(jì)時(shí)就須做好系統(tǒng)分區(qū)，在平面布局上將關(guān)鍵科室適當(dāng)集中，與一般科室分離。再根據(jù)不同功能科室的室內(nèi)環(huán)境控制參數(shù)，如溫濕度控制要求、無(wú)菌水平、潔凈度級(jí)別、換氣次數(shù)等，以及運(yùn)行時(shí)間，將系統(tǒng)合理分區(qū)。如關(guān)鍵科室較大或較為獨(dú)立，在設(shè)計(jì)時(shí)可為其設(shè)置獨(dú)立系統(tǒng)或者配置獨(dú)立小型冷熱源。對(duì)于一般科室，可根據(jù)不同氣候條件下采用分階段調(diào)整冷水機(jī)組的設(shè)定溫度，適當(dāng)提高供水溫度，一般情況下供水溫度不超過(guò)12℃。但是對(duì)于既有醫(yī)院建筑，采用系統(tǒng)分離的技術(shù)來(lái)改造原有系統(tǒng)花費(fèi)的物力人力太大。大多醫(yī)院要統(tǒng)一供給7℃冷水，使能耗增大；或者犧牲關(guān)鍵科室環(huán)境控制以維持系統(tǒng)原狀。
為了使既有醫(yī)院關(guān)鍵科室原有空調(diào)機(jī)組能采用水溫較高的供冷系統(tǒng)，又要保證其醫(yī)療環(huán)境控制，可推薦使用新風(fēng)預(yù)處理方法，即采用濕度優(yōu)先處理的機(jī)組或采用雙冷源雙盤管機(jī)組等方式進(jìn)行深度冷卻除濕，將關(guān)鍵科室新風(fēng)預(yù)處理到更低的露點(diǎn)，消除新風(fēng)濕負(fù)荷，甚至承擔(dān)室內(nèi)全部濕負(fù)荷。如關(guān)鍵科室已設(shè)置供過(guò)渡季節(jié)用的獨(dú)立冷源，新風(fēng)機(jī)組內(nèi)也可設(shè)置兩級(jí)冷卻除濕裝置，一級(jí)是水冷盤管利用大系統(tǒng)的冷水，二級(jí)裝置可源于為關(guān)鍵科室設(shè)置的獨(dú)立冷源。即利用不同能位的能源，實(shí)施合適的空氣處理。這一方案改造量小，同樣可達(dá)到較好效果。