潘善伟
浙江医院后勤管理中心主任 高级工程师
第6届中国医疗环境与健康大会暨中国医用洁净装备工程展览会分论坛“洁净空调系统与冷热源设置技术专业论坛”上所作精彩演讲，现将演讲内容分享给广大业界同仁学习和交流。
一、手术部空气洁净要求与能耗现状
01
某手术部洁净区介绍
某手术部建筑面积4900m²，共计19间手术室（见右），其中设置5间Ⅰ级手术室，6间Ⅱ级手术室，7间Ⅲ级手术室（3台净化机组），1间正负压手术间，走廊以及其他辅房设有3台净化机组，新风机组3台，净化空调机组采用四管制系统，一次回风处理，即新风处理机组对新风进行除湿或加热，再进入净化机组进行二次降温除湿或加热或加湿以达到送风要求。夏季和冬季采用大楼冷热源（非独立冷热源），过渡季节设置独立冷热源（2台热泵机组），每台机组各对应3台循环水泵，采用二用一备运行模式。
02
手术部净化空调系统
手术室无菌区通过空气通风和过滤处理是必要的，空气过滤除菌和除尘是最有效、最可靠、最安全、最经济的手段，针对过滤细菌与霉菌，各国医院建设标准都采用空气过滤的方式。
各国标准情况
03
能源归类与划分
04
手术部能耗状况
◇ 医疗机构能耗是其他一般公共建筑1.6~2倍，手术部又是医院建筑耗能中的能耗大户，洁净系统空调的冷负荷为一般舒适性空调的2~3倍。
◇ 据统计，医院空调能耗占医院整体能耗的50%左右，而手术部洁净空调能耗又占空调能耗的约25%-30%，较大型的洁净手术部能耗占空调能耗的1/3。
◇ 手术部需要控制和调节湿度，维持新风量和室内正压差，为了控制湿度，消除湿度危害，又需要进行热平衡处理，整个净化处理和使用过程，环节多，潜力巨大。
05
节能降耗措施
方向：
▪ 设计改造优化节能
▪ 操作和应用节能
▪ 运维管理节能
路径：
▪ 提高设备和设施的运行效率
▪ 降低消耗和无效浪费
▪ 合理利用余热（余冷）
06
安全防护要求和基础
管理和操作人员应掌握医院空气净化和防感染要求，了解净化空调系统的工作原理、工作要求和能耗状况，在不构成手术部运行安全隐患以及保证控制手术部空气质量的前提下，倡导节能降耗管理。
二、净化空调系统设计优化节能
01
增加深冷除湿设备
（1）试运行期间，恰逢盛夏季节，手术室湿度问题突出，湿度指标很难降到设计值范围。空调冷源采用中央空调提供，因管线布局原因，新风处理机组和净化空调机组进水温度为8~9°C。
（2）临时措施
①采用人为降低中央空调出水温度，提高新风机组除湿效果，但造成中央空调系统很大的能源浪费。
②降低新风机组表冷器温度，使新风集中除湿处理能力得到大大提升，被处理新风与一次回风混合，经冷却和再热处理至送风状态。
（3）解决方案
新风集中处理的需求：
所投入的设备应处理新风至较低的机器露点，能承担室内湿负荷的机器露点状态，再与回风进行混合，经极少再热或冷却至送风状态，控制应简单。
增加深冷处理设备：
对于我国南方地区，除湿量非常大，一般温度至11℃左右，已经达到了水表冷器处理的极限温度了，如冷水不稳或大于7℃，很难实现有效除湿，新风处理机组宜增设深冷处理设备，相比较低温制冷型模块机组投资大、而内置直膨机方案较为经济和方便，直膨式机组可有效减少再热能耗。
02
配置热泵机组
热泵机组特点：
1.受环境影响低（温度范围）
2.效果突出，投资回收期较短
3.环保型产品，无任何污染
4.使用寿命长，运行费用低
5.运行安全，无人操作
6.模块化设计，安装方便
增加备用空调热泵机组：
目前手术部配置了2台热泵机组，1台用于制冷运行，另1台用于制热运行。在过渡季节两台热泵机组不能互为备用，存在安全隐患。考虑到场地和投资问题，增加1台热泵机组作为应急备用机组，管道双向连接，采用阀门切换控制，当其中1台热泵设备发生故障，备用机组通过相关操作投入运行，使系统回归到安全状态。避免临时启动中央空调或锅炉设备，导致浪费现象发生。
03
增加深冷除湿设备
◇ 净化空调系统需要具备冷却除湿+再加热功能，而四管制热泵机组同时可以提供热水源和冷水源，满足洁净手术室对温度和湿度处理的要求；
◇ 采用四管制热泵机组，机组综合能效比=（制冷量+制热量）/输入功率，最高可以达到7.5，最大范围利用废热或废冷；
◇ 单台热泵机组同时供冷供热，冷热量自动匹配，能够确保运行安全。
04
热泵机组循环水泵采用变频控制
（1）运行期间，1台热泵机组对应2台定频循环水泵（11KW/台），热泵机组水流量≧ 114M3/h,单台水泵流量72M3/h。
（2）选择一台水泵改为变频水泵，可明显降低水泵能耗（-22%）。
05
加强隔热保温措施
一般地，通风管道表面积比水管大多了，空调送风损耗冷量占总冷量5%。如20-50%由外围结构传热所消耗，夏季冬暖占20%；夏热冬冷占35%；寒冷地区占40%；严寒地区占50%；温差越大，能耗浪费越严重。
围护结构热工性能：
手术室系统保温隔热设计与安装，包括管道、风管、机组壳体以及围护结构，绝热保温的完好度将影响能量的消耗；手术室周围框架内增加玻璃棉、岩棉等保温材料，但不应遗忘手术室顶部保温和日常维护工作。
06
采购应设置合理的技术参数
① 净化空调机组选择优质的节能产品和元件；
② 净化机组送风电机，应抛弃轴承和皮带的产品，选择直驱风机产品；
③ 选择适合的蒸汽加湿装置；尽可能摒弃电加热设备；
④ 管线走向设计合理，尽可能缩短送风距离和弯头；安装工艺应精细到位。
三、应用操作节能
01
手术室内运行能耗的指标参数
（1）据统计，Ⅰ级手术间耗电量约20KW，每天12h，每台手术约80KWh，Ⅱ级手术间耗电量约15KW，每天12h，每台手术约60KWh；
（2）选取某个时段，分别统计和计算手术室相关能耗指标，甚至建立单位定额指标或参数值；如过渡季节、夏季、冬季等手术室能耗状况；
（3）横向比较和纵向比较，与其他先进医院手术室能耗进行比较，查找能耗偏大原因和问题。
单台手术平均能耗= ∑手术净化系统能耗/总手术量；
单位建筑面积能耗= ∑手术净化系统能耗/净化区面积；
过渡季单台手术平均能耗= ∑过度季洁净系统能耗/过渡季总手术量；
夏季单台手术能耗= ∑夏季洁净系统能耗/夏季总手术量；
冬季单台手术能耗= ∑冬季手术净化区能耗/冬季总手术量；
、、、、、、
02
合理控制自净时间
（1）新风按照室内CO2的排气量和最低换气次数进行设计，而设计值又基本大于需求值，据统计，手术净化空调能耗80%消耗在排风阶段；
（2）操作人员应确定合理开机时间，避免术前和术间的空气净化准备时间大幅超过《医院手术部建筑技术规范》GB50333规定的自净时间；
（3）术间自净时间，本质应核对需求和动态参数值；
手术室净化等级
1级手术间
Ⅱ级手术间
Ⅲ级手术间
Ⅳ级手术间
术间自净最少时间（min）
10
20
20
30
GB 50333-2013
医院洁净手术部建筑技术规范
03
手术室温度控制管理
◇ 温度需求属于一个可调节和动态的个人感受范畴，（国务院办公厅规定对于舒适性空调设定的温度是夏季26°C和冬季20 °C ）；
◇ 温度具体值的选择，冬季设定温度宜选择要求下限的参数值，夏季设定温度宜选择要求上限的参数值，辅助房间尤其应该如此；
◇ 无特殊温度和相对湿度要求的手术室，运行温度参考《手术部设计与验收规范》；
◇ 对于舒适性空调，加热工况下，室内温度每降低1°C，能耗减少5-10%；冷却工况下，每升高1°C，能耗减少8-10%。
04
建立合理值班模式
◇ 分析所在医院性质、等级、急诊类别；
◇ 避免大量手术室处于空转或待机状态。分区设置合理，手术室备用等级合理，日夜手术安排流程合理；
◇ 启动手术室净化系统值班待机模式。
四、运维管理节能
01
大小冷热源系统切换操作
（1）在能量需求一致的情况下，比较中央空调综合COP值与热泵机组综合COP值，或者比较消耗电量的绝对值；
（2）门诊或病房中央空调不需要24小时运行的情况下，需要综合评估；
（3）白天采用中央空调系统，晚上采用热泵机组是过渡季节的选项之一。
02
应优先选用低阻力的空气过滤器
（1）过滤器指标：
过滤面积；增大过滤面积延长其使用寿命，过滤器阻力降低，空调系统的能耗随之降低。
容尘量：达到终阻力时所捕集的人工尘总重量，a、玻璃纤维滤材，b、聚丙烯滤材，c、聚丙烯加涤纶复合滤材。
（2）末端过滤器阻力达到运行阻力2倍时，或超过初阻力160Pa或过滤器使用3-5年，或被污染、阻塞应及时更换。
（3）按相关规范要求清洗初效过滤器，大多数F6级别以上过滤器应一次性处理。
03
热泵机组运行与影响因素
◇ 机组布局：注重间距/注重顶部雨棚高度；
◇ 机组翅片清洗和除尘（树叶）；
◇ 蒸发器水侧清洗；
◇ 制冷剂最佳充注量，机组EER/COP值最大；
◇ 对热泵机组翅片周围安装喷水管道，降低冷凝压力。
04
利用户外新风冷量
（1） 新风量满足室内人员卫生要求；满足手术部新风换气次数要求；保证新风量与排风量之差为正值，且室内外空气压差处于设计值范围内。
（2）如何获取室外冷源，方式有二：直接方式：合理配置新风管径，实行风机变频器操作，涉及风阀和风压在线测控调节，以及维持系统风压平衡的排风调速系统；间接方式：利用热交板换，选择性替代空调冷源。
（3）什么温度条件下利用室外低温新风？风压差控制？提供自动选择和判断功能的信息智能技术非常重要。
05
热回收装置/换热器清洗
◇ 应定期对排风热回收装置的换热翅片进行清理，保持通风顺畅和换热效果。
◇ 每半年检查一次热回收器，防止手术部排风渗入新风处理系统，应根据地区差异判断换热翅片冲洗间隔，宜每月检查和清理一次，清理时不得对翅片造成形变。
◇ 表冷器+加热换热器翅片应定期冲洗/管道定期清洗。
◇ 热泵机组出水温的温度重新设定，能否实行大温差运行？有待进一步研究。
五、管理和操作人员培训和教育（器具/技能/意识/制度/人员）
01
安装合理数量的计量器具
（1）运行维护人员应通过计量表掌握手术部分类分项用能状况，如水、电、气、能等消耗；
（2）明确目标，合理配置表具和位置，确认表具倍率和误差率；
（3）手术量和时间段也应纳入统计和分析（包括手术类型等）。
02
相关人员培训和教育
（1）设备设施使用过程中均可能发生故障，而其发生问题或故障经常不是直观可见的，需要通过对其各项参数进行检测和验证，进而判断故障所在和发生的原因。
（2）设施设备巡查、巡检、保养、维修、安全等内容和要求，初效过滤器，封口设施，日常清洗更换；水管风管的滴冒跑漏；保温层、保护层的完好层度。
（3）手术室医护人员应知应会内容、手术室值班要求；
（4）实行完全外包服务管理的方式，需要完善监管措施；
03
建立管理制度和运行规范，树立安全和节能意识
◇ 医院医疗安全和质量要求对净化空调系统运行管理提出了新的要求。管理人员必须具有解决问题的技术以及值班应急处理能力；
◇ 医疗机构应响应国家号召，提倡节能运行管理，降低运行能耗；同时为单位创造效益，为生态文明建设贡献力量；
04
能耗状况记录、分析和比较
（1）针对能耗主要影响因素（消耗点），查找环境温度/湿度/手术室开放数量/运行时间/值班时间段等等与能耗的相关性；
（2)实行分项管理，及时发现运行和使用中存在的问题；
（3)判断和预测系统能耗变化趋势，提出针对性的安全和节能措施，提高节能效果。
手术室使用情况统计表
手术部运行能耗统计表
六、手术部节能管理的趋势与发展
01
行业的设备和技术发展
◇ 净化和空调设备节能成效改进和创新思维无止境；
◇ 医疗行业发展思维永无止境，医疗安全和效率要求的提高，节能和安全技术不断交叉创新和发展，手术室变得更加灵活，以应对各类型手术标准（包括通仓交融手术室、正负压切换手术室等）；
◇ 由于手术净化环节能耗惊人，必将促使手术部运行管理手段的精细化；
手术室内部区域分布
生物安全柜
02
信息和智能化技术应用
◇ 动态管理和监测将成为运维管理一种手段和趋势；
◇ 监测和控制新风量，有效把控能耗。民用建筑实行空气质量IEQ/IAQ检测仪器监测（如CO2、甲醛、甲苯、TVOC等指标）；
◇ 在线检测技术和物联网的逐步完善，将为管理者提供实时、便捷、精准化的数据信息以及直观的视觉效果。
03
手术部节能管理需要内外协作
◇ 手术部管理涉及临床医护人员、院感、医工、后勤技术保障等部门，技术和管理衔接应到位；
◇ 节能管理需要手术室内外部门通力合作，多部门协作管理才能发挥最大的节能效果以及保障手术部运行的安全；
（ 完 ）
