層流凈化手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)的能源管理

周淵

嘉興市第二醫(yī)院 （浙江嘉興 314000）

能源管理是醫(yī)院后勤管理的重要組成部分，不僅影響醫(yī)院服務(wù)環(huán)境和患者體驗，而且影響醫(yī)院的支出和成本。嘉興市第二醫(yī)院作為重點(diǎn)能耗單位，做好節(jié)能工作不僅體現(xiàn)了醫(yī)院的社會責(zé)任，而且對于降低醫(yī)療成本、促進(jìn)醫(yī)院可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。在我院所有耗能設(shè)備中，層流凈化手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)的電力消耗約占醫(yī)院總電耗的35%。本研究從層流凈化手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行、末端使用以及維護(hù)保養(yǎng)現(xiàn)狀3個方面進(jìn)行分析，以最大程度地降低該系統(tǒng)的電耗。

1 層流凈化手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)概述

層流凈化手術(shù)室使用空氣過濾的物理方法清除空氣中的細(xì)菌和病毒，依靠空氣的梯度壓力使各級手術(shù)間均達(dá)到手術(shù)要求[1]。我院層流凈化手術(shù)室于2002年建成使用，共設(shè)百級手術(shù)間2間，千級手術(shù)間4間，萬級手術(shù)室8間，以及輔助用房等。

手術(shù)室的空調(diào)系統(tǒng)是集中式全空氣系統(tǒng)，根據(jù)各手術(shù)室的級別計算送風(fēng)量，各室不能單獨(dú)調(diào)節(jié)?？照{(diào)系統(tǒng)的冷源是冷水機(jī)組提供的冷凍水，熱源是熱泵機(jī)組提供的熱水以及空調(diào)機(jī)組自帶的電輔熱。為了控制空氣潔凈度、遏制室內(nèi)微生物繁殖，要求手術(shù)間室內(nèi)溫度控制在22～25 ℃、濕度控制在50%～60%。

2 層流凈化手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)存在的問題

2.1 空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀

硬件設(shè)備：由于建設(shè)時間早，手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)的水泵、風(fēng)機(jī)均非變頻，設(shè)備負(fù)荷適應(yīng)性差，比如冷凍水泵在季節(jié)交替時間段啟停頻繁、空調(diào)風(fēng)機(jī)未能根據(jù)室內(nèi)冷負(fù)荷改變送風(fēng)量，以致系統(tǒng)能耗高且不利于溫濕度控制。

冷卻水側(cè)：在日常運(yùn)行過程中，時常發(fā)生冷水機(jī)組冷卻水進(jìn)口濾網(wǎng)被生物黏泥堵塞的現(xiàn)象，這是由于空氣中的塵埃、水分、細(xì)菌氧氣及某些有害酸性氣體不斷地由冷卻塔進(jìn)入冷卻水系統(tǒng)中，而冷卻水系統(tǒng)的水溫長期維持在28～32 ℃，極利于微生物繁殖，由此產(chǎn)生了生物黏泥[2]。冷卻水中存在大量的生物黏泥，會堵塞管道、降低制冷量、浪費(fèi)電能。

運(yùn)行配置：為確保手術(shù)室內(nèi)溫濕度恒定，在4—11月均需開啟冷水機(jī)組，而醫(yī)院病房僅在5—10月使用冷空調(diào)，這意味著1年中有2個月的時間冷水機(jī)組專供手術(shù)室，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。

2.2 手術(shù)室空調(diào)末端使用現(xiàn)狀

手術(shù)室溫度長期控制在22 ℃，處于室內(nèi)溫度控制的下限邊緣，特別在夏季制冷模式下冷量需求大，增加了冷水機(jī)組電耗。另外，為了保證急診手術(shù)的需要以及手術(shù)室內(nèi)消毒物品的安全性，手術(shù)室實行空調(diào)24 h開放[3]。

2.3 空調(diào)系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)現(xiàn)狀

目前將手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)的冷水機(jī)組委外保養(yǎng)，而空調(diào)末端以及泵與風(fēng)機(jī)均由本院維修人員負(fù)責(zé)維護(hù)保養(yǎng)。

為保證手術(shù)室內(nèi)的潔凈度，設(shè)有初效、中效及高效過濾器，其中初效2個月更換1次，中效3個月更換1次，高效3年更換1次。這雖然符合層流手術(shù)室維護(hù)保養(yǎng)要求，但由于我院設(shè)立在馬路邊，揚(yáng)塵相對較大，過濾器更換時往往已存在臟、堵現(xiàn)象，增大了空調(diào)能耗也成為影響手術(shù)室清潔度的重要因素。

此外，對空調(diào)送風(fēng)管道、冷凍水管以及表冷器等進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)空調(diào)送風(fēng)管道保溫層略薄且部分區(qū)域出現(xiàn)保溫層剝落的現(xiàn)象，造成了冷量浪費(fèi)。

3 空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能降耗措施

手術(shù)室是醫(yī)院的關(guān)鍵科室，必須在確保層流凈化效果的前提下，進(jìn)行節(jié)能改造?？紤]到在空調(diào)末端使用不良的現(xiàn)狀下對設(shè)備進(jìn)行改造，無法達(dá)到最佳的系統(tǒng)節(jié)能效果，所以，我們決定先對手術(shù)室空調(diào)進(jìn)行節(jié)能控制，再對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改進(jìn)。

3.1 提高手術(shù)室空調(diào)控制水平

人員意識：組織手術(shù)室全體護(hù)士和麻醉醫(yī)師進(jìn)行理論學(xué)習(xí)，明確層流凈化手術(shù)室工作原理和環(huán)境要求，熟悉各級手術(shù)間手術(shù)適用情況[4]。對手術(shù)醫(yī)師進(jìn)行層流凈化手術(shù)間基本知識和操作要求的培訓(xùn)。

手術(shù)環(huán)境的調(diào)節(jié)與維持：由夜班護(hù)士于每日患者入室前30 min打開空調(diào)；執(zhí)行同一溫濕度控制模式，各室不能單獨(dú)調(diào)節(jié)溫濕度；強(qiáng)調(diào)空氣潔凈度是必要保障條件，嚴(yán)格禁止在手術(shù)間抖動衣物布類，防止微粒在室間飛揚(yáng)。

3.2 改進(jìn)手術(shù)室溫度參數(shù)要求

將室內(nèi)溫度控制要求根據(jù)不同模式細(xì)分：在制冷時間段，室內(nèi)溫度要求為（24±1）℃；在制熱時間段，室內(nèi)溫度要求為（23±1）℃。這樣，既可以保證手術(shù)室全年溫度均控制在22～25 ℃，又可以根據(jù)不同模式節(jié)約能源。

3.3 優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行配置

從優(yōu)化運(yùn)行配置方面考慮，在病房不使用冷空調(diào)的時間段，即在4月、11月，將空調(diào)系統(tǒng)的冷源由冷水機(jī)組改為熱泵機(jī)組提供的冷凍水，這一措施可減少28 kW的運(yùn)行功率。此后，手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)的冷源在5～10月份是冷水機(jī)組供應(yīng)的冷凍水，在4月、11月是熱泵機(jī)組供應(yīng)的冷凍水。此外，為手術(shù)室配置專用的加濕器與除濕器，以更快捷、有效地控制室內(nèi)濕度。

3.4 強(qiáng)化維保

有效的監(jiān)測手段，是保證維保質(zhì)量的關(guān)鍵。我們在空調(diào)過濾器前后加裝了壓差表。當(dāng)初效和中效過濾器前后壓差首次大于150 kPa時，取下過濾器并用溶有中性洗滌劑的溫水清洗，再次大于150 kPa時，則進(jìn)行更換；由于高效過濾器不能清洗、重復(fù)使用，當(dāng)高效過濾器前后壓差大于100 kPa時，則直接進(jìn)行更換。同時由專人負(fù)責(zé)每周檢查送風(fēng)口、過濾網(wǎng)、通風(fēng)罩及手術(shù)間回風(fēng)過濾網(wǎng)，保證過濾網(wǎng)完好、清潔、無積塵。

同時，我們在空調(diào)的表冷器、蒸汽盤管前后安裝了流量計，在冷水機(jī)組以及變制冷劑流量（varied refrigerant volume，VRV）機(jī)組冷凍水出口安裝了冷量表，以指導(dǎo)空調(diào)換熱模塊以及冷水機(jī)組的蒸發(fā)器、冷凝器等部件的清洗維保工作。

做好設(shè)備及管道的保溫，可以減少能量過多地耗費(fèi)在空調(diào)設(shè)備和管道上。因此，我們不但修復(fù)了已損壞的保溫層，還對空調(diào)送風(fēng)管道保溫層進(jìn)行了加厚處理，特別是出風(fēng)口的保溫層，以盡可能減少冷量流失。

3.5 采用變頻器對空調(diào)系統(tǒng)中的水泵和風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制

安裝變頻器控制空調(diào)系統(tǒng)的水泵和風(fēng)機(jī)，通過對冷凍水供、回水溫差的采集，對冷凍水泵進(jìn)行PID調(diào)節(jié)；通過對送、回風(fēng)溫差的采集，對空調(diào)風(fēng)機(jī)進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，以達(dá)到節(jié)能效果。

3.6 優(yōu)化冷卻水處理

考慮到夏季冷卻水蒸發(fā)量大，既往的定時加入殺菌除藻劑的方法并不能有效抑制水中微生物的繁殖。通過比較，我們決定安裝埃思波“E凈?！?，其工作原理為通過紫外線照射破壞水中微生物的細(xì)胞或核酸結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到殺菌的效果。使用“E凈?！睔⒕?，有效地抑制了冷卻水中微生物的繁殖，生物黏泥量明顯減少。

4 節(jié)能效果

4.1 直接節(jié)能效果

通過一系列的節(jié)能措施，層流凈化手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)的能耗明顯下降，日均用電量由3 490千瓦小時降低至2 560千瓦小時，降幅達(dá)26.65%，年經(jīng)濟(jì)效益達(dá)28.8萬元。本次節(jié)能改進(jìn)項目共投入資金17.2萬元，預(yù)計節(jié)能改進(jìn)后7個月即可回收成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4.2 其他節(jié)能效果

4.2.1 系統(tǒng)穩(wěn)定性提高

通過一系列的節(jié)能措施，提高了系統(tǒng)的負(fù)荷適應(yīng)性，減少了冷水機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行的時間，同時避免了水泵與風(fēng)機(jī)的頻繁啟停，有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4.2.2 穩(wěn)定手術(shù)室內(nèi)溫濕度

由于配置了手術(shù)室專用的加濕器與除濕器，加之管理水平的提升，手術(shù)室內(nèi)溫濕度相較之前更為穩(wěn)定：溫度在制冷時間段維持在24 ℃，在制熱時間段維持在23 ℃；濕度穩(wěn)定在60%左右。

4.2.3 提高手術(shù)室清潔度

由于維保效率提高，手術(shù)室的清潔度有了更進(jìn)一步的提升。根據(jù)最新監(jiān)測數(shù)據(jù)，手術(shù)室內(nèi)≥0.5 μm塵埃粒子數(shù)，百級手術(shù)間平均1粒/2.83 L，千級手術(shù)間平均30粒/2.83 L，萬級手術(shù)間平均312粒/2.83 L；于各級別手術(shù)間均未檢測到5 μm塵埃粒子數(shù)，極大地優(yōu)于原有潔凈度。

5 結(jié)論

（1）層流凈化手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)的能耗與產(chǎn)生、使用、維護(hù)保養(yǎng)階段均密切相關(guān)，所以對層流空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行全面的診斷分析是尋找節(jié)能機(jī)會的基礎(chǔ)。（2）合理的運(yùn)行配置可極大地減少能量浪費(fèi)。對于全年運(yùn)行的手術(shù)室層流空調(diào)系統(tǒng)，將工頻風(fēng)機(jī)、水泵改為變頻控制，可降低系統(tǒng)用電量，穩(wěn)定手術(shù)室內(nèi)的溫濕度，一舉多得。（3）提高工作人員的意識是提高手術(shù)室空調(diào)控制水平的關(guān)鍵。（4）安裝流量計、冷量表等可使維保效果可視化，從而提高維保效率，有利于空調(diào)系統(tǒng)在最佳狀態(tài)下運(yùn)行。