数码变容量多联式空调在琼中县人民医院的应用
数码变容量多联式空调在琼中县人民医院的应用

深圳麦克维尔空调有限公司  黄良贵 刘畅

摘要 本文对一般综合性医院的空调设计系统进行了讨论,对比冷水大中型中央空调系统和冷风变容量多联式中央空调系统在综合医院中的应用,考虑一般综合性医院各医疗功能室的室内气流组织、压力分布、交叉感染等方面, 说明该类型医院的空调系统更适合采用数码变容量多联式中央空调。
关键词 综合性医院;气流组织;交叉感染;变容量多联式空调

引言
一直以来人们都比较关注手术室和隔离病房的空调设计,当然这也是十分必要的,然而大量事实表明目前在我国大部分病人总是先到各级综合医院就诊,由综合医院确诊后再转给防治专业机构,所以各级综合医院处于病情防治工作的第一线。这就要求各级综合医院的门诊充分考虑各种情况,尽可能控制交叉感染的可能。因此除了应当建造隔离医院外,对一般综合性医院的空调设计,也应当有一个更严格的标准,这样才能在更好的应对突发疫情。本文以琼中县人民医院综合楼工程为例,依据ASHRAE手册中综合性医院各个功能区的标准结合我国医院的科室设置介绍了数码变容量多联机系统在一般的综合性医院的应用设计,希望可以为相关工程技术人员提供设计参考。

一、工程概况:
本建筑为海南省琼中县人民医院综合楼,定性为二级甲等。人民医院综合楼共六层,总建设面积7072平方米。一楼为急诊科、门诊、药房、放射科、ct室;二楼为检验科、病理科;三楼为妇产病房;四楼为外科病房;五楼为手术室;六楼为办公室和会议室。本设计主要针对人民医院综合大楼各功能室进行工程设计,手术洁净室不做说明。


 
医院效果图

二、设计依据
1、主要批准文件
2、主要设计规范、规定及参考文献
  1)《综合医院建筑设计规范》JGJ46-88;
  2)《医院洁净手术部建筑技术规范》GB50333-2002
  3)《传染病医院建筑设计规范》(讨论稿)
  4)《急救中心建筑技术规范》GBJ19-87(2003年版)
  5)《室内空气质量标准》(GB/T18883-2002)
  6)《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003
  7)《建筑设计防火规范》 50016--2006
  8)中华人民共和国医药行业标准:
      《医用中心吸引系统通用技术条件》YY/TO1086-94
      《医用中心供氧系统技术条件》YY/TO1087-94
   9)《公共建筑节能标准》GB50189-2005
  10)《建筑及相关专业提供的资料》
   11) American Society of Heating Refrigerating and Air-Conditioning Engineers,Inc 1999 ASHRAE HANDBOOK HVAC Applications Chapter 7 Health Care Facilities

三、空调设计参数
 1、室外主要设计计算参数
        夏季空调室外计算干球温度 34.5℃     冬季室外平均风速 3.6m/s
        夏季空调室外计算湿球温度 27.9℃     冬季空调室外计算干球温度 10℃
        夏季室外空调日平均温度 29.9℃         冬季空调室外计算相对湿度 85%
        夏季室外平均风速 2.8m/s                    每人新风量 30~50m/h
  2、围护结构传热系数:
         外墙传热系数:1.5    内墙传热系数:0.86
         外窗传热系数:2.4
  3、室内主要设计计算参数

房间类型

夏季干球温度(℃)

夏季相对湿度(%)

冬季干球温度(℃)

冬季相对湿度(%)

新风量(m3/h·p)

噪音(dB)

门诊室

26

60

21

40

30

48

病房

26

60

22

40

50

48

候诊

27

60

21

40

30

48

急诊

26

60

20

40

30

48

治疗、检查

26

60

21

40

30

50

办公室

26

60

20

40

30

48


  4、冷负荷
本建筑位处海南地区,考虑到其属热带气候类型,冬季气温较高,无需供暖。故采用麦克维尔单冷型数码变容量多联机空调,集中供新风。计算冷负荷为:402.5KW,冷负荷指标约为160w。

四、空调系统方案确定
一般情况下,一所综合性医院主要有急诊室、门诊室、病房、手术室、产房以及放射科、化验科、消毒室和药房等部分,同时还可能有厨房、餐饮服务处、设备保管中心即中心消毒器材供应室等。如此多的不同房间,如果不注意防护,很容易就会发生交叉感染。所以说,一个综合医院应当作为一个整体考虑其室内气流组织,压力分布和各室空气流向,每一个环节都不能忽视。设计初期考虑使用风冷多联机或水冷中央空调系统,我们对两种系统进行了比较:

项目

风冷多联式空调

水冷大型中央空调

系统组成

室外机+室内机

水冷主机+末端+冷却水+冷冻水+热源+控制器

适合场所

办公楼,酒店,医院等需要独立运行的建筑

空调全开使用场所,如商场、机场、会展中心等建筑

初投资水平

较高

运行费用

运行费用低

运行费用较高

维护保养

机组本身基本不需要保养,只须进行清洗过滤网工作;维护保养费很低

冷冻水/冷却水系统复杂,主机需专人维护, 维护保养费高

管理方便性

无须专人管理,无防冻问题,不用增加运行成本

不方便,需专人管理,额外增加人员费用,

运行调试

经过简单培训的服务人员即可对机组进行全方面调试,

冷水主机需专业工人安装,调试,供货期较长,完成较短

全年运行费用

机组在部分负荷下运行非常节能,而全年大部分时间在部分负荷下使用空调,故全年综合运行费用低

机组有能力需求时即开始主机,在部分负荷需求时容易造成能力浪费,故全年综合运行费用高

卫生性

夏季控制在最佳湿度区,卫生舒适,室内机可配各种过滤器

室外冷却水有飘水现象,易传播疾病,室内湿度较高,对卫生不利

经济性比较

综合初投资、全年运行费用及后期的维保成本,风冷多联式空调符合业主的节能要求


考虑到医院的实际情况,分开的独立系统更符合其舒适及卫生的需求,故选用风冷多联系统,再比较其他的多家空调厂,最终选用麦克维尔数码变容量多联中央空调系统,其众多优点可满足医院的要求:
 ● 制冷(热)性能优越。麦克维尔数码变容量多联机组采用高能效的谷轮数码涡旋压缩机,同时采用先进的制冷系统设计,在国家认可实验室内进行严格的测试,不断进行系统匹配最优化,拥有强劲的制冷、制热性能。
 ● 快速达到设定温度。病人在冷或热等感觉不舒适的环境中,无论对于心态上的平和,还是身体的康复都产生很大的影响,间接降低了治疗的效果,所以根据病人的健康需求,要求机组要实现快速响应,达到设定室温的效果。麦克维尔数码变容量多联机组先进的空调负荷不间断跟踪技术,实时采集室内负荷需求,迅速进行调节与响应,可保证室内温度快速达到用户设定的温度。
● 保证很小的室温波动。病房的负荷会随着气温、日照等诸多因素的变化而变化,这就要求空调系统容量调节无级连续、反应迅速,否则室内温度波动大,病人容易产生不舒适感。麦克维尔数码变容量系统无级容量调节、迅速响应负荷,保证室温控制精度在±0.3ºC,控温精确,且室温波动范围非常小,舒适感很强。
 ● 除湿性能优异。由于地处海南,在炎热潮湿的环境里,室内空气的湿度大大增加,严重影响室内的舒适性,麦克维尔采用先进的涡旋压缩机,使系统工作于更低的显热比曲线,吸气压力更低,故除湿性能更加强劲。这样很好的保证了室内空气的品质,更有利于病人恢复健康。
 ● 静音低噪。为保障病人的良好睡眠,以及治疗期间身心上的放松与平静,医院对空调系统另一个选择标准就是低噪性。麦克维尔数码变容量机组采用先进的“四大”降噪技术,室内外机均经过国家认可的噪声实验室的严格测试,以其较低的噪声值以及创新的夜间静音模式获得认可与青睐。
 ● 新风引入方案。保证良好的室内空气品质,特别是医师办公室、手术室、药剂室等场所,必须引入适量的新风。同时,不同房间都应该保持通风条件良好,保证房间的正负压符合要求,如诊室需保持相对负压同时要加强通风,以防交叉感染。但一些进行换药及小手术的房间需保持正压,才能很好防止伤口感染。麦克维尔提供全新风机组,它可以将新风处理到室内状态送入房间,提升室内空气品质和舒适度。 同时还在人员进出频繁区,设置排风扇及多开门窗以加强通风,防止交叉感染。
 ●电磁兼容优异。医院高频率地使用各种先进的精密仪器、诊疗设备,任何对设备的干扰都会影响诊断的准确性,以及手术、治疗过程的正常进行,更直接关系病人的健康与安全,所以空调系统不能对医疗设备产生任何负面的干扰作用,这也是医院空调系统的另一个重要要求。麦克维尔数码变容量多联机组采用业界最先进的数码技术,通过国家日用电气质量监督检验中心的电磁兼容性的权威认证,丝毫不存在电磁干扰问题,亦不会对病人、孕妇、婴孩等构成健康威胁,完全符合医院要求。

五、空调系统说明
1、本工程采用多台数码变容量一拖多机组及新风机组,有利于对医院各个不同功能的房间进行划分。计算冷负荷为:402.5KW,冷负荷指标 约为160w。
2、设备清单

序号

设备名称

型号规格

数量

1

多联机室外机

MDS040A

2

2

MDS050A

15

3

MDS060A

13

4

暗装吊顶室内机

MCC008T

21

5

MCC010T

68

6

MCC015T

27

7

MCC018T

3

8

MCC020T

10

9

MCC025T

5

10

MCC030T

1

11

新风室外机

MDS060A

3

12

MDS080B

6

13

MDS100B

2

14

MDS120B

1

15

新风室内机

MDBX050T

3

16

MDBX080T

6

17

MDBX100T

2

18

MDBX120T

1


3、系统划分
根据整个建筑确定每层房间个数、使用功能以及冷量需求,计算每楼层冷量总和,主要以不同功能房间来进行分区,保证医院房间的舒适性与通风顺畅;由于建筑总共六层,故可将室外机放置于六层裙楼和屋顶处,新风机组置于南区和北区的走廊处,考虑到综合医院不同房间的不同需求,为避免各房间产生交叉感染,故选用多台麦克维尔单冷型数码多联机和新风机,以便更好实现不同系统的划分,具体分区如下:
一层共采用7台多联机及2台新风机组,主要房间有大厅、门诊、抢救室、药房及CT、X光室等。其中急诊抢救室和清创手术室分为一个系统,因其工作时间均为晚间,且晚10点钟以后空调仍需运行,而且一般的急诊病人多有外伤,有的还要进行小手术及换药,故需保持良好通风,洁净度要求要高一些,以防止伤口感染,所以该系统房间还增加了排气扇,保证通风;诊室和观察室共为一个系统,由于诊室和观察室空间小,人员流动量大,为减少交叉感染的发生,增加排气扇加强通风对净化空气起到很好作用;而X光室与暗室分为一个系统,X光透视、放射线照相和暗室区域需要特殊的注意,根据空气进风口和排风口的位置,可能需要管道挡板以防止辐射泄漏到其它操作区域,X光室和暗室通常有很长的使用时间,应用排风扇把空气排到室外;另外其它办公室采用室外机直接供冷,同时引入新风,实现舒适性要求;大厅及人员频繁流动区域不单独设排风,可通过开窗与渗透自然换新风。


 
        二层共采用6台室外机和2台新风机组,主要分检验科、采集、解剖室和体疗、电疗、B超、心电图等设备室。二层北区的检验室、病理解剖和标本室在设计空调时,须充分考虑医院房间内排除甲醛、氨、TVOC要求,而加大排风量,来实现其空气质量要求,同时选用大风量的新风机以满足新风及换气要求,以减小气味和污染物向其它医疗区域的扩散。而南区主要是各个设备间,数码多联机具备优异的电磁兼容性,不会对各设备产生干扰,影响诊断的准确性,而且各个设备间的使用时间不同,故选用多台数码多联机满足其要求,数码多联机具有较高的部分负荷能效比,可使机组更高效的运行,节省费用。
        三层共采用4台多联机及2台新风机组,主要有病房、重症病房、产房等。病房为病人全天候休息的场所,对室内空气的品质要求比较高,采用多套多联机系统可以很好的满足医院对健康要求,且可以提供24小时不间断的空调环境,不会出现普通中央空调出现故障时的全面瘫痪的局面;产房主要是对产妇生产、产前产后检查的场所,有一定的洁净要求,故产房应采取相对正压,防止她们受到感染,使用净化空调机组送风。
        四层共采用6台多联机及3台新风机组,主要有病房、门诊手术室、医生办公室等。各个病房根据位置不同划分为不同系统,减少连管长度,避免能力衰减,保证足够冷量供应;门诊手术室和无菌换药房划分为一个系统,因一般的外科病人多有外伤,有的还要进行换药及小手术,故需保持正压,洁净度要求要高一些,以防止伤口感染,同时该系统还独立设置一个新风系统,避免与与其它病房发生交叉感染。医生办公室划分为一个系统,满足一般的舒适性要求。
        五层共采用4台多联机及1台新风机组,主要有洁净手术室、护理室和办公室等;洁净手术室通过净化空调器实现洁净度要求。各护理室分为一个系统,而各办公室分为不同系统,不同功能的房间尽量分为一个系统,有利于更好的节约运行费用。
        六层共采用3台多联机及2台新风机组,主要分会议室和各种办公室等。由于会议室与办公室的使用时间段不同,会议室和办公室划分为不同的系统。
此系统划分的优点是,采用多台多联机根据使用功能、使用时间的差异来进行系统划分,结合医院的不同房间布置,很好控制室内气流组织,压力分布和各室空气流向,避免交叉感染,同时每层系统控制简单、管理维护便利,各系统间互不影响。
4、空调凝结水系统设计
1)清洁区空凝结水直接排放至室外排水系统。
2)污染区涨结水排至污水处理系统,经处理后再排至市政系统。
3)病房、门诊清洁区与污染区的凝结水系统分别独立设置。

六、管材、保温
1、风管
本设计小风量的系统未设消声器,送风主管道采用离心玻璃棉一体化直接475保温抗菌风管,导热系数小于0.033 W/m℃,风管静态降噪NRC大于0.07。抗菌系数抗菌率大于99.0%。风管,风机盘管和风口的连接应严密不漏风。
1)  穿过防火墙的管道,管道应采取固定和密封(采用不燃烧材料)措施,并保证管道可向墙的两侧伸缩。
2)  管道穿墙及楼板时应设比管道大两号的套管,套管应和墙面或楼板底相平,比地面高20mm,管道与套管之间缝隙应以耐热密封材料填实,并不得作为其他管道的支撑点。
3)  各房间新风送至房间吊顶下设置的新风百叶入口处,具体根据吊顶情况可改至房间盘管出口段。
4)  静压箱采用镀锌钢板制作,内部材料应采用不燃烧消声材料。
2、设备及附件安装:
1) 风机盘管安装  
风机盘管的支吊架采用减震吊架,防止震动与噪声的产生,风机盘管的支吊架应便于风机盘管的拆卸及维修。风机盘管安装时应确认水盘的排放坡度使凝结水通畅排入凝结水管。风机盘管进、出水管道采用专用风机盘管金属软接头连接。
2)  空调通风的风机与风管连接的进、出口须加装150~200软接头(不燃型),连接口风管的挡管采用WD-E.C抗菌保温软件风管,穿越其他风管的支风管及排风软管采用WK-H.C保温软风管。
3)  各类风口、散流器安装应平整,位置正确,阀门及转动部分应灵活而不会抖动产生噪音。
3、保温
管道及设备的保温、消声材料和粘接剂应为不燃材料或难燃材料,穿过防火墙和变形缝的风管两侧各2.0m范围内应采用不燃材料及粘接剂。保温范围:空调冷媒管材料采用难燃1级福乐斯橡产塑材料保温,湿阻因子u>7500,氧指数36%。(外表颜色现场确定)。保温施工必须实、错缝搭接,冷媒管保温厚度采用30mm厚。冷凝水管保温20mm厚。
七、结语
     在本空调设计方案中,由于采用了多台麦克维尔数码多联机,很好地实现了对综合医院不同功能房间进行系统划分的需求,有效的控制了室内气流组织,压力分布和各室空气流向,避免交叉感染,同时给病人和医生提供了清新舒适的空气环境。该项目成功的设计和应用,希望对一般综合性医院设计与安装具有很好的借鉴价值。

 
 
 
 
 
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