سیستم‌های گرمایشی در تاسیسات بیمارستان‌ها و مراکز درمانی یکی از مهمترین بخش‌های اصلی هستند که علاوه بر تامین گرمایش فضا و تولید آب گرم، در بخش‌های استریل و مرطوب‌سازی سیستم تهویه مطبوع نیز نقش بسزایی دارند. اهمیت آب گرم در شست و شوی، تهیه غذا و عملکردهای موثر درمانی، بیمارستان‌ها و مراکز درمانی را موظف به سرمایه‌گذاری دقیق به منظور طراحی بهینه و جامع تاسیسات بیمارستان از جمله سیستم‌های گرمایشی ساخته است.
ملاحظات اصلی
در تاسیسات بیمارستان تجهیزات سیستم گرمایشی باید توسط استانداردهای مشخص شده ملی ارزیابی شوند. دستنامه ASHRAE در خصوص تجهیزات و سیستم‌های تهویه مطبوع در بخش‌های طراحی سیستم‌های گرمایش و سرمایش هیدرونیک به بررسی مبدل‌های حرارتی در سیستم گرمایشی ساختمان پرداخته است.
رعایت موارد ذیل در خصوص طراحی اولیه سیستم های گرمایشی تاسیسات بیمارستان در مراکز درمانی ضروری است
- هماهنگی تجهیزات اولیه با بیشینه تقاضا بر اساس بارهای گرمایشی، سایزبندی و طبقه‌بندی تجهیزات باید مقرون به صرفه و مطمئن صورت گیرد.
- تعیین ظرفیت بهینه و نوع چیدمان مولدهای گرمایشی اولیه بر اساس سادگی عملکرد، عمرکاری مفید و صرف هزینه‌های معقول
- تعبیه تجهیزات اضافی به منظور تسریع و تسهیل در عملیات تعمیر و نگهداری
- پیش‌بینی تجهیزات پشتیبانی به منظور تداوم کارکرد سیستم و جلوگیری از اختلال در عملیات درمانی
- در نظر گرفتن فضای کافی برای تسهیل در عملیات تعمیر و جایگزینی تجهیزات
- تعبیه واحدی مجزا برای دیگ‌های بخار، تعمیر و نگهداری دیگ‌های بخار با توجه به تجهیزات پشتیبانی آنها نسبتا طولانی است که مستلزم واحد مجزایی است.
- سرمایه‌گذاری‌های لازم در خصوص تجهیزات بازیافت گرما
تاسیسات گرمایشی چیست؟
در تاسیسات بیمارستان ها اجزای کلیدی سیستم‌های گرمایشی شامل دیگ‌های بخار، پمپ‌های آب تغذیه دیگ‌بخار، پمپ‌های برگشتی تقطیری، پمپ‌های گازوئیلی، مبدل‌های حرارتی هیدرونیک، پمپ‌های آب هیدرونیک، گرمکن‌های آب گرم مصرفی و سایر تجهیزات ضروری است که طراح در تعیین چیدمان باید ملزومات استفاده بهینه، تعمیر و نگهداری سیستم را در نظر داشته باشد.
دیگ‌های بخار
بر اساس بخش ۲۷ دستنامه ASHRAE مبتنی بر سیستم‌ها و تجهیزات دیگ‌های بخار بر اساس استفاده از بخار یا آب داغ و میزان فشار پایین، متوسط و بالا در تاسیسات بیمارستانی به کار گرفته می‌شوند. تمام بخش‌های داخلی و تحت فشار دیگ بخار از آلیاژهای آهنی ساخته می‌شوند. همچنین دیگ‌های بخار را از نظر نوع جنس به دو دسته دیگ چدنی و دیگ فولادی می‌توان تقسیم بندی نمود که دیگ‌بخار چدنی عموما برای تولید بخار کم فشار ساخته می‌شود.
نگهداری
دیگ‌های فشار متوسط و بالا نیازمند نظارت و نگهداری مداوم توسط افراد متخصص هستند که خود مستلزم صرف هزینه‌های قابل توجه است. معمولا برای اماکن کوچکتر به منظور حذف هزینه‌های اضافی برای کاربر ناظر از دیگ‌های بخار فشار پایین و تعدادی دیگ فشار متوسط و بالا استفاده می‌شود. به طورکلی استانداردهای متعددی در خصوص دیگ‌بخار در سطوح ایالتی و محلی اعمال شده است که متداول‌ترین آنها استاندارد کدهای مجرای فشار و بویلر جامعه امریکایی مهندسان مکانیک است.
در خصوص استفاده و بهره‌گیری از دیگ‌های بخار توجه به موارد ذیل را می‌توان ضروری دانست
- راندمان دیگ‌بخار به طور معمول بین ۸۰ تا ۸۵ درصد است که برای دیگ‌های تراکمی آب داغ تا ۹۵ درصد افزایش یافته و این مقدار برای دیگ‌های گازی فشار بالا ۸۵ درصد یا بالاتر است.
- دیگ‌های با لوله‌های آتش راندمان بیشتر و در عین حال فضای اشغالی بیشتری نسبت به دیگ‌های با لوله‌های آب دارند.
- به منظور حفظ انرژی در فضاهای با گرمایش آب داغ بهتر است از دیگ‌های بخار پر بازده یا دیگ‌های کندانس آب گرم استفاده شود.
تعبیه بازیاب دیگ‌بخار
- به منظور حفظ انرژی، بازیاب دیگ‌بخار یک مبدل هوا با آب است که گرما را از جریان تخلیه دیگ‌بخار گرفته و از آن برای پیش گرمایش آب تغذیه دیگ یا دیگر منابع آب استفاده می‌کند.
- تجهیز دیگ‌های بخار فشار متوسط و بالا به قطع جریان پایین آب با تنظیم مجدد خودکار و قطع جریان پایین آب کمکی با تنظیم مجدد دستی
- تعبیه محدود کننده جریان بالای آب در دیگ‌های بخار فشار متوسط و بالا تا از فعالیت دیگ‌بخار در زمانی که سطح آب به بالای خط تولید بخار افزایش یافته جلوگیری شود.
تجهیز دیگ‌های بخار فشار پایین
- به تجهیزات قطع جریان پایین آب دوگانه، در این سیستم‌ها کلید محدود کننده جریان بالای آب به ندرت نیاز می‌شود.
- تنظیم اولیه درجه حرارت و فشار به صورت اتوماتیک انجام شود و تنظیم ثانویه در صورت نیاز به درجه حرارت یا فشار بالاتر به صورت دستی انجام شود.
- تعبیه کنترلرهای عملکردی
- تعبیه شیرهای هواگیری
مبدل‌های حرارتی هیدرونیک
معمولا در سیستم‌های گرمایشی تاسیسات بیمارستان از مبدل‌های حرارتی پوسته و لوله یا صفحه‌ای استفاده می‌شود. مبدل‌های پوسته و لوله از یک مخزن استوانه‌ای شکل بزرگ (پوسته) در فشار بالا و تعدادی لوله در داخل آن تشکیل شده‌اند. مایع در داخل لوله‌ها حرکت می‌کند و بخار داغ بر روی لوله‌ها و درون پوسته جریان دارد. به دلیل تعداد بالای این لوله‌ها و سطح تماس زیادی که ایجاد می‌کنند، حرارت بخار به مایع داخل لوله منتقل شده و مایع را به جوش می‌آورد.
مبدل‌های حرارتی پوسته
معمولا از مبدل‌های حرارتی پوسته و لوله‌ای برای تبدیل بخار به آب داغ استفاده می‌شود. همچنین اغلب به منظور تولید آب با درجه حرارت متوسط و بالا کاربرد دارند. از مهمترین مزیت این مبدل‌ها دسترسی آسان به اجزای داخلی تجهیزات و مقاوم در برابر رسوب است.
مبدل حرارتی صفحه‌ای با استفاده از تعداد زیادی صفحات فلزی نازک، موجب تبادل حرارت بالا بین سیال گرم و سرد می‌شود. اساس عملکرد این نوع مبدل به این شکل است که از دو جهت مخالف سیال سرد و گرم وارد مبدل شده و سیالات وارد شده به صورت یکی در میان بین صفحات فلزی جریان یافته و با یکدیگر تبادل گرما می‌کنند.
مزیت‌های این نوع مبدل‌ها
از مزیت‌های این نوع مبدل‌ها می توان به انتقال حرارت بهتر و بازدهی بالاتر نسبت به سایر مبدل‌ها، قابلیت تغییر سطح تبادل حرارت، فضای اشغالی کمتر و تعمیر و نگهداری آسان اشاره نمود.
همچنین این مبدل‌ها نیازمند حجم کم مایع ذخیره شده در داخل مبدل هستند و بر اساس کاربرد مصرفی در برخی شرایط به منظور تولید با دمای متوسط و بالا و در برخی موارد برای تولید دمای پایین استفاده می‌شوند. مبدل‌های صفحه‌ای معمولا در کاربردهای تبدیل بخار به آب داغ به کار نمی‌روند.
مبدل‌های حرارتی در چندین پیکربندی موازی به گونه‌ای سایزبندی می‌شوند که گرمای مورد نیاز فضاهای مراقبتی ویژه و اتاق های مراقبت بیماران را به درستی تامین کنند. علاوه بر این باید ظرفیت اضافی تجهیزات برای مبدل‌های حرارتی نیز در نظر گرفته شود. به طور مثال می توان از دو مبدل حرارتی با ۷۵% و ۱۰۰% استفاده شود.
هر واحد باید مجهز به شیرهای خودکار باشد تا بدون تخریب به کل تجهیزات در صورت نیاز امکان تعمیر، نگهداری و یا خروج یک واحد به طور جداگانه امکان پذیر شود. بهتر است مبدل‌های حرارتی آب داغ/بخار مجهز به تله‌های دوتایی بخار(Steam trap) باشند.
گرمایش محیط
انرژی گرمایشی برای جبران تلفات گرما در زمستان و فراهم آوردن گرمایش مجدد برای تهویه مناسب در تابستان استفاده می‌شود. معمولا گرما برای سیستم‌های هوایی از طریق کویل‌های گرمایی پره‌دار تولید می‌شود.
این کویل‌ها می‌توانند در کانال‌کشی هوای رفت با سرعت پایین و یا در خروجی‌های باکس پایانه تعبیه شوند. همچنین در واحدهای هواساز به منظور کنترل آسایش و حفاظت در برابر یخ زدگی استفاده می‌شوند.
جبران تلفات حرارتی پوسته خارجی ساختمان
اغلب برای جبران تلفات حرارتی پوسته خارجی ساختمان تعبیه سیستم‌های گرمایشی محیط برای تاسیسات بیمارستانی ضروری است. می‌تواند با استفاده از رادیاتورها، انتقال دهنده‌های گرما، واحدهای فن کویل و پانل‌های تشعشی سقفی صورت پذیرد.
بسیاری از مراجع استفاده از رادیاتورها را در اتاق‌های بیمارستانی و فضاهای مراقبتی ویژه به دلیل پتانسیل رسوب‌گذاری آنها منع می‌کنند. همچنین تلفات گرمای محیط می‌تواند به طور مستقیم از طریق سیستم تامین هوای ساختمان با انتخاب مناسب دیفیوزر هوا جبران شود.
