質子重離子醫院的PT設備散熱系統如何設計？

質子重離子治療設備( 以下簡稱 PT 設備 )是質子重離子醫院的核心治療區域，包括了直線加速器、運輸線、同步加速器、質子治療室以及電源廳等部分。PT 裝置能量非常大，總的用電功率達到了 5 兆瓦，且需要全年日均 24 小時不斷電的要求。而 PT 裝置大部分的電能都會轉化為熱能散發，這就對系統的散熱提出了很高的要求。對于散熱系統來說，專門配置的工業冷卻水系統是主要的熱能散發設備，而空調系統承擔了少部分的散熱任務。
一、工業冷卻水系統安全
工業冷卻水系統是兩級循環冷卻。一次閉式循環水直接接觸冷卻對象，帶走用水設備的熱量，而后經由板式換熱器傳遞熱量到二次閉式循環水。二次閉式循環水流經閉式冷卻塔將熱量通過冷水板式換熱器，經由涼水機組帶走熱量。直接冷卻末端工藝設備的閉式冷卻水循環系統稱為一次冷卻水系統。
通過板式換熱器帶走一次冷卻水熱量的閉式冷卻水循環系統稱為二次冷卻水系統。
一次冷卻水系統主要由水泵、電加熱器、板式交換器以及離子交換柱等部分組成，采用一級泵定流量運轉。根據工藝要求，共有30個一次閉式水系統，系統有各自不同的水溫、控制精度、流量、材質等要求。在滿足使用要求的前提下，將基準溫度及控制精度相同、水路材質相同的系統盡量合并，并結合用戶服務對象與空間位置，將30個系統合并為 5個水子系統在系統中設置了電加熱器作為一次冷卻水溫的調節手段。PT 裝置運行時的能量發生從低到高、再從高到低的周期性變化，為減小周期變化對水溫控制的影響，設置了閉式儲水箱。一次冷卻水系統水質要求為純水，由于運行時的純水電阻率逐漸降低，故設置旁流離子交換柱以維持水質要求，滿足由氣絕緣要求，也防止腐蝕結垢。
二次冷卻水系統主要由水泵、板式換熱器、閉式冷卻塔、閉式儲水箱等組成。系統采用一級泵定流量運轉。為增加系統水容量、避免水溫波動對一次冷卻水的影響，在二次冷卻水系統中也設置了閉式儲水箱。
二、空調通風系統安全
空調通風系統承擔了少部分的PT設備散熱需求。質子重離子醫院絕大部分建筑采用了集中冷熱源系統，制冷機房位于東側地下 1 層，工業冷卻水和空調的冷源進行分開設置，鍋爐房位于西側地上一層。PT 區的質子治療室采用全新風直流系統，換氣次數為7次 /小時。每個房間設置1臺新排風空調箱，由人行迷官集中送風，頂部均勻排風。為回收排風能量，同時避免排風中的活化粒子進人新風，新排風空調箱設置顯熱回收裝置，并使送風側處于正壓段、排風側處于負壓段。醫院物理環境安全規劃、建設與運行管理段，保證排風不會污染新風。送排風機設置手動變頻調速功能，實際運行時，排風量大于送量以維持室內微負壓。直線隧道、離子源及射頻房、同步加速隧道以及電源廳采用立柜式明裝空調箱加新排的形式。輸運線隧道采用風機盤管加新排風的形式，新排風換氣次數為 0.5 次/小時。除電廳外，新風均配置帶顯熱回收裝置的空調箱。回旋加速器和直線加速器治療室采用帶循環風的全空氣系統。為滿足獨立使用要求，回旋加速器另配置變制冷劑流量多聯式分體空調系統。
為避免輻射泄漏，進出輻射區域的空調通風風管均設置防輻射迷宮。同步加速和輸運線隧道內(輻射能量較高區域)的空調冷凝水統一排放至衰減池中，避免輻射粒子隨冷凝水直排至室外。
根據防輻射要求，同步加速和輸運線隧道設有裝置停運后的排風系統，換氣次數12 次/小時，保證人員進人檢修前的室內空氣達到衛生標準。排風口高于主體建筑檐口。
1、回旋加速器和直線加速器治療室設有獨立排風系統，其排風口位于病房樓屋頂(最高處 )。
2、門診大廳、餐廳、會議廳及中庭等大空間區域采用全空氣系統。
3、中庭采用分層空調形式，過渡季節采用全新風的空調形式(50% 的送風量)，頂部設置平時排風和與全新風配套的排風風機。全新風配套的排風機同時兼作為中庭的排煙風機。
4、病房、診室、辦公等小房間采用風機盤管加新風系統。
5、考慮到個別區域的獨立使用要求DR，CT 等常年發熱的房間采用獨立設置的變制冷劑流量多聯式分體空調系統。