溶液除湿新风机组在手术部净化空调中的应用

2013-02-01任照峰于晓明王典乐王健栎

中国建材科技 2013年4期

任照峰于晓明王典乐王健栎

（1山东省建筑设计研究院，山东济南250001；2上海赛扬工程技术有限公司，上海 200001）

1 传统医院净化空调系统介绍

常用的净化空调系统形式有一次回风空调系统及二次回风空调系统。当采用一次回风净化空调系统，空调回风与集中处理后的新风混合后，经过冷却除湿达到设定的机器露点，需要通过再热才能达到送风状态点。该系统形式由于需要再热，造成能源浪费，所以不应在工程中推广使用。但是由于系统相对简单，控制方便，所以有些设计人员还在工程设计中使用，不过再热利用了免费的空调系统的冷凝热。当采用二次回风净化空调系统时，一次空调回风与集中处理后的新风混合后经冷却除湿处理到设定的机器露点，然后与二次回风混合（作为再热），混合后空气经过再热（盘管加热，或者电加热），达到送风状态点，送入室内。由于二次回风系统利用二次回风进行再热，减少了再热能量消耗，所以可以大大降低运行费用[1]。但是由于手术室等场所热湿比在6600左右，不能直接由机器露点送风与室内回风混合得到送风状态点，或者即使能得到较大的送风量及较低的机器露点温度，已经很不经济，所以针对手术室这种负荷特性的空调系统，二次回风系统不能完全由二次回风进行混合再热，还需要另设再热装置对送风温度进行微调，达到送风状态。在送风量确定的情况下，再热量有最小值，此时的二次回风系统一次回风量为0，二次回风量为100%。一次回风系统也可以看成是一次回风量100%，二次回风量为0的特殊的二次回风空调系统。当二次回风比达到100%时，二次回风系统再热量同一次回风系统再热量相比，有大幅减小，从计算知道，前者大约为后者的10%左右。虽然二次回风空调系统节约了能源，但是由于其设备管路复杂，运行控制繁琐，所以二次回风在手术部净化空调工程中应用不是很广泛。

2 传统医院净化空调系统能耗分析及节能潜力

常规净化空调系统，不管采用一次回风还是二次回风，均为温湿度混合控制，为了除湿需要把空调混风处理到露点，消耗大量冷量（可以绘制夏季工况I-D图，进行能耗分析）

以济南地区一个I级手术室为例，分析普通一次回风空调系统的机组耗能情况如表（1-3）。济南地区夏季室外空调设计参数：空调设计干球温度34.8℃，湿球设计温度26.7℃。

从表1~表3可以看出，I级手术室冷负荷很少，仅3.89kW（新风负荷为13.28kW，由新风机组进行承担）。但是为了消除这些负荷，一次回风系统需要付出40.kW冷量及36.1kW热量。即使采用二次回风系统，当二次回风比达到50%时，仍需要20.8kW冷量及19.30kW再热量；当二次回风比达到100%时，仍需要6.1kW冷量及2.5kW再热量。

从上面分析可以看出，手术部净化空调系统能源浪费情况严重，有必要进行节能方面的思考与讨论，利用新型节能技术淘汰原有传统习惯设计思路，从而节省大量能源。

表1 I级手术室负荷情况

表2 I级手术室一次回风循环空气处理设备负荷

表3 I级手术室二次回风循环空气处理设备负荷

近几年，随着温湿度独立控制空调系统的研究应用，一种新的新风处理机组随之诞生，即溶液除湿新风机组，已广泛应用于温湿度独立控制空调系统中。

3 某医院净化空调系统设计介绍

该医院项目位于深圳地区，室外气象设计参数：夏季空气调节室外计算干球温度33.7℃；夏季空气调节室外计算湿球温度27.5℃。

该医院项目需要设置净化空调的科室有手术部、重症监护室（ICU）、新生儿重症监护室（NICU）、中心供应洁净区、配液中心洁净区、门诊ICU等场所。由于手术部、ICU等科室净化空调系统相对集中，机房集中设置，所以采用了使用溶液除湿新风机组+循环净化空调机组的温湿度独立控制空调系统，其余场所由于相对分散，各系统采用新风量较小，从初投资等经济性要素分析，仍然采用了传统的一次回风净化空调系统。下面重点介绍手术部及重症监护室（ICU）净化空调系统。

手术部洁净区面积约1180m2，有1间I级手术室，1间Ⅱ级手术室，8间Ⅲ级手术室，1间正负压转换手术室。ICU部分面积436m2，分两部分，一部分为中心区，10床；一部分为1间单间监护及1间正负压转换隔离监护室。净化机房设在手术部ICU上一层。

净化空调系统循环空调机组冷热源冬夏季采用本项目主冷热源，过渡季采用风冷冷热水机组。这是由于主冷热源采用水冷冷水机组的系统综合COP相对风冷冷热水机组系统较高，夏季使用时，消耗能源较少，达到节能目的。过渡季主冷热源停止运行，为了保证净化空调系统全年运行，采用风冷冷热水机组做为冷热源满足运行需要。

手术部ICU净化空调系统新风机组采用带预冷盘管的溶液除湿热泵型新风机组，全年运行，将室外风处理到需要的新风状态点。为了减少投资及占地面积，采用多台净化空调循环机组共用1台新风机组的配置模式。手术部净化空调系统设2台溶液除湿热泵型新风机组，1台负责各洁净手术室净化空调系统新风处理，机组额定新风量9200m3/h，1台负责洁净走廊及辅助洁净房间(总面积604m2)的净化空调系统新风处理，机组额定新风量5500m3/h(3次/h，个别房间如预麻醉间和恢复室新风量是4次/h)；ICU（总面积436m2）净化空调系统设1台同类型新风机组，额定新风量3950m3/h(3次/h)。

I、II级手术室及正负压转换手术室均独立设置循环净化空调机组，I级手术室循环空调机组送风量10100m3/h，II级手术室循环空调机组送风量3600m3/h。其余III级手术室均采用一拖二或一拖三的方式设置循环净化空调机组及1台循环机组带2个（或3个）手术室。带两个手术室的循环净化空调机组送风量4400m3/h，带3个手术室的循环净化空调机组送风量6600m3/h。走廊及辅房循环净化空调机组设两台，单台送风量14000m3/h。

ICU选用2台单台风量10000m3/h循环净化空调机组，当其中一台出现故障时，仍可部分满足空调需要。

每个手术室单独设排风，I、II、III级手术室排风量均为200m3/h。ICU的隔离重症监护室及中心大厅各设一套排风系统，排风量分别为200、2000m3/h。