潔凈空調(diào)新風深度除濕節(jié)能改造應用分析

王鋼，劉柏華

（1.四川科創(chuàng)源潔凈工程有限公司，四川 成都 610000；2.山東省東營市人民醫(yī)院，山東 東營 256603）

根據(jù)《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》的要求，潔凈室內(nèi)的空氣質(zhì)量為恒溫恒濕狀態(tài)。恒溫狀態(tài)需要冷熱源通過水管盤來調(diào)節(jié)，恒濕狀態(tài)需要加濕器加濕或除濕水盤管除濕來解決。在凈化空調(diào)系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的除濕技術為降溫除濕，即將循環(huán)機組內(nèi)的潔凈空氣降溫至露點溫度以下，使空氣中的水分凝結成冷凝水從排水管排出，從而達到除濕的目的。除濕后的冷空氣經(jīng)過循環(huán)機組內(nèi)的加熱器，將溫度從露點溫度加熱到潔凈室內(nèi)需要的溫度。以上這種在循環(huán)機組內(nèi)降溫除濕的技術，不僅降溫除濕需要消耗的冷量多，除濕后對冷空氣進行的再加熱所消耗的熱量也很多。冷量及熱量相互抵消浪費很大。同時，因循環(huán)機組在除濕過程中有很多冷凝水產(chǎn)生，固而循環(huán)機組不能滿足《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》中干工況運行的要求。針對以上缺點，參考實用新型專利技術號“新風集中處理系統(tǒng)”和論文“新風集中深度預處理節(jié)能專利技術應用分析”，將改變上述傳統(tǒng)除濕技術所帶來的缺點。新的除濕技術是將原設計在循環(huán)機組中的除濕方式改為在新風機組中進行除濕。室外新風在新風機組中進行深度降溫除濕后，再與循環(huán)機組內(nèi)的熱回風進行混合，混合后的潔凈空氣再進行微處理就可達到室內(nèi)要求的溫濕度。該除濕方式在運行過程中將冷量與熱量的抵消控制在最低點，從而節(jié)約冷量和再熱量，循環(huán)機組在夏季達到干工況運行，滿足感控規(guī)范要求。

通過對山東省東營市人民醫(yī)院原潔凈空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造，對比分析同期測量濕度數(shù)據(jù)，得出改造后的潔凈系統(tǒng)比改造前的潔凈系統(tǒng)在除濕功能方面效果更好、室內(nèi)濕度平穩(wěn)、濕度波動頻率明顯降低。同時，對比分析同期用電電量數(shù)據(jù)，得出改造后的潔凈系統(tǒng)比改造前的潔凈系統(tǒng)更節(jié)能、改造投資成本能在短時間內(nèi)收回。

1 新風深度除濕結構分析

新風深度除濕結構如圖1所示。由水系統(tǒng)1、水盤管2、水盤管3、水系統(tǒng)4、控制箱5組成。設計兩組水盤管和兩組水系統(tǒng)是為了增加迎風面積、增加深度除濕效果、節(jié)能省電；如果對原潔凈新風系統(tǒng)進行深度除濕節(jié)能改造時機組設備尺寸不變；減小使用該技術的新設計的凈化機組結構尺寸。

工作時，控制箱5采集潔凈室內(nèi)的濕度參數(shù)實際值與設定值，控制水系統(tǒng)中冷凍水到達水盤管的水流量，達到控制新風經(jīng)水盤管進行深度除濕的目的。深度除濕后的新風再與潔凈室內(nèi)的回風進行混合，因非全新風系統(tǒng)的潔凈室內(nèi)新風與回風所占比值相差很大，混合后的空氣只需再微處理即可達到室內(nèi)要求的參數(shù)。

圖1

2 應用分析

山東省東營市人民醫(yī)院于2015年8月投資9萬對住院樓手術室潔凈空調(diào)系統(tǒng)中的兩臺新風機組進行新風深度除濕節(jié)能改造。其中手術室新風機組兩臺，循環(huán)機組九臺。改造前，先測量原新風機組尺寸，并確定控制箱、水系統(tǒng)、水盤管安裝位置，確定冷凍水水源接點位置，確定控制箱內(nèi)弱電和強電接線點位置。根據(jù)測量參數(shù)，設計新的新風深度除濕水系統(tǒng)、水盤管和控制箱。改造前需要與使用科室協(xié)調(diào)機組停機時間，將改造過程中所用材料與工具運送到現(xiàn)場準備就緒。

改造過程中，先完成水系統(tǒng)與控制箱的安裝，預留水系統(tǒng)與冷凍水管主管焊接，預留水系統(tǒng)與水盤管的連接。控制箱安裝完成通電后確保電動三通閥運行正常，且控制箱內(nèi)的各信號采集點工作正常。最后，設備停止運行后對水盤管進行安裝并清理機組內(nèi)部衛(wèi)生，水盤管安裝完成后用軟連接與水系統(tǒng)連接。設備停止運行的同時連接水系統(tǒng)與冷凍水主管的焊接。

整個過程中影響科室使用的時間為水盤管安裝及冷凍水管焊接時間。其中安裝水盤管需用時1小時，焊接冷凍水管需用時兩小時。冷凍水管焊接前需放空主管內(nèi)冷凍水，焊接完成后需灌水打壓排氣。最后進行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。

3 節(jié)能改造前后除濕效果分析

為進行除濕效果對比分析，利用兩年時間統(tǒng)計改造前后每臺設備每天運行的室內(nèi)溫度濕度參。因不同的手術類型對室內(nèi)溫濕度要求不同，考慮不斷改變運行參數(shù)對濕度的影響，在參數(shù)測試期間機組AHU-4設置運行參數(shù)不變（溫度23℃、相對濕度55%）。并對機組AHU-4運行參數(shù)進行分析。

改造前后機組AHU-4同期7月份相對濕度對比如圖2所示，8月份相對濕度對比如圖3所示。

如圖2和圖3所示，對改造前后同期兩個月運行參數(shù)進行對比分析，改造后的新風深度除濕穩(wěn)定性更平穩(wěn)，除濕效果更滿足實際需要。

4 節(jié)能改造前后用電電量分析

為測量實際節(jié)省電量，改造前對每臺凈化機組均安裝一套電量表，統(tǒng)計改造前后設備每天運行時間和用電電量（見表1）；統(tǒng)計科室人員數(shù)量、每天每間手術室手術量和手術室人員數(shù)量。

從表1可見，改造前機組月用電電量76393度，改造后機組月用電電量34870．5度。新風深度除濕改造后比改造前節(jié)能效率達54．35%。

圖2

圖3

為計算節(jié)能改造后月平均節(jié)省用電電量，分別統(tǒng)計改造前2015年6～8月用電電量，改造后2016年6～8月用電電量。如圖4所示。其中2015年3個月共計用電229395度，2016年3個月共計用電76241度，改造后比改造前3個月節(jié)省用電153154度。其中6月節(jié)約電量49739度，7月節(jié)約用電量51969度，7月節(jié)約用電量51446度。除濕季節(jié)平均每月節(jié)約電量51051度。按每度電費0．85元計算，平均每月節(jié)省電費4．339335萬元。改造投資成本約2個半月即可收回。

圖4

表1

考慮不同的手術類型對室內(nèi)溫濕度要求不同，如果頻繁改變機組運行參數(shù)對設備運行存在影響，在參數(shù)測試期間機組AHU-4設置運行溫度23℃、相對濕度55%保持不變，改造前后同期用電電量對比如圖5所示。如圖所示，改造前2015年7月到8月用電電量16510度。改造后2016年7月到8月用電電量度8820度。單臺機組用電節(jié)能效率達47%。

5 結語

圖5

新風深度除濕技術結構簡單、改造周期短、對科室使用影響小。適用于需節(jié)能改造的新風集中處理潔凈系統(tǒng)及還未建設的新的潔凈空調(diào)系統(tǒng)。

新風深度除濕改造后單臺機組節(jié)能效率高、整體節(jié)能效果顯著。節(jié)能改造成本短時間內(nèi)就可收回。

新風深度除濕的應用能讓循環(huán)機組在夏季達到干工況運行，滿足感控規(guī)范要求。

[1]許鐘麟．醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范實施指南． 中國建筑工業(yè)出版社，2014,6：23-30．

[2]許鐘麟．醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范實施指南技術基礎． 中國建筑工業(yè)出版社，2014,6：23-30．

[3]GB50333-2013《醫(yī)院潔凈手術部建筑設計規(guī)范》．

[4]馮建平． 實用新型專利證書新風集中處理系統(tǒng)． 證書號第2588085 號 ． 2012,12．

[5]參考論文“新風集中深度預處理節(jié)能專利技術應用分析”編號“2014S739”．