淺析潔凈空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施
1概述
隨著改革開放的不斷深入,國家經(jīng)濟發(fā)展水平正呈穩(wěn)步發(fā)展態(tài)勢,而近幾年正是我國進入全面建設(shè)小康社會的階段。順應(yīng)時勢,醫(yī)院潔凈手術(shù)室、ICU等新建或改造工程也不斷深入,并處于高速發(fā)展階段。但醫(yī)院的潔凈空調(diào)能耗卻占了相當(dāng)大的部分,因此醫(yī)院在長期使用潔凈空調(diào)系統(tǒng)時不得不考慮運行時的成本問題,于是空調(diào)節(jié)能越來越引起人們的重視。
2潔凈空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施
1.1配置送風(fēng)圍檔,減少系統(tǒng)送風(fēng)量
我國潔凈手術(shù)室分為特別、標(biāo)準、一般、準四個等級。其中特別手術(shù)室采用的是層流氣流模式,屬于排擠原理,其他級別手術(shù)室均為亂流的氣流模式;標(biāo)準、一般手術(shù)室采用的是一種置換模式;準潔凈手術(shù)室采用的是稀釋模式。除了層流必須保證一定的工作面高度截面平均風(fēng)速外,其他級別由換氣次數(shù)確定系統(tǒng)的送風(fēng)量,從而保證不同級別手術(shù)室的潔凈度要求。系統(tǒng)送風(fēng)量以百級層流A為明顯,當(dāng)送風(fēng)天花(2.6mx2.4m,高度3m)出風(fēng)速度約為0.42~0.46m/s時,即送風(fēng)量為9500~m3/h時可以保持工作面高度截面速度為0.25~0.3m/s。實踐表明,我們可以在保持工作面高度截面風(fēng)速不變的情況下通過配置送風(fēng)圍檔(一般安裝高度為2m)來降低系統(tǒng)的送風(fēng)量,從而達到節(jié)能的目的。根據(jù)射流的核心速度約正比于射程的二分之一次方,在配置送風(fēng)圍檔的情況下其出風(fēng)速度約為0.33~0.38m/s時可以保持工作面高度的要求速度,這時系統(tǒng)送風(fēng)量約為7500~8500m3/h。相比沒有送風(fēng)圍檔時可節(jié)省約20%的送風(fēng)量,從而可以減低空氣處理機組的容量和能耗。根據(jù)人體的熱舒適性研究表明,在手術(shù)室要求的溫濕度范圍內(nèi),人體可接受的送風(fēng)溫差為2~3℃??紤]到送風(fēng)量的減少會增大送風(fēng)溫差,配置送風(fēng)圍檔后送風(fēng)溫差約為2.2℃,在可接受范圍內(nèi)。
1.2對新風(fēng)不同熱濕處理方案的能耗分析
通常醫(yī)院潔凈手術(shù)部設(shè)置集中新風(fēng)處理系統(tǒng)。根據(jù)《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》第7.1.6條“新風(fēng)處理機組應(yīng)能在供冷季節(jié)將新風(fēng)處理到不大于要求的室內(nèi)空氣狀態(tài)點的焓值”,因此對新風(fēng)有不同的熱濕處理方案。
現(xiàn)以能耗最大的百級層流手術(shù)室為分析對象,處理過程為新風(fēng)集中處理至室內(nèi)狀態(tài)焓值以下,與一次回風(fēng)混合后再經(jīng)循環(huán)處理機組送入室內(nèi)。設(shè)室內(nèi)狀態(tài)點為:Tg=24℃,¢=60%,則L=15.76℃,h=52.7kJ/kg,d=11.18g/kg;室外狀態(tài)點:Tg=33.5℃,Ts=27.7℃(廣州地區(qū))。在標(biāo)準大氣壓下,濕空氣密度取1.2kg/m3。
根據(jù)經(jīng)驗計算:百級手術(shù)室總冷負荷約為6.0KW,濕負荷約2.0kg/h(大型手術(shù)進行時),得出熱濕比約為,總送風(fēng)量約為m3/h,送風(fēng)焓差為1.80kJ/kg,新風(fēng)量按1000m3/h計。
1.2.1新風(fēng)處理到室內(nèi)等焓點
將新風(fēng)集中處理到T=24℃,¢=60%的等焓點,即等焓線(h=52.7kJ/kg)與¢=95%的交點。此時新風(fēng)對室內(nèi)既不承擔(dān)也不帶入任何熱濕負荷。其在焓濕圖上的處理過程如圖1。
計算得出:新風(fēng)冷量為11.7KW,循環(huán)處理機組冷量為28.7KW,再熱量為22.7KW。
1.2.2新風(fēng)處理到室內(nèi)露點
將新風(fēng)集中處理到室內(nèi)狀態(tài)點的等濕線(d=11.18g/kg)與¢=95%的交點。此時新風(fēng)只承擔(dān)一部分室內(nèi)的熱濕負荷,其余熱濕負荷由循環(huán)處理機組承擔(dān)。其在焓濕圖上的處理過程如圖2。
計算得出:新風(fēng)冷量為14.4KW,循環(huán)處理機組冷量為25.0KW,再熱量為22.7KW。
1.2.3新風(fēng)處理至機器露點
根據(jù)室內(nèi)濕負荷和新風(fēng)量計得Δd=1.67g/kg,即等濕線(d=9.51g/kg)與¢=95%相交得新風(fēng)機組機器露點。此時新風(fēng)承擔(dān)全部室內(nèi)濕負荷和一部分室內(nèi)冷負荷,循環(huán)處理機組承擔(dān)部分室內(nèi)冷負荷并處于干盤管運行狀態(tài),可以避免由于托水盤積水引起的二次污染。其在焓濕圖上的處理過程如圖3。
計算得出:新風(fēng)冷量為16.5KW,循環(huán)處理機組冷量為3.3KW,不需再熱。
由于采用的是新風(fēng)集中處理系統(tǒng),其處理后的新風(fēng)供多間手術(shù)室使用。按規(guī)范要求的最小新風(fēng)量計算得出其他級別手術(shù)室要求的新風(fēng)量的去濕能力分別為:Ⅱ、Ⅲ級:1.60kg/h,Ⅳ級1.0kg/h,基本上滿足去除室內(nèi)全部濕負荷的要求。新風(fēng)處理到機器露點帶來的問題是對新風(fēng)機組的去濕能力要求較高,靜壓控制和自動控制系統(tǒng)比較復(fù)雜,可以采取以下措施:新風(fēng)機組定露點運行和調(diào)節(jié)各新風(fēng)支管風(fēng)量,從而保障室內(nèi)的溫濕度要求。
在各新風(fēng)處理方案下百級手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)的能耗比較:
3總結(jié)
通過上述的分析,可以得出以下幾點節(jié)能措施:
1.配置送風(fēng)圍檔,在保證潔凈度的情況下可以減少系統(tǒng)送風(fēng)量,從而減低空調(diào)系統(tǒng)的熱濕處理能耗和風(fēng)機能耗;
2.在空調(diào)系統(tǒng)不變的情況下,采取不同的新風(fēng)熱濕處理方案,其能耗不一,建議采用第三種方案,但溫濕度調(diào)節(jié)和控制較復(fù)雜。
由于工作中所接觸的范圍和水平有限,文中的不詳、不足之處在所難免,望讀者提出寶貴意見以指正。