全熱交換器在磁共振機房中的應用

張 忠

1 引言

全熱交換器是近幾年才開始應用的機房新風設備，使用全熱交換器降低了空調的電力負荷，是綠色節能環保的機房通風設備。

超導磁共振機房幾乎都在使用機房中央空調，空調將磁共振磁體室內的空氣與設備間進行交換，使用時間一長難免使整體空氣變得污濁。在進行檢查時，如有結核，流感等傳染病患者，還有可能將病菌傳染給他人。雖然也有換氣扇在磁體室上部進行通風，但換氣扇主要在失超的情況下緊急排風使用，且換氣扇通常不具備空氣凈化功能，常年使用會使機房空調的負荷增加，還會將大量的灰塵帶入機房及磁體室，影響機器的使用壽命。另外，換氣扇采用軸流風機方式，多數使用的是含油軸承，連續使用幾年軸承即損壞，可靠性差。

全熱交換器在大型建筑中央空調系統應用較多，但在磁共振機房的應用報道卻極少。在與做磁共振機房工程的技術人員交流時，對方也無安裝此類設備的經驗。

我院于2009年10月在新的超導磁共振安裝施工的時候引入了全熱交換器，一年多來，使用良好，較好的解決了新風與空調負荷的矛盾。

2 工作原理

全熱交換器是一種含有全熱交換芯的新風、排風換氣設備，當產品工作時，室內排風和室外新風分別呈現交叉方式流經換熱器芯體時，由于全流分隔板兩側氣流存在著溫度差和蒸氣分壓差，使氣流通過分隔板時呈現傳熱傳質現象，引起全熱交換過程。在夏季運行，從室外吸進來炎熱潮濕的新鮮空氣，在通過全熱交換器時，被即將排出室外的涼爽而干燥的污濁空氣降溫除濕后送入室內。在冬季運行時，室外吸入寒冷干燥的新鮮空氣，在全熱交換器中，從室內的排風中獲得熱量的同時，被排出室外的污濁空氣加濕。這樣，通過換熱芯體的全熱換熱過程，讓新風從空調排風中回收能量。

圖1 全熱交換器工作原理圖

目前，有些廠家的全熱交換器熱量回收率達75%，總節能效果高達70%，從而使空調的負荷降低20%，幾年即可收回全熱交換器的投資。

圖2 全熱交換器安裝效果圖

3 安裝方法

全熱交換器采用的是大金VAM1000GMVE，換氣量為1000 m3/h。內部采用兩個直驅式離心式風機，一個向外排風，一個向內送風。風機噪聲很小，風量很大，幾分鐘即可將室內空氣全部更換一次。設備通過絲杠懸吊安裝在設備機房的吊頂之上，兩個送排風管道伸向室外，送排風管上粘有保溫材料，防止水氣在風管上結露，滴到設備上對設備產生破壞。進排風口分開了較大的距離，是為了防止產生新風短路，避免出現排出室外的空氣又被抽入室內。機房專用空調采用下送風方式，設備間的空氣，被機房空調壓入地板后，又通過風管送入天花板之上后拐入磁體室內，磁體室過來的受過污染的空氣，通過風管回到設備間的吊頂上，之后被全熱交換器抽走后排出室外。從室外吸入的新鮮空氣，經過全熱交換器交換后從設備間的吊頂上轉向后向下通過天花板上的送風格柵吹入機房。機房空調是下送風上回風方式，回風直接抽取吊頂之下設備間內的空氣，不與全熱交換器發生沖突。

全熱交換機組中，在交換芯進風一側裝有粗效新風凈化過濾網，能阻止空氣中的飛絮等較大異物進入機房。為了提高機房的潔凈度，進一步減少設備上灰塵的附著，還可以在全熱交換器的進風口增加一級中效過濾網，可以阻止大氣中的10 μm以上的花粉、塵土等的侵入，同時也減輕了機房中央空調過濾網的負擔，延長過濾網的清洗或更換周期。

全熱交換器有多種風量方式可供用戶選擇∶第一種是室外向室內送風量與室內向室外的排風量相等；第二種是室外向室內送風量大于與室內向室外的排風量即正壓方式；第三種是室外向室內送風量小于與室內向室外的排風量即負壓方式。通過調節運行參數，讓全熱交換機組的送風大于排風，使機房工作在正壓狀態，阻止了灰塵和其它污染物從門窗進入檢查室和設備間，保證檢查設備及房間的潔凈度。

全熱交換器的室外吸排風管口直徑在200 mm，為了避免小動物進入風管，還在吸排風口裝上金屬網，保證全熱交換器安全運行。

在設備的附件中，還有一個有線遙控器，雖然安裝在設備間比較省事，但有條件布線的話，最好還是安裝在控制室內，操作設備的掃描技術員可對設備的工作情況有一個很好的了解。

對于有些醫院，由于設備間布置方面的問題，造成安裝全熱交換器風道很長、風阻加大、風量減少等問題，廠家還有增壓箱選件可供選擇。

4 小結

在空調系統總能耗中，處理新風負荷的能耗占有很大比例，實際運行中，許多建筑物為了降低空調系統能耗及滿足室內潔凈度要求，人為地降低了引入建筑室內的新風量，新風量明顯不足。目前，空調建筑物由于新風量供應不足所引發的通風衛生安全問題也越來越受到重視。醫院是人群密集的公共場所，2003年出現的SAPS疫情、2009年發生的甲流，而結核也有卷土重來的架式。為了避免出現交叉感染，加大新風量是實現良好空氣質量的最好方法。只從空氣品質的角度來說，進行全新風運行的空調系統，才是最好的系統，可是由此帶來的能量消耗是很大的。因此，在室外新風與室內排風之間加設能量回收裝置，節能效果可達70%，很好地滿足了綠色環保潔凈的工作環境要求。

總之，在磁共振機房的設計和設備的招標中，應將全熱交換器列為標準配置，這樣才能對患者及醫務人員的健康提供更好的保障。

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