某醫院病房樓溫濕度獨立控制空調系統設計

劉玉旺

【摘要】由于醫院建設標準的提高、新的醫療技術對室內環境的要求不斷提高，以及醫院環境舒適性的不斷提升，醫院建筑已經成為單位面積能耗最大的公共建筑之一。溫濕度獨立控制空調系統的提出在一定程度上可以有效地解決醫院空調空氣品質控制的問題.THIC空調系統的基本原理是：新風獨立承擔室內所有的濕負荷，這樣末端的風機盤管為干工況運行，并且可以用15℃左右的高溫冷水控制室內溫度，實現溫度、濕度的獨立控制。

【關鍵詞】溫濕度獨立控制;病房樓;溶液調濕機

1、項目簡介

本工程設計對象為綜合醫院的病房樓，位于聊城某地，總建筑面積47367.21m2，其中病房樓為醫院塔樓部分的3-14層.

2、設計參數選取

2.1空調室外設計參數

該建筑地處北緯36.27°，東經115.58°.

2.2空調室內設計參數

根據《綜合醫院建筑設計規范》（JGJ49-88）的相關規定，室內設計參數如下表1所示.

2.3人員及設備作息時間

參考相關調研以及工程數據，設定各種房間在全年每日的逐時作息情況.各類房間作息情況見表2.

3、溫濕度獨立控制空調系統設計方案

THIC空調系統方案原理：夏季通過高溫冷水機組通過分集水器向病房和溶液調濕機供冷，同時由冷卻塔提供冷卻水.冬季采用板式換熱器從熱力管網取熱，向病房供熱.病房中采用干式盤管調室內溫度.新風通過溶液調濕機調節濕度，進而調節室內濕度，溶液調濕機的調濕能力可通過熱泵進行再生.

3.1冷熱源

本項目THIC空調系統冷熱源采用高溫冷水機組+集中供熱的方式.新風采用熱泵驅動的溶液調濕新風機組.根據動態負荷計算結果，病房樓THIC空調系統的高溫冷水機組提供的總冷負荷為1494.4kw，選用3臺螺桿式高溫冷水機組，供回水溫度17/21℃，冬季熱負荷為1344.2kw，集中供熱水溫85/60℃，經過板式換熱器二次網供回水溫度為60/50℃.空調水系統采用一級泵壓差旁通控制變流量系統，在制冷系統分集水器的旁通管上設置壓差控制電動閥，空調末端回水管上設置壓差控制電動兩通閥.當空調負荷發生變化時，自動調節末端電動兩通閥及分集水器旁通閥的開度，從而調節空調末端冷水的流量及分集水器旁通管流量，但制冷機處流量保持恒定.

3.2風系統

風系統中送風采用干式風機盤管+獨立新風方式，排風采用單獨排放方式，保證室內空氣衛生.夏季，新風先經過高溫冷水預冷，再進入溶液調濕單元獨立除濕至新風送風狀態點，送入室內.溶液除濕單元自帶熱泵系統，熱泵循環的制冷量用在溶液除濕單元以降低溶液溫度，提高溶液除濕能力;冷凝器排熱量用在溶液再生單元以提高溶液溫度，濃縮再生溶液.新風送風溫度設為18℃，承擔了新風負荷、室內濕負荷與部分室內顯熱負荷.新風機每層設置1臺，根據各層負荷配置。冬季新風機組不開啟熱泵系統，表冷器中通入熱水轉換為加熱器，利用外界提供的熱水（60/50℃）實現對新風的加熱加濕.空調末端選用干式風機盤管，通入高溫冷水，不產生冷凝水，防止細菌滋生.排風采用獨立排風系統，可根據室內空氣品質進行自動調節.

4、全年運行方案

4.1夏季運行方案

由于溫濕度獨立控制空調系統采用高溫冷源提供冷量，水溫為17/21℃，本項目冷源采用帶冷卻塔的高溫冷水機組，夏季冷水機組運行，一部分冷水用于消除室內顯熱，另一部分用于新風的預冷.新風經預冷段（外界提供高溫冷水17/21℃）降溫除濕后，再進入溶液除濕單元進一步除濕，達到送風狀態點.溶液在除濕過程中吸收水分稀釋，進入再生單元用新風再生，再生后的溶液進入除濕單元，循環利用.機組自帶熱泵系統，冷量用于降低除濕單元溶液溫度以提高除濕能力，冷凝熱用于再生單元濃縮再生溶液.4.2冬季運行方案

本項目可直接利用集中供熱熱水實現建筑冬季溫度控制的要求，室內末端與夏季共用一套末端裝置.由于塔樓用溫濕度獨立控制空調系統的部分內區空間太小，占總面積的6.9%，所以無法單獨為其進行系統分區，所以塔樓部分內外區不單獨分開.干式風機盤管通入熱水，變夏季工況為冬季供熱工況繼續維持室溫.熱泵系統不運行，利用外界提供的熱水（60/50℃）實現對新風的加熱加濕.新風經加熱盤管預熱后進入溶液調濕單元加濕至送風狀態點.

4.3過渡季運行方案

溫濕度獨立控制在室內環境控制過程中，優先考慮被動方式，盡量采用自然手段維持舒適的室內熱濕環境.過渡季節可利用自然通風帶走余熱、余濕，縮短主動式空調系統的運行時間.在利用自然通風排除室內余濕時，應對自然通風量與排除室內余濕需求的風量進行校核.若自然通風量不能滿足排除室內余濕的風量要求，就需要通過主動式的濕度控制系統來滿足余濕排除需求.自然通風采用以下運行模式：1）當室外溫度和含濕量均低于室內狀態時，可以直接采用自然通風來解決建筑的排熱排濕;2）當室外溫度高于室內溫度、但含濕量低于室內含濕量時，可以利用自然通風排除室內余濕，再利用顯熱末端裝置控制室內溫度;3）當室外含濕量高于室內含濕量時，關閉自然通風，被動方式已不能滿足熱濕環境調控需求，需采用主動式空調系統解決室內空調要求.

結論：

（1）溫濕度獨立控制空調系統對溫度與濕度兩套獨立的空調控制系統所采用，分別控制、調節室內的溫度與濕度，從而使不同時刻熱濕比不斷變化的要求所滿足，將常規空調系統中難以同時滿足溫、濕度參數的要求不斷克服，精準地控制房間內的溫度與濕度.

（2）考慮到醫院的特殊性，醫院濕度的控制至關重要.傳統的冷凝除濕方式，不可避免的存在熱濕統一處理、冷熱抵消及除濕加濕抵消造成的損失.使用溫濕度獨立控制（干式風機盤管+溶液調濕處理機組）同時可以避免病房內潮濕表面的存在，減少細菌的滋生.

參考文獻：

[1]沈晉明，聶一新.潔凈手術室控制新技術：濕度優先控制[J].潔凈與空調技術，2007（3）：17-20.

[2]沈晉明，馬曉瓊.醫院建筑特點與節能[J].暖通空調，2007，37（8）：72-78.