醫(yī)院門診凈化空調(diào)系統(tǒng)具備負(fù)荷大、負(fù)荷平穩(wěn)、換氣量由潔凈度明確、溫濕度控制規(guī)定等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)凈化空調(diào)系統(tǒng)是一種送風(fēng)系統(tǒng)軟件。為了降低溫度濕度，排風(fēng)必須通過表層冷卻塔再度加溫，造成一定的能量損耗。為降低醫(yī)院門診凈化空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗，可以用熱管換熱器急冷混和氣路，加熱表層冷卻塔后超低溫氣路，從而降低再熱能源消耗。本文從某Ⅰ級(jí)清潔手術(shù)室(規(guī)格5.7 ｍ×7.以5m為例子，對(duì)回風(fēng)力發(fā)電再熱系統(tǒng)及熱管換熱器輔助電加熱空調(diào)機(jī)組的能源消耗展開了數(shù)據(jù)分析。

  熱管工作中原理和技術(shù)特性

  熱管由揮發(fā)段、絕緣層段和冷疑段構(gòu)成，它的結(jié)構(gòu)如下圖1所顯示。當(dāng)熱管的一端遇熱后，吸液芯里的液態(tài)消化吸收外部發(fā)熱量快速氣化，在細(xì)微壓力差下流入熱管的另一端，向大眾釋放熱能后冷疑變成液態(tài)，液態(tài)憑借貼壁金屬絲網(wǎng)的孔狀抽吸附力返回加溫段，并重新遇熱氣化。發(fā)熱量從熱管的一端傳達(dá)到另一端。因?yàn)闊峁苓x用蒸汽參數(shù)改變熱傳導(dǎo)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)小，具備傳熱能大、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性好一點(diǎn)的特性。

  清潔手術(shù)室空調(diào)機(jī)組方式及能耗分析

  醫(yī)院門診清潔手術(shù)室分成4級(jí)，不同等級(jí)清潔手術(shù)室結(jié)構(gòu)參數(shù)不一樣，以某一級(jí)清潔手術(shù)室為例子，其主要參數(shù)見表1所顯示。

  (1)手術(shù)室負(fù)荷剖析

  手術(shù)室中央空調(diào)負(fù)荷主要包含工作人員負(fù)荷、照明燈具負(fù)荷、機(jī)器設(shè)備負(fù)荷、排架結(jié)構(gòu)負(fù)荷、手術(shù)室濕表層散濕所形成的汽化熱負(fù)荷和新風(fēng)系統(tǒng)負(fù)荷。

  各層次的手術(shù)室總數(shù)不一樣，輕體力勞動(dòng)和極輕體力勞動(dòng)的總數(shù)比例是1:2，集群式指數(shù)為0.92值，手術(shù)室溫24℃熱溫負(fù)荷為67.6W/人，散濕量118.5ｇ／（人·ｈ）。

  依據(jù)GB50034-2013《建筑照明設(shè)計(jì)規(guī)范》照明燈具750lx，組裝輸出功率等同于25W/m2，照明燈具制熱量大約為20W/m2。

  手術(shù)室機(jī)器設(shè)備負(fù)荷一般按醫(yī)院門診提供的資料或系數(shù)法測算。因?yàn)槭中g(shù)室熱負(fù)荷的不穩(wěn)定性，憑經(jīng)驗(yàn) 配備功 率與 計(jì) 算 取 值 如 表 ２ 所顯示。Ⅰ，Ⅱ一般來說，手術(shù)室也可以根據(jù)表2中所有測算值乘于0.8的同時(shí)使用系數(shù)，Ⅲ，Ⅳ手術(shù)室的指數(shù)為0.6。

  因?yàn)槭中g(shù)室一般坐落于內(nèi)區(qū)，排架結(jié)構(gòu)負(fù)荷小，忽略不計(jì)。

  手術(shù)室體濕表層的尺寸因手術(shù)類型而不同。根據(jù)國家參考文獻(xiàn)數(shù)據(jù)信息，濕面積為0.7m2，外表溫度40 ℃。經(jīng)測算，手術(shù)室濕表層環(huán)境濕度為1022.所產(chǎn)生的汽化熱負(fù)荷為3g/h688.6Ｗ。

  該Ⅰ手術(shù)室負(fù)荷統(tǒng)計(jì)分析如表3。

  (2)手術(shù)室排風(fēng)量

  依據(jù)手術(shù)室的排風(fēng)量GB《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》第4條.0.1條同榜7.2.測算各個(gè)手術(shù)室自然通風(fēng)頻率和正壓送風(fēng)口總面積的需求。針對(duì)Ⅰ依據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，水準(zhǔn)手術(shù)室的最小正壓送風(fēng)口面積約6.24ｍ２，手術(shù)臺(tái)上工作臺(tái)面相對(duì)高度橫截面平均風(fēng)速為0.20～0.25m/s，憑經(jīng)驗(yàn)，通風(fēng)口風(fēng)力應(yīng)是0.4m/s，總送排風(fēng)量約9000m3/h。

  依照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，Ⅰ最少排風(fēng)量為15~20m3/m2·取20m3/(m2)·h)，手術(shù)室排風(fēng)量LX 為855ｍ３／ｈ。

  (3)手術(shù)室空氣處理及能源消耗的挑選

  研究發(fā)現(xiàn)，中央空調(diào)環(huán)境里圍內(nèi)的溫度轉(zhuǎn)變對(duì)微生物生存力和毒副作用危害不顯眼，空氣濕度是決定微生物菌種繁育的關(guān)鍵因素。因而，與傳統(tǒng)舒適空調(diào)系統(tǒng)軟件不一樣，清潔手術(shù)室空調(diào)機(jī)組選用環(huán)境濕度優(yōu)先選擇、溫濕度控制的控制方法。

  如果要操縱室溫，房間內(nèi)空氣濕度會(huì)在房間里熱濕負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)飄移，不益于微生物控制。因?yàn)槭中g(shù)室熱負(fù)荷變化較大，濕負(fù)荷比較穩(wěn)定，房間內(nèi)排風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)由排風(fēng)量和濕負(fù)荷明確，室溫應(yīng)當(dāng)通過再熱控制?，F(xiàn)階段，電再熱是工程項(xiàng)目常用的。

  在傳統(tǒng)一次回風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)，高環(huán)境濕度新風(fēng)系統(tǒng)與送風(fēng)的組合有益于送風(fēng)中微生物繁育。因而，依據(jù)GB5033-2013年《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》，清潔手術(shù)室的新鮮空氣一般集中統(tǒng)一處理后送進(jìn)手術(shù)室，清新空氣需要解決到小于房間內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)的狀態(tài)點(diǎn)，以減輕房間內(nèi)負(fù)荷。

  新風(fēng)系統(tǒng)的最佳處理方式應(yīng)帶去房間內(nèi)濕負(fù)荷，承擔(dān)手術(shù)室能量循環(huán)發(fā)電機(jī)組只解決房間內(nèi)熱負(fù)荷。但該方案的新風(fēng)需要解決到熱濕比線和設(shè)備漏點(diǎn)的相交點(diǎn)，甚至更低溫度。以以上Ⅰ以手術(shù)室為例子，新風(fēng)系統(tǒng)需要解決到9℃以下屬于常見的7 ℃／12 ℃供地暖管間距難以實(shí)現(xiàn)。因而一般將新風(fēng)系統(tǒng)集中統(tǒng)一處理到房間內(nèi)漏點(diǎn)情況，手術(shù)室的房間濕負(fù)荷由循環(huán)系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組負(fù)責(zé)管理。

  循環(huán)系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的處理方式可以分為二次回風(fēng)（如圖2）和一次回風(fēng)（如圖3）。一次回風(fēng)處理辦法為：將新風(fēng)系統(tǒng)解決到房間內(nèi)漏點(diǎn)L1 循環(huán)系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組點(diǎn)之后，將送風(fēng)與C混和 點(diǎn)，隨后解決到L2 點(diǎn)，再熱排風(fēng)狀態(tài)點(diǎn) Ｏ。

  二次回風(fēng)更節(jié)能，新風(fēng)系統(tǒng)集中統(tǒng)一處理到L1 內(nèi)循環(huán)單獨(dú)解決到L2 與二次回風(fēng)混和 點(diǎn)，再將清新空氣混和到排風(fēng)點(diǎn)O。在具體施工中，二次回風(fēng)閥調(diào)節(jié)排風(fēng)狀態(tài)點(diǎn) Ｏ 難以進(jìn)行，因此在項(xiàng)目中運(yùn)用偏少。

  因而，本文從一次回風(fēng)為例子，探討了清潔手術(shù)室的能源消耗。Ⅰ針對(duì)一級(jí)手術(shù)室，為了實(shí)現(xiàn)排風(fēng)點(diǎn)，排風(fēng)必須在表冷卻塔冷后再加溫，白白浪費(fèi)更多電力能源。但此系統(tǒng)簡易，易于控制。計(jì)算表冷卻塔空調(diào)制冷量QC 電加熱器量QR 分別是27.27，25.54ｋＷ。

  熱管換熱器在清潔手術(shù)室空調(diào)機(jī)組中的運(yùn)用

  為了降低清潔手術(shù)室一次回風(fēng)全面的能源消耗，在循環(huán)系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組翅片換熱器兩邊組裝熱管換熱器，組裝電路原理圖如圖4。熱管傳熱 裝置的 揮發(fā) 段 置 于 表 冷 器 翅片換熱器后邊配有冷疑段。新風(fēng)系統(tǒng)與回風(fēng)混合過濾后，先通過熱管換熱器的揮發(fā)段，內(nèi)部蒸汽參數(shù)揮發(fā)消化吸收氣體發(fā)熱量，急冷排風(fēng)。急冷排風(fēng)根據(jù)表層冷卻塔制冷去濕，根據(jù)熱管換熱器冷疑段，熱管內(nèi)蒸汽參數(shù)冷疑放熱反應(yīng)，排風(fēng)加熱。再通過空調(diào)機(jī)組的電加熱器段，進(jìn)一步加熱至排風(fēng)點(diǎn)，送進(jìn)屋子。

  熱管換熱器在所有加工過程中，運(yùn)用翅片換熱器兩邊的溫度差，對(duì)排風(fēng)開展急冷和加熱，能降低翅片換熱器的功率和電加熱器得再發(fā)熱量。因?yàn)闊峁軗Q熱器為熱溫傳熱，排風(fēng)絕對(duì)濕度始終不變，也不會(huì)影響房間內(nèi)空氣濕度的調(diào)整。但是由于熱管換熱器為處于被動(dòng)傳熱，加熱后氣體無法滿足排風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的需求，熱交換器后輔助電加熱，調(diào)節(jié)排風(fēng)主要參數(shù)，達(dá)到手術(shù)室的需求。

  (1)帶熱管換熱器空調(diào)機(jī)組處理方式剖析

  如下圖5所顯示，新風(fēng)系統(tǒng)(L1) 點(diǎn))和送風(fēng)(N 點(diǎn))與C混和 點(diǎn)，先經(jīng)熱管換熱器急冷至Ｃ１ 點(diǎn)，再由翅片換熱器解決到設(shè)備漏點(diǎn)L2。熱管換熱器加熱 Ｌ３ 點(diǎn)熱得排風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O，隨后送進(jìn)房間內(nèi)。與 一 次 回 風(fēng) 相 熱管換熱器的環(huán)保節(jié)能通常是C-C1 L2-L3的急冷量與預(yù)發(fā)熱量。需注意，熱管換熱器會(huì)增加空調(diào)機(jī)組的摩擦阻力，進(jìn)而增加風(fēng)機(jī)能源消耗。因而，熱管換熱器的節(jié)能環(huán)保應(yīng)充分考慮冷熱交替和離心風(fēng)機(jī)阻力的增加。

  在同一條件下，熱管換熱器的傳熱特點(diǎn)受管排數(shù)、蒸汽參數(shù)種類和管排原材料的危害。在本例中挑選常見的 Ｒ４１０Ａ 以空調(diào)銅管鋁傳熱管、熱鍍鋅架構(gòu)為材料，探討不一樣管排數(shù)下的傳熱和阻礙，數(shù)值見表4所顯示。

  (2)節(jié)能潛力剖析

  由表4能夠得知，增加管路列數(shù)能夠增加換熱量，從而降低電加熱器再發(fā)熱量與表冷卻塔空調(diào)制冷量。但是隨著管路列數(shù)的增加和阻力的相對(duì)應(yīng)增加，風(fēng)扇的輸出功率將進(jìn)一步增加。充分考慮表冷卻塔、電加熱器和風(fēng)機(jī)耗能的增加，測算熱管換熱器的環(huán)保節(jié)能種類（1）。

  (1)，(2)中 ΔＱ 為熱管換熱器環(huán)保節(jié)能，kW；ΔQR降低再發(fā)熱量，kW；ΔＱＣ 翅片換熱器空調(diào)制冷量降低，相當(dāng)于再發(fā)熱量降低，kW；COPz 為空調(diào)機(jī)組綜合性COP，取3.0；ΔＱＦ kW增加離心風(fēng)機(jī)能源消耗；Δｐ Pa；η取60%的風(fēng)機(jī)效率。

  不一樣管排數(shù)字的節(jié)能量見表5所顯示。當(dāng)熱管換熱器的管排數(shù)增加時(shí)，熱管列數(shù)增加 管 的 換 熱 能 力 增加、加熱和急冷量，更有助于減少表層冷卻塔的功率和電加熱裝置得再發(fā)熱量。與此同時(shí)，管路列數(shù)的增加也會(huì)導(dǎo)致阻力的增加，隨后增加風(fēng)扇的工作壓力，相對(duì)應(yīng)的風(fēng)扇能源消耗還會(huì)增加。一般來說，管路列數(shù)的增加會(huì)增加總環(huán)保節(jié)能。

  從增加離心風(fēng)機(jī)能源消耗與減少致冷和再熱能源消耗比例來說，當(dāng)管路列數(shù)越多時(shí)，占比也就越大。說明，伴隨著管路列數(shù)的增加，離心風(fēng)機(jī)功能損耗的增加超過環(huán)保的增加，但熱管的環(huán)保節(jié)能高效率減少。增加管路列數(shù)將產(chǎn)生更高原始項(xiàng)目投資，因而必須明確熱管換熱器管路列數(shù)的相對(duì)值。

  為非常不一樣管排數(shù)字的合理性，將潔凈空調(diào)的使用時(shí)間界定為08:00-20:00，由 于 新 風(fēng) 將 集 中 解決到Ｌ１ 因而，戶外氣象參數(shù)并對(duì)運(yùn)作影響較小，熱管年環(huán)保節(jié)能乘于時(shí)長。依據(jù)上海市電費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，測算靜態(tài)投資回收期(0.752元／（ｋＷ·測算節(jié)約的水電費(fèi)為基準(zhǔn)。由表6能夠得知，伴隨著管排數(shù)字的增加，節(jié)約的水電費(fèi)也隨之增加，但是由于原始投入的增加，靜態(tài)投資回收期也會(huì)隨著管排數(shù)字的增加而增加。

  結(jié)果

  1)在清潔手術(shù)室一次回風(fēng)空調(diào)機(jī)組中，熱管換熱器環(huán)保節(jié)能超過摩擦阻力增加。

  2）當(dāng)熱管換熱器的管排數(shù)增加時(shí)，熱管的傳熱水平提高，更有助于減少表層冷卻塔的功率和電加熱裝置得再發(fā)熱量。與此同時(shí)，管排數(shù)字的增加會(huì)增加摩擦阻力，增加相對(duì)應(yīng)風(fēng)機(jī)能源消耗。一般來說，管排數(shù)字的增加會(huì)增加總環(huán)保節(jié)能。

  3）伴隨著管路列數(shù)的增加，離心風(fēng)機(jī)功能損耗的增加速度更快于環(huán)保節(jié)能。離心風(fēng)機(jī)能源消耗與減少致冷再熱能源消耗比例越多，熱管的環(huán)保節(jié)能高效率越低。

  4)管排數(shù)增加，對(duì)應(yīng)的原始項(xiàng)目投資還會(huì)增加，靜態(tài)投資回收期也會(huì)隨之增加。

  5）值得注意的是，對(duì)需要快速降溫的手術(shù)室，熱管換熱器將會(huì)成為快速降溫的摩擦阻力。對(duì)于此類手術(shù)室，是不是應(yīng)用熱管傳熱設(shè)備必須進(jìn)一步的邏輯分析與經(jīng)濟(jì)較為。