潔凈空調新風深度除濕節能改造應用分析

王鋼，劉柏華

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

根據《醫院潔凈手術部建筑技術規范》的要求，潔凈室內的空氣質量為恒溫恒濕狀態。恒溫狀態需要冷熱源通過水管盤來調節，恒濕狀態需要加濕器加濕或除濕水盤管除濕來解決。在凈化空調系統中，傳統的除濕技術為降溫除濕，即將循環機組內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。除濕后的冷空氣經過循環機組內的加熱器，將溫度從露點溫度加熱到潔凈室內需要的溫度。以上這種在循環機組內降溫除濕的技術，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，因循環機組在除濕過程中有很多冷凝水產生，固而循環機組不能滿足《醫院潔凈手術部建筑技術規范》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”和論文“新風集中深度預處理節能專利技術應用分析”，將改變上述傳統除濕技術所帶來的缺點。新的除濕技術是將原設計在循環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，再與循環機組內的熱回風進行混合，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，從而節約冷量和再熱量，循環機組在夏季達到干工況運行，滿足感控規范要求。

通過對山東省東營市人民醫院原潔凈空調系統節能改造，對比分析同期測量濕度數據，得出改造后的潔凈系統比改造前的潔凈系統在除濕功能方面效果更好、室內濕度平穩、濕度波動頻率明顯降低。同時，對比分析同期用電電量數據，得出改造后的潔凈系統比改造前的潔凈系統更節能、改造投資成本能在短時間內收回。

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1、水盤管2、水盤管3、水系統4、控制箱5組成。設計兩組水盤管和兩組水系統是為了增加迎風面積、增加深度除濕效果、節能省電；如果對原潔凈新風系統進行深度除濕節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采集潔凈室內的濕度參數實際值與設定值，控制水系統中冷凍水到達水盤管的水流量，達到控制新風經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的回風進行混合，因非全新風系統的潔凈室內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要求的參數。

圖1

2 應用分析

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

改造過程中，先完成水系統與控制箱的安裝，預留水系統與冷凍水管主管焊接，預留水系統與水盤管的連接。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部衛生，水盤管安裝完成后用軟連接與水系統連接。設備停止運行的同時連接水系統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冷凍水，焊接完成后需灌水打壓排氣。最后進行系統聯調。

3 節能改造前后除濕效果分析

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

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進行對比分析，改造后的新風深度除濕穩定性更平穩，除濕效果更滿足實際需要。

4 節能改造前后用電電量分析

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

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能效率達54．35%。

圖2

圖3

為計算節能改造后月平均節省用電電量，分別統計改造前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個月節省用電153154度。其中6月節約電量49739度，7月節約用電量51969度，7月節約用電量51446度。除濕季節平均每月節約電量51051度。按每度電費0．85元計算，平均每月節省電費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溫濕度要求不同，如果頻繁改變機組運行參數對設備運行存在影響，在參數測試期間機組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。適用于需節能改造的新風集中處理潔凈系統及還未建設的新的潔凈空調系統。

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

新風深度除濕的應用能讓循環機組在夏季達到干工況運行，滿足感控規范要求。

[1]許鐘麟．醫院潔凈手術部建筑技術規范實施指南． 中國建筑工業出版社，2014,6：23-30．

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

[3]GB50333-2013《醫院潔凈手術部建筑設計規范》．

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

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