医院病房空调送风口结露的分析与设计对策

纪斯荣

( 厦门海星设备技术工程有限公司，厦门 361012 )

1 引言

南方沿海城市厦门地区多个医院住院大楼空调发生送风口结露现象，本文对这种现象进行了现场调研和测试，并据此进行了深入分析。

2 病房空调送风口结露现象调查

厦门地区众多的医院住院病房的中央空调设计中，制冷机组多数采用冷水系统，部分采用氟直冷多联机组，末端设备为暗藏风机盘管器，嵌入室内机，吊式风柜与新风热回收处理机等。

冷水机组进、出水温度设计均为标准工况：进水温度为12℃，出水温度为7℃。由此末端设备的进水温度为7℃。

空调送风百叶风口多数选用铝合金材料制作的风口，部分采用ABS工程塑料风口。

医院病房空气调节室内设计参数范围夏季温度为25～27℃，相对湿度为65%～45%，冷负荷计算指标基本上南向为120 ～140W/2，西向与顶层为150 ～165W/2范围〔1〕。

盛夏的八月，对厦门市六所医院住院大楼的空调使用状况进行调研，其中除二所采用氟直冷多联机系统外，其余均是冷水系统。其中一所刚投入使用三个月，其它的都已使用了数年。制冷设备使用状况均良好，室内空调系统运行除了厦门长庚医院外，其它几所医院住院部病房的空调送风口全部由于结露，造成风口面板的墙面上都有明显的水迹及霉斑，见图1～4：几所医院病房送风口墙面水痕迹及霉斑图*。

刚投入使用几个月的市儿童医院住院部病房的空调送风口，由于是采用氟直冷系统，风口墙面也

已有明显受潮痕迹。

按理说，空调使用时，随着室内空气温度降低，空气含湿量同时降低，此时的相对湿度也相应降低，送风温度应高于露点温度，不至于产生结露析水现象。但是众多的医院病房的空调现象正相反，却是送风温度低于环境内的露点温度，产生送风口结露水蒸气凝结现象。对于这一普遍出现的现象，引起了笔者关注。因而对此现象进行了实地调研。

图1 厦门第一医院风口

图2 厦门第二医院风口

图3 厦门第三医院天花板送风口

图4 厦门中医院风口，风口底部加装铝扣板

3 医院病房空调送风口结露原因分析

3.1 医院病房空调的特殊性分析

众所周知，空调就是排除空调区域的内外热湿干扰，外部干扰是指室外高温高湿空气对室内空调区域内，通过建筑围护结构如屋面、墙壁、门窗等进行传热；内干扰是指空调区域内人员、设备、照明等发热、发湿量。只有排除内、外干扰，才能保证空调区域内的空气温度、湿度、相对湿度等状态参数限制并稳定在设计范围内。因此空调区域必须保持一个封闭环境，其门窗均应保持在常关闭状态，以免外界空气对室内产生干扰。

在医院里的诊断室、检查室、手术室，办公室、医技房等场所，由于医院的行政管理部门均能直接管理落实到位。在空调使用期间，保持窗户关闭，进出随手关门。所以虽然与住院大楼同一制冷冷水系统，医院门诊医技大楼的送风口几乎不存在结露现象。但是住院大楼病房管理上就很难保证病人或其家属关闭门窗，究其原因主要是：

(1)几个生疏病人共住一间病房，各人的病情、性格互相不了解，病房关门、关窗总认为空气不流通，不卫生。只要其中一个病人要开窗，其他病人也不好异议。

(2)病人住院除了家属陪护外，也有许多亲朋好友探访关心，一间病房经常走了一批，又来一批。探视者进入病房在心理上总觉得房间内空气不好怕有病菌，习惯把门窗打开通风。

(3)由于医院的特殊性，主要群体是患者和医护人员，为减少空气病房的交叉感染，医院实行定期的空气消毒灭菌制度，必然使住院大楼内空气会散发出消毒药水气味。住进病房的患者与陪护人员从外部空气环境进入医院较难适应医院的空气环境，必然习惯开启门窗通风排气。

3.2 病房空调风口材料的影响

在空调常用的风口制作材料主要有两种：

(1)铝合金材料风口，它不易变形、变色、使用寿命长。由于是金属材料，它热传递速度快，易结露。

(2)ABS工程塑料材料风口，不容易结露，但有一定的热膨胀系数，易变形、变黄、易老化、使用寿命比铝合金风口短。空调工程一般较少选用。

根据风口材料的特性，笔者在医院做了一个风口结露的实验进行比对。开门窗运行空调，不久铝合金风口表面就出现微结露现象，不到一小时送风口表面水珠明显可见，此时ABS风口表面只呈现微露状。通过实验说明，ABS塑料风口虽然也会结露，但结露速度慢，防结露效果比铝合金风口好。

3.3 现场测试分析

调研中，在医院作了一个实验。同时把住院大楼同层二间病房开启门窗开空调运行，另二间病房关闭门窗开空调运行。实验时，室外温度为33℃，相对湿度80%，病房空调设定温度为27℃。关闭门窗的二间病房室内温度下降的过程相对湿度也随之降低，约30分钟后室温达到设定的27℃，相对湿度降至65%，此状态下，空气的露点温度为19.9 ℃，测量空调送风温度为21.4℃，送风温度高于空气露点温度1.5℃，送风口未出现结露现象。

同时开空调又开门窗的二间病房，在室外高温高湿空气的干扰下，室内温度、相对湿度下降缓慢。 30分钟后测量室内温度为30℃，相对湿度为78%，此状态下室内环境空气的露点温度为25.5 ℃，测送风口温度为24.5℃，送风温度低于露点温度1℃，送风口呈现出结露状。 由此可见，空调使用中，未关闭窗户的病房在室外空气的影响下，病房内温湿度难于降低，形成了送风口温度低于环境空气的露点温度，产生送风口表面结露现象。

从调研实验过程中，不难找出几所医院住院大楼病房空调送风口结露的主要原因是病房窗户未关闭所致。

4 应用自控方法解决窗户管理难题

在了解医院空调使用情况后，找出管理上问题与医院行政管理人员交流，他们认为要求病人或陪护家属关闭门窗很难做到。更主要的是患者不愿意配合，管理人员不好硬强制。又不能也不敢与病患人员争吵，难于管理。只有厦门长庚医院因为是台资医院，管理制度严于其它医院，管理人员配置也较多，岗位责任分工明确，病人及陪护人员在这样的环境中也相对服从管理。针对医院住院大楼的特殊人群及实际情况，中央空调使用能否创造出实务的方案：做到开空调时就必须先关上窗户风机盘管才能运行使用的方法来解决医院管理不到位而造成空调送风口结露的难题。

电动两通阀在中央空调系统中被广泛应用。电动两通阀的开启受室内的温控器控制，当室内温度达到设定温度时，温控器关闭电动两通阀，停止向末端设备(风机盘管、空气处理机)供冷水。室温高于设定值时，温控器开启电动两通阀，供冷水降温。笔者分析，利用温控器与电动阀之间装设电源感应开关，实现窗门必须关闭好后，温控器与电动二通阀方能通电，电动两通阀才能开启供冷水，用自控方法解决病房窗户管理难题。

为了让病房窗户关闭，使病房处于封闭环境，在病房推拉窗户上装设一只电源控制感应开关。将空调温控器与电动二通阀的电源线连接两端，只有门窗关闭时，电源感应开关接触闭合，电动阀通电开启，冷水供进风机盘管，冷却空气降温。一旦窗门开启时，电源开关脱离，电动阀停电关闭，风机盘管断水，只有循环空气不降温，见图5。

图5 温控器、窗门感应开关与电动二通阀控制线路图

备注：(1)虚线为改造增加部分。 (2)当窗户关闭时，窗门感应开关通电，电动二通阀才由温控器控制工作。(3)当窗户开启时，窗门感应开关失电，电动二通阀关闭，不受温控器控制，风机继续工 作。

这样送风温度就不会低于室内环境露点温度，送风口则不会产生结露现象，用自控方法解决医院管理上的难题。病房如有凉台门就设置双联控制开关，这样要开空调降温就必须先关上窗、门。改造结果表明，此方法不仅解决了关窗管理问题，而且还有节能效果。

5 新建医院住院大楼空调设计的改进

对于医院住院大楼的特殊环境及人群，空调设计冷水工况是不是都按标准工况设计为12℃进水、7℃出水呢？考虑到住院大楼病房里住的多为患者，体质较弱。当室温调到25℃以下，普遍反映太冷；送风温度低于22℃时，吹到人体上反映有冰冷的感觉，不舒服。按7℃冷水进末端设备，循环风温差约为6～8℃。例如，病房房间设定27℃，送风温差应为6～8℃，现取6℃，则送风温度为27℃-6℃=21℃，此时环境相对湿度70%，其露点温度为21.1℃，送风温度达到露点温度，送风口表面就产生结露现象。所以说7℃冷水进入末端设备，调节空调对于病房是没有必要的，而且又容易造成风口结露。换言之，医院住院大楼病房的中央空调设计可以采用提高制冷机组的出水温度，使风机盘管的进水温度升高，从而提高送风温度，缩小送风与室内空气的温差，让病患者感到他们所需的舒适感，又使送风温度在较大的相对湿度范围还高于露点温度，送风口不容易结露。

文献[2]介绍一个星级酒店实例，房间面积约302，采用中央空调系统(独立新风系统)。如果按标准冷负荷计算，应选用一台制冷量为4kW的风机盘管，可该酒店却用了标准工况制冷量为10kW的风机盘管，盘管供水温度提高到15℃ ，采用大风量、小温差方式，住在房间里感觉空调非常舒适。

笔者从事空调第一线运行管理及工程安装几十年，从工作实践中总结出对于医院住院大楼的空调方式，采用提高冷水温度，用大风量、小温差的设计更为实用。不仅更具有舒适感，而且又可避免送风温度低于环境露点温度，产生风口结露现象。如风机盘管供水温度设在12℃，室内温度同样设定在27℃，环境相对湿度为70%,提高冷水温度为12℃，大风量、小温差此时送风温差3～6℃，取3℃则送风温度为27℃-3℃=24℃，循环风感很舒适，送风温度高于露点温度3℃，送风口又不会结露，见表1 。

从表1可见，就是室外相对湿度在80%时，即使病房门窗未曾关闭，送风温度仍还高于环境露点温度，送风口还是可以避免结露产生。 提高冷水温度，肯定影响风机盘管的制冷效果，为保证室内空气温度在设计范围内，就应该把风机盘管规格加大，以加大空气循环量。例如：原标准工况供水7℃时，冷量4.41kW/h，应采用型号为400型的风机盘管。提高供水温度为12℃后，就要选用同品牌规格型号为800型的风机盘管，其冷量才能匹配，见表2。

表1 环境温度、相对湿度、露点对照表

表2 TRANE风机盘管规格参数表(二管制3排管：DB27℃、WB19.5℃、RH=50%)

风机盘管规格增大，应该说耗电量是增加，查设备规格技术参数资料400型风机盘管额定输入功率62W/h，800型风机盘管额定输入功率为134 W/h，以200间病房计算：

(134W/h-62W/h)×200=14.4 W/h

共计多耗电14.4W/h。但是制冷机组由于出水温度提高，使蒸发温度相应提高，制冷机组蒸发温度每提高1℃，单位冷量耗电降低约3%。以200间病房所需总冷量900kW/h的制冷机组使用功率约170kW/h计算，约可节省耗电25.5kW/h，节省电量要比风机盘管多耗的电还要多，所以不会造成中央空调系统总耗电的增加。而且冷水系统进、出水温度的提高，系统的保温材料可更节约，盘管凝结水管都不需要进行保温，更为方便维护。

6 病房特殊性对空调设计的影响讨论

医院病房新风量设计，设计师多数是依据国家现行标准(GB50019-2003),按舒适性空调也可以从节能方面考虑，基本上以最小新风量计取(指标为30m3/h.人)。医院病房空调设计新风量的计算，笔者认为应高于此指标，以下问题设计师应予考虑：

(1)病房人数设计师是按床位计算人数，但是实际情况是住院病人基本上都有人陪护，白天陪护探望人数更多，所以计算人数至少要床位×2。

(2)医院在管理上为了尽量减少空气污染，经常性的进行消毒灭菌，由此空气消毒味较重。厦门长庚医院门窗的管理很严，空调排除了室外空气的干扰，但是病患人员普遍反映空气不好，笔者认为主要是空气中的消毒气味使人不适应。所以新风计算的选择不应选指标值的下线，应考虑适当加大新风量，以减轻病房空气异味。

(3)病房的排风基本上是靠卫生间的抽风机排出，根据几所医院所配置的抽风机的排风量多为120 M3/h，每间病房4个床位。几乎与所送的新风量相同，病房难保持室内正压，这也是患者与陪护普遍感觉空气不好的原因之一。在一般舒适性空调房间中，排气量计算依据可能不是一个需要严格控制的指标，所以基本上以室内微呈正压就行，也有按经验公式〔1〕计算：

排风量=总送风量×(15%～25%)M3/h

从实践中，笔者认为医院病房排气量应以室内卫生标准作为主要依据来计取，以总送风量计取难于保证室内卫生要求，用新风量经验公式计取会更为合理：

排风量=新风量×80% M3/h

(4)医院住院部中央空调系统设计时，应在走廊等公共场所区域风系统中设计灭菌设施，尽量阻止细菌进入送风系统中，顺着风管污染空气，导致细菌传播。

7 结论

本文对病房中央空调发生送风口结露现象，进行现场调研和测试。发现病房空调运行过程中门窗未关闭，是造成送风口结露的主要原因。本文采用空调温控器与电动二通阀之间电源联控装置，解决了医院管理上的难题。对新建医院，本文提出改进空调系统设计，提出提高冷水温度采用大风量小温差的空调方式，分析表明可以解决送风口结露。两种对策均有节能效果。据此，本文对病房空调系统的设计提出若干建议。

[1 ] 何青、李毓、关丽萍.中央空调常用数据速查手册[M].北京：机械工业出版社，2006

[2 ] 马强、冯洪仁.中央空调实务[M].北京：中国建筑出版社，2006

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