洁净空调新风深度除湿节能改造应用分析

王钢，刘柏华

（1.四川科创源洁净工程有限公司，四川 成都 610000；2.山东省东营市人民医院，山东 东营 256603）

根据《医院洁净手术部建筑技术规范》的要求，洁净室内的空气质量为恒温恒湿状态。恒温状态需要冷热源通过水管盘来调节，恒湿状态需要加湿器加湿或除湿水盘管除湿来解决。在净化空调系统中，传统的除湿技术为降温除湿，即将循环机组内的洁净空气降温至露点温度以下，使空气中的水分凝结成冷凝水从排水管排出，从而达到除湿的目的。除湿后的冷空气经过循环机组内的加热器，将温度从露点温度加热到洁净室内需要的温度。以上这种在循环机组内降温除湿的技术，不仅降温除湿需要消耗的冷量多，除湿后对冷空气进行的再加热所消耗的热量也很多。冷量及热量相互抵消浪费很大。同时，因循环机组在除湿过程中有很多冷凝水产生，固而循环机组不能满足《医院洁净手术部建筑技术规范》中干工况运行的要求。针对以上缺点，参考实用新型专利技术号“新风集中处理系统”和论文“新风集中深度预处理节能专利技术应用分析”，将改变上述传统除湿技术所带来的缺点。新的除湿技术是将原设计在循环机组中的除湿方式改为在新风机组中进行除湿。室外新风在新风机组中进行深度降温除湿后，再与循环机组内的热回风进行混合，混合后的洁净空气再进行微处理就可达到室内要求的温湿度。该除湿方式在运行过程中将冷量与热量的抵消控制在最低点，从而节约冷量和再热量，循环机组在夏季达到干工况运行，满足感控规范要求。

通过对山东省东营市人民医院原洁净空调系统节能改造，对比分析同期测量湿度数据，得出改造后的洁净系统比改造前的洁净系统在除湿功能方面效果更好、室内湿度平稳、湿度波动频率明显降低。同时，对比分析同期用电电量数据，得出改造后的洁净系统比改造前的洁净系统更节能、改造投资成本能在短时间内收回。

1 新风深度除湿结构分析

新风深度除湿结构如图1所示。由水系统1、水盘管2、水盘管3、水系统4、控制箱5组成。设计两组水盘管和两组水系统是为了增加迎风面积、增加深度除湿效果、节能省电；如果对原洁净新风系统进行深度除湿节能改造时机组设备尺寸不变；减小使用该技术的新设计的净化机组结构尺寸。

工作时，控制箱5采集洁净室内的湿度参数实际值与设定值，控制水系统中冷冻水到达水盘管的水流量，达到控制新风经水盘管进行深度除湿的目的。深度除湿后的新风再与洁净室内的回风进行混合，因非全新风系统的洁净室内新风与回风所占比值相差很大，混合后的空气只需再微处理即可达到室内要求的参数。

图1

2 应用分析

山东省东营市人民医院于2015年8月投资9万对住院楼手术室洁净空调系统中的两台新风机组进行新风深度除湿节能改造。其中手术室新风机组两台，循环机组九台。改造前，先测量原新风机组尺寸，并确定控制箱、水系统、水盘管安装位置，确定冷冻水水源接点位置，确定控制箱内弱电和强电接线点位置。根据测量参数，设计新的新风深度除湿水系统、水盘管和控制箱。改造前需要与使用科室协调机组停机时间，将改造过程中所用材料与工具运送到现场准备就绪。

改造过程中，先完成水系统与控制箱的安装，预留水系统与冷冻水管主管焊接，预留水系统与水盘管的连接。控制箱安装完成通电后确保电动三通阀运行正常，且控制箱内的各信号采集点工作正常。最后，设备停止运行后对水盘管进行安装并清理机组内部卫生，水盘管安装完成后用软连接与水系统连接。设备停止运行的同时连接水系统与冷冻水主管的焊接。

整个过程中影响科室使用的时间为水盘管安装及冷冻水管焊接时间。其中安装水盘管需用时1小时，焊接冷冻水管需用时两小时。冷冻水管焊接前需放空主管内冷冻水，焊接完成后需灌水打压排气。最后进行系统联调。

3 节能改造前后除湿效果分析

为进行除湿效果对比分析，利用两年时间统计改造前后每台设备每天运行的室内温度湿度参。因不同的手术类型对室内温湿度要求不同，考虑不断改变运行参数对湿度的影响，在参数测试期间机组AHU-4设置运行参数不变（温度23℃、相对湿度55%）。并对机组AHU-4运行参数进行分析。

改造前后机组AHU-4同期7月份相对湿度对比如图2所示，8月份相对湿度对比如图3所示。

如图2和图3所示，对改造前后同期两个月运行参数进行对比分析，改造后的新风深度除湿稳定性更平稳，除湿效果更满足实际需要。

4 节能改造前后用电电量分析

为测量实际节省电量，改造前对每台净化机组均安装一套电量表，统计改造前后设备每天运行时间和用电电量（见表1）；统计科室人员数量、每天每间手术室手术量和手术室人员数量。

从表1可见，改造前机组月用电电量76393度，改造后机组月用电电量34870．5度。新风深度除湿改造后比改造前节能效率达54．35%。

图2

图3

为计算节能改造后月平均节省用电电量，分别统计改造前2015年6～8月用电电量，改造后2016年6～8月用电电量。如图4所示。其中2015年3个月共计用电229395度，2016年3个月共计用电76241度，改造后比改造前3个月节省用电153154度。其中6月节约电量49739度，7月节约用电量51969度，7月节约用电量51446度。除湿季节平均每月节约电量51051度。按每度电费0．85元计算，平均每月节省电费4．339335万元。改造投资成本约2个半月即可收回。

图4

表1

考虑不同的手术类型对室内温湿度要求不同，如果频繁改变机组运行参数对设备运行存在影响，在参数测试期间机组AHU-4设置运行温度23℃、相对湿度55%保持不变，改造前后同期用电电量对比如图5所示。如图所示，改造前2015年7月到8月用电电量16510度。改造后2016年7月到8月用电电量度8820度。单台机组用电节能效率达47%。

5 结语

图5

新风深度除湿技术结构简单、改造周期短、对科室使用影响小。适用于需节能改造的新风集中处理洁净系统及还未建设的新的洁净空调系统。

新风深度除湿改造后单台机组节能效率高、整体节能效果显著。节能改造成本短时间内就可收回。

新风深度除湿的应用能让循环机组在夏季达到干工况运行，满足感控规范要求。

[1]许钟麟．医院洁净手术部建筑技术规范实施指南． 中国建筑工业出版社，2014,6：23-30．

[2]许钟麟．医院洁净手术部建筑技术规范实施指南技术基础． 中国建筑工业出版社，2014,6：23-30．

[3]GB50333-2013《医院洁净手术部建筑设计规范》．

[4]冯建平． 实用新型专利证书新风集中处理系统． 证书号第2588085 号 ． 2012,12．

[5]参考论文“新风集中深度预处理节能专利技术应用分析”编号“2014S739”．