温湿度独立控制系统在医用空调领域中的应用研究(2)
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参见附件。
溶液调湿的工作原理是当溶液表面水蒸气压力低于空气的水蒸气压力时，溶液吸收空气中的水分，空气被除湿；反之，溶液中的水分进入空气中，溶液浓缩再生，空气被加湿。
(二)溶液调湿工作方式
1.夏季工况
新风处理：室外新风由外界提供的高温冷水(14℃/19℃)预冷除湿后，进入溶液调湿单元除湿。低湿状态的新风与回风混合后由外界提供高温冷水对混风进行降温，达到送风状态点。
溶液调湿：除湿单元内，溶液吸收新风中的水分后，浓度变小，为恢复吸收能力，稀溶液被送入再生单元使用新风进行再生，再生后的浓溶液再送入除湿单元，如此进行循环。
2.冬季工况
新风处理：室外新风由外界提供的热水(40℃/35℃)预热后，进入溶液调湿单元加湿。加湿后的新风与室内回风混合，再经过热水加热盘管加热至送风状态点。
溶液调湿循环：加湿单元内，溶液向干燥的新风释放水分，浓度变大，为使其能够一直不断地保持加湿能力，浓溶液被送至再生单元与新风进行热湿交换。吸水稀释后的溶液再度被送入加湿单元，如此进行循环。
溶液调湿系统内自带热泵系统，冷凝器排热用于浓缩再生溶液和热泵的制冷量用于降低除湿溶液的温度从而提高其除湿性能[5-6,10]。
(三)溶液调湿的优势
由于温度和湿度采用独立控制，避免常规系统中热湿联合处理带来的能耗损失；冷机制取高温冷水，蒸发温度提高，冷机COP可提高[3,7]；溶液调湿系统处理湿负荷，高温冷机承担负荷减少，冷冻水流量随之减少，降低了水系统输配能耗。
可精确控制温湿度，避免出现室内湿度过高或过低现象。常规系统难以同时满足温、湿度参数的缺点得以解决，也可以满足不同房间热湿比不断变化的要求。
过渡季节可以利用自然通风带走余湿，缩短空调系统运行时间。
溶液可以有效去除细菌和可吸入颗粒物，经净化空气，大大减少了清洗、更换空调过滤器的频率。避免了送风的二次污染，而且除湿过程完全取消潮湿表面，杜绝霉菌滋生，满足环境要求，保证室内人员健康舒适。
三、案例分析
(一)工程概况
上海某三甲医院的数字血管造影机房(简称DSA)改扩建工程(洁净手术要求)。总建筑面积约438m2，地上共3层，一层为更衣室、DSA室、DSA控制室等；二层为读片室、激光相机室、导管室、医办等；三层为医办、会议室和空调机房。
(二)系统介绍
本项目一层大部分区域为净化区域，DSA室洁净度为十万级，其他区域洁净度为三十万级。二层为一般医疗房间、三层为办公区，均采用风机盘管加独立新风系统。
系统采用温湿度独立控制系统，新风由溶液调湿新风机组预冷除湿后，送入空调箱与回风混合至送风状态点，送入室内。系统采用高温风冷热泵，夏季提供14℃/19℃高温冷冻水、冬季提供40℃/35℃热水供空调末端使用。
(三)溶液调湿系统与常规系统比较
经过详细负荷计算，室内的负荷。
现以本工程一层洁净区域全空气系统为例，对溶液调湿系统与常规医用洁净系统做比较，分析其各自特点及其优劣。
1.溶液调湿系统
结合本溶液调湿处理方式主要特点，本工程溶液调湿空气处理流程。
根据图详细计算，溶液调湿系统各状态点参数。
由上述空气处理流程及计算表可知，W—L’过程为新风在溶液除湿机组里的处理过程。其中W—L为新风通过冷盘管预冷除湿，制冷量22.78KW，L—L’过程为新风经过溴化锂溶液再降温除湿的过程，制冷量12.28KW。最后状态L’的新风送至空调箱经过等含湿量降温达到送风状态O点送出。
2.常规洁净空调系统
若本工程采用常规洁净空调系统，根据其主要特点画出空气处理流程。
根据图详细计算，常规洁净空调系统各状态点参数。
由上述空气处理流程及计算表可知，W—L过程为新风在常规新风机组里的处理过程，制冷量30.73KW。新风处理后L状态的新风送至空调箱，与回风N混合至状态C,再通过空调箱冷盘管制冷到L’状态，制冷量24.8W。L’最终通过再热处理至送风状态O点。
3.两不同系统的设备比较。
四、经济性分析
(一)初投资估算
(二)能耗估算
计算条件：
空调运行时间：空滤到手术室的特殊运行要求，夏季运行模式按150天计算，冬季运行模式按80天计算，12小时/天；
上海市电价按0.86元/kWh计。运行能耗对表。
空调系统经济性综合比较，采用温湿度独立控制空调系统，每年可节约运行费用约3.3万元，其运行费用仅为常规空调系统的75%，考虑初投资增加19.6万元，6年即可收回初投资，经济效益比较显著。
五、结束语
以上分析了现有热湿联合处理方式的空调系统在医疗系统中存在的问题，继而提出热湿分开、独立处理的空调运行策略，即温湿度独立控制。
通过对温湿度独立控制中的溶液调湿技术的介绍以及具体的案例分析，得出采用溶液吸湿完成空气除湿，能够保证医院较高的空气品质，无论在新风处理机还是风机盘管处，都不存在凝水，根除了霉菌，军团菌等病菌的滋生条件，溶液本身具有杀菌除尘作用，增强了系统健康安全性。采用溶液与空气直接接触，由溶液捕捉空气中的可吸入颗粒物，再通过溶液过滤器去除，避免了中效过滤器清洗，更换的一系列问题。也解决了洁净室新风除湿后需再热的问题，杜绝了冷热抵消，同时具有明显的节能效果，比常规洁净空调系统节能约20%。
(责任编辑 凌云)
参考文献
[1] 许钟麟，沈晋明. 空气洁净技术应用[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1989
[2] 许钟麟.洁净室及其受控环境设计[M]. 北京：化学工业出版社，2008
[3] 刘晓华,江亿. 温湿度独立控制空调系统[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2006
[4] 沈晋明,许钟麟. 空调系统的二次污染与细菌控制[J]. 暖通空调.2002,2002,32 (5):30-33
[5] 刘拴强，江亿，刘晓华.热泵驱动的双级溶液调湿新风机组原理及性能测试分析[J] ......
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