刘玉旺

【摘要】由于医院建设标准的提高、新的医疗技术对室内环境的要求不断提高，以及医院环境舒适性的不断提升，医院建筑已经成为单位面积能耗最大的公共建筑之一。温湿度独立控制空调系统的提出在一定程度上可以有效地解决医院空调空气品质控制的问题.THIC空调系统的基本原理是：新风独立承担室内所有的湿负荷，这样末端的风机盘管为干工况运行，并且可以用15℃左右的高温冷水控制室内温度，实现温度、湿度的独立控制。

【关键词】温湿度独立控制;病房楼;溶液调湿机

1、项目简介

本工程设计对象为综合医院的病房楼，位于聊城某地，总建筑面积47367.21m2，其中病房楼为医院塔楼部分的3-14层.

2、设计参数选取

2.1空调室外设计参数

该建筑地处北纬36.27°，东经115.58°.

2.2空调室内设计参数

根据《综合医院建筑设计规范》（JGJ49-88）的相关规定，室内设计参数如下表1所示.

2.3人员及设备作息时间

参考相关调研以及工程数据，设定各种房间在全年每日的逐时作息情况.各类房间作息情况见表2.

3、温湿度独立控制空调系统设计方案

THIC空调系统方案原理：夏季通过高温冷水机组通过分集水器向病房和溶液调湿机供冷，同时由冷却塔提供冷却水.冬季采用板式换热器从热力管网取热，向病房供热.病房中采用干式盘管调室内温度.新风通过溶液调湿机调节湿度，进而调节室内湿度，溶液调湿机的调湿能力可通过热泵进行再生.

3.1冷热源

本项目THIC空调系统冷热源采用高温冷水机组+集中供热的方式.新风采用热泵驱动的溶液调湿新风机组.根据动态负荷计算结果，病房楼THIC空调系统的高温冷水机组提供的总冷负荷为1494.4kw，选用3台螺杆式高温冷水机组，供回水温度17/21℃，冬季热负荷为1344.2kw，集中供热水温85/60℃，经过板式换热器二次网供回水温度为60/50℃.空调水系统采用一级泵压差旁通控制变流量系统，在制冷系统分集水器的旁通管上设置压差控制电动阀，空调末端回水管上设置压差控制电动两通阀.当空调负荷发生变化时，自动调节末端电动两通阀及分集水器旁通阀的开度，从而调节空调末端冷水的流量及分集水器旁通管流量，但制冷机处流量保持恒定.

3.2风系统

风系统中送风采用干式风机盘管+独立新风方式，排风采用单独排放方式，保证室内空气卫生.夏季，新风先经过高温冷水预冷，再进入溶液调湿单元独立除湿至新风送风状态点，送入室内.溶液除湿单元自带热泵系统，热泵循环的制冷量用在溶液除湿单元以降低溶液温度，提高溶液除湿能力;冷凝器排热量用在溶液再生单元以提高溶液温度，浓缩再生溶液.新风送风温度设为18℃，承担了新风负荷、室内湿负荷与部分室内显热负荷.新风机每层设置1台，根据各层负荷配置。冬季新风机组不开启热泵系统，表冷器中通入热水转换为加热器，利用外界提供的热水（60/50℃）实现对新风的加热加湿.空调末端选用干式风机盘管，通入高温冷水，不产生冷凝水，防止细菌滋生.排风采用独立排风系统，可根据室内空气品质进行自动调节.

4、全年运行方案

4.1夏季运行方案

由于温湿度独立控制空调系统采用高温冷源提供冷量，水温为17/21℃，本项目冷源采用带冷却塔的高温冷水机组，夏季冷水机组运行，一部分冷水用于消除室内显热，另一部分用于新风的预冷.新风经预冷段（外界提供高温冷水17/21℃）降温除湿后，再进入溶液除湿单元进一步除湿，达到送风状态点.溶液在除湿过程中吸收水分稀释，进入再生单元用新风再生，再生后的溶液进入除湿单元，循环利用.机组自带热泵系统，冷量用于降低除湿单元溶液温度以提高除濕能力，冷凝热用于再生单元浓缩再生溶液.4.2冬季运行方案

本项目可直接利用集中供热热水实现建筑冬季温度控制的要求，室内末端与夏季共用一套末端装置.由于塔楼用温湿度独立控制空调系统的部分内区空间太小，占总面积的6.9%，所以无法单独为其进行系统分区，所以塔楼部分内外区不单独分开.干式风机盘管通入热水，变夏季工况为冬季供热工况继续维持室温.热泵系统不运行，利用外界提供的热水（60/50℃）实现对新风的加热加湿.新风经加热盘管预热后进入溶液调湿单元加湿至送风状态点.

4.3过渡季运行方案

温湿度独立控制在室内环境控制过程中，优先考虑被动方式，尽量采用自然手段维持舒适的室内热湿环境.过渡季节可利用自然通风带走余热、余湿，缩短主动式空调系统的运行时间.在利用自然通风排除室内余湿时，应对自然通风量与排除室内余湿需求的风量进行校核.若自然通风量不能满足排除室内余湿的风量要求，就需要通过主动式的湿度控制系统来满足余湿排除需求.自然通风采用以下运行模式：1）当室外温度和含湿量均低于室内状态时，可以直接采用自然通风来解决建筑的排热排湿;2）当室外温度高于室内温度、但含湿量低于室内含湿量时，可以利用自然通风排除室内余湿，再利用显热末端装置控制室内温度;3）当室外含湿量高于室内含湿量时，关闭自然通风，被动方式已不能满足热湿环境调控需求，需采用主动式空调系统解决室内空调要求.

结论：

（1）温湿度独立控制空调系统对温度与湿度两套独立的空调控制系统所采用，分别控制、调节室内的温度与湿度，从而使不同时刻热湿比不断变化的要求所满足，将常规空调系统中难以同时满足温、湿度参数的要求不断克服，精准地控制房间内的温度与湿度.

（2）考虑到医院的特殊性，医院湿度的控制至关重要.传统的冷凝除湿方式，不可避免的存在热湿统一处理、冷热抵消及除湿加湿抵消造成的损失.使用温湿度独立控制（干式风机盘管+溶液调湿处理机组）同时可以避免病房内潮湿表面的存在，减少细菌的滋生.

参考文献：

[1]沈晋明，聂一新.洁净手术室控制新技术：湿度优先控制[J].洁净与空调技术，2007（3）：17-20.

[2]沈晋明，马晓琼.医院建筑特点与节能[J].暖通空调，2007，37（8）：72-78.