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新风空调对空气质量与节能双贡献的剖析
2021-09-07      作者:朱旭东    来源:互联网

【摘   要】以病人为中心,改善医疗环境是当前医院做好和提高医疗质量服务的重点工作之一,而节能降耗又是当前中国社会生态文明建设的中心工作。如何将两者结合起来形成倍增效应,采取将新风机与空调相结合的形式不失为一种有效途径。湖南省儿童医院在一栋急诊与病房兼有的医疗大楼中做了尝试,取得了对改善空气质量与节能双贡献的效果,收获了社会效益与经济效益的双丰收。

众所周知,医院作为病患检查、医治的场所,空气质量差一直是困扰医院的一个难题。随着医院的门急诊量逐年上升,医院的环境问题愈发凸显。而如何针对不同的医疗区域来提升空气质量则是我们医院后勤人的一大课题。


医院主要有三部分区域:一是门急诊区、候诊区等大量人群聚集停留的区域,摩肩接踵、环境嘈杂,容易引发情绪烦躁;二是普通病房区等病患治疗住院区域,陪同家属、衣食起居也是让小小病房拥挤杂乱;三是重症病房等重点陪护区域,人员不多,但为提高病人的治愈效果及院感标准高,此区域对空气质量和气流组织有着严格要求。


目前对于医院这三块区域通风空调的普遍做法是,暗装空调末端加新风的模式,而重症病房除此之外还可以参考手术室的标准建设成层流病房。普通病房区域增加空气消毒机。常规方案通过空调、新风和消毒来提高空气质量,确实起到了一定的作用。但是随着医院的发展,湖南省儿童医院遇到了一些现实中的问题,探索了一些解决的途径。


湖南省儿童医院的儿科急救大楼是一栋底层作为急诊科,2楼是留观输液科,3楼由留观输液科改成急诊综合二科,4楼是ICU一科,5楼至12楼是有陪病房,13-14楼是医院麻醉手术科的不同科室的综合性医疗楼。该楼装有2套中央空调系统,1套是手术室独立使用的万级净化空调,独立运行、维保。1-12楼是一套夏季为螺杆机制冷的电空调,冬季是热交换器的热循环供暖系统。该楼于2010年投入使用,至2016年开始,由于中央空调末端冷冻循环水是从上往下走,导致到了底层,冷冻水中的杂质不断累积,底层冷冻水水管管壁沉积逐渐增厚及水质变差使得空调效果越差,特别是一层急诊科的中央空调效果大打折扣。儿童医院的医疗工作有个特点,一年中的最高峰是每年学校放暑假的7、8月份,这时也是夏季高温需要中央空调给力的高峰期,两个高峰的叠加导致急诊室的空调效果成为一个影响患者就诊和医务人员工作环境的突出问题。而要彻底解决中央空调问题则需要更换1-3层的空调冷冻水循环管道,并在中央空调机房增加一套水质清洁系统,不仅工程复杂且工程费用有大几十万,且施工期间又不能停止诊疗活动,施工难度非常之大。


2014年,急救大楼二层的留观输液科人员密度大,空气质量差,医院引进了长沙远大公司的一套小型新风系统,使空气质量大为改善,投资仅用了4万元。远大公司在设计该套新风系统时考虑到诊疗区域人流量超过了中央空调原设计人流量,加入了最新的冷热量回收技术,即将排风系统中的冷热量通过显热交换器传给进来的新风,使得原中央空调的冷热管得到最大限度的利用,加上该层外墙为玻璃幕墙全部贴上了进口的隔热玻璃膜,加大了外墙的保温功能。两者相结合,使得二楼的空气质量改善的同时中央空调的使用效果也提高了。受此成功案例的启发,决定再由远大公司为医院急救大楼1-4层安装整体的新风系统,在使用热回收技术的同时,在新风主机处加入风冷热泵和新风盘管作为冷热源形成一套局部小型的新风空调系统,达到系统出风口十万级、PM2.5降至0-5微克/立方的水平,作为改善对应诊疗区域空气质量的利器;同时作为大楼1-4层中央空调效果的补充。特别是4层ICU为封闭式病房,每年春季梅雨季节湿度特别大的时候,该科室觉得闷热,要求开中央空,而5-12层病房又没有达到开启中央空调的环境条件,使得这个既要考虑医院的后勤服务又要考虑节能降耗的矛盾得以化解,即4层ICU、2层留观输液科,1层急诊科在春末夏初的过度季节,可打开新风系统中的空调,正好达到人体感觉适宜的温湿度环境。同时在夏季的高温期,这套新风系统中的空调可作为该区域中央空调效果不佳的有效补充。


以下从三个方面对这套新风空调系统进行剖析:


一 新风空调系统的设计原理、技术特点与投资运行成本分析;


二 新风空调的适用于维护;


三 新风空调系统的使用效果评价。


一、新空调系统的设计原理、技术特点与投资运行成本分析


1.工程简介


1.1项目概况


湖南省儿童医院坐落在长沙梓园路86号,占地82亩,1995年成为国内首批三级甲等综合型儿童专科医院,2013年1月通过美国JCI国际认证。


目前医院急救大楼1-4层合计空调面积6400m2。使用科室反应空调效果差,新风无作用。为保证医院良好的室内环境,特制定此工程方案解决实际问题。此次工程包括空调、新风、智能化和装饰等专业。


1.2现状说明


末端设备选型偏小,1-4层在系统末端,沿程阻力大,相对全楼是效果最差的区域。根据现场查勘:急诊一楼有效使用空间600平方米,由8台盘管供冷,每台额定供冷量为8450w。8*8450/600=112.66w。按目前医院的人流密度来看,末端偏小。


1-4层在系统底部,管道内的杂质沉积多。尽管定期维护清洗,长时间使用后阻力损失会明显增大,减小了末端流量,影响空调效果。风口出风温度其余楼层实测为16-18度之间,一层为22-23度,运营方曾更换一台新盘管,出风温度也只有20度。


人流量大,原新风设计每小时换气0.9次,选型偏小,而且为避免开新风降低空调效果,经常未开。


2.方案分析


2.1设计依据


《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003


《通风与空调工程施工质量验收规范》GB500243-2002


甲方提供的图纸、各项数据及要求


2.2方案


2.2.1将1-4层区域单独设置冷热源及泵组,解决关键的管路衰减问题。


2.2.2新风机新风量选型增加,新风设备增加空气净化及新排风热交换功能。减少新风空调负荷,提升室内舒适度。


3.设备选型及配套说明

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机房设置在急诊楼4楼露台,部分风管走外墙,减少室内施工内容。


施工周期30天,分层施工,并与空调同步施工。



4.工程概算


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二、新风空调的适用与维护


2.1需维护设备


运行阶段需维护保养的设备有风冷热泵、明装高排机、洁净新风机。


2.2维护内容


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三、新风空调系统的使用效果评价


新风空调系统一是用于保证相关病房区域的空气质量、二是在过渡季节代替原中央空调的作用,从而达到节电的目的。


2019年4月新风空调系统完成后,已经开始正常运转,已有提升空气质量的效果。同时新风机可以在气温过度季节中完全代替中央空调的运行。


实际效果对比:


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2019年3-5月空调用电相比2018年减少74125KWH,下降约39.3%,2020年对比2018年用电减少50365KWH,下降41.2%。另外根据我院能耗监控平台数据来看,2019年过渡季节(4、5、10月)相比18年过渡季节,急救楼中央空调设备用电减少78129kWh。


从以上数据对比可以看出,该套新风空调系统在大力改善对应区域空气质量的同时,对环境的温湿度施加了重大影响,但在每年的春秋季又避免了动用中央空调这种耗能大器的运行,实为打造舒适就医环境,又促进节能降耗的一条有效路径。特别在老旧建筑中,或中央空调效果减弱的区域有其特殊的适用价值。



参考文献:

陆敏 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司,《空调新风系统的节能研究》,《江西建材》2015年第17期 

陆耀庆 《实用供热空调设计手册》(第二版)北京:中国建筑工业出版社2008

范圆才、路永强、刘卫兵,洁净室空调系统的节能措施[I],《中国药业》,2000,9(12)

范文慧,空调节能技术分析[I],《制冷》2012(3):18-20

曹荣桂、刘晓勤、王树峰,《医院管理学-后勤管理分册》第2版,人民卫生出版社



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