摘要:本文作者根據多年來的工作經驗,結合實例,詳細探討了某醫院外科大樓的中央空調設計方法,供參考。" />
所屬欄目:機械論文 發布日期:2010-09-02 09:10 熱度:
摘要:本文作者根據多年來的工作經驗,結合實例,詳細探討了某醫院外科大樓的中央空調設計方法,供參考。
關鍵詞;設計參數;設計方案;中央空調;運行
1設計參數
1.1室外計算溫濕度
夏季:干球溫度34.2℃,相對濕度79%;
冬季:干球溫度7℃,相對濕度80%。
1.2室內計算溫濕度
表1
2設計方案
2.1空調系統的確定
該建筑是集各診室、搶救室、手術室、病房、辦公室、等各種功能房于一體的綜合性建筑,要求從經濟維護、管理角度兼及其它考慮空調方式。第七層手術室選用集中式送風,其余各層選用半集中式風機盤管+獨立新風空調系統。這是一種將集中處理的室外空氣通過風管送到每個房間,與房間里的空調器(風機盤管)同時對房間里的空氣進行調節的空氣調節系統。
半集中式風機盤管+獨立新風空調系統:
優點:
、艑痈邽3.9m,空間較高可安裝風管。
⑵當和新風系統聯合使用時,新風管較小。
⑶靈活性大,節能效果好,可根據各室內負荷情況自行調節。
、仁褂脡勖^長。
、砂惭b投產較快,介于集中式空調系統與單元式空調器之間。
、蕼p少各空調房間互相污染。
2.2設備配置
2.2.1冷負荷的概算
1-14層除7層外設計冷負荷為173.5萬大卡,其中7層手術室冷負荷為34.13萬大卡。
該建筑總冷負荷為Q=207.63萬大卡,選用同時使用系數0.85,冷損系數1.1,則系統冷負荷為194.2萬大卡。
2.2.2空調機組的配置
根據各房間的使用要求、使用時間及經濟運行集中管理原則,1-14層除7層外選用兩臺燃氣型溴化鋰制冷機組,可夏季制冷和冬季供暖。每層在走廊安裝一臺吊頂式新風機組,用風管送風到走廊和房間,按建筑朝向每層分為東西、南北兩個區。第7層手術室采用設置獨立冷(熱)源,潔凈手術部的機組設置獨立于整個大樓的冷(熱)源,可以使潔凈手術部的工作運行更加靈活可靠,此外,需為第7層手術室的空調通風系統配置獨立的供電系統,以保證手術室的正常運行。
2.3氣流組織
擬選用散流器平送。由于散流器平送方式,一般適用于室溫允許波動范圍有要求,層高有限制的空調空間,送風射流沿著頂棚徑向流動形成貼附射流,保證工作區穩定而均勻的溫度和風速,故采用之。氣流組織采用上送上回的方式。第7層手術室采用大風量層流式空氣凈化方式,在送風口處設置靜壓箱,通過正對手術臺的吊頂送風口對手術區域實行單向層流送風,達到稀釋和排除操作范圍內的灰塵細菌,再經回風口排出室外。
2.4空氣處理方式
除7層外的各層采用風機盤管機組加獨立新風系統方式。這種系統與病房要求的隔離性、靈活性、可調性和安全性相適應,另外室內噪聲水平較為可取,但缺點是長期運行會容易滋生細菌產生二次污染。集中處理新風到室內狀態,分配到各個房間,新風不承擔室內負荷。手術室應根據不同的手術要求,按潔凈度等級進行劃分,專門設計凈化空調通風系統。對于第7層手術室可采用用專門的空氣處理機組將室外的新風進行過濾、冷卻、加熱、加濕、過濾殺菌處理再送入室內,在新風口、回風口及送風口分別安裝粗效、中效、高效過濾器,在風管上應設置消聲器。從節能及室內溫濕度控制考慮,可采用一次回風與新風混合處理的方式。
2.5水系統形式
、爬涿剿驘崴谙到y中循環,不與大氣接觸,僅在系統最高點設置膨脹水箱,這種管路系統不易產生污垢,管道與設備不易腐蝕,系統簡單;不需要為提升高度的靜水壓力,循環水泵壓力低,從而水泵功率小。所以一般來說,高層建筑高層區的水系統采用閉式循環。
、乒苤频拇_定。本系統僅要求冬季加熱和夏季降溫的系統、以及全年運行的空調系統,整個水系統內不要求有的房間加熱、有的房間冷卻,可以按季節進行冷卻和加熱的轉換時,應采用兩管制閉式系統。
、撬肯到y的確定。本工程是大面積空調且全年運行,在部分負荷時為節約水系統的輸送能量,可在用戶盤管處使用二通閥,在供回水管之間增加壓差旁通閥,旁通水量影響回水溫度的高低,從而調節主機的制冷量,以保持蒸發器供水溫度。故選用變水量系統。
⑷同程式、異程式的確定。對于室內管網,尤其是帶有吊頂的高層室內管網,用水點很多,利用調節管徑的大小進行平衡,往往是不可能的。采用平衡閥或普通閥門進行水量調節,則工作量很大。因此水管路宜采用同程式。
2.6水系統分區
按建筑朝向,負荷分布,每層可分為東西、南北兩個區。
3房間的空氣處理過程計算
以普通病房夏季供冷為例,其余房間空氣處理過程相同。普通病房的室內參數為:干球溫度26℃相對濕度50%。根據室外計算值和室內要求參數計算圍護結構逐時冷負荷取最大值1700,再根據設計資料計算人體設備照明負荷,按通常室內3人計算:
病房:人體顯熱63W/人,潛熱45W/人,散濕量
W=68g/h.人,設備照明取45W/m2;
設備負荷:Q=45×21.6=972W
人體冷負荷:
Q=nφqx+nφqq=3×0.96×63+3×0.96×45=311W;
人體濕負荷:
Wr=1/1000×3×0.96×68=0.196Kg/h;
病房Qmax=1517+972+311=2800W。
根據醫院設計要求,該房間的新風量取30m3/(hm2)。
本系統采用新風加風機盤管系統,將新風直接處理到室內焓值,不承擔室內負荷,新風管將新風送入風機盤管回風箱,和室內回風混合后經過風機盤管處理再送入室內,處理過程考慮送風溫差為△t=8℃。
病房:tn=26℃,ф=50%,總余熱量ΣQ=2800W,總余濕量ΣW=0.196Kg/h。
、艧釢癖ε=Q/W=2800/196×3600=51428;
、苅o=36KJ/Kg,in=im=iL=53KJ/Kg;
、荊=Q/(in-io)
=2800/(53-36)
=0.165Kg/s=495m3/h;
、却_定新風量:
Gw=30×3=90m3/h=0.03Kg/s,
新風比:0.03/0.165=0.18,
回風量:
GF=G-Gw=0.165-0.03=0.135Kg/s=405m3/h;
、娠L機盤管冷量:
Q=G(im-io)=0.165×(53-36)=2800W;
⑹由G=396m3/h、Qo=2800W選擇風機盤管新風冷負荷:
tw=34.2℃,фw=79%,in=99KJ/Kg,
Qw=Gw(iw-in)=0.03×(99-53)=1380w。
其他房間計算方法同上。
4氣流組織及設備配置設計
病房的空調系統,由于風機盤管機組常處于濕工況(產生冷凝水),在病房中的盤管的濕表面很容易滋生細菌,常常成為室內的細菌源、塵埃源和氣味源(細菌的代謝物)。因此,常因風機盤管濕工況誘發二次污染。一般在機組進出口配置高中效或亞高效空氣過濾器,但并沒有消除產生污染的源,只是將已發生的細菌除掉。由于加了高中效的過濾器,往往會引起風機盤管機組的風阻增大風量減小或者噪聲過大。因此,本設計可建議采用目前較為先進的低阻抗菌過濾器,阻止細菌進入盤管,能夠較好地解決問題。為了有效的提高房間的潔凈度,可采用目前先進的臭氧殺菌技術,在新風機組送風管上安裝特制的臭氧發生器,產生大量的臭氧,在風管里與空氣混合,送入室內殺滅房間里的細菌;同時,可在房間里或室內送風管內安裝紫外線燈,可定時開燈殺菌。以次可大大提高室內的潔凈程度,凈化空氣。
5空調系統的運行調節
風機盤管機組加新風系統的運行調節可以分為日常風機盤管機組的局部調節方法和風機盤管空調系統的全年運行調節。
5.1風機盤管機組的局部調節方法
為了適應空調房間瞬變負荷的變化,針對本系統通常通過調節風機盤管的局部調節(手動或自動)方法,即調節風量、調節水量。
5.1.1風量調節
這種方式的應用較為方便。風機盤管的三速開關內有感溫元件,可以設定室內空調溫度,同時,通過高、中、低三檔調節風機轉速以改變通過盤管的風量。這時,隨著風速的降低,盤管內冷水平均溫度下降,供冷量減少,送風含濕量減少,室內相對濕度不易偏高,但要防止水溫過低時風管表面結露。此外,隨風量的減小,室內氣流分布不太理想,必須要滿足房間的換氣次數。
5.1.2水量調節
當室內冷負荷減少時,可以通過直通或三通調節閥減少進入盤管的水量,盤管中的冷水平均溫度上升,送風含濕量增大,房間相對濕度將增加。
5.2風機盤管空調系統的全年運行調節
對于新風不承擔室內負荷的系統,可在夏、冬季節減少新風量,保證房間要求新風量,可降低新風處理負荷。在過度季節,可增大或全部使用新風直接提供室內風量,可停止主機的運行,節約能耗。
6結語
以上是對某醫院外科大樓中央空調設計的分析,經過一段時間的跟蹤測試,各項數據都達到了預期的效果,并且表現良好。但是,“SARS”疫情的出現給我們醫院的中央空調設計提出了更高的要求,更新的課題,今后的醫院的中央空調設計更應注重空氣品質、流向、壓力等要求,有待于我們進一步研究、探討。
【參考文獻】
[1]《空氣調節設計手冊》(第二版),中國建筑工業出版社,1995年
[2]《暖通空調規范實施手冊》,中國建筑工業出版社,2000年[5]郭慶堂主編《實用制冷工程設計手冊》(底二版),中國建筑工業出版社,1994年
文章標題:結合實例論醫院中央空調設計
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