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眉山空氣熱回收在醫(yī)院中的應(yīng)用

發(fā)布時間:2023-02-24 21:26:35 人氣:8890

空氣熱回收在醫(yī)院中的應(yīng)用空氣熱回收在醫(yī)院中的應(yīng)用

1工程概況

新疆維吾爾自治區(qū)克孜勒蘇柯爾克孜自治州人民醫(yī)院主要功能為醫(yī)技、住院、全科醫(yī)師示范培訓(xùn)用房,業(yè)務(wù)用房及設(shè)備電氣用房等??偨ㄖ娣e48184.92m2地上建筑面積44509.30m2,地下建筑面積3675.62m2)。地下1層,地上12層,建筑高度為57.8m。 ?

該工程冷熱源為設(shè)置在地下1層的直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組。冬季設(shè)計出水溫度分別為75℃/55℃和60℃/50℃。其中,75℃/55℃的熱水用于部分房間散熱器供暖、新風(fēng)加熱及生活熱水系統(tǒng);60℃/50℃的熱水通過高、低區(qū)2套全自動換熱機組換成45℃/35℃熱水,供全樓地板輻射供暖系統(tǒng)使用。夏季設(shè)計供回水溫度為9℃/14℃,供全樓風(fēng)機盤管+新風(fēng)系統(tǒng)制冷使用。

本文重點介紹該工程空調(diào)排風(fēng)、病房衛(wèi)生間排風(fēng)及空調(diào)房間排風(fēng)熱回收系統(tǒng),下面對排風(fēng)熱回收

原理、熱回收計算、換熱器形式選取、運行模式及其防結(jié)露措施設(shè)計等方面進(jìn)行探討。調(diào)查數(shù)據(jù)表明,空調(diào)工程中處理新風(fēng)的能耗約為總能耗的25%~30%。若回收利用排風(fēng)余熱處理新風(fēng)可以取得很好的節(jié)能效益和環(huán)境效益,尤其在冬季實施熱回收,效果尤為顯著。

2集中排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

該工程平面布局合理、左右對稱,除了1~3層,其余樓層房間功能多為標(biāo)準(zhǔn)病房和醫(yī)生辦公室。出于建筑外立面的考慮,屋頂女兒墻高度為5.3m,熱回收系統(tǒng)的機組及其風(fēng)管可直接放在屋頂上,不會影響建筑物外立面的整體美觀效果。寒冷地區(qū)室外設(shè)計參數(shù)如表1所示。

如圖2所示,排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置:辦公、走道及內(nèi)區(qū)房間空調(diào)排風(fēng)由土建豎井集中排出;3~12層病房排風(fēng)由各衛(wèi)生間土建豎井集中排出;內(nèi)區(qū)獨立排風(fēng)的房間,如配液室、污洗室、配餐室等房間,在每層設(shè)置低噪聲管道風(fēng)機,排風(fēng)由土建豎井集中排出。以上三部分排風(fēng)通過鍍鋅鐵皮風(fēng)道作集中回收處理,風(fēng)道保溫采用50mm?厚橡塑材料,外做0.8mm厚鍍鋅鋼板保護(hù)殼。排風(fēng)由設(shè)置在屋頂?shù)模才_組合式板式熱回收機組集中回收處理后排出?;厥蘸蟮膸б欢崃壳一緹o污染雜質(zhì)的新風(fēng),送入新風(fēng)豎井內(nèi)。污物間交叉污染可能性較大,每個污物間設(shè)置獨立的排風(fēng)機,排風(fēng)不回收。熱回收機組的新、排風(fēng)管設(shè)有空調(diào)機組專用空氣凈化裝置,并且設(shè)置在每層的新風(fēng)機組均設(shè)有駐電極空氣凈化裝置(代替中效袋式過濾器F8),可進(jìn)一步起到凈化、殺菌、除臭的作用,并可有效防止交叉污染。

排風(fēng)熱回收原理

3換熱器的選擇

一般情況下,全熱回收方式適合在嚴(yán)寒或寒冷地區(qū)應(yīng)用。全熱回收換熱器一般有轉(zhuǎn)輪式和板翅式。但全熱排風(fēng)熱回收裝置容易造成新風(fēng)與排風(fēng)的交叉污染,不宜應(yīng)用于潔凈場所,比如酒店客房或醫(yī)院病房等場合,所以此類場合需要采用顯熱回收的方式。不同的室外環(huán)境,熱回收裝置產(chǎn)生的回收效果有一定差異,氣候寒冷、濕度較小的地區(qū)宜采用顯熱回收裝置。該工程選用板式顯熱回收方式,并在新風(fēng)和排風(fēng)進(jìn)入換熱器之前加設(shè)了過濾裝置。

板式換熱器通常由光滑金屬或者非金屬塑料板裝配而成,形成基本的波紋板交叉疊積平面通道。板間形式以隔板分隔為U?形、三角形等不同斷面形狀的空氣通道,在一定的設(shè)備體積條件下,氣流與板材直接接觸的面積增大,(www..com)新風(fēng)與排風(fēng)通過板面進(jìn)行顯熱回收。隔板材質(zhì)采用0.12mm厚純鋁箔材料,空氣入口和出口處均為雙折疊結(jié)構(gòu)(相當(dāng)于5倍材料厚度),連接處采用環(huán)氧樹脂密封,強度高,沒有交叉污染。新、排風(fēng)總漏風(fēng)率≤5%,熱回收機組采用高效聚氨酯保溫材料,導(dǎo)熱系數(shù)小于0.02W/(m?K),沖注密度為50kg/m3。該板式顯熱回收器具有不需要傳動設(shè)備、不需消耗電力、設(shè)備費用低、結(jié)構(gòu)簡單、運行安全可靠、不需要中間熱媒、沒有溫差損失等優(yōu)點。

4熱回收計算

全樓新風(fēng)系統(tǒng)總新風(fēng)量為198000m3/h,排風(fēng)量按新風(fēng)量的75%計算,2臺熱回收機組的送風(fēng)量為100000m3/h,送風(fēng)機功率為45kW,回風(fēng)量為75000m3/h,排風(fēng)機功率為37kW??紤]到同時使用的可能性不大,熱回收機組內(nèi)的送風(fēng)機和排風(fēng)機均按變頻風(fēng)機設(shè)計。

對于一個特定的顯熱換熱器,其顯熱效率只取決于換熱器本身的結(jié)構(gòu)、新風(fēng)量及排風(fēng)量,與新風(fēng)及排風(fēng)的參數(shù)無關(guān)。依據(jù)廠家提供資料,顯熱效率為70%。

4.1各狀態(tài)點參數(shù)的確定

顯熱回收效率ε

式中GS為新風(fēng)量,m3/h;Gmin為送風(fēng)量和排風(fēng)量中的較小值,m3/h;t1,t2分別為新風(fēng)的進(jìn)、出口溫度,℃;t3為排風(fēng)進(jìn)口溫度,℃。

4.1.1 冬季工況

冬季新風(fēng)出口溫度t2:

冬季排風(fēng)出口溫度t4:

經(jīng)計算,t2=8.0℃,t4=6.7℃(見圖3),排風(fēng)露點溫度t4L=6.0℃(由圖4可得)

圖3板式顯熱熱回收器冬季原理圖

圖4新、排風(fēng)焓濕圖

4.1.2夏季工況

夏季新風(fēng)出口溫度t′2:

夏季排風(fēng)出口溫度t′4:

經(jīng)計算,夏季新風(fēng)出口溫度t′2=27.3℃,夏季排風(fēng)出口溫度t′4=27.47℃。

4.2防霜凍計算

由于新風(fēng)溫度的降低,排風(fēng)熱回收裝置的排風(fēng)側(cè)溫度也隨之降低,由此造成排風(fēng)側(cè)可能產(chǎn)生冷凝水,甚至出現(xiàn)霜凍直至霜堵的現(xiàn)象,影響排風(fēng)熱回收裝置的正常使用。因此,設(shè)計時考慮了冬季防霜凍措施。

假定冬季保證熱回收機組正常使用,需在新風(fēng)入口設(shè)置空氣預(yù)熱裝置,預(yù)熱器出口溫度t0計算如下

所需加熱量Q:

式(6),(7)中Gp為排風(fēng)量,m3/h;cp為空氣比定壓熱容,kJ/(kg?K);ρ為空氣密度,kg/m3。經(jīng)計算,t0=5℃,Q=346.42kW。

4.3回收能量的計算

冬季新風(fēng)出口溫度t2:

經(jīng)計算,t2=12.9℃。

冬季回收熱量:

夏季回收熱量:

經(jīng)計算,Qd=202kW,Qx=48.16kW。阿圖什市夏季通風(fēng)室外計算溫度為28.8℃,供暖度日數(shù)(HDD18)為3833℃?d,空調(diào)度日數(shù)(CDD26)為1℃?d。結(jié)合以上計算結(jié)果,夏季不作熱回收處理,排風(fēng)通過旁通排風(fēng)機直接排至室外。

如表2所示,當(dāng)t1=0℃時,設(shè)混風(fēng)率A?為88.2%,則綜合熱效率為37.2%。

當(dāng)室外溫度為5.9℃時,通過換熱后進(jìn)風(fēng)溫度為12.8℃,若保證熱回收機組在冬季正常使用,當(dāng)室外溫度低于5.9℃時即低于排風(fēng)露點溫度,可能有凍結(jié)危險,可開啟送風(fēng)旁通回路使從空調(diào)房間出來的部分空氣經(jīng)過熱回收裝置與新風(fēng)進(jìn)行換熱,從而對新風(fēng)進(jìn)行預(yù)處理,換熱后的排風(fēng)以廢氣的形式

排出,經(jīng)過預(yù)處理的新風(fēng)與回風(fēng)混合后處理到送風(fēng)狀態(tài)送入室內(nèi),以保證進(jìn)風(fēng)溫度高于12.8℃。熱回收式空氣處理機組旁通回路上的電磁閥開度由設(shè)置在板式換熱器回風(fēng)出口的溫度傳感器的反饋信號決定,以保證換熱器中由于低于露點溫度而形成的冷凝水在冬季不凍結(jié)??梢?,在室外溫度低于5.9℃的工況下,開啟旁通回路上的電磁閥進(jìn)行混風(fēng),以確保換熱器熱空氣排風(fēng)口不結(jié)霜,機組混風(fēng)工況的綜

合熱效率均在35%以上,其節(jié)能效果令人滿意。

如果室內(nèi)外溫差較小,就沒有必要使用排風(fēng)熱回收,因此在新風(fēng)的入口處設(shè)置了旁通風(fēng)機。旁通

風(fēng)機的設(shè)置有利于過渡季節(jié)減小熱回收段的阻力消耗,從而減少風(fēng)機能耗。

5空氣熱回收機組全年運行模式

5.1冬季工況運行模式

新風(fēng):室外新風(fēng)→熱回收機組→新風(fēng)機組→室內(nèi);

排風(fēng):室內(nèi)排風(fēng)→熱回收機組→室外。

5.2夏季、過渡季節(jié)工況運行模式

新風(fēng):室外新風(fēng)→新風(fēng)機組→室內(nèi);

排風(fēng):室內(nèi)排風(fēng)→旁通排風(fēng)機→室外。

上述工況需按季節(jié)運行。

6排風(fēng)熱回收自動控制要求

排風(fēng)熱回收機組停機、檢修、室內(nèi)外溫差較小或極端天氣等狀況出現(xiàn),將導(dǎo)致機組無法使用,此時開啟2臺備用變頻排風(fēng)機箱,熱回收機組停機的同時旁通排風(fēng)機箱開啟,熱回收機組DDC自控系統(tǒng)見圖5。

圖5熱回收機組控制原理

排風(fēng)熱回收機組控制要求如下:

1)機組需配置風(fēng)機壓差檢測器,有自控要求。

2)該機組設(shè)置防霜凍控制器。

  ?3)開關(guān)風(fēng)閥與送排風(fēng)聯(lián)鎖開啟,排風(fēng)溫度低于設(shè)定值時自動關(guān)閉風(fēng)閥及送排風(fēng)機。

4)通過比較室內(nèi)外空氣比焓差控制旁通閥及旁通風(fēng)機的開啟。

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