冷凝热回收的应用.doc

冷凝热回收的应用摘要： 通过对风冷热回收机组试验结果的分析，指出在风冷热泵机组上增加一热回收换热器，不仅不影响机组原有的性能，而且在提供空调循环水和生活用水的同时，提高机组的总能效比，达到节能环保的目的。 关键词： 风冷热回收机组 风冷热泵机组 节能环保1.前言随着人们生活水平的不断提高，高层建筑的大量兴建，新建的高层建筑必然要加装空调系统。但使用普通的集中空调系统总是有相当多的冷凝热直接排入大气，白白散失掉，造成较大的能源浪费，并且存在对周围环境的热污染。从节能的角度看，对于高层建筑来说，建筑物又需要大量的生活热水供应，如果能将冷凝热全部或部分回收来加热生活热水，不但可以减少冷凝热对环境造成的污染，而且还可以节省不少的能源。空调热回收机组就可以实现这一功能。但过去的水冷热回收机组由于冷凝温度低,回收的生活热水应用受限制,而风冷热回收机组由于冷凝温度较高,可以得到较高的回收水温,因此,它的实用性较广。 2.系统概述风冷热回收机组由风冷热泵系统与冷凝段热回收系统组成。夏季使用时，机组制冷系统提供515的冷冻循环水供空调系统，同时热回收系统利用制冷机排出的废热加热生活热水，机组的总能效比达到5.0w/w以上（机组制冷量+机组回收热量与输入电功率的比值）；其工作原理与常规的制冷原理相同。如图1，在压缩机与室外侧换热器之间加热回收换热器(板式换热器)，制冷时，压缩机排出的高温高压的气体进入板式换热器，在板式换热器内放热，将生活用水加热。热回收包括部分热回收和全部热回收，如图2，在lgp-h图中，2点到5点的过程为整个冷凝过程，其中2点到3点是冷媒的过热段显热放热过程，3点到4点是冷媒的潜热放热过程，4点到5点是冷媒的过冷段显热放热过程。部分热回收指部分利用冷媒的冷凝热加热生活用水，水温高于冷凝温度；全部热回收指冷媒过热蒸气冷却、冷凝和过冷，冷凝热全部回收加热生活用水，水温低于冷凝温度。 在实际工程应用中，由于水系统管路及储能水箱保温效果差等将导致一定程度的温降，舒适性较差。而提高生活用水水温可以采取以下措施，如果生活用水热负荷小于空调侧热负荷，则采用部分热回收来制取生活用水，压缩机的排气温度可高达6590，这时生活用水出水高达5565；如果生活用水热负荷与空调侧热负荷相当，则采用全部热回收来制取生活用水，一般情况下,风冷热泵机组冷凝温度5055，生活用水水温可达到4550。 图1 系统原理图 图2 lgp-h图3.试验测试装置介绍本文作者在常州爱斯特空调设备有限公司的中央空调测试中心进行了风冷热回收冷热水机组的测试。试验测试装置如图3，机组放置在测试中心，环境干球温度恒定351，湿球温度恒定240.5，空调侧进水温度恒定120.3，出水温度恒定70.3，热回收储能水箱四周均有保温层。项目1是在电磁阀（图1中序号2）开启的状态下测得的数据，即冷媒不经过板换，直接到室外侧换热器与空气进行热交换，无热回收时所测的制冷量。项目29是在电磁阀关闭的状态下测得的数据，即冷媒经过板式换热器，在板式换热器内与水进行热交换，回收冷凝热对储能水箱中的水进行加温，在不同热回收回水温度，水流量恒定（3m3/h）下测得的制冷量和热回收量。 图3.试验测试装置 4.试验结果与分析4.1 在热回收水流量不变的情况下，回收热量随进水温度的增加而减少，即进水温度越高，进出水温差越小，回收热量越小。以下是水流量为3m3/h时，进、出水温度，热回收量随时间变化的曲线。如图4、5. 4.2 经工程测算表明，冷凝器的散热量是制冷量的1.21.3 倍。把热回收量与冷凝器的总散热量的比值称为热回收效率,则热回收效率随回水温度的升高而降低。如图6。 5.结论试验数据表明，对于部分热回收机组，增加热回收装置后,并没有明显影响空调侧的能效比，而机组的总能效比得到相应提高，不装热回收换热器前，机组的能效比为2.5，而热回收机组其总能效比达到34。以上整个测试过程涉及到的热回收是部分热回收，轴流风机始终开启，仍有一部分冷凝热释放到外界环境中，其转速由高压侧的压力传感器控制，当压力高于设定值，轴流风机满负荷运转，当压力低于设定值，轴流风机低速运转，如果实际工程需要，可加大热回收侧的水流量，实现机组的全热回收，机组总能效比将更高。 文中提出的空调热回收系统如果用于我国南方城市如广州、三亚等地具有良好的经济性，因为这些地区气温较高，全年有5个月以上需要空调供冷，而排热量也较大；在我国北方城市，由于夏季供冷时间较短，系统排热量较小，因此，热回收系统的经济性不显著，当然，如果北方地区使用热回收系统，则在暖通设计时充分考虑冬季采暖用水的负荷，适当放大机组的总容量，合理调节采暖用水和生活用水，同样可以实现一机三用的功能。另一方面，在过渡季节，不需要空调供冷或采暖，同样可以使机组制冷运行来制取生活热水。因此在我国目前的国情能源限制的情况下，尤其在南方地区，应该在高层建筑中广泛应用像这样的节能环保一般综合性医院的空调设计标准摘要： 一直以来人们都比较关注手术室和隔离病房的空调设计，当然这也是十分必要的，但如果门诊没有做好防止交叉感染的预防措施，仍然没有从根本上预防院内感染。本文介绍了一般综合性医院的空气品质、通风与压力关系，针对一般综合性医院各功能区介绍ashrae空调设计标准，并着重讨论了门诊的感染控制措施。 关键词： 空气品质 压力关系 医院 sars0 前言严重急性呼吸综合征（sars）疫情突如其来，为防止通过空调系统的传播，作为临时的紧急措施，卫生部曾一度要求严禁使用中央空调，而采用自然通风。当时处于春夏过渡的季节医护人员身穿隔离服、防护服，头戴口罩与眼镜，稍一动作就汗流浃背，甚至出现热病。世界卫生组织医院sars感染控制导则中则并没有规定不能开空调，只是建议在空调系统没有独立送排风时，关掉空调开窗通风。但开窗不能通向公共场所。由于当前一些综合性医院的空调设计存在一些问题，对传染病的控制没有足够的考虑，甚至不仅不能控制疾病传染，还为病毒的传播提供了途径。为此研讨一般综合性医院的空调方案是摆在我们面前的紧迫任务。sars是一种传染性强、愈后不良的严重呼吸道传染病，其治疗和管理必须由sars防治专门机构统一管理。然而大量事实表明目前在我国大部分病人总是先到各级综合医院就诊，由综合医院确诊后再转给防治专业机构，所以各级综合医院处于sars防治工作的第一线。这就要求各级综合医院的门诊充分考虑各种情况，尽可能控制交叉感染的可能。因此除了应当建造隔离医院外，对一般综合性医院的空调设计，也应当有一个更严格的标准，这样才能在将来更好的应对突发疫情。一所综合性医院主要分急诊、门诊、病房等几部分。综合医院的中心部分是特护区，包括手术室、操作间、产房和保育室，通常放射科、化验科、消毒室和药房分布于靠近特护区的地方，此外还有急诊室、厨房、餐饮服务处、设备保管中心即中心消毒器材供应室及太平间等。1通常误以为只有特护区和病房的空调需要特别的设计，认为这里的患者抵抗力差，需要特别注意防止交叉感染。但实际上，由于来到医院就诊的众多病人情况复杂，如果不注意防护，在特护区和病房以外的环节交叉感染的可能更大。而且特护区周围的放射科、消毒室等区域以及厨房等服务区也都应当考虑进来，也就是说，一个医院应当作为一个整体考虑其室内气流组织，压力分布和各室空气流向，每一个环节都不能忽视。本文依据ashrae手册中综合性医院各个功能区的标准结合我国医院的科室设置介绍综合性医院空调设计中对于院内交叉感染特别是sars一类病毒感染控制应注意的问题。1 综合性医院的空气品质及通风存在的问题 疫情过后，综合性医院存在的问题引发了一系列的思考，尤其是北京大学人民医院的感染情况引起了人们的重视。北大人民医院院长吕厚山在接受中央电视台面对面栏目的采访时，分析认为北京大学人民医院感染严重的原因是：首先，作为一家大型综合医院的人民医院一直没有传染科，也没有防治传染病的专业人才，接诊第一批非典病人时整个医院既没有隔离病房也没有隔离区；其次，医院的就诊流程不合适；另外，医院的通风条件差也是非典在人民医院迅速传播的原因之一。2中国工程院院士、清华大学教授江亿等专家为此所作的一系列实例测试、研究。发现sars病毒只能在几种生物细胞中繁殖，不可能在空气中繁殖。病毒要附着在室内悬浮颗粒上，才能在空气中传播。5微米以上的小颗粒在1.5米以内会沉降、蒸干。所以，可以在空气中、进入空调系统内传播的病毒，主要是附着在0.08至0.12微米的颗粒上。4月17日至23日北京人民医院躺着十几名sars病人的一楼一条走廊两侧，一边是骨科门诊室，当时在室中的4名骨科医生全部感染，另一边是外科门诊室，当时出门诊的4名外科医生无一感染。进一步研究发现，外科门诊室另一侧临街，空气流通很好；而骨科门诊室另一侧是一个封闭的天井，空气流通不好。这一研究结果表明，空气流通与否对是否感染起到决定性的作用。对来自北京人民医院的第二个实例的研究表明，病人呼出病毒浓度稀释1000到2000分之一还会使人感染，而安全浓度是稀释2万分之一。同时发现，风速越大，病毒浓度越小。 第三个实例来自广州第一人民医院，研究表明，空气安全范围为人体排出病毒浓度的万分之0.5至0.8，危险范围为浓度的万分之8至10。3这些实例表明，病毒在空气中要达到一定浓度才致病，只要通风稀释病毒，就可以避免传染。这表明疫情袭击的医院存在的主要问题还是通风问题。 存在问题的医院并非只此一家，前不久有关部门对12所驻京医疗单位的空气质量作了的监测，医院重点科室空气微生物的采样检测结果：门诊大厅空气合格率92；妇产科空气合格率25；医院手术室空气合格率75；所有4个医院血液科、烧伤科、移植科、重症监护室等空气中菌数均超标。见表l。4表1 医疗单位空气微生物合格率4 检测地点采样单位（个）合格率（）挂号大厅1292妇产科1225医院手术室475门诊部手术室333治疗室120血液科20烧伤科20移植科20重症监护室10医院各类环境空气质量的监测结果 12个受检单位中，co合格率50，co2合格率75，温度合格率917，相对湿度均不合格，噪声合格率83，可吸人颗粒物合格率50，见表2。表2 医疗单位空气质量监测合格率（）4 单位coco2温度相对湿度噪声可吸人颗粒物1406010004010027575100075100380100100080404751001002575505100100100033100610010010033336773310010033100338100100100075759100100100050751075755005010011100100100001001210010010000100严峻的现状提醒我们，必须重视起来，采取适当的空调措施，做好现有空调的运行与维护，做好消毒及管理，才能更好的防止医院感染，应对疫情。2 综合性医院空调设计医院空调不仅用于提高舒适度，在其他方面有更重要的作用。多数情况下，合适的空调是治疗中的一个因素；某些情况下，是主要的治疗方法。研究表明，病人在控制的环境中一般比在非控制环境中体质恢复更快。如甲状腺功能亢进患者不能忍受热、湿和热浪。凉、干的环境促使皮肤辐射散热和蒸发散热，可能会挽救患者的生命。同时，合理的空调设计也是预防交叉感染的措施之一。一定的温湿度条件可以抑制或促进细菌的生长、激活或杀死病毒。一般来说较干燥的空气环境不利于疾病的发展，可减弱二次污染或与临床条件无关的传染从而减少住院治疗。规范和手册规定了某些医院的温度和湿度范围作为一种控制传染的措施，当然也考虑了舒适性。尽管合适的空调对疾病的防治有帮助，医院中空调的应用，存在许多一般舒适性空调系统所不曾遇到的问题。医院及其相关医疗机构的空调与用于其它类型建筑的空调基本不同点有如下几点：1（1） 从表1可以看出污染扩散的情况，因此说明了气流组织在防止交叉感染中起到的重要作用。所以医院对不同部门之间的空气流向有严格的要求，表3给出了各部门之间的压力通风关系；（2） 通风和过滤的特定要求是稀释和去除气味、空气中的微生物和病菌以及危害性的化学、放射性物质等污染。新风口和排风口应合理布置，以保证新风清新，排风不污染环境也不造成二次污染。所有集中通风或中央空调系统应当安装过滤器，其效率不应低于表2中所示值。（3） 不同区域有不同的温度、湿度要求。（4） 要求能够精确控制环境条件。表1 整理床铺对医院浮游菌数的影响1 项目每m3的细菌数病房内病房附近走廊初始状态12001060整理床铺中4940226010分钟后2120147030分钟后1270950初始状态560 常规整理3520用力整理6070表2 综合医院中中央通风和空调系统的过滤效率1 过滤器的最少个数区域设计过滤器效率%no.1ano.2ano.3b3整形外科手术室骨髓移植手术室器官移植手术室259099.972一般手术室产房保育室特护室病房治疗室诊断室和相关区25901化验室消毒室801食品准备区洗衣房行政管理区贮存室污染物存放区25a 根据ashrae标准52.1-1992b 根据dop测试c 出风口有高效过滤器3 详细设计标准3.1 门诊门诊是病人最常去的地方。但目前门诊的防护措施普遍并不够，sars的突袭暴露的这一弱点。我们发现医院的候诊大厅里总是人潮拥挤，尤其冬季流感发生的时候，儿童门诊有限的空间往往要容纳几百个小患者，很多人可能略有不适或者只是小病到医院走了一趟反而添了病。据广州日报一份调查报道显示，医院的大厅与候诊区，空气中的细菌都超过标准值，导致院内感染的机会大增。病房可能因通风较好，出入人员较少，空气品质还算好。最常见的感染部位依序是泌尿道，血流，外科伤口还有呼吸道，从病房来看，加护病房比一般病房几率低得多，平均发生率也有.。5不同的医院由于规模不同，在门诊分科上并不完全一致。其门诊常分为：内科、外科、儿科、妇产科、五官科、中医科、肠道门诊、保健科、急诊室以及其他专门科室等。还有医技科室：药房、检验科、放射科、理疗科、功能检查科等，这些科室一般情况下根据医院的规模大小，可供门诊、病房共用，也可在门诊部增设一般常规化验室及放射科的透视室。一般情况下病人总是首先到各级综合医院就诊，由综合医院确诊后如有必要再转给防治专业机构，这样，到综合性医院就诊的病人就很复杂，传染病患者到各个科室的可能性都有，各个科室都存在传染隐患。但我们无法做到也不需要做到每个科室都严阵以待，都达到隔离室的标准。我们所能做的就是采取一定的预防措施，把交叉感染的可能降到最低。内科诊室在门诊病人中所占比重最大，同时内科病人病种复杂，往往还有一部分传染病病人在内。一般内科放在底层尽端靠近出入口的地方，诊室需保持相对负压同时要加强通风，以防交叉感染。外科除专用诊室外还会有换药室及门诊手术室。大型医院除普通外科外，还设有各种专业，如胸外科、泌尿外科、骨科、烧伤外科等。除一般共用的换药室、治疗室、消毒室外还会有敷料准备室、石膏室、泌尿科检查室或膀胱镜室等。外科病人多有外伤，有的还要进行换药及小手术，故需保持正压，洁净度要求要高一些，以防止伤口感染。6产科门诊主要是对产妇进行产前产后检查，计划生育手术、小手术等就诊者，她们多数并非病人。妇科病人诊察后还需治疗，因而妇、产以分室设置为宜。产科应采取相对正压，防止她们受到感染。大型医院可将妇产分科设置，产科另设出入口，尽量减少与病人接触的机会。为防止小儿与成年患者相互感染的机会，儿科也应有单独出入口。儿科诊室必须设置儿科初检和隔离室。儿科病人必须有单独取药窗口和专用化验室。若这些用房均单独设立，又会浪费大量人力和设备，只有大型医院才有条件考虑。有的医院只设内儿科，门诊内、儿两科合并设置，在检查过程中，如发现有传染病患者应立即采取消毒隔离措施，避免传染病扩散。设置预检室（鉴别诊断室），分别组织传染与非传染的隔离就诊路线是完全必要的。儿科预检室可分设几个隔离室，如发现传染病即在此室诊察处理。患者离开后，立即封闭消毒，另开放第二室作为预检室。此法不需另设隔离室。大型医院儿科患者入口即进行预检，发现可疑传染病即分别进入呼吸或消化系统传染病的隔离室。这些隔离室另有出口，不与一般病儿相遇。6此外，为了方便门诊病人的治疗，各医院在门诊还设有一些治疗科室，让病人在不住院的情况下，能够得到治疗。当然，这一般都是风险性较小的治疗。1、门诊治疗室 是专为方便病人在门诊进行一般治疗而设，如打针、换药、腰椎穿刺、骨髓穿刺、十二指肠引流、导尿等检查、治疗，都可以在门诊治疗室进行。许多测试表明，门诊的感染传播又以空气传播及接触传播为主。特别是治疗室空间小，人员流动量大时为减少交叉感染的发生，空气消毒、过滤及加强通风对净化空气起到非常重要的作用。2、门诊观察室 主要收留急诊已明确诊断，只需短期治疗、观察或暂时住院困难的病人，以及门诊手术或特殊治疗后需要观察的病人。留观时间一般在37天，最多不超过2周。可以参考病房的空调设计要求。13.2 其他部门1ashrea标准中对医院主要部门的温湿度和通风情况做了详细的规定和解释。对温度的要求比较特别的是手术室、分娩室和急救手术室，要求在2024，而其湿度也要求比较高，在5060%，从而既起到了抑菌的效果，又使医务人员和患者处在一个比较舒适的环境之中，与我国的2225和5060%略有不同。易感染病人使用的隔离病房应采用全空气系统，排风直接排至室外。每间病房设有单独的温控器，气压与周围区域相同。特护病房保持正压。保护隔离室则使用隔离的单向流单元以保护病人或“冲洗”房间, 减少空气中的孢子。推荐换气次数使用15次/小时。干净空气流经病人，从地面附近回风。如果病人免疫系统差，但尚未被感染，病房与周围区域应该保持正压。当病人是免疫压抑且具有传染性时，隔离房间应设计成能够保证与隔离区域或休息室之间维持一个永久等压或负压