CN101354163A - 一种新风机组 - Google Patents

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俞卫刚
沈晋明
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Abstract

本发明公开了一种新风机组,包括风机段,均流、中效和亚高效段以及表冷、再热和送风段,所述风机段内依次设置有粗效过滤器、变频电机和离心风机,所述均流、中效和亚高效段内依次设置有均流板、中效过滤器和亚高效过滤器,其特征在于:所述表冷、再热和送风段内分别设置有水冷盘管和直接蒸发式盘管,所述水冷盘管设置有进水管和出水管接口,所述直接蒸发式盘管设置有制冷剂进、出接口。本发明通过在表冷、再热和送风段内设置水冷盘管以及直接蒸发式盘管,提高了节能效果,并且方便、有效的解决了医院关键科室的温湿度控制问题。

Description

一种新风机组
技术领域
本发明涉及一种空气处理系统,具体涉及一种适用于空调水系统的末端新风处理机组,主要适用于医院手术室等室内空气参数需精确控制的关键科室和场所。
背景技术
医院的室内环境控制要求通常分两类,一类是量大面广的一般科室和普通病房,通常的性舒适空调就能实现对这些区域的空调要求;另一类是数量相对较少的有无菌控制要求的关键科室,如手术室等,它们的环境全年需要精确控制。我国大型综合医院通常采用集中式空调系统,由医院中央冷热源集中供给各功能科室空调所需的冷冻水与供暖热水。各功能科室的空调系统末端,通常包括新风机组和回风机组,以满足室内的温度、湿度要求,并避免细菌和二氧化碳浓度超标。温、湿度等控制要求越高,消耗的能耗就越多,对围护结构的要求也高,简单而言,高要求的环境是以高额的建造和运行费用为代价的。所以把手术室、烧伤病房等极易因空气中细菌导致感染和温、湿度对伤口影响很大的这些地方设置成关键科室,其环境控制要求也及高;而把普通病房等地方设置成一般科室,空调要求也只是舒适性而已。
典型的医院空调系统配置,在全年运行中往往会出现以下一些问题:
(1)为了保证某关键科室湿度控制要求,在空调供冷工况下,通常把冷冻水出水温度设定为7℃(甚至更低)。过去为了保证关键科室温湿度控制,常常采用传统的一次回风再加热,如今为了节能又不得不采用二次回风。由于这些科室热湿比较小,使得空调机组所需控制的机器露点更低。
(2)空调期间随室外气温下降,为保证绝大多数一般科室空调要求与节能需要,常常提高集中供给冷冻水的水温,客观上造成关键科室湿度超标。
(3)大型医院的关键科室通常会处于建筑内区,当普通科室不需供冷(过度季节)或需供暖(冬季)时,这些关键科室仍需要供冷。
(4)据调查,大多医院由于种种原因在供冷季节实际运行中冷冻水无法保证7℃供水温度(有时即使达到了这一温度),关键科室温湿度难以保证。
为了便于控制医院一般科室与关键科室环境,提高系统能源利用效率,现在医院空调设计者或者将全院集中冷冻水分成两个系统供给,或者单独为关键科室配置空调冷热源。但对于既有医院建筑,采用这样的技术来改造供冷系统花费的财力、物力、人力太大,花费时间也多。大多医院不得不牺牲环境控制以维持原状,无法满足《医院洁净手术部建筑技术规范》GB50333-2002[2](以下简称《规范》)中关键科室的温湿度控制要求,以及医院一般科室与关键科室对冷冻水供水温度需求矛盾。
医院一般科室与关键科室对冷冻水供水温度需求不同,是因为两者湿度控制要求不同。为了避免采用因少数关键科室湿度控制而拉低整个医院冷冻水水温的耗能措施,只有将关键科室的新风进行深度处理以消除新风湿负荷,甚至承担室内湿负荷,降低原末端机组除湿要求,才有可能使末端机组使用较高水温的冷冻水,这应是最简易、有效的方法。这种方法是将整个医院空调冷冻水温度由一般科室环境控制要求来确定,关键科室通过新风深度处理解决室内温湿度控制。目前利用新风预处理概念,提高原有系统的湿度处理能力,以改善室内空气品质取得了一定的成效。但新风预处理的主要目的是节能改造,并不能完全满足关键科室对于温湿度的控制要求,因而也存在着不足。
发明内容
本发明目的是提供一种新风机组,通过对结构的改进,提高了节能效果,并且方便有效地解决关键科室的温湿度控制。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:一种新风机组,包括风机段,均流、中效和亚高效段以及表冷、再热和送风段,所述风机段内依次设置有粗效过滤器、变频电机和离心风机,所述均流、中效和亚高效段内依次设置有均流板、中效过滤器和亚高效过滤器,所述表冷、再热和送风段内分别设置有水冷盘管和直接蒸发式盘管,所述水冷盘管设置有进水管和出水管接口,所述直接蒸发式盘管设置有制冷剂进、出接口。
上述技术方案中,所述水冷盘管连接中央空调的冷水系统,所述直接蒸发式盘管与外设的制冷机相连接,形成一个完整的空调系统。
在表冷、再热和送风段中,水冷盘管和直接蒸发式盘管相对送风方向的位置可以变化,即可以有下述两种设置方式:其一,所述水冷盘管位于上风端,直接蒸发式盘管位于下风端。其二,所述直接蒸发式盘管位于上风端,水冷盘管位于下风端。其中,优选的技术方案是,所述水冷盘管位于上风端,直接蒸发式盘管位于下风端。
上文中,由于医院一般科室与关键科室因湿度控制要求不同,对冷冻水供水温度需要也不同,为了避免因少数关键科室湿度控制而降低整个医院冷冻水水温,则需要将关键科室的新风进行深度处理以消除新风湿负荷。由于本新风机组内设置有水冷盘管以及直接蒸发式盘管,使用时可以先利用中央空调系统的冷冻水对新风冷却去湿,然后再使用另外设置的直接蒸发式盘管再次去湿冷却达到所需要的机器露点,最后利用自身冷凝器加热控制到所需的送风状态点,多余的冷凝热由机外风机冷凝器机组排出。
在夏季使用中,由于新风机组设置有水冷盘管以及直接蒸发式盘管,首先控制新风经过水冷盘管和蒸发器两级降温除湿达到所需的机器露点温度,消除系统全部湿负荷,再控制冷凝器加热量达到所需的送风温度,多余的热量由机外冷凝器排出。降低了循环机组等湿冷却的能耗,完全可以使用较高水温的冷冻水,完成关键科室的温湿度控制。在冬季,关键科室常常会处于医院建筑的内区,空调系统转为供热工况,外区供热,内区仍需供冷,另外在手术部手术开始前需要供热,正常手术时又需要切换到供冷。使用该新风机组,在冬季尽管水盘管中运行的是热水,但直接蒸发盘管仍可处在制冷状态,在手术开始前,只需要开启热水盘管,关闭直接蒸发盘管,对室外的空气进行加热加湿处理,室内的循环机组也对循环空气进行加热。当手术进行时,热水盘管关闭,再开启直接蒸发盘管,对新风进行制冷。利用直接蒸发盘管和冷凝器总能保证集中处理新风稳定在需要的状态点,这个状态点使得新风能够消除手术室内的设计热负荷,室内负荷的变化则由循环机组再加热解决。在过渡季节,由于关键科室仍需要供热冷,此时只需要运行直接蒸发式盘管,调节蒸发器的供冷量与冷凝器的供热量,就可以有效的实现温湿度的控制。
由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:
1.本发明通过在表冷、再热和送风段内设置水冷盘管以及直接蒸发式盘管,结合了冷冻水系统与直膨式系统,降温除湿速度快,结构紧凑,易于控制,改善了新风系统的运行质量,方便、有效地解决了医院关键科室的温湿度控制问题,降低了循环机组系统二次污染的风险。
2.本发明的使用,避免了对原有空调系统的大规模改造并且提高了原有系统的工作效率,也节约了能源。
3.本发明提出的双冷源专用新风机组结构简单、控制容易、维修方便,制造成本低廉,适合推广使用。
附图说明
附图1为本发明实施例一的结构示意图;
附图2为本发明实施例一中新风集中处理二次回风系统曲线图;
附图3为本发明实施例一中干盘管处理系统曲线图;
附图4为本发明实施例一中湿度优先处理系统曲线图。
其中:1、粗效过滤器;2、变频电机;3、离心风机;4、均流板;5、中效过滤器;6、亚高效过滤器;7、水冷盘管;8、直接蒸发式盘管。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:
实施例一:参见附图1所示,一种新风机组,包括风机段,均流、中效和亚高效段以及表冷、再热和送风段,所述风机段内依次设置有粗效过滤器1、变频电机2和离心风机3,所述均流、中效和亚高效段内依次设置有均流板4、中效过滤器5和亚高效过滤器6,所述表冷、再热和送风段内依次设置有水冷盘管7以及直接蒸发式盘管8,所述水冷盘管设置有进水管和出水管接口,与集中供冷系统的冷水系统连接,所述直接蒸发式盘管两端分别设置有制冷剂进、出接口,与外设的小型制冷机相连接,形成一个完整的空调系统。
在使用中,洁净手术部大多采用工业上传统的恒温恒湿空调,即一次回风再加热,后来因为节能需要开始采用二次回风系统,参见附图2所示,实施“湿度先行”自控系统。新风集中处理主要是消除新风负荷,以保持整个系统稳定。手术部集中送风首先消除室内湿负荷,再靠循环机组控制室内热负荷,这样就实现了湿度优先控制。如果循环机组内盘管供水温度始终控制在高于室内露点温度,则可实现干盘管运行,参见附图3所示。但对于手术室来说,由于室内处于无菌状态,没有必要刻意维持干盘管运行。则可以简化空调水系统,这就是“湿度优先控制”系统,参见附图4所示,这种系统是达到新风处理所需的机器露或送风状态,由于新风机组利用二级冷却去湿,不管系统冷冻水温度如何,均可以方便的保证,以更低的能耗维持室内空气状态在容许范围内。
从上述分析中可知,采用本实施例的双冷源新风处理机组,不需要改变原来系统的结构,不仅可以有效地解决关键科室的温湿度控制,并且也是医院关键科室节能改造最简易的方法。在系统的能耗分析中,采用双冷源新风机组也可以达到节能的目的。
1)双冷源新风机组中充分利用了冷凝器的热量,避免消耗过多的再加热的能量。
2)双冷源新风机组中直膨式蒸发器直接与空气进行换热,而不是传统的二次换热,换热效率大大提高,避免了冷量的浪费。
3)在采用湿度优先控制系统时,室内空气循环机组只需对空气进行降温、升温处理,需要的能源少。并且此时的末端机组可以使用温度较高的冷冻水。
除此之外,使用双冷源新风机组避免了对原有系统的大规模改造以及避免了原有系统在低效率工况下的运行情况,在一定程度上节约了能源。
实施例二:一种新风机组,包括风机段,均流、中效和亚高效段以及表冷、再热和送风段,所述风机段内依次设置有粗效过滤器、变频电机和离心风机,所述均流、中效和亚高效段内依次设置有均流板、中效过滤器和亚高效过滤器,所述表冷、再热和送风段内依次设置有直接蒸发式盘管以及水冷盘管,所述直接蒸发式盘管两端分别设置有制冷剂进口和制冷剂出口,与外设的小型制冷机相连接,所述水冷盘管两端设置有冷水进口和冷水出口,与集中供冷系统的冷水系统连接。

Claims (3)

1.一种新风机组,包括风机段,均流、中效和亚高效段以及表冷、再热和送风段,所述风机段内依次设置有粗效过滤器(1)、变频电机(2)和离心风机(3),所述均流、中效和亚高效段内依次设置有均流板(4)、中效过滤器(5)和亚高效过滤器(6),其特征在于:所述表冷、再热和送风段内分别设置有水冷盘管(7)和直接蒸发式盘管(8),所述水冷盘管设置有进水管和出水管接口,所述直接蒸发式盘管设置有制冷剂进、出接口。
2.根据权利要求1所述的新风机组,其特征在于:所述水冷盘管连接中央空调的冷水系统,所述直接蒸发式盘管与外设的制冷机相连接,形成一个完整的空调系统。
3.根据权利要求1所述的新风机组,其特征在于:所述水冷盘管位于上风端,直接蒸发式盘管位于下风端。
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