醫療建築淨化空調系統控制的對象是室內的溫度、溼度、氣流形式、風速、噪聲、潔淨度等，以此來保證醫護人員及患者的醫療活動對室內空氣品質的需求。醫院淨化空調系統對控制室內溫度以及溼度面，相較於普通舒適性空調系統有著更為嚴格的要求。而醫療用房相對溼度的大小主要關係到空氣中細菌的存活時間，相對溼度越大，細菌的存活時間越長，所以控制相對溼度是醫院淨化空調系統的重要任務。本文就目前淨化空調系統的不同熱溼處理過程以及相應的空調系統形式展開分析。
醫療建築
圖 1
圖 2
目前淨化空調系統的熱溼處理過程有以下幾種形式：
（1）新風經預處理機組的冷卻盤管初步降溫除溼，然後經過直膨式蒸發器進一步降溫除溼，實現深度除溼，經過再加熱後，送入循環機組與迴風混合後進入循環機組的冷水盤管進行等溼冷卻，處理到送風溫度後送入室內。
該熱溼處理方式需配置新風預處理機組，主要應用於潔淨手術部等淨化空調機組數量多，空調機房面積較大的區域。
空調熱溼處理過程
（2）新風經集中降溫處理後與室內的迴風混合後通過循環機組表冷器處理到機器露點，再加熱到送風狀態點後送入室內。
該熱溼處理方式需配置新風預處理機組，主要應用於潔淨手術部等淨化空調機組數量多，空調機房面積較大的區域。同時作為第一種熱溼處理過程的備用方案，當深度除溼模塊出現故障時，採用該熱溼處理過程。
（3）新風與室內的迴風混合後通過循環機組表冷器處理到機器露點，冷卻除溼後再加熱到送風狀態點後送入室內。（該熱溼處理方式主要應用於ICU、中心供應室、靜脈配置中心等淨化空調機組數量少，空調機房面積小等區域。）
圖 3
針對上述三種熱溼處理形式，一般空調末端採用如下幾種配置。
（1）新風預處理機組（配深度除溼段）（圖 4）
圖 4
該類型新風機組設一組盤管，主要作為夏季冷卻新風之用，連接冷源到機組採用一供一回兩根水管，空調水系統為兩管制系統。
（2）淨化空調循環機組（兩管制）（圖 5）
圖 5
該類型空調循環機組設一組盤管，夏季是冷卻盤管，冬季是供熱盤管，只能單製冷或單供熱，空調水系統為兩管制系統。空氣的再熱過程通過設置於表冷段後的電加熱裝置實現。
（3）淨化空調循環機組（四管制）（圖 6）
圖 6
該類型空調循環機組各設一組冷、熱處理盤管，並分別採用一組供回水管與冷源、熱源連接。空調 水系統為四管制系統，該系統可以實現單製冷或單供熱及同時製冷和供熱。由於四管制系統冷、熱水管道是分開的，夏季時可以由表冷段冷卻空氣後直接經過加熱段對空氣進行再熱處理，無需配置電加熱裝置，並且採用熱水再熱對室內負荷變化的適應性強，調節靈活，可滿足不同的溫溼度要求，可以對不同冷熱負荷的空調系統進行精確控制。
經過對上述空調末端的配置的分，淨化空調機組再熱熱源有電再熱以及熱水再熱兩種方式。
《醫院潔淨手術部建築技術規範》 GB 50333–2013 第 8.3.1 條第 5 款對再熱方式做出如下規定「當空氣處理過程需要再熱時，不宜全部採用電加熱裝置，可利用餘熱、廢熱作為送風再熱源」。
《公共建築節能設計標準》 GB 50189-2015 第 4.2.2 條對採用電作為加熱裝置作出了明確的限制。
依據上述規範的條文的規定，淨化空調機組應優先選用熱水再熱作為再熱方式，故淨化空調水系統應優先選用四管制系統。當採用四管制系統時，夏季時需要同時為空調機組提供冷、熱水作為冷卻、再熱之用，常規的再熱熱源有熱水鍋爐、熱泵機組。
淨化空調冷熱源
《公共建築節能設計標準》 GB 50189–2015 第4.2.15 條第 4 款對空氣源熱泵機組的選擇做出如下規定「對於同時供冷、供暖的建築，宜選用熱回收式熱泵機組」。
依據上述條文的規定，醫療建築淨化空調系統建議使用可以利用冷凝熱回收技術同時提供冷、熱水的四管制多功能冷熱水機組作為其冷、熱源。
四管制多功能冷熱水機組的工作原理是能量的回收和有效利用，它有壓縮機、冷凝器、蒸發器、可變換熱器等組成。採用兩個獨立迴路的四管制水系統系統的工作原理如圖所示。這樣的設備可代替鍋爐 + 冷水機組模式，實現多功能冷熱源一體機，同時解決淨化空調冷凍去溼、再加熱的要求，達到恆溫恆溼控制的目的。在機組冷熱聯供運行時、它的製冷能效比可以達到 4.0，同時熱能效比達 5.0，冷熱聯供能效比達 9.0，能大幅度節省用戶後期的運行費用。
四管制系統相對於兩管制系統，初投資主要集中在管路系統的增加上，根據大量工程案例分析，同區域冷水管徑一般比熱水管徑約大一檔，採用四管制後工程總投資所增加的比例約 12% 左右。
圖 7
（1）工程概況
此項目為西安市某醫院淨化工程，淨化區域包括潔淨手術部、 ICU、中心供應室、靜脈配液中心、NICU、產科手術室等區域。
（2）冷熱源及系統簡介
該工程所需夏季製冷 量為 5125KW，潔淨手術部所需製冷量為 2203kw，夏季再熱量為 1016kW。院方可提供的夏季製冷量約3100kW 且無制冷機房供淨化空調冷源設備使用。因此該項目採用四管制多功能冷熱水機組作為獨立冷源，並通過冷凝熱回收系統產生 45/40℃ 的熱水為所有淨化區域提供再熱用熱水。淨化空調水管路為同程式四管制的閉式機械循環系統。
（3）工程經濟分析
下表就該工程再熱系統進行經濟分析
再熱系統分析表
備註：上表中電價、天然氣價格均按照西安市
物價局發布的價格進行計算，並考慮氣候變化因素和淨化空調設備的同時使用係數。經過上表可以看出，採用四管制多功能冷熱水機組可以收到很好的節能效果。
醫療建築淨化空調系統相較於普通舒適性空調在建築能耗中佔據更大的比重。所以在醫院淨化空調設計過程中，應根據醫院所在地區的能源供應具體情況，經過詳細的工程技術經濟分析，確定合理的空調系統形式。
作者：西安四騰環境科技有限公司 汪延璐
來源：HVAC空調解決方案