中央空調(diào)系統(tǒng)舒適性改造

韓 翰

(解放軍總醫(yī)院院務(wù)部 北京)

1 項目概述

某軍隊醫(yī)院特護(hù)樓總建筑面積約16000m2，地下一層主要為設(shè)備用房，一層為門診，二層～七層為特護(hù)病房和部分辦公區(qū)。本工程夏季冷源和冬季熱源由院區(qū)集中供給，另外設(shè)置了三臺總冷量100kW的風(fēng)冷冷水機(jī)組，作為特護(hù)病房過渡季和冬季的空調(diào)冷源?？照{(diào)系統(tǒng)為新風(fēng)加風(fēng)機(jī)盤管形式，新風(fēng)承擔(dān)室外新風(fēng)冷熱負(fù)荷、室內(nèi)濕負(fù)荷和部分室內(nèi)負(fù)荷，風(fēng)機(jī)盤管承擔(dān)室內(nèi)部分熱濕負(fù)荷，特護(hù)病房內(nèi)的風(fēng)機(jī)盤管為四管制，一套空調(diào)水管接集中冷熱源，夏季供冷冬季供熱，另一套空調(diào)水管接風(fēng)冷冷水機(jī)組，冬季和過渡季供冷，其他房間風(fēng)機(jī)盤管為兩管制。病房內(nèi)設(shè)置了采暖系統(tǒng)，冬季室內(nèi)設(shè)計溫度為22℃，每組散熱器設(shè)置自力式溫控閥。本工程自投入使用以來，出現(xiàn)了病房冬季室內(nèi)溫度過高，供冷效果不好，部分辦公室噪聲較大，新風(fēng)量不足等問題。下面詳細(xì)介紹系統(tǒng)運行問題和解決方案。

2 問題一：冬季供冷

2.1 問題簡述

本工程在冬季投入使后，南向病房室內(nèi)燥熱，中午室內(nèi)最高溫度為30℃，空調(diào)系統(tǒng)不能有效降低室溫。經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，房間外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫制作較好，墻體結(jié)構(gòu)蓄熱能力強(qiáng)，且外窗為大面積落地玻璃幕墻結(jié)構(gòu)，冬季太陽照射角度大，陽光可直射室內(nèi)，太陽輻射強(qiáng)烈，經(jīng)過24小時溫度測試，最熱時測得地面輻射溫度為5℃～6℃。另外，室內(nèi)屋頂裝修造型為環(huán)繞花格燈池，內(nèi)置T5（15W）燈管（四排），會消耗1200W冷負(fù)荷，風(fēng)口為保證精裝要求設(shè)置在室內(nèi)燈池?zé)舨蹆?nèi)，氣流組織為暗裝側(cè)送側(cè)回，室內(nèi)燈開啟情況下，燈源熱度使頂部溫度升高3℃～4℃，送風(fēng)氣流經(jīng)頂部送至花池對面落下，冷氣流在送風(fēng)階段被燈源加熱，使降溫效果下降。諸多因素造成房間內(nèi)冬季白天供冷需求大于供熱需求，而空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計時，對冬季房間降溫需求考慮不足，提供降溫冷源制冷量為100kW，最多只能滿足6套房間降溫，用戶使用時冷源供小于求。同時獨立冷源的風(fēng)冷冷水機(jī)組為常溫型機(jī)組，當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時，制冷效果明顯下降，甚至停機(jī)保護(hù)。

2.2 改造方案

為了使房間溫濕度調(diào)節(jié)達(dá)到最好的穩(wěn)定狀態(tài)，根據(jù)前期對房間溫濕度測試的結(jié)果，制定了整改方案對系統(tǒng)進(jìn)行改造。

（1）房間外幕墻采取粘貼隔熱膜的方式。隔熱膜選用可見光透視率38vrt%；可見光反射率為25vrt%；太陽能阻隔率62vrt%；紫外線阻隔率99vrt%。經(jīng)過24小時測試，房間溫度最高時仍為陽光直射室內(nèi)地面時，地面輻射溫度最高為2℃，比改造前有了顯著改善。

（2）減少燈管排數(shù)，降低燈光負(fù)荷。由原有四排燈管（40只）減少為兩排（20只），冷負(fù)荷將為600W，經(jīng)過測試，屋頂輻射溫度在2℃左右。

（3）對原獨立冷源進(jìn)行擴(kuò)容改造。在原有系統(tǒng)上增加兩臺制冷量為320kW的風(fēng)冷冷水機(jī)組，每臺均為低溫型機(jī)組，環(huán)境溫度在-25℃情況下仍可正常工作，與原制冷量為100kW的冷機(jī)組合運行，根據(jù)本樓冬季空調(diào)冷負(fù)荷可在30%～100%之間調(diào)節(jié)，用量多時一臺低溫機(jī)即可滿足樓內(nèi)供冷需要，經(jīng)實測冷負(fù)荷需求約300kW。

2.3 改造效果

系統(tǒng)改造后，通過分析24小時測試房間的各項參數(shù)，空調(diào)系統(tǒng)制冷運行良好，即使冬季室外溫度15℃～20℃時，房間能在23℃～27℃范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)，太陽輻射、燈光熱量對房間內(nèi)影響得到了有效控制，基本能滿足用戶使用要求。

3 問題二：房間噪聲

3.1 問題簡述

病房樓2F的用戶普遍反映其所在房間的噪音較大，并伴有胸悶、頭痛、嗓子發(fā)麻、眼睛發(fā)癢及惡心等不適癥狀。通過對該區(qū)域的空調(diào)系統(tǒng)的具體構(gòu)成情況檢查后，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)按建筑區(qū)域劃分為2個分系統(tǒng)，記為1#、2#系統(tǒng)。各辦公室根據(jù)需要分別采用風(fēng)機(jī)盤管側(cè)送風(fēng)方式，新風(fēng)量設(shè)計參數(shù)為40m3/h.人，排風(fēng)為通過走廊經(jīng)公共衛(wèi)生間排風(fēng)機(jī)排至室外。

3.2 測試情況

經(jīng)實測得知，房間內(nèi)的噪聲主要集中在新風(fēng)口處。當(dāng)1#系統(tǒng)新風(fēng)機(jī)組風(fēng)閥開度為20%時，近70%房間的噪聲達(dá)70～80dB(A)。隨著風(fēng)閥的逐漸開大，房間的噪音也隨之增大，部分房間的工作人員甚至無法忍受，于是有些用戶采取了關(guān)閉甚至堵死新風(fēng)口的做法。

現(xiàn)場測試表明，如果將風(fēng)機(jī)出口風(fēng)閥開度從20%開至100%，則新風(fēng)量基本能達(dá)到設(shè)計要求，換句話說，基本能保證空調(diào)區(qū)域內(nèi)的空氣品質(zhì)。但為了控制室內(nèi)噪音，限制了風(fēng)閥的開度，影響了新風(fēng)機(jī)組性能的充分發(fā)揮。

3.3 原因分析

新風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)生噪音的部位通常有：風(fēng)機(jī)、送風(fēng)道、送風(fēng)口等。對新風(fēng)系統(tǒng)的實測和分析計算表明，原設(shè)計中選擇的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速合適，其送風(fēng)量和風(fēng)壓也能滿足使用要求，正常工況下運行風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的噪音也不超標(biāo)，低效運行時，其運行噪音有所加大，但不是造成整個新風(fēng)系統(tǒng)噪音偏高的主要原因。其主要原因是：

（1）新風(fēng)系統(tǒng)各支管未設(shè)調(diào)節(jié)閥，系統(tǒng)無法很好的調(diào)試?？拷照{(diào)機(jī)房的房間送風(fēng)量超過設(shè)計值，末端房間送風(fēng)量不夠。且送風(fēng)口尺寸偏小，風(fēng)口型式不合適。新風(fēng)口斷面尺寸為150mm×150mm，有效面積約0.7m2。實測靠近空調(diào)機(jī)房的房間新風(fēng)口速度為7～10m/s，超過正常值3～5m/s,新風(fēng)量為400～600m3/h，新風(fēng)口處噪聲接近70dB(A)。

（2）新風(fēng)系統(tǒng)中靠近新風(fēng)機(jī)組的支管風(fēng)速接近8m/s，大大高于一般標(biāo)準(zhǔn)中支風(fēng)管的風(fēng)速推薦值5～6.5m/s和3～4m/s，這更說明系統(tǒng)調(diào)試不均，靠近新風(fēng)機(jī)組的支管出風(fēng)過多，且管路阻力與設(shè)計值不符，導(dǎo)致新風(fēng)機(jī)組的風(fēng)機(jī)不在設(shè)計狀態(tài)。

（3）主、支風(fēng)管連接處及送風(fēng)口與支風(fēng)管連接處，現(xiàn)場制作不規(guī)范，未做流線過度及導(dǎo)流葉片，容易產(chǎn)生空氣渦流。

（4）風(fēng)管、風(fēng)口及風(fēng)機(jī)未采取有效消聲措施。

4 問題三：房間新風(fēng)量不夠，空氣品質(zhì)差

4.1 問題簡述

辦公區(qū)用戶普遍反映有胸悶、頭痛、嗓子發(fā)麻、眼睛發(fā)癢及惡心等不適癥狀。經(jīng)分析此問題與房間噪聲大實為同一原因造成，應(yīng)整體考慮，兩個問題同時解決。

4.2 測試情況

經(jīng)現(xiàn)場測試，實測新風(fēng)量低于標(biāo)準(zhǔn)值，1#系統(tǒng)的新風(fēng)總量為6027.5m3/h，換氣次數(shù)為5次/h，人均新風(fēng)量為10～20m3/h.人；2#系統(tǒng)的新風(fēng)總量為3300m3/h，換氣次數(shù)為3次/h，人均新風(fēng)量為12m3/h.人。

由于各辦公室沒有裝設(shè)良好排風(fēng)裝置，實測部分房間的二氧化碳濃度超標(biāo)，同時，室內(nèi)正壓相對較高，新風(fēng)更難送入，進(jìn)一步導(dǎo)致新風(fēng)量減少。有些大開間房間的新風(fēng)口設(shè)置在房門附近，遠(yuǎn)離辦公人員，用戶得不到充足的新風(fēng)，實測工作區(qū)的氣流速度也偏小。

4.3 原因分析

（1）聲環(huán)境與空氣質(zhì)量密切相關(guān)，為降低噪音而人為控制風(fēng)閥、減小風(fēng)閥開度，必然導(dǎo)致室內(nèi)空氣品質(zhì)降低。再加上部分辦公室窗戶較少、小，甚至無窗，其空氣品質(zhì)更將惡化。

（2）排風(fēng)系統(tǒng)不能滿足使用要求。

（3）新風(fēng)設(shè)計指標(biāo)（40m3/h.人）對某些用戶顯得偏小。

4.4 改造方案

針對上述問題，在不影響用戶正常工作的前提下，對該區(qū)域的空調(diào)系統(tǒng)做了如下的簡單改造：

（1）1#系統(tǒng)

a）用條縫型風(fēng)口代替原格柵型風(fēng)口，并將風(fēng)口尺寸擴(kuò)大至1200mm×120mm.根據(jù)各個房間的具體情況，在每個送風(fēng)口上方安裝尺寸不等的消聲靜壓箱，以降低風(fēng)速，減少送風(fēng)口噪音。為了調(diào)節(jié)系統(tǒng)風(fēng)量，在每個房間的送風(fēng)支管管口處加裝風(fēng)閥，并在風(fēng)閥下方裝設(shè)檢查口。原主干風(fēng)管均未裝風(fēng)閥，改造時由于空間不夠，無法裝新閥，故以調(diào)節(jié)支管風(fēng)量的方法代替整體系統(tǒng)調(diào)節(jié)。

b）更換高效空氣過濾器，提高新風(fēng)空氣品質(zhì)。

c）由于受空間限制，無法在每間辦公室增加機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)，故在部分房門的下方安裝排風(fēng)口。

（2）2#系統(tǒng)

降低噪音、增加系統(tǒng)新風(fēng)量的措施以及加裝排風(fēng)裝置的方法相同于1#系統(tǒng)。不同的是2#系統(tǒng)新風(fēng)機(jī)組被吊裝在天花內(nèi)，過濾器在機(jī)組內(nèi)，機(jī)組下方有一條風(fēng)管，不便于維護(hù)人員檢查、保養(yǎng)，自運行以來從未清洗過，以至過濾器堵塞影響了風(fēng)量，改造時，拆除了原過濾器，對進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了改造，加裝一個高效新風(fēng)過濾箱以便清洗和檢修。

4.5 改造效果

改造后，對系統(tǒng)進(jìn)行了一些調(diào)節(jié)，經(jīng)過對空調(diào)區(qū)域的逐一測試，發(fā)現(xiàn)其空氣品質(zhì)及噪音較改造前都有明顯的改善。由于新風(fēng)量達(dá)到了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，室內(nèi)新風(fēng)量和排風(fēng)量基本達(dá)到了平衡，降低了室內(nèi)二氧化碳濃度（部分房間的二氧化碳濃度測試值在0.05%～0.09%之間），大大提高了室內(nèi)空氣品質(zhì)。

5 結(jié)語

通過對本工程空調(diào)系統(tǒng)的改造，在使用區(qū)域內(nèi)獲得了良好的聲環(huán)境和空氣環(huán)境。另外，改造后維護(hù)人員也便于對系統(tǒng)進(jìn)行檢修保養(yǎng)和運行調(diào)節(jié)，有利于保持系統(tǒng)高效穩(wěn)定的運行。