摘要：房间内的空气质量对人们的身体健康有着重要影响，在我国节能减排的严峻形势下,溶液调湿空调系统以其可利用低品位热能、节能环保且改善室内空气品质等优点被广泛地应用。
关键词：溶液调湿；空调系统；节能环保
本项目门急诊大楼是一个医疗场所，必须满足医疗功能的卫生要求；又是多种病原体携带者与易感人群高度集合的一个特殊场所，必须满足控制院内感染与交叉感染的安全要求，还需满足不同疾病患者的舒适性要求。因此医院通风必须实现合适的温度、湿度、洁净度和无菌度，以提供所需卫生、安全、舒适的空气环境。其中如何控制医院不同医疗场所合适的温湿度与微生物浓度是有别于普通空调的最大差异。这对控制院内感染、保证医疗顺利实施有特殊意义。
1溶液调湿空调的应用
医院微生物控制是关键，空调系统的凝结水处理不当引起的水患，是微生物滋生和传播的最大隐患。不适合的空调引起室内高湿度是导致微生物污染的主要因素，因此可将微生物控制归结为湿度控制。
经调研医院门诊大楼空调实际运行中会在挂号、候诊等人员密集区域出现憋气和感觉空调温度降不下来的问题，而经测试温度符合设计温度，新风系统运行正常，分析原因主要是湿度失控，湿度过高造成。原因包括人员密集湿负荷过大；春秋季室外环境温度已经降低，冷站负荷减小相应冷冻水温度升高造成空调设备除湿能力下降，空调房间温度达标而湿度过高，空调舒适度下降同时微生物浓度失控。
溶液调湿空调在本项目设计中应用范围为门诊一次候诊区、输液区和员工餐厅的新风处理，此部位均为项目中人员密集、湿负荷大和负荷波动大难以精确控制的空间。主要针对这些部位优点如下：
1.1舒适：温度和湿度独立调节，实现精确控制，提高了空气的舒适性和工艺性要求。
本项目为大型综合性医院门急诊综合楼，门诊量非常大，日均达到了2万人次，人流量更高达5万人次。采用常规的空调在高峰期的时候难以满足新风和室内除湿的双重需求，新风供应多会导致门诊区温度偏高，同时湿度也会升高，降低新风供应则区域会“闷”，严重影响医院的舒适要求。针对门诊分诊等候等区域人流密集的状况，采用了溶液调湿空调，该空调采用的是盐溶液（CaCl2）吸湿的原理，并内置制冷压缩机，可以直接将室外新风处理至干冷的状态送入室内，随时可以保持新风的充足供应，而且该新风送进室内还能完成除湿的效果，能消除人多带来的湿度过高的影响，随时保持室内温湿度在合理状态。
1.2杀菌：通过溶液表面可除去空气中的细菌、霉菌等有害物质，提高空气品质。
溶液调湿空调利用溶液吸收水蒸气的方法除湿，消除了除湿过程中的凝水和潮湿表面，从根本上消除了冷凝表面的影响。同时，盐溶液还有很强的杀菌作用，能够杀死绝大多数细菌和微生物。空气通过溶液时，还可以过滤空气中大多数粉尘和颗粒，相当于湿式除尘器的效果。针对目前北京室外空气环境恶劣，雾霾天多等问题，溶液调湿空调还能在一定程度上对PM10、PM2.5、0.5μm这些微粒实现良好过滤。
而常规空调系统主要依靠使空气通过表冷器对空气进行降温除湿，盘管必须处于湿工况，冷表面长期积水，成为霉菌、军团菌等繁殖的最好场所。冷冻除湿后的空气的相对湿度在95%左右，此湿度环境下最易滋生各种病菌。常规空调通过过滤装置尽管也能一定程度上滤掉微粒，但对于病菌和病毒并没有好的处理措施。
1.3防止交叉感染：本项目中溶液调湿空调均应用于人流密集的区域，如一次候诊区、输液区等空间，这些区域最容易产生交叉感染，溶液调湿空调的一些功能非常适合于这些区域。
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溶液与空气直接接触实现杀菌除尘，室外空气通过溶液段后，空气中的粉尘与颗粒被溶液吸收，消除了病菌与病毒赖以生存的依附源；精确控制室内温湿度参数，营造不利于细菌滋生与繁殖的环境；充足新风量保证有效换气，可以很大程度上防止交叉感染。
1.4节能：新风热回收无需再热，避免了冷热抵消，能源的利用率会大大增加。
溶液调湿空调集中了制冷、加热、除湿、加湿、除尘、净化、热回收、控制等多种功能于一身。采用溶液全热回收，送排风风道互相独立，无交叉，而且全热回收效率可达到60%以上。
北京市《公共建筑节能规范》DB11/687-2009第4.3.9条规定“全楼中采用房间冷热末端设备加集中新风的空调系统，其设计最小总新风量>=40000m3/h时应至少有相当于总新风量25%的排风设置集中排风系统，并进行排风热回收”此条文为规范强制执行条文。目前本项目设计溶液调湿空调（空气热泵式全热回收）处理新风量27.38万m3/h，占总新风量约27%，满足了规范要求。
溶液调湿机组可以在-20℃的环境中正常运行，在北京项目中使用不用担心防冻的问题，冬季减少了系统的使用风险。经调研在北京地区空调项目实际运行中，每年都有普通新风机组被室外引入新风冻裂；虽然设有新风机入口保温风阀的保护措施，设定室外新风达到-5℃以下时关闭风阀联动关闭新风机，但由于温控器件失灵及风阀机械故障，造成保温风阀在设定低温下未能关闭是此类事故频发的主要原因。而在医院人员密集场所空调区域失去新风是无法满足卫生及舒适基本要求的。
2溶液调湿空调的方案设计分析
空调方案设计阶段院方担心溶液调湿空调盐溶液（CaCl2）对空调系统甚至楼内医疗设备腐蚀性问题，设计人从两方面进行了分析。
2.1技术层面
2.1.1调湿盐溶液的盐分子不会主动飘逸到空气中去
以氯化钙溶液为例，由于水的沸点是100℃，而氯化钙的沸点高于1600℃，两者相差1500℃以上，这就意味着当氯化钙溶液置于空气之中（25℃左右）的时候，只有水分子会离开或者进入溶液，而氯化钙分子是非常稳定的，不会挥发到空气中。
2.1.2空气与溶液的热质交换过程不会带入盐的分子
氯化钙溶液的黏度较大，溶液与空气进行热质交换的模块是一种特殊的材料，这种材料的浸润性能非常好，能够使溶液在填料上面以液膜的形式流动，而不是液滴形状的流动。其次，由于溶液的黏度较大，以液膜状流动的时候，溶液的表面张力较大。此时，如果溶液中的分子要跑到液膜外面，除非流过液膜表面的新风速度足够大，使得氯化钙分子获得足够大的动能、可以克服氯化钙分子的“逸出功”才有可能。理论分析与实验测试表明，能够使得氯化钙分子逸出的新风截面风速大于5m/s，而目前市场上的溶液调湿机组厂家，其产品的新风截面风速均不超过2.5m/s，远远低于上述临界值。因此，目前国内的溶液调湿技术是从机理上解决了溴化锂分子飘逸到空气之中的问题。
2.2应用层面
据了解，这种设备从2003年开始已经在项目中使用，现在在实际应用上已经比较成熟。北京天津近几年也有一些项目应用了这种设备，如304医院烧创伤大楼、天津中新生态城动漫产业园、天津西站候车大厅等，实际运行效果良好，都没出现过腐蚀风管或者设备损坏的问题。而且空气通过溶液过滤后，粉尘颗粒反而大大减少，风管和风口的清洁度较传统空调要高。从项目实际应用的角度来看，这种设备也是非常安全的。
目前该项目已竣工投入使用三年，院方反映系统运行良好，由此设计认为此空调形式选择是适宜的。尤其符合医疗建筑的卫生要求，满足控制院内感染与交叉感染的安全要求，还满足了不同疾病患者的舒适性要求。
3结束语
随着新的医疗技术对医院建设标准要求的提高，同时为了更好的满足病人对于就医环境需求，在进行医院改造过程中，溶液调湿空调的设计应用既满足医院环境舒适性的提升需求，同时也考虑了如何实现节能运行。与传统空调系统形式相比，温湿度独立控制空调系统通过对温度和湿度分别调节，较大程度地降空调系统运行能耗，提高了室内空气品质，因此被越来越多地应用到医院项目空调系统中。
论文作者:邵海
论文发表刊物:《防护工程》2017年第32期
论文发表时间:2018/3/22
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