魯晶 彭承琳 牟幫易

1 貴陽醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 （貴陽 550004）

2 重慶大學(xué)生物工程學(xué)院 （重慶 400030）

3 貴陽醫(yī)學(xué)院 （貴陽 550004）

1.風(fēng)冷熱泵和風(fēng)冷熱泵機(jī)組

風(fēng)冷熱泵，是空調(diào)行業(yè)內(nèi)區(qū)別于風(fēng)冷冷水機(jī)組的一種空調(diào)機(jī)組。風(fēng)冷熱泵的基本原理是基于壓縮式制冷循環(huán)，利用冷媒做為載體，通過風(fēng)機(jī)的強(qiáng)制換熱，從大氣中吸取熱量或者排放熱量，以達(dá)到制冷或者制熱的需求。

該系統(tǒng)主要由風(fēng)冷熱泵主機(jī)和風(fēng)機(jī)盤管末端兩大部分組成。風(fēng)冷熱泵機(jī)組與風(fēng)機(jī)盤管共同使用，前者提供冷水或熱水，后者將冷水或熱水，通過熱交換，吸出冷風(fēng)或熱風(fēng)。

風(fēng)冷熱泵機(jī)組是由壓縮機(jī)、換熱器、節(jié)流器、吸熱器、壓縮機(jī)等裝置構(gòu)成的一個循環(huán)系統(tǒng)。風(fēng)冷熱泵機(jī)組是空調(diào)系統(tǒng)中的主機(jī)，由于采用風(fēng)冷冷凝器不需要冷卻塔，而蒸發(fā)器是水冷的，夏天制冷時提供冷水，冬季制熱時提供熱水，冷媒在壓縮機(jī)的作用下在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動。它在壓縮機(jī)內(nèi)完成氣態(tài)的升壓升溫過程（溫度高達(dá)100℃），它進(jìn)入換熱器后釋放出高溫?zé)崃考訜崴?，同時自己被冷卻并轉(zhuǎn)化為流液態(tài)，當(dāng)它運(yùn)行到吸熱器后，液態(tài)迅速吸熱蒸發(fā)再次轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，同時溫度下降至零下20℃～30℃，這時吸熱器周邊的空氣就會源源不斷地將低溫?zé)崃總鬟f給冷媒。冷媒不斷地循環(huán)就實(shí)現(xiàn)了空氣中的低溫?zé)崃哭D(zhuǎn)變?yōu)楦邷責(zé)崃坎⒓訜崂渌^程。風(fēng)機(jī)盤管是空調(diào)系統(tǒng)的末端裝置，風(fēng)機(jī)將室內(nèi)空氣或室外混合空氣通過表冷器進(jìn)行冷卻或加熱后送入室內(nèi)，使室內(nèi)氣溫降低或升高，采用熱泵可以把熱量從低溫抽吸到高溫。

2.水冷熱泵和水冷熱泵機(jī)組

水冷熱泵是一種利用地下淺層地?zé)崴矗ㄒ话阍?000 米以內(nèi)，包括地下水、地表水、污水等，吸收了太陽進(jìn)入地球的相當(dāng)?shù)妮椛淠芰?，并且水源的溫度一般都十分穩(wěn)定）實(shí)現(xiàn)供熱或制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)，通過輸入少量的高品位能源（如電能），實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移。水體分別作為冬季熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源，即在夏季將建筑物中的熱量“取”出來，釋放到水體中去，由于水源溫度低，所以可以高效地帶走熱量，以達(dá)到夏季給建筑物室內(nèi)制冷的目的；而冬季，則是通過水源熱泵機(jī)組，從水源中“提取”熱能，送到建筑物中采暖。

水冷熱泵機(jī)組的組成：水冷熱泵機(jī)組由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器、制冷劑、載冷劑、制冷管路、電氣控制元件等主要部件組成。

水冷熱泵機(jī)組的主要工作原理：各部件之間用管道依次連接，形成一個封閉系統(tǒng)，制冷劑在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動，不斷地發(fā)生狀態(tài)變化，并與外界進(jìn)行能量交換。壓縮機(jī)吸入蒸發(fā)器內(nèi)產(chǎn)生的低溫低壓制冷劑蒸氣，保持蒸發(fā)器內(nèi)的低壓狀態(tài)，創(chuàng)造了蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑液體不斷地在低溫下吸收載冷劑熱量而沸騰的條件；吸入的蒸氣經(jīng)過壓縮，其溫度、壓力升高，創(chuàng)造了制冷劑被液化的條件；高溫高壓蒸氣排入冷凝器后，在壓力保持不變的情況下，被冷卻介質(zhì)（水）冷卻，放出熱量，溫度降低，并進(jìn)一步凝結(jié)成液體，從冷凝器排出；高壓制冷劑液體經(jīng)過節(jié)流閥時，因受阻而使壓力下降，導(dǎo)致部分制冷劑液體氣化，吸收氣化潛熱，使其本身的溫度也相應(yīng)降低，成為低溫低壓下的濕蒸氣，進(jìn)入蒸發(fā)器；在蒸發(fā)器中，制冷劑液體在壓力不變的情況下，吸收載冷劑（水）的熱量（即制取冷量）而氣化，形成的低壓低溫蒸氣又被壓縮機(jī)吸走，如此周而復(fù)始地循環(huán)。

3.溴化鋰和直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組

溴化鋰屬鹽類，為白色結(jié)晶，易溶于水和醇，無毒，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會變質(zhì)。溴化鋰水溶液沸點(diǎn)很高，極難揮發(fā)，所以溴化鋰水溶液具有很強(qiáng)的吸水性。溴化鋰水溶液中有空氣存在時對鋼鐵有較強(qiáng)的腐蝕性。所以溴化鋰吸收式制冷機(jī)組內(nèi)部為近乎真空的狀態(tài)。

吸收式制冷機(jī)組主要由高壓和低壓發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、高溫和低溫?zé)峤粨Q器等換熱設(shè)備和屏蔽泵、真空泵、電控箱、抽氣系統(tǒng)、管道閥等部件組成，依靠吸收器－發(fā)生器組的作用完成制冷循環(huán)，整體由微電腦為主的控制中心來控制和監(jiān)視。它用二元溶液作為介質(zhì)，其中低沸點(diǎn)組分用作制冷劑,即利用它的蒸發(fā)來制冷；高沸點(diǎn)組分用作吸收劑，即利用它對制冷劑蒸氣的吸收作用來完成工作循環(huán)。常用的吸收式制冷機(jī)有氨水吸收式制冷機(jī)（一般用于小型空調(diào)）和溴化鋰吸收式制冷機(jī)（一般用于大型空調(diào)）兩種。溴化鋰吸收式制冷，用水作為制冷劑，溴化鋰作為吸收劑，利用水在高真空下蒸發(fā)吸熱達(dá)到制冷的目的。它的循環(huán)要利用外來熱源實(shí)現(xiàn)制冷，常用熱源為蒸汽、熱水、燃?xì)狻⑷加偷?。目前，溴冷機(jī)行業(yè)主要生產(chǎn)蒸汽型和直燃型兩大類產(chǎn)品。

直燃型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組以燃?xì)馊紵鳛闊嵩矗瑢寤囅∪芤哼M(jìn)行加熱使其沸騰，分離出冷劑蒸汽和溴化鋰濃溶液，冷劑蒸汽經(jīng)冷凝器冷卻變成冷劑水，而溴化鋰濃溶液回到吸收器，吸收來自蒸發(fā)器中的冷劑蒸發(fā)又變成稀溶液，由此不斷循環(huán)往復(fù)制冷。溴化鋰直燃機(jī)的制熱循環(huán)采用分隔式制熱，其制熱過程即采暖所需的熱水仍由蒸發(fā)器中產(chǎn)生，供熱水時機(jī)組上的蒸發(fā)泵和系統(tǒng)中的冷卻水泵停止運(yùn)行。稀溶液通過低溫、高溫?zé)峤粨Q器后進(jìn)入高壓發(fā)生器，被燃料燃燒加熱，產(chǎn)生冷劑蒸汽，該冷劑蒸汽直接進(jìn)入蒸發(fā)器，加熱在銅管內(nèi)流動的熱水自身被冷卻凝結(jié)成冷劑水回到吸收器，而高壓發(fā)生器被濃縮的濃溶液同樣直接回到吸收器并與冷劑水混合，又重新回到稀溶液狀態(tài)。

4.幾種空調(diào)系統(tǒng)的綜合應(yīng)用分析

由上可以看出：溴化鋰吸收式空調(diào)，系統(tǒng)復(fù)雜，維護(hù)保養(yǎng)要求高，但制熱和制冷幾乎不受環(huán)境影響，在節(jié)能環(huán)保方面也有突出的效果。但其應(yīng)用受一些條件的限制，在考慮經(jīng)濟(jì)型的前提下較難進(jìn)行普及。

風(fēng)冷熱泵空調(diào)系統(tǒng)條件成熟，由于其節(jié)能環(huán)保方面比傳統(tǒng)空調(diào)有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢，目前普及性較高，但其應(yīng)用受環(huán)境影響較大。

水冷熱泵空調(diào)系統(tǒng)是國家極力推薦使用的節(jié)能環(huán)保型空調(diào)系統(tǒng)，主要在水源條件好的地方應(yīng)用廣泛，其投資較高，但運(yùn)行費(fèi)用最低，且?guī)缀醪皇墉h(huán)境的影響。

表1.

比較項(xiàng)目 風(fēng)冷熱泵空調(diào) 水冷熱泵空調(diào) 溴化鋰吸收式空調(diào)安裝 戶外安裝，通常安裝在屋頂，由于省去部分組件，安裝在幾種空調(diào)中較為簡便優(yōu)選戶外安裝，室內(nèi)機(jī)低位安裝，整體安裝較復(fù)雜，且需專門管理場所占地面積 屬中小型機(jī)組，占地面積不算太大，適合于大中城市200-10000平方米的高層建筑優(yōu)選室內(nèi)地下安裝，安裝工作量比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)少，安裝工期短，更改安裝也容易機(jī)組體積大，重量重，布置麻煩，占地面積較大，需配置冷卻能力較大的冷卻塔設(shè)備投資 由于省去了部分組件，相比之下初投資更小占地面積大，需專用機(jī)房，適合1萬到5萬平米的綜合性場所不同地區(qū)不同需求的條件下，水源熱泵的投資經(jīng)濟(jì)性會有所不同，總投資額僅為傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的60%總投資低，但就制冷功能來說，溴化鋰價格較貴，機(jī)組充灌量大，初投資高運(yùn)行耗費(fèi) 全年費(fèi)用最低，是燃?xì)鉄崴鞯?/3左右、電熱水器的1/4左右運(yùn)行費(fèi)用為普通中央空調(diào)的40～60%，經(jīng)濟(jì)型也要好于燃?xì)饪照{(diào)較高，維護(hù)耗費(fèi)大，溴化鋰損耗大、對碳鋼的腐蝕性強(qiáng)，但比一般電空調(diào)要節(jié)省費(fèi)用10%-30%以上可靠性 性能穩(wěn)定，適用范圍廣，不受環(huán)境和天氣的影響由于水體溫度較恒定，使得機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定機(jī)組要求真空和密封性好，其可靠性需嚴(yán)格控制壽命 15年以上 15年以上 10年左右安全性 沒有漏電、漏氣等安全隱患 技術(shù)含量高，安全性好 負(fù)壓運(yùn)行，比較安全自動化程度 全電腦自動控制，可無人值守 需專人管理，但主機(jī)為全電腦控制，要實(shí)現(xiàn)無人值守，需增加控制系統(tǒng) 空調(diào)系統(tǒng)復(fù)雜，需專人管理適用地區(qū) 無冷卻水系統(tǒng)動力消耗，無冷卻水損耗，更適用于缺水和季節(jié)變化明顯的北方地區(qū) 適于地下水充足的南方地區(qū) 適于天然氣充足并且水源質(zhì)量好的地區(qū)和供電比較緊缺的地區(qū)維護(hù)保養(yǎng)維修時只需停故障機(jī)組，不影響其他機(jī)組使用，維護(hù)時較復(fù)雜還應(yīng)注意水質(zhì)，防止結(jié)垢氧化管材由于風(fēng)冷熱泵機(jī)組是模塊組合，故維護(hù)保養(yǎng)簡單，清洗時只需清洗主機(jī)便可管理人員需每天進(jìn)行勞動強(qiáng)度抽真空和清洗內(nèi)部管路以及更換有關(guān)材料明顯的缺點(diǎn)1.室外環(huán)境溫度較低時制熱需增加輔助電加熱。2.由于循環(huán)泵耗電功率恒定，空調(diào)使用負(fù)荷較低時能源浪費(fèi)較大。1.受可利用的水源條件限制。2.受水層的地理結(jié)構(gòu)的限制，1.主機(jī)散熱量大，需要配置較大的冷卻水泵和冷卻塔。2.運(yùn)行要求較高，檢修較困難

5.新型空調(diào)在醫(yī)院的應(yīng)用前景

隨著醫(yī)院建筑現(xiàn)代化程度的提高，醫(yī)院潔凈室正在從潔凈手術(shù)室向潔凈手術(shù)部方向發(fā)展。由國家建設(shè)部頒發(fā)的《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》GB50333-2002明確規(guī)定了我國潔凈手術(shù)部用房的潔凈度、溫濕度、送風(fēng)量和新風(fēng)量等主要技術(shù)指標(biāo)，這對我們進(jìn)行醫(yī)院手術(shù)部凈化空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計提出了嚴(yán)格的要求。建設(shè)部頒發(fā)的《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005已經(jīng)從2005年7月1日開始實(shí)施，對全國新建、擴(kuò)建和改建的公共建筑提出了節(jié)能要求，目的是提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源利用效率，實(shí)現(xiàn)國家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。因此，針對醫(yī)院手術(shù)部空調(diào)凈化系統(tǒng)能耗特別高的特點(diǎn)，醫(yī)院節(jié)能的主要任務(wù)就是降低其空調(diào)系統(tǒng)能耗，設(shè)計既滿足醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范要求又節(jié)約能源的凈化空調(diào)系統(tǒng)具有非常重要的意義。通過采取一些有效的節(jié)能方法，不僅可以提高醫(yī)院手術(shù)部凈化空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平，而且可以達(dá)到提高能源的綜合利用率、降低設(shè)備成本和運(yùn)行費(fèi)用、節(jié)約能耗的效果，可見，醫(yī)院在環(huán)保節(jié)能方面有著更大發(fā)展的需求。

在對目前所應(yīng)用的幾種空調(diào)進(jìn)行比較之后，我們會更傾向于在目前醫(yī)院的現(xiàn)代化建設(shè)上應(yīng)用節(jié)能空調(diào)技術(shù)，只要能有效地利用工業(yè)余熱、發(fā)電機(jī)廢熱、燃?xì)獾饶茉?，則可達(dá)到醫(yī)院節(jié)能降耗的目的，走可持續(xù)發(fā)展的道路。

[1]馬最良,楊自強(qiáng),馬光昱.我國熱泵空調(diào)發(fā)展的回顧與展望[A].全國暖通空調(diào)制冷2000年學(xué)術(shù)年會論文集[C], 2000.

[2]《醫(yī)院空調(diào)設(shè)計手冊》科學(xué)出版社; 第1版; 美國供熱 (美國)制冷與空調(diào)工程師學(xué)會

[3]《中央空調(diào)》何耀東 何青主編，冶金工業(yè)出版社，1998年

[4]顏全生;中央空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)的設(shè)計及實(shí)現(xiàn)[J];電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報;2003年01期

[5]陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計手冊[M].2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008

[6]《通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50243-2002）

[7]金新.醫(yī)院中央空調(diào)節(jié)能降耗大有潛力[J].中國醫(yī)院建筑與裝備，2005,4:40-42.

[8]魯彥召.淺析低碳經(jīng)濟(jì)時代中央空調(diào)的節(jié)能措施[C].2011城市發(fā)展與規(guī)劃大會論文集, 2011

[9]徐桓,唐強(qiáng)根.在潔凈手術(shù)部設(shè)計中選擇適用的空調(diào)機(jī)組[A].第五屆海峽兩岸制冷空調(diào)技術(shù)交流會論文專輯[C], 2001.

[10]SHEN Jin-ming Tongji University,Shanghai 200092,China.醫(yī)用空氣處理機(jī)組與空調(diào)系統(tǒng)[A].第十二屆全國冷（熱）水機(jī)組與熱泵技術(shù)研討會論文集[C], 2005.

[11]沈晉明 醫(yī)院節(jié)能與冷熱源新技術(shù) 2007中國（杭州） 醫(yī)院建筑設(shè)計年會

[12]涂光備．醫(yī)院建筑空調(diào)凈化與設(shè)備[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005．266-267.

[13]劉東.水源熱泵的經(jīng)濟(jì)性分析及應(yīng)用[D].天津大學(xué), 2004.

[14]李從玖.風(fēng)冷熱泵平衡點(diǎn)選擇與熱經(jīng)濟(jì)學(xué)優(yōu)化[D].華中科技大學(xué), 2005.

[15]林康立.風(fēng)冷熱泵和水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用[J].制冷, 1998,(01)

[16]孔麗清.國內(nèi)醫(yī)院空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能管理的具體措施[J].吉林建筑百科．2005，9

[17]趙蘭，章學(xué)來，葛軼群，劉劍寧.熱回收技術(shù)用于風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)的研究與應(yīng)用.制冷技術(shù)，2007.2.

[18]汪磊磊,由世俊,孫賀江,張歡.三效溴化鋰吸收式制冷循環(huán)模擬與分析[A].全國暖通空調(diào)制冷2008年學(xué)術(shù)文集[C], 2008.

[19]邱中舉.溴化鋰吸收式熱泵系統(tǒng)的研究[D].浙江大學(xué), 2011.

[20]汪磊磊.高效溴化鋰吸收式制冷循環(huán)及吸收器熱質(zhì)傳遞研究[D].天津大學(xué), 2010.

[21]王磊;徐士鳴;先進(jìn)蓄能空調(diào)／供熱系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換過程分析(2)——溴化鋰水溶液系統(tǒng)[A];制冷空調(diào)新技術(shù)進(jìn)展——第四屆全國制冷空調(diào)新技術(shù)研討會論文集[C];2006年

[22]楊俊華;徐玉黨;空調(diào)冷熱源節(jié)能技術(shù)的現(xiàn)狀與進(jìn)展[J];武漢科技學(xué)院學(xué)報;2006年05期

[23]郭明,張志剛.溴化鋰吸收式制冷機(jī)組的特點(diǎn)及應(yīng)用分析[J].大連大學(xué)學(xué)報, 2004,(04).

[24]上海世博建筑節(jié)能和新技術(shù)之上海世博會中應(yīng)用的中央空調(diào)設(shè)備.《制冷技術(shù)》2010年第S1期.

[25]韓學(xué)廷 比較溴化鋰制冷與壓縮機(jī)制冷的能耗指標(biāo)分析建筑熱能通風(fēng)空調(diào)，2001，（3），20

[26]韓子清.中國醫(yī)院智能化建設(shè)概論[M].中國醫(yī)科大學(xué)出版社．2008

[27]蘇一波，向華宇.淺談現(xiàn)代醫(yī)院中空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用[J].湖北醫(yī)科大學(xué)學(xué)報．2004，11

[28]黃家東，朱強(qiáng).如何加強(qiáng)建筑物空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制與管理[J].科技與發(fā)展．2004，5

[29]劉佳林，王倩.淺談國內(nèi)醫(yī)院節(jié)能化建設(shè)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].建筑經(jīng)濟(jì)．2008.