浅谈医院动物实验室净化空调系统的运行节能

动物实验室净化空调的运行特点是全年365天不间断运行，且一般采用全新风系统，全新风系统采用一种非常浪费能源的通风形式，但这种通风形式的节能潜力也比较大。夏季和冬季是动物实验室净化空调系统运行的两个高能耗季节，因此探讨动物实验室在夏、冬两季节如何节能对有效地控制能耗非常重要。本文将从管理角度分析如何在两个高能耗季节进行适当维护调整，从而为国家为医院节约宝贵能源。

一、动物实验净化空调系统

动物实验室净化空调系统的主要作用是排除动物饲养区异味（氨气为主），达到动物实验设施的环境指标（见表1），以保证动物实验的正常进行。

动物实验室净化空调系统一般选用全新风系统，其夏季和冬季为高能耗季节。以北京某动物实验室为例，从两个高能耗季节入手分析其节能的可行性和具体节能措施。

二、净化空调系统夏季运行特点及能耗分析

夏季室外气温特点：温度高、湿度大。夏季能耗主要来自冷水机组运行能耗和电加热器运行能耗。

动物实验室净化空调系统在夏季主要做的一项工作就是除湿，即将空气中气态水变为液态水排出，而气态水变液态水要放出大量热这样就要消耗大量冷冻水。在除湿过程中，其新风温度会下降的比较低，这就需要电加热给新风温度补偿以满足室内需要，这是耗能的一个关键过程。

夏季动物实验室净化空调能耗主要有两方面：1.冷水机组能耗；2.电加热能耗。这时选鼠在屏蔽环境温、湿度能耗分析如下：

通过分析，北京近30年7-8月夏季平均温度为29OC，湿度为76%。图1中室外状态点设为O点；这时假设动物实验室送风量为M，室内温湿度下限为1状态点，R1（20 OC；40%），上限为2状态点，R2（25 OC；70%），

由焓湿图1可知1，2状态所需的制冷量分别为：

Q1=M（hO-hD1）

Q2= M（hO -hD2）

很显然Q1> Q2。1，2状态所需的电加热量分别为：

Q加1=M（hS1-hD1）

Q加2=M（hS2-hD2）

这时Q加1 > Q加2。

上式中S1：1状态送风状态点；S2：2状态送风状态点；D1：1状态机器露点；D2：2状态机器露点；Δt1：1状态机器露点也送风状态点温差；Δt2：2状态机器露点与送风状态点温差。

夏季2状态无论制冷设备所需制冷量还是电加热量都小于1状态，因此在夏季的动物实验室净化空调管理中最好把温、湿度设定值靠近动物实验室要求的上限，这样能节约相当大能源。再有从图中可以看出，2状态所需的电加热量已经很小（Δt2=0.5 OC），假设送风温差再大一点（目前图中取送风温差为5 OC），那样就不再有电加热的投入，直接露点送风会更加节能。所以从动物实验室管理角度分析，可以将净化空调机组室内设定温、湿度调高至接近温、湿度规定上限，这样既节约了冷冻水又减少了电加热的投入。

三、净化空调系统冬季运行特点及能耗分析

冬季动物实验室净化空调能耗主要有三方面：1.保护盘管的电预热能耗；2.盘管所承担室内热负荷；3.加湿能耗。

3.1、盘管的电预热能耗

在冬季为了保护盘管不被冻坏，电预热的投入能耗是比较大，如何减少电预热是节能重点。

假设冬季室外温度-12 OC，为了满足室内温度要求，盘管上控制热水流量的电动执行器开启，当室内温度达到设定温度值时，电动执行器关闭，这时盘管内为不流动水，在-12 OC的新风通过中，盘管内水会结冰，盘管被冻坏，其中主要原因为电动执行器的关闭。其实人为管理可以解决这个问题。

一般在冬季把电动执行器上旁通打开30%左右，在最冷月打开50%，这样既可以省掉电预热又可以防止盘管冻坏。当然也可以通过自动化控制完成电动执行器的调整，可以根据室外温度调整电动执行器的固定开启度来防止盘管被冻坏。

3.2、室内温度能耗

可以通过调节室内温度，使其温度靠近规定下限来减少盘管所承担室内热负荷方法节约热水使用量。

3.3、加湿能耗

冬季相对湿度一般设为室内标准下限，这样就需要较少的蒸汽量，节约制造蒸汽的能源。在有蒸汽源的条件下，最好使用其干蒸汽进行加湿。因为电加湿的能耗很大，管理与维护也相对繁琐。如在北京水质较硬的情况下（含钙镁离子较多），加湿桶的损耗是很快的，这样又多了加湿桶的更换费用。如果没有蒸汽源的条件下，要求管理人员依据加湿桶的结垢程度加强对加湿桶的清理，在自控系统中要设定定时排水时间。

所以在冬季，可以将净化空调机组室内设定温、湿度调高至接近温、湿度规定下限，这样既节约了热水又减少了蒸汽的用量，且可通过人为调整旁通的开启量或自动化控制电动执行器来节省冬季所需的电预热。

四、总结

总之动物实验室的运行管理节能要从温、湿度调节，旁通调节等小的环节抓起，在这其中专业的管理人才必不可缺，熟知整个净化空调系统的专业管理人员不仅能够保障系统的正常运行而其可以根据实际气候情况适当调节系统使其达到运行与节能的最优化。