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《同济大学》 2007年
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海上医院污染控制与空气品质对策

聂一新  
【摘要】: 随着绿色建材的发展与普及,室内主要微污染将从建材的VOC污染转向生物性污染。室内生物性污染和空调系统二次污染问题正受到空前关注。生物性污染成为改善室内空气品质的下一个目标。将空调系统和空调房间的相对湿度控制在最不利微生物生长的范围内,是控制生物性污染的最有效、最安全的措施。特别是海上医院关键科室的生物性污染控制更是如此。 要充分发挥空调系统改善室内空气质量的正面作用,消除其负面作用。认为只有将空调系统看成是污染源,提出“余湿是污染物”概念,才能发展“以保障室内空气质量为目标”新型空调。本文借鉴生物净化的理念,提出取消一次回风,代之以二次回风或室内自循环,这种系统模式不影响通风效率,同时可以降低二次污染风险。在此基础上,在系统层面上发展“湿度优先控制”,让新风消除全部余湿污染物,再靠室内的自循环设备承担剩余的室内显热负荷。基于这种系统模式,设计并建造了一套空调系统实体模型,进行理论分析与实验研究,认为“湿度优先控制”方法特别适用海上医院关键科室。 本文针对“湿度优先控制”的关键部件表冷器,建立了表冷器在肋片表面发生膜状冷凝时的稳态模型。用于预测表冷器迎风面风速分布不均时的带水特性;也可用于研究表冷器和空调系统的非线性湿度控制特性。通过该模型,发现新风处理到室内焓值点的方式对室内湿负荷波动的适应性较好;而新风处理到承担全部湿负荷的方式对室内湿负荷的波动适应性差。 基于“消除余湿污染”的全过程控制理念,对表冷器和房间的热湿过程建立了阶跃动态模型。房间模型的建立考虑了墙壁和地面材料的吸放湿特性。使用分离变量法对模型进行求解,用泰勒近似和引进时间延迟的方法对模型做出线性近似,求拉氏变换后得到出口参数的传递函数矩阵。在Matlab/Simulink(平台上,将这些阶跃动态模型连接起来组成整个空调系统、包括空调房间在内的模型,对系统的调节方式、控制信号和控制逻辑等实时特性进行研究。指出系统层面的“湿度优先控制”可实现热湿处理过程的解耦,简化控制系统,提高系统的稳定性。更符合海上医院关键科室对空调系统的要求。 提出了空调系统污染控制措施设计的校核性思路。认为应依据系统可靠性的要求提出污染控制措施适度的冗余度,并具有可调节性。在资源紧张时,可在满足指标要求的前提下,对并联系统的可靠性进行分配和调整。
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