Study of Air Conditions and Energy Impact in Air Conditioning Systems from Ventilation in COVID-19 Patient Wardsการศึกษาสภาวะอากาศและผลกระทบด้านพลังงานในระบบปรับอากาศจากการระบายอากาศในหอผู้ป่วยติดเชื้อโควิด-19

Abstract

การระบายอากาศที่เพิ่มขึ้นจากการปรับปรุงพื้นที่ในโรงพยาบาลทั้งห้องความดันบวกหรือลบนั้นจะมีภาระความร้อนเพิ่มขึ้นจากการนำอากาศภายนอกที่มีเอนธัลปีสูงเข้ามาสู่พื้นที่ภายในอาคารส่งผลต่อความสิ้นเปลืองในการใช้พลังงานในระบบปรับอากาศ และสภาวะอากาศภายใน การศึกษานี้ทำการศึกษาสภาวะอากาศภายในหอผู้ป่วยติดเชื้อโควิด-19 ที่ได้รับการออกแบบและปรับปรุงเพื่อให้สามารถใช้งานทั้งในกรณีที่เปิดระบบเพื่อป้องกันการแพร่เชื้อของโควิด-19 ที่เติมอากาศสะอาด 6 ACH เข้าสู่พื้นที่ห้องความดันบวก และดึงอากาศออกจากห้องความดันลบ 12 ACH ติดตั้งอุปกรณ์ IoT (Internet of Things) เพื่อติดตามค่าอุณหภูมิกระเปาะแห้งและความชื้นสัมพัทธ์ของห้องต่าง ๆ ในหอผู้ป่วยที่เกิดขึ้นจากการใช้งานในสภาวะอากาศภายนอกจริง และทำการวัดค่ากำลังงานที่ใช้ในระบบปรับอากาศแบบต่อเนื่องเพื่อเปรียบเทียบระหว่างกรณีที่มีการเปิดระบบระบายอากาศเพื่อป้องกันการแพร่เชื้อแบบ 100% กับกรณีที่ปิดระบบระบายอากาศใช้งานในหอผู้ป่วยเพื่อทำการรักษาคนไข้ ในกรณีที่ไม่มีการแพร่ระบาดผลการศึกษาพบว่า ในการเปิดระบบระบายอากาศเพื่อป้องกันการแพร่เชื้อนั้นส่งผลให้การใช้พลังงานไฟฟ้าในระบบปรับอากาศเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเนื่องมาจากภาระความร้อนที่เพิ่มขึ้นจากการนำอากาศภายนอกมาใช้ในการเติมอากาศให้ห้องความดันบวก การรั่วเข้าของอากาศภายนอกเข้าสู่ห้องคนไข้ความดันลบและได้รับผลกระทบจากกิจกรรมที่จำเป็นในการดูแลรักษาคนไข้ที่ต้องใช้น้ำมาเพิ่มความชื้นในห้องคนไข้ สภาวะอากาศในห้องความดันบวกอยู่ในสภาวะที่สุขสบาย สภาวะอากาศในห้องคนไข้อยู่นอกช่วงมาตรฐานเนื่องจากหอผู้ป่วยมิได้ติดตั้งระบบควบคุมความชื้นของอากาศ 

Enhanced ventilation from modified spaces in hospitals, including both positive and negative pressure rooms, leads to an increased thermal load due to the introduction of outside air with higher enthalpy into the building's interior, affecting the energy consumption of air conditioning systems. Additionally, the introduced outside air impacts the adjustment of indoor air conditions. This study investigates the indoor air conditions of COVID-19 patient wards that have been designed and modified to prevent the spread of infection within the treatment area. Continuous measurements of energy consumption in the air conditioning system, dry bulb temperature, and relative humidity of various rooms in the patient wards were conducted under real outdoor air conditions, introducing clean air at 6 air changes per hour (ACH) into positive pressure rooms and extracting air from negative pressure rooms at 12 ACH. Comparisons were made between scenarios of disease outbreaks necessitating 100% ventilation to prevent infection spread and scenarios where the ventilation system is turned off in patient wards for treatment in non-outbreak conditions. The study found that turning on the ventilation system to prevent infection transmission significantly increases the energy consumption of the air conditioning system. This is due to the increased thermal load from using outside air to pressurize positive pressure rooms, the infiltration of outside air into negative pressure patient rooms, and the impact of necessary patient care activities that add moisture to patient rooms. The air conditions in the positive pressure rooms were comfortable. However, the air conditions in the patient rooms were outside the standard range because the ward was not equipped with an air humidity control system.