重慶某醫(yī)院科教樓中央空調(diào)節(jié)能初探

王晚竹

摘 要：文章通過分析醫(yī)院中央空調(diào)各運(yùn)行環(huán)節(jié)的因素，從建筑結(jié)構(gòu)、醫(yī)院功能區(qū)域劃分、空調(diào)主機(jī)系統(tǒng)、空調(diào)水系統(tǒng)、空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)及智能化系統(tǒng)等方面分析總結(jié)，提出了醫(yī)院中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施及方法，為解決醫(yī)院中央空調(diào)節(jié)能提出方案。

關(guān)鍵詞：中央空調(diào)；區(qū)域劃分；全熱交換；智能控制

中圖書分類號(hào)：TU831.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2012）32-0156-02

1 醫(yī)院中央空調(diào)的特點(diǎn)

重慶某醫(yī)院科教樓是集教學(xué)、科研、辦公、住院、體檢、食堂、圖書館等眾多功能為一體的綜合性建筑，總建筑面積約89 708 m2，建筑高度為98.1 m。其中央空調(diào)為舒適性空調(diào)，與普通商業(yè)建筑用中央空調(diào)相比，醫(yī)院中央空調(diào)有兩大特點(diǎn)：一是醫(yī)院中央空調(diào)溫區(qū)劃分多，醫(yī)院的中央空調(diào)根據(jù)使用部位對(duì)工作環(huán)境的要求不同，其不同區(qū)域?qū)囟鹊囊笙嗖钶^大。二是工作時(shí)間長(zhǎng)、可靠性要求高，醫(yī)院病房及相關(guān)科室的中央空調(diào)要求每天24 h工作。

2 醫(yī)院中央空調(diào)節(jié)能的方法

醫(yī)院中央空調(diào)能耗如圖1所示，主要包括三個(gè)部分：即空調(diào)冷熱源的能耗、水或空氣輸送系統(tǒng)能耗、空調(diào)機(jī)組末端設(shè)備的能耗。節(jié)能措施主要應(yīng)從醫(yī)院中央空調(diào)的運(yùn)行環(huán)節(jié)上挖掘潛力，從建筑、功能區(qū)域劃分、空調(diào)主機(jī)系統(tǒng)、空調(diào)水系統(tǒng)、風(fēng)系統(tǒng)及智能化方面找出節(jié)能措施。

3 醫(yī)院中央空調(diào)的節(jié)能措施

3.1 醫(yī)院中央空調(diào)系統(tǒng)建筑方面的節(jié)能措施

3.1.1 墻體與幕墻及門窗部分

醫(yī)院中央空調(diào)要節(jié)能，其運(yùn)行的環(huán)境首先需要采取保溫隔熱措施。墻體要采用多孔磚，另外還需要進(jìn)行外墻保溫處理，有的設(shè)計(jì)采用聚苯板保溫，但聚苯板保溫在一類防火要求建筑中達(dá)到防火等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)有一定的難度，所以，用無機(jī)保溫砂漿保溫相對(duì)較好。

醫(yī)院工程，為了達(dá)到保溫節(jié)能效果，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)控制窗戶面積比，但是為了外觀效果，一般外墻用玻璃幕墻較好，在滿足外觀的同時(shí)又能達(dá)到功能要求。幕墻一般采用斷橋鋁合金中空玻璃幕墻，該院科教樓中空玻璃幕墻的外側(cè)還用LOW-E玻璃，所達(dá)到的隔熱效果更好。

醫(yī)院的窗戶，一般應(yīng)在空調(diào)停開的狀況下才打開，平時(shí)完全可以通過醫(yī)院的空調(diào)系統(tǒng)確保室內(nèi)的新風(fēng)量，減少開窗，避免能耗增加。門診大樓大廳由于不斷有人出入，大門常開或者常閉都不利于患者，為了滿足醫(yī)、患人員不斷進(jìn)出門后，門能夠及時(shí)關(guān)閉，減少熱交換，醫(yī)院的大廳門應(yīng)數(shù)采用風(fēng)幕加玻璃感應(yīng)門，及時(shí)有效的斷開熱交換，達(dá)到減少能耗來節(jié)能的目的。

3.1.2 空間設(shè)置及分區(qū)節(jié)能措施

醫(yī)院門診部（含急診）由于人流量大，冷量需求較大，其冷量設(shè)置應(yīng)有較大余量。病房、診療室、候診室、中心供應(yīng)室、實(shí)驗(yàn)室、X線放療室、藥房等部位的空調(diào)設(shè)置要求不高，夏天在26～27℃、冬天在21～23℃，可以適當(dāng)調(diào)整溫度達(dá)到節(jié)能效果。急救室、手術(shù)室、監(jiān)護(hù)病房、夏天要求在23～27℃、冬天要求在24～26℃。分娩室夏天要求在24～27℃、冬天要求在23～24℃。嬰兒室與動(dòng)物室冬天、夏天都要求在25～27℃；紅外線分析儀器室冬天夏天恒溫25℃、藥品室冬夏恒溫在16℃。大型設(shè)備如CT、電子加速器、核磁共振機(jī)等部位，由于設(shè)備的發(fā)熱量大，需要根據(jù)設(shè)備發(fā)熱量來核算空調(diào)設(shè)備，讓空調(diào)制冷和設(shè)備發(fā)熱量相當(dāng)，以達(dá)到節(jié)能效果。

歐洲國(guó)家的中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行成本數(shù)據(jù)顯示，制熱超過20℃以上每增加1℃的成本會(huì)增加8%，制冷低于23℃每降低1℃的成本會(huì)增加15%。醫(yī)院各功能區(qū)域的溫度設(shè)置有區(qū)別，根據(jù)各功能區(qū)域的需求設(shè)定恰當(dāng)?shù)臏囟扔欣谔岣呖照{(diào)節(jié)能效果。對(duì)室內(nèi)空調(diào)的設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)備布置、衛(wèi)生要求、使用時(shí)間、空調(diào)負(fù)荷等進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查研究，反復(fù)比較，最后進(jìn)行合理的系統(tǒng)分區(qū)，以便能夠確保各科室要求的參數(shù)，減少不同區(qū)域間的不利影響，也便于管理和維護(hù)、降低運(yùn)行費(fèi)用。

此外，各功能區(qū)域，要選擇確定合適的凈空高度。醫(yī)院門診大廳在達(dá)到3 m或者3.3 m，門診區(qū)走廊在2.7 m，住院部走廊達(dá)到2.5 m，病房達(dá)到2.8 m就能滿足使用需求。如果追求過高的空間，必然會(huì)增大空調(diào)系統(tǒng)的能耗，在滿足使用功能和感觀效果的同時(shí)，確保恰當(dāng)?shù)牡蹴敻叨?，有利于達(dá)到節(jié)能的效果。

3.2 醫(yī)院中央空調(diào)水系統(tǒng)的節(jié)能措施

3.2.1 空調(diào)主機(jī)節(jié)能措施

空調(diào)主機(jī)標(biāo)準(zhǔn)工況溫差為5℃，空調(diào)系統(tǒng)可以選擇大溫差主機(jī)來提高COP值，達(dá)到節(jié)能效果。但是空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能是靠系統(tǒng)整體達(dá)到的，不能單純追求空調(diào)主機(jī)的COP值，超過8.33的COP，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備成本大幅上升，經(jīng)濟(jì)效益變低。同時(shí)，將空調(diào)主機(jī)和自控系統(tǒng)連接，讓自動(dòng)控制體系控制主機(jī)，以及用變頻主機(jī)，都是有效節(jié)能措施。

另外，醫(yī)院中央空調(diào)局部系統(tǒng)為一年四季全部需要制冷，所以醫(yī)院中央空調(diào)都以離心式冷水機(jī)組為主要制冷機(jī)，配備螺桿機(jī)為輔助制冷機(jī)，在春、秋、冬三季，只有部分房間需要制冷的時(shí)候，就可以停止離心機(jī)、啟動(dòng)螺桿機(jī)達(dá)到更好節(jié)能的效果。

3.2.2 空調(diào)水泵節(jié)能措施

根據(jù)國(guó)外測(cè)試，空調(diào)水泵的耗電量占建筑總耗電量的8%～16%，占空調(diào)系統(tǒng)耗電量的15%～30%，耗電量接近于全樓照明用電量，所以水泵節(jié)能非常重要，節(jié)能潛力也比較大。

其一，選擇大溫差系統(tǒng)?？照{(diào)冷凍水的流量減少，冷凍水系統(tǒng)管道會(huì)相對(duì)減小，直接的結(jié)果是冷凍水系統(tǒng)的水泵功率降低，電耗變小，起到節(jié)能效果。實(shí)際工程中很多空調(diào)系統(tǒng)的供回水溫差只有2℃～3℃，如果將供回水溫差提高到5℃，水流量將減少到原來的50%左右，而如果水流量減少50%，水泵耗電量將減少87.5%，節(jié)能效果非常明顯。其二，合理使用平衡閥、動(dòng)態(tài)流量平衡閥使閥膽能根據(jù)水系統(tǒng)不時(shí)的壓差變化而變化，保證不會(huì)超過原先設(shè)定的水流量并吸收過量的壓差，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)水系統(tǒng)壓力和流量的自動(dòng)平衡。減小空調(diào)水閥門、定期清洗過濾器。如果過濾器被沉淀物堵塞，空調(diào)循環(huán)水流經(jīng)過濾器的阻力會(huì)增加數(shù)倍。由于閥門的阻力，會(huì)增加水泵的揚(yáng)程和電耗。其三，提高水泵效率。水泵的效率，隨水泵工作狀態(tài)點(diǎn)的不同，從0到最大效率（一般15%左右）變化。在輸送流體的要求相同時(shí)，如果水泵的效率較低，那么就需要較大的輸入功率，水泵的能耗就會(huì)較大，因此空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要選擇型號(hào)規(guī)格合適的水泵，使其盡量在工況點(diǎn)工作?？照{(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理時(shí)，也要注意盡量讓水泵工作在工況點(diǎn)。其四，還可以把空調(diào)冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)為閉式循環(huán)系統(tǒng)，閉式循環(huán)比開式循環(huán)系統(tǒng)的冷卻水泵能耗降低，減少了空調(diào)冷卻水泵的能耗，達(dá)到節(jié)能效果。其五，變頻水泵的使用。由于建筑全年平均冷熱負(fù)荷只有最大冷熱負(fù)荷的50%左右，如果通過使用變頻調(diào)速水泵使水量隨冷熱負(fù)荷變化，那么全年平均的水量只有最大水流量的50%左右，水泵能耗只有最大定水量系統(tǒng)水泵能耗的12.5%，節(jié)能效果是非常明顯的。

3.2.3 凝結(jié)水回收節(jié)能措施

一般空調(diào)工程的設(shè)計(jì)都是把冷凝水就地排放或者集中排放，完全沒有利用。醫(yī)院空調(diào)工程中，當(dāng)設(shè)計(jì)把冷卻塔布置在裙樓上時(shí)，可以把塔樓部分的冷凝水收集自流進(jìn)入冷卻塔，利用溫度較低的冷凝水作為冷卻塔的補(bǔ)水，既降低了冷卻水的回水溫度，同時(shí)減少冷卻塔補(bǔ)水系統(tǒng)的用水量，達(dá)到節(jié)能的效果。

3.3 醫(yī)院中央空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能措施

3.3.1 全熱交換系統(tǒng)節(jié)能

醫(yī)院中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有新風(fēng)、排風(fēng)、組合式空調(diào)三個(gè)風(fēng)系統(tǒng)。通常新風(fēng)系統(tǒng)與排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置在同一個(gè)標(biāo)高上，新風(fēng)送入房間，夏天會(huì)帶入大量的熱量，冬天會(huì)帶入大量的冷量；同時(shí)排風(fēng)系統(tǒng)夏天把室內(nèi)的空氣排出帶走的是大量的冷量，冬天帶走的是大量的熱量。為解決這一能源損失，可以利用全熱交換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)夏天進(jìn)入房間熱新風(fēng)和房間排出的冷廢氣進(jìn)行熱交換，讓通過全熱交換的熱新風(fēng)先預(yù)冷一次，適當(dāng)降低溫度，再進(jìn)入到個(gè)房間，減少室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷。反之，冬天也同樣的原理，這樣利用全熱交換系統(tǒng)就達(dá)到節(jié)能效果。

3.3.2 風(fēng)管系統(tǒng)節(jié)能措施

空調(diào)風(fēng)管加工、安裝環(huán)節(jié)中應(yīng)當(dāng)按照規(guī)范，避免出現(xiàn)跑漏現(xiàn)象。一般工程都重視風(fēng)管的加工、吊裝、保溫質(zhì)量，不容易出現(xiàn)風(fēng)管上的能耗浪費(fèi)。

但是對(duì)于風(fēng)管的普通軟接，容易發(fā)生能量浪費(fèi)。醫(yī)院工程中空調(diào)的軟接，較多傾向于使用防火保溫鋼絲軟接。

采用帆布軟接，容易造成大量的冷氣在軟接處跑、漏；保溫軟接，改變了普通帆布軟接的效果，防火保溫鋼絲軟接可以避免大量冷氣跑到吊頂夾層中間，白白浪費(fèi)了大量冷氣，杜絕了末端系統(tǒng)能量浪費(fèi)，使其能量完全作用于需用空間，達(dá)到節(jié)能效果。

采用防火保溫鋼絲軟接，避免了因軟接褶皺減小風(fēng)口降低送風(fēng)量發(fā)生的現(xiàn)象，提供了空調(diào)風(fēng)的使用率，起到節(jié)能效果。

3.3.3 風(fēng)閥、風(fēng)口的節(jié)能措施

定期檢查和清洗過濾網(wǎng)，有利于提供風(fēng)系統(tǒng)的送風(fēng)能力，減少風(fēng)阻造成的能耗增加，達(dá)到節(jié)能的目的。有的工程采用自動(dòng)溫控風(fēng)口對(duì)空調(diào)出風(fēng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，更能夠達(dá)到省電的效果。

3.4 智能控制系統(tǒng)節(jié)能措施

醫(yī)院各房間通風(fēng)空調(diào)運(yùn)行時(shí)間各有要求，樓宇智能控制系統(tǒng)根據(jù)需要時(shí)段調(diào)節(jié)設(shè)備能盡可能減少能耗。門診部（急診除外）、診療中心、管理部門、洗衣房、廚房餐廳按作息時(shí)間運(yùn)行；住院部、新生兒室、早產(chǎn)兒室、康復(fù)室、特別護(hù)理室夜間需要運(yùn)行；緊急手術(shù)室、急救室、分娩室需要隨時(shí)運(yùn)行；值班室（醫(yī)生、護(hù)士、藥房、檢查部門）要求獨(dú)立運(yùn)行；檢查室（細(xì)菌）、X光室、同位素室、潔凈病房、解剖室、太平間、動(dòng)物房有階段性運(yùn)行的需要。

樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS）對(duì)大樓的水電空調(diào)等機(jī)電設(shè)備進(jìn)行集中的監(jiān)控和管理已日益成為現(xiàn)代建筑中必不可少的配置；它不但節(jié)能，而且管理相當(dāng)方便；根據(jù)各種房間的功能需要，通過空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)，在中央空調(diào)系統(tǒng)各種不同的工況時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的主機(jī)啟停、水泵變頻、自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門、控制冷卻塔等進(jìn)行優(yōu)化控制，并且為遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行，最終達(dá)到降低整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)能耗的目的。

4 結(jié) 語

醫(yī)院中央空調(diào)系統(tǒng)，可從建筑、功能區(qū)域劃分、空調(diào)主機(jī)、水系統(tǒng)、風(fēng)系統(tǒng)及智能化分析總結(jié)節(jié)能措施，有利于開展醫(yī)院中央空調(diào)節(jié)能。通過對(duì)運(yùn)行環(huán)節(jié)的各因素采取節(jié)能措施，能夠更有針對(duì)性地實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張建一，李莉.制冷空調(diào)裝置節(jié)能原理與技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.