醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能概述

曾超

摘 要：醫(yī)院建筑中供熱、供冷系統(tǒng)已成為不可或缺的組成部分，但是醫(yī)院建筑空調(diào)系統(tǒng)由于運(yùn)行時(shí)間長、負(fù)荷大，能量消耗大。通過采取合理的措施，能有效的減少醫(yī)院空調(diào)系統(tǒng)的能耗。

關(guān)鍵詞：醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)；空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能；節(jié)能措施

在現(xiàn)代化醫(yī)院建筑中供熱、供冷系統(tǒng)已成為不可或缺的組成部分。醫(yī)院空調(diào)系統(tǒng)不同于賓館、辦公樓等一般的公共場所空調(diào)系統(tǒng)，除了保證患者、醫(yī)護(hù)人員的熱舒適和必要的室內(nèi)空氣品質(zhì)外，醫(yī)院的空調(diào)系統(tǒng)還有許多特殊要求：

1、首要考慮因素是防止通過空調(diào)系統(tǒng)引發(fā)交叉感染。

2、需要考慮各類病人生理及心理上對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求。

3、必須要防止醫(yī)院產(chǎn)生的細(xì)菌、病毒等有害物對(duì)醫(yī)院周圍環(huán)境造成影響等。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)醫(yī)院的年能耗量，一般是辦公建筑的1.6～2.0倍。由于醫(yī)院建筑的能耗普遍較大，因此醫(yī)院空調(diào)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分重視空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性。下面從幾個(gè)方面概述醫(yī)院空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施：

1 醫(yī)院建筑物本身的節(jié)能措施

1.1 合理的建筑朝向和外形

合理的建筑朝向和外形能很有效地減少醫(yī)院空調(diào)建筑的能耗。一般來說，醫(yī)院的位置應(yīng)選擇在綠化條件好，噪聲小，空氣品質(zhì)好的地方；采用南北為主立面的建筑能很好的降低建筑的負(fù)荷；從增加室內(nèi)照度和減少照明負(fù)荷的角度考慮，建筑內(nèi)壁面、頂棚和家具宜選用表面反射率大的材料。

1.2 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能

改善建筑的保溫性能是建筑節(jié)能的首要任務(wù)。國內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部分的傳熱系數(shù)值在《采暖通風(fēng)與空調(diào)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》中已給出。在進(jìn)行醫(yī)院建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)防止外墻內(nèi)部結(jié)露、減小內(nèi)表面溫度波動(dòng)、降低蓄熱負(fù)荷。

1.3 窗戶隔熱和節(jié)能

玻璃的日射和傳熱形成的負(fù)荷一般占了空調(diào)外區(qū)負(fù)荷的很大部。因此，窗的構(gòu)造形式和窗墻比應(yīng)得到足夠的重視。

2 冷熱源系統(tǒng)的節(jié)能

冷熱源系統(tǒng)中消耗的能量占空調(diào)系統(tǒng)或者采暖系統(tǒng)能量消耗的大部分。所以，合理的選擇冷熱源系統(tǒng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的能耗至關(guān)重要。冷熱源形式的選擇，不僅僅需要考慮它的能耗指標(biāo)，還需要考慮初投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)，使用壽命、維護(hù)管理難易度、安全性和可靠性等因素。

1.熱源的種類主要有熱電站、熱泵、直燃式溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組、區(qū)域鍋爐房、小型燃煤燃油鍋爐等。其中熱電站的能量利用率最高，熱泵由于低位熱源的種類不同，它的制熱性能系數(shù)COP相差很大，它是否節(jié)能還要視具體情況而定。直燃式溴化鋰機(jī)組供熱時(shí)的效率與燃油、燃煤鍋爐效率相差不大。

2.國內(nèi)常用的空調(diào)冷熱源有兩大類：以電能作為動(dòng)力的蒸汽壓縮式制冷機(jī)和以熱能為動(dòng)力的吸收式制冷機(jī)。冷源的能耗指標(biāo)相差甚大，能量相近的同類型制冷機(jī)，其性能也相差很大。在選用時(shí)應(yīng)對(duì)各種機(jī)組進(jìn)行具體分析對(duì)比?？紤]醫(yī)院必須有蒸汽和熱水的供應(yīng)，有時(shí)選用溴化鋰吸收式制冷機(jī)組來充分利用廢熱是一個(gè)很好的節(jié)能方式。

3 合理選用采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)

變風(fēng)量（VAV）系統(tǒng)、變露點(diǎn)送風(fēng)系統(tǒng)、輻射板供冷與供熱系統(tǒng)、變水量（VWV）系統(tǒng)、變制冷劑流量（VRV）系統(tǒng)等各種空調(diào)系統(tǒng)都具有節(jié)能優(yōu)點(diǎn)。在系統(tǒng)形式選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分分析環(huán)境控制場合的特點(diǎn)和各種系統(tǒng)具有的特點(diǎn)，使系統(tǒng)與被控制的環(huán)境有最佳的配合。系統(tǒng)選擇與劃分應(yīng)充分考慮運(yùn)行調(diào)節(jié)和控制管理的要求，這樣可以避免某些區(qū)域出現(xiàn)過冷、過熱的情況，而過冷和過熱都造成了能量的浪費(fèi)。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的氣流分布也是影響空調(diào)系統(tǒng)能耗的重要因素。下送風(fēng)、置換通風(fēng)、工作點(diǎn)送風(fēng)和背景空調(diào)相結(jié)合等氣流組織形式都具有節(jié)能的特點(diǎn)。

4 空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行節(jié)能

4.1 新風(fēng)量的調(diào)節(jié)

在滿足室內(nèi)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，減少新風(fēng)量，能夠顯著的減少系統(tǒng)的能耗。新風(fēng)系統(tǒng)上的過濾凈化裝置應(yīng)經(jīng)常清潔，讓其維持一定的通過率和正常的流通能力，使過濾裝置流通阻力較小，節(jié)約能耗。

4.2 防止過冷和過熱

夏季室溫過低或冬季室溫過高，不但浪費(fèi)能量，而且人體的舒適度也會(huì)下降。室內(nèi)溫度的過冷或過熱往往是由于自控設(shè)備不完善，設(shè)備選用不當(dāng)或空調(diào)的分區(qū)不合理造成的。對(duì)于風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)，設(shè)置可調(diào)溫控器是很重要的。對(duì)于單風(fēng)道系統(tǒng)，要防止因風(fēng)量分配不當(dāng)和恒溫器設(shè)置不當(dāng)而引起房間的過冷和過熱。

4.3 過渡季節(jié)采取室外空氣作為自然冷源

當(dāng)供冷期間室外空氣比焓值小于室內(nèi)比焓值時(shí)，采用全新風(fēng)運(yùn)行，不僅可以縮短制冷機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，減小新風(fēng)能耗，還可以改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。

4.4 建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)

建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)可以將建筑的空調(diào)、電氣、防火等進(jìn)行集中管理最佳控制。包括冷熱源的能量控制、新風(fēng)量的控制、設(shè)備的啟、停時(shí)間和溫濕度設(shè)定控制、送風(fēng)溫度控制等。通過自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)室內(nèi)、外空氣狀態(tài)參數(shù)的預(yù)測，來確定所需供冷熱量、冷熱源機(jī)組和其他輔助設(shè)備的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，運(yùn)行時(shí)間及空調(diào)方式，來使整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)處于最佳節(jié)能狀態(tài)下運(yùn)行。

5 建筑中的熱回收

5.1 排風(fēng)熱回收

醫(yī)院中某些特殊區(qū)域的空調(diào)系統(tǒng)是靠全新風(fēng)機(jī)組經(jīng)冷熱處理后來提供的，無回風(fēng)，室內(nèi)處于相對(duì)負(fù)壓，大量的能源隨著排風(fēng)浪費(fèi)掉，能量消耗大。這時(shí)采用熱交換器回收排風(fēng)中的能量來對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)冷或預(yù)熱，能很大程度上節(jié)約空調(diào)系統(tǒng)中新風(fēng)負(fù)荷的能量消耗。

5.2 內(nèi)區(qū)熱量回收

在有些大型醫(yī)院中，單層建筑面積大，形成了內(nèi)外區(qū)。內(nèi)區(qū)無外墻和外窗，四季無外圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷熱負(fù)荷。但是內(nèi)區(qū)中有人員、燈光、發(fā)熱設(shè)備等，全年有余熱。采用水環(huán)熱泵系統(tǒng)能夠?qū)?nèi)區(qū)的熱量轉(zhuǎn)移到周邊區(qū)中去，用于其他區(qū)域供熱，這樣可以減少系統(tǒng)冬季制熱工況下的能量消耗。

5.3 其他熱回收

現(xiàn)代醫(yī)院建筑中都設(shè)有空調(diào)系統(tǒng)，一般都會(huì)有大量的冷凝熱量排到環(huán)境中去。同時(shí)，醫(yī)院建筑的排水系統(tǒng)中也有很多熱量被浪費(fèi)，可以利用熱泵將這些熱量提取出來作為生活熱水供熱或采暖供熱。其他一些國家已經(jīng)將城市排水作為低位熱源用于供熱。

6 其他節(jié)能技術(shù)

在空調(diào)系統(tǒng)中還有很多節(jié)能的措施，例如除濕與蒸發(fā)冷卻聯(lián)合系統(tǒng)、冷卻塔供冷、蓄冷等技術(shù)等。建筑冷熱負(fù)荷是隨著季節(jié)、時(shí)刻、室內(nèi)條件和使用要求變化而變化的。一般情況下，高低峰負(fù)荷差異較大，間歇運(yùn)行的空調(diào)系統(tǒng)尤為明顯。若按峰值負(fù)荷選擇設(shè)備，將造成初投資大，設(shè)備里利用率低的情況，且運(yùn)行期間峰谷用電不平衡，而蓄冷技術(shù)的應(yīng)用能很好解決上述問題。根據(jù)我國國情蓄冷技術(shù)也是很有應(yīng)用前景和值得推廣和開發(fā)的。冰蓄冷系統(tǒng)是目前較為常見的形式。其主要利用水的相變放熱來儲(chǔ)存冷量。大量的實(shí)踐證明單純的冰蓄冷系統(tǒng)的確可以有效地轉(zhuǎn)移部分用電高峰期的中央空調(diào)負(fù)荷，但是冷源建設(shè)初投資費(fèi)比常規(guī)冷源高1.6～2.0倍，空調(diào)實(shí)際用電量比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)高1.2倍，目前解決這個(gè)問題的辦法是將冰蓄冷系統(tǒng)與大溫差低溫送風(fēng)系統(tǒng)相結(jié)合和區(qū)域冰蓄冷站。

綜上所述，醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能方式要根據(jù)醫(yī)院建筑具體地理位置，周圍環(huán)境條件，負(fù)荷情況，合理的選用設(shè)備，制定合理的空調(diào)方案，采取相應(yīng)的節(jié)能措施，各個(gè)部分相互協(xié)調(diào)找到一套最佳的控制與管理方案，才能在保證良好的室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)的情況下，很好的節(jié)能。

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