醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能研究

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摘要:隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注節(jié)能減排，醫(yī)院的建筑用能比較密集，其中，空調(diào)暖通系統(tǒng)的耗能最高，為此，醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造尤為重要。基于此，本文淺要分析了醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上提出了醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造措施。

關(guān)鍵詞:醫(yī)院;暖通空調(diào)系統(tǒng);能耗;節(jié)能

近年來(lái)，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們的生活質(zhì)量和水平不斷提升，到醫(yī)院就診的患者人數(shù)越來(lái)越多，醫(yī)院為患者提供了舒適的醫(yī)療環(huán)境，但與此同時(shí)醫(yī)院面臨著高能耗的問(wèn)題。我國(guó)現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，也造了能源消耗加劇。目前，能源緊缺問(wèn)題，已成為困擾全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)的重要問(wèn)題。隨著綠色環(huán)保以及可持續(xù)發(fā)展理念的廣泛普及，有各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用節(jié)能措施，加強(qiáng)節(jié)能建設(shè)，已成為當(dāng)前我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展必然趨勢(shì)。在這種情況下，針對(duì)醫(yī)院建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化改造，提高醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能作用，不僅對(duì)我國(guó)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展型社會(huì)經(jīng)濟(jì)，能夠起到積極推動(dòng)作用，更對(duì)醫(yī)院的發(fā)展建設(shè)，具有至關(guān)重要的影響。因此，如何在保證基礎(chǔ)功能不受影響的情況下降低能耗，已是當(dāng)前醫(yī)院發(fā)展建設(shè)過(guò)程中普遍關(guān)心的重要問(wèn)題。

一、醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗特點(diǎn)

醫(yī)院建筑由于自身功能的獨(dú)特性，在能耗方面存在著較高的要求，與普通的建筑相比，醫(yī)院的能耗更高。站在節(jié)能改造的視角來(lái)看，首先需要分析醫(yī)院能耗的分類(lèi)情況，分析哪部分耗能是最高的，到底是暖通空調(diào)系統(tǒng)還是醫(yī)療設(shè)備，然后針對(duì)具體的情況展開(kāi)深入分析，進(jìn)而提出節(jié)能改造策略。據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，醫(yī)院的能耗主要可以分為四種，分別是電能消耗、水資源消耗、熱能消耗和其他能源的消耗。按照醫(yī)院建筑耗能的占比分析可知，排在前幾位的耗能種類(lèi)主要包括暖通空調(diào)系統(tǒng)、電梯、辦公照明和熱水等等。不難發(fā)現(xiàn)，在醫(yī)院建筑當(dāng)中，暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗最大。通常來(lái)說(shuō)，暖通空調(diào)系統(tǒng)主要是由三部分構(gòu)成，第一部分是冷熱源，第二部分是輸送系統(tǒng)，第三部分是空調(diào)末端。各個(gè)醫(yī)院建筑由于建造的時(shí)間不同，因而他們的暖通系統(tǒng)也存在著一定的差異，在一些新建的醫(yī)院建筑中，主要是使用中央空調(diào)系統(tǒng)或者是多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)的末端主要是風(fēng)機(jī)盤(pán)管和新風(fēng)機(jī)組［1］。據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，在醫(yī)院建筑當(dāng)中，暖通空調(diào)系統(tǒng)的耗能在整體耗能中的占比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于30%，大約占總能耗的40%到50%左右，此系統(tǒng)在醫(yī)院建筑中耗能最大。而且，醫(yī)院的規(guī)模越大，暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗就越高，當(dāng)冷熱源的形式越豐富時(shí)，耗能會(huì)越少。要想對(duì)醫(yī)院的暖通空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能整改，需要綜合考慮三個(gè)層面，分別是經(jīng)濟(jì)、工藝和效益，然后按照具體的情況落實(shí)各項(xiàng)節(jié)能整改方案。

二、醫(yī)院建筑物本身節(jié)能措施

針對(duì)醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能建設(shè)，需要站在整體角度進(jìn)行分析。從整體來(lái)看，要有效實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能作用，提高節(jié)能效果，不僅需要對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改革，以達(dá)到良好的節(jié)能目的，還需要對(duì)醫(yī)院建筑物本身進(jìn)行改造建設(shè)，這也是促進(jìn)醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)充分實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的重要措施。針對(duì)醫(yī)院建筑本身的節(jié)能措施，可以從以下2個(gè)方面著手:

(一)提高醫(yī)院建筑物朝向及外形的合理性建筑物的朝向及外形是否合理，會(huì)對(duì)建筑物室內(nèi)的溫度情況產(chǎn)生極為重要的影響。通過(guò)對(duì)建筑物朝向及外形進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，能夠有效調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，從而減輕醫(yī)院空調(diào)暖通系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)擔(dān)，降低能耗，達(dá)到良好的節(jié)能效果。一般情況下，在醫(yī)院建設(shè)過(guò)程中，對(duì)其地理位置進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)充分考慮環(huán)境因素，盡量選擇具有良好的綠化條件，空氣質(zhì)量高、噪音小的位置，這不僅有利于病人修養(yǎng)，盡快恢復(fù)健康，同時(shí)也有利于對(duì)醫(yī)院建筑物朝向及外形進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)醫(yī)院建筑物朝向和外形時(shí)，盡量選擇南北為主立面，這種朝向和外形設(shè)計(jì)，能夠使建筑物的負(fù)荷有效降低。除此之外，對(duì)于建筑物的墻壁、頂棚等方面，采用新型材料及科學(xué)設(shè)計(jì)，有效提高其隔溫效果，這也是優(yōu)化室內(nèi)溫度環(huán)境，促使暖通空調(diào)有效達(dá)到節(jié)能效果的重要措施。除此之外，通過(guò)良好的朝向及外形設(shè)計(jì)，還能夠使室內(nèi)光照度得到有效的增加，減少照明系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。在建設(shè)內(nèi)的墻壁面、頂棚以及家具等方面，盡可能選擇具有較大反射率的材料，從而有效增強(qiáng)室內(nèi)的天然采光效果，使照明系統(tǒng)達(dá)到有效的節(jié)能作用。

(二)強(qiáng)化建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能在醫(yī)院建筑物設(shè)計(jì)以及施工建設(shè)過(guò)程中，其圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)其室內(nèi)溫度效果具有至關(guān)重要的影響，也是優(yōu)化暖通空調(diào)系統(tǒng)，提高其節(jié)能作用的重要措施。針對(duì)醫(yī)院建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改建的過(guò)程中，必須要充分考慮建筑節(jié)能因素，在《采暖通風(fēng)與空調(diào)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》中，針對(duì)建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)各個(gè)部分的傳熱系數(shù)值，給出了明確的數(shù)值。因此，在對(duì)建筑物進(jìn)行改建過(guò)程中，對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須要充分參考《采暖通風(fēng)與空調(diào)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》中的傳熱系數(shù)值，通過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)，有效防止外墻內(nèi)部結(jié)露現(xiàn)象的產(chǎn)生，同時(shí)還要針對(duì)內(nèi)表面，使溫度波動(dòng)有效減小，降低建筑物的蓄熱負(fù)荷，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)能夠有效隔絕建筑物內(nèi)部的熱量傳遞，這對(duì)提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果，能夠起到重要的促進(jìn)作用。

三、醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造

本篇文章以西南某市公共衛(wèi)生醫(yī)院為例，分析該院的暖通空調(diào)節(jié)能改造思路，該醫(yī)院在進(jìn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造時(shí)，主要針對(duì)病房的舒適性空調(diào)、手術(shù)室的空調(diào)通風(fēng)、辦公室的舒適性空調(diào)以及防排煙進(jìn)行節(jié)能改造。暖通空調(diào)系統(tǒng)主要分為制冷的通風(fēng)系統(tǒng)以及供暖系統(tǒng)兩部，根據(jù)案例醫(yī)院所在地區(qū)的氣候環(huán)境，在5月到9月期間屬于制冷季，在此期間運(yùn)行的是通風(fēng)系統(tǒng)，在11月到第二年的2月，運(yùn)行的是供暖系統(tǒng)。根據(jù)實(shí)際情況，該院的暖通空調(diào)系統(tǒng)冷源和熱源的具體情況如下:首先是空調(diào)系統(tǒng)的集中冷源，主要的設(shè)備是離心式的冷水機(jī)組，由常用機(jī)組和備用機(jī)組構(gòu)成，制冷的機(jī)房在地下一層，循環(huán)使用冷卻水，冷凍水的供回水溫度控制在7攝氏度到12攝氏度之間，冷卻水的溫度在32攝氏度到37攝氏度之間。其次，空調(diào)的熱源，供熱的方式主要是燃?xì)鉄崴仩t，利用板式的換熱器實(shí)現(xiàn)水加熱，在醫(yī)院建筑中，檢驗(yàn)科和手術(shù)時(shí)使用的是獨(dú)立空調(diào)，綜合樓、門(mén)診和病房采取集中供暖的方法，生活水的換熱面積為2．8平方米每臺(tái)，空調(diào)水的換熱面積為8．5平方米每臺(tái)。按照空調(diào)冷熱源的環(huán)節(jié)來(lái)看，受到客觀條件的影響，存在較大的改造難度，為此可以從輸送系統(tǒng)與空調(diào)末端著手展開(kāi)節(jié)能改造［2］。

(一)提高能源的輸送效率簡(jiǎn)單地說(shuō)就是提高水泵軸以及風(fēng)機(jī)的功率，為了達(dá)到這一目的，可以采取減小流量、控制流速、使用更高比熱容的介質(zhì)等方法。第一，減小流量，整改的思路主要是提升溫度差，控制水流量和送風(fēng)量，對(duì)于醫(yī)院的暖通空調(diào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，冷卻水和冷凍水之間的溫差是5攝氏度，需要調(diào)整為8攝氏度，送風(fēng)的溫差需要調(diào)整到10攝氏度。不僅如此，設(shè)計(jì)醫(yī)院的暖通空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，還應(yīng)當(dāng)按照醫(yī)院的具體需要，適宜地使用管徑比較小的水管和風(fēng)管。第二，控制流速。需要在滿足醫(yī)院室內(nèi)空氣質(zhì)量的基礎(chǔ)上適宜地調(diào)整介質(zhì)流速，在保證參數(shù)安全的情況下適度減小流速，確?？照{(diào)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。第三，根據(jù)集中冷熱源的理念，需盡量把機(jī)房的冷凍水送達(dá)不同的空調(diào)分區(qū)，借助風(fēng)機(jī)盤(pán)等一系列末端設(shè)備處理空氣，降低建筑的能耗。

(二)變流量空調(diào)水系統(tǒng)醫(yī)院的檢驗(yàn)科和手術(shù)室屬于封閉的科室，對(duì)舒適度和溫度要求較為特殊，因而可能會(huì)出現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)沒(méi)有辦法滿足除濕和冷降溫時(shí)間比較早的目標(biāo)，這就意味著需要提前運(yùn)行制冷機(jī)組，進(jìn)而增大耗能。對(duì)于醫(yī)院的檢驗(yàn)科和放射科等科室來(lái)說(shuō)，由于醫(yī)療設(shè)備獨(dú)特的屬性，因而存在較大的制冷和降溫需求，需要全年運(yùn)行制冷降溫系統(tǒng)。因而空調(diào)暖通系統(tǒng)的水系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行期間，實(shí)際負(fù)荷要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)值，輸送系統(tǒng)存在著比較高的能耗問(wèn)題。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，可以從兩個(gè)方面對(duì)水系統(tǒng)進(jìn)行改造，將其分為冷熱源側(cè)和負(fù)荷側(cè)，前者采取普通的定流量泵，在負(fù)荷側(cè)，可以按照實(shí)際的需求，比方說(shuō)檢驗(yàn)科和放射科，可以使用多臺(tái)普通的水泵，也可以使用變頻水泵，打造變流量空調(diào)水系統(tǒng)。在選擇設(shè)備期間，需選用那些自動(dòng)化程度比較高的設(shè)備，可以按照實(shí)際的需求合理調(diào)整運(yùn)行的時(shí)間，在醫(yī)院的ICU設(shè)備機(jī)房或者是信息設(shè)備機(jī)房可以多添置一些多聯(lián)機(jī)組，提供制冷功能和制熱功能。

(三)空調(diào)末端的節(jié)能控制措施首先，需要擴(kuò)大單臺(tái)冷機(jī)的制冷范圍。在7月和8月，室外的溫度比較高，考慮到醫(yī)院的特殊功能需求，在5月到9月期間需運(yùn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)的制冷機(jī)組。可以使用DN250的管道井將暖通空調(diào)系統(tǒng)的分水器和集水器連接在一起，在夏季最炎熱的時(shí)候，病房的3到5層和6到7層采取獨(dú)自供冷的措施，在5月、6月和9月，病房需共用系統(tǒng)的制冷機(jī)組。在節(jié)能改造后可明顯改善單臺(tái)制冷機(jī)的制冷效果［4］。其次，清洗制冷主機(jī)。分析醫(yī)院暖通系統(tǒng)中冷凝器和蒸發(fā)器的運(yùn)行情況可以發(fā)現(xiàn)，由于冷凝器的換熱效果不理想，因而影響到了冷水機(jī)組的運(yùn)行效率。為此，可以每年清洗一次制冷主機(jī)與冷卻塔，及時(shí)檢修和更換填料片，當(dāng)冷凝器的溫度趨近為1．4到1．7攝氏度時(shí)，會(huì)大幅提升換熱器的換熱效率，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能改造的目標(biāo)。最后，可以在暖通空調(diào)系統(tǒng)中引入氣候補(bǔ)償器，通過(guò)感應(yīng)外界的溫度智能調(diào)節(jié)供回水的流速以及混合比例，動(dòng)態(tài)控制換熱站的供熱量，根據(jù)氣候季節(jié)以及溫度變化情況，適當(dāng)進(jìn)行氣候補(bǔ)償，即滿足了人們的制冷和供暖需求，同時(shí)也能夠有效達(dá)到節(jié)能作用，滿足節(jié)能的目標(biāo)。

四、結(jié)語(yǔ)

在醫(yī)院建筑當(dāng)中，暖通空調(diào)系統(tǒng)的耗能在整體耗能中占比最大，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造刻不容緩。為此，可以充分參考上述節(jié)能措施，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院的綠色可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

［1］羅漢權(quán)．大型醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)改造剖析———重慶武警醫(yī)院中央空調(diào)冷熱源站節(jié)能改造設(shè)計(jì)要點(diǎn)［J］．地產(chǎn)，2019(17):48-49．

［2］孔佳樹(shù)．基于綠色理念的建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)研究［J］．中國(guó)建設(shè)信息化，2019(16):54-55．

［3］田家樂(lè)，解衛(wèi)東，楊薇，李思遠(yuǎn)．探究節(jié)能環(huán)保技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］．科技風(fēng)，2019(18):135．

［4］陳國(guó)平．醫(yī)院建筑暖通空調(diào)節(jié)能思路及措施研究［J］．通訊世界，2018(06):264-265．

作者：王錚 單位：江蘇省泰興市人民醫(yī)院總務(wù)科