医院暖通空调系统的节能分析
王铮
摘?要：随着社会经济的不断发展，人们越来越关注节能减排，医院的建筑用能比较密集，其中，空调暖通系统的耗能最高，为此，医院暖通空调系统的节能改造尤为重要。基于此，本文浅要分析了医院暖通空调系统的能耗特点，并在此基础上提出了医院暖通空调系统的节能改造措施。
关键词：医院;暖通空调系统;能耗;节能
近年来，随着社会的不断发展，人们的生活质量和水平不断提升，到医院就诊的患者人数越来越多，医院为患者提供了舒适的医疗环境，但与此同时医院面临着高能耗的问题。我国现代社会经济的快速发展，也造了能源消耗加剧。目前，能源紧缺问题，已成为困扰全球经济发展建设的重要问题。随着绿色环保以及可持续发展理念的广泛普及，有各个领域应用节能措施，加强节能建设，已成为当前我国社会经济发展必然趋势。在这种情况下，针对医院建筑暖通空调系统进行节能优化改造，提高医院暖通空调系统的节能作用，不仅对我国建设可持续发展型社会经济，能够起到积极推动作用，更对医院的发展建设，具有至关重要的影响。因此，如何在保证基础功能不受影响的情况下降低能耗，已是当前医院发展建设过程中普遍关心的重要问题。
一、医院暖通空调系统的能耗特点
医院建筑由于自身功能的独特性，在能耗方面存在着较高的要求，与普通的建筑相比，医院的能耗更高。
站在节能改造的视角来看，首先需要分析医院能耗的分类情况，分析哪部分耗能是最高的，到底是暖通空调系统还是医疗设备，然后针对具体的情况展开深入分析，进而提出节能改造策略。据调查结果显示，医院的能耗主要可以分为四种，分别是电能消耗、水资源消耗、热能消耗和其他能源的消耗。按照医院建筑耗能的占比分析可知，排在前几位的耗能种类主要包括暖通空调系统、电梯、办公照明和热水等等。不难发现，在医院建筑当中，暖通空调系统的能耗最大。
通常来说，暖通空调系统主要是由三部分构成，第一部分是冷热源，第二部分是输送系统，第三部分是空调末端。各个医院建筑由于建造的时间不同，因而他们的暖通系统也存在着一定的差异，在一些新建的医院建筑中，主要是使用中央空调系统或者是多联机系统，空调系统的末端主要是风机盘管和新风机组[1]。
据调查结果显示，在医院建筑当中，暖通空调系统的耗能在整体耗能中的占比远远大于30%，大约占总能耗的40%到50%左右，此系统在医院建筑中耗能最大。而且，医院的规模越大，暖通空调系统的能耗就越高，当冷热源的形式越丰富时，耗能会越少。要想对医院的暖通空调系统进行节能整改，需要综合考虑三个层面，分别是经济、工艺和效益，然后按照具体的情况落实各项节能整改方案。
二、医院建筑物本身节能措施
针对医院暖通空调系统的节能建设，需要站在整体角度进行分析。从整体来看，要有效实现暖通空调系统的节能作用，提高节能效果，不仅需要对暖通空调系统进行技术改革，以达到良好的节能目的，還需要对医院建筑物本身进行改造建设，这也是促进医院暖通空调系统充分实现节能目的重要措施。针对医院建筑本身的节能措施，可以从以下2个方面着手：
（一）提高医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，会对建筑物室内的温度情况产生极为重要的影响。通过对建筑物朝向及外形进行科学合理的设计，能够有效调节室内温度，从而减轻医院空调暖通系统的运行负担，降低能耗，达到良好的节能效果。一般情况下，在医院建设过程中，对其地理位置进行选择时，应充分考虑环境因素，尽量选择具有良好的绿化条件，空气质量高、噪音小的位置，这不仅有利于病人修养，尽快恢复健康，同时也有利于对医院建筑物朝向及外形进行科学合理的设计。在设计医院建筑物朝向和外形时，尽量选择南北为主立面，这种朝向和外形设计，能够使建筑物的负荷有效降低。除此之外，对于建筑物的墙壁、顶棚等方面，采用新型材料及科学设计，有效提高其隔温效果，这也是优化室内温度环境，促使暖通空调有效达到节能效果的重要措施。除此之外，通过良好的朝向及外形设计，还能够使室内光照度得到有效的增加，减少照明系统负担。在建设内的墙壁面、顶棚以及家具等方面，尽可能选择具有较大反射率的材料，从而有效增强室内的天然采光效果，使照明系统达到有效的节能作用。
（二）强化建筑围护结构的保温性能
在医院建筑物设计以及施工建设过程中，其围护结构对其室内温度效果具有至关重要的影响，也是优化暖通空调系统，提高其节能作用的重要措施。针对医院建筑的围护结构进行改建的过程中，必须要充分考虑建筑节能因素，在《采暖通风与空调工程设计规范》中，针对建筑物围护结构各个部分的传热系数值，给出了明确的数值。因此，在对建筑物进行改建过程中，对围护结构进行设计时必须要充分参考《采暖通风与空调工程设计规范》中的传热系数值，通过科学设计，有效防止外墙内部结露现象的产生，同时还要针对内表面，使温度波动有效减小，降低建筑物的蓄热负荷，使围护结构能够有效隔绝建筑物内部的热量传递，这对提高暖通空调系统的节能效果，能够起到重要的促进作用。
三、医院暖通空调系统的节能改造
本篇文章以西南某市公共卫生医院为例，分析该院的暖通空调节能改造思路，该医院在进行暖通空调系统的节能改造时，主要针对病房的舒适性空调、手术室的空调通风、办公室的舒适性空调以及防排烟进行节能改造。
暖通空调系统主要分为制冷的通风系统以及供暖系统两部，根据案例医院所在地区的气候环境，在5月到9月期间属于制冷季，在此期间运行的是通风系统，在11月到第二年的2月，运行的是供暖系统。根据实际情况，该院的暖通空调系统冷源和热源的具体情况如下：首先是空调系统的集中冷源，主要的设备是离心式的冷水机组，由常用机组和备用机组构成，制冷的机房在地下一层，循环使用冷却水，冷冻水的供回水温度控制在7摄氏度到12摄氏度之间，冷却水的温度在32摄氏度到37摄氏度之间。其次，空调的热源，供热的方式主要是燃气热水锅炉，利用板式的换热器实现水加热，在医院建筑中，检验科和手术时使用的是独立空调，综合楼、门诊和病房采取集中供暖的方法，生活水的换热面积为2.8平方米每台，空调水的换热面积为8.5平方米每台。按照空调冷热源的环节来看，受到客观条件的影响，存在较大的改造难度，为此可以从输送系统与空调末端着手展开节能改造[2]。
（一）提高能源的输送效率
简单地说就是提高水泵轴以及风机的功率，为了达到这一目的，可以采取减小流量、控制流速、使用更高比热容的介质等方法。第一，减小流量，整改的思路主要是提升温度差，控制水流量和送风量，对于医院的暖通空调系统来说，冷却水和冷冻水之间的温差是5摄氏度，需要调整为8摄氏度，送风的温差需要调整到10摄氏度。不仅如此，设计医院的暖通空调系统时，还应当按照医院的具体需要，适宜地使用管径比较小的水管和风管。第二，控制流速。需要在满足医院室内空气质量的基础上适宜地调整介质流速，在保证参数安全的情况下适度减小流速，确保空调系统的平稳运行。第三，根据集中冷热源的理念，需尽量把机房的冷冻水送达不同的空调分区，借助风机盘等一系列末端设备处理空气，降低建筑的能耗。
（二）变流量空调水系统
医院的检验科和手术室属于封闭的科室，对舒适度和温度要求较为特殊，因而可能会出现暖通空调系统没有办法满足除湿和冷降温时间比较早的目标，这就意味着需要提前运行制冷机组，进而增大耗能。
对于医院的检验科和放射科等科室来说，由于医疗设备独特的属性，因而存在较大的制冷和降温需求，需要全年运行制冷降温系统。因而空调暖通系统的水系统在实际的运行期间，实际负荷要远远小于设计值，输送系统存在着比较高的能耗问题。针对这个问题，可以从两个方面对水系统进行改造，将其分为冷热源侧和负荷侧，前者采取普通的定流量泵，在负荷侧，可以按照实际的需求，比方说检验科和放射科，可以使用多台普通的水泵，也可以使用变频水泵，打造变流量空调水系统。在选择设备期间，需选用那些自动化程度比较高的设备，可以按照实际的需求合理调整运行的时间，在医院的ICU设备机房或者是信息设备机房可以多添置一些多联机组，提供制冷功能和制熱功能。
（三）空调末端的节能控制措施
首先，需要扩大单台冷机的制冷范围。在7月和8月，室外的温度比较高，考虑到医院的特殊功能需求，在5月到9月期间需运行暖通空调系统的制冷机组。可以使用DN250的管道井将暖通空调系统的分水器和集水器连接在一起，在夏季最炎热的时候，病房的3到5层和6到7层采取独自供冷的措施，在5月、6月和9月，病房需共用系统的制冷机组。在节能改造后可明显改善单台制冷机的制冷效果[4]。
其次，清洗制冷主机。分析医院暖通系统中冷凝器和蒸发器的运行情况可以发现，由于冷凝器的换热效果不理想，因而影响到了冷水机组的运行效率。为此，可以每年清洗一次制冷主机与冷却塔，及时检修和更换填料片，当冷凝器的温度趋近为1.4到1.7摄氏度时，会大幅提升换热器的换热效率，可以实现节能改造的目标。
最后，可以在暖通空调系统中引入气候补偿器，通过感应外界的温度智能调节供回水的流速以及混合比例，动态控制换热站的供热量，根据气候季节以及温度变化情况，适当进行气候补偿，即满足了人们的制冷和供暖需求，同时也能够有效达到节能作用，满足节能的目标。
四、结语
在医院建筑当中，暖通空调系统的耗能在整体耗能中占比最大，对该系统进行节能改造刻不容缓。为此，可以充分参考上述节能措施，实现医院的绿色可持续发展。
参考文献：
[1]罗汉权.大型医院暖通空调系统改造剖析——重庆武警医院中央空调冷热源站节能改造设计要点[J].地产，2019（17）：48-49.
[2]孔佳树.基于绿色理念的建筑暖通空调系统节能设计研究[J].中国建设信息化，2019（16）：54-55.
[3]田家乐，解卫东，杨薇，李思远.探究节能环保技术在暖通空调系统中的应用[J].科技风，2019（18）：135.
[4]陈国平.医院建筑暖通空调节能思路及措施研究[J].通讯世界，2018（06）：264-265.
