医院制冷空调系统节能研究.doc

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1、医院制冷空调系统节能研究摘要：本文分析了医院制冷空调系统的特点、空调能耗与一般建筑的区别。依照节能设计标准和国家建筑节能目标，分析了医院能耗较大的主要原因，并针对医院特点总结归纳了一些行之有效的节能方法。关键字：医院空调系统；节能；措施引言我国是能耗大国，能源利用率仅为33%，与世界先进水平相差20多个百分点，节能空间和潜力很大。有关专家预测，通过采取各种节能措施，到2020年我国可以节约能源8亿吨标准煤。在各种能耗中，建筑能耗占有很大的比重。目前我国房屋数量有400亿m2左右，房屋建筑规模已超过所有发达国家，仅2001年房屋竣工面积达19亿7千万m2，但在每年近20亿m2的竣工面积当中，只有

2、56千万m2是节能建筑，仅占3左右，也就是说有97属于高耗能建筑。我国目前存在建筑耗能大、能效低、围护结构的保温隔热性能差等问题，并具有夏季空调用电量大、冬季采暖能耗高等特点。我国的建筑围护结构保温性能普遍较差，外墙和窗户的导热系数为发达国家的34倍，门窗空气渗透率要高出36倍，外墙的单位建筑面积耗能要多45倍。而医院、办公楼、商场等公共建筑由于室内环境要求相对较高，能耗更大，在节能上有更大的前景。医院在空调设计标准上，又有着很多不同的地方，比如医院手术室耗能为一般空调系统的510倍，而且其它不同等级的房间也比一般空调能耗要多。本文将就近几年国内医院建筑制冷空调系统的能耗进行分析、总结并提出相

3、应的节能技术措施。1、医院空调的特点从医院空调系统的方案选择到设计都存在自身的特点，空调系统的节能和运行管理也有很多不同之处。首先从医院的性质来看，医院是治疗疾病的场所，所以用于医院的空调其积极的作用在于预防及治疗疾病，并避免医护人员受到病毒感染，因此对空气品质有特定要求。针对医院不同类型、等级和功能的房间，空调系统必须慎重分区。对室内空调的设计参数、设备布置、卫生要求、使用时间、空调负荷等进行详细调查研究，反复比较，才能进行合理的系统分区，以便能够确保各室要求的参数，减少不同区域间的不利影响，也便于管理和维护、降低运行费用。一般来说，高洁净要求或严重污染的房间，或者独立的自成体系的区域等最好

4、单独成为一个系统。其次，医院各房间通风空调运行时间也有不同的要求。门诊部（急诊除外）、诊疗中心、管理部门、洗衣房、厨房餐厅按作息时间运行；住院部、新生儿室、早产儿室、康复室、特别护理室夜间需要运行；紧急手术室、急救室、分娩室需要随时运行；值班室（医生、护士、药房、检查部门）要求独立运行；检查室（细菌）、X光室、同位素室、洁净病房、解剖室、太平间、动物房有阶段性运行的需要。最后，医院空调系统的标准较高。手术室的空调系统要求控制室内温度、湿度、洁净度、细菌总数、有害气体浓度以及气流分布，保证室内人员所需的新风量。其中最为重要的是控制室内细菌总数，以防止在手术过程中对手术伤口的感染，提高手术成功率。

5、与一般建筑物的空调要求相比，系统应该具有以下特点：（1）空气的净化和除菌；（2）控制各区域的气流和风速；（3）保证不同区域之间合理的气流流向和压力分布；（4）保证医疗上必要的温度及湿度；（5）排出废气和有害气体，保证室内空气新鲜。（6）对排出的废气进行处理，防止污染室外环境。良好的手术室空调系统不仅是指某个单项指标达到要求，而是全方位地实现“无菌环境保障体系”这个目的，在手术全过程中消除一切可能诱发术后感染的风险。2、医院空调的主要能耗医院空调系统的能耗比普通建筑的能耗要高，主要原因是室内各参数标准高、新风量大、空气处理要求高；运行时间较长；各房间功能要求不同，管理复杂。首先，医院房间的温湿度

6、要求较高，手术室、特殊房间等因级别和用途不同对温湿度也有不同的要求。病房还应根据不同病人的要求易于调控温湿度范围。第二，医院空调系统要求较大的换气次数，以满足室内空气品质的要求，这部分的能耗占有较大比重。第三，对细菌总数，洁净度有一定的要求。在增大新风量的同时，必须依据不同要求装设高效、亚高效过滤器等设备，送风阻力增大，耗能也增加。第四，现代医院越来越先进，设备和室内条件越来越好，导致医院散热设备越来越多，而这些设备在一定程度上缺乏良好的节能管理，造成室内设备、照明等负荷增大。第五，医院大多数房间必须保证较好的采光度，而大多数医院围护结构的隔热性能并不好，窗户的太阳热辐射能耗较大，使医院建筑的

7、围护结构热负荷比一般建筑相对要高。第六，医院由于空调系统管理复杂，人员流动性大，人员种类较多，由于管理上的漏洞，额外负荷也占有一定的比重。能源回收利用也做的不够好，能耗浪费较严重。3、医院空调节能措施3.1 洁净室节能洁净室耗能为一般空调系统的510倍，因此有更大的节能空间。主要的技术措施有：3.1.1 合理计算和利用新风量节能确定合理的换气次数。大多数洁净室的换气次数都没有经过计算确定，一般都偏大，致使风口送风速度和室内风速太大，反而有扬尘的影响，而且送风能耗增加。医院是为人提供服务的场所，为了防治感染最佳的对策就是补给充足的外气量，但补充外气量将增加空调负载量。一般的空调设计均采用最多的人

8、员与最激烈的活动情形来估算外气，但实际上却不需要用到那么多的外气量，因而造成大部分的时间空调设备都在高耗能情况下运转，所以较为有效的方式是装设二氧化碳监测装置，监控室内空气品质，以适度的调节外气补给量。洁净室需要大量新风的另一个重要原因是有局部排风，但局部排风并非全天运行，可以根据室内正压变化或者排风量变化，不断调节新风量，以维持既定的正压。工程实测表明，这样可以节电38，节冷56，节蒸汽83。还可以采用节能型排风柜，减少系统和空调器的漏风量。目前国内空调风道的漏风量在120%之间，而国外标准达到1以下。风机轴功率与风量的3次方成正比，如果把风量从20以采用节能型排风柜，减少系统和空调器的漏风

9、量。目前国内空调风道的漏风量在120%之间，而国外标准达到1以下。风机轴功率与风量的3次方成正比，如果把风量从20降到2，则节省风机轴功率62.8，还不计空气处理的能耗，所以节能效果很明显。综合利用洁净气流，是洁净室特有的节能途径。在不影响洁净度要求的前提下，串联和交叉使用洁净气流可以节省3040%的能耗。3.1.2 采用节能消毒杀菌方式节约能量采取臭氧消毒灭菌方式在具有空调净化系统（HVAC系统）控制的洁净环境中可以节省不少能量。因为装置过滤网将产生风管系统的压损，因此选用过滤网时应采用低压损型产品，另外由于过滤网经久使用后会产生集尘效果，虽然捕捉效率仍佳，但相对也造成压损增加，因此定时更换

10、过滤网也是降低压损的方式。在很多情况下，可以采用低阻过滤器或者低阻亚高效过滤器的，就不用阻力高出34倍的高效过滤器，可以减少送风动力能耗。3.1.3 减少和利用排风病检科、核医科和实验室等场所的排气可分为毒性气体（结核菌、EO、放射性）、酸性气体及有机溶剂等废气，在作业环境中这些气体可控制在抽气柜内，按照不同种类的排气予以区分，经过处理达到环保标准后才能排放至大气。排气量与新鲜空气补给量由于有质量平衡的关系，因此合理控制减少排气量，除了可降低排气风机运转电力外，而且可降低外气所引入的空调负荷。3.1.4 自动控制对洁净间而言，空调系统实现自动化监控，可以在满足系统安全运行及保证系统的各种技术指

11、标的同时，最大限度地实现节能控制，符合日益突出的节能和环保需要。有关资料表明，采用空调自控系统后，可节约空调系统设备年度运行费用的10%，更乐观的估计认为可达15%30%，而空调自控产品的投资占整个医院总投资的0.5%左右，收回投资时间很短。同时，由于实现设备的自动控制和管理水平，减少突发事故的发生和设备损坏，从而带来潜在效益。可以使系统更安全地运行，并最大限度地提高舒适程度。3.1.5 尽量减少能耗大的房间和设备的数量或者规格。减小洁净空间体积，特别是减小高级洁净室体积是降低造价和能耗的一个重要途径。3.2 其它节能方式3.2.1 严格执行行业规范国家对建筑节能的重视程度越来越高，先后出台了

12、节能设计标准、综合医院建筑设计规范、医院洁净手术部建筑技术规范、洁净室施工及验收规范等。医院空调系统设计和施工中存在不少问题，只有严格执行相关行业规范，才能真正实现节能的目标。3.2.2 加强管理和节能意识培养医院属公共场所，人员流动性及差异性都很大，管理难度也大。例如空调温度的设定，有些患者特别怕冷，有些特别怕热，很难有一个共同标准，所以能源管理的难度甚高，但不能因为难度高就不加以管理。应选择耗能量大、易掌控的部分先执行，然后再逐步分段陆续推动，例如，医院因病人、访客流动性大，不易教育训练，而员工大部分为医技人员，不具理工背景，对节能较无概念及无切身感，成效亦不佳。因此除了定期举办讲习及张贴

13、海报外，还可利用网络、电子看板等方法宣导。最佳的方法还是向员工宣导家庭节能知识和作法，让员工在家里做到节能（利己）并养成习惯，如此一来到医院就更容易仿效管理了（习惯成自然）。长远的节能意识培养，更是全社会实现总体节能目标的必要条件。3.2.3 设计和系统、设备选择的节能国内大多数医院过去常采用冷水机组集中式空调系统，根据各室的级别计算送风量，各室不能单独进行调节。这种方式在提供温度、湿度、空气净化、去除臭味等方面都可以达到满意的效果；由于机房和房间分开，可以较好地处理噪声。所以适用于恒温、恒湿、洁净、无噪声等要求的手术室场合。其缺点是风道占用空间大。对于全新风系统，国内常因为全热交换器投资较高

14、、维护不易而不愿采用，系统能耗较大。而改用VAV、VRV等系统，可以降低能耗。另外，由于医院空调系统大风量，高阻力，系统中风机发热已成为主要负荷。减小风机型号就可减少用电量，而减少风机发热关键在于调节送风量和降低系统阻力。应根据实际情况计算出所需要的合理送风量，而不能根据推荐换气次数估算风量。设计风量一般是按系统过滤器终阻力的倍数来计算，而实际运行时由于过滤器尚未达到终阻力，使实际风量远远大于设计风量。因此，用变频风机调速运行来达到锁定风量运行具有很大的节能意义。3.2.4 能量回收，重复利用。例如，新风负荷是围护结构的负荷的1030倍，如北京、上海，广州等地潜热负荷占夏季冷负荷80以上可以用全热回收，所以利用排风对新风预热预冷是一项节能的措施。参考文献：1 梅自力，医院建筑空调设计，北京：中国建筑工业出版社，1991.2 沈晋明，各国洁净室标准及国际标准化的趋势，工程质量管理与监测，1994年第5期，p.37-41.3 沈晋明，医院洁净手术部及其标准，空调暖通技术，1995年第1期 p.1-5.4 涂逢祥，21世纪初建筑节能展J，建筑节能，2001，（33）6