新時期下現代醫院中央空調節能技術探析

劉源 冉懋君 王道雄 魏亞祺

摘? 要：醫院具有人群集中、人流量大等特殊性，各種先進醫療設備對工作環境具有較高要求。醫院中央空調在為患者和醫護人員提供舒適就醫和工作環境時，其同樣存在所使用的制冷機組運行時間長、循環水泵功率大，能源消耗嚴重等問題。為響應國家號召，醫院中央空調系統可采用相關節能技術，以期達到節能降耗目的。基于此，文章結合醫院現實情況，從中央空調系統原理入手，深入探究了新時期現代醫院中央空調節能技術。

關鍵詞：醫院;中央空調;節能技術

中圖分類號：TB657.2???? 文獻標識碼：A?????? 文章編號：2096-6903（2020）06-0000-00

中央空調作為醫院動力系統不可或缺的主要部分，其電能消耗占醫院用電總量的50%左右，因此空調系統節能顯得至關重要。作為特殊性公共場所，醫院對室內舒適度控制要求較高，但是目前在能源控制以及環保控制方面存在較大難度。新時期，醫院如何做好中央空調節能工作顯得尤為重要。

1中央空調系統簡介

根據中央空調系統原理，可分為冷凍水循環系統、冷卻水循環系統、冷凍機組系統三大部分。冷凍水循環系統主要用為將室內熱量傳導到冷凍機組，冷卻水循環系統是將冷凍機組壓縮冷媒產生的熱量帶到室外，冷凍機組系統則是用壓縮機改變冷媒氣體的壓力變化來達到低溫制冷的機械設備系統。

2中央空調在醫院的節能運行現狀

2.1供冷時間需求長

醫院作為特殊服務場所，不僅對環境溫度要求較高，同時供冷時間需求較長。供冷機組基本處于24h高負荷不停機運行狀態，因此電能消耗極大。

2.2冷卻水系統存在不足

醫院冷卻水系統設計，主要是按最大換熱量來確定冷卻水系統的容量。但在實際使用過程中，冷卻塔維護不佳會大大降低散熱效率，出現小馬拉大車的情況，因此能耗效率大大降低。此外由于缺少冷卻塔自動控制系統，靠人工增減冷卻塔數量會造成溫度控制不及時的情況。

2.3樓內冷量損失情況嚴重

由于病房缺少新風制冷系統，樓棟內部門窗經常為了通風處于敞開狀態，為此造成了冷量的散失，增加機組負荷，增加能耗。

2.4冷凍水水質欠佳

由于醫院中央空調系統大，并長期運轉。冷水系統雖然較為密閉，但水中溶解氧對冷凍管材產生腐蝕。日積月累后，空調管道內就積攢了大量的污垢、銹渣和微生物不斷繁殖所產生的生物污泥，從而造成管道流量減少甚至阻塞。有研究表明，冷凝器的污垢每增加0.1mm，換熱效率就降低30%，耗電量增加5%～8%。

2.5多單位冷量需求不一致

由于醫院臨床科室較多，不同部門對環境溫度要求不一致。會出現少數部門對溫濕度要求極高的情況，因此有時會出現為滿足單一部門需求而提高機組總制冷量的情況。

現階段，中央空調在運行時，受運行環境和設計原理等諸多方面因素的影響，導致冷卻水循壞系統或是冷凍水循序系統能耗過大。因此，醫院要結合實踐積極使用節能技術，以便達到節能減排目的。

3新時期下現代醫院中央空調節能技術

3.1系統節能技術

醫院在中央空調系統節能設計中，要根據醫院現有設施情況、室內外溫度差、空調設計規范、建筑結構等，并依據《供熱通風與空調設計規范》來設計系統或是改造系統。在冬季，室內溫度需達到18°C～23°C，為滿足人體舒適要求，空氣濕度要控制在45%～65%范圍內。在夏季，室內溫度要控制在24°C～28°C之間，并且將空氣濕度保持在40%～65%。只有將溫度和濕度控制在適合的范圍內，才能滿足正常工作需求。對于醫院來說，在使用系統節能技術時，需結合醫院內部具體需求，來考慮室內溫度和濕度，從整體上提高建筑物的隔熱和保溫功能，盡可能地使用環保和節能材料。

3.2變頻控制技術

變頻器即具有改變電源頻率的功能，它可以實現對工頻電源（50Hz或60Hz）的平滑轉換，從而驅動設備電機的運行速率，使設備的運行頻率產生可控變化。從其整體控制原理來看，其主要利用主電路實現精準的控制操作，即借助整流電路轉變電流的形式，使交流電轉換為直流電，同時直流電電流經濾波電路處理，轉化為平滑穩定的直流電，最后再依托逆變電路完成對直流電的轉換，以輸出不同頻率的交流電。針對醫院中央空調而言，其主機內部主要依據變頻控制實現節能，通過高精度的感應體系及頻率控制，使設備能夠處于最佳的運行狀態，使其能耗優于傳統的定頻方式。據相關統計，采取變頻控制方式能夠實現30%的年均節能目標，尤其在低負荷時，其節能性甚至高達70%，因此對于醫院而言不可小覷。實際上，空調設備在運行中的節能方式，主要是采取多機并聯制冷，在設備運行之初，壓縮機通常以全部滿載方式開啟，而當冷凍水水溫下降到8℃以下時，則在持續運行1～1.5h后，部分壓縮機將自行關閉，剩余壓縮機則根據感應設備，提供適宜的制冷量。此時，雖然冷凍水溫保持在9～12℃范圍，但依然能夠滿足實際需求，使中央空調設備保持節能狀態運行。

3.3集控系統自動控制技術

集控系統由工控機、用戶交互界面、傳感器設備以及相關軟件組成。在局域網區域中，利用傳感器和控制卡將中央空調所有設備互聯。我院在集控系統使用之前，多憑值班人員經驗進行操作，時常因為人員調整機組不及時，導致能耗浪費。利用集控系統，電腦可以實時采集冷水機組進出水溫度與能量負荷，從而對機組進行調配。同時也可以監控冷卻水溫度，及時性的調整冷卻塔的運行數量，保證機組正常運行的同時最大化的節省冷卻塔風機能量消耗。

3.4輸送系統的節能改造技術

醫院在中央空調水系統節能改造中，要科學計算各個環路，結合實際，采用科學有效地舉措實現對環路的平衡，科學有效地計算出中央空調的運行參數，對輸送系統的進水溫度進行控制，對機組運行速度，風壓風量、空氣輸送系統進行控制。另外還可以使用多泵運行方式，結合天氣情況對水泵開啟數量進行確定，通過這樣的舉措，將水系統消耗能量控制在相關范圍內。

3.5空調大小系統切換機制

由于手術室、ICU等特殊部門與普通病房冷量需求不一致，利用風冷熱泵搭建制冷小系統。可在環境溫度不高，制冷量需求較低時，將大型冷水機組切換為在需求科室就近位置搭建的小系統，從而在保證特殊需求的同時達到節能降耗的目的。

3.6負荷隨動跟蹤的節能控制技術

醫院在中央空調的節能技術改造中，要依托先進的集成技術，從物理、邏輯上聯系中央空調子控制系統的功能，實現實現子系統之間的信息共享，建立溝通平臺，最大限度地利用資源，實現對系統工程概括的掌握，科學分析制冷參數，借助模糊控制器調節空調控制系數動態，從確保空調系統的順利有序運行。毋庸置疑，一旦控制提供負荷發生變化，就會影響空調水系或是主機的有序運行，對此，醫院可利用用模糊控制器，從采集數據中，科學的總結多種運行參數，確保系統的有序運行。

3.7空調末端系統節能

除了在醫院中央空調末端設備中設置常規溫控開關外，還可以在空調末端設置電動閥，根據醫院房間內的負荷調節水量，并經常性清掃空調過濾網。同時對效果不好的單元，及時清理冷凍水過濾器，避免出現換熱效果不佳的情況。在冬季或是過渡季的時候，在醫院部分只有制冷需求區域，通過最大限度地利用自然冷量來進行降溫，實現節能減排的目的。 同時引進玻璃防輻射貼膜節能技術，采用高透明納米復合高分子貼膜制品，在保證透光率的同時，極大的阻礙紫外線和紅外線達到節能的目的。

3.8節能管理

長期以來，醫院后勤人員存在員工文化基礎較弱，學歷層次低，專業人員偏少等情況。因此只有加強高學歷專業化職工引進，才能更好的適應新時期下醫院的發展。我院通過近今年開展“品管圈”的管理活動，收獲頗豐。將“品管圈”應用到中央空調管理節能中來，通過制定明確的節能主題，召集圈員進行目標設定和原因解析，并通過科學的方法進行對此及實施，最終實現中央空調節能的無形結果和有形結果，同時建立標準化的執行流程。

4結語

新時期下，醫院使用中央空調節能技術一方面可以節約醫院的能源，另一方面還有助于降低醫院運行成本，因此，醫院需對各個區域進行科學合理的空調系統布局，進一步改善中央空調系統的節能效果，切實掌握主機系統、水系統，達到節能減排的目的。

參考文獻

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[2] 金偉，沈崇德，郭磊，等.大型醫院科技節能整體解決策略研究與實踐[J].中國醫院管理，2016，36（12）：54-55.

收稿日期：2020-05-03

作者簡介：劉源（1989—），男，湖北黃岡人，本科，助理工程師，研究方向：暖通。

Analysis on Energy-saving Technology of Central Air Conditioning in Modern Hospitals in the New Era

LIU Yuan，RAN Maojun，WANG Daoxiong，WEI Yaqi

（Tongji Hospital，Tongji Medical College，Huazhong University of Science and Technology，Wuhan Hubei? 430030）

Abstract： The hospital has the characteristics of crowd concentration and large flow of people， and various advanced medical equipment has higher requirements for the working environment. When central air conditioning in hospital provides comfortable medical and working environment for patients and medical staff， it also has problems such as long running time of refrigeration unit， high power of circulating water pump and serious energy consumption. In response to the call of the state， hospital central air conditioning system can adopt relevant energy-saving technology， in order to achieve the purpose of energy saving and consumption reduction. Based on this， combined with the actual situation of the hospital， starting from the principle of central air conditioning system， this paper deeply explores the energy-saving technology of central air-conditioning in modern hospitals in the new era.

Keywords： hospital; central air conditioning; energy saving technology