關于醫院空調節能途徑與措施的探討

熊肅利

［摘 要］在現代醫院的發展和運營過程中，空調系統是不可或缺的重要組成部分。在患者就醫過程中，它能提供舒適的就醫環境，同時讓患者得到良好的休息和治療，促進疾病的康復。由于空調系統的耗電量占整個醫院總能耗的三分之一以上，空調節能對于醫院的發展意義重大。空調節能的方法主要是采用科學合理的制冷技術和合理有效的管理方法。基于此，本文針對醫院空調節能的途徑與措施進行初步的分析和探討，希望能為相關單位和技術人員提供一些參考和借鑒。

［關鍵詞］醫院；空調節能；途徑；措施

［中圖分類號］TB6文獻標志碼：A

隨著我國經濟的快速發展，能源消耗也迅速增長。據統計，全國每年消耗電力超過500億千瓦時，約占全國發電總量的5 %～7 %。隨著醫院規模的不斷擴大，建筑能耗逐年增加。據統計，全國每年醫院空調耗電量約為200億千瓦時，其中中央空調系統耗電量約占醫院總能耗的1/3左右，而大型醫院空調能耗又占整個醫院能耗的1/2。其中，夏季空調消耗電量又占空調總消耗量的一半左右，是我國電力系統中最大的一塊能耗。隨著人民生活水平的提高和醫療條件的改善，人們對醫療環境提出了更高的要求。作為公共建筑中最主要的耗能設施——空調系統，其能源消耗已經成為制約我國醫院發展的重要因素之一 。醫院作為一個經濟組織，其主要職能除了不斷提高醫療水平、滿足患者不斷增長的就醫需求外，還承擔著必要的社會責任。目前我國節能減排之路任重道遠，醫院作為能耗大戶，要積極響應國家碳達峰、碳中和的雙碳行動的號召，為了我國乃至全球經濟可持續發展，要努力爭創資源節約型的綠色醫院。

1 醫院空調節能意義的分析

1.1 節約經濟成本

醫院的空調系統能耗占建筑能耗的很大一部分，因此醫院在建設和運營過程中要充分考慮節能問題。通常來說，醫院建筑空調系統所采用的設備，如制冷機組、水泵、冷卻塔等，都是耗能大戶。因此，要降低醫院空調系統的能耗，必須在設計和運行過程中采用先進的技術和科學的方法。

一方面，在設計過程中要進行科學合理的設計，并采用節能設備和技術；另一方面，要進行合理有效的管理和控制，并充分利用可再生能源（如太陽能、風能等）來降低能耗。這兩方面都可以有效降低醫院空調系統的能耗。

1.2 提高生態效益

隨著社會經濟的快速發展，人們對生活質量的要求越來越高，對生態環境的要求也越來越高。醫院是一個特殊的場所，既要在一個相對封閉的空間對患者進行治療和護理，又要保證室內環境的清潔衛生。因此，醫院空調系統在節能方面不僅要考慮能源消耗，還要充分考慮醫院運行后所產生的環境效益和社會效益。這就需要醫院在設計時要多考慮一些節能措施，如采用自然通風、自然冷卻等技術來減少能源消耗和環境污染。

1.3 促進資金合理分配

目前，我國醫院普遍存在著資金不足的問題，因此合理分配資金，讓每個部門都能發揮出最大的作用顯得尤為重要。醫院在建設過程中，應該遵循節約能源、節省資源、保護環境和可持續發展的原則，提高醫院建設項目的經濟效益和社會效益。

只有充分考慮醫院的實際情況，才能做好節能工作，因此應該結合實際情況制訂相應的節能方案。在空調系統中，要合理安排設備的安裝位置和數量；在設計過程中，可以根據實際情況進行設計，使之更好地發揮作用。這樣不但能更好地實現節能目標，而且能使醫院的經濟效益得到提高。

1.4 改善醫療環境，促進患者早日康復

一般醫院的病房環境要求溫度不低于20℃，濕度不高于50 %，二氧化碳濃度不高于0.25 %。而病房中的患者一般都處于清醒狀態，若室內通風不好，就容易導致空氣渾濁，使患者的舒適感欠佳。進行合理的置換通風，不僅可以提高患者的舒適度，還能改善病房內的環境。在通風設備方面，采用高效節能的新風機組是很有必要的。比如，采用機械送風式新風機組時，可將室內循環風由原來的回風口排至室外或送入另一個回風口。這種方法在減少空調系統中能量損失的同時，還能有效降低能源消耗。

2 改善醫院空調節能效果的途徑與措施

醫院是社會公共服務的重要組成部分，同時也是能耗大戶。在全國節能減排的大環境下，醫院作為公共建筑的一個特殊領域，其節能降耗顯得尤為重要。在國家加強節能減排管理和加快經濟發展方式轉變的大背景下，醫院如何用技術和管理手段減少能源消耗、提高能源使用效率已成為一項迫切的課題。下文分別從技術途徑和管理途徑兩個方面進行討論。

2.1 技術途徑

2.2.1 減少冷負荷

目前，大多數醫院在夏季都需要利用空調系統制冷來降低室內溫度，以減少室內人員的熱舒適和熱感覺，從而減少空調系統的冷負荷。因此，減少醫院冷負荷，首先，要在建筑設計中加強圍護結構的保溫隔熱性能，降低圍護結構的熱工性能。其次，是根據當地的氣候條件和醫院自身情況合理設計空調系統的冷熱源、冷媒系統，盡量減少不必要的制冷負荷。最后，是在醫院建筑中采用自然通風和自然采光；合理選擇空調系統冷負荷計算方法和空調設備形式；采用高效冷水機組、高效熱回收機組；改善末端設備選型，采用性能良好、經濟合理的末端設備；提高管理水平，優化運行管理制度；等等。

2.2.2 維持室內空氣清新度

隨著醫院門診患者數量的不斷增加，病房內的空氣質量將會越來越差。據統計，在醫院病房內，由于空氣污染引發的疾病發生率要比非病房高3～4倍。另外，醫院病房內空氣質量與患者的免疫力有很大關系。

一般情況下，病房內空氣中細菌含量可以達到每立方米2 000個以上，比普通房間高出10倍左右，而呼出的二氧化碳含量則高出3～4倍。因此，良好的室內空氣質量可以有效地改善患者的免疫功能和增強患者的抗病能力，有利于疾病的治療和康復。如果不對醫院病房內空氣質量進行有效控制，不但會使患者受到不良空氣的影響，還會增加醫院空調系統能耗。因此，應將醫院病房內空氣質量控制作為一個重要項目進行管理。

2.2.3 降低水系統泵機的電耗

第一，水泵的變頻改造。由于醫院的空調系統水容量較大，水泵的耗電量占整個空調系統耗電量的70 %以上，因此降低水泵的耗電量是空調節能改造的重要環節之一。針對醫院在原設計中水泵為定速，而實際運行中流量發生變化時需要改變泵轉速以達到調節流量的目的，水泵變頻改造將變流量泵改為變頻器控制，即通過控制變頻器頻率來改變水泵電機轉速，從而實現水泵變頻［1］。通過實際運行測試，節能效果明顯。

第二，改善水泵性能曲線。在原設計中，原水泵的特性曲線與實際需求曲線之間存在偏差，這就造成了其在不同運行工況下所需要的揚程和功率不同，進而造成了電能的浪費。為了解決這一問題，醫院對原設計的水泵進行了重新設計，根據醫院空調系統流量變化的特點和規律重新繪制了新泵的特性曲線，這樣就可以根據空調系統流量變化來調整水泵電機轉速實現對流量的控制。

2.2.4 應用智能控制系統

傳統的空調系統中，大部分控制均由人工操作，存在一定的局限性，而且大部分控制都是單一控制，各系統之間缺乏有效的協調。在這種情況下，需要對空調系統進行改造，采用智能控制系統。智能控制系統的應用可以將建筑內所有用電設備的信息進行集成，并將這些信息通過計算機網絡進行整合，對建筑內各用電設備的運行情況進行有效監控。該智能控制系統不僅可以根據建筑內各個用電設備的實際使用情況來對空調系統進行智能化調節和優化管理，還可以對建筑內各用電設備的運行狀態進行實時監測、分析和預測。智能控制系統在醫院空調系統中的應用主要有以下幾個方面：一是對空調機組的啟停進行合理控制；二是對中央空調機組、風柜、水泵等設備進行優化管理；三是實現信息資源共享。該智能控制系統在保證了室內舒適度的前提下，可有效降低能耗，節能效果明顯。

2.2.5 增加制冷機組的工作頻率

通過對空調系統的調查分析發現，空調機組的負荷率偏低，因此可以在滿足負荷要求的情況下，增加制冷機組的工作頻率，提高系統負荷率。根據醫院實際情況，空調機組的工作頻率可以設定在3～5次/h。從醫院節能方面考慮，制冷機組工作頻率增加后，負荷率提高，可降低機組的制冷量；同時，制冷系統工作頻率的增加還可延長機組運行時間，在夏季空調高峰時段降低機組運行時間。

制冷機組工作頻率增加后，應及時進行系統調試和檢查，保證機組正常運行。另外在制冷機組運行時，需要根據現場情況不斷調整冷凍水系統水泵的開啟臺數。通過實際運行證明，制冷機組工作頻率增加后不僅節能效果顯著，而且還可以保證整個空調系統的平穩、可靠［2］。

2.2.6 利用變頻技術實現節能

目前，變頻技術已得到廣泛應用。變頻空調機組利用變頻控制技術，可實現空調機組的變流量運行，使整個空調系統以最佳工況運行，既能夠節省能量又能夠提高設備的使用壽命。其原理是，根據空調負荷變化的規律，在冷機和風機轉速不變的情況下，改變壓縮機的輸出功率，即改變壓縮機輸入電壓的大小和頻率，從而改變壓縮機輸出的曲軸轉數。當負荷發生變化時，壓縮機就會根據負荷變化進行調節，使系統始終保持最佳工況運行。醫院空調系統在運行過程中普遍存在著“大馬拉小車”現象，即一臺風機或水泵的能耗遠遠大于一臺冷水機組的能耗。采用變頻技術改造后可使一臺冷水機組節約50 %～60 %的電能消耗，有效降低能源消耗成本。此外，利用變頻技術改造后還可實現以下功能：夏季空調機組以最小功率運行，冬季空調機組以最大功率運行，以最小轉速運行。

2.2.7 安裝加熱回收裝置

在醫院的空調系統中，新風經過風機盤管加濕后，被送入室內，而回風經過風機盤管后，被送回風機盤管進行冷卻。因此，新風加濕后送入室內的熱量損失和冷卻損失都比較大，一般在40 %～50 %。為了降低能耗，建議在新風回風的末端設備上安裝加熱回收裝置。通過加熱回收裝置可使新回風的溫度升高到13℃以上，以提高新風的顯熱和潛熱利用效率。同時，由于增加了加熱裝置的熱量，相應減少了冷卻裝置的冷負荷和冷量。在同樣條件下，熱回收裝置比冷卻裝置節電10 %以上［3］。

2.3 管理措施

2.3.1 注重外部環境與內部環境的設置

醫院的建筑設計應與外部環境和內部環境相協調，綜合考慮氣候、地理位置、周邊環境、功能分區等因素。比如：在夏季時，可將室外空氣直接引入室內進行降溫，或采用自然通風；在冬季時，可采用暖氣加熱或電加熱等。如果外部環境與內部環境不能得到很好的協調，空調系統就會在夏季出現“高溫”、冬季出現“低溫”的現象，導致能源消耗過多。因此，在設計時應充分考慮建筑的特點和建筑用途，對醫院的空調系統進行科學合理的設計，對外部環境和內部環境進行協調處理。比如：在冬季時，可將室內空氣和室外空氣進行混合處理，再利用自然通風技術進行降溫；在夏季時，可通過空調系統調節室內溫度來保證室內空氣的質量。

2.3.2 完善醫院空調設施的管理制度

醫院的空調設施管理制度直接影響著空調設施的運行效率和節能效果，應根據具體情況，建立切實可行的空調設施管理制度，做到責任到人，嚴格按照規定操作。具體做法：建立空調設施管理委員會，負責制定空調設施管理規定和實施細則；對所有空調設備進行編號，并登記到設備管理臺賬上；建立各科室空調使用信息臺賬，記錄各科室的用電情況和空調使用時間；實行全員能源審計制度；對全院各科室的用電情況進行調查摸底，并制定能耗統計分析表；根據分析結果和運行情況制定各科室能耗指標考核辦法，對能耗超標的科室進行處罰；對新、改、擴建項目節能評估提出意見。由醫院節能主管部門負責，組織專家進行節能評估，根據專家評估意見，確定是否進行節能改造，并由能源主管部門將節能方案送院領導審批［4］。

2.3.3 創新節能技術手段，提高醫院空調使用的效率

醫院建筑能耗中，空調系統能耗占30 %左右，這部分能耗，是衡量一個醫院技術水平和管理水平的重要指標。如何提高醫院空調系統的使用效率，是節能降耗的關鍵。

首先，要充分利用已有的空調系統。在原有的空調系統中，將部分或全部作為新的空調系統運行，這樣既能節省空調系統投資，又能提高醫院空調使用的效率。其次，不斷探索和創新節能技術手段。比如，將醫院空調系統與電力部門聯網，在電力部門的幫助下，將醫院空調系統中運行的能量轉化為電能輸送到電網，這部分能量轉化成電能后不但可以向醫院供電，同時也可以直接向電網輸電。這樣不僅能有效節約醫院的用電成本，還可以延長醫院用電設備的使用壽命。

3 結語

綜上所述，醫院的空調系統作為一個能耗占比高的系統，其能耗占醫院總能耗的30 %以上。而如何有效地使用空調能源，減少其消耗，降低運行費用，已成為當今醫院管理者十分關心的問題。因此，醫院管理人員應根據醫院環境的特殊性和患者對醫療環境要求的不同，在滿足建筑使用功能和醫療功能的前提下，對空調系統進行設計選型，在安裝調試和運行管理等方面進行優化。同時建立一系列規范的管理制度，從技術改造和制度管理角度同時入手，有效降低醫院空調系統的能源消耗，真正達到降低醫療成本、實現創建綠色環保醫院的目標。

參考文獻

［1］湯志剛. 醫院空調節能途徑與措施研究［J］. 中國設備工程，2021（14）：270-271.

［2］楊威. 關于醫院建筑暖通空調節能思路及措施探討［J］. 綠色環保建材，2020（4）：49-50.

［3］呂仕和. 醫院建筑暖通空調節能思路及措施［J］. 綠色環保建材，2019（3）：44.

［4］呂仕和. 醫院建筑暖通空調節能思路及措施［J］. 城市建設理論研究（電子版），2018（19）：207-208.