醫(yī)院制冷空調系統(tǒng)節(jié)能

醫(yī)院制冷空調系統(tǒng)節(jié)能研究摘要：本文分析了醫(yī)院制冷空調系統(tǒng)的特點、空調能耗與一般建筑的區(qū)別。依照《節(jié)能設計標準》和國家建筑節(jié)能目標，分析了醫(yī)院能耗較大的主要原因，并針對醫(yī)院特點總結歸納了一些行之有效的節(jié)能方法。關鍵字：醫(yī)院空調系統(tǒng)節(jié)能措施0引言我國是能耗大國，能源利用率僅為33%，與世界先進水平相差20多個百分點，節(jié)能空間和潛力很大。有關專家預測，通過采取各種節(jié)能措施，到2020年我國可以節(jié)約能源8億噸標準煤。在各種能耗中，建筑能耗占有很大的比重。目前我國房屋數量有４００億m2左右，房屋建筑規(guī)模已超過所有發(fā)達國家，僅2001年房屋竣工面積達１９億７千萬m2，但在每年近２０億m2的竣工面積當中，只有5~6千萬m2是節(jié)能建筑，僅占３％左右，也就是說有９７％屬于高耗能建筑。我國目前存在建筑耗能大、能效低、圍護結構的保溫隔熱性能差等問題，并具有夏季空調用電量大、冬季采暖能耗高等特點。我國的建筑圍護結構保溫性能普遍較差，外墻和窗戶的導熱系數為發(fā)達國家的3~4倍，門窗空氣滲透率要高出3~6倍，外墻的單位建筑面積耗能要多4~5倍。而醫(yī)院、辦公樓、商場等公共建筑由于室內環(huán)境要求相對較高，能耗更大，在節(jié)能上有更大的前景。醫(yī)院在空調設計標準上，又有著很多不同的地方，比如醫(yī)院手術室耗能為一般空調系統(tǒng)的5~10倍，而且其它不同等級的房間也比一般空調能耗要多。本文將就近幾年國內醫(yī)院建筑制冷空調系統(tǒng)的能耗進行分析、總結并提出相應的節(jié)能技術措施。1醫(yī)院空調的特點從醫(yī)院空調系統(tǒng)的方案選擇到設計都存在自身的特點，空調系統(tǒng)的節(jié)能和運行管理也有很多不同之處。首先從醫(yī)院的性質來看，醫(yī)院是治療疾病的場所，所以用于醫(yī)院的空調其積極的作用在于預防及治療疾病，并避免醫(yī)護人員受到病毒感染，因此對空氣品質有特定要求。針對醫(yī)院不同類型、等級和功能的房間，空調系統(tǒng)必須慎重分區(qū)。對室內空調的設計參數、設備布置、衛(wèi)生要求、使用時間、空調負荷等進行詳細調查研究，反復比較，才能進行合理的系統(tǒng)分區(qū)，以便能夠確保各室要求的參數，減少不同區(qū)域間的不利影響，也便于管理和維護、降低運行費用。一般來說，高潔凈要求或嚴重污染的房間，或者獨立的自成體系的區(qū)域等最好單獨成為一個系統(tǒng)。其次，醫(yī)院各房間通風空調運行時間也有不同的要求。門診部（急診除外）、診療中心、管理部門、洗衣房、廚房餐廳按作息時間運行；住院部、新生兒室、早產兒室、康復室、特別護理室夜間需要運行；緊急手術室、急救室、分娩室需要隨時運行；值班室（醫(yī)生、護士、藥房、檢查部門）要求獨立運行；檢查室（細菌）、X光室、同位素室、潔凈病房、解剖室、太平間、動物房有階段性運行的需要。最后，醫(yī)院空調系統(tǒng)的標準較高。手術室的空調系統(tǒng)要求控制室內溫度、濕度、潔凈度、細菌總數、有害氣體濃度以及氣流分布，保證室內人員所需的新風量。其中最為重要的是控制室內細菌總數，以防止在手術過程中對手術傷口的感染，提高手術成功率。與一般建筑物的空調要求相比，系統(tǒng)應該具有以下特點：（1）空氣的凈化和除菌；（2）控制各區(qū)域的氣流和風速；（3）保證不同區(qū)域之間合理的氣流流向和壓力分布；（4）保證醫(yī)療上必要的溫度及濕度；（5）排出廢氣和有害氣體，保證室內空氣新鮮。（6）對排出的廢氣進行處理，防止污染室外環(huán)境。良好的手術室空調系統(tǒng)不僅是指某個單項指標達到要求，而是全方位地實現(xiàn)“無菌環(huán)境保障體系”這個目的，在手術全過程中消除一切可能誘發(fā)術后感染的風險。2醫(yī)院空調的主要能耗醫(yī)院空調系統(tǒng)的能耗比普通建筑的能耗要高，主要原因是室內各參數標準高、新風量大、空氣處理要求高；運行時間較長；各房間功能要求不同，管理復雜。首先，醫(yī)院房間的溫濕度要求較高，手術室、特殊房間等因級別和用途不同對溫濕度也有不同的要求。病房還應根據不同病人的要求易于調控溫濕度范圍。第二，醫(yī)院空調系統(tǒng)要求較大的換氣次數，以滿足室內空氣品質的要求，這部分的能耗占有較大比重。第三，對細菌總數，潔凈度有一定的要求。在增大新風量的同時，必須依據不同要求裝設高效、亞高效過濾器等設備，送風阻力增大，耗能也增加。第四，現(xiàn)代醫(yī)院越來越先進，設備和室內條件越來越好，導致醫(yī)院散熱設備越來越多，而這些設備在一定程度上缺乏良好的節(jié)能管理，造成室內設備、照明等負荷增大。第五，醫(yī)院大多數房間必須保證較好的采光度，而大多數醫(yī)院圍護結構的隔熱性能并不好，窗戶的太陽熱輻射能耗較大，使醫(yī)院建筑的圍護結構熱負荷比一般建筑相對要高。第六，醫(yī)院由于空調系統(tǒng)管理復雜，人員流動性大，人員種類較多，由于管理上的漏洞，額外負荷也占有一定的比重。能源回收利用也做的不夠好，能耗浪費較嚴重。3醫(yī)院空調節(jié)能措施3.1潔凈室節(jié)能潔凈室耗能為一般空調系統(tǒng)的5~10倍，因此有更大的節(jié)能空間。主要的技術措施有：3.1.1合理計算和利用新風量節(jié)能確定合理的換氣次數。大多數潔凈室的換氣次數都沒有經過計算確定，一般都偏大，致使風口送風速度和室內風速太大，反而有揚塵的影響，而且送風能耗增加。醫(yī)院是為人提供服務的場所，為了防治感染最佳的對策就是補給充足的外氣量，但補充外氣量將增加空調負載量。一般的空調設計均采用最多的人員與最激烈的活動情形來估算外氣，但實際上卻不需要用到那么多的外氣量，因而造成大部分的時間空調設備都在高耗能情況下運轉，所以較為有效的方式是裝設二氧化碳監(jiān)測裝置，監(jiān)控室內空氣品質，以適度的調節(jié)外氣補給量。潔凈室需要大量新風的另一個重要原因是有局部排風，但局部排風并非全天運行，可以根據室內正壓變化或者排風量變化，不斷調節(jié)新風量，以維持既定的正壓。工程實測表明，這樣可以節(jié)電38％，節(jié)冷56％，節(jié)蒸汽83％。還可以采用節(jié)能型排風柜，減少系統(tǒng)和空調器的漏風量。目前國內空調風道的漏風量在1％～20%之間，而國外標準達到1％以下。風機軸功率與風量的3次方成正比，如果把風量從20％降到2％，則節(jié)省風機軸功率62.8％，還不計空氣處理的能耗，所以節(jié)能效果很明顯。綜合利用潔凈氣流，是潔凈室特有的節(jié)能途徑。在不影響潔凈度要求的前提下，串聯(lián)和交叉使用潔凈氣流可以節(jié)省30％～40%的能耗。3.1.2采用節(jié)能消毒殺菌方式節(jié)約能量采取臭氧消毒滅菌方式在具有空調凈化系統(tǒng)（HVAC系統(tǒng)）控制的潔凈環(huán)境中可以節(jié)省不少能量。因為裝置過濾網將產生風管系統(tǒng)的壓損，因此選用過濾網時應采用低壓損型產品，另外由于過濾網經久使用后會產生集塵效果，雖然捕捉效率仍佳，但相對也造成壓損增加，因此定時更換過濾網也是降低壓損的方式。在很多情況下，可以采用低阻過濾器或者低阻亞高效過濾器的，就不用阻力高出3~4倍的高效過濾器，可以減少送風動力能耗。3.1.3減少和利用排風病檢科、核醫(yī)科和實驗室等場所的排氣可分為毒性氣體（結核菌、EO、放射性）、酸性氣體及有機溶劑等廢氣，在作業(yè)環(huán)境中這些氣體可控制在抽氣柜內，按照不同種類的排氣予以區(qū)分，經過處理達到環(huán)保標準后才能排放至大氣。排氣量與新鮮空氣補給量由于有質量平衡的關系，因此合理控制減少排氣量，除了可降低排氣風機運轉電力外，而且可降低外氣所引入的空調負荷。3.1.4自動控制對潔凈間而言，空調系統(tǒng)實現(xiàn)自動化監(jiān)控，可以在滿足系統(tǒng)安全運行及保證系統(tǒng)的各種技術指標的同時，最大限度地實現(xiàn)節(jié)能控制，符合日益突出的節(jié)能和環(huán)保需要。有關資料表明，采用空調自控系統(tǒng)后，可節(jié)約空調系統(tǒng)設備年度運行費用的10%，更樂觀的估計認為可達15%~30%，而空調自控產品的投資占整個醫(yī)院總投資的0.5%左右，收回投資時間很短。同時，由于實現(xiàn)設備的自動控制和管理水平，減少突發(fā)事故的發(fā)生和設備損壞，從而帶來潛在效益?？梢允瓜到y(tǒng)更安全地運行，并最大限度地提高舒適程度。3.1.5盡量減少能耗大的房間和設備的數量或者規(guī)格。減小潔凈空間體積，特別是減小高級潔凈室體積是降低造價和能耗的一個重要途徑。3.2其它節(jié)能方式3.2.1嚴格執(zhí)行行業(yè)規(guī)范國家對建筑節(jié)能的重視程度越來越高，先后出臺了《節(jié)能設計標準》、《綜合醫(yī)院建筑設計規(guī)范》、《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》、《潔凈室施工及驗收規(guī)范》等。醫(yī)院空調系統(tǒng)設計和施工中存在不少問題，只有嚴格執(zhí)行相關行業(yè)規(guī)范，才能真正實現(xiàn)節(jié)能的目標。3.2.2加強管理和節(jié)能意識培養(yǎng)醫(yī)院屬公共場所，人員流動性及差異性都很大，管理難度也大。例如空調溫度的設定，有些患者特別怕冷，有些特別怕熱，很難有一個共同標準，所以能源管理的難度甚高，但不能因為難度高就不加以管理。應選擇耗能量大、易掌控的部分先執(zhí)行，然后再逐步分段陸續(xù)推動，例如，醫(yī)院因病人、訪客流動性大，不易教育訓練，而員工大部分為醫(yī)技人員，不具理工背景，對節(jié)能較無概念及無切身感，成效亦不佳。因此除了定期舉辦講習及張貼海報外，還可利用網絡、電子看板等方法宣導。最佳的方法還是向員工宣導家庭節(jié)能知識和作法，讓員工在家里做到節(jié)能（利己）并養(yǎng)成習慣，如此一來到醫(yī)院就更容易仿效管理了(習慣成自然)。長遠的節(jié)能意識培養(yǎng)，更是全社會實現(xiàn)總體節(jié)能目標的必要條件。3.2.3設計和系統(tǒng)、設備選擇的節(jié)能國內大多數醫(yī)院過去常采用冷水機組集中式空調系統(tǒng)，根據各室的級別計算送風量，各室不能單獨進行調節(jié)。這種方式在提供溫度、濕度、空氣凈化、去除臭味等方面都可以達到滿意的效果；由于機房和房間分開，可以較好地處理噪聲。所以適用于恒溫、恒濕、潔凈、無噪聲等要求的手術室場合。其缺點是風道占用空間大。對于全新風系統(tǒng)，國內常因為全熱交換器投資較高、維護不易而不愿采用，系統(tǒng)能耗較大。而改用VAV、VRV等系統(tǒng)，可以降低能耗。另外，由于醫(yī)院空調系統(tǒng)大風量，高阻力，系統(tǒng)中風機發(fā)熱已成為主要負荷。減小風機型號就可減少用電量，而減少風機發(fā)熱關鍵在于調節(jié)送風量和降低系統(tǒng)阻力。應根據實際情況計算出所需要的合理送風量，而不能根據推薦換氣次數估算風量。設計風量一般是按系統(tǒng)過濾器終阻力的倍數來計算，而實際運行時由于過濾器尚未達到終阻力，使實際風量遠遠大于設計風量。因此，用變頻風機調速運行來達到鎖定風量運行具有很大的節(jié)能意義。3.2.4能量回收，重復利用。例如，新風負荷是圍護結構的負荷的10～30倍，如北京、上海，廣州