医院建筑暖通空调节能思路及措施

1、医院建筑暖通空调节能思路及措施作者：沈晋明俞卫刚来源：中国医院建筑与装备2013年第04期近年来我国新建医院已经完全改变了传统医院建筑的能耗比例，空调与供热（包括供热水与蒸汽）已成为最大能耗，其次是照明。下面将重点讨论医院建筑暖通空调方面的节能。暖通空调系统节能措施分析医院节能这项工作已经做了许多年，有许多文献介绍了这方面的工作，目前应该清醒地分析过去得到的经验与教训。在满足医疗与感染控制要求的前提下，暖通空调节能降耗的措施可从冷热源、输送系统、暖通空调设备、控制系统与运行管理等方面考虑。目前适用于医院的一些成熟节能方法与措施、运用的可能性以及可能存在的问题，如表1所示。医院节能的创新思路与措

2、施对医院节能要有创新思路，要从可持续发展的定义出发，节能不是简单地提高效率、抑制需求、降低能耗，而是合理利用能量，降低的仅仅是不可再生能源的消耗，同时将对环境的影响降低到最小。结合医院全年能耗高、供热量大、昼夜负荷差异大、大体量医院需全年供冷、关键科室与一般科室控制要求不同（特别是湿度控制）等特点，近年来在医院节能方面探索和总结了一些行之有效的思路与措施*规划与均衡整幢医院建筑用能我国大型综合医院传统的冷热源大多设计为冷水机组（多为压缩式）与锅炉（多为蒸汽）组合，由冷热源集中供给各功能科室（区）所需的媒介（水、汽、制冷剂等）。这种集中式冷热源供给系统的媒介与温度是以控制参数要求最高的科室为标准

3、而设定的，或者说设定的是最高能位的冷媒与热媒。如冷媒为7（或更低）冷冻水是为湿度控制设定的，高压蒸汽热媒是为灭菌而设定的，对于要求较低的科室则可采用调质（如将蒸汽变为不同温度的热水）或调量（如变流量）等措施进行运行调节。这种传统冷热源的配置以特定科室为设计对象，尽管可以选用高效冷热源来提高其系统效率，但一方面冷冻机组放出非常可观的废热量，一方面又使用大量能源烧蒸汽，或者说一侧为对象服务，另一侧放出废热，可见不可能真正实现有效节能降耗。热泵的本质是转移热量，将热量从一侧转移到另一侧，一台热泵可同时供热水和供冷冻水，没有废热排出。这样花1份转移热量的能耗可以得到7份至8份的冷热总量，节能降耗成效不

4、言而喻。这种方式的制约条件是两端制冷量和供热量必须是匹配的。而医院全年供热量大、大体量医院需冬季供冷的用能特点，为实现一台热泵同时供热供冷创造了条件，十分方便地使整个医院实现四管制空调，提高了医疗环境控制质量，尤其在我国东部地区过渡季节非常适用。如果两侧不平衡，不平衡一端必须向外排热（冷）以随时保持两侧平衡（这需要重视）。这就要求必须改变过去传统设计方法，由各个专业相对独立为特定功能科室进行设计，转变成综合各个专业以整幢大楼为控制目标进行设计，计算各种功能科室（部）的用冷用热量，规划整个大楼用能，创造条件均衡冷量与热量，以达到最佳节能效果。在国内外医院已有不少成功的案例，节能量十分可观。*针对

5、不同处理过程采用相应能位的媒介医院建筑功能科室多，如从医疗环境控制角度可分为一般科室（具有一般无菌程度与舒适性要求）和关键科室（对温湿度与无菌程度有较高要求，尤其是湿度控制）。除湿需要用较低的冷冻水，舒适性空调可采用较高冷冻水，以利节能。水温越低能位越高，水温越高能位越低。对于热媒则反之，水温越高能位越高，水温越低能位越低。产生能位越高的媒介所需的能耗越高，因此节能的要点是针对不同处理对象要求采用相应能位的媒介，即用高能位的冷冻水（7）去除湿，用低能位的冷冻水（10）去降温，而传统冷源用高能位的冷冻水（7）去做低能位的降温，用高能位的蒸汽转化为生活热水，耗能不言而喻。利用低能位热水采用辐射供暖

6、应是不错的节能措施。医院用能另一个特点是医院昼夜负荷差异大，如果利用冷机夜间的富余冷量去蓄冰，白天就可采用蓄冰装置的融冰产生低温冷冻水（5），用于空调系统新风除湿（或湿度控制用），让新风承担全部湿负荷，而原冷机白天提高冷冻水出水水温（12）作为循环风机组（风机盘管机组、空气处理循环机组等）降温（或温度控制）用。除了负压隔离病房外，一般不要求干工况（干盘管）运行，以简化运行控制，提高温控反应速度。这样同一台冷机可产生两种不同能位的冷冻水，对新风与循环风进行适合各自能位的空气处理，节能效果大。这种冷机被称为双工况冷机，这种系统就是湿度优先控制。由于蓄冰仅用于处理新风，蓄冰量不大，所占空间小，这不同

7、于传统的冰蓄冷，即白天高峰时段所需要的冷量，从白天转移到晚上制冷蓄冰，“移峰填谷”减少了设备的装机容量，但扩大了蓄冰空间，对地处市区的医院难以实施。大体量医院存在空调内区，需要全年供冷，冬季室外气温低却还需要耗能开制冷机供冷，过去常将室外空气直接引入室内，但很容易破坏区域内有序的压力分布，使定向气流逆流，易引起交叉感染。除了采用上述的多功能热回收热泵，还可以将空调封闭的水系统直接与室外空气进行热交换而冷却，这种方式称为免费供冷（Free Cooling）。为方便运行，将免费供冷热交换器与制冷冷水机组串联在一起。在室外温度适宜的情况下，只要室外气温比冷冻水回水温度低2以上时，就可先通过免费供冷，

8、供冷不足部分通过冷水机组制冷，当室外气温低到一定程度（取决于冷冻水供水温度）完全可以取代冷水机组运行。目前已将两者组合在一台机组内，在运行中不仅可自动转换，而且可以更有效地节能。*采用复合能源站概念医院节能除了要根据医疗特点外，还要依据医院所在地的气候与地理，计算出整幢医院建筑的全年、季节以及不同时段的冷热负荷，选择不同能源种类、不同机组类型、不同容量的冷热源的合理配置、有机组合，这就是复合能源站的概念。这也是目前一个节能的新课题，国外也在积极地推广。为了保障医院用能安全，应采用多能源结构（油、气、电、自然能等），不宜采用单一能源。根据医院全年、季节与不同时段冷热负荷来合理配置不同冷热源，如单

9、冷冷水机组、热泵、双工况制冷机组、多功能热回收机组、分散式热水机组、自然能机组（免费供冷、太阳能等）、废热回收机组等，实现最佳的多能源组合。依据不同气候状态下不同冷热源的能量利用效率，通过优化多能源运行模式，实施最佳能量调节。这需要开发一套智能化能源站管理系统，根据逐时需要的冷热量和室内外负荷变化来确定当下的供能方案，才可能尽量提高各个时段的运行能效、减少排放量，达到最佳节能效果。综上所述，节能理念不是单纯抑制需求，而是从源头治起，只有改变医院传统的冷热源，才能有效节能。要做好医院节能，除了从建筑实体着手减少建筑负荷，综合各环节的节能措施，全面、有机地统筹安排，采用高效末端装置或设备，提高设施系统的效率（如风系统、水系统），采用各种热回收装置回收，对排放到环境中的废热（冷）进行回收，保证建筑物整体的能源利用效率最佳，将废热排放量减少到最小等常规节能措施外，更重要的是还须针对医院用能特点，改变以各种功能科室（部）特定空间为控制对象的传