新时期下现代医院中央空调节能技术探析

刘源 冉懋君 王道雄 魏亚祺

摘  要：医院具有人群集中、人流量大等特殊性，各种先进医疗设备对工作环境具有较高要求。医院中央空调在为患者和医护人员提供舒适就医和工作环境时，其同样存在所使用的制冷机组运行时间长、循环水泵功率大，能源消耗严重等问题。为响应国家号召，医院中央空调系统可采用相关节能技术，以期达到节能降耗目的。基于此，文章结合医院现实情况，从中央空调系统原理入手，深入探究了新时期现代医院中央空调节能技术。

关键词：医院;中央空调;节能技术

中图分类号：TB657.2     文献标识码：A       文章编号：2096-6903（2020）06-0000-00

中央空调作为医院动力系统不可或缺的主要部分，其电能消耗占医院用电总量的50%左右，因此空调系统节能显得至关重要。作为特殊性公共场所，医院对室内舒适度控制要求较高，但是目前在能源控制以及环保控制方面存在较大难度。新时期，医院如何做好中央空调节能工作显得尤为重要。

1中央空调系统简介

根据中央空调系统原理，可分为冷冻水循环系统、冷却水循环系统、冷冻机组系统三大部分。冷冻水循环系统主要用为将室内热量传导到冷冻机组，冷却水循环系统是将冷冻机组压缩冷媒产生的热量带到室外，冷冻机组系统则是用压缩机改变冷媒气体的压力变化来达到低温制冷的机械设备系统。

2中央空调在医院的节能运行现状

2.1供冷时间需求长

医院作为特殊服务场所，不仅对环境温度要求较高，同时供冷时间需求较长。供冷机组基本处于24h高负荷不停机运行状态，因此电能消耗极大。

2.2冷却水系统存在不足

医院冷却水系统设计，主要是按最大换热量来确定冷却水系统的容量。但在实际使用过程中，冷却塔维护不佳会大大降低散热效率，出现小马拉大车的情况，因此能耗效率大大降低。此外由于缺少冷却塔自动控制系统，靠人工增减冷却塔数量会造成温度控制不及时的情况。

2.3楼内冷量损失情况严重

由于病房缺少新风制冷系统，楼栋内部门窗经常为了通风处于敞开状态，为此造成了冷量的散失，增加机组负荷，增加能耗。

2.4冷冻水水质欠佳

由于医院中央空调系统大，并长期运转。冷水系统虽然较为密闭，但水中溶解氧对冷冻管材产生腐蚀。日积月累后，空调管道内就积攒了大量的污垢、锈渣和微生物不断繁殖所产生的生物污泥，从而造成管道流量减少甚至阻塞。有研究表明，冷凝器的污垢每增加0.1mm，换热效率就降低30%，耗电量增加5%～8%。

2.5多单位冷量需求不一致

由于医院临床科室较多，不同部门对环境温度要求不一致。会出现少数部门对温湿度要求极高的情况，因此有时会出现为满足单一部门需求而提高机组总制冷量的情况。

现阶段，中央空调在运行时，受运行环境和设计原理等诸多方面因素的影响，导致冷却水循坏系统或是冷冻水循序系统能耗过大。因此，医院要结合实践积极使用节能技术，以便达到节能减排目的。

3新时期下现代医院中央空调节能技术

3.1系统节能技术

医院在中央空调系统节能设计中，要根据医院现有设施情况、室内外温度差、空调设计规范、建筑结构等，并依据《供热通风与空调设计规范》来设计系统或是改造系统。在冬季，室内温度需达到18°C～23°C，为满足人体舒适要求，空气湿度要控制在45%～65%范围内。在夏季，室内温度要控制在24°C～28°C之间，并且将空气湿度保持在40%～65%。只有将温度和湿度控制在适合的范围内，才能满足正常工作需求。对于医院来说，在使用系统节能技術时，需结合医院内部具体需求，来考虑室内温度和湿度，从整体上提高建筑物的隔热和保温功能，尽可能地使用环保和节能材料。

3.2变频控制技术

变频器即具有改变电源频率的功能，它可以实现对工频电源（50Hz或60Hz）的平滑转换，从而驱动设备电机的运行速率，使设备的运行频率产生可控变化。从其整体控制原理来看，其主要利用主电路实现精准的控制操作，即借助整流电路转变电流的形式，使交流电转换为直流电，同时直流电电流经滤波电路处理，转化为平滑稳定的直流电，最后再依托逆变电路完成对直流电的转换，以输出不同频率的交流电。针对医院中央空调而言，其主机内部主要依据变频控制实现节能，通过高精度的感应体系及频率控制，使设备能够处于最佳的运行状态，使其能耗优于传统的定频方式。据相关统计，采取变频控制方式能够实现30%的年均节能目标，尤其在低负荷时，其节能性甚至高达70%，因此对于医院而言不可小觑。实际上，空调设备在运行中的节能方式，主要是采取多机并联制冷，在设备运行之初，压缩机通常以全部满载方式开启，而当冷冻水水温下降到8℃以下时，则在持续运行1～1.5h后，部分压缩机将自行关闭，剩余压缩机则根据感应设备，提供适宜的制冷量。此时，虽然冷冻水温保持在9～12℃范围，但依然能够满足实际需求，使中央空调设备保持节能状态运行。

3.3集控系统自动控制技术

集控系统由工控机、用户交互界面、传感器设备以及相关软件组成。在局域网区域中，利用传感器和控制卡将中央空调所有设备互联。我院在集控系统使用之前，多凭值班人员经验进行操作，时常因为人员调整机组不及时，导致能耗浪费。利用集控系统，电脑可以实时采集冷水机组进出水温度与能量负荷，从而对机组进行调配。同时也可以监控冷却水温度，及时性的调整冷却塔的运行数量，保证机组正常运行的同时最大化的节省冷却塔风机能量消耗。

3.4输送系统的节能改造技术

医院在中央空调水系统节能改造中，要科学计算各个环路，结合实际，采用科学有效地举措实现对环路的平衡，科学有效地计算出中央空调的运行参数，对输送系统的进水温度进行控制，对机组运行速度，风压风量、空气输送系统进行控制。另外还可以使用多泵运行方式，结合天气情况对水泵开启数量进行确定，通过这样的举措，将水系统消耗能量控制在相关范围内。

3.5空调大小系统切换机制

由于手术室、ICU等特殊部门与普通病房冷量需求不一致，利用风冷热泵搭建制冷小系统。可在环境温度不高，制冷量需求较低时，将大型冷水机组切换为在需求科室就近位置搭建的小系统，从而在保证特殊需求的同时达到节能降耗的目的。

3.6负荷随动跟踪的节能控制技术

医院在中央空调的节能技术改造中，要依托先进的集成技术，从物理、逻辑上联系中央空调子控制系统的功能，实现实现子系统之间的信息共享，建立沟通平台，最大限度地利用资源，实现对系统工程概括的掌握，科学分析制冷参数，借助模糊控制器调节空调控制系数动态，从确保空调系统的顺利有序运行。毋庸置疑，一旦控制提供负荷发生变化，就会影响空调水系或是主机的有序运行，对此，医院可利用用模糊控制器，从采集数据中，科学的总结多种运行参数，确保系统的有序运行。

3.7空调末端系统节能

除了在医院中央空调末端设备中设置常规温控开关外，还可以在空调末端设置电动阀，根据医院房间内的负荷调节水量，并经常性清扫空调过滤网。同时对效果不好的单元，及时清理冷冻水过滤器，避免出现换热效果不佳的情况。在冬季或是过渡季的时候，在医院部分只有制冷需求区域，通过最大限度地利用自然冷量来进行降温，实现节能减排的目的。 同时引进玻璃防辐射贴膜节能技术，采用高透明纳米复合高分子贴膜制品，在保证透光率的同时，极大的阻碍紫外线和红外线达到节能的目的。

3.8节能管理

長期以来，医院后勤人员存在员工文化基础较弱，学历层次低，专业人员偏少等情况。因此只有加强高学历专业化职工引进，才能更好的适应新时期下医院的发展。我院通过近今年开展“品管圈”的管理活动，收获颇丰。将“品管圈”应用到中央空调管理节能中来，通过制定明确的节能主题，召集圈员进行目标设定和原因解析，并通过科学的方法进行对此及实施，最终实现中央空调节能的无形结果和有形结果，同时建立标准化的执行流程。

4结语

新时期下，医院使用中央空调节能技术一方面可以节约医院的能源，另一方面还有助于降低医院运行成本，因此，医院需对各个区域进行科学合理的空调系统布局，进一步改善中央空调系统的节能效果，切实掌握主机系统、水系统，达到节能减排的目的。

参考文献

[1] 张振.医院中央空调低碳节能的改造策略[J].科技创新导报，2018，15（24）：58-59.

[2] 金伟，沈崇德，郭磊，等.大型医院科技节能整体解决策略研究与实践[J].中国医院管理，2016，36（12）：54-55.

收稿日期：2020-05-03

作者简介：刘源（1989—），男，湖北黄冈人，本科，助理工程师，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