关于医院空调节能途径与措施的探讨

熊肃利

［摘 要］在现代医院的发展和运营过程中，空调系统是不可或缺的重要组成部分。在患者就医过程中，它能提供舒适的就医环境，同时让患者得到良好的休息和治疗，促进疾病的康复。由于空调系统的耗电量占整个医院总能耗的三分之一以上，空调节能对于医院的发展意义重大。空调节能的方法主要是采用科学合理的制冷技术和合理有效的管理方法。基于此，本文针对医院空调节能的途径与措施进行初步的分析和探讨，希望能为相关单位和技术人员提供一些参考和借鉴。

［关键词］医院；空调节能；途径；措施

［中图分类号］TB6文献标志码：A

随着我国经济的快速发展，能源消耗也迅速增长。据统计，全国每年消耗电力超过500亿千瓦时，约占全国发电总量的5 %～7 %。随着医院规模的不断扩大，建筑能耗逐年增加。據统计，全国每年医院空调耗电量约为200亿千瓦时，其中中央空调系统耗电量约占医院总能耗的1/3左右，而大型医院空调能耗又占整个医院能耗的1/2。其中，夏季空调消耗电量又占空调总消耗量的一半左右，是我国电力系统中最大的一块能耗。随着人民生活水平的提高和医疗条件的改善，人们对医疗环境提出了更高的要求。作为公共建筑中最主要的耗能设施——空调系统，其能源消耗已经成为制约我国医院发展的重要因素之一 。医院作为一个经济组织，其主要职能除了不断提高医疗水平、满足患者不断增长的就医需求外，还承担着必要的社会责任。目前我国节能减排之路任重道远，医院作为能耗大户，要积极响应国家碳达峰、碳中和的双碳行动的号召，为了我国乃至全球经济可持续发展，要努力争创资源节约型的绿色医院。

1 医院空调节能意义的分析

1.1 节约经济成本

医院的空调系统能耗占建筑能耗的很大一部分，因此医院在建设和运营过程中要充分考虑节能问题。通常来说，医院建筑空调系统所采用的设备，如制冷机组、水泵、冷却塔等，都是耗能大户。因此，要降低医院空调系统的能耗，必须在设计和运行过程中采用先进的技术和科学的方法。

一方面，在设计过程中要进行科学合理的设计，并采用节能设备和技术；另一方面，要进行合理有效的管理和控制，并充分利用可再生能源（如太阳能、风能等）来降低能耗。这两方面都可以有效降低医院空调系统的能耗。

1.2 提高生态效益

随着社会经济的快速发展，人们对生活质量的要求越来越高，对生态环境的要求也越来越高。医院是一个特殊的场所，既要在一个相对封闭的空间对患者进行治疗和护理，又要保证室内环境的清洁卫生。因此，医院空调系统在节能方面不仅要考虑能源消耗，还要充分考虑医院运行后所产生的环境效益和社会效益。这就需要医院在设计时要多考虑一些节能措施，如采用自然通风、自然冷却等技术来减少能源消耗和环境污染。

1.3 促进资金合理分配

目前，我国医院普遍存在着资金不足的问题，因此合理分配资金，让每个部门都能发挥出最大的作用显得尤为重要。医院在建设过程中，应该遵循节约能源、节省资源、保护环境和可持续发展的原则，提高医院建设项目的经济效益和社会效益。

只有充分考虑医院的实际情况，才能做好节能工作，因此应该结合实际情况制订相应的节能方案。在空调系统中，要合理安排设备的安装位置和数量；在设计过程中，可以根据实际情况进行设计，使之更好地发挥作用。这样不但能更好地实现节能目标，而且能使医院的经济效益得到提高。

1.4 改善医疗环境，促进患者早日康复

一般医院的病房环境要求温度不低于20℃，湿度不高于50 %，二氧化碳浓度不高于0.25 %。而病房中的患者一般都处于清醒状态，若室内通风不好，就容易导致空气浑浊，使患者的舒适感欠佳。进行合理的置换通风，不仅可以提高患者的舒适度，还能改善病房内的环境。在通风设备方面，采用高效节能的新风机组是很有必要的。比如，采用机械送风式新风机组时，可将室内循环风由原来的回风口排至室外或送入另一个回风口。这种方法在减少空调系统中能量损失的同时，还能有效降低能源消耗。

2 改善医院空调节能效果的途径与措施

医院是社会公共服务的重要组成部分，同时也是能耗大户。在全国节能减排的大环境下，医院作为公共建筑的一个特殊领域，其节能降耗显得尤为重要。在国家加强节能减排管理和加快经济发展方式转变的大背景下，医院如何用技术和管理手段减少能源消耗、提高能源使用效率已成为一项迫切的课题。下文分别从技术途径和管理途径两个方面进行讨论。

2.1 技术途径

2.2.1 减少冷负荷

目前，大多数医院在夏季都需要利用空调系统制冷来降低室内温度，以减少室内人员的热舒适和热感觉，从而减少空调系统的冷负荷。因此，减少医院冷负荷，首先，要在建筑设计中加强围护结构的保温隔热性能，降低围护结构的热工性能。其次，是根据当地的气候条件和医院自身情况合理设计空调系统的冷热源、冷媒系统，尽量减少不必要的制冷负荷。最后，是在医院建筑中采用自然通风和自然采光；合理选择空调系统冷负荷计算方法和空调设备形式；采用高效冷水机组、高效热回收机组；改善末端设备选型，采用性能良好、经济合理的末端设备；提高管理水平，优化运行管理制度；等等。

2.2.2 维持室内空气清新度

随着医院门诊患者数量的不断增加，病房内的空气质量将会越来越差。据统计，在医院病房内，由于空气污染引发的疾病发生率要比非病房高3～4倍。另外，医院病房内空气质量与患者的免疫力有很大关系。

一般情况下，病房内空气中细菌含量可以达到每立方米2 000个以上，比普通房间高出10倍左右，而呼出的二氧化碳含量则高出3～4倍。因此，良好的室内空气质量可以有效地改善患者的免疫功能和增强患者的抗病能力，有利于疾病的治疗和康复。如果不对医院病房内空气质量进行有效控制，不但会使患者受到不良空气的影响，还会增加医院空调系统能耗。因此，应将医院病房内空气质量控制作为一个重要项目进行管理。

2.2.3 降低水系统泵机的电耗

第一，水泵的变频改造。由于医院的空调系统水容量较大，水泵的耗电量占整个空调系统耗电量的70 %以上，因此降低水泵的耗电量是空调节能改造的重要环节之一。针对医院在原设计中水泵为定速，而实际运行中流量发生变化时需要改变泵转速以达到调节流量的目的，水泵变频改造将变流量泵改为变频器控制，即通过控制变频器频率来改变水泵电机转速，从而实现水泵变频［1］。通过实际运行测试，节能效果明显。

第二，改善水泵性能曲线。在原设计中，原水泵的特性曲线与实际需求曲线之间存在偏差，这就造成了其在不同运行工况下所需要的扬程和功率不同，进而造成了电能的浪费。为了解决这一问题，医院对原设计的水泵进行了重新设计，根据医院空调系统流量变化的特点和规律重新绘制了新泵的特性曲线，这样就可以根据空调系统流量变化来调整水泵电机转速实现对流量的控制。

2.2.4 应用智能控制系统

传统的空调系统中，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，各系统之间缺乏有效的协调。在这种情况下，需要对空调系统进行改造，采用智能控制系统。智能控制系统的应用可以将建筑内所有用电设备的信息进行集成，并将这些信息通过计算机网络进行整合，对建筑内各用电设备的运行情况进行有效监控。该智能控制系统不仅可以根据建筑内各个用电设备的实际使用情况来对空调系统进行智能化调节和优化管理，还可以对建筑内各用电设备的运行状态进行实时监测、分析和预测。智能控制系统在医院空调系统中的应用主要有以下几个方面：一是对空调机组的启停进行合理控制；二是对中央空调机组、风柜、水泵等设备进行优化管理；三是实现信息资源共享。该智能控制系统在保证了室内舒适度的前提下，可有效降低能耗，节能效果明显。

2.2.5 增加制冷机组的工作频率

通过对空调系统的调查分析发现，空调机组的负荷率偏低，因此可以在满足负荷要求的情况下，增加制冷机组的工作频率，提高系统负荷率。根据医院实际情况，空调机组的工作频率可以设定在3～5次/h。从医院节能方面考虑，制冷机组工作频率增加后，负荷率提高，可降低机组的制冷量；同时，制冷系统工作频率的增加还可延长机组运行时间，在夏季空调高峰时段降低机组运行时间。

制冷机组工作频率增加后，应及时进行系统调试和检查，保证机组正常运行。另外在制冷机组运行时，需要根据现场情况不断调整冷冻水系统水泵的开启台数。通过实际运行证明，制冷机组工作频率增加后不仅节能效果显著，而且还可以保证整个空调系统的平稳、可靠［2］。

2.2.6 利用变频技术实现节能

目前，变频技术已得到广泛应用。变频空调机组利用变频控制技术，可实现空调机组的变流量运行，使整个空调系统以最佳工况运行，既能够节省能量又能够提高设备的使用寿命。其原理是，根据空调负荷变化的规律，在冷机和风机转速不变的情况下，改变压缩机的输出功率，即改变压缩机输入电压的大小和频率，从而改变压缩机输出的曲轴转数。当负荷发生变化时，压缩机就会根据负荷变化进行调节，使系统始终保持最佳工况运行。医院空调系统在运行过程中普遍存在着“大马拉小车”现象，即一台风机或水泵的能耗远远大于一台冷水机组的能耗。采用变频技术改造后可使一台冷水机组节约50 %～60 %的电能消耗，有效降低能源消耗成本。此外，利用变频技术改造后还可实现以下功能：夏季空调机组以最小功率运行，冬季空调机组以最大功率运行，以最小转速运行。

2.2.7 安装加热回收装置

在医院的空调系统中，新风经过风机盘管加湿后，被送入室内，而回风经过风机盘管后，被送回风机盘管进行冷却。因此，新风加湿后送入室内的热量损失和冷却损失都比较大，一般在40 %～50 %。为了降低能耗，建议在新风回风的末端设备上安装加热回收装置。通过加热回收装置可使新回风的温度升高到13℃以上，以提高新风的显热和潜热利用效率。同时，由于增加了加热装置的热量，相应减少了冷却装置的冷负荷和冷量。在同样条件下，热回收装置比冷却装置节电10 %以上［3］。

2.3 管理措施

2.3.1 注重外部环境与内部环境的设置

医院的建筑设计应与外部环境和内部环境相协调，综合考虑气候、地理位置、周边环境、功能分区等因素。比如：在夏季时，可将室外空气直接引入室内进行降温，或采用自然通风；在冬季时，可采用暖气加热或电加热等。如果外部环境与内部环境不能得到很好的协调，空调系统就会在夏季出现“高温”、冬季出现“低温”的现象，导致能源消耗过多。因此，在设计时应充分考虑建筑的特点和建筑用途，对医院的空调系统进行科学合理的设计，对外部环境和内部环境进行协调处理。比如：在冬季时，可将室内空气和室外空气进行混合处理，再利用自然通风技术进行降温；在夏季时，可通过空调系统调节室内温度来保证室内空气的质量。

2.3.2 完善医院空调设施的管理制度

医院的空调设施管理制度直接影响着空调设施的运行效率和节能效果，应根据具体情况，建立切实可行的空调设施管理制度，做到责任到人，严格按照规定操作。具体做法：建立空调设施管理委员会，负责制定空调设施管理规定和实施细则；对所有空调设备进行编号，并登记到设备管理台账上；建立各科室空调使用信息台账，记录各科室的用电情况和空调使用时间；实行全员能源审计制度；对全院各科室的用电情况进行调查摸底，并制定能耗统计分析表；根据分析结果和运行情况制定各科室能耗指标考核办法，对能耗超标的科室进行处罚；对新、改、扩建项目节能评估提出意见。由医院节能主管部门负责，组织专家进行节能评估，根据专家评估意见，确定是否进行节能改造，并由能源主管部门将节能方案送院领导审批［4］。

2.3.3 创新节能技术手段，提高医院空调使用的效率

医院建筑能耗中，空调系统能耗占30 %左右，这部分能耗，是衡量一个医院技术水平和管理水平的重要指标。如何提高医院空调系统的使用效率，是节能降耗的关键。

首先，要充分利用已有的空调系统。在原有的空调系统中，将部分或全部作为新的空调系统运行，这样既能节省空调系统投资，又能提高医院空调使用的效率。其次，不断探索和创新节能技术手段。比如，将医院空调系统与电力部门联网，在电力部门的帮助下，将医院空调系统中运行的能量转化为电能输送到电网，这部分能量转化成电能后不但可以向医院供电，同时也可以直接向电网输电。这样不仅能有效节约医院的用电成本，还可以延长医院用电设备的使用寿命。

3 结语

综上所述，医院的空调系统作为一个能耗占比高的系统，其能耗占医院总能耗的30 %以上。而如何有效地使用空调能源，减少其消耗，降低运行费用，已成为当今医院管理者十分关心的问题。因此，医院管理人员应根据医院环境的特殊性和患者对医疗环境要求的不同，在满足建筑使用功能和医疗功能的前提下，对空调系统进行设计选型，在安装调试和运行管理等方面进行优化。同时建立一系列规范的管理制度，从技术改造和制度管理角度同时入手，有效降低医院空调系统的能源消耗，真正达到降低医疗成本、实现创建绿色环保医院的目标。

参考文献

［1］汤志刚. 医院空调节能途径与措施研究［J］. 中国设备工程，2021（14）：270-271.

［2］杨威. 关于医院建筑暖通空调节能思路及措施探讨［J］. 绿色环保建材，2020（4）：49-50.

［3］吕仕和. 医院建筑暖通空调节能思路及措施［J］. 绿色环保建材，2019（3）：44.

［4］吕仕和. 医院建筑暖通空调节能思路及措施［J］. 城市建设理论研究（电子版），2018（19）：207-208.