劉源 冉懋君 王道雄 魏亞祺

摘? 要：醫(yī)院具有人群集中、人流量大等特殊性，各種先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備對(duì)工作環(huán)境具有較高要求。醫(yī)院中央空調(diào)在為患者和醫(yī)護(hù)人員提供舒適就醫(yī)和工作環(huán)境時(shí)，其同樣存在所使用的制冷機(jī)組運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、循環(huán)水泵功率大，能源消耗嚴(yán)重等問(wèn)題。為響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，醫(yī)院中央空調(diào)系統(tǒng)可采用相關(guān)節(jié)能技術(shù)，以期達(dá)到節(jié)能降耗目的?；诖?，文章結(jié)合醫(yī)院現(xiàn)實(shí)情況，從中央空調(diào)系統(tǒng)原理入手，深入探究了新時(shí)期現(xiàn)代醫(yī)院中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)。

關(guān)鍵詞：醫(yī)院;中央空調(diào);節(jié)能技術(shù)

中圖分類號(hào)：TB657.2???? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????? 文章編號(hào)：2096-6903（2020）06-0000-00

中央空調(diào)作為醫(yī)院動(dòng)力系統(tǒng)不可或缺的主要部分，其電能消耗占醫(yī)院用電總量的50%左右，因此空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能顯得至關(guān)重要。作為特殊性公共場(chǎng)所，醫(yī)院對(duì)室內(nèi)舒適度控制要求較高，但是目前在能源控制以及環(huán)保控制方面存在較大難度。新時(shí)期，醫(yī)院如何做好中央空調(diào)節(jié)能工作顯得尤為重要。

1中央空調(diào)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

根據(jù)中央空調(diào)系統(tǒng)原理，可分為冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷凍機(jī)組系統(tǒng)三大部分。冷凍水循環(huán)系統(tǒng)主要用為將室內(nèi)熱量傳導(dǎo)到冷凍機(jī)組，冷卻水循環(huán)系統(tǒng)是將冷凍機(jī)組壓縮冷媒產(chǎn)生的熱量帶到室外，冷凍機(jī)組系統(tǒng)則是用壓縮機(jī)改變冷媒氣體的壓力變化來(lái)達(dá)到低溫制冷的機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)。

2中央空調(diào)在醫(yī)院的節(jié)能運(yùn)行現(xiàn)狀

2.1供冷時(shí)間需求長(zhǎng)

醫(yī)院作為特殊服務(wù)場(chǎng)所，不僅對(duì)環(huán)境溫度要求較高，同時(shí)供冷時(shí)間需求較長(zhǎng)。供冷機(jī)組基本處于24h高負(fù)荷不停機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，因此電能消耗極大。

2.2冷卻水系統(tǒng)存在不足

醫(yī)院冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要是按最大換熱量來(lái)確定冷卻水系統(tǒng)的容量。但在實(shí)際使用過(guò)程中，冷卻塔維護(hù)不佳會(huì)大大降低散熱效率，出現(xiàn)小馬拉大車的情況，因此能耗效率大大降低。此外由于缺少冷卻塔自動(dòng)控制系統(tǒng)，靠人工增減冷卻塔數(shù)量會(huì)造成溫度控制不及時(shí)的情況。

2.3樓內(nèi)冷量損失情況嚴(yán)重

由于病房缺少新風(fēng)制冷系統(tǒng)，樓棟內(nèi)部門窗經(jīng)常為了通風(fēng)處于敞開狀態(tài)，為此造成了冷量的散失，增加機(jī)組負(fù)荷，增加能耗。

2.4冷凍水水質(zhì)欠佳

由于醫(yī)院中央空調(diào)系統(tǒng)大，并長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)。冷水系統(tǒng)雖然較為密閉，但水中溶解氧對(duì)冷凍管材產(chǎn)生腐蝕。日積月累后，空調(diào)管道內(nèi)就積攢了大量的污垢、銹渣和微生物不斷繁殖所產(chǎn)生的生物污泥，從而造成管道流量減少甚至阻塞。有研究表明，冷凝器的污垢每增加0.1mm，換熱效率就降低30%，耗電量增加5%～8%。

2.5多單位冷量需求不一致

由于醫(yī)院臨床科室較多，不同部門對(duì)環(huán)境溫度要求不一致。會(huì)出現(xiàn)少數(shù)部門對(duì)溫濕度要求極高的情況，因此有時(shí)會(huì)出現(xiàn)為滿足單一部門需求而提高機(jī)組總制冷量的情況。

現(xiàn)階段，中央空調(diào)在運(yùn)行時(shí)，受運(yùn)行環(huán)境和設(shè)計(jì)原理等諸多方面因素的影響，導(dǎo)致冷卻水循壞系統(tǒng)或是冷凍水循序系統(tǒng)能耗過(guò)大。因此，醫(yī)院要結(jié)合實(shí)踐積極使用節(jié)能技術(shù)，以便達(dá)到節(jié)能減排目的。

3新時(shí)期下現(xiàn)代醫(yī)院中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)

3.1系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

醫(yī)院在中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中，要根據(jù)醫(yī)院現(xiàn)有設(shè)施情況、室內(nèi)外溫度差、空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范、建筑結(jié)構(gòu)等，并依據(jù)《供熱通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范》來(lái)設(shè)計(jì)系統(tǒng)或是改造系統(tǒng)。在冬季，室內(nèi)溫度需達(dá)到18°C～23°C，為滿足人體舒適要求，空氣濕度要控制在45%～65%范圍內(nèi)。在夏季，室內(nèi)溫度要控制在24°C～28°C之間，并且將空氣濕度保持在40%～65%。只有將溫度和濕度控制在適合的范圍內(nèi)，才能滿足正常工作需求。對(duì)于醫(yī)院來(lái)說(shuō)，在使用系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)時(shí)，需結(jié)合醫(yī)院內(nèi)部具體需求，來(lái)考慮室內(nèi)溫度和濕度，從整體上提高建筑物的隔熱和保溫功能，盡可能地使用環(huán)保和節(jié)能材料。

3.2變頻控制技術(shù)

變頻器即具有改變電源頻率的功能，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工頻電源（50Hz或60Hz）的平滑轉(zhuǎn)換，從而驅(qū)動(dòng)設(shè)備電機(jī)的運(yùn)行速率，使設(shè)備的運(yùn)行頻率產(chǎn)生可控變化。從其整體控制原理來(lái)看，其主要利用主電路實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的控制操作，即借助整流電路轉(zhuǎn)變電流的形式，使交流電轉(zhuǎn)換為直流電，同時(shí)直流電電流經(jīng)濾波電路處理，轉(zhuǎn)化為平滑穩(wěn)定的直流電，最后再依托逆變電路完成對(duì)直流電的轉(zhuǎn)換，以輸出不同頻率的交流電。針對(duì)醫(yī)院中央空調(diào)而言，其主機(jī)內(nèi)部主要依據(jù)變頻控制實(shí)現(xiàn)節(jié)能，通過(guò)高精度的感應(yīng)體系及頻率控制，使設(shè)備能夠處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)，使其能耗優(yōu)于傳統(tǒng)的定頻方式。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，采取變頻控制方式能夠?qū)崿F(xiàn)30%的年均節(jié)能目標(biāo)，尤其在低負(fù)荷時(shí)，其節(jié)能性甚至高達(dá)70%，因此對(duì)于醫(yī)院而言不可小覷。實(shí)際上，空調(diào)設(shè)備在運(yùn)行中的節(jié)能方式，主要是采取多機(jī)并聯(lián)制冷，在設(shè)備運(yùn)行之初，壓縮機(jī)通常以全部滿載方式開啟，而當(dāng)冷凍水水溫下降到8℃以下時(shí)，則在持續(xù)運(yùn)行1～1.5h后，部分壓縮機(jī)將自行關(guān)閉，剩余壓縮機(jī)則根據(jù)感應(yīng)設(shè)備，提供適宜的制冷量。此時(shí)，雖然冷凍水溫保持在9～12℃范圍，但依然能夠滿足實(shí)際需求，使中央空調(diào)設(shè)備保持節(jié)能狀態(tài)運(yùn)行。

3.3集控系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)

集控系統(tǒng)由工控機(jī)、用戶交互界面、傳感器設(shè)備以及相關(guān)軟件組成。在局域網(wǎng)區(qū)域中，利用傳感器和控制卡將中央空調(diào)所有設(shè)備互聯(lián)。我院在集控系統(tǒng)使用之前，多憑值班人員經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行操作，時(shí)常因?yàn)槿藛T調(diào)整機(jī)組不及時(shí)，導(dǎo)致能耗浪費(fèi)。利用集控系統(tǒng)，電腦可以實(shí)時(shí)采集冷水機(jī)組進(jìn)出水溫度與能量負(fù)荷，從而對(duì)機(jī)組進(jìn)行調(diào)配。同時(shí)也可以監(jiān)控冷卻水溫度，及時(shí)性的調(diào)整冷卻塔的運(yùn)行數(shù)量，保證機(jī)組正常運(yùn)行的同時(shí)最大化的節(jié)省冷卻塔風(fēng)機(jī)能量消耗。

3.4輸送系統(tǒng)的節(jié)能改造技術(shù)

醫(yī)院在中央空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能改造中，要科學(xué)計(jì)算各個(gè)環(huán)路，結(jié)合實(shí)際，采用科學(xué)有效地舉措實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)路的平衡，科學(xué)有效地計(jì)算出中央空調(diào)的運(yùn)行參數(shù)，對(duì)輸送系統(tǒng)的進(jìn)水溫度進(jìn)行控制，對(duì)機(jī)組運(yùn)行速度，風(fēng)壓風(fēng)量、空氣輸送系統(tǒng)進(jìn)行控制。另外還可以使用多泵運(yùn)行方式，結(jié)合天氣情況對(duì)水泵開啟數(shù)量進(jìn)行確定，通過(guò)這樣的舉措，將水系統(tǒng)消耗能量控制在相關(guān)范圍內(nèi)。

3.5空調(diào)大小系統(tǒng)切換機(jī)制

由于手術(shù)室、ICU等特殊部門與普通病房冷量需求不一致，利用風(fēng)冷熱泵搭建制冷小系統(tǒng)?？稍诃h(huán)境溫度不高，制冷量需求較低時(shí)，將大型冷水機(jī)組切換為在需求科室就近位置搭建的小系統(tǒng)，從而在保證特殊需求的同時(shí)達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

3.6負(fù)荷隨動(dòng)跟蹤的節(jié)能控制技術(shù)

醫(yī)院在中央空調(diào)的節(jié)能技術(shù)改造中，要依托先進(jìn)的集成技術(shù)，從物理、邏輯上聯(lián)系中央空調(diào)子控制系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)之間的信息共享，建立溝通平臺(tái)，最大限度地利用資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)工程概括的掌握，科學(xué)分析制冷參數(shù)，借助模糊控制器調(diào)節(jié)空調(diào)控制系數(shù)動(dòng)態(tài)，從確保空調(diào)系統(tǒng)的順利有序運(yùn)行。毋庸置疑，一旦控制提供負(fù)荷發(fā)生變化，就會(huì)影響空調(diào)水系或是主機(jī)的有序運(yùn)行，對(duì)此，醫(yī)院可利用用模糊控制器，從采集數(shù)據(jù)中，科學(xué)的總結(jié)多種運(yùn)行參數(shù)，確保系統(tǒng)的有序運(yùn)行。

3.7空調(diào)末端系統(tǒng)節(jié)能

除了在醫(yī)院中央空調(diào)末端設(shè)備中設(shè)置常規(guī)溫控開關(guān)外，還可以在空調(diào)末端設(shè)置電動(dòng)閥，根據(jù)醫(yī)院房間內(nèi)的負(fù)荷調(diào)節(jié)水量，并經(jīng)常性清掃空調(diào)過(guò)濾網(wǎng)。同時(shí)對(duì)效果不好的單元，及時(shí)清理冷凍水過(guò)濾器，避免出現(xiàn)換熱效果不佳的情況。在冬季或是過(guò)渡季的時(shí)候，在醫(yī)院部分只有制冷需求區(qū)域，通過(guò)最大限度地利用自然冷量來(lái)進(jìn)行降溫，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。 同時(shí)引進(jìn)玻璃防輻射貼膜節(jié)能技術(shù)，采用高透明納米復(fù)合高分子貼膜制品，在保證透光率的同時(shí)，極大的阻礙紫外線和紅外線達(dá)到節(jié)能的目的。

3.8節(jié)能管理

長(zhǎng)期以來(lái)，醫(yī)院后勤人員存在員工文化基礎(chǔ)較弱，學(xué)歷層次低，專業(yè)人員偏少等情況。因此只有加強(qiáng)高學(xué)歷專業(yè)化職工引進(jìn)，才能更好的適應(yīng)新時(shí)期下醫(yī)院的發(fā)展。我院通過(guò)近今年開展“品管圈”的管理活動(dòng)，收獲頗豐。將“品管圈”應(yīng)用到中央空調(diào)管理節(jié)能中來(lái)，通過(guò)制定明確的節(jié)能主題，召集圈員進(jìn)行目標(biāo)設(shè)定和原因解析，并通過(guò)科學(xué)的方法進(jìn)行對(duì)此及實(shí)施，最終實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)節(jié)能的無(wú)形結(jié)果和有形結(jié)果，同時(shí)建立標(biāo)準(zhǔn)化的執(zhí)行流程。

4結(jié)語(yǔ)

新時(shí)期下，醫(yī)院使用中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)一方面可以節(jié)約醫(yī)院的能源，另一方面還有助于降低醫(yī)院運(yùn)行成本，因此，醫(yī)院需對(duì)各個(gè)區(qū)域進(jìn)行科學(xué)合理的空調(diào)系統(tǒng)布局，進(jìn)一步改善中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果，切實(shí)掌握主機(jī)系統(tǒng)、水系統(tǒng)，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

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收稿日期：2020-05-03

作者簡(jiǎn)介：劉源（1989—），男，湖北黃岡人，本科，助理工程師，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