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医院暖通空调系统及节能改造措施

2021-03-27胡晓宇

新视线·建筑与电力 2021年10期
关键词:暖通空调系统能耗节能

胡晓宇

摘 要:随着社会经济的不断发展,人们越来越关注节能减排,医院的建筑用能比较密集,其中,空调暖通系统的耗能最高,为此,医院暖通空调系统的节能改造尤为重要。基于此,本文浅要分析了医院暖通空调系统的能耗特点,并在此基础上提出了医院暖通空调系统的节能改造措施。

关键词:医院;暖通空调系统;能耗;节能

引言:随着现代医疗技术水平的提升,我国医疗卫生事业得到快速发展,同时医院等医疗机构的建筑规模也不断扩大,但由于医疗机构,尤其是医院医护人员对医疗环境要求不断升高,对暖通空调系统也提出了新的挑战和要求,而且暖通空调系统已经成为了医疗机构建筑的标准配置,每年医院建筑的能耗当中暖通空调系统的能耗占其中60%~70%。因此,集中空调系统是否能够得到合理运行与医院经济效益有着直接的关系。另外,医院绿化灌溉和照明用电等也属于能耗较高的部分,而医院当中对于照明系统和绿化也有着较高的要求,其直接关系到病患能够在良好的环境中快速恢复健康,以及医疗人员是否能获得更好的工作体验。所以,在现代低碳环保、生态文明建设的理念下,开展医院节能工作有着重要的意义。

一、医院暖通空调系统的能耗特点

医院建筑由于自身功能的独特性,在能耗方面存在着较高的要求,与普通的建筑相比,医院的能耗更高。站在节能改造的视角来看,首先需要分析医院能耗的分类情况,分析哪部分耗能是最高的,到底是暖通空调系统还是医疗设备,然后针对具体的情况展开深入分析,进而提出节能改造策略。据调查结果显示,医院的能耗主要可以分为四种,分别是电能消耗、水资源消耗、热能消耗和其他能源的消耗。按照医院建筑耗能的占比分析可知,排在前几位的耗能种类主要包括暖通空调系统、电梯、办公照明和热水等等。不难发现,在医院建筑当中,暖通空调系统的能耗最大。通常来说,暖通空调系统主要是由三部分构成,第一部分是冷热源,第二部分是输送系统,第三部分是空调末端。各个医院建筑由于建造的时间不同,因而他们的暖通系统也存在着一定的差异,在一些新建的医院建筑中,主要是使用中央空调系统或者是多联机系统,空调系统的末端主要是风机盘管和新风机组。据调查结果显示,在医院建筑当中,暖通空调系统的耗能在整体耗能中的占比远远大于30%,大约占总能耗的40%到50%左右,此系统在医院建筑中耗能最大。而且,医院的规模越大,暖通空调系统的能耗就越高,当冷热源的形式越丰富时,耗能会越少。要想对医院的暖通空调系统进行节能整改,需要综合考虑三个层面,分别是经济、工艺和效益,然后按照具体的情况落实各项节能整改方案。

二、医院暖通空调系统节能改造案例分析

以某医院为例,主要建筑概况:该医院建筑面积30余万m2,建筑按照功能和划分为门急诊、科研、教学、病房、综合办公及大型医技、保障用房,还包括其他院内生活用房。外墙主要使用预制混凝土和空心砖2种材料,外窗则设计为双层玻璃内遮阳,所消耗的主要能源包括电力能源和天然气。其中电力能源主要为暖通空调系统、通风系统、照明系统、特殊设备用电用能系统、综合服务系统等覆盖的所有建筑区域。天然气主要应用在供暖系统、餐饮服务系统和特殊用能系统,主要涉及建筑区域为燃气锅炉和餐厅。医院建筑暖通空调系统当中,供暖系统主要运行时间为11月—次年4月,而制冷季节则主要为5月—9月。照明系统、特殊用能系统、综合服务系统运行时间则全年运行[3]。本案例中,北京某医院建筑暖通空调系统节能改造方案主要包括供暖系统的节能改造和空调系统的节能改造。

1)供暖系统节能改造

该医院建筑供暖热源主要是来自于医院内部设置的燃气锅炉,锅炉房内共安装有4台10t燃气热水锅炉和2台2t的燃气蒸汽锅炉。热水锅炉提供供暖热源,蒸汽锅炉提供医用蒸汽和生活热水热源。冬季取暖期通常运行3台~4台10t锅炉,初寒和末寒时期,则通常运行2台~3台,严寒时期运行4台。非供暖期锅炉房通常只运行1台~2台2t蒸汽锅炉,以提供洗衣房、全院医用蒸汽和生活热水等热负荷。锅炉房共设置循环水泵12台,采用每台锅炉配2台水泵方式予以配置,均未安装变频控制装置。因此,对于供暖系统的节能改造即进行气候补偿器系统增设。出于供暖系统中供热设备依据建筑最大热负荷进行选型考虑,原有现实条件下,整个供暖期间建筑最大热敷和出现时间较短,能够实现最短时间内达到最大热负荷。气候补偿器的安装使用能够随着室外环境空气温度大小及时进行温度调节,主要是运用电动调节阀开度的调整来实现供回水混合比例,以达到换热站二次网供水温度调整的目的,实现换热站供热量动态调节。

2)空调系统节能改造

本案例当中,医院门诊楼与诊断楼空调系统主要包括2套,1套为舒适性空调系统,主要承擔楼内公共区域和各非手术房间空气调节。而另外1套则为手术室洁净空调系统,主要承担所有手术室空气调节。舒适性空调系统主要运用风机盘管加新风送风方式,新风机组分布于各楼层新风机房,新风经过温湿度处理及过滤后,送入各个房间。风机盘管布置则较为灵活,安装于各房间内,可实现每个房间的单独控制。洁净空调则为定风量全空气系统,能够确保室内正压与洁净度,主要由分布在楼内设备夹层的洁净空调机组负责。空调水系统则主要包括两管制与四管制,楼内舒适性空调区域采用两管制,配备2台离心式冷水机组,夏季冷冻水与冬季二次热水均连接至空调水系统分水器,空调系统供冷工况的冷冻水和供热工况的二次热水,分别通过阀门切换予以实现。洁净空调水系统形式为四管制,配备2台螺杆式冷水机组,专门为手术室提供冷源。冷水机组冷冻水与板式换热器二次热水分别连接至空调机组冷热水供回水管道,以达到供冷工况与供暖工况独立运行的效果。本项目空调系统节能改造首先针对水泵变频控制改造。一般来讲,中央空调系统在设计时需要依据最大负荷来进行设备选取,而全年实际运行过程当中,年平均负荷往往远小于系统设计负荷,当最大负荷出现时,其时间通常不会超过总运行时间的10%,一般的做法是依靠调节阀门开度来增大管网阻力,从而达到流量控制的目的,但此做法会加大能量的消耗,需依据建筑实际运行负荷对空调系统作出调节。其次,水泵变频控制方式改造。这一部分改造主要考虑的是温差和压差等两种常见水泵变频方式,温差控制方式主要是运用供回水钢管温差作为控制参数,以此来进行设计供回水温差的控制,通常为5℃。供回水管均安装温度传感器系统,运行时对温差进行检测,将计算的两个管路温差数据回传至控制装置,并与设定值进行对比,以负荷为依据,通过改变水泵流量来降低能耗。压差控制方式则主要是设计为水气筒中压差值作为控制器输入信号,将压差控制器控制在10cm以上,并采用自拌热,尽最大程度降低热量损失,并采用绑扎法来予以处理,使用厚度为20mm的石棉绳来进行访问层处理,运用玻璃纤维布来作为保护层,同时进行防腐漆隔潮涂刷,确保能够实现热量损耗的控制。

总结

医院建筑能耗管理是属于一项具有明显系统性的工程,需要通过长期的改进研究,并做好开源节流,进行科学合理的评价,选择符合医院自身发展的节能改造方案,同时也需要通过科学的管理和反复实践,对每一个细节都做出仔细的分析,管理和技术改造同时开展,方能够实现医院建筑的节能降耗。

参考文献

[1]黄晶.大型医院建筑暖通空调系统节能改造方案及效果评价[J].建筑技术开发,2019,417(15):149-151.

[2]张鑫.浅析医院暖通空调系统的特点及节能改造案例[J].山西建筑,2020,46(18):134-135.

[3]王铮.医院暖通空调系统的节能分析[J].科技风,2020,438(34):125-126.

[4]黄秀霞.医院建筑暖通空调节能思路及措施探究[J].建筑与装饰,2019(5):25.

[5]彭国森.暖通空调系统的节能改造分析[J].建筑工程技术与设计,2018(18):4765.

[6]郭磊鑫.既有建筑暖通空调系统节能改造设计分析[J].建材发展导向,2019,17(12):22-23

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