摘 要 由于醫(yī)療建筑特殊的功能與地位,人們對其環(huán)境要求尤其嚴格,所以醫(yī)療建筑的能耗是其他公共建筑的兩倍以上,而在醫(yī)療建筑能耗中,暖通空調系統(tǒng)的能耗尤其高。基于此,筆者結合自身工作實踐案例,在查閱了醫(yī)療建筑能耗的相關文獻基礎上,以醫(yī)療建筑為例,重點是分析醫(yī)院建筑暖通空調系統(tǒng)節(jié)能的思路與措施,以期為醫(yī)療建筑設計與既有醫(yī)療建筑節(jié)能改造提供新的思路和方法。
關鍵詞 醫(yī)療建筑;暖通空調系統(tǒng);節(jié)能;措施
引言
建筑節(jié)能是我國走可持續(xù)發(fā)展的必經之路,而其中的暖通空調設備節(jié)能又在建筑節(jié)能中占有相當大的比重,可以說,暖通空調設備運行效率的高低,運行策略的好壞都直接影響著能否實現建筑節(jié)能的目標。下面筆者結合醫(yī)院全年能耗高、供熱量大、晝夜負荷差異大、大體量醫(yī)院需全年供冷、關鍵科室與一般科室控制要求不同(特別是濕度控制)等特點,近年來在醫(yī)院節(jié)能方面探索和總結了一些行之有效的思路與措施。
1 醫(yī)院暖通節(jié)能方法及存在問題分析
1.1 冷熱源系統(tǒng)
在冷熱源系統(tǒng)節(jié)能上,目前醫(yī)院主要有以下一些方法,如:①選擇適當容量、適當臺數機組,使各個季節(jié)機組能保持高效率運行,由于機組絕大部分時間在非設計工況下運行,提高部分負荷運行的效率意義重大,但這種方法需要的設備臺數偏多,將增加投資和機房面積;②選擇高性能系數的設備(冷熱源設備等),但是一般情況下價格較貴;③利用自然能 (太陽能、地熱、風能、地下水與室外大氣)或作為能源、能匯(空氣、土壤、水源等),容易受到該地區(qū)自然能狀況影響及可能引起風險;④合理匹配不同能位的冷熱源,避免用高能位的媒介做低能位的處理,但冷熱源種類增多。
1.2 輸送系統(tǒng)
在輸送系統(tǒng)上,主要有:①輸送冷熱源采用水(制冷劑)系統(tǒng),主要存在問題是非全空氣系統(tǒng)不利于無菌狀態(tài)控制;②根據用戶負荷特點,提高冷出水溫度,但要評估對濕度控制要求較高的關鍵科室的影響;③加大輸送溫差,減少輸送量,需要注意末端裝置的性能;④選擇高性能輸送設備,變流量(VAV,VWV,VRV)運行,價格較貴,注意低流量時段對醫(yī)療與衛(wèi)生的負面影響;⑤降低輸送管道、管件與過濾器等阻力,尤其是高效過濾器,需要特別關注低阻過濾器效率;⑥加強輸送管道(空調機組)氣密性;需要特別注意凈化系統(tǒng)與空調機組滲漏。
1.3 空調系統(tǒng)
在空調系統(tǒng)上,主要有:①系統(tǒng)合理分區(qū),主要是要注意區(qū)域間系統(tǒng)停開時空氣的逆流;②盡量用局部送風方法保護關鍵區(qū)域,需要防止周圍區(qū)域的干擾或污染;③室內氣流與溫濕度控制最佳化,提高換氣效率、通風效率,注意醫(yī)療要求與交叉污染控制;④根據室外狀態(tài)變新風量運行(調節(jié)),但對壓力梯度控制有要求的區(qū)域,要慎重;⑤采用全(顯)熱交換器,與中間媒介熱回收盤管,需要注意全熱交換器新風側被堵塞,排風側污染空氣的滲透;⑥采用二次回風系統(tǒng),避免采用一次回風再加熱,對熱濕比小,溫濕度控制精度高的場所,不合適;⑦提高新風質量,減少系統(tǒng)新風稀釋量,受場所限制,有時難以找到理想新風口。
1.4 控制系統(tǒng)
在控制系統(tǒng)上,主要有:①設定最佳的啟動時間與運行時間,對壓力梯度控制有要求的區(qū)域,要慎重;②設備最佳配比運行(臺數、容量),但一般運行模式較復雜;③設定最佳的送風參數(送風量與送風狀態(tài)),有些科室不適宜變風量運行;④根據氣候變化設定(預測)最佳運行策略,運行模式過于復雜,增加管理難度[1]。
2 醫(yī)院建筑暖通空調系統(tǒng)節(jié)能改造實例
2.1 項目概況
該醫(yī)院建筑面積14余萬平方米,建筑物按功能可分為門急診、病房、科研教學、綜合辦公、潔凈室、大型醫(yī)技、保障用房、其他(院內生活)。醫(yī)院消耗的主要能源為電力和天然氣。電力用于供暖系統(tǒng)、空調通風系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、特殊用能系統(tǒng)、綜合服務系統(tǒng)消耗,所涉及的建筑區(qū)域為所有建筑;天然氣用于供暖系統(tǒng)、特殊用能系統(tǒng)和餐飲服務系統(tǒng),所涉及建筑區(qū)域為燃氣鍋爐及各餐廳。
2.2 改造思路與措施
(1)增設氣候補償器系統(tǒng)。由于供暖系統(tǒng)中的供熱設備是按照該建筑的最大負荷來進行選型的,但是,在現實條件下,整個供暖期間,建筑物的最大熱負荷出現的時間較短,也就是說有很短的時間內可以達到最大熱負荷。氣候補償器隨著室外空氣溫度的大小,及時改變電動調節(jié)閥開度來改變供回水混合比例,調整換熱站二次網的供水溫度,實現換熱站供熱量的動態(tài)調節(jié)。經測試,氣候補償器運行效果良好,并且,安裝氣候補償器對于解決供暖系統(tǒng)無法實現按需調節(jié)的功能的問題具有顯著的效果。
。2)增加單臺冷機的供冷面積。調研發(fā)現,7、8月份室外溫度較高,門診樓和診斷樓冷水機組負荷率一般在80%左右,能夠使冷水機組控制在一個很高的利用率。然而,在5、6、9月份,門診樓和診斷樓冷水機組的負荷率在50%以下。機組負荷率在50%到90%之間時,離心式制冷機組的COP最高,能夠達到很高的利用率。當離心式制冷機組的COP最高時,單位冷量耗電量最少,制冷機組在這種負荷率下工作最節(jié)能。然而,當制冷機組的負荷率低于50%時,機組的COP會有顯著的下降,長期使制冷機組的負荷率低于50%,不僅會降低機組的COP值,而且單位冷量耗電量也會增加,另外,機組的負荷率較低容易引起機組喘振,影響正常運行,甚至影響制冷機組運行壽命。鑒于以上情況造成的能源浪費,將門診樓、診斷樓空調系統(tǒng)的分水器、集水器通過DN250的管道進行連接,7、8月份門診樓與診斷樓各自供冷,5、6、9三個月門診樓與診斷樓共同使用門診樓內的制冷機組,同時提供門診樓、診斷樓冷量。
。3)冷凍水泵變頻改造
原中央空調冷凍水系統(tǒng)中存在著嚴重的“大流量小溫差”的問題。因此,將空調冷凍水系統(tǒng)節(jié)能作為重點,提出的改造對策是將該醫(yī)院建筑門診樓的冷凍水系統(tǒng)進行變頻改造。冷凍水泵選用ACS510-01-157A-4 75kW的2套變頻控制柜。該系統(tǒng)主要是采用定溫差的控制方式,溫差設定值為5℃,并將溫度傳感器安裝于供回水管處[2]。
3 結束語
本文進行的節(jié)能項目的分析僅僅是針對暖通空調系統(tǒng)中的幾項節(jié)能措施進行了分析,實際工程中醫(yī)院的暖通空調系統(tǒng)更加具有復雜性,亟待探討與解決。
參考文獻
[1] 沈晉明,馬曉瓊.醫(yī)院建筑特點與節(jié)能[J].暖通空調,2007,(8):72-78.
[2] 俞衛(wèi)剛.醫(yī)院能耗評價與節(jié)能對策[D].上海:同濟大學,2009.