医疗建筑的空调设计的节能.doc

226医疗建筑的空调设计的节能袁白妹摘要医疗建筑兼有建筑的通行和医疗功能的特性空调系统应该是一个給量充足而又能按需索取的系统空调系统节能不应只偏重于冷源侧而忽视末端致使风机盘管成为一个个没有关紧的水龙头全面节能才是一个节能的系统关键词灵活可调节能进入21世纪人性化的观念普及人对物质和精神的需求不断提高物质和精神的综合需求的一部分就是环境作为患者这一特殊人群对就医环境期望也不断增加他们在选择就医医院的时候已经不只局限于对医生的医术要求而是全方位考察医院其中最重要一点的是医疗环境医疗环境的改善不单是为患者舒适而对其康复也起着关键的作用同时更能使医务人员充分发挥工作能动性医疗环境建设已经明显地滞后一些大的医院还是人满为患环境嘈杂空气污浊也有的医院已经率先进行了改建扩建投入运行后年营业额大幅上扬取得了良好的经济效益医疗环境除了先进的医疗手段和合理的医疗布局外还有一点就是舒适的温度和良好的空气品质所以随着医院环境的改善随之而来的就是较高的资金投入和较高的能耗医疗建筑能耗除了医疗器械的能耗外主要是空调能耗引起空调能耗增加的原因主要是医疗建筑所需要的较大的新风量和较大的医疗器械发热量如何降低空调能耗以及医院在为医患提供良好环境同时还有比较低的运行成本是最为关心的问题降低运行成本不只造福于医院而是降低能源消耗对于我们这个人均资源匮乏的国家是每个设计者的责任我们一直在尝试和探索着把空调设计成为一个高效率低能耗的系统即以最节能的姿态呈现我们在以下几方面作了尝试并且取得了一定的效果一冷源设计的节能1采用冰蓄冷技术冰蓄冷空调技术是随着政府推行用电实行峰谷用电分别计价而采用的采用该技术的意义在于为用户降低电费的同时达到电网移峰填谷的目的用冰蓄冷空调技术是转移高峰用电开发低谷用电在夜间用电低谷时段开启制冷主机将建筑物空调所需冷量的制备好并以冰的形式储存起来在白天用电高峰时段关闭或者与制冷主机串连进行融冰制冷达到同样降温的效果推行峰谷电价是国家为了使得电力系统资源配置和运行效率始终处于较高的水平而采取的政策在发达国家早已经这么作了是优化资源配置保护生态环境的重要措施符合我国的能源政策提倡多建冷站少建电站是保护环境的一项重要举措301医院在这方面走在了前头301外科大楼区域冷站采用冰蓄冷技术后蓄冷量为12160RTH冷冻机的装机容量由常规制冷的4850冷吨削减为3640冷吨装机容量为常规制冷量的75制冷设备用电装机容量由常规制冷的4210KW削减为3543KW用电装机容量降低了16蓄冷用盘管双层叠放尽量减少了占用的冷冻机房的面积冰槽占地面积为250平方米比常规空调增加了22年运行费节省60万元左右动态投资回收期为5年2冷冻机采用大小搭配和变频技术227医院的空调冷负荷是一个极不稳定的负荷峰谷差异很大一年365天一天24小时均有空调负荷发生有冷冻水的需求为了避免大马拉小车的最不经济的运行状况在冷源选择时设置一台小的冷水机组满足病房夜间和手术室冬季低负荷的特殊要求为了使大冷机也始终处于比较高的运行效率在大的离心机也设置变频器加大离心机的调节范围在河北医科大学第四附属医院医疗综合楼中采用了这种技术效果良好3采用变冷媒流量制冷系统和水冷模块机组相结合变冷媒流量制冷系统大约上世纪九十年代初进入我国因其造价高昂普及很慢现在该系统技术已经被众家厂商获得造价逐步降低并以其出色的灵活性和部分负荷时的高效率被应用到医院建设中来变冷媒流量制冷系统还有其独特的优势就是没有水的消耗北京的持续缺水是有目共睹的水资源的枯竭更可怕我们曾经测算过空调的耗水量为0001m3hm2一天的耗水量为0008m3m230000m2空调冷却耗水量240吨数字惊人北医三院外科楼的冷源采用了水冷和风冷相结合的方式水冷机组为模块拼接而成为手术室和病房新风提供冷源笔者曾经赴日考察医院建筑空调参观了4家医院其中3家都是这种系统可见由于变冷媒流量制冷系统因其能够以多种运行方式满足医院中的复杂需要而在医院建设中日益被接受二末端设计的节能1新风系统节能医院以大的新风量而成为显著特点一般的医疗综合楼的平均新风量为9m3hm2左右病房一个护理单元新风量最小6000m3h左右而一般的办公建筑的新风量为6m3hm2左右可见新风的耗冷量和耗电量都比一般办公建筑多50前面所有这些数据都是在医院人流最多的时候的数据常识告诉我们医院的人流是不稳定的比如在下午的门诊和夜间的病房人减少病人休息后对新风的要求减少所以新风量的可调节就是节能的关键点在解放军306医院医疗综合中采用了变频控制新风量比以前设计的二档新风量更进一步新风量可调范围更大对于负荷不是很满的医院非常适用新风系统的节能不只是新风机组本身的马达耗电我们关注的是节省的冷量每1000m3h新风在北京地区是12kw冷量折合电量是2kw左右是非常可观的2手术部空调系统节能医院手术部是最能体现医院医疗水平和效益的部门在空调专业来看是耗能大户手术部空调负荷高达400wm2单间负荷为北京平均为30kw而且冷负荷贯穿全年为了在冬季尽量使用室外新风这种天然冷源在手术室新风处理上采用只过滤不加热的系统在中国医学科学院肿瘤医院手术部的设计中采用了这种系统放弃了一般净化系统采用集中处理新风的系统采用分散的新风引入系统采用了其他净化公司新风予过滤的概念每台新风进风机可以提供12kw的免费冷源使得冷冻机时间从冬季需要开启推迟到早春效果明显手术部另外一个耗能点为冬季空调加湿耗电手术部的温湿度度要求严格不只是舒适问题而且关系到受术人的顺利康复所以空调必须加湿比较传统的手术室加湿方式为蒸气加湿和电极加湿蒸气加湿由于不能有效的过滤蒸气中夹带的杂质而逐渐淘汰所以一般净化公司都选用了电极加湿电极加湿器的价格比较低廉但运行费很高主要表现在排污时带走大量热量和水量以及结垢后更换电极罐使得电极罐成为消耗品更换也比较复杂其原因是北京著名的高硬度水质加湿器排污时的水温为70冬季自来水水温为10这60温升都是耗电换来的所以减少排污就成了节能的出发点为此在肿瘤医院手术部设计中选用了电热加湿器电热加湿器可以使用去离子的纯水加热的热水几乎100水都变成了蒸汽不需要排污所以将水预先处理至纯水再送进加湿器不再有排走热水浪费水和电的现象免去了更换水罐的产品和人工的费用3风机盘管节能风机盘管是医疗建筑中起着重要作用的空调设备也是主要的耗能点风机盘管的纯耗电量为2284wm2如何使得风机盘管能够达到按需所供是我们关心的问题风机盘管最大问题是开启后没有人关闭人们也许已经养成了人走灯灭的好习惯但对于关闭风机盘管很不注意尤其在公共区为此在有的医院设计了风机盘观集中管理系统使得风机盘管始终处于受控状态三排风系统的节能只单纯增加新风量并不足以改善室内空气品质为了保证室内空气品质必须设置排风系统强化房间的换气效果形成送进新鲜空气排除污染空气的良性循环但排风将带走大量的冷量和热量采用热回收技术后能够比较圆满地解决这个问题热回收技术就是把排到室外的污浊空气的冷量或者热量回收回来而不污染新鲜空气301外科大楼采用热回收技术特别污浊和有强烈刺激性气味的空气直接排至室外其他的排风进入新排风机组与新风换热后排至室外新排风机组设置效率大于80的显热换热器或者设置效率大于40的热管换热器回收了150000m3h的废气的冷热量占总新风量的30夏季回收的总冷量为400kw冬季回收总热量为7100kw四结论医疗建筑首先它有一般建筑的共性又有医疗的特殊性在空调设计中也是如此从整个原理还是采用冷源末端送风排风的组合我们也在尝试不同的组合以期为不同的用户提供服务通过诸多的医院建设不认为有一个通用的模式而是应该选择最合适的系统而应该因地制宜通盘考虑对症下药空调系统的耗电主要分为冷源侧和末端侧两大部分冷源的冷冻水系统占空调总耗电的60末端的空气处理机系统及排风系统占30风机盘管系统占10这是装机容量分配比例但这并不是节能潜力的比例不能只把精力放在冷源侧而忽视末端的节能潜力不要让风机盘管像没有关紧的水龙头让能源一点点流走给量充足但还要能够按需索取才是一个比较节能的系统如何设计出高效率低能耗的系统是我们暖通从业人员要不断探索的在节能设计中不为善小而不为应该成为我们节能的出发点为建设一个资源节省型环境友好型的医疗建筑而不懈努力229