醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗高如何解決?
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醫(yī)院暖通設(shè)備是醫(yī)療后勤的重要組成部分,包括供暖系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng),各個設(shè)備和使用功能都均勻的分布,安全使用可以提升醫(yī)院的工作效率。作為醫(yī)院建設(shè)中不可或缺的一部分,暖通系統(tǒng)通過控制溫度、濕度、風(fēng)速、氣味等,為醫(yī)患營造舒適的空間環(huán)境,醫(yī)院暖通空調(diào)設(shè)計(jì)不僅是為群眾提供一個舒適的環(huán)境,更重要的是能有效控制交叉污染,以及污染源的排放。

節(jié)能降耗成為醫(yī)療行業(yè)重中之重
醫(yī)療是暖通空調(diào)運(yùn)用的一個關(guān)鍵細(xì)分行業(yè)。暖通空調(diào)則是醫(yī)院基本建設(shè)中必不可少的一部分,其發(fā)展前途被越來越多的暖通中央空調(diào)企業(yè)所看好,暖通產(chǎn)業(yè)將迎來新的機(jī)遇。
有關(guān)資料顯示,2021年年末全國共有醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)103.1萬個,其中醫(yī)院3.7萬個,在醫(yī)院中有公立醫(yī)院1.2萬個,民營醫(yī)院2.5萬個。在新冠肺炎疫情的直接影響下,全國各地診療基礎(chǔ)建設(shè)加快推進(jìn),新創(chuàng)建、改建和擴(kuò)建的醫(yī)院新項(xiàng)目陸續(xù)運(yùn)行。伴隨著我國醫(yī)療體系的不斷完善,醫(yī)院新項(xiàng)目總數(shù)將不斷增加,以大型公立醫(yī)院擴(kuò)容為主導(dǎo)的醫(yī)療行業(yè)發(fā)展前景未來可期。
從產(chǎn)品應(yīng)用范圍來看,醫(yī)院在選擇空調(diào)方面大致可分為兩類:一是舒適型空調(diào),這類產(chǎn)品主要應(yīng)用于醫(yī)院食堂、門診大廳、候診大廳、普通診室、檢查室等常規(guī)區(qū)域,這些區(qū)域采用的產(chǎn)品主要是冷水機(jī)組、多聯(lián)機(jī)、風(fēng)機(jī)盤管、模塊機(jī)等。二是凈化型空調(diào),這類產(chǎn)品主要應(yīng)用于手術(shù)室、無菌病房、傳染科室、醫(yī)技科室等特殊場所,這些場所采用的產(chǎn)品主要是手術(shù)室專用機(jī)組、四管制系列產(chǎn)品等。

醫(yī)院人流量大,功能區(qū)復(fù)雜,用能系統(tǒng)多且運(yùn)行時間長,其能耗遠(yuǎn)高于一般公共建筑。根據(jù)醫(yī)院實(shí)際能耗測量數(shù)據(jù),空調(diào)系統(tǒng)占到了醫(yī)院總能耗的60%以上,因此醫(yī)院的空調(diào)系統(tǒng)的能耗一直以來是醫(yī)院運(yùn)營的痛點(diǎn)。
隨著雙碳戰(zhàn)略的進(jìn)一步推進(jìn)和落地,以及在《綠色高效制冷行動方案》綱領(lǐng)的引導(dǎo)下,節(jié)能減排也被更多制造企業(yè)和應(yīng)用領(lǐng)域所關(guān)注。醫(yī)院對于建筑的節(jié)能要求更高,節(jié)能成為醫(yī)院建設(shè)工作的重中之重,綠色低碳醫(yī)院建設(shè)成為醫(yī)院考量中央空調(diào)設(shè)備的新方向。
1、醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)分類
暖通空調(diào)是具有采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)功能的空調(diào)器。暖通空調(diào)的主要功能包括:采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)這三個方面。

醫(yī)院集中空調(diào)節(jié)能有多種手段,涵蓋各個方面,從空調(diào)管理的角度來說可以分為技術(shù)節(jié)能和管理節(jié)能。
技術(shù)節(jié)能是指通過專業(yè)化的技術(shù)原理和手段達(dá)到節(jié)能目的,通常其節(jié)能效果具有可測量性。但有時會出現(xiàn)“局部節(jié)能”的現(xiàn)象,如風(fēng)機(jī)、水泵的變頻,雖然節(jié)能效果可觀,但變頻器對電網(wǎng)造成的污染也隨之而來,尤其是在精密醫(yī)療設(shè)備密集的醫(yī)院環(huán)境中。如確有變頻改造的必要,也應(yīng)謹(jǐn)慎應(yīng)用并作好變頻的諧波保護(hù)和高頻處理。管理節(jié)能的核心是提高醫(yī)院集中空調(diào)的管理手段,在輔以一定技術(shù)手段的同時達(dá)到節(jié)能目的。
管理節(jié)能的效果雖不像技術(shù)節(jié)能那樣容易評估,但其效果卻是最為經(jīng)濟(jì)和有效的。很多醫(yī)院集中空調(diào)節(jié)能手段已經(jīng)融入到了日常的運(yùn)行管理工作中,而且大多數(shù)節(jié)能手段既依靠技術(shù),同時也離不開管理。將醫(yī)院空調(diào)節(jié)能劃分為4類:降低建筑物的冷熱負(fù)荷、冷熱源的超荷運(yùn)行、降低輸配系統(tǒng)電耗、空調(diào)末端及通風(fēng)的合理運(yùn)行。
2、醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能原則
醫(yī)院暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)原則要遵守:低碳、節(jié)能、可循環(huán)的原則。
低碳原則
主要是減少二氧化碳的排放,減少二氧化碳對空氣和環(huán)境的污染。因此這對空調(diào)設(shè)計(jì)的技術(shù)人員提出了較高要求,要對空調(diào)系統(tǒng)的二氧化碳的排量進(jìn)行嚴(yán)格控制,并且對產(chǎn)生的二氧化碳要完善處理,提高排風(fēng)設(shè)計(jì)水平。
節(jié)能原則
就是在保障舒適度的情況下,降低能源的損耗,在舒適感和節(jié)能中找到平衡點(diǎn),在暖通空調(diào)建設(shè)過程要貫測節(jié)能的原則。另外,醫(yī)院某些特殊設(shè)備會釋放出很多氣體、煙霧等。
可循環(huán)原則
主要是在設(shè)計(jì)時要考慮回收空調(diào)機(jī)組預(yù)熱新風(fēng),做好熱回收處理工作。
3、醫(yī)療碳中和,暖通企業(yè)應(yīng)該怎么做
在我國雙碳的大前提下,醫(yī)療行業(yè)需要思考的是在保證安全使用的基礎(chǔ)上,把節(jié)能減排合理利用起來,提高能效,優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),同時又要充分運(yùn)用數(shù)字化平臺,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、處理、優(yōu)控制和管理優(yōu)化。
暖通企業(yè)可以由以下幾個方面來實(shí)現(xiàn)醫(yī)療領(lǐng)域的減碳:
能源供給側(cè):充分使用清潔能源
在能源供給側(cè)方面,充分應(yīng)用光伏系統(tǒng)、儲能系統(tǒng),與電網(wǎng)結(jié)合,同時輔以綠電交易,實(shí)現(xiàn)能源供給完全清潔化,能源供給側(cè)零碳排放。不僅能夠降低使用時的能源消耗和碳排放,還能助力從源頭減少二氧化碳排放。
能源使用側(cè):系統(tǒng)性節(jié)能
簡而言之就是將醫(yī)院的設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化節(jié)能,達(dá)到降低碳排放的效果。
降低空氣和水輸送過程中的能耗
風(fēng)機(jī)和水泵的軸功率計(jì)算公式:N=LP/η。
影響功耗(N)的因素,有三個:

可以通過減小流量(L),通常采用加大送風(fēng)、供水溫差的做法。大溫差不僅能減少輸送過程的能耗,同時減小了管路的斷面,也降低了管路的成本。當(dāng)然,溫差過大也會影響到暖通設(shè)備的性能,使冷源能耗增加,因此應(yīng)在系統(tǒng)總能耗、輸送能耗和冷源能耗,在這三者中選擇合理的溫差。而降低系統(tǒng)阻力(P)可以選擇低流速。
高效機(jī)房系統(tǒng)
高效機(jī)房系統(tǒng)是將制冷機(jī)房作為一個整體,提出機(jī)房全年能效目標(biāo),為實(shí)現(xiàn)機(jī)房全年能效最優(yōu),通過仿真模擬—優(yōu)化設(shè)計(jì)—控制系統(tǒng)—高效建造—智慧運(yùn)維五個步驟打造高效機(jī)房系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)單一冷機(jī)設(shè)備的高效變?yōu)檎麄€機(jī)房系統(tǒng)的高效,相比于傳統(tǒng)的機(jī)房方案。高效機(jī)房系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì),以高效冷機(jī)和智能控制系統(tǒng)為核心,打造高效、智能化的機(jī)房系統(tǒng),為醫(yī)療建筑帶來實(shí)際的節(jié)能價(jià)值。
三管制熱回收直膨系統(tǒng)
手術(shù)區(qū)是醫(yī)院最核心的區(qū)域,對室內(nèi)潔凈度、溫濕度要求很高。潔凈區(qū)的能耗通常是普通區(qū)域的2~3倍,而其中占比較大的能耗就是空氣處理機(jī)組的再熱能耗。傳統(tǒng)的凈化機(jī)組再熱采用電加熱或熱水加熱,三管制熱回收直膨系統(tǒng)可以通過冷凝熱回收技術(shù)回收廢熱用于凈化機(jī)組的再熱,大大降低系統(tǒng)能耗。
除了這些,當(dāng)然還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠!醫(yī)院的綜合能源管理和智慧醫(yī)療運(yùn)營等也能夠?qū)崿F(xiàn)用能結(jié)構(gòu)行為改變,實(shí)現(xiàn)醫(yī)院綠色低碳目標(biāo)。如今,醫(yī)療機(jī)構(gòu)暖通空調(diào)碳減排仍處于早期階段,它的發(fā)展仍然還在路上。