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(yán)格,所以醫(yī)療建筑的能耗是其他公共建筑的兩倍,基于此,本篇文章以醫(yī)療建筑為例,重點分析醫(yī)院建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的思路與措施,以期為醫(yī)療建筑設(shè)計與既有醫(yī)療建筑節(jié)能改造提供新的思路和方法。
建筑節(jié)能是我國走可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路,而其中的暖通空調(diào)設(shè)備節(jié)能又在建筑節(jié)能中占有相當(dāng)大的比重,可以說,暖通空調(diào)設(shè)備運(yùn)行效率的高低,運(yùn)行策略的好壞都直接影響著能否實現(xiàn)建筑節(jié)能的目標(biāo)。本篇結(jié)合醫(yī)院全年能耗高、供熱量大、晝夜負(fù)荷差異大、大體量醫(yī)院需全年供冷、關(guān)鍵科室與一般科室控制要求不同(特別是濕度控制)等特點,探索和總結(jié)了一些行之有效的思路與措施。
醫(yī)院暖通節(jié)能方法及存在問題
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(dāng)容量、適當(dāng)臺數(shù)機(jī)組,使各個季節(jié)機(jī)組能保持高效率運(yùn)行,由于機(jī)組絕大部分時間在非設(shè)計工況下運(yùn)行,提高部分負(fù)荷運(yùn)行的效率意義重大,但這種方法需要的設(shè)備臺數(shù)偏多,將增加投資和機(jī)房面積;②選擇高性能系數(shù)的設(shè)備(冷熱源設(shè)備等),但是一般情況下價格較貴;③利用自然能 (太陽能、地?zé)?、風(fēng)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(fēng)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(jù)用戶負(fù)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(guān)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(shè)備,變流量(vav,vwv,vrv)運(yùn)行,價格較貴,注意低流量時段對醫(yī)療與衛(wèi)生的負(fù)面影響;⑤降低輸送管道、管件與過濾器.html'>過濾器等阻力,尤其是高效過濾器,需要特別關(guān)注低阻過濾器效率;⑥加強(qiáng)輸送管道(空調(diào)機(jī)組)氣密性;需要特別注意凈化系統(tǒng)與空調(diào)機(jī)組滲漏。
1.3 空調(diào)系統(tǒng)
在空調(diào)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(fēng)方法保護(hù)關(guān)鍵區(qū)域,需要防止周圍區(qū)域的干擾或污染;③室內(nèi)氣流與溫濕度控制最佳化,提高換氣效率、通風(fēng)效率,注意醫(yī)療要求與交叉污染控制;④根據(jù)室外狀態(tài)變新風(fēng)量運(yùn)行(調(diào)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(fēng)側(cè)被堵塞,排風(fēng)側(cè)污染空氣的滲透;⑥采用二次回風(fēng)系統(tǒng),避免采用一次回風(fēng)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(fēng)質(zhì)量,減少系統(tǒng)新風(fēng)稀釋量,受場所限制,有時難以找到理想新風(fēng)口。
1.4 控制系統(tǒng)
在控制系統(tǒng)上,主要有:①設(shè)定最佳的啟動時間與運(yùn)行時間,對壓力梯度控制有要求的區(qū)域,要慎重;②設(shè)備最佳配比運(yùn)行(臺數(shù)、容量),但一般運(yùn)行模式較復(fù)雜;③設(shè)定最佳的送風(fēng)參數(shù)(送風(fēng)量與送風(fēng)狀態(tài)),有些科室不適宜變風(fēng)量運(yùn)行;④根據(jù)氣候變化設(shè)定(預(yù)測)最佳運(yùn)行策略,運(yùn)行模式過于復(fù)雜,增加管理難度。
醫(yī)院建筑暖通空調(diào)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(xué)、綜合辦公、潔凈室、大型醫(yī)技、保障用房、其他(院內(nèi)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(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、特殊用能系統(tǒng)、綜合服務(wù)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(wù)系統(tǒng),所涉及建筑區(qū)域為燃?xì)忮仩t及各餐廳。
2.2 改造思路與措施
(1)增設(shè)氣候補(bǔ)償器系統(tǒng)。由于供暖系統(tǒng)中的供熱設(shè)備是按照該建筑的最大負(fù)荷來進(jìn)行選型的,但是,在現(xiàn)實條件下,整個供暖期間,建筑物的最大熱負(fù)荷出現(xiàn)的時間較短,也就是說有很短的時間內(nèi)可以達(dá)到最大熱負(fù)荷。氣候補(bǔ)償器隨著室外空氣溫度的大小,及時改變電動調(diào)節(jié)閥開度來改變供回水混合比例,調(diào)整換熱站二次網(wǎng)的供水溫度,實現(xiàn)換熱站供熱量的動態(tài)調(diào)節(jié)。經(jīng)測試,氣候補(bǔ)償器運(yùn)行效果良好,并且,安裝氣候補(bǔ)償器對于解決供暖系統(tǒng)無法實現(xiàn)按需調(diào)節(jié)的功能的問題具有顯著的效果。
(2)增加單臺冷機(jī)的供冷面積。調(diào)研發(fā)現(xiàn),7、8月份室外溫度較高,門診樓和診斷樓冷水機(jī)組負(fù)荷率一般在80%左右,能夠使冷水機(jī)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(jī)組的負(fù)荷率在50%以下。機(jī)組負(fù)荷率在50%到90%之間時,離心式制冷機(jī)組的cop最高,能夠達(dá)到很高的利用率。當(dāng)離心式制冷機(jī)組的cop最高時,單位冷量耗電量最少,制冷機(jī)組在這種負(fù)荷率下工作最節(jié)能。然而,當(dāng)制冷機(jī)組的負(fù)荷率低于50%時,機(jī)組的cop會有顯著的下降,長期使制冷機(jī)組的負(fù)荷率低于50%,不僅會降低機(jī)組的cop值,而且單位冷量耗電量也會增加,另外,機(jī)組的負(fù)荷率較低容易引起機(jī)組喘振,影響正常運(yùn)行,甚至影響制冷機(jī)組運(yùn)行壽命。鑒于以上情況造成的能源浪費(fèi),將門診樓、診斷樓空調(diào)系統(tǒng)的分水器、集水器通過dn250的管道進(jìn)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(nèi)的制冷機(jī)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(diào)冷凍水系統(tǒng)中存在著嚴(yán)重的“大流量小溫差”的問題。因此,將空調(diào)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(jìn)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(shè)定值為5℃,并將溫度傳感器.html'>傳感器安裝于供回水管處。
本文進(jìn)行的節(jié)能項目的分析僅僅是針對暖通空調(diào)系統(tǒng)中的幾項節(jié)能措施進(jìn)行了分析,實際工程中醫(yī)院的暖通空調(diào)系統(tǒng)更加具有復(fù)雜性,亟待探討與解決。