浅论医院建筑空调系统的节能设计
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摘要：本文以某医院综合病房楼暖通空调设计中采用的节能新技术为实例，对医院建筑空调节能设计中的相关技术问题和节能技术措施进行分析和论述，旨在遵循国家节能设计规范相关条文的前提下，实现最大限度的节能。
关键词：医院空调 节能
近年来建筑节能技术的应用已成为全世界关注的焦点，据相关数据，我国建筑能耗已占社会总能耗的20％～25%，因此建筑节能是目前节能领域的当务之急，其中空调系统的节能成为重要的组成部分。本文正是探索以医院为代表的公共建筑空调系统的节能设计，以切实响应建设绿色、低碳社会的号召，为资源节约型和环境友好型社会的建设贡献力量。
一、工程概况：
（一）建筑情况：某市立医院综合病房楼，空调服务总面积为56400m2，建筑高度36.9米；地下一层为动力中心、中心供应、地下车库。地上八层，一层为药房、食堂；二层为手术部、ICU、血库等；三层至八层为病房；二层三层之间为设备层，顶层为机房。
（二）空调设计范围：制冷机房、热交换站、采暖及空气调节系统、通风及防排烟系统，二层手术部、六层血液病房为洁净病房，其空气调节系统留待专业洁净公司进行二次设计。
（三）空调冷热源：
1、夏季采用三台500RT的双螺杆冷水机组作为空调冷源，提供供回水温度为7/12℃的冷冻水。冷冻水泵与制冷机一一对应，冷却水泵与制冷机和冷却塔一一对应。冷却塔设于机房层屋面上。空调循环水系统及冷却水系统备用泵由建设单位购存。
2、冬季采用两台高效板式热交换器，利用来自院区锅炉房、压力为0.4MPa的蒸汽进行热交换。地上部分及地下一层中心供应、动力机房为一个空调水系统，负荷侧供回水温度为60/50℃。
3、空调冷热水系统采用落地膨胀水箱定压，定压压力0.5MPa。由囊式气压罐控制补水泵启停，补水采用软化水，由全自动钠离子交换器进行软化处理；冷却水采用综合水处理器进行处理。
（四）空气调节系统：
1、空调水系统为单级泵变流量闭式循环双管制系统，二层（手术部等）、三层（产科等）单设一路水系统，冬季可提前供暖。
2、新风系统根据每层不同情况，分别采用热回收式新风换气机或新风机组；新风管道附带PTC加湿器，冬季对新风进行加湿处理，病房新风管道连接空气处理器，对空气进行消毒处理；落地式新风换气机组、新风机组新风口，均设电动调节阀，与机组风机联动，冬季防冻。
3、空调水系统末端采用变流量控制，风机盘管供水支管设铜球阀及水过滤器，回水管设电动两通阀及浮点式电热阀，供回水支管上均设橡胶软接头。
（五）采暖系统：
地下一层采用热风采暖系统。有外窗的公共卫生间、各公共淋浴间均设置暖气片。采暖系统热媒与空调合一。采用内腔无粘砂型TZY-6铸铁柱翼型散热器。单片标准散热量（T=64.5℃）为140W，设计条件（T=37℃）散热量为66W。
二、空调节能设计的主要技术措施
（一）冷却塔供回水总管上设置旁通管，通过温度传感器控制旁通管流量及风机运转台数，当冷却塔供水温度低于设定温度时，逐渐开启旁通阀，冷却塔风机依次自动停止运转；当冷却塔供水温度上升至正常值时，风机自动恢复运行，旁通阀逐渐关闭。
（二）热交换器的负荷侧供水管上设置温度传感器控制其蒸汽管上温控阀的开度，保证低温热水采暖系统供水温度不高于60℃。蒸汽凝结水由自动加压型凝结水回收装置集中回收，输送回院区锅炉房二次利用。（二期设计）。
（三）空调水系统为一次泵变流量水系统，通过冷水（热水）集分水器间的电动压差旁通阀控制冷（热）水系统供回水管路间的压差，使系统保持稳定运行。
（四）整个建筑物的空调系统采用直接数字式控制（DDC），详电施图。新风空调机送风温度通过控制冷热水回水动态平衡电动调节阀来实现。
（五）本工程新风系统采用新风换气机＋吊顶式新风机组供给，大部分区域采用新风换气机，以回收余热，达到最大限度的节能。
（六）各运行设备均采用高效率型。冷冻（热）水管道，采用高效保温材料闭孔橡塑保温材料。
（七）热废水重复利用，减少排放量。组合式板式换热机组凝结废水，经全自动汽压凝结水回收器回收输送回锅炉房二次利用。
三、平衡阀在空调水系统中的节能作用：
空调水系统设计的主要目的，是为各末端装置送达符合规定要求的水量。在此前提下，根据不同的使用情况，进行水量和水温的调节。因此，系统的水力平衡是设计中需要解决和运行中必须控制的问题。平衡阀的使用，对空调水系统的调节和运行，都具有至关重要的作用，对空调节能会产生巨大的影响。
（一）平衡阀的装设位置
本工程分别对中央空调系统的机房部分、变流量循环系统及末端三部分进行水力平衡设计。
1、机房部分： 冷机――在系统循环冷冻水、冷却水机组入口设置固定流量动态平衡阀，实现变流量系统在部分负荷运行时冷机在标准工况下运行。集水器――在集水器分支系统的回水总管安装静态水力平衡阀，实现系统在初调节时期的流量分配控制符合方案设计，系统在初调试完成后阀门开度无须做任何改变，系统各处流量始终保持恒定。
2、变流量循环系统空调立管分支系统：在立管系统水平分支管供回水管处，水平分系统部分分支供回水管处安装同规格的压差调节器与静态水力平衡阀阀组，静态平衡阀设置在供水分支管处，实现系统运行调试过程中的系统静态水力平衡调节；压差调节器设置在回水分支管处，通过供回水分支管之间的恒定压差，实现各水平分支系统间的动态水力平衡；避免了一般水力失调系统一部分系统还没有达到设计流量，而另一部分已远高于设计流量的问题。
3、系统末端部分的水力平衡
组合式空调器――在设备回水管处安装与设备设计流量及设计压差相匹配的动态平衡电动调节阀，在系统中各个末端设备的流量达到末端设备实际瞬时负荷要求流量的同时，各个末端设备流量的变化只受设备负荷变化的影响，而不受系统压力波动的影响，即系统中各个末端设备流量的变化不互相干扰，从而保证系统能高效稳定地将设备在各个时刻所须的流量准确地输送过去。
四、新风换气机在医院建筑空调中的应用
新风换气机是用于空调排风能量回收的节能设备。其主要部件是外壳体，换热芯体和过滤器。由于换热芯体中采用有传热传透性能的材质，所以应用于空调系统时可以利用排风在夏季时预冷干燥新风，在冬季时预热加湿新风，使新风负荷显著降低，从而节省冷热系统能耗，对小系统规模，节省运行费和降低峰值用电量都十分有利。其全热交换效率与换热芯体的结构特征，通过风量，通过芯体的两股空气的风量比值以及进风参数有关。
对全年及春夏两季使用的空调工程而言，应当设置专用的新风系统，不能以开窗换气为手段，取代新风系统。而新风系统的设置目前有以下几种做法：房间内的室内机带新风引入，或单设本房间专用的小型新风机；一层楼设一个（或几个）专用的新风机组，用风管分送至房间，其新风引入立管也可多层合用。几层楼合设一个新风机组，用风管分送各层、各房间。
节能己成为空调设计的基本课题和方向之一。空调系统的设计在工程实践中应提高节能意识，将各种节能措施合理运用，运用新型节能技术，综合分析各种影响因素，选择经济合理的节能方案。参考文献[1]付祥钊夏热冬冷地区建筑节能技术[M]．北京：中国建筑工业出版社，2002．[2]陆亚俊，马最良，邹平华．暖通空调[M]．北京：中国建筑工业出版社，2002．[3]黄虎，束鹏程，李志浩．中央空调系统的节能与能源合理利用[J]．节能，1998，(8)．[4]王鹏．空调建筑的节能分析[J]．甘肃科学学报，2002．[5]钱以明．高层建筑空调与节能[M]．上海：同济大学出版社，1990．[6]高立新．空调系统的节能措施[J]．节能技术，2001，(6)．
宿晓科（1983―），男，本科学历，汉嘉设计集团股份有限公司山东分公司助理工程师
张涛（1987―），男本科学历，汉嘉设计集团股份有限公司山东分公司职员
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