医院中央空调系统综合节能改造应用

医院中央空调系统综合节能改造应用
发布时间：2022-07-20T08:56:43.880Z 来源：《中国电业与能源》2022年5期作者：刘华金
[导读] 本文结合一家三级医院的中央空调系统的节能改造实例，通过制冷站的节能控制系统，
刘华金
广西桂林市全州县人民医院广西桂林 541500
摘要：本文结合一家三级医院的中央空调系统的节能改造实例，通过制冷站的节能控制系统，将各种不同的传感器信号和不同的工作指令发送给制冷站，通过对计算机进行各种计算和配置，使医院的中央空调系统达到了高效、节能的目的。

关键词：医院；中央空调；节能改造
引言
近年来，由于医疗器械的更新和医疗服务的提高，国内大多数医院，特别是综合三级医院的能源消耗呈现出逐年上升的态势。

在医院的运营中，中央空调是医疗机构的重要组成部分，也是医院能耗的主要部分。

随着市场竞争日益激烈，节能形势日益严峻，医院的中央空调系统可以通过节能控制和终端节能控制来解决。

1医院中央空调系统综合节能改造意义
1.1中央空调系统节能效果缓解资源短缺问题
能耗是中央空调最大的弱点，随着人们对中央空调的深入研究，通过对其进行技术改造，通过优化其运行负荷，使其达到最大的节能效果。

其实，煤炭是最重要的电力能源，如果不能提高电能的效率，那么就会造成巨大的浪费，所以，通过技术改造，延长其使用寿命，从而解决煤炭的问题，而电能的使用，则是通过其他的能源来实现[1]。

1.2中央空调系统节能效果减少社会能源浪费
在智能化楼宇的发展中，采用智能节能技术来降低能耗，是当前较为行之有效的方法。

尤其是智能综合控制系统的问世，使技术门槛大大降低，根据不同建筑的具体状况，通过智能分区控制来达到节能的目的。

中央空调仍能在正常运转的情况下节约能耗，具有较好的经济效益。

而且后期维修费用也不高，达到节能效果，可节能降耗，减少后期维修成本。

2医院中央空调节能管理技术路线分析
2.1紧抓能耗问题，动态分析节能相关工作
在医院的中央空调节能降耗工作中，必须从保障医院的正常运营出发，切实做到节约能源。

要从实际出发实施节约能源，必须加强对日常使用中央空调过程的控制。

因此，在节能的思想指导下，我们必须采取有效的措施，以科学、合理的方式进行相应的控制。

2.2科学设计中央空调应用规划
目前我国的中央空调种类繁多，但在实际使用中，其品质和效果并不能满足规范的工作需求，因此，要结合医院所在地区的气候特点、建筑结构布局、科室功能需求等情况，进行针对性地研究和设计，使用电设备节能工作得到最大程度的发挥。

2.3强化中央空调节能创新意识
通过对中央空调进行科学、合理的划分、布置，以及对中央空调进行智能控制，在进行中央空调的优化设计和总体控制时，达到节能减排的目的。

2.4强化中央空调运行分析
由于室外气温的非可控性，使得空调负荷分配不均衡，经过实际调查和分析，得出了空调系统的冷载率和总运行时间比基本符合下列规律。

在大多数情况下，空调系统都是部分机组带负载的，因此，在一定程度上，如何使空调主机，模块机和输配电系统的性能得到全面的性能发挥，是确保空调系统在部分带负载情况下仍能有效的工作是关键。

在制冷系统中，制冷系统在80%~85%的局部负载范围内，制冷系统的整体效率是最高的。

因此，要使冷水机长期在80%-85%的工作状态下运行，才是最有效的节约能源方式。

为了解决这个问题，技术人员可以从制冷模式和冷却水系统中，对制冷机组的能量消耗进行分析。

改善冷却系统水温度是改善空调系统制冷效果的一种有效方法[2]。

但是，在此过程中，管理者必须严格控制冷却水的温度，避免因水温升高而影响空调系统的除湿效果，从而降低室内空气湿度，从而增加中央空调制冷用水的能耗。

2.5合理管控空调冷却水及冷冻水
合理的控制空调冷却水的出水量。

结果表明：冷却水的温度与机组的相关制冷系数呈反比关系，冷水的温度与机组的制冷效率呈正比例关系，每增加1℃，其冷却机组冷却系数就会下降2%~4%。

通过约克 YK型离心冷水机的实验结果，发现在温度低于30℃的情况下，对机组的总能耗没有明显的影响；在30.5℃的水温下，与32.7℃相比，能耗降低了12.1%。

通过实验数据的比较，可以看出，在30℃左右的温度范围内，可以较大的提高空调制冷系统的运行效率。

此外，空调系统中的冷水温度也会影响到空调的制冷效果，经过对比试验，在中央空调机组满载的时候，最好不要设定过低的温度，6.5~7.5℃是比较合适的控制温区，但对于模块机组负载，可以根据环境温度、湿度、除湿要求和冷却循环系统的操作条件来调节。

2.6风机、水泵节能控制
采用变频器控制操作，解决了系统负载变化的问题。

根据实际得到的数据分析，如果将风机和水泵电机变频器的频率降低到5 Hz，则节省27%左右的电量，如果降低15 Hz，则节省49%左右。

从比较结果可以看出，采用变频调速技术可以达到明显的节能效果。

2.7根据医院特点合理选用不同的空调系统
不同的科室，需要24小时不停运转的手术室、产科、新生儿科、放射科、药房、检验科、 ICU等，都需要单独控制中央空调的科室，针对各科室的不同工作需要，对各区域的空调进行专门化管理，从而为整个中央空调系统的节能效果提供了良好的基础。

3系统节能控制软件系统
中央空调是一种高功率的设备，它为人们的生活和工作带来了极大的便利，但它的耗电量却很大，所以中央空调的节能改造也是迫在眉睫的，尤其是在大型商场超市、写字楼、医院等大型建筑中，很多建筑都还在使用传统的中央空调，因为中央空调的更新周期太短，所
以还没有进行大规模的节能改造。

中央空调变频节能改造，能够降低起动电机的损伤，延长其使用寿命，并根据温度、湿度自动调整，实现节能[3]。

中央空调的智能化控制系统是利用冷却循环水系统和风机的节能控制和空调终端节能控制的综合优化算法，跟踪制冷、制热模式，水泵、冷却水、风扇、电动调节阀的工作特性，对每个设备进行自动控制，对整个机房进行整体的控制，并通过计算和分析算法，确定最佳的节能控制方案，适时地调整各个设备的工作状态，以保证最佳的风量。

（1）启动冷水机组：旋钮定在工作状态下，然后启动制冷水泵，确定它在工作状态下，然后打开冷水机组，然后启动冷却塔。

每增加一个冰水单元，根据这个程序进行判定和操作。

（2）关掉冷水机：按负载和每个冷水机的累计工作时间，选取最长的冷水机，由控制系统发出关机命令，确定它在关机状态下，然后由控制系统发出一个关机指令，确定它在关机状态，然后再将制冷泵和冷却塔的相应的关机指令。

每降低一台冰水单元，均按此程序进行判定和操作。

（3）启动冷却塔：系统对冷却水的进水量进行测量，当进水量超过设定值时，系统会根据每个冷却塔的累计工作时间，选择最短的一个，然后由系统发出启动指令。

（4）关掉冷却塔：系统对冷却水的进水量进行测量，当进水量小于设定时，系统会根据每个冷却塔的累计工作时间来选择最长的一个，然后由系统发出此指令。

4节能效益分析
通过对一家三甲医院的节能改造实例，介绍了采用中央空调的智能控制系统后，该系统的主（冷水）节能率达到3.5%，辅助设备（冷冻水系统、冷却水系统）的节能率达到25.45%，综合节能率达到10.37%。

该工程建成后每年可节省电力44.69万 kW，年节电约29.4万元，项目总投资26万元，中央空调系统综合节能改造投资回收期约8.8个月，节能效益非常显著。

结语
该工程是一项集中空调综合节能改造工程，它是将先进的水泵变频技术、主机智能化模糊控制技术相结合的技术，在充分利用已有的设备和场地的情况下，达到节能效益最大化的目的。

该技术具有明显的节能效果，既可以降低能耗，又可以满足医院的常规制冷要求。

该技术不仅适用于医院，也适用于其它公共建筑和政府机关，对我国的节能减排和碳中和具有重要的现实意义。

参考文献
[1] 朱柱锦. 医院中央空调系统的节能控制改造与实现[J]. 机电信息,2021（22):34-35.
[2] 廖岛生. 医院中央空调节能改造分析[J]. 广东建材,2021,37（2):29-31.
[3] 岳愿. 医院类公共建筑空调系统节能改造工程实践及运行分析[D]. 中原工学院,2020.。