这8家医院的空调改造后，每年可节省上千万
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在大型医院建筑设备设施中，中央空调系统能耗居首。为此，筑医台资讯记者选取了8家中央空调节能改造成效较好的医院，以期供同行借鉴。
文章选取了大连大学附属中山医院、华中科技大学同济医学院附属协和医院、山东省千佛山医院、重庆医科大学附属第一医院这四家医院、广东省人民医院、重庆医科大学附属儿童医院、大连医科大学附属第一医院和南京医科大学附属无锡市人民医院这8家医院的空调系统作为研究对象，详细讲述了各医院空调系统的节能措施及成效。
为使空调节能，大连大学附属中山医院空调班提出不同的思路：
空调分为制冷与制热两种模式，在不同的季节，针对节能方式 方法也有所不同。
针对夏季制冷阶段的空调节能，空调科室提出，限制室内温度能有效降低冷却塔回水温度，并进行实验。 针对冬季制热阶段的空调节能，空调科室与水暖科室共同合作，将蒸汽热能交换设备与空调盘管链接。进一步节约能源。
1夏季空调节能措施
通过实验数据表明，风机设定温度越高，其能耗消耗越低，尤其低于24℃的设定值时，能耗差异较大。为此，夏季空调风机设定温度限制在26℃以上。同时加强科室管理，阻止开空调开窗的行为。
2冬季空调节能措施
将热交换泵与盘管连接使用。提高系统中热水给回水温度，使部分需求空调时段或供热部门使用过程中，降低了能耗。
2015年大连大学附属中山医院废弃10吨煤锅炉，改用热电公司供应蒸气。在正常供暖时间外，使用蒸汽辅助供热，进一步降低电能消耗。蒸汽与电能节能比可达到1:3。
3空调节能成果
夏季空调使用控温手段平均每年可以节能150万元，冬季空调节能可达到120万元。空调电力方面节能总额达到270万元。
1医院共五个中央空调系统
分别为外科楼、新门诊楼、内科楼1、内科楼2、综合楼、医技楼、保健楼、药剂楼和科研综合楼供冷。
系统一：为内科楼1、科研综合楼及综合楼部分面积供冷,供冷建筑面积约为47000㎡；
系统二：为内科楼2和综合楼部分面积供冷，供冷建筑面积约为23000㎡；
系统三：为新门诊楼供冷，供冷建筑面积约为82000㎡；
系统四：为保健楼、药剂楼供冷，供冷建筑面积约为20400㎡；
系统五：为外科楼供冷，供冷建筑面积约为74000㎡。
2改造前的空调系统运行状况
（1）主机：每个系统基本装机容量都有富裕，主机大部分处于较低负荷运行，无智能化控制策略，主机工频运行，能耗偏高。
（2）水泵：水泵整体配置富裕，功率大，设计效率低；水泵工频运行，实际水泵运行偏离设计工况点，运行效率低，输送效率低，能耗大。
（3）冷却塔：冷却塔老化严重，填料未充分利用，冷却效率低，在整个制冷周期基本处于全开状态，风机能耗高。
（4）控制方式：手动控制，根据管理人员经验主观判断设备开启台数，无高效的控制措施，系统综合运行效率较低。
3改造方案
（1）设备改造：更换低效率水泵，机组加装VSD变频，水泵变频改造，增加免费制冷板换系统，设备机房加装末端设备等。
•水泵、风机变频
电机拖动技术根据电机的负荷需求，即时调整电机的转速，从而调整电机的运行功率，达到降低电机能耗的目的。
•机组VSD变频改造
随时监测冷冻水温度等工作状态参数，根据冷量需求同时调节电机转速和导流叶片开度，优化机组部分负荷性能，节省运行费用。
•过渡季节/冬季冷却塔免费供冷
冷却塔免费供冷是指，在常规空调水系统基础上适当增设部分管路及设备，当过渡季节/冬季室外湿球温度低至某个值以下时，关闭制冷机组，以流经冷却塔的循环冷却水直接或间接向空调系统供冷，以达到节能的目的。
（2）系统分别进行优化改造，增加节能系统操控平台和高效能源管控系统等。
•能源综合管理系统
能源管理系统实现建筑能耗的分项、分区、分时计量和实时监测，设备系统能耗统计和分析、建筑分项能耗统计和分析及设备系统智能诊断等功能，通过对各分类、分项能耗数据的合理采集，准确地掌握不同医疗功能的建筑、分户能耗及重点用能区域的能耗，有效指导医院能源管理。
对于中央空调系统，中央空调制冷站机电设备（包括但不限于：中央空调主机、冷冻水泵、冷却水泵、空调热水泵等）综合节能率不应低于15%，其中主机节能率不低于 10%，并应提供科学的节能测试方法。
通过节能系统操作平台，管理者可以实现系统的全自动控制，合理配置系统的运行模式，平台在每日运行过程中，按照预设的报警逻辑对运行异常问题进行报警，管理者收到报警之后，在规定的时间内开展数据分析、现场调研工作，对报警问题进行处理。
4节能效果分析
外科楼运行节能效果情况
2016年8月医院挑选了两个负荷相近的日期进行了节能测试，其中在8月24所有水泵和主机采用自动变频；8月25所有水泵采用工频，主机使用工频离心机，具体数据如下。
表为外科楼2015-2016年医院的用电量，5-10月为医院的供冷季，可以看出，2016年5-10月的逐月用电量要明显低于2015年同期用电量，降低幅度为0.5%-10%不等，说明空调系统改造已初显成效。
1制冷设备如下表：
2制冷系统改造前：
改造前只能实现制冷机房运行状态监控
（1）能源消耗：占医院用电全年总能耗的16.54%。
（2）制冷机房：3个中央空调机房，供全院空调系统。
（3）运行监控：监测各设备的运行状态及故障状态；监测空调系统供回水温度、压力、流量等运行参数。
（4）人工控制：制冷中心机电设备人工手动控制完成。
（5）缺乏完整的节能控制系统：
缺少机电设备进行全方位的监视、控制；
缺少各设备间的联动控制和节能管理；
缺少冷水机组群控、系统联动功能。
3制冷系统改造内容：
（1）集中控制：改变人工手动控制现状，建设统一的制冷机房节能控制平台。实现制冷机房所有设备的集中监视控制和设备顺序启停联动控制。
（2）节能控制：根据空调负荷实时计算确定制冷机组运行台数，对输配系统循环泵进行变频控制，逐步探索、优化控制策略。综合节能率：预计10%~20%左右。
4空调末端温控器
（1）末端温控器控制现状
新建建筑：内科综合楼等新建建筑公共区域风机盘管具备智能型温控器面板。能实现公共区域风机盘管的的集中控制与远程管理。根据功能区域设定环境温度，实现温度控制，节约能源。
既有建筑：外科楼等既有建筑风机盘管采用三速开关手动控制。但只能进行开关控制及高、中、低三速调节，而且不能设定控制温度，舒适性差。环境温度达到设定值后，风机盘管不能自动停机。
（2）智能温控器可以实现温度的设定与自动控制。
环境温度可设置：冬季不高于20℃，夏季不低于26℃。
投资回收期：2年左右。
智能温控器
中央空调系统设备存在问题：老旧建筑,设备老化、效率低下、未实现能源综合利用、浪费较大。以下是具体改造措施：
1中央空调制冷/采暖主机
策略：变频改造、更换
具体做法：
离心机组变频改造：降低启动电流；提高机组性能系数；减少喘振效率；延长机组寿命；
更换设备：根据以往运行记录，结合各类用能需求和需求量，选择适合本单位需求的主机形式，利用各种机组的搭配和补充，效果较为理想。
案例：定频+变频+热回收机组配合
冷热源主机种类
定频高效机组：新型机组效率高，适用于满负荷运行；
变频机组：适用于长期部份负荷，特别是离心机组，降低喘振出现的频率；
热回收机组：适用于需要热水回收的建筑；
磁悬浮机组（离心机）：启动电流低，抗喘振，部分负荷能效高，无油路系统，噪音低，无摩擦；
真空热水锅炉：效率高，负压，无须值守，采暖与生活均可；
分布式能源：热电冷联供。
新旧机组负荷对比图
2冷却/冻水泵
策略：变频、水泵整体更换、水泵水利部件更换（叶轮更换）。
具体做法：
水泵整体更换：适用于老旧系统；
变频：适用于水泵选型合适，调节系统部分负荷，注意确保机组运行的最小流量；
水泵水利部件更换，适用于水泵选型偏大扬程偏高。
案例：冷却水泵90Kw，扬程38m，超流跳闸，正常运行需关小管路阀门人为增加阻力，运行电流170A—更换叶轮，花费2000元—阀门全开，运行扬程28m，电流130A，投资回收期约一周。
3冷却塔
策略：增加旁通管,供回水管低温旁通回流，塔出入水电动阀统一/独立控制。
具体做法：
风扇运行台数控制；
风扇变频及台数控制；
手术室全年制冷，冬季冷却水温度低，机组报警——利用冷却塔自然冷却至低温，通过板式换热器为手术室空调提供冷水除湿。
4中央空调智能群控
问题：既有老建筑控制简单，各主耗电设备之间缺乏关联性，运行匹配差，缺乏系统工程思维，群控实效，实为人为经验控制，需进行控制节能运行。
策略：通过优化控制，来降低冷水机组能耗、水泵能耗和冷却塔能耗。
具体做法：对冷水机组变频、水泵变频、冷却塔变频进行优化控制，并对冷却回水水温和冷冻出水水温进行重设，通过计算，控制机组的启停，保证组合效率处于高COP值，在满足负荷需求前提下，达到系统耗能最少。
1医院能源消耗情况
全院能源消耗分布情况医院每年总能耗约3254万元，主要为柴油和电力两种能源供应方式，空调消耗最大，占到总能耗的50%。
2空调系统节能改造——保健楼中央空调系统
设备情况概述：2台410冷吨溴化锂直燃机组，夏季提供冷冻水及生活热水，冬季提供采暖热水及生活热水。冷冻、冷却水泵各3台，冷却塔2台。
日常维护及使用情况：柴油价格从投入使用时的1900元/吨涨至现今6800元/吨，运行成本大大增加，机组老化导致制冷效率逐年降低。机组与冷冻冷却水泵间无协调作用，靠人工开启设备。
保健楼中央空调系统改造方案
保健楼机房改造实图
保健楼空调系统节能改造经济性分析
1中央空调输配系统改造
时间：2010年10月份
投资：65万元
区域：外科大楼（面积30763㎡）
内容：中央空调输配系统
效果：每年可节约电费25万元左右、节能率达53%
2改造前存在的问题
中央空调的主机参数：
某品牌直燃机机2台：合计制冷功率2907kW；
冷却水泵：500m3/h/28m/55kW 3台；
冷温水泵：300m3/h/38m/45kW 3台；
水泵选型过大，扬程高，长期运行在过电流低效率状态，水泵易损坏。系统采用的是恒压供水系统，而不是空调所需的恒温变频系统。冷却风机采用手动控制，恒定温冷却水入口温度得不到保障冷温水泵、冷却风机和主机不能联动，易造成机组冻管。
3节能改造措施
管路改造：更换为零阻力过滤器，减小管道阻力，降低水泵扬程，减小水泵电机功率。
控制系统改造：通过智能控制彻底实现机组与附属设备连锁联动，达到一键开关机的要求。根据进出水温度自动调节冷却水泵的运行频率。
4输配系统改造后节能数据
1冷水机房设备优化配置
冷水机房负荷应根据末端设计进行负荷模拟计算，以保证设计负荷准确匹配实际运行负荷，考虑大小机组合理配置，使用离心式制冷主机和螺杆式制冷主机合理匹配，兼顾夏季高峰负荷和过渡季节部分负荷的设备运行能效，以保证制冷机房主机设备的全年高效运行。
2冷水机房设备节能控制
通过采用冷水机房节能控制系统通过传感器采集空调系统各种参数，运用模糊控制原理推算出空调系统需要的冷量，利用变频技术控制水泵的转速和阀门开度，调节空调水系统流量，保证空调系统处在最佳状态，综合节能率可达10%～20%。
3空调末端变频控制
为空调末端系统中的空调箱（包括AHU和OAU）风机配置变频器（出于投资回报考虑，一般选择5.5kW以上的风机配置），在空调服务区域或回风管设置温度传感器，根据室内实际负荷调节送风频率和电动冷热水阀开度，可大幅减少系统部分负荷运行时的能源浪费，实现节能50%-60%左右。
4考虑蓄冷方式
在医院能申请到峰谷电价的情况下，可考虑采用水(冰)蓄冷系统，达到削峰填谷，节约电费的目的。
5制冷机采用热回收方式
冷凝热回收技术是将空调排放的废热予以回收利用，用来制取生活热水或生成工艺热水——住院楼生活热水制取。
6新风机、排风全热回收系统
1.医院ABC区采用某公司的水力平衡与智能控制节能技术。
其主要节能技术手段包括：冷温水循环部分采用双向变流量技术，更换一台一次泵，把原有的二次泵系统改成一次泵系统。冷温水循环和冷却水循环，各用一台集中式低阻力过滤器替换原有Y型过滤器，显著降低管路阻力。
通过机房内的冷却水管路改造，将原来与主机单独对应的冷却塔，整合成一个冷却塔群，并应用智能型变流量冷却塔技术对塔群进行改造。对原有冷却水循环管路进行全面改造并更换了一台冷却泵，应用一泵对多机技术极大地降低了冷却水循环的管路阻力，实现了冷却泵的节能。
为冷却塔、冷却泵、冷温泵和主机对应安装能效控制柜，应用模块化能效控制技术。安装WISDOM平台，实现中央空调的智能化运行，能够根据环境温度、室内需求量等变化，自动调节运行强度，在满足室内舒适度的同时，显著降低空调能耗。
2.安装变流量喷嘴1200个，水力稳压器12个，原冷却系统为4台55KW水分别对应三台机组（配置为三用一备），更换为110KW水泵1台，原冷冻系统为4台30KW一次冷冻泵分别对应三台机组（配置为三用一备）另有4台37KW的二次冷冻泵（配置为三用一备），更换为110KW水泵1台。
3.夏季节能效率在43%左右。目前投运的是冬季模式，原使用医院水泵的总功率要达到150kw，现采用一泵对多机系统后，仅采用一台110KW的水泵就全部替代了，并通过一个多月的运行，水泵在变频控制下，实际运转功率在35—60KW之间，节能率在65%以上。
4.医院D区、F区、G区采用模糊控制技术。采用系统效率最佳的冷却水自适应模糊优化控制，根据气候条件、系统特性和自适应模糊优化算法模型，动态调节冷却水的流量和冷却塔风量，使冷却水温度趋近于模糊控制器给出的最优值，从而保证整个空调系统始终处于最佳效率状态下运行，系统整体能耗降低。
5.安装冷冻水泵智能控制箱22个、冷却水泵智能控制箱10个，冷却塔风机智能控制箱7个，各类传感器47个，三相电能表（含电能表箱）36个，于2014年7月10日正式投入使用，依据每次对比测试平均节能率在30.9%，按照夏季中央空调总用电，节约电量在150余万度。
来源：筑医台资讯
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