医院暖通空调系统设计与优化分析

医院暖通空调系统设计与优化分析

张峰

柏诚系统科技股份有限公司  江苏省无锡市滨湖区   214072

摘要：随着医疗技术的进步和患者需求的提高，医院暖通空调系统的设计和优化变得尤为重要。一个高效、节能且舒适的空调系统不仅能够保障医疗环境的卫生安全，还能提升患者的康复效率。本文将深入探讨医院暖通空调系统的设计基础、关键技术以及优化策略，旨在为医院提供一套科学、系统的解决方案，以实现环境舒适度与能源效率的双重提升。

关键词：医院；暖通空调；系统设计；优化

引言

医院的暖通空调系统不仅关系到患者和医护人员的舒适度，更是保障医疗环境安全、防止交叉感染的关键因素。随着医疗设施的不断升级和患者对医疗环境要求的提高，传统的暖通空调系统设计已难以满足当前的需求。

一、医院暖通空调系统设计基础

1.1 医院暖通空调系统需求分析

医院作为一个特殊的公共建筑场所，其暖通空调系统有着独特的需求。医院各区域对空气质量要求极高，尤其是手术室、重症监护室（ICU）、产房等特殊科室，必须保证空气中的细菌、病毒等微生物含量处于极低水平，以防止交叉感染的发生。例如，手术室要求空气达到一定的洁净度级别，如百级、千级甚至更高，这就需要高效的空气净化设备和严格的气流组织形式。不同科室对温湿度的要求也有所差异，一般病房区适宜的温度在 22 - 25℃，相对湿度在 40% - 60%，而对于一些对湿度敏感的科室，如烧伤科，需要更加精准的湿度控制，以促进患者伤口愈合和减少感染风险。医院人员密集，包括患者、医护人员、家属等，新风量的供应必须充足，以满足人员的呼吸需求和维持室内空气的清新度，一般按照相关标准，每人每小时的新风量不应低于一定数值，如 30 - 50m³/h，这有助于稀释室内污染物，提高室内空气品质，为患者的康复和医护人员的工作创造良好的环境条件。

1.2 暖通空调系统设计原则

舒适性原则是首要考虑的因素之一，确保室内温度、湿度、气流速度等参数处于人体舒适的范围内，避免因环境不适对患者的病情产生不良影响，同时也能提高医护人员的工作效率。安全性原则至关重要，特别是在涉及到电气设备、燃气管道等方面，要采取严格的防火、防爆、防漏电等安全措施，防止发生安全事故。对于空气净化系统，要确保其可靠性和稳定性，避免因净化设备故障导致空气质量下降，引发感染风险。节能性原则也是不可忽视的，医院作为能源消耗大户，暖通空调系统的能耗占比较大，因此在设计过程中应采用节能设备和技术，如高效的制冷机组、热回收装置、智能控制系统等，通过合理的系统设计和运行管理，降低能源消耗，提高能源利用效率，实现医院的可持续发展。

二、医院暖通空调系统关键技术

2.1 空气净化与过滤技术

为了达到不同区域的空气洁净度要求，通常采用多级过滤系统。初效过滤器主要用于过滤空气中较大的灰尘颗粒，如粒径大于 5μm 的尘埃，可有效保护后续的中效和高效过滤器，延长其使用寿命。中效过滤器能进一步过滤掉粒径在 1 - 5μm 的灰尘、花粉等颗粒物，而高效过滤器则针对粒径小于 1μm 的微小颗粒，包括细菌、病毒等微生物，其过滤效率可达到 99.97% 以上，确保送入室内的空气达到高标准的洁净度。除了传统的过滤器，还可以采用静电吸附、紫外线杀菌等技术进行空气净化。静电吸附技术利用电场作用使空气中的颗粒物带电并吸附在集尘板上，具有较高的除尘效率和较低的阻力；紫外线杀菌技术则通过紫外线照射破坏微生物的 DNA 结构，从而达到杀菌消毒的目的，可有效杀灭空气中的细菌和病毒，进一步提高空气品质，为医院的特殊科室提供更为安全可靠的空气环境。

2.2 温度与湿度控制技术

在温度控制方面，通常采用制冷机组和制热设备相结合的方式。制冷机组可选用螺杆式冷水机组、离心式冷水机组等，根据医院的负荷需求提供冷量，通过风机盘管、空气处理机组等末端设备将冷风送入室内，实现降温目的。在制热时，可采用热水锅炉、热泵等设备产生热水或热风，维持室内适宜的温度。对于湿度控制，当室内湿度较高时，可采用除湿设备，如转轮除湿机、冷凝除湿器等，将空气中的水分去除；而当室内湿度较低时，则通过加湿装置，如蒸汽加湿器、超声波加湿器等，增加空气中的水分含量。还可以采用温湿度独立控制技术，将温度控制系统和湿度控制系统分开设置，通过新风系统承担室内的湿度调节任务，而冷水机组和末端设备主要负责温度控制，这样可以避免传统空调系统中因除湿而导致的过度冷却问题，提高系统的能效比。

2.3 节能技术与策略

为了降低医院暖通空调系统的能耗，可采用多种节能技术和策略。热回收技术是一种有效的节能手段，通过安装热回收装置，如转轮式热回收器、板式热回收器等，将排风的热量或冷量回收并传递给新风，使新风在进入室内前进行预冷或预热，从而减少制冷机组或制热设备的负荷，降低能源消耗。采用智能控制系统也是节能的关键，智能控制系统可以根据室内外环境参数的变化，如温度、湿度、人员数量等，自动调节空调系统的运行状态，包括风机的转速、冷水机组的启停、新风量的调节等，实现空调系统的精准控制，避免能源的浪费。合理选择设备的容量和台数，并采用变频技术，使设备能够根据实际负荷需求进行运行，提高设备的运行效率，也是节能的重要措施。例如，选用变频风机和水泵，在低负荷时降低转速，减少能耗，而在高负荷时提高转速，满足系统需求，从而实现整个暖通空调系统的节能运行。

三、医院暖通空调系统优化分析

3.1 系统性能评估方法

对医院暖通空调系统的性能评估包括能耗评估、室内空气品质评估和舒适性评估等。能耗评估主要通过监测空调系统的用电量、燃气量等能源消耗数据，并结合医院的建筑面积、使用时间等因素，计算出单位面积能耗、人均能耗等指标，与相关标准或同类型医院的能耗水平进行对比，分析系统的能耗状况，找出节能潜力点。室内空气品质评估则通过检测空气中的污染物浓度，如细菌、病毒、颗粒物、甲醛等有害气体的含量，以及新风量、换气次数等参数，判断空气是否符合医院各区域的卫生标准，评估空气净化系统的效果。舒适性评估主要依据室内温度、湿度、气流速度、噪声等参数，采用问卷调查、现场测试等方法，了解患者和医护人员对室内环境的主观感受，确定系统在舒适性方面的表现。

3.2 系统优化策略

基于系统性能评估结果，可采取以下优化策略。在设备方面，定期对制冷机组、制热设备、风机、水泵等设备进行维护保养，确保其处于良好的运行状态，提高设备的运行效率和可靠性。对于老化、能效低的设备，应及时进行更新改造，选用高效节能的新型设备，降低能耗。在系统运行管理方面，优化运行时间，根据医院各区域的使用规律，合理调整空调系统的开启和关闭时间，避免不必要的能源浪费。同时，加强对智能控制系统的优化和升级，提高其控制精度和自适应能力，使其能够更好地根据实际情况调节系统运行参数，实现节能优化。在空气净化与通风系统方面，定期更换过滤器，确保空气净化效果；优化通风系统的气流组织，合理设置送风口和回风口的位置和数量，提高通风效率，保证室内空气的均匀分布和良好的换气效果，进一步提升室内空气品质和系统的整体性能，为医院创造更加健康、舒适、节能的室内环境。

四、结语

本文通过对医院暖通空调系统的设计基础、关键技术及优化策略的深入分析，提出了一系列提升系统性能和能效的措施。未来，期待更多的研究和实践能够进一步推动医院暖通空调系统的发展，以适应不断变化的医疗需求。

参考文献

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