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黄如春 :医院机房降温提效应用实践

文/马志晖(根据首届中国医院基建管理者峰会发言整理)


在医院后勤管理工作中,机房管理是其中重要的工作内容,医院设备机房种类繁多 :空压机房、负压机房、数据中心机房、电梯机房、气动物流机房、强(弱)电机房,它们共同支撑着医院的设备运营,这些机房产生大量的热量和高温,对设备本身和其运行环境都是极大的考验。如何控制机房温度,保证设备正常运行?江苏省人民医院总务处处长黄如春对此进行了深入介绍。

黄如春介绍说,机房高温问题在各个行业普遍出现,在设备种类越来越多、越来越先进的情况下,增加中央空调风机盘管、分体空调、通风等常规的机房降温解决方案并不能彻底解决温度高的问题。很多设备用房设置在地下层,而且这些设备需要长期运行,比如配电房的设备,一年 365 天,24 小时不间断运行,用常规的降温方法增加成本,消耗资源,可能还不能达到理想的降温效果,造成相应设备的提前报废。

常规散热降温方法并不适用于大型设备机房


空气压缩机、负压吸引机房降温举措

空气压缩机房和负压吸引机房位于门急诊病房综合楼 1.3 万平方米地下室的中心位置,在炎热夏季或者通风不好的情况下,机房的环境温度问题尤为突出,难以用加大通风量将热量带走,增大送排风的方式也无法施工。夏季机房最高温度曾达到 50 多度,为了降低温度,原采用一台精密空调降温,但因为机房热量过大不堪重负,故障重重。

空压机房热源分析 空气压缩机房主要由空气压缩机、分离器、干燥器、过滤器、储气罐等构成,其中两台 37KW 空气压缩机是主要热源。负压机房的主要热源是真空泵,相对空压机房产热量小很多。机房标准的运行温度在 25到 30 度,最高不能超过 35 度,否则会造成空压机的工作效率下降。原来的散热方式主要由排风、空调组成,房间的总热量 45 千瓦,风管排风冷负荷23KW,5P 空调冷负荷 12KW,所以房间温度越来越高,最高达到 50℃。空压、负压机房高温运行导致设备效率下降,数据显示 :房间温度每升高 10℃,机器的可靠性下降25%,机组效率下降 5%,最后导致空压机房因为高温持续运行导致真空泵烧坏,压缩机油因为高温蒸发出异味充斥整个医院。司空见惯的机房告温,引发“机器故障”,导致医院空气系统瘫痪。

散热难点 首先就是机房位于主楼地下室,空间密闭,通风不畅,机房热量大,强降温十分困难,冷媒布管施工难度大,能耗大,采用常规制冷或送排风的方案,已经难以完全解决机房内高温的问题。

解决思路 解决思路围绕稳定和节能两个关键词展开,环境温度持续稳定在合理范围内,保证医疗气体正常使用,同时尽量减少因为降温而造成能源的浪费,将热量转移或转化。为此设想通过热泵运转,将机房的设备产生的能量转换为热水。改造后夏天全天温度达到了 25 ~ 30 度,效果非常明显,系统监控显示,热水节电 5.2万度,制冷端节能 5.2 万度电。

空压机房降温提效系统原理

降温原理:

1.风机盘管安装在医用气体中心,用角钢固定在墙壁上

2.热泵、缓冲水箱安装在水热交换机房

3.系统通过热泵中的介质在蒸发侧中蒸发吸热,产生冷量,通过风机盘管将冷量循环到医用气体中心机房,达到降温目的

4.系统通过热泵中的介质在冷凝侧冷凝放热,将在医用气体中心的吸收的热量传到自来水中,达到提高自来水基础水温的目的

5.热泵通过系统周而复始的运行,将医用气体机房降温,将水的温度提高。达到余热回收和节能的效果,通过进出管的流量、温度仪表的监测,达到节能指标的统计反馈

6.系统为了防止系统在用水不稳定(自来水流量小),导致吸收的热量无法及时换出,热量无处使用,导致机器高温高压故障报警停机。

节约能源转化

数量(每天节约)

单位

二氧化碳减排

164.0235872

kg

二氧化硫减排

0.532137592

kg

氮氧化物减排

0.463272727

kg

节约原油

44.69955774

kg

节约树木

1.252088452

节约天然气

51.58604423

立方米

说明:上述数据按照理想状态,每天机器运行20个小时进行计算;在用水低谷期,每天最少节约能量为上述数值的2/3;



气动物流机房散热实例

江苏省人民医院气动物流 MTU 机房面积为 63 平方米,内设 12 台空气压缩机,每台机器功率 5.52KW,机房内无明窗,无新风或其他常开通风系统,只配置了一台分体空调,夏季温度高达 48 摄氏度。

气动物流机房高温影响 :气动物流机房规范操作温度为 :5℃ -49℃,如果气动物流机房温度过高,就会产生以下影响 :

1)标本、药品(尤其冷藏药)、血液质量安全隐患 ;

2)部分设备运动部件材料为进口纤维板,预热易膨胀从而引发故障 ;

3)弱电设备(包括交换器等)对温度要求较高 ;

4)长期高温环境下大大减少进口设备整体使用寿命,并增加额外耗材支出。

解决思路 降温方案采用“疏治结合”,即送排风系统 +VRV 空调系统,根据设备产热情况,设置空调出风口、负压排风口、正压送风口位置,以保证气流组织形式。

负压排风口和正压送风围绕热源错开设置(一下一上、一前一后),卡式空调在机房内均匀分布(出风口避开负压排风口)。

蓝色为送排风及风口安装位置示意;

由于机房环境极其狭窄,采用软管硬管结合方式;

黄色为空调、管线布局及气流组织示意;

由于机房空间管道错综复杂,空调设备安装位置受限,采用局部覆盖的方式给高产热设备局部定点降温


设置了自动化的开启模式,用季控 + 温控+ 变频相结合的智能降温节能。通过计算,设置了春夏秋冬四级的不同模式。经过调整,全年的能耗较全空调方案降低了 30%到 50%,全年可以节约用电 1.7 万到 2.8万元(按 0.6 元 /kwh 计算),现在运行比较稳定。


根据南京四季温度变化制定的“四季模式”:

春季模式(2、3、4月):平均气温6-14℃,空调关闭,增大机房换气次数为25-27次,送排风机高频运行。

夏季模式(5、6、7、8月):平均温度21-29℃,空调开启,减少机房换气次数为5次,送风机关闭,排风机低频运行。

秋季模式(9、10月):平均气温19-27℃,空调开启并半负荷运行,机房换气次数为5次,送风机关闭,排风机低频运行。

冬季模式(11、12、1月):平均气温2-11℃,空调关闭,机房换气次数为17-20次,送风、排风机中频运行。


绿色医院提效展望

医院主要的水、电气,暖通能耗占比60%,医院人员密集,能耗高,设备运行时间长、冷热源需求比较大,要保证提升效率,以最低的成本提供最高的医疗服务,保证 24 小时病患员工各方面的舒适,安全,建设一个集约型友好的社会,推动医院的发展。

耦合 把医院中耗能、蒸汽供应、负压病房暖通空调、生活热水及直饮水等问题耦合起来,合理利用,利用有效的技术手段把设备用好并尽可能节能。应该挖掘出地理条件、气候条件、建筑条件、使用方的要求和所用能源的条件,把这些放到后勤区能耗管理系统,结合软件、技术,管网以及若干产品以及结合相应存储的分区,获得冷、暖、管、关、储的智能解决方案。

因地制宜 根据实际情况进行耦合,来形成合理的解决方案,应用到各种外围的场景,达到空调余热的回收,废水的再利用,以及新风热回收带来暖风的节能,以及提升效益。建议在建设中就把系统耦合起来,做到真正的细节节能,建设绿色医院。


此书籍为收费书籍

1799阅点(¥17.99)

编辑:马志晖

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