多联机空调系统在医院建筑中的适用性分析

多联机空调系统在医院建筑中的适用性分析

武茜张福权

三菱电机空调影像设备（上海）有限公司大连办事处辽宁大连116011

摘要：近年来，我国的空调系统有了很大进展，多联机空调系统的应用也越来越广泛。本文介绍了几种新型多联机空调，结合医院建筑的平面布局，使用需求和气候特点，分析了各类多联机空调用于医院的适宜性及节能性，并指出了多联机空调在医院建筑中应用需注意的问题。

关键词：多联机空调系统；医院建筑；适用性；新能源；医疗工艺

引言

多联式空调（热泵）系统，仅用“电”能源和空气源，就可解决建筑内的空调问题（传统中央空调除了用电，还需考虑冬季供热的热源的问题）。该系统夏季室内机送冷风，冬季送暖风，而且因热泵的独特性能，加上有些设备厂家，采用二级压缩和喷射增焓技术，冬季零下20℃时，能正常的满足室内的供暖要求，设备的极限工作温度可达零下25℃。

1医院中央空调节能控制系统

中央空调节能控制系统，包括中心模糊管控柜、冷却水程序管控柜、冷冻水程序管控柜等以及相应的感应器、监视系统软件等。其节能原理，是利用感应器来对环境温度、湿度等进行检测，经全面系统分析后，配合相应的PID管理及人工智能管理模糊计算，得到每一个房间的尾端冷量需求，以此来对系统中冷冻回路水速、冷却水速、主控制机打冷率等参数进行变更，营造出舒适的环境，然后对尾端房间的变化载荷数值进行记录分析，尽可能确保打冷机运行在最优时间节点，这样能够确保中央空调系统在运行过程中，将能耗比控制在峰值状态，降低能源消耗。中央空调系统的节能控制主要体现在水系统控制方面，可以采用模糊控制的方法来提升控制效果。一是冷冻水系统控制，选择预期模糊算法模型进行控制，其能够自动计算出未来一段时间内，中央空调系统的输出冷量及空调设备运转参数，在满足环境舒适度要求的前提下，提升能源利用效率，实现对于系统能耗的精确控制。结合空调系统的运行特点分析，一旦房间温度及空调尾端负荷发生变化，则冷冻水流速、压力和供回水温度差都会相应变化，将传感器测量得到的数据输入到模糊控制器中，控制器可以根据接收到的实际测量值以及历史运行数据，计算出能够满足尾端空调负荷运行所需的相关参数最优值，对比感应器检测到额定数据，依靠变频器实现对于冷冻水泵转速的调整，以此来确保冷冻水系统中的压差、流速和供回水温差满足模糊管控器得到的最佳数值，实现节能运行。对于空调冷冻水系统而言，通过对动态输出量的有效控制，可以依照空调末端的负荷需求，实现主机制冷供应量控制，确保处于中央空调系统影响范围内的所有房间都能够满足人们对于环境舒适性的要求，减少冷冻水传输供给损耗。二是冷却水系统控制，与冷冻水系统控制类似，当房间内温度与空调尾端荷载发生变化时，终端中央空调打冷机的输出荷载也会相应变化，对空调冷凝器最佳冷凝温度造成影响。冷却水系统控制能够通过实时参数值以及历史参数值，计算出空调冷凝器的最佳冷凝温度以及冷却水的最优温度，也可以对比实施进出口的水温，如果存在差异，则空调变频器会对冷却水机以及冷却塔风机的运转速度进行调整，使得冷凝器冷却水的温度能够逐渐接近系统最佳设定值，确保空调主机与冷凝机能够始终保持在最高效率运行

2医院的多联机适用性分析

2.1平面布局

①内外分区。为满足医疗工艺流程的要求，平面布局中往往无法为每个房间考虑自然采光通风条件，加之某些医疗工艺忌光、密闭的需求，医疗建筑存在明显内外分区现象。大型医院的门急诊，医技区域尤甚。医院建筑存在较大比例的内区房间。针对此特征，内外区须按其负荷特性分设系统，如内外区分别采用独立的多联机系统，或设置热回收型多联机组，将医院内区的热量转移至外区。对于内区面积广，发热量大的医院建筑，热回收型多联机是一种节能高效的空调方案。值得注意的是，内外区的定义，并不能完全依据该房间有无外窗、外墙判定，而应依据其负荷特性具体确定。尤其是医院建筑的医用设备的房间。设备间，虽有外墙，但因其发热量较大，仍需全年制冷，应将其视为“内区”房间。②医疗设备用房多。医疗设备，是医院医疗流程的重要组成部分。其正常使用，离不开空调系统营造的环境条件。医疗设备用房在区域上往往相对独立，负荷特性也与常规医院房间不同，宜独立设置空调系统。同时，医疗设备忌水，相比水系统中央空调，多联机空调系统没有水管漏水隐患。因此，多联机空调系统较适用于医疗设备用房。

2.2优化室外机与室内机间的配管布置，减少配管长度

配管等效长度不宜超过70m；或者通过产品计算资料核对，在规定制冷能力使用条件及配管实际长度条件下的满负荷的性能系数不低于2.80。多联机空调系统的制冷剂连接管等效长度应满足对应制冷工况下满负荷时的能效比（EER）不低于2.8的要求。目前市场上的多联机通常采用R410A制冷剂，根据厂家技术资料，当R410A系统的制冷剂连接管实际长度为90m~100m或等效长度在110m~120m时，满负荷时的制冷能效比（EER）下降13%~17%，制冷综合性能系数IPLV（C）下降10%以内，因此，选空调设备时，需注意衰减后的主机制冷能效比（EER）值。对于住宅项目，布置室内机时，不宜将室内机安装在厨房内。当需要在卧室内安装室内机时，宜根据制冷剂性质配置氧气浓度传感报警器或制冷剂浓度传感报警器。

2.3因地制宜

对于相对偏远、经济欠发达的区域，医院建筑的标准较低，设计、施工、运营水平相对较差，采用复杂的中央空调系统，无论从成本上、效果上都不是理想的选择。多联机因其集成程度高，维护管理方便，品牌层级多等优势，可应用于此类区域。此外，医院建筑在应用多联机时，可根据当地的气象、能源条件，采取新型的多联机系统，以保证空调效果，降低运行成本。对于高寒地区，冬季室外温度较低。常规空气源多联机应用于寒冷地区存在四大缺陷：1）制热能力衰减。2）制热效率降低。3）压缩机排气温度升高，导致热泵不能运行或运行可靠性降低。4）出风温度低，特别是融霜时室内温度降低，严重影响室内环境舒适性。因此，对于冬季寒冷地区的医院，当采用多联机空调时，必须考虑制热的经济性及可靠性。可采用喷气增焓多联机，提升冬季制热的效果。当医院项目有利用湖水、土壤等低品位热源的条件时，可采用水冷多联机。对于太阳能充足地区的医院，可采用光伏直驱多联机系统，将收集而得的太阳能用于多联机空调的用电，以减轻电能耗费。

结束语

综上所述，多联机空调系统使用灵活方便、运行节能，可满足合医院建筑空调复杂多变的功能与需求。医院建筑，在平面布局、使用需求方面有显著的独特性。在应用多联机系统时，应针对医院的特性，对医院的典型区域，配置合适的多联机系统，以最大程度地发挥多联机的优势，充分满足医院的使用要求。可结合医院项目具体的气候条件，能源情况，政策支持等，通过经济技术分析，应用新型多联机系统。

参考文献

[1]多联机空调系统工程技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[2]王如竹，翟晓强.基于太阳能热利用的生态建筑能源技术[J].建筑热能通风空调，2004，23（1）：1-10.

[3]宋应乾，范蕊，龙惟定.水冷多联机系统运行性能[J].暖通空调，2011，41（9）：128-132.

[4]沈晋明.医院无凝水空调系统———新一代微生物控制手段[J].洁净与空调技术，2004，（4）：1-5.

[5]石文星.低温热泵技术在日本的进展[J].暖通空调，2008，38（12）：26-34.