医用空调冷热源选择对运行成本的影响
2025-09-21

在现代医疗建筑中,空调系统不仅是保障室内环境舒适性的关键设备,更是维持手术室、ICU、洁净病房等特殊区域空气洁净度和温湿度稳定的核心设施。由于医院运行时间长、负荷需求复杂且对环境控制要求极高,空调系统的能耗往往占据建筑总能耗的40%以上。其中,冷热源作为空调系统的核心组成部分,其选型直接决定了系统的能效水平和长期运行成本。因此,合理选择医用空调冷热源,对于降低医院运营支出、提升能源利用效率具有重要意义。

首先,常见的医用空调冷热源主要包括电动冷水机组+锅炉、直燃式溴化锂机组、风冷热泵、多联机系统以及近年来逐渐推广的冰蓄冷、地源热泵等新型技术。不同冷热源形式在初投资、能效比、维护成本及适应性方面存在显著差异。例如,传统的“电制冷+燃气锅炉”组合虽然初投资较低,技术成熟,但受电力和燃气价格波动影响较大,尤其在用电高峰时段运行压缩式冷水机组,电费成本高企,长期运行经济性较差。

相比之下,直燃式溴化锂机组以天然气或燃油为驱动能源,可同时提供冷热源,适用于冷热负荷均较大的综合性医院。其优势在于无需额外配置锅炉,节省机房空间,且在电价较高地区具备一定的运行成本优势。然而,该系统的一次能源利用率相对较低,排放较高,且对燃料供应稳定性依赖性强,在环保政策日益严格的背景下,应用受到一定限制。

风冷热泵系统因无需冷却塔和锅炉房,安装灵活,适用于中小型医疗机构或改造项目。但其性能受室外气候影响明显,冬季制热能力随气温下降而衰减,在寒冷地区需配置辅助热源,导致综合能效下降,运行成本上升。此外,风冷设备噪音较大,选址受限,也影响其在敏感医疗区域的应用。

近年来,地源热泵系统因其高效节能、环保稳定的特点,在新建大型医院中得到越来越多的应用。该系统利用地下恒温层进行热交换,全年运行能效比(COP)可达4.0以上,远高于传统系统。尽管初期投资较高,涉及钻孔和埋管工程,但其运行费用低,寿命长,通常在8-10年内可通过节能收益收回增量成本。对于全年冷热负荷均衡、用地条件允许的医院项目,地源热泵是降低长期运行成本的理想选择。

冰蓄冷系统则通过夜间低谷电价时段制冰、白天释冷的方式,实现电力负荷的“移峰填谷”。该技术特别适合电价峰谷差较大的地区,能够显著降低电费支出。结合常规冷水机组使用,可在不增加制冷主机容量的前提下提升系统调节能力,满足医院高峰负荷需求。然而,冰蓄冷系统需要较大的蓄冰设备空间,控制系统复杂,对运维管理要求高,若设计不当,反而可能增加能耗。

除了冷热源类型的选择,系统的集成优化同样影响运行成本。例如,采用变频技术、智能群控系统、热回收装置等措施,可进一步提升整体能效。医院空调系统常存在同时供冷供热的需求,如洁净区需全年制冷,而普通区域冬季需采暖。此时,设置热回收型冷水机组或四管制系统,可将排热用于预热新风或生活热水,实现能源梯级利用,大幅减少一次能源消耗。

此外,运行管理模式也不容忽视。即便选择了高效的冷热源,若缺乏科学的运行策略和定期维护,设备长期处于低效状态,仍会导致能耗上升。建立基于BIM或能源管理平台的实时监控系统,结合负荷预测与自动调节,有助于实现精细化运行,持续优化能耗表现。

综上所述,医用空调冷热源的选择是一项涉及技术、经济、环境和管理的综合性决策。医院在规划阶段应结合当地气候条件、能源价格、建筑规模、功能布局及长期运营目标,进行全生命周期成本分析(LCC),而非仅关注初投资。优先选用高效、稳定、可再生能源占比高的冷热源方案,并辅以智能化控制与科学运维,方能在保障医疗环境品质的同时,有效控制运行成本,推动绿色医院建设迈向可持续发展。

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