隨著綠色醫(yī)院建設理念的深入，如何在保障醫(yī)療環(huán)境安全、舒適的前提下降低能源消耗，成為越來越多醫(yī)療機構(gòu)關(guān)注的重點。空調(diào)通風系統(tǒng)作為醫(yī)院建筑能耗的主要組成部分，其節(jié)能潛力不容忽視。本文將以某綜合性醫(yī)院的實際項目為例，探討三維熱管換熱器在醫(yī)院空調(diào)通風系統(tǒng)余熱回收中的應用效果。

項目背景

該醫(yī)院前身為某大型中心醫(yī)院，占地面積5.4萬平方米，總建筑面積5.2萬平方米，開設病床530張。作為區(qū)域醫(yī)療業(yè)務指導中心，該院承擔著該區(qū)域的醫(yī)療救治重任，服務范圍輻射周邊多個區(qū)域。

醫(yī)院新院區(qū)在建設之初，便將綠色、節(jié)能、環(huán)保理念融入設計之中。醫(yī)院各門診設置獨立候診區(qū)域，做到一醫(yī)一診一室；病房寬敞明亮，每個房間均設立獨立衛(wèi)生間并配有生活熱水——這些高品質(zhì)的醫(yī)療環(huán)境保障，也意味著更高的能源需求。

醫(yī)院空調(diào)系統(tǒng)的特殊性與能耗挑戰(zhàn)

醫(yī)院建筑不同于普通公共建筑，其空調(diào)通風系統(tǒng)需要滿足多重特殊要求：

• 感染控制需求：不同區(qū)域需要維持不同的壓差梯度，發(fā)熱門診、隔離病房等區(qū)域?qū)ε棚L有嚴格要求
• 高換氣次數(shù)：手術(shù)室、ICU、搶救室等關(guān)鍵區(qū)域需要較高的換氣次數(shù)，以保證空氣質(zhì)量
• 全年運行：醫(yī)院空調(diào)系統(tǒng)通常全年不間斷運行，即使在過渡季節(jié)也需要維持室內(nèi)環(huán)境參數(shù)
• 新風負荷大：為保證醫(yī)療區(qū)域的空氣品質(zhì)，新風量需求遠高于常規(guī)建筑

這些特點決定了醫(yī)院空調(diào)通風系統(tǒng)的能耗水平遠高于普通公共建筑。特別是在冬季和夏季，大量新風的引入伴隨著巨大的能量損失——排風中蘊含的熱量（或冷量）被直接排放到室外，造成了可觀的能源浪費。

三維熱管換熱器：原理與技術(shù)優(yōu)勢

熱管換熱技術(shù)是一種高效的氣-氣能量回收方案。三維熱管換熱器在傳統(tǒng)熱管技術(shù)基礎上進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，其核心工作原理是：利用熱管內(nèi)工質(zhì)的相變傳熱，實現(xiàn)排風與新風之間的能量交換，從而回收排風中的冷熱量，預冷或預熱引入的新風。

與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)輪式、板式等熱回收裝置相比，三維熱管換熱器在醫(yī)院場景下具有以下優(yōu)勢：

1. 高效余熱回收：三維熱管換熱器利用熱管內(nèi)工質(zhì)的相變傳熱原理，換熱效率遠高于傳統(tǒng)熱回收裝置。在冬季工況下，可將排風中蘊含的熱量高效傳遞給低溫新風；在夏季工況下，則可將排風中的冷量回收用于預冷新風。全年綜合熱回收效率可達60%以上，真正實現(xiàn)“冬暖夏涼”的能源循環(huán)利用。

2. 無運動部件，運行穩(wěn)定：熱管內(nèi)部無任何機械運動部件，故障率低，后期維護成本小，適合醫(yī)院這種需要長期穩(wěn)定運行的場所

3. 適用范圍廣：可在較寬的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，冬季回收熱量、夏季回收冷量，全年均可發(fā)揮作用

4. 結(jié)構(gòu)緊湊：三維排布設計提升了單位體積內(nèi)的換熱面積，對既有機房的改造適應性強

項目實施情況

在該醫(yī)院新院區(qū)的空調(diào)通風系統(tǒng)設計中，針重點區(qū)域的新風機組，配置了三維熱管換熱器進行排風余熱回收。

具體實施方式為：在各獨立區(qū)域的新風系統(tǒng)排風管路上設置熱管換熱裝置，排風與新風在熱管內(nèi)進行能量交換。冬季，排風中攜帶的熱量被回收用于預熱室外冷新風；夏季，排風中的冷量被回收用于預冷室外熱新風。

醫(yī)院重點區(qū)域的新風需求及熱管配置情況如下：

節(jié)能效益分析

該院三維熱管換熱系統(tǒng)投入運行后，我們對實際運行數(shù)據(jù)進行了跟蹤分析：

冬季工況：室外溫度-5℃時，新風經(jīng)熱管預熱后可提升至8-10℃，大幅降低了加熱盤管的供熱負荷。整個采暖季，熱管系統(tǒng)回收的熱量折合天然氣約8.6萬立方米。

夏季工況：室外溫度35℃時，新風經(jīng)熱管預冷后可降至29-30℃，有效減少了制冷機組的電耗。整個制冷季，熱管系統(tǒng)回收的冷量折合節(jié)約電量約15.2萬千瓦時。

綜合全年數(shù)據(jù)，該院因采用三維熱管換熱技術(shù)，空調(diào)通風系統(tǒng)年節(jié)能率約為22%-25%，減少二氧化碳排放約180噸。項目投資回收期約為2年。

對綠色醫(yī)院建設的意義

綠色醫(yī)院建設不僅僅是設備的堆砌，更是對能源利用方式的系統(tǒng)性優(yōu)化。該院在空調(diào)通風系統(tǒng)中應用三維熱管換熱器的實踐表明：

節(jié)能與保障醫(yī)療環(huán)境安全并不矛盾。熱管換熱技術(shù)在不產(chǎn)生交叉污染的前提下實現(xiàn)了能量回收，真正做到了“節(jié)能不減安全”。

既有醫(yī)院改造同樣適用。該院為新院區(qū)建設時即規(guī)劃應用，但三維熱管換熱器模塊化的設計特點，使其同樣適用于既有醫(yī)院空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造，對機房空間和管路改動要求較低。

契合醫(yī)院經(jīng)濟運行需求。面對日益增長的能源成本壓力，醫(yī)院通過技術(shù)手段降低運行費用，有助于將更多資源投入到臨床服務中。

結(jié)語

該院自2020年新院區(qū)啟用至今，三維熱管換熱系統(tǒng)已穩(wěn)定運行多年。作為區(qū)域醫(yī)療中心，該院在保障醫(yī)療救治任務的同時，積極探索節(jié)能降耗路徑，為區(qū)域內(nèi)醫(yī)療機構(gòu)提供了有益借鑒。

隨著“雙碳”目標的深入推進，醫(yī)院作為公共建筑中的能耗大戶，節(jié)能降耗勢在必行。熱管換熱技術(shù)以其高效、穩(wěn)定、無交叉污染的特點，為醫(yī)院空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造提供了一條切實可行的技術(shù)路徑。對于正在規(guī)劃新院區(qū)建設或既有院區(qū)節(jié)能改造的醫(yī)院管理者而言，關(guān)注空調(diào)通風系統(tǒng)的能量回收問題，或許是實現(xiàn)綠色醫(yī)院建設目標的關(guān)鍵一步。

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