在大型公共建筑中,中央空调系统是能源消耗的重要组成部分。其中,能源在从主机产生到最终送达使用区域的过程中,会因传输距离、设备效率及管道特性等因素产生损耗。这种损耗不仅增加了运营成本,也对资源利用效率提出了挑战。医院作为功能复杂、需持续稳定运行的特殊场所,其空调系统的能耗与可靠性尤为关键。本文将探讨通过优化中央空调系统,特别是对管道末端进行改造,来有效减少能源在传输环节的损耗。

能源传输损耗主要发生在以下几个环节:首先是流体在管道内长距离流动时,因摩擦阻力造成的压头损失,这需要水泵或风机消耗更多能量来克服;其次是管道保温性能不佳导致的热量或冷量散失,尤其是在非温控区域;再者是空气在风管内输送时可能产生的泄漏;最后是末端设备,如风机盘管、空气处理机组等,若效率低下或调节不当,也会造成能量浪费。识别这些主要损耗点,是进行针对性改造的高质量步。
针对上述损耗环节,可以采取一系列具体措施进行优化和改造:

1、管道系统优化与保温强化。对现有的空调水系统及风系统管道进行水力计算和评估,优化管道路径,避免不必要的弯头和管径突变,以减少局部阻力损失。对于已经老化的保温层进行更换,选用导热系数更低、耐久性更好的新型保温材料,并确保保温层连续、密封,特别是对于穿过高温或非空调区域的管道,应加厚保温层。阀门、法兰等管件部位同样需要良好的保温处理,防止这些“冷桥”或“热桥”点成为能量散失的通道。
2、水泵与风机系统的节能改造。水泵和风机是空调系统中的主要动力设备,其能耗占比高。采用变频调速技术是核心手段。通过安装变频器,可以根据空调系统的实际负荷变化,自动调节水泵的转速和风机的风量,使其始终在高效区间运行,避免在低负荷时仍以工频运行造成的电能浪费。此外,选用高效节能型的水泵和风机电机,替换老旧、效率低的设备,也能从源头上降低动力输送环节的能耗。
3、末端设备的精细化调控与更新。空调系统的末端,如房间内的风机盘管、新风处理机组等,是能量交付给最终环境的最后一环。对这些设备进行升级,例如更换为低阻力、高效率的换热翅片和风机,可以降低风侧和水侧的阻力,减少动力需求。同时,引入更精确的室温控制和风量调节装置,避免房间过冷或过热造成的能量浪费。对于部分区域,可以考虑采用独立控制的变风量末端装置,实现按需供冷供热。

4、系统平衡与智能控制。一个设计再优良的系统,如果在实际运行中失衡,也会导致能量损耗。因此,对水系统进行水力平衡调试,对风系统进行风量平衡调试,确保各个环路和支路都能按设计流量分配能量,至关重要。在此基础上,构建基于建筑能耗监测数据的智能控制系统,能够对主机、水泵、风机、末端阀门等设备进行协同优化控制,根据室外气象参数、室内人员密度等变化,动态调整系统运行策略,从整体上最小化传输损耗和系统总能耗。
实施改造并非一蹴而就,需要系统性的规划和执行。首先应进行优秀的能源审计与系统诊断,精确评估当前系统的能效水平与主要问题点。然后,根据诊断结果制定分阶段、分区域的改造方案,优先处理能耗大、效率低的环节。在改造过程中,需注重施工质量,特别是保温工程的密封性和连续性,以及设备安装的规范性。改造完成后,应对系统进行重新调试,确保各项参数达到设计预期,并对运行管理人员进行培训,使其掌握新系统的操作与维护要点。
通过上述措施,可以显著提升医院中央空调系统的能源利用效率。减少能源在传输过程中的无谓损耗,意味着在提供同等甚至更优室内环境的前提下,降低了系统的运行费用。这不仅具有经济意义,也是践行可持续发展理念的具体行动。持续的监测、维护与优化,是保障系统长期高效、稳定运行的关键。
总结重点:
1、通过优化管道路径、强化保温以及减少风管泄漏,直接降低输送介质在传输过程中的能量损失。
2、应用变频技术和高效电机改造水泵与风机系统,并升级末端设备,使动力输出与实时负荷匹配,减少动力输送环节的能耗。
3、实施系统水力与风量平衡调试,并构建智能控制系统,从整体运行策略上优化能源分配与使用,实现系统综合能效的提升。