某三甲醫(yī)院綜合節(jié)能改造實例分析及思考

陳軍 毛斯影

1 哲華設(shè)計有限公司

2 浙江意靜智慧建設(shè)發(fā)展有限公司

0 引言

醫(yī)院建筑在我國是重要的高能耗的公共建筑[1]，近年來醫(yī)院的綜合節(jié)能改造得到越來越多的重視，各級政府、醫(yī)院以及節(jié)能服務(wù)公司共同努力，醫(yī)院節(jié)能減排工作取得了長足發(fā)展[2]。

本文介紹了某三甲醫(yī)院綜合節(jié)能改造的實例，包括前期能源系統(tǒng)狀況的調(diào)研、能耗數(shù)據(jù)的搜集處理、節(jié)能潛力的分析與相應(yīng)的改造措施及預(yù)估節(jié)能量，介紹了改造后實際節(jié)能效果，總結(jié)了醫(yī)院綜合節(jié)能改造的思路。

1 改造前的用能系統(tǒng)狀況及能耗分析

1.1 醫(yī)院及建筑概況

該醫(yī)院總建筑面積為160283 m2，包括內(nèi)外科醫(yī)技綜合樓、門急診樓、口腔樓、中醫(yī)樓、行政樓等10 多棟主要單體建筑，實際開放床位1800 張，年門急診人次數(shù)約285 萬人次。

1.2 改造前醫(yī)院用能系統(tǒng)概況

動力輔助樓為醫(yī)院的能源中心，處于院區(qū)的最北側(cè)角落位置。

1.2.1 空調(diào)冷熱源系統(tǒng)

集中空調(diào)系統(tǒng)冷源為3 臺直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組以及1 臺螺桿式冷水機(jī)組。相應(yīng)設(shè)備概況詳見表1。

表1 空調(diào)集中冷熱源設(shè)備統(tǒng)計表

夏季制冷：高峰時段最多開啟2 臺溴化鋰機(jī)組，低負(fù)荷時段開啟1 臺螺桿機(jī)組。冬季制熱：大部分時段開啟1 臺溴化鋰機(jī)組，極寒的天氣開啟2 臺溴化鋰機(jī)組。

1.2.2 空調(diào)水系統(tǒng)

改造前所有空調(diào)水系統(tǒng)循環(huán)泵及冷卻塔均未變頻運(yùn)行，空調(diào)水系統(tǒng)流程如圖1。

圖1 空調(diào)系統(tǒng)流程圖

1.2.3 集中鍋爐系統(tǒng)概況

動力輔助用樓內(nèi)設(shè)置了2 臺蒸汽鍋爐，單臺鍋爐額定蒸發(fā)量4 t/h，通過長距離輸送蒸汽至各棟樓地下室熱水機(jī)房，通過板式換熱器制備生活熱水。通過長距離輸送蒸汽，供應(yīng)醫(yī)院的食堂用蒸汽以及供應(yīng)室用蒸汽。

1.3 改造前醫(yī)院能耗分析

統(tǒng)計改造前三年全院能耗，全院平均耗電量2295.9 萬kWh/年，耗天然氣量185.2 萬m3/ 年，折算標(biāo)煤能耗9294.6tce/年，能源費(fèi)用2736.3 萬元/年，詳見表2。

表2 改造前三年全院能耗統(tǒng)計表

2 節(jié)能潛力分析及改造措施

改造前期對各用能系統(tǒng)、用能設(shè)備狀況及日常運(yùn)行操作模式詳盡調(diào)研，對能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，挖掘各能源系統(tǒng)的節(jié)能潛力點，提出綜合改造措施，形成詳細(xì)的節(jié)能改造方案，不斷的優(yōu)化完善，并經(jīng)第三方機(jī)構(gòu)以及行業(yè)專家團(tuán)隊論證，科學(xué)可行，最終通過醫(yī)院審批。

2.1 空調(diào)集中冷源節(jié)能潛力分析及改造措施

節(jié)能潛力：第三方機(jī)構(gòu)實測溴化鋰機(jī)組制冷效率僅為0.91；單臺機(jī)組容量過大，低負(fù)荷運(yùn)行效率低；天然氣價格上漲，能耗費(fèi)用高。

改造措施：采用3 臺磁懸浮離心式冷水機(jī)組替代溴化鋰機(jī)組集中供冷。

磁懸浮離心式冷水機(jī)組優(yōu)點：部分負(fù)荷性能高（IPLV11.5），設(shè)備維護(hù)成本低，設(shè)備尺寸小、運(yùn)行噪聲低等。

2.2 空調(diào)集中熱源節(jié)能潛力分析及改造措施

節(jié)能潛力：第三方機(jī)構(gòu)冬季實測溴化鋰機(jī)組制熱運(yùn)行能效僅為0.61；單臺機(jī)組容量過大，低負(fù)荷運(yùn)行效率低；天然氣價格上漲，能耗費(fèi)用高。

改造措施：采用2 臺超低氮冷凝式真空熱水機(jī)組替代溴化鋰機(jī)組集中供熱。

超低氮冷凝式真空熱水機(jī)組優(yōu)點：部分負(fù)荷機(jī)組效率高，額定能效達(dá)到104%，NOx排放小于18 mg/m3，運(yùn)行噪音低，維護(hù)成本低。

2.3 生活熱水系統(tǒng)節(jié)能潛力分析及改造措施

節(jié)能潛力：集中鍋爐配置過大，長期低負(fù)荷運(yùn)行，本體能效低；蒸汽長距離輸送，熱損失大。經(jīng)過板換，增加換熱損失。

改造措施：采用空氣源熱泵熱水器+儲熱水箱替代集中燃?xì)忮仩t，供應(yīng)各棟樓生活熱水，熱泵熱水器為各棟樓頂布置。

空氣源熱泵熱水器優(yōu)點：制熱能效高；就近布置減少輸送損失；利用谷時段制備熱水，節(jié)約電費(fèi)。

2.4 蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)節(jié)能潛力分析及改造措施

節(jié)能潛力：廚房及供應(yīng)室蒸汽用量小，但是鍋爐配置大，鍋爐能效低；蒸汽遠(yuǎn)距離輸送，熱損失大。

改造措施：采用3 臺高效蒸汽發(fā)生器替代集中蒸汽鍋爐為廚房及供應(yīng)室供蒸汽。

高效蒸汽發(fā)生器優(yōu)點：3 分鐘即可產(chǎn)蒸汽，啟動快速節(jié)能；不屬于鍋爐安全監(jiān)察范圍，不用報批年檢，維護(hù)費(fèi)用低，操作人員無需特種作業(yè)證書。

2.5 空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能潛力分析及改造措施

節(jié)能潛力：一次泵配置過大；設(shè)備未變頻控制；冷卻塔損壞嚴(yán)重，第三方機(jī)構(gòu)實測能效僅為53%。

改造措施：采用高效變頻水泵替換原有水泵；采用超低靜音高效冷卻塔替換原有冷卻塔；增加機(jī)房群控系統(tǒng)，優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行策略。

2.6 改造實施過程

本項目于2020 年3 月份開始實施整體節(jié)能改造于2020 年底全部完成并竣工驗收。院方委托節(jié)能服務(wù)公司提供改造后的專業(yè)化的托管運(yùn)營服務(wù)，進(jìn)一步通過管理提升整體系統(tǒng)品質(zhì)與節(jié)能水平。

改造后機(jī)房面貌煥然一新（圖2、圖3），改造后系統(tǒng)布置得到優(yōu)化，由于集中鍋爐完全拆除，騰出來原有鍋爐房280 m2建筑面積，由于原鍋爐房層高大于6.6 m2，經(jīng)過增加隔層后，院方?jīng)Q定增加560 m2的使用面積。

圖2 改造后機(jī)房主設(shè)備照片

圖3 改造后空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)備照片

3 節(jié)能效益預(yù)估及實際節(jié)能效果分析

3.1 綜合改造節(jié)能效益預(yù)估

根據(jù)測算，改造前可實現(xiàn)節(jié)約折標(biāo)煤量1190.3tce/年，綜合節(jié)能率13.2%，節(jié)約能源費(fèi)用365.5 萬元/年，詳見表4。

表4 各系統(tǒng)節(jié)能改造預(yù)估節(jié)能效益統(tǒng)計表

3.2 改造后實際節(jié)能效益統(tǒng)計

節(jié)能改造完成后，統(tǒng)計2021 年改造后運(yùn)行各系統(tǒng)能耗數(shù)據(jù)，統(tǒng)計逐月節(jié)能數(shù)據(jù)如表5，全年合計節(jié)約能耗1440.9tce，節(jié)約能耗費(fèi)用368 萬元，與改造前全年能耗9019.1tce 相比，實際節(jié)能率為16%。

表5 2021 年全年實際逐月節(jié)能數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

3.3 改造前后節(jié)能效果對比

通過對比改造前預(yù)估節(jié)能效益以及改造后實際統(tǒng)計的節(jié)能效益，該醫(yī)院的綜合節(jié)能改造達(dá)到了預(yù)期節(jié)能效果，節(jié)能服務(wù)公司的專業(yè)化管理，有力保障了各用能系統(tǒng)的高效運(yùn)行，實際節(jié)能量由預(yù)估的13.2%提升到了16%，本項目也被當(dāng)?shù)刂鞴懿块T授予節(jié)能優(yōu)秀節(jié)能改造示范項目等榮譽(yù)，實現(xiàn)了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

4 總結(jié)與思考

通過該醫(yī)院的綜合節(jié)能改造實例的分享，筆者總結(jié)及思考如下：

1）大型醫(yī)院的節(jié)能改造應(yīng)建立在對原有系統(tǒng)及設(shè)備狀況充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，本項目在改造前期，進(jìn)行了大量的調(diào)研，對醫(yī)院每個用能點的實際需求、系統(tǒng)及設(shè)備的現(xiàn)狀以及原有運(yùn)行記錄做到充分了解，后續(xù)改造才能真正保證醫(yī)院用能安全這個前提。同時詳細(xì)的調(diào)研也是原有系統(tǒng)節(jié)能潛力挖掘的基礎(chǔ)。

2）對能耗數(shù)據(jù)要充分分析，改造前的能耗數(shù)據(jù)是節(jié)能改造的依據(jù)，要對第一手?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行搜集與核實，并分析能耗數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，結(jié)合原有系統(tǒng)設(shè)備的狀況以及用能習(xí)慣，有針對性地挖掘節(jié)能潛力。同時能耗數(shù)據(jù)也是節(jié)能改造前能耗基準(zhǔn)的基礎(chǔ)。

3）綜合節(jié)能改造措施應(yīng)因地制宜，充分比較反復(fù)論證，選擇最優(yōu)化的改造方案。本項目的改造方案經(jīng)過反復(fù)論證修改，關(guān)鍵數(shù)據(jù)經(jīng)過第三方機(jī)構(gòu)實測，科學(xué)有效，整體方案經(jīng)過專家組論證通過，才具體實施。

4）改造實施需精心組織，良好的施工質(zhì)量、選擇高效的適合的節(jié)能設(shè)備，是改造后系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行并保證節(jié)能效果的關(guān)鍵。

5）合理規(guī)劃，可以為醫(yī)院帶來節(jié)能之外的效益，本次改造，通過合理規(guī)劃，醫(yī)院額外獲得了560 m2的使用面積，實現(xiàn)了節(jié)能改造的增值效益。

6）重視節(jié)能改造后的管理節(jié)能，優(yōu)秀的能源系統(tǒng)管理，結(jié)合智能化管理平臺，可以保證改造后節(jié)能效果達(dá)成，更可以提高節(jié)能效益，延長節(jié)能系統(tǒng)使用壽命。