大型医院的节能改造

热泵技术与应用3上海节能大型医院的节能改造康奈尔(上海)能源技术有限公司王志毅邹新红邹国良张向阳要:通过对上海某大型三甲医院应用康奈尔整体节能技术,验证了节能方案,比较了节能方案的优劣,发现了在方案的实施过程中的问题。系统检测时间为5月中旬至10月上旬,采用一些技术性的处理;对于新系统与原系统的匹配问题,难以保证节能量,对比过程中的环境一致性等问题。基本达到了一个比较客观的对比结果。对我国医院的节能诊断和改造有一定的指导和借鉴意义关键词:节能改造医院控制整体节Application of Energy-Saving Reform ofa Shanghai Third Grade First-Class HospitalWang Zhiyi, Zou Xinhong, Zou Guoliang Zhang XiangyA bstract: By the energy saving reform to a Shanghai third grade first-class hospitalAnalyze the energy-saving program. Comparing the energy-saving solution and to find thenormal problem during the processes of testing time from May to October. Matching theformer system and new system, difficulty to ensure the consistence of comparing the energy-saving capacity with the environment are solved. We have taken some technical means to theproblem during our research processes. Finally, Better results are obtained. It has somemeaning for the energy-saving reform of the hospital in our countryKeywords: energy-saving reform; hospital; control; integrated energy-saving technology1引言于照明、电梯、空调和通风等设备。其次,医院还以从改善病人就诊环境、提高医院内部管理技术燃气、重油等作为主要能源,用于供应蒸汽、热水手段考虑许多新建的医院建筑对空调供热设备消毒洗涤厨房以及冬季供暖等。因此,康奈尔整的自控管理、安保及计算机网络等诸多方面都提出体节能技术在上海某三甲医院的应用也是从这几了要求,医院设计有宾馆化的趋势。医院建筑是所个方面入手采用最新的节能技术对空调及照明系有建筑中使用功能最为复杂的之一。随着人民生活统进行整改,利用空调热泵技术提供生活热水大水平的大幅度提升,医院提供的已经不仅仅是单纯大降低了一次能源的能耗。的治疗服务。患者对医院的就医环境和医护人员对工作环境舒适程度的要求也越来越受到人们的重2改造前的能耗状况视因此医院的能耗也不断上升。以一家传统型综据不完全数据统计和分析测算该医院能源合医院为例其日常能耗中电力消耗最大,主要用费用每年约818万元,详细分布如图1所示(电力中国煤化工【作者简介】王志毅:(1970-)男,博士后,高级工程师,总工程师。CNMHG2008年第8期ghai Energy con上海节能热泵技术与应用52%热能36%、水12%),平均每年用电约561万(1)增加1台30HⅨXC200A螺杆式水冷冷水机KWh,年耗重油710:年用水量37万m平均每天组(制冷量为696k,输入功率138kW),满负荷时用水量1000m3能效比50,部分负荷时能效比更高,替代水冷活该医院能源流程图如图2。塞式冷水机组运行。(2)增加1套智能控制系统,对螺杆式水冷冷水水机组水冷活塞式冷水机组冷冻水泵冷却水泵以及冷却塔进行集中控制该智能控制系统具有强大的安全保护、智能控制通讯、故障预测、自适应等功能(3)水系统管路优化,减少管路阻力采用效率煤高的水泵替换原先效率低的水泵。2)节能效益分析。图1医院能耗费用分布示意图从新老系统的空调效果分析,原来医院6月份及7月初全开活塞机组及模块机组空调效果基本可冷却水以满足使用,实际运行中78月份由于机器年久没却水缙“鲁有清洗的原因,导致冷凝压力偏高02MPa左右功耗很大,且冷量衰减也大,空调效果较差。从往年的→期及播难“空满负运行记录来看原系统在5个月的制冷季节中,机器平均运行负荷基本在85%左右,系统能耗为167×085+88×0.85+100=317KkW囊示电力流程全年耗电为表示热源流粗317×24×150=1141万kWh图2医院能源流程图耗电费用3节能改造分析114.1×0.825=94.1万元改造工程分为三部分:老病房楼新病房楼及节能系统运行至今,除7、8月份有部分时间新建综合楼。各部分改造1老病房楼空调设备使用情况方案及经济性分析如下。设备名称规格数量出厂日期性能状态水冷活塞式冷水机组制冷量60W1台1994年制冷能效比为36左右3.1老病房楼模块式冷水机组制冷量350W1台老病房楼高7层,原流量100mh3台1989年|远行效率低中央空调采用水冷活塞式冷冻水泵扬程20m冷水机组(制冷量为50万功率11kW大卡川1合和模块式冷水机流量20mh2合1989年冷却水泵流量过大,达冷水组(制冷量为30万大卡)1冷却水泵扬程32m机组设计流量的200%,运台机组使用情况如表1:功率30kW行效率低,电能浪费严重。1)康奈尔整体节能冷却塔流量120技术应用。功率1中国煤化工CNMHG205:CONSERVATION一热泵技术与应用上海节运行负荷在70%以上运行,大部分时间在50%左(1)、增加1套智能控制系统,对离心式冷水机右运行,平均运行负荷在60%左右采用冷冻冷却组、水冷螺杆式冷水机组冷冻水泵冷却水泵以及水泵变频等节能手段,系统能耗为:冷却塔进行集中控制。138×06+100×0.85=168kW2)、原生活热水设计由重油蒸汽锅炉产生蒸全年能耗为:汽,蒸汽加热自来水提供生活热水。现采用1套热168×24×150=605万kWh回收系统,包括新增1套水水热泵系统(热回收量耗电费用498kW,输入功率139kW)。在制冷季节(5~1060.5×0825=50万元月)制冷同时热回收产生60℃生活热水,并且在非系统节能额:941-50=441万元库年制冷季节的4月份及11月份采用冷却塔吸取大32新病房楼新的病房楼高16层,中央空调采用19XL450离心式冷水机组(制冷量为1583kW,输入功率311kW)1台和 KCHUW245005水冷螺杆式冷水机组(制冷量为1580kW输入功率336kW)1台。其中19×L450离心式冷水机组作为基载主机,KCHW245005水冷螺杆式冷水机图3热水系统原理图组作为备用机组基本不运行新病房楼空调主机使用情况如表2。气的热量制取60℃生活热水,已替代燃油锅炉。热1)康奈尔整体节能技术内容。水系统原理图如图3。节能经济性分析。2新病房楼空调设备使用情况根据往年的运行记录,此空调设备名称规格数量出厂日期性能状态系统设计冷量偏大,机组常年平均离心式制冷量1581合99年正常负荷在60%左右,系统能耗为冷水机组功率为302kW380×07+200=466KW水冷螺杆式制冷量1501台30年全年能耗为冷水机组功率30k466×24×150=167.8万kWh冷冻水泵一流量40mh206年」制冷季节全部运行耗电费用扬程32m变频控制至少使用167.8×0.825=1384万元功率55kW2台节能系统运行至今,除7、8流量138mh1|93年基本不用月份有部分时间在70%以上负荷冷冻水泵二扬程37m行,因热水机组加入系统冷量功率22kW中国煤化工时间在50%左CNMHGSHANGHAI ENEAGY CONSERVATION 212008年第8期hai Energy conservation上海节能热泵技术与应用右负荷运行,平均运行负荷在60%左右优化冷冻冷冷水机。冷却水泵变频等节能手段,系统能耗为:(2)节能经济分析。原来医院6月份需要开3台380×0.6+200×085=398kW风冷热泵机组(耗电高,只能开23负荷每台耗电全年能耗为100-130kW左右,总电耗在300~360KW)。7月份398×24X150=1433万kWh机组试运行期间,使用新增的节能系统后,系统耗电耗电费用为:在145kW左右,每天可节约用电3720-5160kWh,1433×0.825=118万元每年以150天制冷运行计算,共可节电666万空调系统节能额:kWh,节约506万元;制热运行估算为节约15万1384-118=20.4万元/年。元,合计年节约费用656万元。热水系统节能:根据热水系统往年能耗统计分实测数据见表3实际测试数据分析结论:在环析,每年4-11月份23号楼平均每天生活热水用量在180t左右,生活热水耗油表3实测节能系统能耗数据量在235a根据2008年重油价格5490A.采用上述节能措施后运行结果元,.总花费预计在129万元。使用空调热时间:209112091249:0AM|9:00AM水系统后,机组能耗大幅度降低,运行至大气温度30℃25℃今根据记录数据可知在制冷季节每吨热「冷冻水进出水温度(℃)168122163133水费用在57元非制冷季节为14元冷却水进出水温度(℃)|26314|26291t根据20年的热水用,制冷季节节单冷机组抄表数NMh306560能系统制取生活热水的费用为154万热水机组抄表数kWh570762元,非制冷季节制取生活热水费用为16以下为计算值万元。节约热水费用为单冷机组用电量kWh2154129-154-16=97.6万元年。热泵机组耗电总量kh33新建综合楼节能改造系统节能系统全天总耗电量(kWh)23461)空调系统。节能系统全天能耗费用(元)|246×0.825=19355(元)新建综合楼建筑面积23万m2,空调B.实测原系统能耗数据如下面积13万m?;地下3层,地上8层,总时间:2008912-20089139:00AM|9:00AM高47m。大气温度25℃8℃原系统:原设中央空调采用冷东水进出水温度℃156129156128UWY200AY空气源热泵机组(制冷量机组1抄表数kWh1840530输入功率185W制热量565机组2抄表数Wh1603920kW输入功率180kW)台;装机总制冷量机组3抄表数kWh停机1590kW,总制热量1695kW以下为计算值(1)增加的康奈尔整体节能技术内容。机组1用电量kWh2400①增加1套智能控制系统,对螺杆式机组2用电量kWh水水热泵机组、空气源热泵机组冷冻水机组3用电量kWh泵冷却水泵以及冷却塔进行集中控制。[豕统全天总轩电量Wh4640②增加1合30HC20A螺杆式水系统全天能中国煤化工5=3828(元CNMHG上节能22SHANGHAI ENERGY CONSERVATION2008第8期热泵技术与应用上海节能境温度30℃时,节能系统耗电为2346度,在环境温回收系统年总节约天然气214万Nm3,年节省制度为25℃时原系统机组耗电为4640度耗电节约热水费用553万元。4640-2346=2294度,节约费用2294×0825=3)照明节能。18926元,节省比例为189263828=494%原系统:2)热水系统医院地下一层至地下三层的照明主要以传统原系统的灯具和电感式镇流器为主,光效差、显色性不好。医院新建综合楼原设计由天然气和重油蒸汽(1)康奈尔整体节能技术内容:将地下室1-3锅炉交替使用产生蒸汽蒸汽加热自来水提供生活层所有传统灯具替换为细管径直管T5荧光灯,配热水预计每年制生活热水消耗的天然气及燃气费高品质的电子镇流器。用分别为214万Nm3及750万元2)节能经济性分析:照明改造每年可节约电(1)节能改造内容呆用1套热回收系统包括费12万元。新增1套水水热泵系统(热回收量383kW输入4NVAV新风优化系统节能。功率109kW)。在制冷季节(5-10月)制冷同时热原新风系统无集中控制新风系统能耗存在浪回收产生60℃生活热水,并且利用原UWY00AY费。对各楼层的新风机组增加VAV控制系统,统一空气源热泵在(11-次年4月)制生活热水,热回收调配新风供应。在不同时段按需供应新风降低新系统可基本满足新建综合楼全年生活热水需求。风机功率、以及制冷、供暖负荷。(2)节能经济性分析:水水热泵及风冷热泵热节约新风机组电机耗电费用=风机额定功率x回收系统全年实际耗电282万kWh,制热水费用(1一风机实际运行频率/50)×平均电价x每天运行为233万元,原系统年平均制热水费用为292时间×全年运行天数=102x(1063)076×18x元/。节能改造后年平均制热水费用为59元/。热365=40万元豪4地下1-3层灯具数量及使用情况序号楼层部位单位数量工作时间单套节能量节能量小计( KWH)1地下一层车库套0.0543027456车道2120.05447304设备间及库房套200.05431536电梯前室50054236522地下二层车库套|98240.0544635792车道套12240.0545676.48设备间及库房套005499592电梯前室30.0541419.123地下三层车库套115240054543996车道套1124520344设备间及库房套0.054346896电梯前室30.0541419.124合计374157207中国煤化工(下转第41页)CNMHGSHANGHA ENERGY CONSEL上海节能厂ATION008年氟8期节能工程上海节能8项目实施投资方式500kW电就能满足浴室的热水需求,平均每天减以往改造项目都是由企业筹集资金,承担所有少1柴油扣除电费、煤气费,每天可以节约500风险。这次项目采用上海市政府推广的合同能源管元供热成本。运行至8月28日,减少标煤448t,运理方式,即由节能服务机构承担先期投入,再根据行费用减少约30万元。预计夏季运行(6月9日~实际节能效果按合同约定方式双方分享节能收益。9月15日)约减少标煤544(约合408万元)。冬其突出的优点在于风险的转移,最终实现双方的互季用真空锅炉,比原蒸汽锅炉用油(340t)减少利共赢。项目设计目标年节约运行费用60万元。10%-20%,忽略软水制水成本减少操作人员减少由于低品位热回收投资成本高,考虑缩短项目等,总共年节约量符合设计要求。的合同回收周期,2台蒸汽锅炉改造为3台真空热除节能因素外,由于彻底切断了蒸汽系统拆水锅炉,技术方案及节能效果考核并入项目,设备除了沿路的疏水排放点解决了蒸汽疏水器的夜间投资利用原锅炉列入改造的契机,从设备改造计划噪音扰民问题,减少了大量疏水及热交换器的废热中投资2台,节能服务机构承担1台。排放。9项目实施节能效果10该技术推广运用前景月9日~13日系统试运行,蒸汽锅炉保持热通过改进,该技术有望在有大量热水需求的坯备用状态,16日开始蒸汽锅炉停止,完全由热泵系饼生产厂区进行推广应用。目前坯饼厂区年耗锅炉统提供浴室热水。经过两个多月的运行,统计数据柴油1803t,计划下半年开始进行技术数据收集和表明:系统节能效果显著,平均每天仅需消耗系统方案调研。(上接第23页)耗。这些技术优点都得到了充分的体现5)管理节能。我司提供免费节能医生服务,在以上节能系统运参考文献:行后派专业人员提供3年的节能管理咨询、服务。预(1 K KAYGUSUZ, T AYHAN计每年可节约整个医院运行能耗费用4万元。Experimental and theoretical investigation ofcombined solar heat pump system for residential4小结heating U. Energr conservation management,上海某三甲医院项目全年节能合计约303万199940:1337-1396元,实现了改造前节能率超30%的目标。康奈尔节[2] Macarthur J W, Palm WAnd Lessmann能热水系统统一采用电驱动、并且综合使用冷热源RC. Performance analysis and cost optimization(如采用冷凝热回收的最新科技成果,再优化系统 of a solar- assisted heat pump system U].Soln的初投资,将大幅度降低运行费用和维护管理成 Energy,1978,21:1-9.本不会因国际能源价格的波动引起用户运行费用(3] Mehmet e. Thermal Performance of a上涨。康奈尔节能空调系统采用自动控制使得空solr- aided latent heat store used for space heating调系统高效稳定运行,减少了人工控制的不确定 by heat pumPU]. Solar Ener,2000601:15-25性。康奈尔节能凝结水回收使得锅炉运行费用大幅王志毅谷波伍星基于 Internet& Intranet降低同时降低了环境的热污染。康奈尔节能照明技术和改造在保证原光照水平的基础上减少了全院的能统初探中国煤化工和故障诊断系8182CNMHGSHANGHAI ENEAGY CONSERVATK