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发布时间:2018-02-06  文章编辑:新美装饰  点击数: 260 次

医院建筑节能潜力与技术分析

医院建筑节能改造应从节能潜力大,操作性强,适合大面积推广且具有良好投资效益的技术入手。根据行业对医疗建筑用能特点的研究,在医院全年能耗中,约40%~50%消耗于空调制冷与采暖系统,约10%~20%用于照明,约15%~20%用于生活热水及医用、厨房蒸汽。实践表明,对于医院建筑空调系统的节能改造具有周期短、收效快、易实现的特点,因此,本文着重就医院建筑空调系统节能改造的相关技术进行总结和梳理。

 

1.医院建筑总能耗现状

依据上海市发布的DB31/T553-2012《市级医疗机构建筑合理用能指南》,目前市级综合医院的单位建筑面积综合能耗指标合理值及先进值如下表所示。

表1.综合医院建筑面积综合能耗指标合理值及先进值


类型

单位能耗

[kgce/(m2•a)]

合理值

先进值

单位面积床位≥100 m2/床,单位面积门急诊人次<20人次/ m2

≤71

≤58

单位面积床位≥100 m2/床,单位面积门急诊人次≥20人次/ m2

≤76

≤59

单位床位面积<100 m2/床,单位面积门急诊人次<20人次/ m2

≤77

≤60

单位床位面积<100 m2/床,单位面积门急诊人次≥20人次/ m2

≤81

≤62

对比上海市星级饭店、大型商业建筑、市级机关办公建筑、高校建筑合理用能指南,仅大型商业建筑的综合能耗指标高于医院建筑,其他类型建筑的综合能耗指标均低于医院建筑,可见医院建筑存在很大的节能潜力。

2.医院建筑分项能耗现状

医院建筑的用能系统种类相对其他类型建筑而言更为全面,涵盖了空调供冷及供热、生活热水、照明、医用蒸汽、动力、食堂炊事、医疗设备、办公设备等,基于30家以上综合性医院的节能改造及节能诊断工作,大致梳理出了目前上海市综合性医院的分项能耗现状,如下饼图所示。


 2016112502361297.png

 

上海市综合性医院分项能耗现状饼图

从以上分项能耗饼图可以看到,在医院总能耗中,空调系统能耗(包括空调冷源、热源、水系统、末端)约占42%;其次为生活热水系统和照明系统能耗,约各占12%;另外,蒸汽系统能耗也占到8%;剩余的医疗设备、办公、动力等系统占全院能耗约23%。从中也可以得到,对于医院建筑的节能改造重点主要是空调系统、生活热水系统、照明及医用蒸汽系统。以下就医院建筑各用能系统存在的问题及相应改造技术进行展开。

3. 医院建筑用能存在的问题分析

医院不同于其他公共建筑,通常均是一个建筑群,包含的建筑类型及功能,如住院楼、门急诊楼、医技楼、行政楼、后勤楼、食堂、宿舍等等,不同建筑的能耗状况各不相同,对医院内不同类型建筑能耗状况进行调查,掌握不同类型建筑的能耗特点,了解各类型建筑用能存在的问题及节能潜力,是有效开展节能改造工作的前提。近年来开展的大量医院建筑的节能改造及节能诊断工作,积累了较多难得的医院建筑用能情况的第一手信息资料,现将医院建筑用能存在的主要问题总结如下。

 

4. 医院建筑在冷、热源方面问题

(1)冷水机组、锅炉选型偏大,既增加初投资又提高日常运行成本;(2)冷水机组的冷冻水进出口温差小,很多项目实际仅2~3℃左右;(3)冷水机组运行策略不合理,包括:

①“大马拉小车”的运行方式降低了冷水机组能效比(COP)。

②冷水机组出口温度设定不合理。

此外,污垢热阻导致冷水机组蒸发器和冷凝器传热系数下降,机组性能系数降低。

5.医院建筑在输配系统方面存在的问题

(1)冷冻、冷却、采暖水泵选型偏大,水泵处于大流量、小温差工作状态。

(2)采暖空调水系统水力不平衡。

(3)采暖空调水泵定流量运行,输送系数(单位水流量的水泵能耗)高于标准规定。

6. 医院建筑在末端系统方面存在的问题

(1)存在盲目提高室内温度要求的现象。

(2)新风系统基本不可调,无热回收装置;部分新风系统存在新风口堵塞现象,不能满足新风要求。

(3)风机盘管水系统未设置电动两通阀。

(4)风机功耗过大,无变频措施。

7.医院建筑电气、照明及办公设备存在问题

(1)变压器负荷率偏低。

(2)空调控制系统不完善。

(3)未使用高效节能灯具。

(4)建筑的楼宇智能化水平较低,大部分仍只是局限于安防、门禁系统,而对于建筑内其他机电设备(空调、照明、给排水等)基本无有效智能控制系统或控制系统处于瘫痪状态。

8. 医院建筑在围护结构方面存在的问题

(1)围护结构保温隔热性能差,大部分建筑采用普通单层玻璃,双层玻璃和镀膜玻璃只占较少一部分。

(2)公共建筑为追求外立面效果,建筑师采用大比例的透明玻璃幕墙。

(3)外窗外遮阳技术应用少。

(4)较多公共建筑的窗框为普通铝合金窗框,未采取断热措施。

9. 医院建筑在管理环节方面存在的问题

(1)未根据不同功能房间使用时间对空调系统进行分区、分时管理。

(2)部分冷冻水经未开启的冷水机组旁通。

(3)个别辅助房间(库房、卫生间等)温度设置标准偏高,造成能源浪费。

(4)办公人员行为节能意识不强。

10. 冷热源系统节能改造技术

医院建筑在进行冷热源系统节能改造时,通常有两种思路:

(1)充分挖掘现有冷热源设备的节能潜力,通过少量的投入来提高系统能效,达到满足需求的目的;

(2)在现有冷热源设备无法满足使用需求或能效显著低于市场高能效设备时,可考虑更换设备。如采用水冷离心机替代溴化锂机组供冷。

空调冷热源系统节能改造的技术众多,大致可分为以下几类:

(1)采用高效的锅炉、制冷设备等;

(2)完善冷、热源设备的自控措施,实现按实际冷、热需求控制(如机房群控措施)。

(3)合理利用可再生能源技术(如太阳能热水、地源热泵技术等)。

(4)采用蓄能空调技术,可以起着“移峰填谷”的作用,转移电力高峰期的用电量(可达50%~100%),平衡电网的峰谷差,并与低温送风、大温差空调水系统等技术结合,可降低空调系统能耗15%~30%。

(5)锅炉烟气余热、冷凝热回收等技术。

11. 空调水输配系统节能改造技术

水泵在整个空调系统中,是耗能大户,造成水泵能耗偏高主要有两方面的原因:一是水泵设计选型过大;二是部分负荷下水泵没有根据负荷变化很好地变频调节。通常,空调水系统的常规节能改造技术有:

(1)采用变频控制技术,空调水系统节能率可达到10%~50%。

(2)进行水系统平衡调试,解决水力平衡问题同样可以达到节能的效果。

(3)加强末端调控:依据多个改造项目的实践,发现多数风机盘管末端相应的电磁阀均不作用,这就会造成虽然工作人员做到了人走关风机盘管,但冷冻水依然在房间的盘管内循环流动,增大了系统的冷冻水流量,从而增大了冷冻泵能耗。

12.空调末端系统节能改造技术

末端系统的主要任务是在建筑内对空气进行处理和输配。当建筑负荷发生变化时,末端系统通过改变新风量、总风量、静压、送风温度、送风湿度中的一个或多个参数来保持建筑内环境的舒适性。末端系统的初状态设定和运行中的调节对能耗和舒适性都有很大的影响。

在末端系统节能改造中,主要有以下节能技术:

(1)定风量系统的总风量控制;

(2)空调末端变风量控制;

(3)设置合适的最小新风比;

(4)排风全热回收技术。

13. 低成本无成本节能改造技术

既有医院各分项能耗特点和节能相关主题都不尽相同,应该分别对待,很多运行管理方面的细节和小改动都会很大程度地降低能耗。而对于行业竞争者具备更专业地更全面的运行管理经验与能力,已有改造项目(仁济医院、上海市精神卫生中心等)在现场运行团队的专业管理下,实际节能效益均超过预期。以下简单梳理在运行管理方面的相关经验。

(1)数据管理

收集并分析好日常运行能耗数据能够帮助早期发现问题、准确计算节能量,并能够直观地向业主展示节能成果。

(2)室内/室外空气管理

充分利用夜间预冷,实践证明充分利用夜间预冷可以一定程度减少空调主机能耗。

充分利用免费冷却,即室外空气温度低于室内设定点温度时,开启室外空气风阀,全新风运行。

(3)空调系统运行管理

根据需求预设定冷机、锅炉等设备的运行时间,避免末端无需求时的设备运行浪费。

o     根据室外温度、室内负荷需求等及时调整冷机出水温度。

避免过渡季节冷机通电待机能耗。

o     定期清洁维护空调系统各环节设备,执行正确的运行规定和程序,进而改善各用能设备的运行工况和运行效率。

o     深圳空调净化400-777-1661,专业提供厂房装修等配套净化工程,服务范围包括:装修设计、工程施工、水电安装、净化空调、深圳水处理和办公家具配套等。深圳新美装饰设有工程管控中心、材料集采中心和客户运营中心,专业为各企事业单位提供企业装修工程整体解决服务。

 


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