医院能耗现状分析
医院建筑的能耗主要由供暖、空调、生活热水、照明、动力、办公设备、医疗设备、食堂及其它用能九部分构成,其能源形式包括冷、热、电、水、蒸汽、燃气、燃油、燃煤及各种医用气体等。医院建筑的能耗构成复杂、能源形式多样,从而导致医院建筑能耗普遍偏大。
医院建筑特别是医院住院部,其全年能耗水平达到普通公共建筑的2倍以上。
医院的能耗特点
(一)能耗水平高
室内舒适性要求高室内洁净度要求高;系统通风换气量大;室内采光性好,围护结构负荷大;设备发热量大;设备运行时间长,运行模式复杂。
(二)能耗结构复杂
医院作为特殊性建筑,在保证人们正常办公的同时,还需要保证各种医疗设备的正常使用和医疗过程正常进行,涉及能源包括电能,燃气,重油等多种能源形式。能源消耗构成复杂,能源管理难度大。
医院能耗分布
门诊楼和住院楼的分项电耗比例
医院的节能手段和措施
(一)高耗能原因
1.医院能耗形式复杂,管控困难
2.缺乏完善的用能管理制度。
3.机电设备较差,耗能严重。
4.节能技术和措施应用不足
5.缺乏节能降耗意识
6.医院内部节能环保的宣传不到位。
(二)技术解决措施
1.冷水机房设备优化配置
冷水机房负荷应根据末端设计进行负荷模拟计算,以保证设计负荷准确匹配实际运行负荷,考虑大小机组合理配置,使用离心式制冷主机和螺杆式制冷主机合理匹配,兼顾夏季高峰负荷和过渡季节部分负荷的设备运行能效,以保证制冷机房主机设备的全年高效运行。
2.冷水机房设备节能控制
通过采用冷水机房节能控制系统通过传感器采集空调系统各种参数,运用模糊控制原理推算出空调系统需要的冷量,利用变频技术控制水泵的转速和阀门开度,调节空调水系统流量,保证空调系统处在最佳状态,综合节能率可达10%~20%。
3.空调末端变频控制
为空调末端系统中的空调箱(包括AHU和OAU)风机配置变频器(出于投资回报考虑,一般选择5.5kW以上的风机配置),在空调服务区域或回风管设置温度传感器,根据室内实际负荷调节送风频率和电动冷热水阀开度,可大幅减少系统部分负荷运行时的能源浪费,实现节能50%-60%左右。
空调末端系统
4.考虑蓄冷方式
在医院能申请到峰谷电价的情况下,可考虑采用水(冰)蓄冷系统,达到削峰填谷,节约电费的目的。
5.制冷机采用热回收方式
冷凝热回收技术是将空调排放的废热予以回收利用,用来制取生活热水或生成工艺热水——住院楼生活热水制取。
全热回收系统原理图
6.新风机、排风及锅炉烟气全热回收
将医院室内排风与室外送入的新风通过全热交换器进行冷热交换,回收室内排风的冷量,可以大大降低空调能耗及运行费用。
锅炉的排烟温度一般在120℃~350℃,烟气中有7%~25%的显热和15%的潜热未被利用就被直接排放到大气中,造成大量的能源浪费。烟气余热回收装置能够将锅炉的排烟温度冷却至100 ℃,满足加工生活热水或采暖水的需要。
锅炉烟气全热回收系统
7.采用LED高效照明光源
在医院照明系统中,应尽可能采用高效LED节能光源,LED光源的技术已经完全成熟,LED光源的价格已经具有市场竞争力,采用LED光源可替代医院照明系统中的大部分光源,节电率可达50%-70%。
8.采用电能回馈节能电梯
医院内部通常设置有为数众多的扶梯和轿梯。电梯运行能耗可占医院用电能耗的4%~7%。在楼层比较高的住院病房楼,可考虑采用带有电能回馈的电梯型号,或进行电梯电能回馈改造,节省电梯运行费用。
9.雨水回收,中水利用
根据医院建筑和绿化设计,合理布置雨水收集系统,将回收处理后的中水统一配送用于灌溉和冲厕等,从而达到了水资源循环利用的目的。
10.采用节水龙头
常规龙头未考虑节水设计,水流量较大,考虑采用节水龙头。在同样的冲洗效果,节水龙头不但可以节省30%以上用水,还可以改善冲洗时的舒适度。
11.采用光伏发电和集热系统
利用医院大楼楼顶和裙房楼顶等位置,布置光伏发电系统,配置逆变器供微电网调取使用。根据绿色建筑和LEED的设计标准,包括光伏发电等可再生能源的配置应当在建筑用能中占有一定比例(5%)。太阳能集热可提供医院部分生活热水需求。
太阳能
(三)管理解决措施
1.建立医院能耗管理管理平台
采用医院能源监测管理平台,实时监测医院水、电、燃气、空调冷量的消耗,监控设备的运行状态,通过远传水表、电表、流量计来检测各种能源的消耗,形成报表数据,进行统计分析比较,实现能源消耗可视化,人员管理精细化,提供能耗数据供医院进行管理。通过管理手段实现医院节能,可实现5%~15%的管理节能收益。
2.能耗分项计量
(1)实现能源资源消耗分户计量
有单独计量表的,对每个科室的能源资源消耗分别进行计量,但如果 是多个科室在同一楼层混合交叉,分项计量投资成本及难度很大时,节约型公共机构创建标准内指出--对其不做要求。
(2)对用电、水、气等能耗进行分项计量
包括对中央空调用电、动力用电、照明用电、数据中心机房、生活热水、用气量等等主要用途分项计量。
(3)计量原始数据
各班组对所负责计量表定期记录数据。
系统架构图
3.设置节能标识和提醒
(1)空调设置温度提醒标识:办公区及病房:夏季不低于26℃,冬季不高于18℃。
空调温度提醒标识
(2)手术室、ICU等特殊科室: 空调温度、湿度符合国家相关规定要求。
(3)对网络机房、食堂、开水间、锅炉房等部位用能设施设备重点监测,切实降低设施设备能耗;设置随手关灯、节约用水等提醒标识。
(4)及时关闭计算机、打印机、复印机等办公设备,减少电热水器等用电设备的开启数量和时间;设置计算机、打印机等设备节电提醒标识。
4.建立节能实施细则和奖罚制度
(1)专人负责能源资源消耗统计和分析。
(2)建立主要设备运行记录及能源资源消耗统计台账。
(3)按月度和季度进行能源资源消耗数据分析。
(4)定期公示能源资源消耗情况。
(5)制定节能降耗制度和实施细则以及考核指标。
(6)对完成节能指标的个人和小组予以奖励,对不能完成指标的采取相应惩罚措施。
(7)定期开展节能降耗宣传活动。
来源:第十七届全国医院建设大会——医院既有建筑节能改造与机电系统升级论坛
作者: 袁宏,大连医科大学附属第一医院
筑医台编辑出品