大连大学附属中山医院
为使空调节能,大连大学附属中山医院空调班提出不同的思路:
空调分为制冷与制热两种模式,在不同的季节,针对节能方式 方法也有所不同。
针对夏季制冷阶段的空调节能,空调科室提出,限制室内温度能有效降低冷却塔回水温度,并进行实验。 针对冬季制热阶段的空调节能,空调科室与水暖科室共同合作,将蒸汽热能交换设备与空调盘管链接。进一步节约能源。
1.夏季空调节能措施
通过实验数据表明,风机设定温度越高,其能耗消耗越低,尤其低于24℃的设定值时,能耗差异较大。为此,夏季空调风机设定温度限制在26℃以上。同时加强科室管理,阻止开空调开窗的行为。
2.冬季空调节能措施
将热交换泵与盘管连接使用。提高系统中热水给回水温度,使部分需求空调时段或供热部门使用过程中,降低了能耗。
2015年大连大学附属中山医院废弃10吨煤锅炉,改用热电公司供应蒸气。在正常供暖时间外,使用蒸汽辅助供热,进一步降低电能消耗。蒸汽与电能节能比可达到1:3。
3.空调节能成果
夏季空调使用控温手段平均每年可以节能150万元,冬季空调节能可达到120万元。空调电力方面节能总额达到270万元。
华中科技大学同济医学院附属协和医院
1.医院共五个中央空调系统
分别为外科楼、新门诊楼、内科楼1、内科楼2、综合楼、医技楼、保健楼、药剂楼和科研综合楼供冷。
系统一:为内科楼1、科研综合楼及综合楼部分面积供冷,供冷建筑面积约为47000㎡;
系统二:为内科楼2和综合楼部分面积供冷,供冷建筑面积约为23000㎡;
系统三:为新门诊楼供冷,供冷建筑面积约为82000㎡;
系统四:为保健楼、药剂楼供冷,供冷建筑面积约为20400㎡;
系统五:为外科楼供冷,供冷建筑面积约为74000㎡。
2.改造前的空调系统运行状况
(1)主机:每个系统基本装机容量都有富裕,主机大部分处于较低负荷运行,无智能化控制策略,主机工频运行,能耗偏高。
(2)水泵:水泵整体配置富裕,功率大,设计效率低;水泵工频运行,实际水泵运行偏离设计工况点,运行效率低,输送效率低,能耗大。
(3)冷却塔:冷却塔老化严重,填料未充分利用,冷却效率低,在整个制冷周期基本处于全开状态,风机能耗高。
(4)控制方式:手动控制,根据管理人员经验主观判断设备开启台数,无高效的控制措施,系统综合运行效率较低。
3.改造方案
(1)设备改造:更换低效率水泵,机组加装VSD变频,水泵变频改造,增加免费制冷板换系统,设备机房加装末端设备等。
•水泵、风机变频
电机拖动技术根据电机的负荷需求,即时调整电机的转速,从而调整电机的运行功率,达到降低电机能耗的目的。
•机组VSD变频改造
随时监测冷冻水温度等工作状态参数,根据冷量需求同时调节电机转速和导流叶片开度,优化机组部分负荷性能,节省运行费用。
•过渡季节/冬季冷却塔免费供冷
冷却塔免费供冷是指,在常规空调水系统基础上适当增设部分管路及设备,当过渡季节/冬季室外湿球温度低至某个值以下时,关闭制冷机组,以流经冷却塔的循环冷却水直接或间接向空调系统供冷,以达到节能的目的。
(2)系统分别进行优化改造,增加节能系统操控平台和高效能源管控系统等。
•能源综合管理系统
能源管理系统实现建筑能耗的分项、分区、分时计量和实时监测,设备系统能耗统计和分析、建筑分项能耗统计和分析及设备系统智能诊断等功能,通过对各分类、分项能耗数据的合理采集,准确地掌握不同医疗功能的建筑、分户能耗及重点用能区域的能耗,有效指导医院能源管理。
对于中央空调系统,中央空调制冷站机电设备(包括但不限于:中央空调主机、冷冻水泵、冷却水泵、空调热水泵等)综合节能率不应低于15%,其中主机节能率不低于 10%,并应提供科学的节能测试方法。
通过节能系统操作平台,管理者可以实现系统的全自动控制,合理配置系统的运行模式,平台在每日运行过程中,按照预设的报警逻辑对运行异常问题进行报警,管理者收到报警之后,在规定的时间内开展数据分析、现场调研工作,对报警问题进行处理。
4.节能效果分析
外科楼运行节能效果情况
2016年8月医院挑选了两个负荷相近的日期进行了节能测试,其中在8月24所有水泵和主机采用自动变频;8月25所有水泵采用工频,主机使用工频离心机,具体数据如下。
表为外科楼2015-2016年医院的用电量,5-10月为医院的供冷季,可以看出,2016年5-10月的逐月用电量要明显低于2015年同期用电量,降低幅度为0.5%-10%不等,说明空调系统改造已初显成效。
山东省千佛山医院
1.制冷设备如下表:
2.制冷系统改造前:
改造前只能实现制冷机房运行状态监控
(1)能源消耗:占医院用电全年总能耗的16.54%。
(2)制冷机房:3个中央空调机房,供全院空调系统。
(3)运行监控:监测各设备的运行状态及故障状态;监测空调系统供回水温度、压力、流量等运行参数。
(4)人工控制:制冷中心机电设备人工手动控制完成。
(5)缺乏完整的节能控制系统:
缺少机电设备进行全方位的监视、控制;
缺少各设备间的联动控制和节能管理;
缺少冷水机组群控、系统联动功能。
3.制冷系统改造内容:
(1)集中控制:改变人工手动控制现状,建设统一的制冷机房节能控制平台。实现制冷机房所有设备的集中监视控制和设备顺序启停联动控制。
(2)节能控制:根据空调负荷实时计算确定制冷机组运行台数,对输配系统循环泵进行变频控制,逐步探索、优化控制策略。综合节能率:预计10%~20%左右。
4. 空调末端温控器
(1)末端温控器控制现状
新建建筑:内科综合楼等新建建筑公共区域风机盘管具备智能型温控器面板。能实现公共区域风机盘管的的集中控制与远程管理。根据功能区域设定环境温度,实现温度控制,节约能源。
既有建筑:外科楼等既有建筑风机盘管采用三速开关手动控制。但只能进行开关控制及高、中、低三速调节,而且不能设定控制温度,舒适性差。环境温度达到设定值后,风机盘管不能自动停机。
(2)智能温控器可以实现温度的设定与自动控制。
环境温度可设置:冬季不高于20℃,夏季不低于26℃。
投资回收期:2年左右。
智能温控器
重庆医科大学附属第一医院
中央空调系统设备存在问题:老旧建筑,设备老化、效率低下、未实现能源综合利用、浪费较大。以下是具体改造措施:
1.中央空调制冷/采暖主机
策略:变频改造、更换
具体做法:
离心机组变频改造:降低启动电流;提高机组性能系数;减少喘振效率;延长机组寿命;
更换设备:根据以往运行记录,结合各类用能需求和需求量,选择适合本单位需求的主机形式,利用各种机组的搭配和补充,效果较为理想。
案例:定频+变频+热回收机组配合
冷热源主机种类
定频高效机组:新型机组效率高,适用于满负荷运行;
变频机组:适用于长期部份负荷,特别是离心机组,降低喘振出现的频率;
热回收机组:适用于需要热水回收的建筑;
磁悬浮机组(离心机):启动电流低,抗喘振,部分负荷能效高,无油路系统,噪音低,无摩擦;
真空热水锅炉:效率高,负压,无须值守,采暖与生活均可;
分布式能源:热电冷联供。
新旧机组负荷对比图
2.冷却/冻水泵
策略:变频、水泵整体更换、水泵水利部件更换(叶轮更换)。
具体做法:
水泵整体更换:适用于老旧系统;
变频:适用于水泵选型合适,调节系统部分负荷,注意确保机组运行的最小流量;
水泵水利部件更换,适用于水泵选型偏大扬程偏高。
案例:冷却水泵90Kw,扬程38m,超流跳闸,正常运行需关小管路阀门人为增加阻力,运行电流170A—更换叶轮,花费2000元—阀门全开,运行扬程28m,电流130A,投资回收期约一周。
3.冷却塔
策略:增加旁通管,供回水管低温旁通回流,塔出入水电动阀统一/独立控制。
具体做法:
风扇运行台数控制;
风扇变频及台数控制;
手术室全年制冷,冬季冷却水温度低,机组报警——利用冷却塔自然冷却至低温,通过板式换热器为手术室空调提供冷水除湿。
4.中央空调智能群控
问题:既有老建筑控制简单,各主耗电设备之间缺乏关联性,运行匹配差,缺乏系统工程思维,群控实效,实为人为经验控制,需进行控制节能运行。
策略:通过优化控制,来降低冷水机组能耗、水泵能耗和冷却塔能耗。
具体做法:对冷水机组变频、水泵变频、冷却塔变频进行优化控制,并对冷却回水水温和冷冻出水水温进行重设,通过计算,控制机组的启停,保证组合效率处于高COP值,在满足负荷需求前提下,达到系统耗能最少。
《这8家三甲医院的中央空调系统通过改造后,每年节约百万余元(下)》
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