如何选择既节能又环保的医院热水供应系统？杭州市丁桥医院这样做

杭州市丁桥医院采用太阳能与热电联供综合供能系统，主要应用在1#、2#、3#病房楼（现在的5#、6#、7#），行政科研楼、门诊医技楼等5幢单体建筑中。示范面积为15000㎡，工程性质为公共建筑，工程投资为750万元，开发与建设周期为2年。

本项目主要由太阳能系统和热电联供系统两部分组成。太阳能集热器布置在楼顶上，生产30℃~60℃的预热水；采用热电联供系统给建筑供应部分电力的同时，发电机组余热为医院提供制取生活热水的热源。

采用太阳能光热技术，生产预热水，并存储在楼顶水箱内，保证经过太阳能集热器转化的热量被全部利用。

选用热管式平板太阳能集热器（如下图）；

传热介质在下端吸热后汽化，将热量传导至上端；传热介质在上端冷凝后回至下端。

太阳能热利用系统详见下图。

行政科研楼太阳能热利用系统平面布置详见下图。

行政科研楼太阳能热利用系统安装图详见下图。

该系统作为服务于当地的能量供应中心，直接面向当地用户的需求，布置在用户附近，简化系统与能量的输送环节，进而减少能量输送过程的损失与输送成本，同时增加能量供应的安全性。

采用一套燃气热电联供分布式能源系统，在给建筑物供应部分电力的同时，利用能量回收系统，采用发电机组余热，为医院提供制取热水的热源。

结合本工程规模及实际情况，燃气热电联供分布式能源系统的发电机组选择进口内燃机（见下图），机组额定发电功率为 200kW，与医院的 400V 配电系统并网运行。

热电联供余热利用系统图详见下图。 

1# 病房楼地下室热电联供余热利用平面布置图详见下图。

热电联供余热利用电气接入图详见下图。

本项目开发了电脑远程监控系统，用来实时监控太阳能热水系统现场环境温度、水箱温度和液位，太阳能集热器、水泵、电磁阀的工作状况，并实现远程操控及故障报警，详见下图。

天然气热电联供分布式能源系统建成后，将委托杭州城市能源公司运营。该公司建有智慧管理平台，该管理平台可以对各能源站的数据、视频等进行综合监控和分析，提高项目运营效率，实现各能源站的安全及经济运行，详见下图。

太阳能、热电联供与普通锅炉组成的综合供能系统：本项目采用太阳能集热器生产预热水，先经过二联供换热器，再经过锅炉换热器，最后供给到用水终端。

当太阳能集热器生产预热水温度足够（如45℃以上）时，二联供和锅炉就无需启动；当太阳能集热器生产的预热水温度不够时，先启动二联供加热，如二联供换热器的水温足够时，锅炉无需启动；当二联供换热器的水温也不够时，最后启动燃气锅炉，将锅炉换热器的水加热到规定的温度，然后送至用水终端。

冷水通过管路进入蓄热水箱，集热器与水箱通过水泵进行循环加热。水箱中的热水通过水泵输送到地下室的二联供换热器中。当水温达到要求，直接向末端供热水；当水温不能达到要求，用二联供的余热进行二次加热；在用水高峰时，还可开启普通锅炉进行三次加热，保证用水需求。通过大楼回水总管，低于要求温度的水重新进入太阳能储热水箱，不断循环。

本项目中，太阳能及热电联供系统均采用了远程监控及智能控制，可实时对负荷及能效进行分析与预判，提高了运行维护效率，降低了管理成本。

本项目依据建筑用能需求，通过储热水箱和换热器，将电力、燃气、太阳能等多种能源进行综合利用，实现互补，且各套能源系统既相对独立、又紧密联系。

本项目的多能互补结构，充分使用太阳能光热和热电联供废热，尽可能减少燃气锅炉的工作时间，最大化提高整套热水系统的节能效果，可充分保障用能的稳定性和安全性，并使整套系统的运行保持在相对经济的状态。 

太阳能光热转化不需要耗电，只有循环水泵会消耗很小的电量。本项目有0.55kW的循环水泵 7台、0.37kW的循环水泵1台，水泵根据太阳能集热器与保温水箱之间的温差情况自动启停。

所有循环水泵平均每天的工作时间约2小时，故整个太阳能系统平均每天的加热能耗为：（0.55×7+0.37）×2h=8.44kW.h。项目全年的热水产水量的加热能耗为：8.44×365=3081kW.h。电价按1元/kW.h计算，本项目每年用于加热的能耗费用为：3081×1=3081元。

项目位于浙江杭州地区，经度120°17′，纬度30°23′，当地纬度倾角平面年平均日照量为11621kJ/㎡。太阳能集热面积为921.6㎡太阳能集热效率为55%，管路热损失率为0.1。因此，本项目太阳能热水系统平均每天转化的热量为：11621kJ/㎡×921.6㎡×55%×（1-0.1）=5301407kJ，本项目全年的太阳能产热量为：5301407kJ/天×365天=1935013555kJ。每立方米天然气的热值是36000kJ，燃气锅炉的效率为80%，生产同样多的热水或者同样多的能耗，每年天然气的消耗量为：1935013555÷36000÷80%=67188m³。天然气价格按3.2元/m³计算，本项目每年加热能耗费用为：67188×3.2=21.5002万元。

分布式能源系统若全年运行350天，每天开机24h，经计算本系统全年发电总量为1680000kW･h，结合发电机组发电效率39.20%、天然气热值36000kJ/Nm³、天然气价格3.2元/Nm³计算，此系统耗气量为428571Nm³，燃气费用为137.1429万元。本系统全年维保费用约为25.2万元，合计全年运行费用为162.3429万元。

扣除系统内水泵等设备的耗电，本系统全年可提供医院电力1596000kW･h，电价按1元/kW･h计算，折算为市电电费为159.6万元。

本系统全年供热水量43750t，折合供热量约为1786000kW･h，按照燃气锅炉效率80%计算，本系统余热供热水部分折算为常规系统燃气锅炉耗气量约为223307Nm³，燃气费用为71.4583万元。

综上所述，本项目采用太阳能光热技术生产热水，经测算，每年能够节约能耗费用约21.1921万元；采用热电联供技术发电与生产热水，与采用市电供电及燃气锅炉供应生活热水的常规供能系统相比，根据拟定的运行模式进行测算，预计每年可以节约标准煤约255t，每年可以节省运行费用68.7154万元；两者均具有很好的经济效益。

经计算，本项目采用太阳能系统每年能够节约67188m³天然气，降低了天然气燃烧产生的废气排放，改善了生态环境；采用燃气热电联供系统，SO2排放约减少了684t，相当于植树37374棵，SO2排放减少了约4t，NOx排放减少了约3t。环境保护成效明显。

本项目有很强的通用性，有力促进了可再生能源的应用推广，在节能减排、改善生态环境等多方面，具有良好的示范效应，符合国家科技部《“十三五”国家社会发展科技创新规划》中的相关要求。

（本篇文章为作者投稿，经作者授权发布）

温向阳 叶俊 陈微 梁拾念 陶勇刚 余晓明

温向阳，杭州市卫生事业发展中心规划发展和项目管理处处长，工程硕士，高级工程师，交通运输部监理工程师、造价工程师。

主持和参与浙江省、杭州市建设工程系列规范、标准和实施方案等文件的起草和编制工作。发表学术论文10余篇，参与编撰5部专著，参与2项浙江省地方标准、1项团体标准的制定。分管建设项目多次获得国家级及省级奖项。参与的科学技术项目研究共计8项，各有1项达到国际领先、国内先进水平，4项达到国内领先水平。

具有20多年交通土建工程管理经验，10年医院建设经验。熟悉各类规范，对医院工程前期策划、总体与医疗工艺规划、项目设计、工程造价、工程招标与政府采购、施工管理、信息化与节能建设等医院建设项目全流程方面拥有深厚的知识积累和丰富的工作经验。