華南地區(qū)某大型醫(yī)院節(jié)能改造案例分析

文｜ 廣州市建筑科學(xué)研究院有限公司 江向陽(yáng) 楊建坤

連云港職業(yè)技術(shù)學(xué)院 方金強(qiáng)

1 引言

隨著人民生活水平的大幅度提升，醫(yī)院提供的己經(jīng)不僅僅是單純的治療服務(wù)，患者對(duì)醫(yī)院的就醫(yī)環(huán)境、醫(yī)護(hù)人員對(duì)工作環(huán)境舒適程度的要求也越來(lái)越高，因此醫(yī)院的能耗也不斷上升，在保障醫(yī)療質(zhì)量基礎(chǔ)上的節(jié)能減排已逐漸成為醫(yī)院能源管理人員面臨的一個(gè)重要問題[1]。根據(jù)筆者近年來(lái)對(duì)華南地區(qū)多棟大型公共建筑的能源審計(jì)情況，醫(yī)院建筑平均能耗為203.6kWh/m2·a，遠(yuǎn)高于賓館、學(xué)校、寫字樓、政府辦公等公共建筑平均能耗，且呈逐年上升的趨勢(shì)。因此，采取一系列措施對(duì)醫(yī)院建筑進(jìn)行節(jié)能改造，符合當(dāng)前我國(guó)節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的政策導(dǎo)向。

2 項(xiàng)目概況

該醫(yī)院建筑位于華南地區(qū)，地上23層，地下2層，框架結(jié)構(gòu)，占地面積22834m2，建筑面積85000m2，于2002年竣工并投入使用。原空調(diào)系統(tǒng)采用三臺(tái)800冷噸離心式冷水機(jī)組和兩臺(tái)100冷噸風(fēng)冷螺桿式水冷機(jī)組加兩臺(tái)燃油鍋爐（分別為3噸/h一臺(tái)和8噸/h一臺(tái)）滿足制冷、采暖及衛(wèi)生熱水和消毒用氣的需要。

該醫(yī)院有油鍋爐二臺(tái)，分別為WNS3-1.25-Y一 臺(tái)、WNS5-1.25-Y一 臺(tái)，2007～2009年油鍋爐燃油費(fèi)用分別為473.3萬(wàn)元、549.52萬(wàn)元和454.0萬(wàn)元，年均燃油費(fèi)用高達(dá)492.2萬(wàn)元。目前國(guó)內(nèi)國(guó)際油價(jià)不穩(wěn)定，長(zhǎng)遠(yuǎn)趨勢(shì)來(lái)看，油價(jià)必然不斷攀升；為減少能耗費(fèi)用和減排二氧化碳，對(duì)其油鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行改造迫在眉睫。

3 節(jié)能改造方案

結(jié)合該醫(yī)院現(xiàn)有的客觀條件，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和論證，我們認(rèn)為該院適宜采用“電熱蒸汽發(fā)生器+雙效節(jié)能型冷熱回收機(jī)組”替代燃油鍋爐系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生活熱水、冬季采暖環(huán)保經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。具體改造方案為：

（1）淘汰兩臺(tái)燃油鍋爐，降低能耗費(fèi)用，減少二氧化碳排放。

（2）對(duì)熱水系統(tǒng)進(jìn)行改造，采用三組雙效窩旋熱泵機(jī)組+一臺(tái)燃?xì)鉄崴疇t替代燃油鍋爐系統(tǒng)，滿足醫(yī)院生活熱水、冬季采暖的需要，并保證在極端寒冷天氣也能滿足熱水和采暖需求；系統(tǒng)在制取生活熱水的同時(shí)可將冷量加以回收，從而供給醫(yī)院的病房。

（3）采用電熱蒸汽發(fā)生器替代燃油鍋爐系統(tǒng)，滿足供應(yīng)室消毒、飯?zhí)玫牟糠执妒隆?/p>

（4）原三臺(tái)三級(jí)壓縮離心機(jī)組停用一臺(tái)，其電源分配給天面熱泵機(jī)組使用，天面熱泵機(jī)組供熱的同時(shí)也為大樓提供部分冷量，兩套系統(tǒng)同時(shí)使用，冷量調(diào)節(jié)更加合理，機(jī)組運(yùn)行效率提高。

（5）增加蓄熱水罐，滿足熱水使用量的儲(chǔ)備，用作熱水峰值時(shí)削峰、熱水谷值時(shí)蓄熱運(yùn)行。

（6）增加太陽(yáng)能板，充分利用太陽(yáng)能。

（7）整改原來(lái)醫(yī)療供應(yīng)室的消毒設(shè)備三臺(tái)。使原來(lái)“中心供熱產(chǎn)品”改為獨(dú)立“電蒸汽全自動(dòng)消毒儀”。

（8）食堂用氣設(shè)備的改造，將中心供氣形式取消，采用獨(dú)立供氣形式。

（9）實(shí)現(xiàn)能源管理智能化。

4 節(jié)能改造實(shí)施情況

針對(duì)建筑物采暖及生活熱水使用的特點(diǎn)，以及對(duì)原系統(tǒng)分析的結(jié)果，本項(xiàng)目節(jié)能改造實(shí)施情況如下：

（1）采用窩旋熱泵機(jī)組，替代燃油鍋爐系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生活熱水、冬季采暖環(huán)保經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。通過(guò)計(jì)算，衛(wèi)生熱水配置制熱負(fù)荷為893kW，供暖配置熱負(fù)荷為1260kW。選用三組制熱量為414kW的風(fēng)冷熱泵機(jī)組，合計(jì)制熱量為1242kW，負(fù)責(zé)生活熱水及冬季供暖。配置5m3蓄熱水罐四個(gè)，總蓄水量為20m3，可蓄熱量為884kW，用作熱水峰值時(shí)削峰、熱水谷值時(shí)蓄熱運(yùn)行。配置太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)1套，集熱板面積約84m2，作為生活熱水輔助熱源。配置功率為4kW燃?xì)鉄崴疇t一臺(tái)，作為冬季熱水輔助熱源和供暖熱源的備份(由于效率衰減、極端寒冷天氣），總配置熱量為1200kW，其中一般氣候條件下全年僅20天左右的時(shí)間需要啟用燃?xì)鉄崴疇t。

（2）利用蒸汽發(fā)生器取代原來(lái)油鍋爐供蒸汽部分，避免了使用柴油，從而減少了污染物的排放。

改造后采暖及生活熱水系統(tǒng)主要配置如表1所示。

表1 改造后采暖及生活熱水系統(tǒng)主要配置

5 節(jié)能改造效益分析

5.1 節(jié)能效益分析

本項(xiàng)目節(jié)能改造施工完成后，經(jīng)調(diào)試，系統(tǒng)自2011年6月開始正常運(yùn)行，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，熱水系統(tǒng)運(yùn)行狀況良好，截止目前已累計(jì)了6、7、8三個(gè)月的能耗數(shù)據(jù)。對(duì)改造前后生活熱水系統(tǒng)能耗進(jìn)行對(duì)比，從而分析得出該項(xiàng)目實(shí)施后的節(jié)能量。由于現(xiàn)有能耗數(shù)據(jù)有限，只能對(duì)比改造前后6、7、8三個(gè)月的總能耗。

5.1.1 改造前6 — 8月鍋爐系統(tǒng)能耗

（1）柴油消耗

根據(jù)業(yè)主提供的《鍋爐能源總賬單》得出2007—2009年6月—8月鍋爐柴油消耗如表2所示。

表2 2007—2009年6—8月鍋爐柴油消耗量

為保證分析結(jié)果的客觀性，取2007—2009年6月—8月的鍋爐平均柴油耗量作為改造前鍋爐柴油消量，即改造前6—8月鍋爐消耗柴油約186.7噸。

（2）電量消耗

根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，原生活熱水系統(tǒng)年平均耗電量為61241kWh，由此得出熱水系統(tǒng)月平均耗電量為5103.4kWh，據(jù)此推算原熱水系統(tǒng)6—8月電量消耗為15310.2kWh。

5.1.2 改造后6—8月生活熱水及蒸汽系統(tǒng)能耗

（1）生活熱水系統(tǒng)能耗

根據(jù)業(yè)主提供的能耗數(shù)據(jù)，2011年熱水系統(tǒng)6—8月各月電量消耗如表3所示。

表3 2011年6—8月熱水系統(tǒng)逐月耗電量

由表3得出：2011年熱水系統(tǒng)6—8月總耗電量為152743.0kWh。

（2）蒸汽系統(tǒng)能耗

改造后醫(yī)院用蒸汽全部由蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生，根據(jù)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間及輸入功率計(jì)算蒸汽系統(tǒng)能耗如下：

蒸汽發(fā)生器共五臺(tái)，其中9樓FBL-150型三臺(tái)，兩用一備，單臺(tái)功率150kW，運(yùn)行時(shí)間為每天06：00～19：00；地下一樓FBL-100型兩臺(tái)，一用一備，單臺(tái)功率100kW，運(yùn)行時(shí)間為每周一、三08：00～13：00。則蒸汽發(fā)生器每月耗電量為：150×2×13×30+100×5×8=117000+4000=

121000kWh。

于是，蒸汽發(fā)生器6 — 8月電量消耗為121000kWh×3=363000kWh。

改造前后6 — 8月系統(tǒng)能耗對(duì)比數(shù)據(jù)如表4所示。

表4 改造前6 — 8月及改造后6月 — 8月系統(tǒng)能耗對(duì)比

將表4中的能耗統(tǒng)一折算成標(biāo)煤[2]，如表5所示。

表5 折算成標(biāo)煤后的系統(tǒng)能耗

由表5可計(jì)算得出改造前后的系統(tǒng)節(jié)能率，如表6所示。

表6 改造前后6—8月同期對(duì)比的節(jié)能率

由表6分析得出：改造后6 — 8月生活熱水及蒸汽系統(tǒng)與改造前同期相比節(jié)能率達(dá)34.92%，系統(tǒng)節(jié)能效果顯著。

5.2 環(huán)境效益分析

改造前鍋爐系統(tǒng)全年能耗為1249.685tce，若按改造后年節(jié)能率34.92%進(jìn)行計(jì)算，則改造后系統(tǒng)年節(jié)省能耗約為436.4tce，由此得出本項(xiàng)目改造完成后預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)的減排指標(biāo)如表7所示。

表7 預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)減排指標(biāo)表

6 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)該醫(yī)院改造后6—8月的能耗數(shù)據(jù)測(cè)算得出改造后節(jié)能率達(dá)34.92%，預(yù)計(jì)改造后每年可節(jié)省標(biāo)煤約436.4噸、減排CO2292.4噸、SO27.2噸、NOX6.8噸、煙塵4.2噸，項(xiàng)目節(jié)能改造效果顯著。

本項(xiàng)目中的節(jié)能改造技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于新建、改建的各類工業(yè)與民用建筑中，尤其是醫(yī)院、賓館、酒店、學(xué)校這一類的大型公共建筑。該項(xiàng)目的成功實(shí)施可為今后同類建筑的節(jié)能改造提供依據(jù)和方向，具有顯著的示范和推廣價(jià)值。

1 胡瑜.醫(yī)院中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行[J].大眾科學(xué)，2007，18

2 中華人民共和國(guó)建設(shè)部.國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能源審計(jì)導(dǎo)則[Z]