某醫院建筑能耗總包改造案例

文_譚文騰 張美鑫 賀文倩 遠大能源利用管理有限公司

本項目為三級甲等及國際JCI標準建設的綜合性醫院。醫院于2016年6月正式開業，規劃占地面積210畝，設置床位1200張，分兩期開放。目前一期工程已完成，占地109畝，建筑面積9.2萬m2，開放床位600張。醫院擁有門診樓、急診樓、行政樓、醫技樓和病房樓，其中病房樓地上11層，其余均為4層。

1 系統現狀

醫院凈化區域采用風冷熱泵機組進行采暖和制冷，在夏季氣溫高于38℃及冬季氣溫零度以下的情況下，機組會出現運行自動停機保護的情況，造成部分時段手術室的空調溫度和濕度達不到要求。同時由于風冷熱泵在夏季和冬季的極端氣候條件下效率較低，手術室空調能耗偏大。

由于設計、施工、設備和材料等方面存在的問題，現場診斷發現中央空調系統的多處阻力特性與設計要求的管道阻力特性不一致。且大多數在開始運行時，沒有進行很好的初調節，可能導致系統的水力不平衡，引起水力失調。并且系統采用傳統的過濾集箱、Y型過濾器，使整個系統的阻力變大，導致選用的水泵功率偏大，進而增加了水泵的電耗。

中央空調冷卻水泵、冷凍水泵、風柜風機、冷卻塔風機均為工頻運行。其中4臺冷凍水泵和4臺冷卻水泵每臺額定功率45kW，不能隨空調負荷變化和氣溫變化自動調節頻率，增加中央空調系統在部分負荷時的電力消耗。

醫院擁有VRV空調室外機80余臺，以及相對應的室內機組，分布在不同房間，管理分散。實際使用過程會出現空調運行溫度過高/低，空調使用時間無法統一管理，下班后忘記關空調，長時間不使用空調不拔電源插頭等用電浪費現象。

機房內共有3臺真空熱水鍋爐，3根獨立煙道輸送到屋頂煙道進行排煙，通過查看歷史數據得到排煙溫度在120～140℃之間。高溫煙氣直接輸送到建樓頂進行排放，排放的高溫煙氣中含有的大量潛熱和顯熱未被有效利用，造成能源的浪費。

整個醫院共計手扶電梯6部，無變頻裝置，有人和無人情況電梯均保持單一速度運行。垂直電梯26臺，住院樓-1～11F電梯12臺，其余-1～4F電梯14臺，使用手動控制的方式運行，無能量回饋裝置，具有一定的節能潛力。

病房內衛生熱水系統無精細化控制，辦理住院手續后即可無限制使用衛生熱水，存在大量的人為浪費。

2 改造措施

為凈化區域單獨安裝一臺磁懸浮節電空調，替代其中一臺風冷熱泵機組（保留其中兩臺與節電空調系統互為備用保障凈化區域的供能穩定性），節電空調與作為手術室常用機組。一方面提高機組運行穩定性，特別是極端高溫氣候情況下，依然可以保證手術室所需要的供應要求；另一方面節電空調COP較風冷熱泵提高超過60%，可以減少空調運行過程中對配電系統的壓力，也在一定程度上節省運行電耗。改造過程中將鍋爐房的采暖熱水引入手術室，與風冷熱泵共同保障手術室的采暖需求，同時解決手術室的極寒天氣采暖問題。

針對中央空調水系統沿程阻力較大的問題，在調查管網的實際運行情況后，根據管網存在的問題進行全面分析、計算，綜合運用調節手段制定方案，使管網處在相對平衡的狀態下，提高項目整體的效果。對于使系統阻力變大、浪費水泵電耗的Y型過濾器，計劃使用零阻力過濾器進行替換，再加上變頻器，可以有效減少水泵的電耗20%～40%。

目前系統中水泵仍為定頻運行狀態，且在最初系統設計時，水泵容量選擇的比較大，往往是“大馬拉小車”，系統匹配不合理；風柜風機也是定頻運行，系統低負荷時不能進行有效調節，最終造成能源浪費。而通過對部分水泵加裝變頻技術，適時適量地控制水泵電機轉速來調節水泵的流量、壓力工況來滿足系統負荷要求，使電機在整個負荷變化的過程中的能量消耗降到最小。風柜風機變頻滿足部分負荷情況下的系統需求，有效減少不必要的電力消耗。

計劃對醫院部分區域的VRV外機和室內機加裝節能控制器裝置，可實現有人時才允許開空調；無人時自動關機；防止夏天設定溫度過低；防止冬天設定溫度過高。監控主機運行效率，防止制冷劑泄漏等故障導致用電能耗過高。多聯機空調節能控制器軟件功能：不阻止任何時候開空調；無人時發紅外命令關閉空調；人體感應延遲時間不同時段不一樣，有效應對午睡時人不活動的情況；室內溫度超范圍后會自動發命令調節空調工作溫度；關機會提前1min蜂鳴器報警；聯網后可實時監控房間的溫度、空調是否開機。

煙氣熱回收技術是在鍋爐的排煙管道上安裝煙氣余熱回收裝置，回收高溫煙氣中的潛熱與部分顯熱用于制取熱水，同時排煙溫度降低會提高鍋爐房的環保性，提升醫院環境美觀。醫院共有3臺鍋爐。排煙溫度為120～140℃之間。在煙氣熱回收方面，我們認為可以將經常開啟的2臺鍋爐加裝高效煙氣板式熱交換器（板式省煤器），深度利用煙氣余熱，可將排煙溫度降低至60℃；通過煙氣余熱回收措施，最大可回收熱量為天然氣燃燒熱值的10%。

對住院樓8臺使用頻率較高的垂直電梯加裝能量回饋裝置，該裝置的能量轉化率超過了97%，可回饋高品質清潔電源至局域電網。6臺手扶電梯加裝變頻控制，實現無人承載時降功率運行，預計可有效降低電梯的電耗20%～30%。

增加病房熱水刷卡系統。出于節約水資源的目的，計劃設計1套熱水管理系統，對住院部所有病房衛生間內熱水使用量進行控制，從而達到整體的節能管理效果。熱水控制的管理中心設在出入院結賬處，數據可以報表形式上傳至醫院財務科辦公室。

病患在入院登記時可以辦理預充值的熱水使用IC卡，每張卡每天有一定的使用限制額度，在額度使用完之后需在管理中心進行充值或者解鎖，實現住院病人用水的精細化管理，避免不必要的能源和水資源浪費。

3 推廣模式

本項目采用能耗總包型EMC(合同能源管理)模式進行商務模式，其實質意義為：能源服務商與客戶簽訂長期EMC 合同，為客戶提供節能診斷、節能改造、運營管理、投融資服務。能源服務商通過節能收益回收投資和獲得合理利潤，用戶從EMC中每年可獲得穩定的節能收益和節能減排帶來的社會效益，用戶“零風險”。在合同結束后，所有節能設備和后續全部節能收益歸用戶所以，達到雙贏。

3.1 精細化管理程度提升

利用技術手段和現場制度化的管理，提升中央空調的可靠性和穩定性，加之能源服務商專業化的管理團隊，使得整個空調系統穩定性大幅提高，醫院內空調效果更有保障。

3.2 能源服務商對安全責任負責

能源服務商全面接管中央空調系統，負責從機房運行到末端的效果保障。領導只需要對能源服務商現場項目負責人進行管理及要求，由現場負責人管理團隊和對服務效果負責。由一家單位負責整個系統的運行管理，責任統一，服務商對項目進行標準化管理，杜絕鍋爐爆炸、高溫蒸汽泄露、高壓電設備漏電等安全事故，并對項目的安全運營負全部責任。

3.3 節省用能系統開支

能源服務商運營團隊對醫院整個中央空調系統進行統一管理，在保障空調效果的同時，通過主機設備精細化管理，末端設備嚴格清洗、空調水質管理等技術手段，使空調設備保持在最高效率的狀態下運行，確保醫院空調費用支出更少；電梯能量回饋有效減少電費消耗，降低醫院總能耗開支。

3.4 醫院免費獲用能系統改造升級

服務商全額出資為醫院進行投資改造，對中央空調、電梯系統進行優化和搭建熱水刷卡系統，實現上述節能改造和技術升級內容。節省醫院的資金和精力投入。

4 項目總結

4.1 能耗總包的總體目標

降低醫院整體能耗。在滿足醫院公共區域及辦公樓宇正常使用的前提下，通過實施節能技術改造及高效運營管理系統等，節省能源費用，持續不斷地降低醫院能耗整體費用。

解決醫院能源系統現有問題。通過能源情況調研及系統診斷，及時發現并解決院區水、電、空調系統現有問題，確保院區各能源系統穩定節能運行。

4.2 能耗總包的改造原則

根據現場調查情況，因地制宜，選擇技術先進、經濟合理的技術或產品。技術或產品要求技術成熟、穩定可靠。

4.3 能耗總包的推廣意義

醫院能源系統改造項目可以參照合同能源管理機制，將項目可行性分析、項目設計、項目融資、設備選購、施工、節能量監測、人員培訓等交由能源服務商負責，回收改造費用后的節能利潤與節能服務公司共同分享。所以，醫院在實施改造時，沒有資金上的壓力，也沒有利潤上的風險。 這樣可以通過節能改造的市場化運作， 推進行業的節能改造進程，開創全國醫院創新型后勤管理新模式，引領全國醫院走向更加低碳環保的節能領域。