熱泵技術(shù)與應用3上海節(jié)能大型醫(yī)院的節(jié)能改造康奈爾(上海)能源技術(shù)有限公司王志毅鄒新紅鄒國良張向陽要:通過對上海某大型三甲醫(yī)院應用康奈爾整體節(jié)能技術(shù),驗證了節(jié)能方案,比較了節(jié)能方案的優(yōu)劣,發(fā)現(xiàn)了在方案的實施過程中的問題。系統(tǒng)檢測時間為5月中旬至10月上旬,采用一些技術(shù)性的處理;對于新系統(tǒng)與原系統(tǒng)的匹配問題,難以保證節(jié)能量,對比過程中的環(huán)境一致性等問題。基本達到了一個比較客觀的對比結(jié)果。對我國醫(yī)院的節(jié)能診斷和改造有一定的指導和借鑒意義關(guān)鍵詞:節(jié)能改造醫(yī)院控制整體節(jié)Application of Energy-Saving Reform ofa Shanghai Third Grade First-Class HospitalWang Zhiyi, Zou Xinhong, Zou Guoliang Zhang XiangyA bstract: By the energy saving reform to a Shanghai third grade first-class hospitalAnalyze the energy-saving program. Comparing the energy-saving solution and to find thenormal problem during the processes of testing time from May to October. Matching theformer system and new system, difficulty to ensure the consistence of comparing the energy-saving capacity with the environment are solved. We have taken some technical means to theproblem during our research processes. Finally, Better results are obtained. It has somemeaning for the energy-saving reform of the hospital in our countryKeywords: energy-saving reform; hospital; control; integrated energy-saving technology1引言于照明、電梯、空調(diào)和通風等設備。其次,醫(yī)院還以從改善病人就診環(huán)境、提高醫(yī)院內(nèi)部管理技術(shù)燃氣、重油等作為主要能源,用于供應蒸汽、熱水手段考慮許多新建的醫(yī)院建筑對空調(diào)供熱設備消毒洗滌廚房以及冬季供暖等。因此,康奈爾整的自控管理、安保及計算機網(wǎng)絡等諸多方面都提出體節(jié)能技術(shù)在上海某三甲醫(yī)院的應用也是從這幾了要求,醫(yī)院設計有賓館化的趨勢。醫(yī)院建筑是所個方面入手采用最新的節(jié)能技術(shù)對空調(diào)及照明系有建筑中使用功能最為復雜的之一。隨著人民生活統(tǒng)進行整改,利用空調(diào)熱泵技術(shù)提供生活熱水大水平的大幅度提升,醫(yī)院提供的已經(jīng)不僅僅是單純大降低了一次能源的能耗。的治療服務?；颊邔︶t(yī)院的就醫(yī)環(huán)境和醫(yī)護人員對工作環(huán)境舒適程度的要求也越來越受到人們的重2改造前的能耗狀況視因此醫(yī)院的能耗也不斷上升。以一家傳統(tǒng)型綜據(jù)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析測算該醫(yī)院能源合醫(yī)院為例其日常能耗中電力消耗最大,主要用費用每年約818萬元,詳細分布如圖1所示(電力中國煤化工【作者簡介】王志毅:(1970-)男,博士后,高級工程師,總工程師。CNMHG2008年第8期ghai Energy con上海節(jié)能熱泵技術(shù)與應用52%熱能36%、水12%),平均每年用電約561萬(1)增加1臺30HⅨXC200A螺桿式水冷冷水機KWh,年耗重油710:年用水量37萬m平均每天組(制冷量為696k,輸入功率138kW),滿負荷時用水量1000m3能效比50,部分負荷時能效比更高,替代水冷活該醫(yī)院能源流程圖如圖2。塞式冷水機組運行。(2)增加1套智能控制系統(tǒng),對螺桿式水冷冷水水機組水冷活塞式冷水機組冷凍水泵冷卻水泵以及冷卻塔進行集中控制該智能控制系統(tǒng)具有強大的安全保護、智能控制通訊、故障預測、自適應等功能(3)水系統(tǒng)管路優(yōu)化,減少管路阻力采用效率煤高的水泵替換原先效率低的水泵。2)節(jié)能效益分析。圖1醫(yī)院能耗費用分布示意圖從新老系統(tǒng)的空調(diào)效果分析,原來醫(yī)院6月份及7月初全開活塞機組及模塊機組空調(diào)效果基本可冷卻水以滿足使用,實際運行中78月份由于機器年久沒卻水縉“魯有清洗的原因,導致冷凝壓力偏高02MPa左右功耗很大,且冷量衰減也大,空調(diào)效果較差。從往年的→期及播難“空滿負運行記錄來看原系統(tǒng)在5個月的制冷季節(jié)中,機器平均運行負荷基本在85%左右,系統(tǒng)能耗為167×085+88×0.85+100=317KkW囊示電力流程全年耗電為表示熱源流粗317×24×150=1141萬kWh圖2醫(yī)院能源流程圖耗電費用3節(jié)能改造分析114.1×0.825=94.1萬元改造工程分為三部分:老病房樓新病房樓及節(jié)能系統(tǒng)運行至今,除7、8月份有部分時間新建綜合樓。各部分改造1老病房樓空調(diào)設備使用情況方案及經(jīng)濟性分析如下。設備名稱規(guī)格數(shù)量出廠日期性能狀態(tài)水冷活塞式冷水機組制冷量60W1臺1994年制冷能效比為36左右3.1老病房樓模塊式冷水機組制冷量350W1臺老病房樓高7層,原流量100mh3臺1989年|遠行效率低中央空調(diào)采用水冷活塞式冷凍水泵揚程20m冷水機組(制冷量為50萬功率11kW大卡川1合和模塊式冷水機流量20mh2合1989年冷卻水泵流量過大,達冷水組(制冷量為30萬大卡)1冷卻水泵揚程32m機組設計流量的200%,運臺機組使用情況如表1:功率30kW行效率低,電能浪費嚴重。1)康奈爾整體節(jié)能冷卻塔流量120技術(shù)應用。功率1中國煤化工CNMHG205:CONSERVATION一熱泵技術(shù)與應用上海節(jié)運行負荷在70%以上運行,大部分時間在50%左(1)、增加1套智能控制系統(tǒng),對離心式冷水機右運行,平均運行負荷在60%左右采用冷凍冷卻組、水冷螺桿式冷水機組冷凍水泵冷卻水泵以及水泵變頻等節(jié)能手段,系統(tǒng)能耗為:冷卻塔進行集中控制。138×06+100×0.85=168kW2)、原生活熱水設計由重油蒸汽鍋爐產(chǎn)生蒸全年能耗為:汽,蒸汽加熱自來水提供生活熱水?，F(xiàn)采用1套熱168×24×150=605萬kWh回收系統(tǒng),包括新增1套水水熱泵系統(tǒng)(熱回收量耗電費用498kW,輸入功率139kW)。在制冷季節(jié)(5~1060.5×0825=50萬元月)制冷同時熱回收產(chǎn)生60℃生活熱水,并且在非系統(tǒng)節(jié)能額:941-50=441萬元庫年制冷季節(jié)的4月份及11月份采用冷卻塔吸取大32新病房樓新的病房樓高16層,中央空調(diào)采用19XL450離心式冷水機組(制冷量為1583kW,輸入功率311kW)1臺和 KCHUW245005水冷螺桿式冷水機組(制冷量為1580kW輸入功率336kW)1臺。其中19×L450離心式冷水機組作為基載主機,KCHW245005水冷螺桿式冷水機圖3熱水系統(tǒng)原理圖組作為備用機組基本不運行新病房樓空調(diào)主機使用情況如表2。氣的熱量制取60℃生活熱水,已替代燃油鍋爐。熱1)康奈爾整體節(jié)能技術(shù)內(nèi)容。水系統(tǒng)原理圖如圖3。節(jié)能經(jīng)濟性分析。2新病房樓空調(diào)設備使用情況根據(jù)往年的運行記錄,此空調(diào)設備名稱規(guī)格數(shù)量出廠日期性能狀態(tài)系統(tǒng)設計冷量偏大,機組常年平均離心式制冷量1581合99年正常負荷在60%左右,系統(tǒng)能耗為冷水機組功率為302kW380×07+200=466KW水冷螺桿式制冷量1501臺30年全年能耗為冷水機組功率30k466×24×150=167.8萬kWh冷凍水泵一流量40mh206年」制冷季節(jié)全部運行耗電費用揚程32m變頻控制至少使用167.8×0.825=1384萬元功率55kW2臺節(jié)能系統(tǒng)運行至今,除7、8流量138mh1|93年基本不用月份有部分時間在70%以上負荷冷凍水泵二揚程37m行,因熱水機組加入系統(tǒng)冷量功率22kW中國煤化工時間在50%左CNMHGSHANGHAI ENEAGY CONSERVATION 212008年第8期hai Energy conservation上海節(jié)能熱泵技術(shù)與應用右負荷運行,平均運行負荷在60%左右優(yōu)化冷凍冷冷水機。冷卻水泵變頻等節(jié)能手段,系統(tǒng)能耗為:(2)節(jié)能經(jīng)濟分析。原來醫(yī)院6月份需要開3臺380×0.6+200×085=398kW風冷熱泵機組(耗電高,只能開23負荷每臺耗電全年能耗為100-130kW左右,總電耗在300~360KW)。7月份398×24X150=1433萬kWh機組試運行期間,使用新增的節(jié)能系統(tǒng)后,系統(tǒng)耗電耗電費用為:在145kW左右,每天可節(jié)約用電3720-5160kWh,1433×0.825=118萬元每年以150天制冷運行計算,共可節(jié)電666萬空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能額:kWh,節(jié)約506萬元;制熱運行估算為節(jié)約15萬1384-118=20.4萬元/年。元,合計年節(jié)約費用656萬元。熱水系統(tǒng)節(jié)能:根據(jù)熱水系統(tǒng)往年能耗統(tǒng)計分實測數(shù)據(jù)見表3實際測試數(shù)據(jù)分析結(jié)論:在環(huán)析,每年4-11月份23號樓平均每天生活熱水用量在180t左右,生活熱水耗油表3實測節(jié)能系統(tǒng)能耗數(shù)據(jù)量在235a根據(jù)2008年重油價格5490A.采用上述節(jié)能措施后運行結(jié)果元,.總花費預計在129萬元。使用空調(diào)熱時間:209112091249:0AM|9:00AM水系統(tǒng)后,機組能耗大幅度降低,運行至大氣溫度30℃25℃今根據(jù)記錄數(shù)據(jù)可知在制冷季節(jié)每噸熱「冷凍水進出水溫度(℃)168122163133水費用在57元非制冷季節(jié)為14元冷卻水進出水溫度(℃)|26314|26291t根據(jù)20年的熱水用,制冷季節(jié)節(jié)單冷機組抄表數(shù)NMh306560能系統(tǒng)制取生活熱水的費用為154萬熱水機組抄表數(shù)kWh570762元,非制冷季節(jié)制取生活熱水費用為16以下為計算值萬元。節(jié)約熱水費用為單冷機組用電量kWh2154129-154-16=97.6萬元年。熱泵機組耗電總量kh33新建綜合樓節(jié)能改造系統(tǒng)節(jié)能系統(tǒng)全天總耗電量(kWh)23461)空調(diào)系統(tǒng)。節(jié)能系統(tǒng)全天能耗費用(元)|246×0.825=19355(元)新建綜合樓建筑面積23萬m2,空調(diào)B.實測原系統(tǒng)能耗數(shù)據(jù)如下面積13萬m?;地下3層,地上8層,總時間:2008912-20089139:00AM|9:00AM高47m。大氣溫度25℃8℃原系統(tǒng):原設中央空調(diào)采用冷東水進出水溫度℃156129156128UWY200AY空氣源熱泵機組(制冷量機組1抄表數(shù)kWh1840530輸入功率185W制熱量565機組2抄表數(shù)Wh1603920kW輸入功率180kW)臺;裝機總制冷量機組3抄表數(shù)kWh停機1590kW,總制熱量1695kW以下為計算值(1)增加的康奈爾整體節(jié)能技術(shù)內(nèi)容。機組1用電量kWh2400①增加1套智能控制系統(tǒng),對螺桿式機組2用電量kWh水水熱泵機組、空氣源熱泵機組冷凍水機組3用電量kWh泵冷卻水泵以及冷卻塔進行集中控制。[豕統(tǒng)全天總軒電量Wh4640②增加1合30HC20A螺桿式水系統(tǒng)全天能中國煤化工5=3828(元CNMHG上節(jié)能22SHANGHAI ENERGY CONSERVATION2008第8期熱泵技術(shù)與應用上海節(jié)能境溫度30℃時,節(jié)能系統(tǒng)耗電為2346度,在環(huán)境溫回收系統(tǒng)年總節(jié)約天然氣214萬Nm3,年節(jié)省制度為25℃時原系統(tǒng)機組耗電為4640度耗電節(jié)約熱水費用553萬元。4640-2346=2294度,節(jié)約費用2294×0825=3)照明節(jié)能。18926元,節(jié)省比例為189263828=494%原系統(tǒng):2)熱水系統(tǒng)醫(yī)院地下一層至地下三層的照明主要以傳統(tǒng)原系統(tǒng)的燈具和電感式鎮(zhèn)流器為主,光效差、顯色性不好。醫(yī)院新建綜合樓原設計由天然氣和重油蒸汽(1)康奈爾整體節(jié)能技術(shù)內(nèi)容:將地下室1-3鍋爐交替使用產(chǎn)生蒸汽蒸汽加熱自來水提供生活層所有傳統(tǒng)燈具替換為細管徑直管T5熒光燈,配熱水預計每年制生活熱水消耗的天然氣及燃氣費高品質(zhì)的電子鎮(zhèn)流器。用分別為214萬Nm3及750萬元2)節(jié)能經(jīng)濟性分析:照明改造每年可節(jié)約電(1)節(jié)能改造內(nèi)容呆用1套熱回收系統(tǒng)包括費12萬元。新增1套水水熱泵系統(tǒng)(熱回收量383kW輸入4NVAV新風優(yōu)化系統(tǒng)節(jié)能。功率109kW)。在制冷季節(jié)(5-10月)制冷同時熱原新風系統(tǒng)無集中控制新風系統(tǒng)能耗存在浪回收產(chǎn)生60℃生活熱水,并且利用原UWY00AY費。對各樓層的新風機組增加VAV控制系統(tǒng),統(tǒng)一空氣源熱泵在(11-次年4月)制生活熱水,熱回收調(diào)配新風供應。在不同時段按需供應新風降低新系統(tǒng)可基本滿足新建綜合樓全年生活熱水需求。風機功率、以及制冷、供暖負荷。(2)節(jié)能經(jīng)濟性分析:水水熱泵及風冷熱泵熱節(jié)約新風機組電機耗電費用=風機額定功率x回收系統(tǒng)全年實際耗電282萬kWh,制熱水費用(1一風機實際運行頻率/50)×平均電價x每天運行為233萬元,原系統(tǒng)年平均制熱水費用為292時間×全年運行天數(shù)=102x(1063)076×18x元/。節(jié)能改造后年平均制熱水費用為59元/。熱365=40萬元豪4地下1-3層燈具數(shù)量及使用情況序號樓層部位單位數(shù)量工作時間單套節(jié)能量節(jié)能量小計( KWH)1地下一層車庫套0.0543027456車道2120.05447304設備間及庫房套200.05431536電梯前室50054236522地下二層車庫套|98240.0544635792車道套12240.0545676.48設備間及庫房套005499592電梯前室30.0541419.123地下三層車庫套115240054543996車道套1124520344設備間及庫房套0.054346896電梯前室30.0541419.124合計374157207中國煤化工(下轉(zhuǎn)第41頁)CNMHGSHANGHA ENERGY CONSEL上海節(jié)能廠ATION008年氟8期節(jié)能工程上海節(jié)能8項目實施投資方式500kW電就能滿足浴室的熱水需求,平均每天減以往改造項目都是由企業(yè)籌集資金,承擔所有少1柴油扣除電費、煤氣費,每天可以節(jié)約500風險。這次項目采用上海市政府推廣的合同能源管元供熱成本。運行至8月28日,減少標煤448t,運理方式,即由節(jié)能服務機構(gòu)承擔先期投入,再根據(jù)行費用減少約30萬元。預計夏季運行(6月9日~實際節(jié)能效果按合同約定方式雙方分享節(jié)能收益。9月15日)約減少標煤544(約合408萬元)。冬其突出的優(yōu)點在于風險的轉(zhuǎn)移,最終實現(xiàn)雙方的互季用真空鍋爐,比原蒸汽鍋爐用油(340t)減少利共贏。項目設計目標年節(jié)約運行費用60萬元。10%-20%,忽略軟水制水成本減少操作人員減少由于低品位熱回收投資成本高,考慮縮短項目等,總共年節(jié)約量符合設計要求。的合同回收周期,2臺蒸汽鍋爐改造為3臺真空熱除節(jié)能因素外,由于徹底切斷了蒸汽系統(tǒng)拆水鍋爐,技術(shù)方案及節(jié)能效果考核并入項目,設備除了沿路的疏水排放點解決了蒸汽疏水器的夜間投資利用原鍋爐列入改造的契機,從設備改造計劃噪音擾民問題,減少了大量疏水及熱交換器的廢熱中投資2臺,節(jié)能服務機構(gòu)承擔1臺。排放。9項目實施節(jié)能效果10該技術(shù)推廣運用前景月9日~13日系統(tǒng)試運行,蒸汽鍋爐保持熱通過改進,該技術(shù)有望在有大量熱水需求的坯備用狀態(tài),16日開始蒸汽鍋爐停止,完全由熱泵系餅生產(chǎn)廠區(qū)進行推廣應用。目前坯餅廠區(qū)年耗鍋爐統(tǒng)提供浴室熱水。經(jīng)過兩個多月的運行,統(tǒng)計數(shù)據(jù)柴油1803t,計劃下半年開始進行技術(shù)數(shù)據(jù)收集和表明:系統(tǒng)節(jié)能效果顯著,平均每天僅需消耗系統(tǒng)方案調(diào)研。(上接第23頁)耗。這些技術(shù)優(yōu)點都得到了充分的體現(xiàn)5)管理節(jié)能。我司提供免費節(jié)能醫(yī)生服務,在以上節(jié)能系統(tǒng)運參考文獻:行后派專業(yè)人員提供3年的節(jié)能管理咨詢、服務。預(1 K KAYGUSUZ, T AYHAN計每年可節(jié)約整個醫(yī)院運行能耗費用4萬元。Experimental and theoretical investigation ofcombined solar heat pump system for residential4小結(jié)heating U. Energr conservation management,上海某三甲醫(yī)院項目全年節(jié)能合計約303萬199940:1337-1396元,實現(xiàn)了改造前節(jié)能率超30%的目標?？的螤柟?jié)[2] Macarthur J W, Palm WAnd Lessmann能熱水系統(tǒng)統(tǒng)一采用電驅(qū)動、并且綜合使用冷熱源RC. Performance analysis and cost optimization(如采用冷凝熱回收的最新科技成果,再優(yōu)化系統(tǒng) of a solar- assisted heat pump system U].Soln的初投資,將大幅度降低運行費用和維護管理成 Energy,1978,21:1-9.本不會因國際能源價格的波動引起用戶運行費用(3] Mehmet e. Thermal Performance of a上漲?？的螤柟?jié)能空調(diào)系統(tǒng)采用自動控制使得空solr- aided latent heat store used for space heating調(diào)系統(tǒng)高效穩(wěn)定運行,減少了人工控制的不確定 by heat pumPU]. Solar Ener,2000601:15-25性?？的螤柟?jié)能凝結(jié)水回收使得鍋爐運行費用大幅王志毅谷波伍星基于 Internet& Intranet降低同時降低了環(huán)境的熱污染?？的螤柟?jié)能照明技術(shù)和改造在保證原光照水平的基礎上減少了全院的能統(tǒng)初探中國煤化工和故障診斷系8182CNMHGSHANGHAI ENEAGY CONSERVATK