在大型医院建筑设备设施中,中央空调系统能耗居首。为此,筑医台资讯记者选取了8家中央空调节能改造成效较好的医院,以期供同行借鉴。 文章选取了大连大学附属中山医院、华中科技大学同济医学院附属协和医院、山东省千佛山医院、重庆医科大学附属第一医院这四家医院、广东省人民医院、重庆医科大学附属儿童医院、大连医科大学附属第一医院和南京医科大学附属无锡市人民医院这8家医院的空调系统作为研究对象,详细讲述了各医院空调系统的节能措施及成效。 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。 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。
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。 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:
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
(2)智能温控器可以实现温度的设定与自动控制。
智能温控器 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
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。
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
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。
3冷却塔
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
1医院能源消耗情况 全院能源消耗分布情况医院每年总能耗约3254万元,主要为柴油和电力两种能源供应方式,空调消耗最大,占到总能耗的50%。 2空调系统节能改造——保健楼中央空调系统
1中央空调输配系统改造
2改造前存在的问题
某品牌直燃机机2台:合计制冷功率2907kW; 冷却水泵:500m3/h/28m/55kW 3台; 冷温水泵:300m3/h/38m/45kW 3台;
3节能改造措施
4输配系统改造后节能数据 1冷水机房设备优化配置 冷水机房负荷应根据末端设计进行负荷模拟计算,以保证设计负荷准确匹配实际运行负荷,考虑大小机组合理配置,使用离心式制冷主机和螺杆式制冷主机合理匹配,兼顾夏季高峰负荷和过渡季节部分负荷的设备运行能效,以保证制冷机房主机设备的全年高效运行。 2冷水机房设备节能控制 通过采用冷水机房节能控制系统通过传感器采集空调系统各种参数,运用模糊控制原理推算出空调系统需要的冷量,利用变频技术控制水泵的转速和阀门开度,调节空调水系统流量,保证空调系统处在最佳状态,综合节能率可达10%~20%。 3空调末端变频控制 为空调末端系统中的空调箱(包括AHU和OAU)风机配置变频器(出于投资回报考虑,一般选择5.5kW以上的风机配置),在空调服务区域或回风管设置温度传感器,根据室内实际负荷调节送风频率和电动冷热水阀开度,可大幅减少系统部分负荷运行时的能源浪费,实现节能50%-60%左右。 4考虑蓄冷方式 在医院能申请到峰谷电价的情况下,可考虑采用水(冰)蓄冷系统,达到削峰填谷,节约电费的目的。 5制冷机采用热回收方式 冷凝热回收技术是将空调排放的废热予以回收利用,用来制取生活热水或生成工艺热水——住院楼生活热水制取。 6新风机、排风全热回收系统
其主要节能技术手段包括:冷温水循环部分采用双向变流量技术,更换一台一次泵,把原有的二次泵系统改成一次泵系统。冷温水循环和冷却水循环,各用一台集中式低阻力过滤器替换原有Y型过滤器,显著降低管路阻力。 通过机房内的冷却水管路改造,将原来与主机单独对应的冷却塔,整合成一个冷却塔群,并应用智能型变流量冷却塔技术对塔群进行改造。对原有冷却水循环管路进行全面改造并更换了一台冷却泵,应用一泵对多机技术极大地降低了冷却水循环的管路阻力,实现了冷却泵的节能。 为冷却塔、冷却泵、冷温泵和主机对应安装能效控制柜,应用模块化能效控制技术。安装WISDOM平台,实现中央空调的智能化运行,能够根据环境温度、室内需求量等变化,自动调节运行强度,在满足室内舒适度的同时,显著降低空调能耗。
来源:筑医台资讯 |
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