某醫(yī)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(shè)的綜合性醫(yī)院。醫(yī)院于2016年6月正式開業(yè)，規(guī)劃占地面積210畝，設(shè)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(yī)院擁有門診樓、急診樓、行政樓、醫(yī)技樓和病房樓，其中病房樓地上11層，其余均為4層。

1 系統(tǒng)現(xiàn)狀

醫(yī)院凈化區(qū)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(xiàn)運行自動停機保護的情況，造成部分時段手術(shù)室的空調(diào)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(shù)室空調(diào)能耗偏大。

由于設(shè)計、施工、設(shè)備和材料等方面存在的問題，現(xiàn)場診斷發(fā)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)的多處阻力特性與設(shè)計要求的管道阻力特性不一致。且大多數(shù)在開始運行時，沒有進行很好的初調(diào)節(jié)，可能導(dǎo)致系統(tǒng)的水力不平衡，引起水力失調(diào)。并且系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的過濾集箱、Y型過濾器，使整個系統(tǒng)的阻力變大，導(dǎo)致選用的水泵功率偏大，進而增加了水泵的電耗。

中央空調(diào)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(diào)負荷變化和氣溫變化自動調(diào)節(jié)頻率，增加中央空調(diào)系統(tǒng)在部分負荷時的電力消耗。

醫(yī)院擁有VRV空調(diào)室外機80余臺，以及相對應(yīng)的室內(nèi)機組，分布在不同房間，管理分散。實際使用過程會出現(xiàn)空調(diào)運行溫度過高/低，空調(diào)使用時間無法統(tǒng)一管理，下班后忘記關(guān)空調(diào)，長時間不使用空調(diào)不拔電源插頭等用電浪費現(xiàn)象。

機房內(nèi)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(shù)據(jù)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(yī)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(jié)能潛力。

病房內(nèi)衛(wèi)生熱水系統(tǒng)無精細化控制，辦理住院手續(xù)后即可無限制使用衛(wèi)生熱水，存在大量的人為浪費。

2 改造措施

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

針對中央空調(diào)水系統(tǒng)沿程阻力較大的問題，在調(diào)查管網(wǎng)的實際運行情況后，根據(jù)管網(wǎng)存在的問題進行全面分析、計算，綜合運用調(diào)節(jié)手段制定方案，使管網(wǎng)處在相對平衡的狀態(tài)下，提高項目整體的效果。對于使系統(tǒng)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(tǒng)中水泵仍為定頻運行狀態(tài)，且在最初系統(tǒng)設(shè)計時，水泵容量選擇的比較大，往往是“大馬拉小車”，系統(tǒng)匹配不合理；風柜風機也是定頻運行，系統(tǒng)低負荷時不能進行有效調(diào)節(jié)，最終造成能源浪費。而通過對部分水泵加裝變頻技術(shù)，適時適量地控制水泵電機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)水泵的流量、壓力工況來滿足系統(tǒng)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(tǒng)需求，有效減少不必要的電力消耗。

計劃對醫(yī)院部分區(qū)域的VRV外機和室內(nèi)機加裝節(jié)能控制器裝置，可實現(xiàn)有人時才允許開空調(diào)；無人時自動關(guān)機；防止夏天設(shè)定溫度過低；防止冬天設(shè)定溫度過高。監(jiān)控主機運行效率，防止制冷劑泄漏等故障導(dǎo)致用電能耗過高。多聯(lián)機空調(diào)節(jié)能控制器軟件功能：不阻止任何時候開空調(diào)；無人時發(fā)紅外命令關(guān)閉空調(diào)；人體感應(yīng)延遲時間不同時段不一樣，有效應(yīng)對午睡時人不活動的情況；室內(nèi)溫度超范圍后會自動發(fā)命令調(diào)節(jié)空調(diào)工作溫度；關(guān)機會提前1min蜂鳴器報警；聯(lián)網(wǎng)后可實時監(jiān)控房間的溫度、空調(diào)是否開機。

煙氣熱回收技術(shù)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(huán)保性，提升醫(yī)院環(huán)境美觀。醫(yī)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(jīng)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(zhuǎn)化率超過了97%，可回饋高品質(zhì)清潔電源至局域電網(wǎng)。6臺手扶電梯加裝變頻控制，實現(xiàn)無人承載時降功率運行，預(yù)計可有效降低電梯的電耗20%～30%。

增加病房熱水刷卡系統(tǒng)。出于節(jié)約水資源的目的，計劃設(shè)計1套熱水管理系統(tǒng)，對住院部所有病房衛(wèi)生間內(nèi)熱水使用量進行控制，從而達到整體的節(jié)能管理效果。熱水控制的管理中心設(shè)在出入院結(jié)賬處，數(shù)據(jù)可以報表形式上傳至醫(yī)院財務(wù)科辦公室。

病患在入院登記時可以辦理預(yù)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(xiàn)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(wù)模式，其實質(zhì)意義為：能源服務(wù)商與客戶簽訂長期EMC 合同，為客戶提供節(jié)能診斷、節(jié)能改造、運營管理、投融資服務(wù)。能源服務(wù)商通過節(jié)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(wěn)定的節(jié)能收益和節(jié)能減排帶來的社會效益，用戶“零風險”。在合同結(jié)束后，所有節(jié)能設(shè)備和后續(xù)全部節(jié)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(shù)手段和現(xiàn)場制度化的管理，提升中央空調(diào)的可靠性和穩(wěn)定性，加之能源服務(wù)商專業(yè)化的管理團隊，使得整個空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定性大幅提高，醫(yī)院內(nèi)空調(diào)效果更有保障。

3.2 能源服務(wù)商對安全責任負責

能源服務(wù)商全面接管中央空調(diào)系統(tǒng)，負責從機房運行到末端的效果保障。領(lǐng)導(dǎo)只需要對能源服務(wù)商現(xiàn)場項目負責人進行管理及要求，由現(xiàn)場負責人管理團隊和對服務(wù)效果負責。由一家單位負責整個系統(tǒng)的運行管理，責任統(tǒng)一，服務(wù)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(shè)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(jié)省用能系統(tǒng)開支

能源服務(wù)商運營團隊對醫(yī)院整個中央空調(diào)系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理，在保障空調(diào)效果的同時，通過主機設(shè)備精細化管理，末端設(shè)備嚴格清洗、空調(diào)水質(zhì)管理等技術(shù)手段，使空調(diào)設(shè)備保持在最高效率的狀態(tài)下運行，確保醫(yī)院空調(diào)費用支出更少；電梯能量回饋有效減少電費消耗，降低醫(yī)院總能耗開支。

3.4 醫(yī)院免費獲用能系統(tǒng)改造升級

服務(wù)商全額出資為醫(yī)院進行投資改造，對中央空調(diào)、電梯系統(tǒng)進行優(yōu)化和搭建熱水刷卡系統(tǒng)，實現(xiàn)上述節(jié)能改造和技術(shù)升級內(nèi)容。節(jié)省醫(yī)院的資金和精力投入。

4 項目總結(jié)

4.1 能耗總包的總體目標

降低醫(yī)院整體能耗。在滿足醫(yī)院公共區(qū)域及辦公樓宇正常使用的前提下，通過實施節(jié)能技術(shù)改造及高效運營管理系統(tǒng)等，節(jié)省能源費用，持續(xù)不斷地降低醫(yī)院能耗整體費用。

解決醫(yī)院能源系統(tǒng)現(xiàn)有問題。通過能源情況調(diào)研及系統(tǒng)診斷，及時發(fā)現(xiàn)并解決院區(qū)水、電、空調(diào)系統(tǒng)現(xiàn)有問題，確保院區(qū)各能源系統(tǒng)穩(wěn)定節(jié)能運行。

4.2 能耗總包的改造原則

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況，因地制宜，選擇技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的技術(shù)或產(chǎn)品。技術(shù)或產(chǎn)品要求技術(shù)成熟、穩(wěn)定可靠。

4.3 能耗總包的推廣意義

醫(yī)院能源系統(tǒng)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(shè)計、項目融資、設(shè)備選購、施工、節(jié)能量監(jiān)測、人員培訓(xùn)等交由能源服務(wù)商負責，回收改造費用后的節(jié)能利潤與節(jié)能服務(wù)公司共同分享。所以，醫(yī)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(jié)能改造的市場化運作， 推進行業(yè)的節(jié)能改造進程，開創(chuàng)全國醫(yī)院創(chuàng)新型后勤管理新模式，引領(lǐng)全國醫(yī)院走向更加低碳環(huán)保的節(jié)能領(lǐng)域。