某三甲醫院綜合節能改造實例分析及思考

陳軍 毛斯影

1 哲華設計有限公司

2 浙江意靜智慧建設發展有限公司

0 引言

醫院建筑在我國是重要的高能耗的公共建筑[1]，近年來醫院的綜合節能改造得到越來越多的重視，各級政府、醫院以及節能服務公司共同努力，醫院節能減排工作取得了長足發展[2]。

本文介紹了某三甲醫院綜合節能改造的實例，包括前期能源系統狀況的調研、能耗數據的搜集處理、節能潛力的分析與相應的改造措施及預估節能量，介紹了改造后實際節能效果，總結了醫院綜合節能改造的思路。

1 改造前的用能系統狀況及能耗分析

1.1 醫院及建筑概況

該醫院總建筑面積為160283 m2，包括內外科醫技綜合樓、門急診樓、口腔樓、中醫樓、行政樓等10 多棟主要單體建筑，實際開放床位1800 張，年門急診人次數約285 萬人次。

1.2 改造前醫院用能系統概況

動力輔助樓為醫院的能源中心，處于院區的最北側角落位置。

1.2.1 空調冷熱源系統

集中空調系統冷源為3 臺直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組以及1 臺螺桿式冷水機組。相應設備概況詳見表1。

表1 空調集中冷熱源設備統計表

夏季制冷：高峰時段最多開啟2 臺溴化鋰機組，低負荷時段開啟1 臺螺桿機組。冬季制熱：大部分時段開啟1 臺溴化鋰機組，極寒的天氣開啟2 臺溴化鋰機組。

1.2.2 空調水系統

改造前所有空調水系統循環泵及冷卻塔均未變頻運行，空調水系統流程如圖1。

圖1 空調系統流程圖

1.2.3 集中鍋爐系統概況

動力輔助用樓內設置了2 臺蒸汽鍋爐，單臺鍋爐額定蒸發量4 t/h，通過長距離輸送蒸汽至各棟樓地下室熱水機房，通過板式換熱器制備生活熱水。通過長距離輸送蒸汽，供應醫院的食堂用蒸汽以及供應室用蒸汽。

1.3 改造前醫院能耗分析

統計改造前三年全院能耗，全院平均耗電量2295.9 萬kWh/年，耗天然氣量185.2 萬m3/ 年，折算標煤能耗9294.6tce/年，能源費用2736.3 萬元/年，詳見表2。

表2 改造前三年全院能耗統計表

2 節能潛力分析及改造措施

改造前期對各用能系統、用能設備狀況及日常運行操作模式詳盡調研，對能耗數據進行分析，挖掘各能源系統的節能潛力點，提出綜合改造措施，形成詳細的節能改造方案，不斷的優化完善，并經第三方機構以及行業專家團隊論證，科學可行，最終通過醫院審批。

2.1 空調集中冷源節能潛力分析及改造措施

節能潛力：第三方機構實測溴化鋰機組制冷效率僅為0.91；單臺機組容量過大，低負荷運行效率低；天然氣價格上漲，能耗費用高。

改造措施：采用3 臺磁懸浮離心式冷水機組替代溴化鋰機組集中供冷。

磁懸浮離心式冷水機組優點：部分負荷性能高（IPLV11.5），設備維護成本低，設備尺寸小、運行噪聲低等。

2.2 空調集中熱源節能潛力分析及改造措施

節能潛力：第三方機構冬季實測溴化鋰機組制熱運行能效僅為0.61；單臺機組容量過大，低負荷運行效率低；天然氣價格上漲，能耗費用高。

改造措施：采用2 臺超低氮冷凝式真空熱水機組替代溴化鋰機組集中供熱。

超低氮冷凝式真空熱水機組優點：部分負荷機組效率高，額定能效達到104%，NOx排放小于18 mg/m3，運行噪音低，維護成本低。

2.3 生活熱水系統節能潛力分析及改造措施

節能潛力：集中鍋爐配置過大，長期低負荷運行，本體能效低；蒸汽長距離輸送，熱損失大。經過板換，增加換熱損失。

改造措施：采用空氣源熱泵熱水器+儲熱水箱替代集中燃氣鍋爐，供應各棟樓生活熱水，熱泵熱水器為各棟樓頂布置。

空氣源熱泵熱水器優點：制熱能效高；就近布置減少輸送損失；利用谷時段制備熱水，節約電費。

2.4 蒸汽供應系統節能潛力分析及改造措施

節能潛力：廚房及供應室蒸汽用量小，但是鍋爐配置大，鍋爐能效低；蒸汽遠距離輸送，熱損失大。

改造措施：采用3 臺高效蒸汽發生器替代集中蒸汽鍋爐為廚房及供應室供蒸汽。

高效蒸汽發生器優點：3 分鐘即可產蒸汽，啟動快速節能；不屬于鍋爐安全監察范圍，不用報批年檢，維護費用低，操作人員無需特種作業證書。

2.5 空調水系統節能潛力分析及改造措施

節能潛力：一次泵配置過大；設備未變頻控制；冷卻塔損壞嚴重，第三方機構實測能效僅為53%。

改造措施：采用高效變頻水泵替換原有水泵；采用超低靜音高效冷卻塔替換原有冷卻塔；增加機房群控系統，優化空調系統運行策略。

2.6 改造實施過程

本項目于2020 年3 月份開始實施整體節能改造于2020 年底全部完成并竣工驗收。院方委托節能服務公司提供改造后的專業化的托管運營服務，進一步通過管理提升整體系統品質與節能水平。

改造后機房面貌煥然一新（圖2、圖3），改造后系統布置得到優化，由于集中鍋爐完全拆除，騰出來原有鍋爐房280 m2建筑面積，由于原鍋爐房層高大于6.6 m2，經過增加隔層后，院方決定增加560 m2的使用面積。

圖2 改造后機房主設備照片

圖3 改造后空調水系統設備照片

3 節能效益預估及實際節能效果分析

3.1 綜合改造節能效益預估

根據測算，改造前可實現節約折標煤量1190.3tce/年，綜合節能率13.2%，節約能源費用365.5 萬元/年，詳見表4。

表4 各系統節能改造預估節能效益統計表

3.2 改造后實際節能效益統計

節能改造完成后，統計2021 年改造后運行各系統能耗數據，統計逐月節能數據如表5，全年合計節約能耗1440.9tce，節約能耗費用368 萬元，與改造前全年能耗9019.1tce 相比，實際節能率為16%。

表5 2021 年全年實際逐月節能數據統計表

3.3 改造前后節能效果對比

通過對比改造前預估節能效益以及改造后實際統計的節能效益，該醫院的綜合節能改造達到了預期節能效果，節能服務公司的專業化管理，有力保障了各用能系統的高效運行，實際節能量由預估的13.2%提升到了16%，本項目也被當地主管部門授予節能優秀節能改造示范項目等榮譽，實現了良好的經濟效益與社會效益。

4 總結與思考

通過該醫院的綜合節能改造實例的分享，筆者總結及思考如下：

1）大型醫院的節能改造應建立在對原有系統及設備狀況充分調研的基礎上，本項目在改造前期，進行了大量的調研，對醫院每個用能點的實際需求、系統及設備的現狀以及原有運行記錄做到充分了解，后續改造才能真正保證醫院用能安全這個前提。同時詳細的調研也是原有系統節能潛力挖掘的基礎。

2）對能耗數據要充分分析，改造前的能耗數據是節能改造的依據，要對第一手數據進行搜集與核實，并分析能耗數據的變化規律，結合原有系統設備的狀況以及用能習慣，有針對性地挖掘節能潛力。同時能耗數據也是節能改造前能耗基準的基礎。

3）綜合節能改造措施應因地制宜，充分比較反復論證，選擇最優化的改造方案。本項目的改造方案經過反復論證修改，關鍵數據經過第三方機構實測，科學有效，整體方案經過專家組論證通過，才具體實施。

4）改造實施需精心組織，良好的施工質量、選擇高效的適合的節能設備，是改造后系統穩定運行并保證節能效果的關鍵。

5）合理規劃，可以為醫院帶來節能之外的效益，本次改造，通過合理規劃，醫院額外獲得了560 m2的使用面積，實現了節能改造的增值效益。

6）重視節能改造后的管理節能，優秀的能源系統管理，結合智能化管理平臺，可以保證改造后節能效果達成，更可以提高節能效益，延長節能系統使用壽命。