皖江县中医院十二五期间节能改造实施方案.doc
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1、皖江县中医院“十二五”期间节能改造实施方案皖江县中医院二0一一年七月八日0目 录一、前言1二、医院能源系统及当前能耗状况2三、节能改造目标与节能途径5四、节能改造内容6五、节能改造技术措施7六、工作计划26七、项目组织与管理27八、投资估算33九、保障措施34十、效益分析352皖江县中医院“十二五”期间节能改造实施方案一、前言皖江县中医院组建于1986年12月,占地面积15680平方米,现有建筑面积约6600平方米,主要建筑物为住院部、康复楼、CT楼、临时门诊房等。现已发展成为国家合格中医院、爱婴医院、法医鉴定医院和医保定点医院。近期上报的15000平方米门诊综合楼建设项目已获得国家发改委批准
2、。全院现有在职职工179人,其中卫生专业技术人员167人。临床、医技科室设备齐全,功能完善,设有内、外、骨、妇、产、儿、口腔、五官、骨伤、针灸、肛肠、肝病专科、碎石中心、高血压病防治中心、皮肤、性病等科室23个,共有161张床位。2010年,全院总能耗为159.81吨标准煤,其中用电量折标准煤35.15吨,用水量折标准煤2.5吨,汽油用量折标准煤5.02吨,用煤量折标准煤117.15吨。主要用能设备为燃煤蒸汽锅炉、空调设备、热水设备、照明和医疗办公设备、污水处理设备等。近年来,医院能源费用支出不断上升,增大了经营成本。现代医院是社会发展、技术进步、人民生活水平和生活质量提高的重要标志。随着人们
3、生活水平的提高,对改善医疗条件的要求愈加迫切,医疗改革的推进也将医院推向更加激烈的市场竞争。同时,随着医疗技术的进步、诊疗设备的发展、医院规模的扩大、各科室环境控制标准的提高,在未来一段时间,医院的能耗还会不断上升。医院领导非常重视节能工作,提出通过实施节能改造,创建节能型医院,提高能源使用效率,降低能源消耗,增强市场竞争能力,以实现医院的可持续发展。二、医院能源系统及当前能耗状况3.3%68.4%25.0%3.3%64.3%13.6%2.8%13.2%7.2%29.4%50.2%19.3%能源空调照明及插座动力医疗办公设备污水处理给水系统燃煤汽油自来水电力锅炉消毒设备热交换器开水炉采暖洗衣房
4、洗澡饮用 图1 现状能源流程图1、主要耗能设备及其能耗1.1 电力系统常用容量为396kW,双回路供电系统,备载容量为200kW,全年最高尖峰用电需量350kW、全年总用电28.6万kWh/年,功率因数97%,总电费约24.54万元。电源电压为10kV,设有10kV/0.4kV节能变压器250kVA二台。功因改善除在高压侧装设高压电容器固定投入外,低压各总盘并设有自动功因调整器APFR控制、低压电容器之投入与切离,全年功因均大于0.92。备有一台紧急发电机以应付临时停电之需求。1.2 空调系统目前装有普通分体柜式空调机168台,安装年份2004-2007。1.3 照明系统(1)大厅、病房、走道
5、采用40W3型或20W4型高功率日光灯具。(2)医务区、机房、药房等则采用40W140W4、20W120W4等各型式日光灯具。(3)室外场地、庭园及建筑景观灯采用大功率的高效气体放电灯。1.4 锅炉系统年煤费约16.07万元,设有1吨燃煤蒸汽锅炉一台,型号DZL1-0.88A,耗煤量180kg/h。热能分配:采暖55%、开水炉25%、洗衣房16.7%、消毒杀菌3.3%。2、耗能品种及耗能量医院主要耗能品种为电力、燃煤、汽油及耗能工质水。以2010年为基数,各品种能耗分别为:年用电28.6万度;年用水29178吨;年用汽油3.41吨(救护车使用);年用煤164吨。将综合能耗折成100%,则,各系
6、统能耗状况为:采暖空调系统用能约占总能耗51%;照明系统用能约占总能耗6%;热水系统用能约占总能耗15%;给水排水系统用能约占总能耗15%;医疗办公设备用能约占总能耗2.5%;其它系统用能约占总能耗10.5%。3、能耗指标按2010年统计,单位面积年耗电量为43.33kWh/m2、耗油量为0.52Kg/m2、耗煤量为24.85Kg/m2、耗水量为4.42t/m2。医院单位建筑面积年综合能耗为24.21Kg标准煤。4、2010年及以前实施的节能改造项目(1)用T8日光灯、高压钠灯替换普通照明白炽灯、高压汞灯等非高效光源,节约照明用电20%以上。(2)将老式变压器更换为节能变压器,降低电能损耗40
7、%;并安装功率因数补偿装置,将功率因数由0.86以下提高到0.95左右。5、目前能源使用主要问题(1)医院康复楼和CT楼为早期建筑,均未采取保温、隔热设计,因此大大增加了建筑采暖、空调能耗。(2)空调方式采用的是分散式空调,现状空调器为普通分体式空调机。空调系统控制管理不便,过低的温度设定,会使能耗大幅度增加。同时因不能送入新风,故难以确保空调房间空气的新鲜度,而如果通过开门、窗通风换气,则冷量就会大量损失,这不仅影响房间温度,而且浪费了能源。(3)医院热能平常主要使用以提供热水、消毒杀菌为主,其锅炉使用时间为全年365天。目前锅炉管理方式是以自有技术人员负责操作及保养。其缺点为:锅炉负载低且
8、起停频繁,造成热能浪费相当大。(4)医院热水用量很大,热水能耗约占总能耗的15%。对太阳能资源不加利用,不符合节能政策和要求。三、节能改造目标与节能途径1、改造目标总体目标:创建节能型医院,使单位能源使用效率处于全省领先水平。节能目标:在“十二五”内,将医院单位建筑面积能耗指标降低到18kgce/m2.a以内。2、主要节能途径(1)医院的康复楼、CT楼的建筑围护结构的传热系数高于DB34/T753-2007安徽省公共建筑节能设计标准的规定,热工性能较差,应对建筑围护结构进行节能改造。(2)虽然医院采用了绿色照明灯具,但目前已不属于先进产品,而照明设备耗电量占总能耗的比例仅次于空调系统,若推广更
9、加高效的节能灯,可降低照明设备耗电量。(3)医院的空调方式与空调设备已落后,浪费能源。采用先进的空调方式和空调设备,可降低建筑采暖与空调能耗。(4)医院热水用量很大,热水能耗约占总能耗的15%。安装太阳能热水系统,可节约大部分热水生产之用能。四、节能改造内容医院用能以采暖空调占比例最大,约为总耗能的51%,空调冷热源与热水合计能耗大于65%,是节能重点。采暖、空调和热水节能可通过建筑节能改造、空调系统节能改造和热水系统节能改造来实现。医院照明用能约占总耗能的6%,也是重要的节能环节。根据上述思路,本医院在“十二五”期间拟实施的节能改造主要内容为:(1)建筑节能改造。对康复楼、CT楼的墙体及外窗
10、进行节能改造,改造墙体面积1000平方米,改造外窗面积250平方米。(2)空调系统节能改造。对住院部、康复楼、CT楼的空调系统进行升级改造,用高效节能集中控制的VRV空调(变制冷剂流量空调)替换现有普通分体式空调。(3)热水系统节能改造。用太阳能热水器替代“蒸汽锅炉+开水炉”供应热水。安装可供200人洗浴用的10吨太阳能中央热水系统一套,新购2台电加热压力蒸气消毒锅和10台电加热开水器。(4)照明系统节能改造。对全院照明系统进行节能改造,用更加高效率的荧光灯替换传统荧光灯,替换数量1320只。(5)智能控制系统建设。建设两级计算机网络和四级控制设备,引进楼字自控系统,对主要用能系统实行集中智能
11、控制。五、节能改造技术措施1、技术标准与依据公共建筑节能设计标准(GB50189-2005)安徽省公共建筑节能设计标准(DB34/T753-2007)民用建筑太阳能热水系统应用技术规范(GB50364-2005)太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范(GB/T18713-2002)太阳能利用与建筑一体化技术规程(安徽省地方标准DB34 854-2008)建筑照明设计标准(GB50034-2004)建筑采光设计标准(GB/T50033-2001)采暖通风与空气调节设计规范GB50019-2003洁净手术室用空气调节机组(GB/T19569-2004)民用建筑电气设计规范(JGJ162008)综
12、合医院建筑设计规范JGJ49-88建筑节能施工质量验收规范(GB50411-2007)用能单位能源计量器具配备和管理通则(GB17167-2006)2、改造措施2.1建筑节能改造该项节能改造是为了改善建筑围护结构的保温隔热性能,以降低建筑采暖与空调能耗。房间内冷量的损失是通过房间的墙体、门窗等传递出去的。改善建筑的保温隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷,改善的具体技术措施如下:(1)改造传统墙面,进行外保温施工。选择保温性能和防火性能优良的墙体保温材料(初步确定为玻化微珠保温砂浆,保温层施工厚度30mm),通过外墙保温处理,使外墙平均传热系数Km1.0W/K。(2)确定合适的窗墙面积比
13、(初步确定为0.20窗墙面积比0.25),合理设计窗户遮阳系数(初步确定为Sw0.55),选用保温隔热性能和气密性能好的玻璃窗(初步确定为“6Low-E+12空气+6”中空玻璃塑钢窗,可开启型),替换现外窗。通过以上措施,采暖空调系统能耗可在目前指标下降低30%40%。2.2 空调系统节能改造该项节能改造是为了提高空调系统的能源利用效率,以降低建筑空调能耗。2.2.1 空调系统选择采暖空调系统的能耗大小主要取决于设备的能效比,目前能效比最高的空调为水源热泵空调,其次为VRV空调。VRV空调即可变制冷剂流量空调,自20世纪90年代初以来,在日本发展迅速,应用广泛。VRV空调是在分体式空调机的基础
14、上发展起来的。变频控制的VRV空调由室内机、室外机、冷媒配管和遥控装置等组成,目前,一台室外机最多可连8台室内机,系统中室内机总容量与室外机的容量配比范围为50%130%,且室内机有吊顶卡式、吊顶暗装可接风管的形式、挂壁式、明装立式等多种形式。室外机分为冷热两用型和单冷型两大类。在一个VRV空调系统中可并联多种形式的室内机、室外机。一台室外机供冷量一般为14.5358.15kW。室外机内装有涡旋式压缩机,采用变频控制,供液管上设电子控制阀、分流器等,可根据各区域的不同要求,进行制冷工质流量的控制。这样,不但满足了人体的舒适要求,而且通过变频控制、热回收等手段可实现节能运行。除了控制灵活外,VR
15、V空调的优越性还体现在系统安装方便。除了室内机、室外机的安装外,只有制冷剂管、凝结水管及电气控制线、动力线,占用空间极少,且系统设置又较灵活。凝结水管必须保证排水坡度,对管路较长、吊顶内高度较低的工程,可选择内设微型排水泵的室内机。室内机和室外机之间的制冷剂管长度最长可达100m。当室内机高于室外机时,两者之间的允许高差为40m。当室外机高于室内机时,两者之间的允许高差为50m。在上述的制冷剂管长度和室内机高差允许范围内,系统供冷量不少于室外机制冷量的80%。在按热泵工况运行时,系统供热量不少于90%的室外机额定制热量。所以,对十层以下的建筑,应用VRV系统时,完全可以用极灵活、简便、快捷的方
16、式进行施工。在日本的一些中、小型建筑的空调工程中,以VRV系统加设小型全热交换器供新风的方式已较普遍。VRV空调在欧美国家已广泛应用,现在日本市场上新建筑的32%,旧建筑改建中的60%采用了VRV空调,我国也已有很多建筑物采用这种空调。由于该空调系统具有使用灵活、节能和易于安装等优势,使该系统大量地运用于办公楼、医院、别墅等建筑。本项目选择VRV空调替换现有普通分体式空调,主要是从节能角度出发。VRV空调最突出的优势是节能效果明显,原因如下:(1)采用了涡旋式制冷压缩机作为核心部件,VRV空调系统采用的高效密封型涡旋式压缩机,具有节能、零部件少、重量轻等特点,正好满足市场要求节能、小型化和舒适
17、化的趋势。表1 几种类型压缩机的性能比较表比较项目涡旋式转子式活塞式能效比(ERR)2.92.42.62.22.6容积效率比(压比460Hz)0.990.940.7绝热效率比(同上)0.980.930.88压缩室的部件数量比137重量比0.80.81.0适用范围(输出功率kW)1100.41110涡旋式压缩机的能效比较转子式和活塞式高,与同规格的活塞式压缩机相比可节能10%15%。(2)以制冷剂作为传热介质VRV空调直接以制冷剂作为传热介质,传送的热量几乎是水的10倍,空气的20倍,而且不需庞大的风管和水管系统,减少了输送耗能及冷媒输送中能量损失,表2是三种传热介质性能比较。表2 传热介质的比
18、较表种 类利用热输送冷量输送116kW冷量时耗能量水显热20.1kJ/kg(t = 5) 4.7kW空气显热10.1kJ/kg(t = 10) 7.4kW冷剂蒸发潜热206kJ/kg 2.5kW由表2可知,同样输送116kW的热量,以制冷剂作为输送介质,所需的输送系统耗能仅为室内风机所耗的2.5kW,分别是以水和空气作为传热介质所需能耗的53.27%和33.3%。由于采用制冷剂直接蒸发制冷,没有传统中央空调系统先把冷量传给水,再由冷水传给室内空气这一中间过程,减少了一个能量传递环节,从热量传递过程看就是减少了一项传热热阻,因此也就减少了能量的损耗。(3)设计理念的改变在设计建筑物空调系统时,主
19、要是从冬、夏季空调室外设计参数出发进行负荷计算,方案设计和设备选型,即以全年中气候条件最不利的情况为设计依据。但美国供热、制冷、空调工程师学会(ASHRA E)的最新统计数据表明,这种情况只占全年时间的1%。空调系统在全年的绝大部分时间里是处于部分负荷运行状态。针对这种实际情况,各大空调企业的研发人员在设计VRV机组时,将机组的最高COP值设计成在机组的实际负荷为满负荷的40%时出现,这也充分说明了VRV系统的研发人员对全年空调负荷的特性有比较深入的了解。(4)采用先进的变频技术和高度智能化控制VRV系统采用先进的变频技术,在15%100%的容量范围内进行控制,并与无负荷控制相结合,根据负荷变
20、化进行稳定的运转控制,满足不同季节负荷的调节要求。通常室外机组有多个压缩机,其中一个采用变频控制,并在负荷较低时先启动,当负荷增加到一定程度,其它压缩机相继启动运行,达到调节室外机的供冷能力的目的。VRV系统中多处应用了电子膨胀阀,可以随时根据室内机负荷变化自动调节冷媒供应量,同时与变频控制系统相结合,使压缩机的排量也随负荷作相应的变化,从而达到了很好的节能效果。(5)新风处理通常,单独的VRV系统不能向室内补充新风,日本大金推出的热回收通风系统(HRV系统)采用了一种新型的全热交换器,其内部使用了由全新的高效、快速吸水材料组成的矩形换热单体,其吸水速度为通常使用材料的20倍以上。由于该种矩形
21、单体提供了较大的空气流通截面,比常规的全热交换器减少约20%的压力损失,而且体积减少了15%。这样,若通风量、热交换效率相同,则HRV系统风机功率与转速大大降低,噪声水平也随之下降。由于使用了全热交换器,系统在向房间补充新风的同时,利用了排风的冷量来预冷新风,回收冷量的效率为60%70%,可节能28%.综上分析,变频控制的VRV系统主要适用于办公楼、宾馆、医院、高级别墅等建筑。由于系统采用了变频控制的涡旋式压缩机,室内机可以单独控制,这样不需要空调的房间可不投入运行,减少了能源的浪费;设计者在设计机组的时候就考虑到了部分负荷对能耗的影响,使得VRV空调产品在部分负荷下运行时也有较高的COP值;
22、不同的房间可以设定不同的温度,以满足不同使用者的要求,避免了集中控制造成的无效能源消耗,也提高了舒适水平;采用直冷式无二次换热,提高了能源利用率;独立的新风系统,可回收空气的全热,效率为60%70%,与采用风机补充新风的空调系统相比,可节能28%。2.2.2 主要设计参数(1)设备台数初步确定室外机21台,室内机168台。(2)室外机类型单冷型,仅供制冷。考虑采暖费用最低化,医院冬季采暖热源仍为蒸汽锅炉。(3)设备型号选择按每平方米室内面积制冷量9482W选择室外机型号。(4)能效比要求空调系统制冷性能系数COP3.5W/W。(5)制冷剂管长度室内机和室外机之间的制冷剂管长度不超过100m。2
23、.2.3 新风处理方式空调系统中,新风量是一个很重要的技术参数,也是达到室内卫生标准的保证。目前常用的新风处理方式有: 使用专用的新风机,其室内机按新风工况设计,排管数通常为6排或者8排,风压也较高,然而价格很高,一般工程中较少采用; 用风机箱将新风送至各个室内机,新风负荷由各个室内机负担。该方式系统简单,设计时风机箱也根据系统要求很容易选到合适的风压。过渡季节还可以作为通风换气机使用。但是未经过处理的新风直接接入室内机时,与新风单独处理的系统相比,室内机型号加大,噪音也增大,而且在室外空气湿度较大时,室内机可能会产生结露现象;用全热交换器处理新风,室外新风经过全热交换器,与室内排风进行热湿交
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