既有医院主要用能系统节能改造措施应用效果探析

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发表时间:2021-02-07 12:18作者:夏婵来源:绿色建筑杂志

作者:

夏婵


摘要:

医院建筑能耗日益增长,节能迫在眉睫。以上海市8家既有医院节能改造项目为例,分析了空调系统、照明系统、生活热水系统及蒸汽系统等主要用能系统的实际改造效果,提出了冷热源系统、供冷供热输配系统、照明系统、生活热水系统、蒸汽系统等不同用能系统适宜的节能改造措施;整体综合节能率最小为15.2%,最大可达38.6%。改造建筑面积越小、建筑年代越久远,则改造效果相对更明显。


关键词:

医院;节能改造;节能系统;建筑能耗



随着我国医疗事业的逐步发展,患者及医护人员对就医环境的要求日渐增长,医院规模日趋扩大,主要用能设备及大型医疗设备的不断更新、增加,导致医院能耗也将持续上涨。相关调研表明,近年来医院建设的总投资超过了过去50a医院建设的全部投入[1]。对比国外而言,我国医院建筑年耗电量是欧洲、日本等发达国家同类建筑的1.5~2倍[2];对比国内其他建筑类型,医院建筑能耗是一般公共建筑能耗的2~3倍,某些医院的能源费用年支出高达千万元以上,医院建筑节能研究迫在眉睫。


“十二五”期间上海市市级医院以有效节约能源、提高能源利用效率及合理控制医院运行成本为目标,以实施节能改造为抓手,积极落实节能措施,强化节能意识,有力推进了市级医院节能减排工作。


本文以上海市8家医院节能改造项目为基础,对改造项目的实际节能效果进行对比分析,进而提出不同系统适宜的节能改造措施,可为后续医院建筑节能改造措施选用提供一定参考。


01

项目基本信息


本次分析的8个医院节能改造项目的基本情况如表1所示。由表1可知,改造项目建筑年代基本在2005年之前,改造面积范围囊括(1.54~7.74)万m2不等,涉及改造的主要用能系统包括空调系统、热水系统、照明系统等。


表 1   节能改造项目基本信息表


经统计分析,此8个改造项目涉及的节能改造措施数量共有40项,其中空调系统改造措施数量21项,比例最大为52.5%。其次,热水系统改造措施数量10项,占比为25.0%,照明系统改造措施数量5项,占比为12.5%。具体如图1所示。


图 1   主要用能系统节能措施应用情况


02

主要用能系统节能措施应用效果


针对各医院节能措施应用的实际效果,从整体和分项两个方面进行了较详细分析,以期可为后续医院建筑节能改造措施选用提供一定参考。



2.1   整体节能效果

8个医院中,各医院整体的实际改造效果如图2所示。由图2可知,整体综合节能率最小为15.2%,最大可达38.6%。结合表1中各医院基本信息,可知改造建筑面积越小、建筑年代越久远,则改造效果相对更明显。这主要因为改造建筑面积小,外界影响因素干扰少;而建筑年代久远,则用能设备老旧、效率下降可能更严重。


图 2   改造项目整体节能效果



2.2   空调冷热源

8个医院中,冷热源系统节能改造包括空调冷源改造、空调热源改造及冷热源控制等,本次主要分析了空调冷源和热源节能改造措施。冷热源节能改造措施有9项,其中,冷源改造措施5项,热源改造措施4项,每种措施占比如图3所示。由图3可知,冷源节能改造中,采用的节能措施主要是更换溴化锂机组为电制冷机组及热泵机组等;而热源节能改造中,主要为更换溴化锂机组为热水锅炉等。


图 3   空调冷源、热源系统节能措施实施数量占比


冷源系统中各节能措施的实际节能效果如图4所示。由图4可知,冷源系统主要节能措施应用中,采用最多的是“更换溴化锂机组为电制冷机组”,该措施实施后,可实现70%的单项节能率,节能效果显著。“更换电制冷机组(活塞机)为热泵机组”“更换溴化锂机组为热泵机组”等节能措施实施后,也可分别有57%和41%的单项节能效果。


图 4   冷源系统主要节能措施应用实际效果图


热源系统中各节能措施的实际节能效果如图5所示。由图5可知,热源系统主要节能措施应用中,采用“更换燃气锅炉为热泵机组”和“更换燃油锅炉为热泵机组”均可有60%的单项节能率,节能效果明显。此外,采用“更换溴化锂机组为热泵机组”和“更换溴化锂机组为热水锅炉”则分别有37%和27%的单项节能效果。


 图 5   热源系统主要节能措施应用实际效果图


基于已实施节能改造的医院建筑采用的冷热源节能措施种类及措施应用后实际节能效果,可获得冷热源系统适宜的节能措施,如表2所示。


表 2   医院建筑冷热源适宜节能措施



2.3   空调输配

8个医院中,涉及供冷供热输配系统节能改造措施共3项。其中,主要节能措施为更换水泵,占比57%;其次为水泵变频,占比29%;更换冷却塔节能措施占比14%。


基于实际改造项目情况,空调输配中采用“更换水泵+水泵变频+更换冷却塔”等综合节能改造措施后,可实现单项节能率40%以上。由此可知,对于水泵“采用更换水泵或变频”措施,效果均佳,适宜推广。



2.4   照明系统

此8个医院中,涉及照明系统节能改造措施1项,即采用“LED光源替代传统光源”。采用“LED光源替代传统光源”后,可实现单项节能率达46%~70%,且单项节能率主要集中在63%~70%之间,具体如图6所示。由此可知,对于照明系统而言,将“传统光源更换为LED光源”措施效果明显,适宜推广。


图 6   照明主要节能措施应用实际效果图



2.5   生活热水系统

8个医院中,涉及生活热水系统节能改造措施共4项。其中,次数最多的为“更换燃气锅炉为热泵热水器”,占比为40%;其次则为“更换燃油锅炉为燃气锅炉”“更换燃油锅炉为热泵热水器”及“更换燃气蒸汽锅炉为真空热水锅炉”,3种改造措施采用次数占比均为20%。


生活热水系统中各节能措施的实际节能效果如图7所示。由图7可知,采用比例最高的“更换燃气锅炉为热泵热水器”节能措施并实施后,可实现58%的单项节能率,节能效果显著。此外,“更换燃油锅炉为热泵热水器”也可实现58%的节能效果;“更换燃油锅炉为燃气锅炉”及“更换燃气蒸汽锅炉为真空热水锅炉”则均有28%左右的节能效果。


图 7   生活热水系统主要节能措施应用实际效果图


由此可知,对于生活热水系统,将“燃气、燃油锅炉更换热泵热水器”措施效果明显,适宜推广。



2.6   蒸汽系统

8个医院中,蒸汽系统采用的节能措施种类为2项,共计采用改造措施的次数为4次。其中,燃气蒸汽发生器替代燃油锅炉占比75%,燃气蒸汽发生器替代燃气锅炉占比25%。基于实际改造项目情况,蒸汽系统中采用“燃气蒸汽发生器替代燃油锅炉”节能措施实施后,可实现16%的单项节能率。采用“燃气蒸汽发生器替代燃气锅炉”节能措施后可实现29%的单项节能效果。


03

结   语


上海医院建筑能耗随着生活水平的提高而不断增长,节能迫在眉睫。本文以8个医院实际改造效果为例,从建筑整体节能效果及各主要用能系统(包括空调系统、照明系统、生活热水系统及蒸汽系统)分项节能效果进行了对比分析,得出了主要用能系统的适宜性节能措施。以期可为后续同类建筑同类系统节能改造提供一定参考。




参考文献:

[1]张奎.山东省医院建筑能源审计与节能措施研究[D].济南:山东大学,2011.

[2]聂敏.浅谈医院节能[J].现代医院,2011(11):128-132.


作者简介:

夏婵,1988年生,工程师,现供职于上海市建筑科学研究院有限公司。


文章分类: 节能技术

      

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