某三甲医院综合节能改造实例分析及思考

陈军 毛斯影

1 哲华设计有限公司

2 浙江意静智慧建设发展有限公司

0 引言

医院建筑在我国是重要的高能耗的公共建筑[1]，近年来医院的综合节能改造得到越来越多的重视，各级政府、医院以及节能服务公司共同努力，医院节能减排工作取得了长足发展[2]。

本文介绍了某三甲医院综合节能改造的实例，包括前期能源系统状况的调研、能耗数据的搜集处理、节能潜力的分析与相应的改造措施及预估节能量，介绍了改造后实际节能效果，总结了医院综合节能改造的思路。

1 改造前的用能系统状况及能耗分析

1.1 医院及建筑概况

该医院总建筑面积为160283 m2，包括内外科医技综合楼、门急诊楼、口腔楼、中医楼、行政楼等10 多栋主要单体建筑，实际开放床位1800 张，年门急诊人次数约285 万人次。

1.2 改造前医院用能系统概况

动力辅助楼为医院的能源中心，处于院区的最北侧角落位置。

1.2.1 空调冷热源系统

集中空调系统冷源为3 台直燃型溴化锂吸收式冷热水机组以及1 台螺杆式冷水机组。相应设备概况详见表1。

表1 空调集中冷热源设备统计表

夏季制冷：高峰时段最多开启2 台溴化锂机组，低负荷时段开启1 台螺杆机组。冬季制热：大部分时段开启1 台溴化锂机组，极寒的天气开启2 台溴化锂机组。

1.2.2 空调水系统

改造前所有空调水系统循环泵及冷却塔均未变频运行，空调水系统流程如图1。

图1 空调系统流程图

1.2.3 集中锅炉系统概况

动力辅助用楼内设置了2 台蒸汽锅炉，单台锅炉额定蒸发量4 t/h，通过长距离输送蒸汽至各栋楼地下室热水机房，通过板式换热器制备生活热水。通过长距离输送蒸汽，供应医院的食堂用蒸汽以及供应室用蒸汽。

1.3 改造前医院能耗分析

统计改造前三年全院能耗，全院平均耗电量2295.9 万kWh/年，耗天然气量185.2 万m3/ 年，折算标煤能耗9294.6tce/年，能源费用2736.3 万元/年，详见表2。

表2 改造前三年全院能耗统计表

2 节能潜力分析及改造措施

改造前期对各用能系统、用能设备状况及日常运行操作模式详尽调研，对能耗数据进行分析，挖掘各能源系统的节能潜力点，提出综合改造措施，形成详细的节能改造方案，不断的优化完善，并经第三方机构以及行业专家团队论证，科学可行，最终通过医院审批。

2.1 空调集中冷源节能潜力分析及改造措施

节能潜力：第三方机构实测溴化锂机组制冷效率仅为0.91；单台机组容量过大，低负荷运行效率低；天然气价格上涨，能耗费用高。

改造措施：采用3 台磁悬浮离心式冷水机组替代溴化锂机组集中供冷。

磁悬浮离心式冷水机组优点：部分负荷性能高（IPLV11.5），设备维护成本低，设备尺寸小、运行噪声低等。

2.2 空调集中热源节能潜力分析及改造措施

节能潜力：第三方机构冬季实测溴化锂机组制热运行能效仅为0.61；单台机组容量过大，低负荷运行效率低；天然气价格上涨，能耗费用高。

改造措施：采用2 台超低氮冷凝式真空热水机组替代溴化锂机组集中供热。

超低氮冷凝式真空热水机组优点：部分负荷机组效率高，额定能效达到104%，NOx排放小于18 mg/m3，运行噪音低，维护成本低。

2.3 生活热水系统节能潜力分析及改造措施

节能潜力：集中锅炉配置过大，长期低负荷运行，本体能效低；蒸汽长距离输送，热损失大。经过板换，增加换热损失。

改造措施：采用空气源热泵热水器+储热水箱替代集中燃气锅炉，供应各栋楼生活热水，热泵热水器为各栋楼顶布置。

空气源热泵热水器优点：制热能效高；就近布置减少输送损失；利用谷时段制备热水，节约电费。

2.4 蒸汽供应系统节能潜力分析及改造措施

节能潜力：厨房及供应室蒸汽用量小，但是锅炉配置大，锅炉能效低；蒸汽远距离输送，热损失大。

改造措施：采用3 台高效蒸汽发生器替代集中蒸汽锅炉为厨房及供应室供蒸汽。

高效蒸汽发生器优点：3 分钟即可产蒸汽，启动快速节能；不属于锅炉安全监察范围，不用报批年检，维护费用低，操作人员无需特种作业证书。

2.5 空调水系统节能潜力分析及改造措施

节能潜力：一次泵配置过大；设备未变频控制；冷却塔损坏严重，第三方机构实测能效仅为53%。

改造措施：采用高效变频水泵替换原有水泵；采用超低静音高效冷却塔替换原有冷却塔；增加机房群控系统，优化空调系统运行策略。

2.6 改造实施过程

本项目于2020 年3 月份开始实施整体节能改造于2020 年底全部完成并竣工验收。院方委托节能服务公司提供改造后的专业化的托管运营服务，进一步通过管理提升整体系统品质与节能水平。

改造后机房面貌焕然一新（图2、图3），改造后系统布置得到优化，由于集中锅炉完全拆除，腾出来原有锅炉房280 m2建筑面积，由于原锅炉房层高大于6.6 m2，经过增加隔层后，院方决定增加560 m2的使用面积。

图2 改造后机房主设备照片

图3 改造后空调水系统设备照片

3 节能效益预估及实际节能效果分析

3.1 综合改造节能效益预估

根据测算，改造前可实现节约折标煤量1190.3tce/年，综合节能率13.2%，节约能源费用365.5 万元/年，详见表4。

表4 各系统节能改造预估节能效益统计表

3.2 改造后实际节能效益统计

节能改造完成后，统计2021 年改造后运行各系统能耗数据，统计逐月节能数据如表5，全年合计节约能耗1440.9tce，节约能耗费用368 万元，与改造前全年能耗9019.1tce 相比，实际节能率为16%。

表5 2021 年全年实际逐月节能数据统计表

3.3 改造前后节能效果对比

通过对比改造前预估节能效益以及改造后实际统计的节能效益，该医院的综合节能改造达到了预期节能效果，节能服务公司的专业化管理，有力保障了各用能系统的高效运行，实际节能量由预估的13.2%提升到了16%，本项目也被当地主管部门授予节能优秀节能改造示范项目等荣誉，实现了良好的经济效益与社会效益。

4 总结与思考

通过该医院的综合节能改造实例的分享，笔者总结及思考如下：

1）大型医院的节能改造应建立在对原有系统及设备状况充分调研的基础上，本项目在改造前期，进行了大量的调研，对医院每个用能点的实际需求、系统及设备的现状以及原有运行记录做到充分了解，后续改造才能真正保证医院用能安全这个前提。同时详细的调研也是原有系统节能潜力挖掘的基础。

2）对能耗数据要充分分析，改造前的能耗数据是节能改造的依据，要对第一手数据进行搜集与核实，并分析能耗数据的变化规律，结合原有系统设备的状况以及用能习惯，有针对性地挖掘节能潜力。同时能耗数据也是节能改造前能耗基准的基础。

3）综合节能改造措施应因地制宜，充分比较反复论证，选择最优化的改造方案。本项目的改造方案经过反复论证修改，关键数据经过第三方机构实测，科学有效，整体方案经过专家组论证通过，才具体实施。

4）改造实施需精心组织，良好的施工质量、选择高效的适合的节能设备，是改造后系统稳定运行并保证节能效果的关键。

5）合理规划，可以为医院带来节能之外的效益，本次改造，通过合理规划，医院额外获得了560 m2的使用面积，实现了节能改造的增值效益。

6）重视节能改造后的管理节能，优秀的能源系统管理，结合智能化管理平台，可以保证改造后节能效果达成，更可以提高节能效益，延长节能系统使用寿命。