某医院建筑能耗总包改造案例

文_谭文腾 张美鑫 贺文倩 远大能源利用管理有限公司

本项目为三级甲等及国际JCI标准建设的综合性医院。医院于2016年6月正式开业，规划占地面积210亩，设置床位1200张，分两期开放。目前一期工程已完成，占地109亩，建筑面积9.2万m2，开放床位600张。医院拥有门诊楼、急诊楼、行政楼、医技楼和病房楼，其中病房楼地上11层，其余均为4层。

1 系统现状

医院净化区域采用风冷热泵机组进行采暖和制冷，在夏季气温高于38℃及冬季气温零度以下的情况下，机组会出现运行自动停机保护的情况，造成部分时段手术室的空调温度和湿度达不到要求。同时由于风冷热泵在夏季和冬季的极端气候条件下效率较低，手术室空调能耗偏大。

由于设计、施工、设备和材料等方面存在的问题，现场诊断发现中央空调系统的多处阻力特性与设计要求的管道阻力特性不一致。且大多数在开始运行时，没有进行很好的初调节，可能导致系统的水力不平衡，引起水力失调。并且系统采用传统的过滤集箱、Y型过滤器，使整个系统的阻力变大，导致选用的水泵功率偏大，进而增加了水泵的电耗。

中央空调冷却水泵、冷冻水泵、风柜风机、冷却塔风机均为工频运行。其中4台冷冻水泵和4台冷却水泵每台额定功率45kW，不能随空调负荷变化和气温变化自动调节频率，增加中央空调系统在部分负荷时的电力消耗。

医院拥有VRV空调室外机80余台，以及相对应的室内机组，分布在不同房间，管理分散。实际使用过程会出现空调运行温度过高/低，空调使用时间无法统一管理，下班后忘记关空调，长时间不使用空调不拔电源插头等用电浪费现象。

机房内共有3台真空热水锅炉，3根独立烟道输送到屋顶烟道进行排烟，通过查看历史数据得到排烟温度在120～140℃之间。高温烟气直接输送到建楼顶进行排放，排放的高温烟气中含有的大量潜热和显热未被有效利用，造成能源的浪费。

整个医院共计手扶电梯6部，无变频装置，有人和无人情况电梯均保持单一速度运行。垂直电梯26台，住院楼-1～11F电梯12台，其余-1～4F电梯14台，使用手动控制的方式运行，无能量回馈装置，具有一定的节能潜力。

病房内卫生热水系统无精细化控制，办理住院手续后即可无限制使用卫生热水，存在大量的人为浪费。

2 改造措施

为净化区域单独安装一台磁悬浮节电空调，替代其中一台风冷热泵机组（保留其中两台与节电空调系统互为备用保障净化区域的供能稳定性），节电空调与作为手术室常用机组。一方面提高机组运行稳定性，特别是极端高温气候情况下，依然可以保证手术室所需要的供应要求；另一方面节电空调COP较风冷热泵提高超过60%，可以减少空调运行过程中对配电系统的压力，也在一定程度上节省运行电耗。改造过程中将锅炉房的采暖热水引入手术室，与风冷热泵共同保障手术室的采暖需求，同时解决手术室的极寒天气采暖问题。

针对中央空调水系统沿程阻力较大的问题，在调查管网的实际运行情况后，根据管网存在的问题进行全面分析、计算，综合运用调节手段制定方案，使管网处在相对平衡的状态下，提高项目整体的效果。对于使系统阻力变大、浪费水泵电耗的Y型过滤器，计划使用零阻力过滤器进行替换，再加上变频器，可以有效减少水泵的电耗20%～40%。

目前系统中水泵仍为定频运行状态，且在最初系统设计时，水泵容量选择的比较大，往往是“大马拉小车”，系统匹配不合理；风柜风机也是定频运行，系统低负荷时不能进行有效调节，最终造成能源浪费。而通过对部分水泵加装变频技术，适时适量地控制水泵电机转速来调节水泵的流量、压力工况来满足系统负荷要求，使电机在整个负荷变化的过程中的能量消耗降到最小。风柜风机变频满足部分负荷情况下的系统需求，有效减少不必要的电力消耗。

计划对医院部分区域的VRV外机和室内机加装节能控制器装置，可实现有人时才允许开空调；无人时自动关机；防止夏天设定温度过低；防止冬天设定温度过高。监控主机运行效率，防止制冷剂泄漏等故障导致用电能耗过高。多联机空调节能控制器软件功能：不阻止任何时候开空调；无人时发红外命令关闭空调；人体感应延迟时间不同时段不一样，有效应对午睡时人不活动的情况；室内温度超范围后会自动发命令调节空调工作温度；关机会提前1min蜂鸣器报警；联网后可实时监控房间的温度、空调是否开机。

烟气热回收技术是在锅炉的排烟管道上安装烟气余热回收装置，回收高温烟气中的潜热与部分显热用于制取热水，同时排烟温度降低会提高锅炉房的环保性，提升医院环境美观。医院共有3台锅炉。排烟温度为120～140℃之间。在烟气热回收方面，我们认为可以将经常开启的2台锅炉加装高效烟气板式热交换器（板式省煤器），深度利用烟气余热，可将排烟温度降低至60℃；通过烟气余热回收措施，最大可回收热量为天然气燃烧热值的10%。

对住院楼8台使用频率较高的垂直电梯加装能量回馈装置，该装置的能量转化率超过了97%，可回馈高品质清洁电源至局域电网。6台手扶电梯加装变频控制，实现无人承载时降功率运行，预计可有效降低电梯的电耗20%～30%。

增加病房热水刷卡系统。出于节约水资源的目的，计划设计1套热水管理系统，对住院部所有病房卫生间内热水使用量进行控制，从而达到整体的节能管理效果。热水控制的管理中心设在出入院结账处，数据可以报表形式上传至医院财务科办公室。

病患在入院登记时可以办理预充值的热水使用IC卡，每张卡每天有一定的使用限制额度，在额度使用完之后需在管理中心进行充值或者解锁，实现住院病人用水的精细化管理，避免不必要的能源和水资源浪费。

3 推广模式

本项目采用能耗总包型EMC(合同能源管理)模式进行商务模式，其实质意义为：能源服务商与客户签订长期EMC 合同，为客户提供节能诊断、节能改造、运营管理、投融资服务。能源服务商通过节能收益回收投资和获得合理利润，用户从EMC中每年可获得稳定的节能收益和节能减排带来的社会效益，用户“零风险”。在合同结束后，所有节能设备和后续全部节能收益归用户所以，达到双赢。

3.1 精细化管理程度提升

利用技术手段和现场制度化的管理，提升中央空调的可靠性和稳定性，加之能源服务商专业化的管理团队，使得整个空调系统稳定性大幅提高，医院内空调效果更有保障。

3.2 能源服务商对安全责任负责

能源服务商全面接管中央空调系统，负责从机房运行到末端的效果保障。领导只需要对能源服务商现场项目负责人进行管理及要求，由现场负责人管理团队和对服务效果负责。由一家单位负责整个系统的运行管理，责任统一，服务商对项目进行标准化管理，杜绝锅炉爆炸、高温蒸汽泄露、高压电设备漏电等安全事故，并对项目的安全运营负全部责任。

3.3 节省用能系统开支

能源服务商运营团队对医院整个中央空调系统进行统一管理，在保障空调效果的同时，通过主机设备精细化管理，末端设备严格清洗、空调水质管理等技术手段，使空调设备保持在最高效率的状态下运行，确保医院空调费用支出更少；电梯能量回馈有效减少电费消耗，降低医院总能耗开支。

3.4 医院免费获用能系统改造升级

服务商全额出资为医院进行投资改造，对中央空调、电梯系统进行优化和搭建热水刷卡系统，实现上述节能改造和技术升级内容。节省医院的资金和精力投入。

4 项目总结

4.1 能耗总包的总体目标

降低医院整体能耗。在满足医院公共区域及办公楼宇正常使用的前提下，通过实施节能技术改造及高效运营管理系统等，节省能源费用，持续不断地降低医院能耗整体费用。

解决医院能源系统现有问题。通过能源情况调研及系统诊断，及时发现并解决院区水、电、空调系统现有问题，确保院区各能源系统稳定节能运行。

4.2 能耗总包的改造原则

根据现场调查情况，因地制宜，选择技术先进、经济合理的技术或产品。技术或产品要求技术成熟、稳定可靠。

4.3 能耗总包的推广意义

医院能源系统改造项目可以参照合同能源管理机制，将项目可行性分析、项目设计、项目融资、设备选购、施工、节能量监测、人员培训等交由能源服务商负责，回收改造费用后的节能利润与节能服务公司共同分享。所以，医院在实施改造时，没有资金上的压力，也没有利润上的风险。 这样可以通过节能改造的市场化运作， 推进行业的节能改造进程，开创全国医院创新型后勤管理新模式，引领全国医院走向更加低碳环保的节能领域。