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文档简介

节能减排措施在医院建筑的应用节能减排措施在医院建筑的应用 目前,我国能源结构不合理、利用效率低、有害排放严重的经 济增长模式,已经给经济社会的可持续发展造成严峻挑战。因此, 必须坚持科学发展观,做好节能减排工作,努力建设资源节约型、 环境友好型社会,才可实现可持续发展趋势。电力蓄能利用夜间的 峰谷电力进行能量蓄积,既可以平衡电力负荷,又可以节省能源, 对于保护有限资源、减少耗能污染起到积极作用。安徽省芜湖市第 二人民医院 2006 年底开始筹划建设的新门急诊、医技住院综合楼总 建筑面积约 109960m2,主楼地上 23 层,裙房地上 5 层,地下 1 层 (局部夹层)。建筑高度 91.7m,主体为钢筋混凝土框架剪力墙结 构,属一类高层公用建筑。本着建造一座新颖、大气、美观、适用 的现代化、智能化综合大楼的宗旨,对于新建大楼的暖通空调系统, 院方考虑采用节能减排型空调蓄能系统,以符合国家提出的走可持 续性发展道路的要求。 一、电力蓄能背景一、电力蓄能背景 国家发改委在节能中长期专项规划中指出:推广应用电力 蓄冷、蓄热技术是节能降耗十大措施之一。电力蓄能指的是利用低 谷电力,通过水蓄冷、冰蓄冷或水蓄热等设备来转移用电高峰负荷 的一种技术,它不仅可以起到均衡电力负荷的作用,还可以提高电 网运行的经济性,同时,也增强了系统的备用效果。 蓄冷空调方案中,冰蓄冷和水蓄冷的应用最为广泛。由于冰蓄 冷除可以利用一定温差的水显热外,主要利用的是 335kJ/kg 的相变 潜热。因此,与水蓄冷相比,储存同样多的冷量,冰蓄冷与水蓄冷 所需体积比约为 1:6。正是因为水蓄冷所需蓄冷体积大这个缺陷, 导致在工程实际中,冰蓄冷比水蓄冷的运用要广泛的多。久而久之, 形成了思维定势,一提到蓄冷,人们立刻想到用冰,即使在运用空 间具备的情况下,也忽略了水蓄冷的运用。 但是,冰蓄冷系统的技术要求很高,它必须使用蒸发温度低的 制冷机组。因此压缩机的效率低,能耗较高,而且蓄冷和放冷都必 须使用不冻液。冰蓄冷系统的控制比水蓄冷系统复杂得多。与冰蓄 冷技术相比,水蓄冷技术使用常规冷水机组,运行稳定高效,可显 著节省投资和运行费用总额,适用于新建项目和常规供冷系统扩容 和改造。 正因如此,近年来出台的国家标准集中式空调系统经济运行 第 4.5、4.6 条规定:为转移电网高峰用电负荷,提高效率,合理利 用电网峰谷电的差价和电网移峰的优惠政策,当条件许可时,应采 用蓄冷空调技术;蓄冷空调应优先考虑采用水蓄冷,并充分利用建 筑物的消防水池等设施。 二、水蓄冷方案的出台二、水蓄冷方案的出台 安徽省在电力蓄能技术的推广方面一直走在全国前列,通过制 定优惠的峰谷电价政策,积极推动电力蓄能技术的普遍运用。安徽 省蓄能用峰谷电价政策如表 1 所示。 表 1 安徽省峰谷电价政策 时段时间电价/kWh 峰时段 8h9:00-12:00,17:00-22:000.7204 元 平时段 7h8:00-9:00,12:00-17:00,22:00-23:000.443 元 谷时段 9h 23:00-8:00 0.2449 元 常规空调系统电价为 0.8745 元/kWh。电力峰谷差价很可观,为 安徽省电力蓄能的实施提供了一个非常好的平台。 2008 年 5 月医院开始了空调系统项目的招标。院领导经过仔细 考察和反复斟酌,通过对常规空调与冰蓄冷和水蓄冷综合因素的多 方比较和考察,结合自身建筑物特点:消防水池总体积 4000m3,池 内水高可达 6 米,若做水蓄冷,利用消防水池做蓄冷罐,体积足够 大,而且有利于温度分层。经过规划,水蓄冷设备的设置可以和建 筑完美协调,因此,我院空调形式初步设定为水蓄冷空调。为更进 一步了解常规空调系统和水蓄冷空调系统的投资比较,院领导在策 划招标文件时采取了常规和水蓄冷两个方案的招标,以获取更切实 际的成本指标。 本工程中央空调系统采用水蓄冷方式进行移峰填谷,运行策略 采用冷水机组优先的分量水蓄冷方案。方案的特点是采用主机优先 运行策略,不足部分由所蓄冷量进行补充。这样可降低冷水机组装 机容量,同时也减少了变配电设施容量。选择一台 1000RT 和一台 1200RT 的冷水机组,在低谷时段一台用来供冷,另一台满负荷运行 对体积为 4000 立方的蓄冷罐进行蓄冷,水蓄冷槽蓄冷温度为 4, 蓄冷温差达 8。电力平段和峰段两台冷水机组作为机载优先运行, 不足部分由蓄冷罐释冷供给。 三、水蓄冷方案的效益三、水蓄冷方案的效益 水蓄冷的社会效益主要表现在蓄冷系统将空调用电的高峰负荷 转移到低谷,夜间采用冷水机组蓄冷, 白天蓄冷设备放冷的蓄能空 调方式,减少了国家建设电站的规模和环境污染,同时减少了高峰 用电时段对电网的压力。水蓄冷系统具有投资少,运行可靠,制冷 效果好,显著增加用户效益等特点;还可实现大温差送水和应急冷 源,具有广阔的发展空间和应用前景。适用于具有分时电价且在夜 间没有供冷要求或仅需部分供冷的医院、宾馆、商场、办公楼、住 宅小区、工矿企业等公共场所。 医院作为一类公共场所,对温、湿度要求特别高,室温过高可 造成患者精神烦躁、皮肤干燥、脱水等症状,室温过低可造成患者 肌肉收缩、寒颤、受凉感冒等,均可加重病情,对患者康复不利。 因此,国家规范要求医院室内温度需达到 1822,湿度在 50%60% 之间,水蓄冷空调系统的低温特性,可在最小耗能的情况下达到该 标准,实现节能、达标双优化。同时,结合冷凝器热量回收,夏季 可提供整座综合楼医护人员及病人生活用水,最大程度节省了运行 费用。 我院常规空调与水蓄冷空调全年用电量对比如图 2 所示。采用 水蓄冷每年可以减少 55.3%的高峰用电,减少 11.83%的平段用电; 增加 58.626 万 kWh 低谷用电量,其社会效益显著。 表 2 常规空调与水蓄冷空调全年用电量 制冷天数 常规制冷用电量(kWh)水蓄冷制冷用电量(kWh) 90 峰段平段低谷峰段平段低谷 合计 8235658552354692803681807540751055540 总计 21480802177795 另外,结合表 1 峰谷电价政策,可得我院制冷机房常规、水蓄 冷以及冰蓄冷空调系统经济性的综合比较,如表 3 所示。 表 3 常规与水蓄冷、冰蓄冷空调系统经济性比较 方案类别 工艺系统 一次投资 费用(万 元) 相对增加 投资费用 (万元) 年运行费 用(万元) 相对运行 费用减少 (万元) 投资回收 期(年) 常规空调 方案 740188 水蓄冷方案 76828861020.27 冰蓄冷方案 963223112762.9 从表 3 可以看出,水蓄冷空调与常规制冷空调相比年运行费用 节约 102 万元,在短期内可回收多余投资成本。冰蓄冷空调与常

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