南京某医院节能方案.doc

南京某医院节能方案南京某医院节能方案2一、前言2二、中央空调冷源系统方案3（一）系统设备配置3（二）冰蓄冷空调系统运行策略4（三）常规电制冷空调系统4（四）方案技术经济分析51.年运行费用计算5（五）经济分析6三、中央热源系统方案7（一）太阳能供热的系统规划设计71.最大小时耗热量计算72.最大小时热水用量93.全天设计用水量计算104.太阳能贮热水箱（A水箱）115.设备选型116.采热管计算11（二）热水系统投资分析及成本核算111.投资分析112.太阳能+蒸气辅助加热系统热水成本123.投资的回收期13四、结论13南京某医院节能方案摘 要：本文以南京某三级甲等医院的中央空调冷源系统以及热源系统为分析对象，进行了采用不同冷热源方案的技术经济比较，并详细说明了中央冷热源系统的设计、施工、自动控制等工程技术难点及对策，得出在本工程中采用冰蓄冷中央空调冷源技术以及集中太阳能热水系统供热技术具有良好的节能环保特性，系统投资在合理时间内可收回，建议本工程采用上述新型建筑节能环保技术。关键词：医院 冰蓄冷 集中太阳能 冷源 热源一、前言世界性的能源危机、环境危机，使得清洁能源及节能的概念逐渐深入人心，医院作为政府投资建设公益性建筑，在使用清洁能源以及节能环保方面应起到其示范作用。医院项目的节能环保主要从两个方面入手，首先是建筑及机电系统建造过程：如在设计时更多考虑环保理念，采用环保材料，采取节能降耗措施，如外墙保温，少用玻璃幕墙等等以求降低整个建筑对能源的要求。第二是建筑物的日常运行，包括内部照明、电梯、空调等等机电系统，都应考虑节能措施。据统计，一个现代建筑夏季空调的能耗大约占整个建筑能耗的70%，因此该项能耗是整个项目运行的重中之重，首先我们根据院内空调的使用，进行了精确的计算（见附表）。在充分了解了负荷的前提下，采用冰蓄冷系统结合大系统群控的方式来实现我院新建项目的空调要求，具体方案及运行如下： 某医院工程综合楼设地下室二层，为车库和设备用层。地面以上按建筑功能分医技部、住院部、及门、急诊部，其中医技部地面以上六层，建筑高度为26m；门、急诊部地面以上为五层，建筑高度约23m；住院部14层，高度约 57m。三大功能区之间地面以上部分通过设置防震缝，分为三个独立的结构单体。根据设计院提供的建筑负荷：医技部（含手术室）建筑面积 18130m2，门诊楼建筑面积63250m2，急诊楼建筑面积 9975m2，住院部建筑面积68214m2，另其他建筑等建筑面积共有 3000m2。总建筑面积162569m2。 （工程概况见表1）表1 医院工程概况表序号区域建筑面积/m2尖峰冷负荷/kW使用时间1医技部（含手术室）18130235700024002门诊楼63250790680018003急诊楼9975119700024004住院楼68214682100024005其他30007508001800二、中央空调冷源系统方案在中央空调冷源系统方案进行冰蓄冷冷源系统和常规电制冷冷源系统的技术经济比较。（一）系统设备配置（系统设备配置与投资概算见表2）表2 冰蓄冷空调方案设备配置与投资概算序号名称型号规格数量功率/kW总功率/kW单价/万元总价/万元备注1基载机组11200RT3台8112433203609独资2基载机组2300RT1台2192197979独资变频3双工况机组500RT2台32865681162独资4 冷却塔200m3/h22台7.51627.2158.4国优5冷却水泵1870m3/h33m3台1103009.127.3国优,备一6冷却水泵2260m3/h 32m1台35352.12.1国优,备一7冷却水泵400m3/h30m2台551102.75.4国优,备一8蓄冰盘管HYCPC-55010台027.9279源牌9乙二醇泵420m3/h36m3台751504.312.9国优,备一10基载冷冻水泵1610m3/h36m3台902707.522.5国优11基载冷冻水泵2170m3/h36m1台30302.82.8国优12冷冻水泵470m3/h36m2台901806.813.6国优,备一13板式换热器3000kW乙二醇侧3.5/11水侧5/122台038.777.4SWEP/组装14乙二醇工业用14吨01.622.4国优15自控系统PLC1套08888主要元器件西门子合计45451561.8（二）冰蓄冷空调系统运行策略结合空调逐时负荷分布和江苏地区现已实行的电价政策,冰蓄冷空调100%设计日运行策略；基载主机在基本全负荷开机的同时，双工况螺杆主机在以下3种工作模式运行：1.主机制冰模式（000800）这期间双工况螺杆机组开机制冰，使得制冰量达到5500RTh(17763kWh)，制得冷量储存在储冰装置中。部分冷负荷由基载主机提供。2.基载主机与融冰联合供冷模式(8001800)在夏天冷负荷高峰期间，制冷主机在空调制冷工况下全功率运行，满足部分冷负荷的需要，其他的负荷由融冰满足。3.基载主机单独供冷模式 (1800000)此时的少许大楼空调冷负荷由基载主机直接提供。（三）常规电制冷空调系统根据该工程尖峰负荷，该项目常规空调选择制冷量为1100RT的离心式冷水机组5台，制冷量为300RT的螺杆式冷水机组2台。（设备配置及技术参数详见表3）表3 电制冷空调方案机房设备配置及概算序号名称型号规格数量功率/kW总功率/kW单价/万元总价/万元备注1离心式冷水机组1100RT5台7193595187935独资2冷却水循环泵890m3/h 23m5台904508.944.5国优3冷却塔900m3/h5台3015028.2141国优4 螺杆式冷水机组300RT2台21943879158独资5冷却水循环泵6冷却塔7冷冻水泵8冷冻水泵9自控设备10增容费11电力设施费12合计53321523.4注：功率因素0.85，电力增容费170元/kVA，电力设施费800元/kVA； 增容费：170元/kVA5232 kW0.85=104.64万元； 电力设施费：（和冰蓄冷差值）：800元/kVA（5232 kW -4545 kW）0.85=64.66万元。（四）方案技术经济分析1、年运行费用计算以江苏省电力公司提供的最新峰谷电价和峰谷时段来计算空调年运行费用。（1）峰谷电价平电价为：0.748元/kWh 平电时段：800000谷电价为：0.309元/kWh谷电时段：0000800综合电价为：0.748元/kWh综合时段：24小时（2）夏季冰蓄冷空调方案运行费用（夏季，按120天计）基载主机：(0.748元/kWh3080kW16h0.7+0.309元/kWh3080kW8h0.25)12d+(0.748元/kWh3080kW16h0.5+0.309元/kWh3080kW8h0.2)60d+(0.748元/kWh3080kW10h0.5+0.309元/kWh3080 kW8h0.14)36d+(0.748元/kWh3080kW7h0.2+0.309元/kWh3080kW8h0.07)12d=2027850元双工况主机：0.309元/kWh1278kW8h12d+0.309元/kWh1278kW8h60d+0.309元/kWh1278kW8h36d+0.309元/kWh1278kW8h12d=379106元冰蓄冷空调方案年运行费用合计：2027850元379106元2406956元（3）常规电制冷空调运行费用（夏季，按120天计）综合电时段：（设计日每天运行费用）0.748元/kW5232kW24小时0.60=59143元年运行费用（按120天，空调系数取0.7）59143元/天120天0.7=4968012元常规空调年运行费用合计：4968012元表4 蓄能方案经济分析表内 容冰蓄冷空调系统常规空调较冰蓄冷空调备 注系统尖峰冷负荷Kw1750017500冷水机组容量RT49006100+24%机房用电功率Kw夏季：454555232+15%机房设备一次性投资（万元）15621523-2.5%年制冷（120天）运行费240.7496.8+107% （五）经济分析（经综合统计，空调方案的经济分析如表4）冰蓄冷空调的一次性投资1561.8万元，较常规空调的一次性投资1523.4万元高出2.5%（39万元）；但年运行费用则较常规空调低于107%（256万元），多出的投资一年即可收回。大系统群控采用模糊控制原理可以根据负荷自动调节机组设备的负荷，保证机组设备始终处于高效率区间运行在各个需重点关注的区域设置远程控制阀，由机房统一调度这些区域的开关，即做了经济运行，又保证方案的经济可行。采用冰蓄冷系统可综合平衡利用能源，利用市供电公司的供电政策在夜间夏季，电力供应低谷时利用低谷电蓄冰8小时，在白天电力高峰时融冰，充分利用电价差，即平衡了电力电网又节约了运行费用，每年的节能运行费用300万元。三、中央热源系统方案除了空调耗能外，医院对生活热水的需求量上班量大在生活热水系统的设置上采用了清洁能源太阳能。为了既保障运行又节能环保设计了太阳能预热加蒸汽辅热的热水供应系统，利用14层屋面采集太阳能，地下机房储热，保障全院热水需求具体方案如下：年节约运行费用70万元，投资年内回收。（一）太阳能供热的系统规划设计根据建筑给排水设计手册之用水量定额，并施工经验，6-14层住院部每床每人按110L/日设计，1-5层恒温水龙头按35热水18L/h设计。1最大小时耗热量计算（1）6-14层病房部分一个计算公式Qh16-14层病房部分设计小时耗热量（w）m为672个房间。qr热水用水定额200L/淋浴器。热水密度（kg/L）c水的比热，c=4187（J/）tr热水温度，tr=60tl冷水温度，tl=5Kh小时变化数取2.23Qh1=782.8kW（2）614层医生办公室（带淋浴间）部分一个计算公式Qh2614层办公室淋浴间部分设计小时耗热量（w）m为80个qr热水用水定额 110L/（床日）热水密度（kg/L）c水的比热，c=4187（J/kg）tr热水温度，tr=60tl冷水温度，tl=5Kh小时变化数取1.95Qh2=45.7kW（3）614层医生办公室（带洗手盆）部分一个计算公式Qh31-5层办公室带洗手盆最大小时耗热量（w）qh卫生器具小时热水用水定额35时18L/c水的比热，c=4187（J/kg）t热水温度，t =35tl冷水温度，tl=5T热水供应时间（h）取9（h）n0同类型卫生器具数为360个b卫生器具的同时使用百分数：医院、疗养院病房的卫生间内浴盆或淋浴器按70%100%计，其他器具不计。Qh3=222（k）（4）15层办公室部分一个计算公式Qh415层办公室及卫生间最大小时耗热量（w）qh卫生器具小时热水用水定额35时18L/hc水的比热，c=4187（J/kg）tr热水温度，tr=35tl冷水温度，tl=5T热水供应时间（h）取12（h）n0同类型卫生器具数b卫生器具的同时使用百分数：医院、疗养院病房的卫生间内浴盆或淋浴器按70%100%计，其他器具不计。Qh4=245（k）最大小时耗热量为 Qh= Qh1+ Qh2+ Qh3+ Qh4=1295.5（k）2.最大小时热水用量（1）614层病房部分一个计算公式qh1614层病房部分设计小时耗热量（w）qrh1614层病房部分设计小时热水量（L/h）热水密度（kg/L）tr热水温度，tr=60tl冷水温度，tl=5（2）614层医生办公室（带淋浴间）部分一个计算公式qh2614层病房部分设计小时耗热量（w）qrh2614层病房部分设计小时热水量 （L/h）热水密度（kg/L）tr热水温度，tr=60tl冷水温度，tl=5（3）614层医生办公室（带洗手盆）部分一个计算公式qh3614层病房部分设计小时耗热量（w）qrh3614层病房部分设计小时热水量（L/h）热水密度（kg/L）tr热水温度，tr=35tl冷水温度，tl=5（4）15层办公室部分一个计算公式qh415层办公室及卫生间部分设计小时耗热量（w）qrh415层办公室及卫生间部分设计小时热水量（L/h）热水密度（kg/L）tr热水温度，tr=35tl冷水温度，tl=5最大小时用水量为：qrh1+ qrh2+ qrhs+ qrh4=12.488+0.729+6.472+7.114=26.8 （T/h）3.全天设计用水量计算（1）614层病房部分qrd1=qrm=1101632=179.5（m3/d）qrd1614层病房部分全天设计热水量，时间为定时供水6个小时。m614层病房部分床位数为1632个。qr614层病房部分用水定额 110L/床，水温60。（2）614层医生办公室（带淋浴间）部分qrd2= qrm=12080=9.6 （m3/d）qrd2614层办公室部分热水量定额m房间数量80个。qrh2614层病房部分设计小时热水量。（水温60）（3）614层医生办公室（带洗手盆）部分qrd3=qrh3h=6.4729=58.2（m3/d）qrd3614层办公室部分全天设计热水量h卫生器具用水时间，取9个小时。qrh3614层病房部分设计小时热水量（水温35）。折合成60水温为： （35-5）58.2/（60-5）=31.7（m3/d）。（4）15层办公室部分qrd4=qrh4h=71149=64（m3/d）qrd415层办公室及卫生间部分全天设计热水量qrh415层办公室及卫生间部分设计小时热水量（L/h）（水温35）h 卫生器具用水时间，取9小时。折合成60水温为： （35-5）64/（60-5）=34.9（m3/d）全天热水用量为 qrd= qrd1+qrd2+ qrd3+ qrd4=255.7（m3/d）4.太阳能贮热水箱（A水箱）根据最高日用水量256吨/天，将太阳能储热水箱储热80水，则储热水箱容积为213吨，水箱有效容积192吨，选用食品级不锈钢水箱。5.设备选型选用设备两台，单台产热水量为814m3/h。6.采热管计算按最高日用水量为256 吨，471500每一采热管产热 水（60）8L/ 日来计算，需256/0.008=32000根采热管。按每10根采热管所需面积为 1.2m2，则总面积为：320001.2/10=3840m214层办公楼的屋顶面积实际约为93.6101.4-（7.87.880）=4623.84m2， 4938.18-3840=783.84m2，满足太阳能布置要求。太阳能布置在景观架上。（二）热水系统投资分析及成本核算1.投资分析根据以上技术方案及设备，某医院供热投资估算见表5。表5 某医院供热投资估算序号设备名称规格单位单价数量合价备注一机房1恒温混水器个2.512.52太阳能热水循环泵（低噪音）台0.8521.7高温管路3热水循环泵（低噪音）台0.5521.14不锈钢水箱213m3m30.321363.9含保温6电器自控系统项181187机房管路及附件套26126含保温机房小计：113.2二屋面集热系统1采热管和U型管及附件根47根180320005761.5m长2支架根103200032屋面小计：608供热总造价（￥721.2） 大写：柒佰贰拾壹万贰仟元整2.太阳能+蒸气辅助加热系统热水成本据省气象部门统计资料记录，浙江、江苏、上海等地的日照属中国二类地区，全年365天中，晴天为70%，阴雨天气为30%。热水成本计算：（1）每吨蒸气可产8吨50（温差的热水）1吨蒸汽=60万大卡1Nm3天然气=8000大卡1吨蒸汽=75 Nm3天然气2.76=200元（夏季）200/8=25元/吨 （蒸汽加热热水）（2）大阳能利用率为50% 即：每吨水用蒸气电加热成本：2550%=12.5元/吨（3）自来水水价为2.3元/吨（4）循环泵电耗P2=(功率水泵台数运行时间平均电费)/日供水量P2=(7.53240.55)/230=1.30元