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                      大冲能源持续助力合肥市第二人民医院广德路院区中央空调节能技改
                      发布日期:2021-7-7  浏览次数:748 [返回上一页]

                      1.研究背景
                      近年来,随着我国经济的不断发展,能源问题已经成为制约我国经济社会发展的重要因素,党中央与国务院多次提出节要大力节约、集约利用资源,推动资源利用方式根本转变,加强全过程节约管理。节能减排已经上升为国家战略高度。减少温室气体排放、积极应对气候变化,已成为全球共识。2020年9月在第75届联合国大会上,中国向全球宣誓,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。这一宣誓意味着中国应对气候变化工作进入一个新的阶段,也使碳排放权交易作为一种低成本减排工具促进碳减排、助力碳中和的价值得到凸显,加速推进了全国统一碳市场建设进程。
                      与此同时,医改政策促使着医院必须提高在医疗系统的竞争力而其有效手段便是节能减排、提高效率、降低成本。医院作为较大的公共机构其能源消耗在所有公益性服务行业中可谓非常之大,医院要追求长远的、可持续的发展必须采取有效的措施控制能耗,在缓解经营压力的同时也理应承担起公益性事业单位在建设节约型社会中的表率作用与社会责任。
                      节能减排是国家统筹经济发展和保护环境做出的重要部署,是贯彻科学发展观实现可持续发展、构造资源节约型和环境友好型社会的必然选择。医院建筑的节能化运行能直接减少医院运行成本,降低后勤运行开支,能充分体现出医院后勤与建设的管理水平和综合实力,是现代化医院后勤管理工作的重点和亮点,医院节能有利于国家、社会、单位和医院后勤管理集体。
                      2.项目概况
                      合肥市第二人民医院广德路院区位于安徽省合肥市瑶海区,始建于2010年,2012年1月正式投入使用,占地面积13.9万平方米,建筑面积158632平方米。医院中央空调冷源为离心冷水机组,热源为燃气锅炉热水(能源种类为天然气),空调末端为风机盘管+新风,中央空调年均能耗约占医院总能耗的40%,是医院耗能最大的系统。
                      合肥市第二人民医院广德路院区中央空调系统包括1台266KW冷水机组、3台484KW冷水机组;4台75kW冷冻水泵、2台55kW冷冻水泵;4台90kW冷却水泵、2台45kW冷却水泵;14台5.5kW冷却塔风机。采暖采用3台天然气锅炉;3台45kW热水泵;中央空调平均年能耗约占医院总能耗的40%。
                      3.合肥市第二人民医院广德路院区中央空调现状特点与分析
                      3.1、缺少能耗检测装置
                      中央空调系统循环水泵、冷水机组、冷却塔、热水泵等设备均无单独计量系统。中央空调系统在医院中的总能耗费用中无准确数值,对医院成本控制带来不便。
                      3.2、区域能量失衡
                      医院空调系统分3个负荷区域(外科楼住院部及裙楼、 内科楼住院部及裙楼、门诊医技楼)均没有设置流量调节装置,因季节性差异和区域功能性差异,各区域管路的水力不平衡和负荷变化不一致,会造成区域之间的冷热量不平衡,末端的供冷(热)量会出现大于实际所需要的冷(热)量,从而引起冷(热)量和主机能耗的浪费。

                      图1:原现场功能区域
                      3.3、缺少能源管理控制中心
                      整个冷热源系统没有完全实施科学的能源智能化管控平台,控制人员依靠经验对空调机房的设备进行启停加减机控制,分别单独控制,未考虑空调系统整体性能,无法根据末端负荷量的大小进行自适应协调控制。
                      3.4、中央空调系统整体处于低效运行区
                      ① 中央空调冷冻水系统、冷却水系统均未实现合理变流量控制;
                      ② 冷却塔数量及冷却水流量等未实现节能控制;
                      ③ 供热系统未实现最佳节能状态,热水泵不能实现区域平衡下的变流量控制,板换一次侧和二次侧(热源测和负荷侧)之间的能量不平衡等。
                      4.医院引入中央空调节能控制系统
                      医院引入浙江大冲能源科技股份有限公司中央空调节能控制系统,用智能化控制系统代替人工经验完成空调参数控制及管理,更精细化的管理,一个由计算机来实现的智能化、智慧化的“机器人管家”的控制系统显得尤为重要。
                      5.中央空调系统技改方案
                      针对中央空调系统存在的问题,技改方案采用了中央空调整体COP寻优的全新控制理念,从中央空调的整体能量供需平衡出发,寻求主机、水泵、冷却塔、相关冷热量调节装置的整体协调控制,科学的实现了变负荷情况下中央空调系统的整体控制、高效运行,达到理想的节能效果,具体地:
                      (1)动态冷量平衡控制策略设计
                      在医院每个冷冻水输送区域相关管路加装相应的冷量监测传感器及冷热量平衡调节装置,同时加装冷热量平衡控制柜,实现每个区域的冷热量供需平衡分配。
                      (2)负荷动态模糊预测控制策略设计
                      在医院中央空调冷冻水系统的节能控制中采用先进的冷冻水负荷动态模糊预测技术,建立数据库及智能控制规则库,动态精确的预测未来负荷,准确的控制输出冷量,使系统输出冷量和末端负荷相平衡,解决了冷冻水系统大时滞和大惰性的控制滞后问题。
                      (3)泵组优选组合模型控制策略设计
                      在医院多台冷冻、冷却及采暖水泵并联运行中,泵组优选组合控制是以控制系统实时监测的负荷所需的水流量为控制目标,并根据水泵的效率特性建立智能数学模型推算出满足该流量及压力等条件下所需运行的水泵台数及输出流量,使泵组消耗的功率达到最低。
                      (4)基于制冷主机高能效的群控节能策略设计
                      通过计算负荷对机组的运行效率进行判断,利用智能数学模型精确计算最佳加减机点,确保制冷主机在任何负荷条件下,都有一个优化的运行环境,始终处于最佳运行工况,从而保持效率(COP)最高、能耗最低。
                      (5)冷冻(热)水供水温度湿球温度补偿控制策略
                      监测外界湿球温度情况计算显冷及潜冷需求,通过体感温度及外界湿球变化利用模型设置控制冷机及热源参数输出达到节能的目的。
                      (6)基于提高空调整体能效的冷却水变流量模糊控制设计
                      采用了冷却水最佳温度的模糊控制策略,对系统整体COP进行实时监测,并通过历史数据库以及规则库自动寻求某一负荷、某一环境湿球温度下最佳空调工况时所对应的冷却水回水温度作为控制目标,通过变流量控制达到冷却水系统节能的效果。





                      6.合肥市第二人民医院广德路院区节能项目的数据分析
                      ★ 项目经济效益分析
                      通过DCU SCADA800中央空调能源管理控制系统节能优化与自动化管理控制,在原有空调设备的基础上,建立空调节能优化管理控制体系,实现对中央空调系统的节能优化控制及能效管理,解决空调系统小负荷供冷(暖)的运行节能优化和中央空调系统常规使用中的能源浪费现象以及各负荷区域能量平衡控制,根据节能技改前后运行数据分析:通过技改,该中央空调系统采暖季综合节能率为27.98%,制冷季综合节能率为22.5%;优化了运行方式,提升能源利用效率,降低了运行成本;为本地区中央空调系统节能技改提供了经验。
                      ★ 项目社会效益分析
                      每发1度电,按照中国政府与世界银行和全球环境基金(GEF)规定的统一的折标准煤系数 0.36 tce/MWh 计算,每节约1度电,相应节约了0.32千克标准煤,每节约1立方天然气,相应节约了1.2143千克标准煤,每1千克标准煤同时减少污染排放2.4925千克二氧化碳(CO2)、0.68千克碳粉尘、0.75千克二氧化硫(SO2)。合肥市第二人民医院广德路院区中央空调节能改造后, 每年可以节省304吨标煤,减少757吨二氧化碳(CO2)、206吨碳粉尘、228吨二氧化硫(SO2),11.4吨氮氧化物(NOX)的排放;为节能减排做出卓越贡献。
                      7.总结
                      综上所述,中央空调在本次节能改造后,收到了良好的节能效益和经济效益。目前控制系统运行稳定、可靠,并且为中央空调系统的操作、管理人员的提供了便利、完善的运行管理平台,大大降低了工作难度。医院拟通过此次的改造,不仅可以实现能耗的大幅度下降以及管理水平的提升,同时可以实现医院在“节能示范医院”、“绿色医院”的建设中奠定重大基础。
                      大冲能源作为一家基于工业4.0脉网,集云时代大数据、物联网、移动互联、智慧楼宇的智能机器人管理系统企业,一直致力于以创新科技驱动公共建筑中央空调的节能改造服务,积极助力实现净零碳排放,时刻为国家可持续发展倾注全力。
                      疫后,为助力国家公共卫生环境安全建设,大冲能源更加注重净化新风系统、空调送回风系统、排风系统组成的净化空调通风系统的多模式智慧化控制,不仅确保疫情期间隔离病房的有效“隔离”还满足了室内温湿度等净化空调要求,还可保证平时空调运行过程的舒适度控制及高效节能效果。
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