Энергоэффективность в больницах - HVAC
В следующих строках мы рассмотрим ряд тематических исследований для вариантов энергосбережения. Они подразделяются на следующие области:
- HVAC
- Сжатый воздух
- Стим
- Осветительные приборы
- Когенерация
Для каждой из этих областей мы сначала даем общее объяснение, а затем некоторые практические примеры, взятые из различных исследований, проведенных в Нидерландах, Бельгии и Германии. В расчетах для газа и электричества используются следующие ставки:
- Цена на газ: 30 € / MWh
- Цена электроэнергии: 80 € / МВтч
Расчеты рентабельности осуществляются на основе достигнутой экономии энергии без учета каких-либо государственных субсидий или экономии средств, которые могли бы еще больше сократить период окупаемости, поскольку государственные субсидии сильно варьируются от одной страны к другой.
Основные формулы и расчеты не представлены в этом руководстве; даны только результаты.
HVAC
Для климат-контроля различных зданий и применений в больнице, как правило, имеются различные кондиционеры, расположенные в разных частях здания. В зависимости от применения воздух может нагреваться, охлаждаться, увлажняться и / или фильтроваться.
Охлаждение, нагрев и увлажнение обычно выполняются центральной генерирующей станцией тепла и холода.
Некоторые типичные заявки на больницу и их особенности включают:
- Поликлиника и консультации: используются только во время «рабочих часов» с использованием HVAC, чтобы удовлетворить потребности людей в этих областях.
- Попечительские палаты: постоянно заняты, с HVAC, чтобы удовлетворить потребности людей там.
- Лаборатории, отделения диализа и т. Д.: HVAC для контроля условий для лекарств и проведенных там испытаний.
- Эксплуатационные театры и аварийный отсек: постоянно заняты, с HVAC для контроля условий в узких пределах температуры и влажности. Системы вентиляции и фильтрации также используются для предотвращения загрязнения.
- Административные отделы: используются только во время «служебных часов», с HVAC, чтобы удовлетворить потребности людей в этих областях.
Самыми важными областями, которые должны быть кондиционированы в больнице, являются, конечно, операционные театры. В этом случае используются отдельные агрегаты ОВК, которые, кроме того, должны соответствовать конкретным действующим правилам (в отношении гладкости внутренних стен, простоты полной очистки и т. Д.).
Такой блок ОВК состоит в основном из следующих компонентов:
- Участок подачи свежего воздуха
- Грубая фильтрация
- Блок рекуперации тепла
- Блок предварительного нагрева
- Охлаждающая установка
- Блок подогрева
- Поклонник
- увлажняющий
- Тонкая фильтрация
- Раздел экстракции
Операционная
Сами операционные театры, как правило, оснащены потолочным фильтром, то есть потолок состоит из сетки, снабженной высокоэффективным воздушным фильтром твердых частиц (HEPA), который гарантирует, что в театр не попадут вредные частицы.
Вентиляция работает по принципу нисходящего потока, при этом воздух вдувается с потолка с заданной скоростью непосредственно над рабочим столом, где есть большая вероятность загрязнения, чтобы защитить открытые раны, хирургические инструменты и т. Д. Операционные театры сохранены при избыточном давлении в отношении соседних районов, чтобы не допустить загрязнения и загрязнения.
В большинстве больниц есть несколько операционных театров, и в этом случае обычно есть одна центральная воздушная группа, которая создает избыточное давление, подает свежий воздух и обеспечивает базовое кондиционирование воздуха для всех них. Кроме того, имеется отдельный блок ОВК для каждого операционного зала (или один на каждые два), который обеспечивает конкретное кондиционирование для требуемых условий.
Группа вытяжки воздуха оснащена:
- Грубый фильтр
- Блок рекуперации тепла
- Поклонник
- Раздел экстракции
Потребление энергии в блоке ОВК учитывается следующими основными приложениями:
- Тепло, для нагрева воздуха
- Холодный, для охлаждения и сушки воздуха
- Электричество, чтобы водить вентиляторы
- Пар, чтобы увлажнить воздух
Наиболее распространенные меры по экономии энергии для систем ОВК в больницах заключаются в следующем (исключая соображения проектирования зданий):
- Установка частотных регуляторов на вентиляторах
- Восстановление тепла из экстракционного воздуха
- Оптимизация рабочих часов
- Оптимизация температуры и влажности
верхний
Случай 1: Уменьшение расхода вентиляции в поликлинике в ночное время
Введение
Больница в этом случае является учреждением среднего размера. Внутри больницы существуют различные системы ОВК, с несколькими подсистемами для каждого участка здания. Различные системы ОВК контролируются системой управления зданием, при этом параметры ОВК устанавливаются в соответствии с требованиями различных отделов.
Текущая ситуация
В поликлинике имеется собственная установка ОВК, которая работает 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Тем не менее, поликлиника не открыта 24/7, что означает, что система HVAC запускается без необходимости в течение некоторого времени.
Предложение
Когда поликлиника не используется, скорость воздушного потока HVAC может быть уменьшена до 50%. Теоретически систему можно вообще отключить, но для этого расчета предполагается 50%. Кроме того, предполагается, что система HVAC может работать на 50% в течение 9 часов в день, в течение этого времени увлажнение также может быть отключено.
Ориентировочная экономия и инвестиции
Достигнутая экономия - это снижение потребления электроэнергии вентиляционными вентиляторами и снижение потребления газа, поскольку меньше воздуха необходимо разогревать, а для увлажнения требуется меньше пара.
Настройки HVAC в настоящее время выглядят следующим образом:
| Скорость подачи воздуха для вентиляции: | 3 800 м3 / ч |
| Температура: | 17 ºC |
| Относительная влажность: | 70% |
| Время работы вентиляции: | 24 часа в сутки |
На основе вышеуказанных параметров экономия может быть рассчитана следующим образом:
| Период пониженной настройки: | 9 ч / день |
| Экономия потребления электроэнергии (вентиляторы вентиляторов): | 10 MWhe |
| Степень-часы на основе 17 ° C (+ 1 ° C относительно вентилятора): | 21 577 hK / a |
| Экономия газа (обогрев): | 7, 6 МВт |
| Количество увлажняющих грамм-часов: | 1 437 ч / год * г / кг |
| Предполагалось эффективно генерировать пар + транспорт: | 90% |
| Экономия расхода газа (пара): | 5.1 MWhth / year |
| Экономия воды (для информации, не включенной в расчет) |
Годовая экономия энергии составляет 10 МВт / год и 13 МВтч в год или экономия в размере 1190 евро в год. Необходимые инвестиции равны нулю.
верхний
Случай 2: Рекуперация тепла в группе ОВК
Введение
Больница в этом случае является учреждением среднего размера. В больнице существуют различные системы ОВК; у большинства из них есть рекуперация тепла, но некоторые нет.
Текущая ситуация
В настоящее время не существует рекуперации тепла из экстракционного воздуха в офисных системах ОВКВ, а это означает, что энергия теряется без необходимости. В воздуховодах, ведущих к блоку ОВК и из него, достаточно места для установки рекуперации тепла.
Предложение
Система регенерации тепла Twin-Coil могла восстанавливать около 50% тепла от экстракционного воздуха. Система Twin-Coil была выбрана из-за практической возможности ее установки в существующих воздуховодах.
Ориентировочная экономия и инвестиции
Экономия достигается с точки зрения потребления газа, поскольку меньше воздуха необходимо нагревать из-за того, что часть импульсного воздуха нагревается с использованием тепла от вытяжного воздуха. С другой стороны, количество потребляемой электроэнергии выше, так как установка Twin-Coil создает дополнительное сопротивление в воздушном канале, которое должно быть преодолено вентиляторами.
Настройки HVAC в настоящее время выглядят следующим образом:
| Скорость подачи воздуха для вентиляции: | 10 500 м3 / час |
| Температура: | 18 ºC |
| Относительная влажность: | 55% |
| Время работы вентиляции: | 18 ч / день |
На основе вышеуказанных параметров экономия может быть рассчитана следующим образом:
| Текущее потребление газа (отопление): | 170 МВт |
| Степень-часы на основе 18 ° C (+ 1 ° C по отношению к: | 42 950 hK / год |
| Эффективность теплообменника Twin-Coil: | 50% |
| Экономия газа (обогрев): | 85 МВт |
| Дополнительное потребление электроэнергии (вентиляторы): | 4 MWhe |
Годовая экономия энергии составляет -4 МВт / год и 85 МВтч в год или экономия в размере 2230 евро в год. Инвестиции включают установку установки для рекуперации тепла Twin-Coil в воздуховодах, ведущих к блоку HVAC и от него.
Предполагаемая сумма инвестиций составляет 15 000 евро, в результате чего срок окупаемости составляет 6, 7 года.
ИСТОЧНИК: ЛЕОНАРДО ЭНЕРГИЯ, Роб ван Хеур