Энергоэффективность в больницах - сжатый воздух
Сжатый воздух является необходимой формой энергии для больницы. В зависимости от требований его можно разделить на:
- Медицинский сжатый воздух и
- Технический сжатый воздух
Медицинский сжатый воздух
Медицинский сжатый воздух имеет много применений в больнице. Примеры включают вспомогательное дыхание для пациентов и управление хирургическими инструментами. Очень строгие требования предъявляются не только к самому сжатому воздуху, но и к оборудованию, используемому для его производства.
Некоторые важные юридические требования заключаются в следующем:
- Производственное оборудование должно быть избыточным: если один компрессор выходит из строя, другой должен быть способен удовлетворить весь спрос.
- Оборудование для кондиционирования также должно быть избыточным.
- Воздух должен быть чистым, безвкусным и без запаха.
- Система должна быть спроектирована таким образом, чтобы техническое обслуживание можно было выполнять без ущерба для избыточности.
- Другие законодательные требования устанавливаются стандартом EN-12021.
С практической точки зрения давление сжатого воздуха является еще одним важным фактором. Для хирургических инструментов, приводимых в движение сжатым воздухом, часто требуется давление около 10 бар.
Поскольку установка сжатого воздуха является сложной и дорогостоящей из-за требований законодательства, во многих случаях весь медицинский сжатый воздух создается на уровне 10 бар, хотя такое высокое давление требуется только для хирургических инструментов.
Поэтому важно понимать, что снижение давления сжатого воздуха на 1 бар дает экономию энергии около 6%.
верхний
Технический сжатый воздух
Технический сжатый воздух включает все другие применения, которые не соответствуют самым строгим требованиям к медицинскому сжатому воздуху. Таким образом, он сопоставим со сжатым воздухом, находящимся в промышленности, и используется, среди прочего, для активации элементов управления HVAC (клапанов и жалюзи), для применения в мастерских и хранения контейнеров под давлением.
Температура, требуемая для технического сжатого воздуха, на 5 или 6 бар ниже, чем для медицинского сжатого воздуха. С энергетической точки зрения желательно провести различие между медицинским и техническим сжатым воздухом. На практике, однако, часто случается, что системы не являются отдельными из-за относительно низкого расхода сжатого воздуха и сложности установок сжатого воздуха.
На следующем практическом примере рассматриваются преимущества, которые можно извлечь из разделения систем сжатого воздуха.
верхний
Случай 1: Разделение сети сжатого воздуха и использование компрессора с частотным регулированием
Введение
Больница в этом случае является учреждением среднего размера, которое использует как медицинский, так и технический сжатый воздух.
Текущая ситуация
Настоящая установка для сжатого воздуха содержит три компрессора по 37 кВт каждый. Эти компрессоры производят весь сжатый воздух без какого-либо разделения на медицинские и технические. Хирургические инструменты требуют давления 11 бар, так что весь сжатый воздух - как медицинский, так и технический - производится при этом давлении. Воздух сушат путем абсорбционной сушки. Компрессоры используют регулировку ON / OFF без какого-либо регулирования частоты. Процент времени при нулевой нагрузке составляет в среднем 45%. При нулевой нагрузке компрессоры не производят никакого сжатого воздуха, но они продолжают потреблять до 25% от их номинальной мощности.
Для целей данного исследования используются следующие показатели потребления:
- Годовое потребление медицинского сжатого воздуха: 142 000 Нм3 / год
- Ежегодное потребление технического сжатого воздуха: 820 000 Нм3 / год
Предложение
Разбивая сеть сжатого воздуха на медицинский и технический сжатый воздух, техническая часть может быть изготовлена при более низком давлении 6 бар с более низкими требованиями к качеству. Было также предложено установить еще два компрессора (по одному для каждой сети), с регулированием частоты, что уменьшит потребление нулевой нагрузки до минимума.
Два из настоящих компрессоров должны храниться в качестве резерва для медицинского сжатого воздуха, чтобы обеспечить необходимую избыточность. Третий компрессор должен был использоваться для обеспечения базовой нагрузки для технического сжатого воздуха, причем компрессор с частотным регулированием имел дело с изменениями расхода сжатого воздуха.
Ориентировочная экономия и инвестиции
Экономия была достигнута за счет снижения давления, снижения потребления энергии при нулевой нагрузке и экономии на сушке и очистки технического сжатого воздуха. Экономия рассчитывалась следующим образом:
Снижение давления технического сжатого воздуха:
| Ежегодное потребление технического сжатого воздуха: | 820 000 Нм 3 / год |
| Удельное потребление энергии при 11 бар: | 0, 158 кВтч / Нм 3 |
| Удельное потребление энергии при 6 бар: | 0, 107 кВтч / Нм 3 |
| Экономия энергии достигается за счет снижения давления: | 42 МВтч / год |
Установка компрессоров с регулированием частоты:
| Потребление энергии с нулевой нагрузкой в отношении общего потребления: | 25% |
| Экономия потребления для сети 11 бар при нулевой нагрузке: | 5, 5 МВтч / год |
| Экономия потребления для сети 6 бар при нулевой нагрузке: | 21, 5 МВтч / год |
| Общее энергосбережение, достигаемое при частотном регулировании: | 27 МВтч / год |
Экономия на обработке сжатого воздуха:
| Общее потребление энергии для сжатого воздуха: | 152 МВтч / год |
| Энергопотребление сушки абсорбционного воздуха в процентах от общего потребления энергии сжатым воздухом: | 25% |
| Энергопотребление стандартной сушки воздуха в процентах от общего потребления энергии сжатым воздухом: | 5% |
| Современное потребление энергии для сушки: | 30, 5 МВтч / год |
| Новое потребление энергии для сушки сети 11 бар: | 5, 6 МВтч / год |
| Новое потребление энергии для сушки сетки 6 бар: | 4, 4 МВтч / год |
| Сохранение энергии | 20, 5 МВтч / год |
Годовая экономия энергии составляет 90 МВт-ч / год или экономия в размере 7200 евро в год. Инвестиции включают покупку двух частотно-регулируемых компрессоров мощностью 12, 5 и 37 кВт соответственно, приобретение сушилки для технического сжатого воздуха и внесение изменений в сеть сжатого воздуха.
Предполагаемая сумма инвестиций составляет 40 000 евро, в результате чего срок окупаемости составляет 5, 5 лет.
ИСТОЧНИК: ЛЕОНАРДО ЭНЕРГИЯ, Роб ван Хеур