中国具有前瞻性的

医院建设导向期刊

期刊

邮局订阅 82-607(邮发代号)

电话订阅 刘 鲁 81138735(兼传真)

订 阅投 稿

240元 / 年(全年12期)

众多热水供应系统,医院如何选择?这家医院这样创新~

  2019-12-02

在大医院,不仅床位是大问题,热水供应也是大问题,过去医院热水系统为传统锅炉系统,能耗大,对环境污染严重。随着科技的进步,技术的更新,出现了许多新的热水供应系统,太阳能与热电联供综合供能系统就是其中一种,天然气分布式能源系统稳定可靠运行的优点,能很好地弥补太阳能热水系统受外界环境影响的不确定性,结合常规燃气锅炉系统,能真正实现多能互补、高效利用,构建全面的综合供能系统。


杭州市丁桥医院采用太阳能与热电联供综合供能系统,主要应用在 1#、2#、3# 病房楼,行政科研楼、门诊医技楼等 5 幢单体建筑中。示范面积为15000㎡,工程性质为公建,工程投资为750万元,开发与建设周期为2年。


本项目主要由太阳能系统和热电联供系统两部分组成。太阳能集热器布置在楼顶上,生产30℃ ~60℃的预热水;采用热电联供系统给建筑供应部分电力的同时,发电机组余热为医院提供制取生活热水的热源。


关键技术措施


太阳能利用

1.主要技术:采用太阳能光热技术,生产预热水,并存储在楼顶水箱内,保证经过太阳能集热器转化的热量被全部利用。


2.主要材料、结构、工作原理及特点:

选用热管式平板太阳能集热器。


工作原理:传热介质在下端吸热后汽化,将热量传导至上端;传热介质在上端冷凝后回至下端。


与普通平板太阳能集热器相比,具有集热效率高、防冻性能好、使用寿命长、维护成本低等特点。


3.相关图纸:

太阳能热利用系统。

行政科研楼太阳能热利用系统平面布置3。

行政科研楼太阳能热利用系统安装。该系统作为服务于当地的能量供应中心,直接面向当地用户的需求,布置在用户附近,简化系统与能量的输送环节,进而减少能量输送过程的损失与输送成本,同时增加能量供应的安全性。


热电联供余热利用

1. 主要技术

采用一套燃气热电联供分布式能源系统,在给建筑物供应部分电力的同时,利用能量回收系统,采用发电机组余热,为医院提供制取热水的热源。


2. 主要设备

结合本工程规模及实际情况,燃气热电联供分布式能源系统的发电机组选择进口内燃机,机组额定发电功率为 200kW,与医院的 400V 配电系统并网运行。


3. 相关图纸

热电联供余热利用系统图。


1# 病房楼地下室热电联供余热利用平面布置图。

热电联供余热利用电气接入图。


远程监控

本项目开发了电脑远程监控系统,用来实时监控太阳能热水系统现场环境温度、水箱温度和液位,太阳能集热器、水泵、电磁阀的工作状况,并实现远程操控及故障报警,详见图 9。


智慧管理

天然气热电联供分布式能源系统建成后,将委托杭州城市能源公司运营。该公司建有智慧管理平台,该管理平台可以对各能源站的数据、视频等进行综合监控和分析,提高项目运营效率,实现各能源站的安全及经济运行。


太阳能、热电联供与普通锅炉组成的综合供能系统:本项目采用太阳能集热器生产预热水,先经过二联供换热器,再经过锅炉换热器,最后供给到用水终端。当太阳能集热器生产预热水温度足够(如45℃以上)时,二联供和锅炉就无需启动;当太阳能集热器生产的预热水温度不够时,先启动二联供加热,如二联供换热器的水温足够时,锅炉无需启动;当二联供换热器的水温也不够时,最后启动燃气锅炉,将锅炉换热器的水加热到规定的温度,然后送至用水终端。冷水通过管路进入蓄热水箱,集热器与水箱通过水泵进行循环加热。水箱中的热水通过水泵输送到地下室的二联供换热器中。当水温达到要求,直接向末端供热水;当水温不能达到要求,用二联供的余热进行二次加热;在用水高峰时,还可开启普通锅炉进行三次加热,保证用水需求。通过大楼回水总管,低于要求温度的水重新进入太阳能储热水箱,不断循环。


太阳能、热电联供与普通锅炉组成的综合供能系统,多能互补过程自动完成,优先使用太阳能生产热水,其次使用二联供生产热水,最后采用燃气锅炉生产热水,形成了三种热源的互补,实现综合节能。

项目创新性


智能信息化应用

本项目中,太阳能及热电联供系统均采用了远程监控及智能控制,可实时对负荷及能效进行分析与预判,提高了运行维护效率,降低了管理成本。


多能互补技术

本项目依据建筑用能需求,通过储热水箱和换热器,将电力、燃气、太阳能等多种能源进行综合利用,实现互补,且各套能源系统既相对独立、又紧密联系。本项目的多能互补结构,充分使用太阳能光热和热电联供废热,尽可能减少燃气锅炉的工作时间,最大化提高整套热水系统的节能效果,可充分保障用能的稳定性和安全性,并使整套系统的运行保持在相对经济的状态。


示范引导意义

节能效果显著

太阳能光热转化不需要耗电,只有循环水泵会消耗很小的电量。本项目有 0.55kW 的循环水泵 7台、0.37kW 的循环水泵 1 台,水泵根据太阳能集热器与保温水箱之间的温差情况自动启停,所有循环水泵平均每天的工作时间约 2 小时,故整个太阳能系统平均每天的加热能耗为:(0.55×7+0.37)×2h=8.44kW・h,本项目全年的热水产水量的加热能耗为:8.44×365=3081kW・h。电价按 1 元 /kW・h 计算,本项目每年用于加热的能耗费用为:3081×1=3081 元。本 项 目 位 于 浙 江 杭 州 地区,经度 120° 17′,纬度 30° 23′,当地纬度倾角平面年平均日照量为 11621kJ/㎡。太阳能集热面积为 921.6㎡ 太阳能集热效率为 55%,管路热损失率为 0.1。因此,本项目太阳能热水系统平均每天转化的热量为:11621kJ/㎡×921.6㎡×55%×(1-0.1)=5301407kJ,本项目全年的太阳能产热量为:5301407kJ/ 天 ×365 天 =1935013555kJ。每立方米天然气的热值是 36000kJ,燃气锅炉的效率为 80%,生产同样多的热水或者同样多的能耗,每年天然气的消耗量为:1935013555÷36000÷80%=67188m³。天然气价格按 3.2 元 /m³ 计算,本项目每年加热能耗费用为:67188×3.2=215002 元。因此,本项目采用太阳能光热技术生产热水,每年能够节约67188m³ 天然气的消耗,每年能够节约能耗费用为:215002-3081=211921 元。


分布式能源系统若全年运行 350 天,每天开机24h,经计算本系统全年发电总量为 1680000kW・h,结合发电机组发电效率 39.20%、天然气热值36000kJ/Nm³、天然气价格 3.2 元 /Nm³ 计算,此系统耗气量为 428571Nm³,燃气费用为 137.1429 万元。本系统全年维保费用约为 25.2 万元,合计全年运行费用为 162.3429 万元。扣除系统内水泵等设备的耗电,本系统全年可提供医院电力 1596000kW・h,电价按 1 元 /kW・h 计算,折算为市电电费为 159.6 万元。本系统全年供热水量 43750t,折合供热量约为1786000kW・h,按照燃气锅炉效率 80% 计算,本系统余热供热水部分折算为常规系统燃气锅炉耗气量约为 223307Nm³,燃气费用为 71.4583 万元。综上所述,丁桥医院采用燃气热电联供分布式能源系统后,与常规系统相比,每年可以节省运行费用68.7154 万元。


综上,本项目采用太阳能光热技术生产热水,经测算,每年能够节约能耗费用约 21.1921 万元;采用热电联供技术发电与生产热水,与采用市电供电及燃气锅炉供应生活热水的常规供能系统相比,根据拟定的运行模式进行测算,预计每年可以节约标准煤约255t,每年可以节省运行费用68.7154万元;两者均具有很好的经济效益。


环境保护成效明显

经计算,本项目采用太阳能系统每年能够节约 67188m³ 天然气,降低了天然气燃烧产生的废气排放,改善了生态环境;采用燃气热电联供系统,SO2 排放约减少了 684t,相当于植树 37374 棵,SO2排放减少了约 4t, NOx 排放减少了约 3t。环境保护成效明显。


本项目有很强的通用性,有力促进了可再生能源的应用推广,在节能减排、改善生态环境等多方面,具有良好的示范效应,符合国家科技部《“十三五”国家社会发展科技创新规划》中的相关要求。



节选自本刊2019年10期

温向阳 叶俊 陈微 梁拾念/杭州市丁桥医院

陶勇刚/杭州舒瑞环境科技有限公司

余晓明/杭州城市能源有限公司

图片来源:杭州市丁桥医院

(25)
分享到:

相关文章

 

最新评论

 

 

关注微博

扫描二维码或点击

点击加关注

关注微信

扫描二维码或点击

点击加关注

 

《中国医院建筑与装备》 杂志社 未经许可,不得复制、转载 京ICP备05005871号 技术支持:九州科创 

欢迎注册

* 邮箱

* 手机

* 密码

* 确认密码

* 注册类型

* 验证码

看不清?换一张

我已阅读并同意《用户注册协议》

立即注册

已有账号,立即登陆

恭喜您

注册成功

 

 

 

 

开始浏览

欢迎登陆

邮箱

密码

验证码

看不清?换一张

自动登陆忘记密码?

登 陆

没有账号,免费注册

登陆成功

即刻开始浏览

 

 

 

 

开始浏览

密码找回

 

请输入您注册时填写的

邮箱和手机号

 

*邮箱

*手机

 

提 交

返回上级页面

密码重置邮件

已经成功发送

 

 

 

 

前往查看