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摘 要：本文介绍了医院项目的概况及医院能耗的特点。根据工程所在地的气候特征、周边能源情况和负荷特点，结合现行规范、标准，以及当地政府政策文件，选取了以固体电储热设备代替燃煤锅炉的方案。
关键词：冷热源;医院;固体电储热;改造
随着我国综合国力的增强，人民生活水平的提高，人民群众的医疗观念也在不断变化，医疗服务需求不断增加，就医人数随之大幅增加，我国医院的建筑规模也在日益扩大[1]。医院建筑作为一种特殊类型的公共建筑，由于其功能布局复杂和活动人群众多、采用的能源形式多种多样、大型仪器设备需要24h运行等特点[2]。随着医院病房条件的不断完善，患者和医护工作者对医院舒适度的需求越来越高，医院建筑能耗持续上升。医院建筑的能耗主要由供暖、空调、生活热水、医疗设备、食堂及其他用能构成，其能源形式包括冷、热、电、水、蒸汽、燃气及医用气体等[3]。在医院建筑中，空调供暖及生活热水的能耗约占医院总能耗的 55% ～ 65%。本文采用固体电蓄热设备代替燃煤锅炉，从源头治理，将有效降低医院能耗。
1.工程概况
1.1建筑概况
此医院总建筑面积374874㎡，其中民间公寓房67394㎡，公建医疗及公共用房307480㎡。原有燃煤锅炉7台，总容量90t/h，其中，10t/h燃煤热水锅炉3台，20t/h燃煤蒸汽锅炉2台，10t/h燃煤蒸汽锅炉2台，饱和蒸汽压力为0.5MPa。年耗煤量40000t。
1.2气候特征
沈阳位于中国东北地区南部，辽宁省中部。沈阳属于温带半湿润大陆性气候，年平均气温6.2～9.7℃。冬季寒冷，夏季炎热，春秋季较短，沈阳属于Ⅰ类建筑气候区。
1.3热负荷标准
按照沈阳市现收取采暖费标准收取，应遵守其供暖标准。则以居民室内达到18℃，医院室内达到20℃为标准，根据《全国主要城市采暖期耗热量指标和采暖设计热负荷指标》内容，沈阳市普通建筑（层高3.5m）供暖热负荷指标51W/m2，耗热量指标32W/m2。
2.医院能耗特点
（1）负荷大，能耗高。我国医院对室内温、湿度有较高要求，对生活热水也有较大需求，由此导致医院建筑的高能耗。
（2）负荷多样。医院冬季需要供暖，夏季需供冷;全年均有生活热水和蒸汽需求，用于医院消毒、厨房、洗衣房、空调加湿等。
（3）负荷时间长。门诊区域热负荷多集中在工作时间，急诊、手术室、病房区域全天24h均有负荷;医技部分设备散热量大，部分设备间冬天仍需供冷。
（4）負荷要求特殊区域多。数据机房、大型影像检查室需要恒温恒湿系统，该系统常单独设置，能耗大。手术室、ICU等区域需要净化空调系统，常需设置备用系统。静脉配置、病理科、检验科、生殖医学等科室也有各自不同的需求。
3.改造方案设计
方案设计依据主要是国家现行规范、标准，以及地方性规范、标准。由于近年来雾霾严重，国家及各地区相应出台的政策文件、法规也作为选择方案的重要依据。根据本工程特点，结合当地能源状况政策，遵循规范规定的设计原则，选择以固体电蓄热锅炉代替燃煤锅炉：
3.1供热负荷确定
本方案中民建建筑的面积为67394㎡，实际供暖面积为53915㎡，室温保证18℃以上，热负荷指标设为51W/㎡，耗热指标设为32W/㎡，24h供暖。医疗及公共用房建筑面积为307480㎡，实际供暖面积为245984㎡，保证20℃以上，热负荷指标设为60W/㎡，耗热指标设为40W/㎡，按照50%的医疗及公共用房夜间正常运作（即24h运作），50%的其他用房高温供暖12h，其它时间为低温运行的运行方式进行设计。
3.2冷负荷确定
制冷机组改造。建设总制冷量为6000kW，单组制冷量为2000kW的螺杆制冷机组及其配套的3台冷却塔，将原来的溴化锂机组替换。
3.3蒸汽热负荷确定
医院主要在医疗消毒、食堂、洗衣房等采用蒸汽，推算日均用62t饱和蒸汽，则配置2台3t/h电直热蒸汽锅炉。
3.4洗浴热负荷确定
洗浴按照日均500人洗澡进行测算，每人用80L，60℃的热水需求热量为2333kWh。则蓄热功率为246kW，日最大（外界温度-19℃的情况下）用热水总需求热量为27600kWh，考虑到富裕量等问题，配置总蓄热功率为30MW的高压热水型固体电热蓄能装置。
3.5设备配置
本方案中采用沈阳兰昊新能源科技有限公司固体电蓄热产品。
4.经济性分析
沈阳市供暖时间从每年的11月初至次年的03月底共152天，民建供暖满足室内18℃，按照26元/m2收取采暖费用;公建供暖满足室内18℃，按照32元/m2收取采暖费用，若超出供暖天数及供暖温度标准，则需按照相应比例增加收取的采暖费。
通过热负荷测算，民建建筑面积为67394㎡，日谷电最大供暖需求量为54483kWh，辅机（即风机用电量）日平均使用负荷为50%，即为561kWh。根据东北设计院提供，沈阳地区供暖季采暖热负荷系数为0.65。经过测算可得每平米供暖费用为24.09元，公建建筑面积为307480㎡，日最大供暖需求量为219055kWh，辅机（即风机）日平均使用负荷为50%，即为2139kWh。供暖天数为180天。每平米供暖费用为27.92元，总供暖费用为858.6万元。
洗浴热水等：要求达到55℃-60℃，经了解医院目前按蒸汽锅炉10%用于热水。按照日均62t蒸汽测算，1t蒸汽用电量为750kWh，若按照企业侧优惠电价进行测算，平均电价为0.56元/kWh，年用蒸汽量为22630t，总用水运行成本为5.43万元，则每t蒸汽成本为420元/t，年运行成本为955万元。制冷成本测算在10元/㎡，制冷面积为238270㎡，则制冷成本为238万元。
综上所述，供暖制冷年总费用为2500万元。当前煤价约为650元/t，按照改造前医院年煤耗量为40000t，总花费为2600万元。医院在进行锅炉改造后，每年约节约成本100万元，同时，本改造无需消耗新的能源，不产生烟尘、SO2和 NOx 等污染物，不产生温室气体 CO2，从而降低温室效应，具有可观的环境效益，对大气污染防治有积极的意义。改善供热质量，有助于提高人民生活水平，具有良好的社会效益。
参考文献
[1] GB51039—2014，综合医院建筑设计规范[S].
[2] 朱永松，魏建军，甘宁，等.合同能源管理在绿色医院节能管理中的应用[J].中国卫生资源，2012，15（3）：208 - 210.
[3] 刘玲玲，李霄，李德英.北京医院建筑用能状况分析与节能诊断[C].2010全国暖通空调制冷学术年会，2010.
关键词：冷热源;医院;固体电储热;改造
随着我国综合国力的增强，人民生活水平的提高，人民群众的医疗观念也在不断变化，医疗服务需求不断增加，就医人数随之大幅增加，我国医院的建筑规模也在日益扩大[1]。医院建筑作为一种特殊类型的公共建筑，由于其功能布局复杂和活动人群众多、采用的能源形式多种多样、大型仪器设备需要24h运行等特点[2]。随着医院病房条件的不断完善，患者和医护工作者对医院舒适度的需求越来越高，医院建筑能耗持续上升。医院建筑的能耗主要由供暖、空调、生活热水、医疗设备、食堂及其他用能构成，其能源形式包括冷、热、电、水、蒸汽、燃气及医用气体等[3]。在医院建筑中，空调供暖及生活热水的能耗约占医院总能耗的 55% ～ 65%。本文采用固体电蓄热设备代替燃煤锅炉，从源头治理，将有效降低医院能耗。
1.工程概况
1.1建筑概况
此医院总建筑面积374874㎡，其中民间公寓房67394㎡，公建医疗及公共用房307480㎡。原有燃煤锅炉7台，总容量90t/h，其中，10t/h燃煤热水锅炉3台，20t/h燃煤蒸汽锅炉2台，10t/h燃煤蒸汽锅炉2台，饱和蒸汽压力为0.5MPa。年耗煤量40000t。
1.2气候特征
沈阳位于中国东北地区南部，辽宁省中部。沈阳属于温带半湿润大陆性气候，年平均气温6.2～9.7℃。冬季寒冷，夏季炎热，春秋季较短，沈阳属于Ⅰ类建筑气候区。
1.3热负荷标准
按照沈阳市现收取采暖费标准收取，应遵守其供暖标准。则以居民室内达到18℃，医院室内达到20℃为标准，根据《全国主要城市采暖期耗热量指标和采暖设计热负荷指标》内容，沈阳市普通建筑（层高3.5m）供暖热负荷指标51W/m2，耗热量指标32W/m2。
2.医院能耗特点
（1）负荷大，能耗高。我国医院对室内温、湿度有较高要求，对生活热水也有较大需求，由此导致医院建筑的高能耗。
（2）负荷多样。医院冬季需要供暖，夏季需供冷;全年均有生活热水和蒸汽需求，用于医院消毒、厨房、洗衣房、空调加湿等。
（3）负荷时间长。门诊区域热负荷多集中在工作时间，急诊、手术室、病房区域全天24h均有负荷;医技部分设备散热量大，部分设备间冬天仍需供冷。
（4）負荷要求特殊区域多。数据机房、大型影像检查室需要恒温恒湿系统，该系统常单独设置，能耗大。手术室、ICU等区域需要净化空调系统，常需设置备用系统。静脉配置、病理科、检验科、生殖医学等科室也有各自不同的需求。
3.改造方案设计
方案设计依据主要是国家现行规范、标准，以及地方性规范、标准。由于近年来雾霾严重，国家及各地区相应出台的政策文件、法规也作为选择方案的重要依据。根据本工程特点，结合当地能源状况政策，遵循规范规定的设计原则，选择以固体电蓄热锅炉代替燃煤锅炉：
3.1供热负荷确定
本方案中民建建筑的面积为67394㎡，实际供暖面积为53915㎡，室温保证18℃以上，热负荷指标设为51W/㎡，耗热指标设为32W/㎡，24h供暖。医疗及公共用房建筑面积为307480㎡，实际供暖面积为245984㎡，保证20℃以上，热负荷指标设为60W/㎡，耗热指标设为40W/㎡，按照50%的医疗及公共用房夜间正常运作（即24h运作），50%的其他用房高温供暖12h，其它时间为低温运行的运行方式进行设计。
3.2冷负荷确定
制冷机组改造。建设总制冷量为6000kW，单组制冷量为2000kW的螺杆制冷机组及其配套的3台冷却塔，将原来的溴化锂机组替换。
3.3蒸汽热负荷确定
医院主要在医疗消毒、食堂、洗衣房等采用蒸汽，推算日均用62t饱和蒸汽，则配置2台3t/h电直热蒸汽锅炉。
3.4洗浴热负荷确定
洗浴按照日均500人洗澡进行测算，每人用80L，60℃的热水需求热量为2333kWh。则蓄热功率为246kW，日最大（外界温度-19℃的情况下）用热水总需求热量为27600kWh，考虑到富裕量等问题，配置总蓄热功率为30MW的高压热水型固体电热蓄能装置。
3.5设备配置
本方案中采用沈阳兰昊新能源科技有限公司固体电蓄热产品。
4.经济性分析
沈阳市供暖时间从每年的11月初至次年的03月底共152天，民建供暖满足室内18℃，按照26元/m2收取采暖费用;公建供暖满足室内18℃，按照32元/m2收取采暖费用，若超出供暖天数及供暖温度标准，则需按照相应比例增加收取的采暖费。
通过热负荷测算，民建建筑面积为67394㎡，日谷电最大供暖需求量为54483kWh，辅机（即风机用电量）日平均使用负荷为50%，即为561kWh。根据东北设计院提供，沈阳地区供暖季采暖热负荷系数为0.65。经过测算可得每平米供暖费用为24.09元，公建建筑面积为307480㎡，日最大供暖需求量为219055kWh，辅机（即风机）日平均使用负荷为50%，即为2139kWh。供暖天数为180天。每平米供暖费用为27.92元，总供暖费用为858.6万元。
洗浴热水等：要求达到55℃-60℃，经了解医院目前按蒸汽锅炉10%用于热水。按照日均62t蒸汽测算，1t蒸汽用电量为750kWh，若按照企业侧优惠电价进行测算，平均电价为0.56元/kWh，年用蒸汽量为22630t，总用水运行成本为5.43万元，则每t蒸汽成本为420元/t，年运行成本为955万元。制冷成本测算在10元/㎡，制冷面积为238270㎡，则制冷成本为238万元。
综上所述，供暖制冷年总费用为2500万元。当前煤价约为650元/t，按照改造前医院年煤耗量为40000t，总花费为2600万元。医院在进行锅炉改造后，每年约节约成本100万元，同时，本改造无需消耗新的能源，不产生烟尘、SO2和 NOx 等污染物，不产生温室气体 CO2，从而降低温室效应，具有可观的环境效益，对大气污染防治有积极的意义。改善供热质量，有助于提高人民生活水平，具有良好的社会效益。
参考文献
[1] GB51039—2014，综合医院建筑设计规范[S].
[2] 朱永松，魏建军，甘宁，等.合同能源管理在绿色医院节能管理中的应用[J].中国卫生资源，2012，15（3）：208 - 210.
[3] 刘玲玲，李霄，李德英.北京医院建筑用能状况分析与节能诊断[C].2010全国暖通空调制冷学术年会，2010.