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摘要：介绍了电蓄能技术在六安市东部新城医院空调、生活热水中的应用，包括夏季空调蓄冷制冷、冬季空调蓄热采暖、全年蓄热生活热水、电蓄能自动监控管理平台等。该技术的应用降低了医院空调和生活热水的用能成本，提高了清洁能源的使用率，减少了医院能耗碳排放。
关键词：电蓄能技术 医院 空调 生活热水
在无市政蒸汽管网的地区，医院的空调、生活热水系统的常见设计方案是采用燃气锅炉作为集中产热源设备，消耗天然气生产热水或蒸汽，再经换热设备换热后供应空调采暖和生活热水。目前，电能替代天然气的空调采暖和生活热水方案正在越来越多的被应用。国家发展改革委、国家能源局、财政部、环保部、住房城乡建设部、工业和信息化部、交通运输部、民航局联合印发了《关于推进电能替代的指导意见》（发改能源[2016] 1054号）（以下简称《意见》）。《意见》从推进电能替代的重要意义、总体要求、重点任务和保障措施四个方面提出了指导性意见，为全面推进电能替代提供了政策依据。
1.1 项目介绍
六安市东部新城医院位于风景秀丽的六安市金安经济开发区，按三级医院标准设计建设，总占地面积150.3亩，规划建筑面积21.3万平米，是集医疗、科研、预防、保健、急救、康复、养老为一体的现代化大型综合医院。一期工程建筑面积61000平米，设置床位600张，投资总额为3亿元人民币，将于2019年11月投入运营，已成为六安东部新城标志性名片。
1.2 电能替代应用
东部新城医院打造为电蓄能技术示范项目，建设内容包含：三大系统+一个平台的系统方案设计与系统工程建造。三大系统包括：夏季空调蓄冷制冷系统、冬季空调蓄热采暖系统、蓄热生活热水系统。一个平台是电蓄能自动监控管理平台。电蓄能技术示范项目的建设为东部新城医院提供电力、采暖、制冷、生活热水等综合数据监测与调控服务。
本项目的电蓄能空调面积约为19577㎡（不含净化区、手术区和部分独立空调区域等），其中门诊医技10小时（7：00-17：00）供冷/暖面积9525m2，住院部及急诊24小时（00：00-24：00）供冷/暖面积10052m2，制冷期6个月，采暖期3个月。该医院一期设置病床600张，设计满足600张病床的生活热水使用。
2.1 空调蓄冷供冷系统方案
2.1.1 空调冷负荷分析
制冷量需求分析：根据需求统计，制冷总面积为19577 m?。其中需10h制冷的面积有9525 m?，冷指标按130W/ m?计。其中需24h制冷的面积有10052 m?，冷指标按115W/ m?计。合计单位小时最大冷负荷为2426kW。
根据逐时负荷分析统计，最大需求日总冷量为32811kW，其中低谷时段为8141kW，非低谷时段为24670kW。
2.1.2蓄能装置容积的计算
V=Q·K/Δt2·η·1.163
式中：Q 为蓄能装置蓄冷量/kW、K 为冷损附加率（1.05～1.1）、Δt2 为二次冷冻水侧设计温差，一般Δt2= 13-4=9℃、η为水池的容积系数（与水池结构有关）一般为0.7～0.1。
本项目地下室现有2个消防水池，有效容积为1600m?，对消防水池进行蓄能改造，做到了一池两用，减少初投资的费用和施工周期，另新增400m?钢板蓄能装置，共同形成2000m?的蓄能装置用来空调蓄冷。
2.1.3蓄冷量的计算
由公式可得出：
Q 蓄冷量= VΔt2·η·1.163/K
經计算得出：Q 蓄冷量=19937.14kW
注：其中K 取值1.05;Δt2 取值9℃;η取值1;V取值2000m?。
2.1.4根据以上蓄冷量，则冷水机组晚上运行时间为
T= Q 蓄冷量/Q冷水机组制冷量。
式中：Q 冷水机组制冷量为冷水机组的单位制冷量，现有1台800RT冷水机组和1台600RT冷水机组，可在低谷时段开启800RT冷水机组蓄冷水（单台制冷量为2814kW）。
经计算得出：T 单台机组运行= Q 蓄冷量/Q冷水机组制冷量=19937.14/2814=7.085 h。
2.1.5结论
本中央空调供冷系统方案，是利用800RT冷水机组在低谷时段进行7.085h的蓄冷，可蓄得冷量为19937.14kW，达到总需求冷量的60.76%，800RT冷水机组电容量为464kW，且供冷面积达到19577㎡。
2.2.1空调采暖负荷分析
制热量需求分析：根据需求统计，制热总面积为19577 m?。其中需10h制热的面积有9525 m?，热指标按90W/ m?计。其中需24h制热的面积有10052 m?，冷指标按85W/ m?计。合计单位小时最大热负荷为1712kW。
根据逐时负荷分析统计，最大需求日总热量为24192kW，其中低谷时段为8030kW，非低谷时段为16162kW。
2.2.2蓄能装置容积计算
V=Q·K/Δt2·η·1.163
式中：Q 为蓄能装置蓄热量/kW、K 为冷损附加率（1.05～1.1）、Δt2 为设计温差，Δt2= 90-45=45℃、η为水池的容积系数（与水池结构有关）一般为0.7～0.1。
本项目的400m?钢板蓄能装置作为蓄热装置，兼做空调供冷系统的蓄冷装置。 2.2.3蓄热量的计算
由公式可得出：
Q 蓄热量= VΔt2·η·1.163/K
经计算得出：Q 蓄热量=19937.14kW，根据最大需求日逐时热负荷分析得到非低谷时段采暖热量需求为16161kW。蓄能装置的蓄热量满足要求。
注：其中K 取值1.05;Δt2 取值45℃;η取值1;V取值400m?。
2.2.4电锅炉选型计算
根据最大需求日逐时热负荷分析得到采暖总热量需求为24191kW，其中非低谷时段采暖热量需求为16161kW，低谷时段采暖热量需求为8030kW。根据低谷时段电锅炉全量蓄热进行设计计算，电锅炉功率P=Q总热量/t低谷时长，即P=24191/8=3023kW，本次设计选择两台电锅炉分别为1800kW和1400kW各一台，电锅炉总电功率为3200kW，可在7.6小时完成全量蓄热供热要求，非低谷时段不需要开启电锅炉。
2.2.5结论
本中央空调采暖系统方案，是利用总计3200kW的电锅炉在低谷时段进行7.6h的蓄热和供热，可蓄得全部热量为19937.14kW，非低谷时段不需要开启电锅炉。
2.3.1生活热水需求分析
根据原热水系统设计要求，医院生活热水需求量为60℃热水150m?/天，最低进水温度按10℃计算，生活热水需求总热量Q=△T×△m（KcaL），即为7500000 KcaL，等同于8878kW。
2.3.2电锅炉选型
根据低谷时段电锅炉全量蓄热进行设计计算，电锅炉功率P=Q总热量/t低谷时长，即P=8878/8=1110kW，本次设计选择一台1200kW电锅炉，可在7.4小时完成全量蓄热供热要求，非低谷时段不需要开启电锅炉。
2.3.3系统设计
（1）夜间利用低谷时段一次性将放置在-1层生活水泵房的50m?蓄热装置储水烧至60℃，供白天一整天使用，蓄热水用于一区（-1层至2层）和二區（3层至5层）
（2）夜间利用低谷时段一次性将放置在屋顶生活水泵房的100m?蓄热装置储水烧至60℃，供白天一整天使用，蓄热水用于三区（6层至10层）和四区（11层至15层）
（3）采用分区控制，利用热水恒压供水泵组全日供应热水。
2.3.4结论
本生活热水系统方案，是利用1200kW的电锅炉在低谷时段进行7.4h蓄热150m?60℃热水供医院使用，非低谷时段不需要开启电锅炉。
电蓄能自动监控管理平台是一个工业控制集成系统，集中对空调蓄冷供冷、蓄热采暖和生活热水系统设备进行集中监测与控制，采用PLC实现每个系统的独立自动控制，实现无人值守机房运行，管理员可以通过手机APP实现远程实时监控系统的运行情况。
六安东部新城医院项目，是国网安徽综合能源服务有限公司六安分公司与院方积极探索、打造的一例“经济效益好、推广效果佳”的试点示范项目，继续推动电气化食堂、电蒸汽消毒供应室的实施。将作为全省首家“全电医院”，为全省推广电能替代，推动大气污染防治具有突出的贡献。
综合能源服务作为六安市东部新城医院项目的重要组成部分，为医院提供供暖、制冷等一系列综合能源服务项目，风险与机遇并存，建设内容丰富、施工技术复杂，需要各参与单位协调配合。面对市场潜力巨大的综合能源服务业务，任何一个企业都不能全靠自身的技术和资源来满足项目需求，协作共赢是未来综合能源服务行业发展的必然趋势。
关键词：电蓄能技术 医院 空调 生活热水
- 引言
在无市政蒸汽管网的地区，医院的空调、生活热水系统的常见设计方案是采用燃气锅炉作为集中产热源设备，消耗天然气生产热水或蒸汽，再经换热设备换热后供应空调采暖和生活热水。目前，电能替代天然气的空调采暖和生活热水方案正在越来越多的被应用。国家发展改革委、国家能源局、财政部、环保部、住房城乡建设部、工业和信息化部、交通运输部、民航局联合印发了《关于推进电能替代的指导意见》（发改能源[2016] 1054号）（以下简称《意见》）。《意见》从推进电能替代的重要意义、总体要求、重点任务和保障措施四个方面提出了指导性意见，为全面推进电能替代提供了政策依据。
- 工程概况
1.1 项目介绍
六安市东部新城医院位于风景秀丽的六安市金安经济开发区，按三级医院标准设计建设，总占地面积150.3亩，规划建筑面积21.3万平米，是集医疗、科研、预防、保健、急救、康复、养老为一体的现代化大型综合医院。一期工程建筑面积61000平米，设置床位600张，投资总额为3亿元人民币，将于2019年11月投入运营，已成为六安东部新城标志性名片。
1.2 电能替代应用
东部新城医院打造为电蓄能技术示范项目，建设内容包含：三大系统+一个平台的系统方案设计与系统工程建造。三大系统包括：夏季空调蓄冷制冷系统、冬季空调蓄热采暖系统、蓄热生活热水系统。一个平台是电蓄能自动监控管理平台。电蓄能技术示范项目的建设为东部新城医院提供电力、采暖、制冷、生活热水等综合数据监测与调控服务。
- 方案设计
本项目的电蓄能空调面积约为19577㎡（不含净化区、手术区和部分独立空调区域等），其中门诊医技10小时（7：00-17：00）供冷/暖面积9525m2，住院部及急诊24小时（00：00-24：00）供冷/暖面积10052m2，制冷期6个月，采暖期3个月。该医院一期设置病床600张，设计满足600张病床的生活热水使用。
2.1 空调蓄冷供冷系统方案
2.1.1 空调冷负荷分析
制冷量需求分析：根据需求统计，制冷总面积为19577 m?。其中需10h制冷的面积有9525 m?，冷指标按130W/ m?计。其中需24h制冷的面积有10052 m?，冷指标按115W/ m?计。合计单位小时最大冷负荷为2426kW。
根据逐时负荷分析统计，最大需求日总冷量为32811kW，其中低谷时段为8141kW，非低谷时段为24670kW。
2.1.2蓄能装置容积的计算
V=Q·K/Δt2·η·1.163
式中：Q 为蓄能装置蓄冷量/kW、K 为冷损附加率（1.05～1.1）、Δt2 为二次冷冻水侧设计温差，一般Δt2= 13-4=9℃、η为水池的容积系数（与水池结构有关）一般为0.7～0.1。
本项目地下室现有2个消防水池，有效容积为1600m?，对消防水池进行蓄能改造，做到了一池两用，减少初投资的费用和施工周期，另新增400m?钢板蓄能装置，共同形成2000m?的蓄能装置用来空调蓄冷。
2.1.3蓄冷量的计算
由公式可得出：
Q 蓄冷量= VΔt2·η·1.163/K
經计算得出：Q 蓄冷量=19937.14kW
注：其中K 取值1.05;Δt2 取值9℃;η取值1;V取值2000m?。
2.1.4根据以上蓄冷量，则冷水机组晚上运行时间为
T= Q 蓄冷量/Q冷水机组制冷量。
式中：Q 冷水机组制冷量为冷水机组的单位制冷量，现有1台800RT冷水机组和1台600RT冷水机组，可在低谷时段开启800RT冷水机组蓄冷水（单台制冷量为2814kW）。
经计算得出：T 单台机组运行= Q 蓄冷量/Q冷水机组制冷量=19937.14/2814=7.085 h。
2.1.5结论
本中央空调供冷系统方案，是利用800RT冷水机组在低谷时段进行7.085h的蓄冷，可蓄得冷量为19937.14kW，达到总需求冷量的60.76%，800RT冷水机组电容量为464kW，且供冷面积达到19577㎡。
- 空调蓄热采暖系统方案
2.2.1空调采暖负荷分析
制热量需求分析：根据需求统计，制热总面积为19577 m?。其中需10h制热的面积有9525 m?，热指标按90W/ m?计。其中需24h制热的面积有10052 m?，冷指标按85W/ m?计。合计单位小时最大热负荷为1712kW。
根据逐时负荷分析统计，最大需求日总热量为24192kW，其中低谷时段为8030kW，非低谷时段为16162kW。
2.2.2蓄能装置容积计算
V=Q·K/Δt2·η·1.163
式中：Q 为蓄能装置蓄热量/kW、K 为冷损附加率（1.05～1.1）、Δt2 为设计温差，Δt2= 90-45=45℃、η为水池的容积系数（与水池结构有关）一般为0.7～0.1。
本项目的400m?钢板蓄能装置作为蓄热装置，兼做空调供冷系统的蓄冷装置。 2.2.3蓄热量的计算
由公式可得出：
Q 蓄热量= VΔt2·η·1.163/K
经计算得出：Q 蓄热量=19937.14kW，根据最大需求日逐时热负荷分析得到非低谷时段采暖热量需求为16161kW。蓄能装置的蓄热量满足要求。
注：其中K 取值1.05;Δt2 取值45℃;η取值1;V取值400m?。
2.2.4电锅炉选型计算
根据最大需求日逐时热负荷分析得到采暖总热量需求为24191kW，其中非低谷时段采暖热量需求为16161kW，低谷时段采暖热量需求为8030kW。根据低谷时段电锅炉全量蓄热进行设计计算，电锅炉功率P=Q总热量/t低谷时长，即P=24191/8=3023kW，本次设计选择两台电锅炉分别为1800kW和1400kW各一台，电锅炉总电功率为3200kW，可在7.6小时完成全量蓄热供热要求，非低谷时段不需要开启电锅炉。
2.2.5结论
本中央空调采暖系统方案，是利用总计3200kW的电锅炉在低谷时段进行7.6h的蓄热和供热，可蓄得全部热量为19937.14kW，非低谷时段不需要开启电锅炉。
- 生活热水系统方案
2.3.1生活热水需求分析
根据原热水系统设计要求，医院生活热水需求量为60℃热水150m?/天，最低进水温度按10℃计算，生活热水需求总热量Q=△T×△m（KcaL），即为7500000 KcaL，等同于8878kW。
2.3.2电锅炉选型
根据低谷时段电锅炉全量蓄热进行设计计算，电锅炉功率P=Q总热量/t低谷时长，即P=8878/8=1110kW，本次设计选择一台1200kW电锅炉，可在7.4小时完成全量蓄热供热要求，非低谷时段不需要开启电锅炉。
2.3.3系统设计
（1）夜间利用低谷时段一次性将放置在-1层生活水泵房的50m?蓄热装置储水烧至60℃，供白天一整天使用，蓄热水用于一区（-1层至2层）和二區（3层至5层）
（2）夜间利用低谷时段一次性将放置在屋顶生活水泵房的100m?蓄热装置储水烧至60℃，供白天一整天使用，蓄热水用于三区（6层至10层）和四区（11层至15层）
（3）采用分区控制，利用热水恒压供水泵组全日供应热水。
2.3.4结论
本生活热水系统方案，是利用1200kW的电锅炉在低谷时段进行7.4h蓄热150m?60℃热水供医院使用，非低谷时段不需要开启电锅炉。
- 电蓄能自动监控管理平台
电蓄能自动监控管理平台是一个工业控制集成系统，集中对空调蓄冷供冷、蓄热采暖和生活热水系统设备进行集中监测与控制，采用PLC实现每个系统的独立自动控制，实现无人值守机房运行，管理员可以通过手机APP实现远程实时监控系统的运行情况。
- 项目总结与启示
六安东部新城医院项目，是国网安徽综合能源服务有限公司六安分公司与院方积极探索、打造的一例“经济效益好、推广效果佳”的试点示范项目，继续推动电气化食堂、电蒸汽消毒供应室的实施。将作为全省首家“全电医院”，为全省推广电能替代，推动大气污染防治具有突出的贡献。
综合能源服务作为六安市东部新城医院项目的重要组成部分，为医院提供供暖、制冷等一系列综合能源服务项目，风险与机遇并存，建设内容丰富、施工技术复杂，需要各参与单位协调配合。面对市场潜力巨大的综合能源服务业务，任何一个企业都不能全靠自身的技术和资源来满足项目需求，协作共赢是未来综合能源服务行业发展的必然趋势。