医院供热系统节能改造及管理浅析

王韫婷

首都医科大学附属北京佑安医院 北京 100069

摘要: 摘要:随着节能减排理念的深入,医院作为能耗大户,其供热系统的节能改造与科学管理意义重大。本文深入分析医院供热系统现状,阐述节能改造技术与策略,探讨以降低医院供热能耗和提高能源利用效率为目标的配套管理措施,在降低医院运营成本的同时,为医院可持续发展及减...
  • DOI:

    10.13738/j.cnki.acc.qklw60536

  • 专辑:

    科学Ⅰ辑;信息科技

  • 专题:

    信息、科学;综合科技

  • 分类号:

    G90;N92

摘要:随着节能减排理念的深入,医院作为能耗大户,其供热系统的节能改造与科学管理意义重大。本文深入分析医院供热系统现状,阐述节能改造技术与策略,探讨以降低医院供热能耗和提高能源利用效率为目标的配套管理措施,在降低医院运营成本的同时,为医院可持续发展及减少碳排放和污染物排放提供支持。

关键词:医院供热系统;节能改造;能源管理

医院作为特殊的社会公共场所,医疗服务质量和病患满意度对供热有着较高要求,无论是冬季取暖、日常热水供应、消毒蒸汽、餐食供应等,都离不开持续稳定的热能支撑。但医院传统供热系统都存在能耗高、效率低、配套管理措施不完善等问题,在医院大力促进降本增效、能源日益紧张、环保要求越来越严格的背景下,通过对医院供热系统进行节能改造,实行科学有效的管理,既可以降低医院运行成本,减少能源浪费,又可以响应国家号召节能减排,为医院的可持续发展提供助力。

一、医院供热系统现状分析

(一)设备老化

医院老旧院区供热系统中的设备往往运行时间较久,已出现设备老化、磨损等问题,不仅影响供热的稳定性和可靠性,而且还会导致维修护费用不断增加。如锅炉的炉体、管路、阀门等部位易发生锈蚀、磨损现象,检修更换频率增加;供热系统配套的换热器、风机和各类水泵也故障频出,维修费用逐年增加,供热系统整体能耗也随着设备的老化而逐步提高,使供热系统的运行效率和供热质量进一步降低;老化设备还存在一定安全隐患,对医院正常运营造成威胁。同时,一些先进的节能技术和控制手段由于设备老化等原因难以实施,使供热系统节能改造受到制约。每年高达数十万元的设备维修和配件更换费用,给医院的运行成本增加一定的负担。

(二)运行管理粗放

供热系统的管理和运行人员需要具备专业知识和专业技能,不仅要对供热系统原理、设备结构、运行特点、建筑暖通、法律法规与行业标准充分了解,还应具备能源管理、供热数据分析和安全管理能力。但目前医院供热管理人员一般仅了解锅炉工作原理、操作技能和基础暖通知识,在实际工作中无法准确判断和解决供热系统出现的复杂问题。部分运行管理人员对供热系统节能技术和节能方法缺乏了解,工作中不能采取有效的节能措施,造成供热系统运行效率较低。

由于供热管理人员业务素质不高,在供热系统日常运行中难以根据实际情况进行科学合理的调节,无法保证供热系统优化运行。在面对供热系统突发故障时,往往处理不迅速、不准确,造成故障排除时间延长,给供热稳定性和供热质量带来影响,无法为医疗救治工作提供优质保障。医院对供热管理人员的培养重视程度不够,专业人员储备不足,培训内容和方式相互对单一,专业性、针对性、前瞻性不强,缺乏培训效果评估体系,造成供热管理人员专业知识和技能不能及时更新和提升,使得供热管理人员不能适应供热系统管理工作的发展需要。

(三)管网系统不合理

供热系统管网的合理设计和维护是医院供热系统的高效运行的关键。但因医院建院时间久且建筑物多次改建,导致供热管网布局混乱,路由复杂,存在管道过长阻力大、管径选择和管道布局不合理等问题,导致流量分配不均和热量动态失调,使得部分区域供热不畅,而部分区域供热过度,医院整体供热效果不稳定。供热管网与医院电气线路和给排水管网存在重叠交叉现象,存在安全隐患,也给日常巡检维护带来困难。同时,由于管网保温措施不到位和保温材料选择不当,使得热量在输送过程中损失较大,造成能源浪费,进一步降低了供热系统的整体效率[1]。

二、医院供热系统节能改造策略

(一)设备更新与升级

1.更换新型高效节能锅炉

采用先进燃烧技术和热交换设计的新型高效节能锅炉替代传统低效锅炉,其燃烧效率可提高10%-15%。新型锅炉在热交换设计上,利用烟气中水蒸气凝结释放的汽化热来回收热量,通过高效的冷凝式热交换器,使热效率进一步提高。高效节能锅炉的热效率一般能达到90%以上,一些先进的产品甚至可以达到95%以上,使能耗大大降低。锅炉的配套风机和水泵采用变频调速控制,根据锅炉实际负荷调整电机转速,可实现一定的节电率。高效节能锅炉不仅能达到节能效果,还有很好的环保效益。锅炉排放的氮氧化物(NOx)、二氧化硫(SO2)等污染物由于燃烧充分,排放量大大降低,氮氧化物可控制在30毫克/立方米以下,达到环境生态部门要求,有效降低了对环境的污染。

2.智能水泵与风机的使用

智能水泵及风机能够根据供热系统的实际负荷对流量及转速进行自动调节,通过智能控制系统节能运行,避免了传统水泵固定流量和传统风机固定转速造成的能源浪费。智能水泵和风机通过传感器对供热系统的压力、流量、温度等参数进行实时监控,并且把这些数据传送给控制系统,控制系统对采集到的数据进行分析处理。当热负荷发生变化时,控制系统对目前供热系统所需的水流量或风量进行精确计算,通过反馈器对水泵电机频率、风机转速进行控制,使水泵输出流量和风机风量与供热系统实际需求相匹配,从而达到供热系统稳定运行和节能的目的。

通过对供热系统运行数据统计分析,智能水泵为供热系统提供稳定的水循环,能灵活调整流量和压力,满足不同的用热需求,保证供热效果。智能风机不仅能保证燃气的完全燃烧,还能降低氮氧化物等污染物的排放量。智能水泵和风机的稳定运行,使供热系统的可靠性和稳定性得到提高,同时可降低设备的磨损和维护,在实现高效节能的同时也可降低医院运营成本。

(二)供热管网优化与保温

1.管网布局调整

由专业机构对医院供热管网进行全面评估,重新规划设计不合理管网布局,简化管网走向,缩短供热半径,减少热量传输中的损耗。通过增设平衡阀来平衡管网阻力,拉近输送热水距离,减少不必要的管件如弯头、阀门等,减少水流阻力,从而减少热量损耗,降低能源消耗量。

2.加强管道保温

供热管网布局调整后,选择保温性能好、导热系数低、能有效阻止热量传递的优质保温材料进行管网保温。同时安排专业人员对管道保温层的完整性进行定期巡检,对破损部位及时修复和维护[2],确保其能发挥良好的保温效果。

(三)智能控制系统应用

1.温度自动调节

在供热系统中配置智能温控系统,温度传感器实时采集室内外温度数据,智能温控系统与预设温度进行对比,根据控制策略自动调节采暖设备运行状态。如室外气温升高时,系统为避免过度供暖而自动降低供热负荷;在室内温度低于预设值的情况下,自动加大供热力度。同时也对循环水泵和风机的运行状态进行调节,优化供热系统运行效率。

2.热量计量与监测

在建筑物内各楼层安装热量表,对各区域用热情况进行实时监测,了解不同区域用热需求规律,通过对收集到的热量数据分析,为供热资源的合理分配使用提供依据。同时,绩效考核办公室依据成本核算按照热量计量数据进行成本分摊,能帮助医院能源管理精细化程度得到提高,并促进员工树立节能意识。

3. 冷凝水回收系统

通过冷凝水收集装置将各个散热设备产生的冷凝水收集起来,然后利用回收泵将冷凝水通过输送管道输送回锅炉房或热源处。在输送过程中,除污器去除冷凝水中的杂质和污垢,保证冷凝水的质量。回收的冷凝水可以直接作为锅炉的补水,由于其温度较高,能够减少锅炉加热所需能量,从而降低天然气消耗。同时,冷凝水回收还减少了自来水的用量,降低了软化水处理成本和排污成本,还能减轻锅炉及整个管道系统的锈蚀,延长设备使用寿命,节约维修护费用,具有显著的经济效益和环境效益。据估算,采用冷凝水回收系统后,医院供热系统的水资源消耗可降低5% - 15%,天然气消耗可降低 5% - 10%。

四、医院供热系统管理措施

(一)建立能源管理团队

医院组建包括设备工程师、运行维护人员、能源管理人员在内的专业能源管理队伍。设备工程师提供技术支持和运行方案规划,保证方案规划的专业性;运行维护人员对供热系统的日常运维负责,及时处理故障,保障设备严格按规程稳定运行;能源管理人员进行能耗数据的统计分析,为能源管理提供数据支撑,以便组织节能方案的实施,评估节能措施的效果,对节能总体方向进行控制。同时,能源管理团队人员通过参加行业研讨会、技术交流等活动,提高自身专业素质和业务能力,学习节能前沿技术和管理思想[3]。

(二)制定能耗考核指标

以历史数据为基础,借鉴行业标准,结合医院节能规划和实际情况,制定科学合理的供热能耗考核指标。对各科室功能、用能人数、用能时长、空间大小等因素进行深入分析,确定精确的个性化能耗指标。将总体能耗指标分解到各科室并与绩效考核挂钩,按月度和季度进行考核评估,考核结果通过科室绩效兑现。利用数据分析工具,对各部门的能源消耗情况进行定期统计分析,使能源消耗趋势直观地呈现出来。能源管理团部和管理部门帮助能耗超标科室查找原因并指导帮助其降低能耗[4]。

(三)设备维护与保养

制定严格的供热系统巡检制度,定期维护保养锅炉、风机、水泵、热交换器等设备,不同时点的维护保养项目根据设备运行时长、运行状况特点来确定,每月对锅炉水位计、压力表进行一次检查,每季度对水泵进行一次清洁过滤和润滑,换热器每年进行一次全面检修,及时更换磨损配件以保证设备运转良好,同时做好设备的清洁工作,如灰尘、污物等,防止散热和换热效率受到影响。建立大型设备维修护档案和故障档案,对维修时间、维修内容、更换部件等信息进行记录,分析设备故障现象及原因,识别高频故障部件,作为保证供热设备长期稳定高效运行和提供后续维修的参考依据。

(四)加强节能培训和宣传

在全院范围内举办节能知识讲座,利用医院公众号推送节能信息,开展节能宣传周活动,提高职工节能意识,把供热系统节能知识普及到全院职工中去。邀请专家对用热重点科室和供热系统运维人员进行采暖原理和节能要点的专项讲座,建立专项节能技术培训的机制。让职工节约能源的观念得到强化,促使职工从自身做起,齐心协力在各自岗位上为医院节能工作贡献力量。

结论

通过开展供热设备升级、管网优化、智能控制系统应用等节能改造和能源管理团队组建、能耗考核指标制定等配套管理措施的实施,使医院供热系统在节能改造和科学管理的过程中,显著降低能耗,提高能源利用效率,为医院可持续发展奠定基础,并有助于提升医院社会形象,符合 “节约型公共机构” 要求,也是医院降低运营成本的关键举措。同时,还可提升医院管理效率,为医患提供可靠的医疗环境,实现经济效益与社会效益的双赢。今后,随着技术的不断进步,医院在供热系统节能方面还应继续重视创新,在供热模式和管理方法上不断探索更高效、更环保的举措,使医院适应未来发展的需求。

参考文献:

[1]项兴彬,余芳强,谈骏杰,等.大型新建医院后勤智慧运维系统构建与应用[J].中国医院建筑与装备, 2024, 25(3):6-11.

[2]邵伟,邵军,郭诚刚.医院智慧后勤运维平台设备报警功能优化与实现[J].中国医院建筑与装备, 2024, 25(3):12-16.

[3]刘阳萍,吴耿,祁少海.医院后勤智慧化运维体系的构建与应用[J].现代医院, 2023, 23(1):117-119.

[4]倪红波.BIM技术在医院智慧后勤建设与运维管理中的应用实践[J].电子元器件与信息技术, 2023(9):39-42.



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