合同能源管理模式在醫療係統中的應用案例分析

  當前,國家倡導“大力推進節能降耗,健全節能市場化體製,加快推行合同能源管理”,對節能方麵技術及經驗比較薄弱的醫院來說,與專業的合同能源公司合作,實施合同能源管理,不失為一個良策。

  一、實施合同能源管理的優勢

  (一)醫院零風險

  采用合同能源管理模式,節能服務公司可對項目進行全權運作,並向客戶承諾節能項目的節能效益。因此,節能服務公司承擔了節能項目的所有風險,醫院無需承擔節能改造的任何風險。

  (二)醫院零投入

  醫院在無需任何資金投入的情況下,從項目啟動起即可節省節能改造、能源消耗等費用支出,並且在合同期滿後還可得到節能服務公司所投入的節能設備,繼續享受項目所帶來的源源不斷的節能收益,同時節能改造落實了節能減排的目標,可謂一舉兩得。

  (三)節省設備管理

  相對於自主聘請節能專家設計節能方案、采購節能設備、督導施工、聘用工程師操作維護、自主運營,合同能源管理模式不但避免醫院自主進行節能改造和管理帶來的繁冗工作,還可降低醫院的運營成本,同時醫院也能享受到專業化的能源管理服務,進而可集中精力建設好醫療服務,提升醫院的整體服務能力。

  (四)保障節能效益

  相對於醫院自主進行分期分散的局部節能技術改造,專業節能服務公司擁有專家團隊,並且綜合采用成熟的節能技術以及穩定高效的節能設備進行項目整體運作,可避免重複投資造成的浪費,而且使整體節能收益更有保障。

  二、合同能源管理的應用與分析

  上海交通大學醫學院附屬精神衛生中心與某能源科技公司曆經近9個月,通過對節能改造項目的前期策劃、方案論證、節能設備的比較,以及節能項目的實際測試及節能效果的理論預測等步驟,經雙方多次討論研究、專家谘詢論證、科學分析,最終雙方確定簽訂了為期7年的節能效益分享型能源管理合同。

  (一)項目概況

  上海交通大學醫學院附屬精神衛生中心閔行院區位於滬閔路3210號,占地9萬平方米,建築麵積約5萬平方米,核定床位數1300張。整個醫院由24棟單體建築組成,全院共有19個病區,其中普通精神科病房11間,老年病房4間,傳染病房2間,康複病房1間,戒毒病房1間。

  院區內的A、B、C、D、E5棟新建建築,全部采用風冷熱泵係統滿足建築的全年冷熱量,每棟均設置2台風冷熱泵;閔行院區老病房樓L1至L10建築采用VRV進行供冷供暖,其餘建築采用分體空調滿足冷熱需求。全院的供熱水及供蒸汽係統采用2台燃油蒸汽鍋爐進行集中供熱,其單台額定蒸發量5t/h,額定蒸汽壓力1.0MPa。全院的供熱負荷主要包括各類病房洗澡用熱負荷、衣物消毒用熱負荷、食堂用熱負荷、醫療器械消毒用熱負荷等。由於醫院常年存在熱負荷的要求,鍋爐常年要運行,導致醫院每年耗油量較大,運行費用高;醫院門診樓、新建5棟病房樓,以及食堂、後勤樓、行政樓、老門診樓、宿舍等處仍廣泛使用普通熒光燈和白熾燈,並且每棟樓均配有電加熱開水器,共有32台功率均為12kW的電加熱開水器提供飲用水,開水器基本未采用節能手段,有一定的節能潛力。綜合上述醫院的情況,項目組針對該院進行了集中供熱係統節能改造、照明係統節能改造、電加熱開水器節能改造及能耗監管平台的建設等節能措施。

  (二)集中供熱係統節能改造

  1.集中供熱係統簡介

  醫院供熱係統采用2台燃油蒸汽鍋爐,單台額定蒸發量5t/h,額定蒸汽壓力1.0MPa,鍋爐房設於地麵一層單獨房間內。全院的供熱負荷由各類病房洗澡用熱負荷、衣物消毒用熱負荷、食堂用熱負荷、醫療器械消毒用熱負荷組成。其中,食堂、衣服消毒、醫療器械消毒為直接用蒸汽的形式,其餘為通過板換提供熱水。根據鍋爐操作人員介紹,2台燃油鍋爐最多運行1台,目前采用自動控製,控製參數為鍋爐出口蒸汽壓力。當蒸汽壓力超過0.85Mpa時燃油鍋爐卸載,當蒸汽壓力低於0.53Mpa時燃油鍋爐再次加載。由於醫院常年存在熱負荷的要求,鍋爐常年要運行,導致醫院每年耗油量較大,據統計2009年2台燃油鍋爐年燃油耗量為381t,2010年為401t,2011年為375t。

  

  小型燃氣鍋爐2012年3月份實際耗電量

  2.節能改造措施

  根據醫院要求,結合現有能耗數據資料及多次現場踏勘、綜合分析,本次醫院供熱水係統改造由更安全、環保、高效節能的空氣源熱泵係統代替,而醫院消毒、廚房等蒸汽較小的需求則改為小型燃氣蒸汽鍋爐和小型電加熱蒸汽發生器的方式滿足,這樣既滿足了院方正常需求,又避免了繼續使用燃油鍋爐供蒸汽嚴重浪費能耗的現象,進而有效降低能耗,減輕了能耗運行費用。

  通過對醫院各棟樓宇的熱水需求量、熱水供應時間段、屋麵承重、管網鋪設,以及每次使用時放空部分冷水對使用者造成不適而可能發生投訴等因素的綜合考慮,改造中各棟樓宇利用了原有管路,改造機組安放於具有良好通風條件的位置。本次改造中根據每棟樓宇的熱水及蒸汽需求量,供熱水係統安裝了空氣源熱泵21台,循環水泵27台;供蒸汽係統安裝了15台小型燃氣蒸汽鍋爐和3台小型電加熱蒸汽發生器。

  3.節能改造效果

  合同能源公司實施了對集中供熱係統兩台燃油鍋爐的節能改造,改造係統經過3個多月的使用,係統運行正常,節能效果明顯,並且通過能耗監管平台對改造係統空氣源熱泵、電蒸汽發生器及小型燃氣蒸汽鍋爐耗電量進行了監測。改造前燃油鍋爐年耗油量為375t,其運行費用為312.6萬元,而單月平均運行費用為26萬元。改造後2012年3月份的空氣源熱泵、電蒸汽發生器及小型燃氣蒸汽鍋爐的總耗電量為5.3萬kWh,耗氣量為1.2萬平方米,而運行費用為9.5萬元;4月份的空氣源熱泵、電蒸汽發生器及小型燃氣蒸汽鍋爐的總耗電量為3.9萬kWh,耗氣量為1.4萬平方米,而運行費用為8.9萬元;5月份的空氣源熱泵、電蒸汽發生器及小型燃氣蒸汽鍋爐的總耗電量為3.5萬kWh,耗氣量為1.2萬平方米,而運行費用為7.5萬元。依據上述數據,該改造係統預計年節省運行費用212萬左右,節省標煤180t。

  (三)照明係統節能改造

  1.照明係統簡介

  改造前,醫院門診樓、新建A、B、C、D、E病房樓,以及老門診樓等處仍均廣泛使用普通熒光燈,單管功率為36W,具體分布如表1所示。

  表1 新建樓及門診樓普通熒光燈數量統計一覽表

  

  2.節能改造措施

  隨著科技的不斷發展進步,市場上出現了各種新型的節能燈管,新型節能燈管要比傳統燈管具有更高的照度和更小的功率,針對醫院的實際情況,將原有的熒光燈T8燈管+電感式鎮流器更換成T5節能型燈管+電子鎮流器,從而達到節約能源的目的。本次節能改造共更換1311支28W的T5節能燈。

  3.節能改造效果

  項目組為了實測出新型T5節能熒光燈的節能效果,通過分項計量電表對原有36W的T8熒光燈和28W的T5熒光燈進行了48小時不間斷測試,測試結果如表2所示。

  表2 醫院改造前後照明功率實測表

  

  項目組通過對1311支新型T5節能熒光燈的節能改造,效果明顯。根據醫院照明開啟時間(醫院每天平均開啟10小時)和上述測試結果,預計年節約6.7萬kWh,節省運行費用6萬元,節標煤20t。

  4.電加熱開水器節能改造

  (1)電加熱開水器

  改造前,醫院每棟樓均配有電加熱開水器提供飲用水,共設有32台,單台功率均為12kW。電加熱開水器的具體分布情況如表3所示。

  表3 醫院電加熱開水器一覽表

  

  (2)節能改造措施

  依據醫院引用水的實際使用情況及開水器的運行能耗,本次改造將原有的12kW傳統開水器替換成為12kW即熱式節能開水器,共更換32台。本次改造中所選擇的即熱式節能開水器可24小時連續不間斷提供開水,從而解決了普通開水器一次僅接出可飲用開水約6~8瓶後,再等待7~10分鍾才能再次接出開水的問題。同時從患者及醫護人員的身體健康考慮,選用的即熱式節能開水器可杜絕陰陽水和千沸水。

  (3)節能改造效果

  項目組為了實測出即熱式開水器的節能效果,通過分項計量電表對原有的普通電加熱開水器和即熱式節能開水器進行了168小時不間斷測試,測試結果見表4。

  表4 醫院改造前後電加熱開水器運行功率實測表

  

  項目組通過對32台新型即熱式開水器的節能改造,效果明顯。根據醫院開水器的運行情況(每天平均運行10小時)及上述測試結果,預計年節約10萬kWh,節省運行費用9萬元,節標煤31t。

  5.能耗監管係統

  (1)能耗監管係統

  此次改造,為醫院建立了一套能源監管信息平台,可對建築的耗電係統、設備進行分項、分設備計量;同時對各耗電係統、設備實施在線監測、實時計量、及時匯總、分項分設備動態發布能耗信息。建立了網絡化管理係統,建立、健全了醫院的能耗數據和能耗標準,為科學管理、合理考評、提高能源使用效率、嚴格控製能源成本提供了科學依據,並且通過能耗監管平台的精細化管理手段,提高了醫院的能源管理水平。

  (2)醫院能耗監測

  醫院能耗監測按照不同的監測需求,可以監測建築總體能耗、建築的能耗模型、建築動態能耗等,分類分項監測建築的能耗,界麵采用直觀的圖形化界麵來監測能耗數據,支持逐時、逐日、逐月、逐年能耗監測頁麵之間的自由導航。支持按照區域、建築功能、分項、分類來監測建築的用能情況。

  (3)重點用能設備能耗監測

  可以監測重點用能設備的運行能耗、狀態(停止、運行、故障等),設備運行安全等,利用圖形化界麵對重點用能設備如熱泵機組、空調設備、照明、電梯等實行動態監測,掌握重點設備的用能高峰期、用能超標點、設備起停情況等。

  (4)配電係統監測

  顯示配電線路監測情況,可根據各條件,定位查看監測情況及安裝方位。係統提供配電監測模型,可以根據配電線路的實際情況組態配電監測界麵,監測各低壓配電回路三相電流,電壓,有功、無功功率、功率因數等,並且係統還可以通過組態配電監測界麵,監測配電線路的損耗,計算線損率。

  (5)節能改造效果

  當前,能耗監管係統已經投入運行,通過對醫院用能數據進行查看和分析,可以進一步開展管理節能工作。同時,結合監測數據平台,可有效提高員工的節能意識,提升醫院的用能水平,形成節能運行的長效管理機製。醫院2011年用電費用在480萬左右,根據安裝能耗監管係統後雙方約定的節能率計算,預計年節約6萬kWh,節省運行費用5.4萬元,節標煤17t。

  四、結束語

  通過合同能源管理項目的實施,使上海交通大學醫學院附屬精神衛生中心集中供熱水係統、照明係統、電加熱開水器以及能耗監管係統等,年節約總費用232.4萬元,節標煤248t,投資總費用為469萬元,投資回收期為2年左右。由此可見,合同能源管理不但符合醫療係統後勤社會化的趁勢,而且有利於深入挖掘係統的節能潛力,在享受到專業化節能服務的同時,還建立起一套完善的節能管理機製,為醫院帶來了明顯的節能效益。

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