摘要:医院是典型的高能耗建筑,有着众多配套基础能源设备,其中又以能源中心机房能耗最为凸出,医院能源方面的支出在医院运营总支出上占据了很大比例。随着就诊人员及医护人员对医疗环境的要求日渐增长,医院用能设备持续增加,医院总耗能也在持续上涨。
医院是典型的高能耗建筑,有着众多配套基础能源设备,其中又以能源中心机房能耗最为凸出,医院能源方面的支出在医院运营总支出上占据了很大比例。随着就诊人员及医护人员对医疗环境的要求日渐增长,医院用能设备持续增加,医院总耗能也在持续上涨。
此外,许多老牌医院已运行多年,部分机电设备难免会出现老化、损坏等问题,整体的能源利用效率进一步降低,不仅浪费能源还涉及到设备安全、稳定性等风险。医院能源系统的节能减碳改造,势在必行。
近年来,国家相继出台一系列政策推动医院节能减排改造,为医院高质量发展提供政策引导与支持。同时,在医疗改革深化的背景下,节能降耗也能为医院营造一个更加安全、高效、环保的能源供应环境,直接提升医疗服务的质量与可靠性。
医疗行业基础设施如何进行节能改造?上海市公共临床卫生中心,作为一家拥有百年历史的三甲医院,这家医院不仅承载着无数患者的希望,也见证了医疗技术的飞速发展。然而,随着时间的推移,医院的设施逐渐老化,能耗问题日益突出。为了应对这一挑战,医院决定对原有机房系统进行节能改造,而这一重任落在了美的楼宇科技的肩上。
上海市公共卫生临床中心能源中心改造项目背景与痛点
上海市公共卫生临床中心是一所具百年历史的三级甲等医院,又名复旦大学附属公共卫生临床中心、复旦大学附属中山医院南院,始建于1914年,2004年作为市府“一号工程”迁址发展,医院本部位于上海市金山区,占地503亩,建筑面积115304平方米;分部位于上海市虹口区,占地45亩,建筑面积26026平方米。医院环境优美,占地面积与绿化覆盖率位居全市之首。
医院属于三级甲等医院,目前核定床位1460张;是全国传染病医师进修教育培训基地、中国疾病预防控制中心艾滋病临床进修教育基地、上海市疾病控制中心临床基地。
改造需求:
原机房系统年限较长(18年),拟对现有机房内除冷却塔外的冷机、水泵、配电柜及其他辅助设备和管道全部拆除更换,并新增高效机房楼宇控制系统,实现系统稳定、节能和运维便捷的目标。并且保证在较长过渡季节实现低冷负荷高效供给,并在冷冻水长距离条件下稳定运行。
项目难点与挑战:
1. 本项目为更新改造项目,原机房内主机、辅助设备、配电柜及所有配套管线的拆除和运输工作量大,难度高。
2. 本项目为能源站中心改造,建筑体量大,运行负荷大,系统运行可靠性要求高,对空调运行能耗电费比较敏感,经济性要求高。高效省心的机房系统解决方案将为本项目带来显著的运维体验和经济收益。
3. 本项目建筑为医疗综合体,对能源站提供的负荷要求响应迅速,持续性强,且需保证在过渡季节(3~11月)极低冷负荷下,冷冻水长输送距离(大于1km)下系统的稳定性。
4. 本项目要求实现以节能为中心的能源管理自动化,以及设备管理的自动化,实现系统运行智能化,打造无人值守机房,减少管理人员精力投入。
5. 要求制冷机房系统全年平均运行能效EER≥5.0。
美的楼宇科技赋能高效机房节能改造,树立医疗行业新标杆
针对上海市公共卫生临床中心项目需求与改造痛难点,美的楼宇科技秉承着“把复杂留给美的,让用户更简单”的理念,为上海市公共临床卫生中心精准定制了一套综合的先进高效机房解决方案。
美的楼宇科技通过自研能耗仿真模拟软件对项目进行全年能耗建模预测,通过水力计算软件对系统阻力进行仿真计算。根据科学计算结果对核心设备优化选型,管路系统阀件等阻力优化,管网水力平衡校核,精准计量,制定针对性控制策略等手段实现项目高效稳定的建设目标,树立了重点医疗领域高效能源利用及节能改造标杆。
暖通设备优化选型
项目选用美的变频直驱和磁悬浮机组组合的形式,CCWG800EVD、CCWG450EV磁悬浮变频离心机各一台搭配三台CCWF800EV变频直驱离心机。采用全降膜蒸发器,节约冷媒,提升换热效率。磁悬浮冷水机组,IPLV值高达9.8,超国家一级能效,可大大提高部分负荷时段能效,降低运行能耗。
针对院区负荷变化较大的特点,结合全年能耗模拟软件分析项目出现最多负荷频率下对应运行工况,这一设备组合形式几乎完美应对全阶段负荷的变化场景,确保在后续使用中持续提供高效低耗的运行策略。
系统温差及阻力优化、管网水力平衡优化
系统输配方面,采用大温差机组,能源中心冷冻机房中(不含末端)冷水机组约占年能耗的70%,输送系统循环水泵约占25%,冷却塔约占3%。 经过大温差小流量系统设计,可大大降低输送系统能耗。
冷却侧,水泵选用六台,与冷却塔出水温度连锁,采用美的M-BMS变频自动控制技术,统筹调配冷却侧冷塔、水泵与主机协同运行节能策略,同时兼顾最大限度的利用冷却塔的自热散热面积,减少冷却塔开机时间,降低运行噪音。
能源中心高效控制系统,自动寻优实时监测
项目采用美的强弱电一体柜与自研KONG-DDC控制器。本次项目设计共有14套强弱电一体柜,外门均配置有变频器面板、指示灯、按钮及智能电表。强弱电一体柜通过强电与弱电的集成设计,减少电气元件及外部接线,减少占地面积与施工周期。
美的自研KONG-DDC,除基础功能外,还通过了抗电磁干扰认证,并内置节能算法。通过节能算法实时计算实现系统自动寻优,实现机房能效实时监测、系统自动运行,实现机房全年高能效达成。
KONG-NZ零境机房群控及能效监管平台,高度集成效率优化
本项目配置了三合一功能的KONG-NZ零境系统,融合EMS能源管理平台+BMS楼宇管理系统+CPM能源站能效控制系统于一体,真正实现了“监管控”闭环。该系统零代码,极易上手,采用拖拉拽方式即可生成拓扑图、web页面,快速实现图形化页面展示。同时拥有灵活的绑定策略,支持展示实时、多维度数据。此外,该系统有用丰富的SVG、PNG图元库、模块化组件库,能大幅提升开发效率,节省90%的系统定制化开发时间。
通过系统集成可视化,三合一的NZ零境系统在运维管理中实现对的“监管控”高度集成化的监管控制操作,实现了优化控制,提高设施效率的效果,带来更加节能、稳定、便捷、高效的管理。
Smart Control楼控AI智能解决方案,设施效率大幅提升
本次项目美的楼宇科技还应用了Smart Control楼控AI智能解决方案。基于Al的建模技术,建立高精度的空调系统模型,借助模型仿真、全局优化、健康诊断三大核心能力,精准预测系统在不同天气、负荷、控制策略组合下的能耗与能效,实现预测误差3%以内。
基于系统模型仿真,Smart Control人工智能控制技术实时搜索全局最优的策略参数组合,对系统运行进行分钟级的实时优化调节,以逼近系统理论节能极限。
此外,除了上述方案亮点,院区电网方面,机组因采用变频启动技术,启动电流小,避免了对院区电力系统的冲击,保障安静的运维环境。
改造成效
价值一:高效节能
改造后,预计机房综合节能率达43.3%,每年节省电量177.5万kWh;降低碳排放,减少二氧化碳排放1394吨(相当于7-9万棵树每年的二氧化碳吸收量),高效机房的改造为医院营造更加环保的能源供应环境。
价值二:自动控制+能效可视化
常规的机房,只能看到用电量,对于机房的能效水平是看不到的,改造后高效机房能实现能效实时在线显示机房能效。高效机房能最大程度的实现自动寻优运行,且能不断迭代优化,减少人为因素对系统的影响,管理便捷更省心。
价值三:省心建设+能效责任制
美的楼宇科技提供改造全过程服务、设备调适及低碳高效管理,应用装配式高效制冷机房解决方案与基于AI的制冷机房高效辅助运维技术,能源机房运维管理提效50%以上。且高效机房EPC提供能效承诺,节能成果有保证。
写在最后
加快医疗行业基础设施的节能改造,对提升提高医疗服务质量与可靠性和提升医院品牌形象具有重要意义。美的楼宇科技助力上海市公共卫生临床中心能源机房改造,不仅标志着美的在重点医疗行业领域的深度渗透和技术革新,更重要的是为中国乃至全球的医疗设施改造升级提供了范例。
高效机房的建立不仅提高了能源使用效率,减少了能源消耗,还进一步提升了医院运营的经济性和环境友好性,对于推动整个医疗行业向绿色、可持续发展方向转型具有不可估量的价值。该项目的成功落地,将大大加速医疗行业高效能源管理和节能减排技术的应用。
来源:智次方