1.研究背景
近年來，隨著我國經濟的不斷發展，能源問題已經成為制約我國經濟社會發展的重要因素，黨中央與國務院多次提出節要大力節約、集約利用資源，推動資源利用方式根本轉變，加強全過程節約管理。節能減排已經上升為國家戰略高度。減少溫室氣體排放、積極應對氣候變化，已成為全球共識。2020年9月在第75屆聯合國大會上，中國向全球宣誓，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。這一宣誓意味著中國應對氣候變化工作進入一個新的階段，也使碳排放權交易作為一種低成本減排工具促進碳減排、助力碳中和的價值得到凸顯，加速推進了全國統一碳市場建設進程。
與此同時，醫改政策促使著醫院必須提高在醫療系統的競爭力而其有效手段便是節能減排、提高效率、降低成本。醫院作為較大的公共機構其能源消耗在所有公益性服務行業中可謂非常之大，醫院要追求長遠的、可持續的發展必須采取有效的措施控制能耗，在緩解經營壓力的同時也理應承擔起公益性事業單位在建設節約型社會中的表率作用與社會責任。
節能減排是國家統籌經濟發展和保護環境做出的重要部署，是貫徹科學發展觀實現可持續發展、構造資源節約型和環境友好型社會的必然選擇。醫院建筑的節能化運行能直接減少醫院運行成本，降低后勤運行開支，能充分體現出醫院后勤與建設的管理水平和綜合實力，是現代化醫院后勤管理工作的重點和亮點，醫院節能有利于國家、社會、單位和醫院后勤管理集體。
2.項目概況
合肥市第二人民醫院廣德路院區位于安徽省合肥市瑤海區，始建于2010年，2012年1月正式投入使用，占地面積13.9萬平方米，建筑面積158632平方米。醫院中央空調冷源為離心冷水機組，熱源為燃氣鍋爐熱水（能源種類為天然氣），空調末端為風機盤管+新風，中央空調年均能耗約占醫院總能耗的40%，是醫院耗能最大的系統。
合肥市第二人民醫院廣德路院區中央空調系統包括1臺266KW冷水機組、3臺484KW冷水機組；4臺75kW冷凍水泵、2臺55kW冷凍水泵；4臺90kW冷卻水泵、2臺45kW冷卻水泵；14臺5.5kW冷卻塔風機。采暖采用3臺天然氣鍋爐；3臺45kW熱水泵；中央空調平均年能耗約占醫院總能耗的40%。
3.合肥市第二人民醫院廣德路院區中央空調現狀特點與分析
3.1、缺少能耗檢測裝置
中央空調系統循環水泵、冷水機組、冷卻塔、熱水泵等設備均無單獨計量系統。中央空調系統在醫院中的總能耗費用中無準確數值，對醫院成本控制帶來不便。
3.2、區域能量失衡
醫院空調系統分3個負荷區域（外科樓住院部及裙樓、 內科樓住院部及裙樓、門診醫技樓）均沒有設置流量調節裝置，因季節性差異和區域功能性差異，各區域管路的水力不平衡和負荷變化不一致，會造成區域之間的冷熱量不平衡，末端的供冷（熱）量會出現大于實際所需要的冷（熱）量，從而引起冷（熱）量和主機能耗的浪費。
圖1：原現場功能區域
3.3、缺少能源管理控制中心
整個冷熱源系統沒有完全實施科學的能源智能化管控平臺，控制人員依靠經驗對空調機房的設備進行啟停加減機控制，分別單獨控制，未考慮空調系統整體性能，無法根據末端負荷量的大小進行自適應協調控制。
3.4、中央空調系統整體處于低效運行區
① 中央空調冷凍水系統、冷卻水系統均未實現合理變流量控制；
② 冷卻塔數量及冷卻水流量等未實現節能控制；
③ 供熱系統未實現最佳節能狀態，熱水泵不能實現區域平衡下的變流量控制，板換一次側和二次側（熱源測和負荷側）之間的能量不平衡等。
4.醫院引入中央空調節能控制系統
醫院引入浙江大沖能源科技有限公司中央空調節能控制系統，用智能化控制系統代替人工經驗完成空調參數控制及管理，更精細化的管理，一個由計算機來實現的智能化、智慧化的“機器人管家”的控制系統顯得尤為重要。
5.中央空調系統技改方案
針對中央空調系統存在的問題，技改方案采用了中央空調整體COP尋優的全新控制理念，從中央空調的整體能量供需平衡出發，尋求主機、水泵、冷卻塔、相關冷熱量調節裝置的整體協調控制，科學的實現了變負荷情況下中央空調系統的整體控制、高效運行，達到理想的節能效果，具體地：
（1）動態冷量平衡控制策略設計
在醫院每個冷凍水輸送區域相關管路加裝相應的冷量監測傳感器及冷熱量平衡調節裝置，同時加裝冷熱量平衡控制柜，實現每個區域的冷熱量供需平衡分配。
（2）負荷動態模糊預測控制策略設計
在醫院中央空調冷凍水系統的節能控制中采用先進的冷凍水負荷動態模糊預測技術，建立數據庫及智能控制規則庫，動態精確的預測未來負荷，準確的控制輸出冷量，使系統輸出冷量和末端負荷相平衡，解決了冷凍水系統大時滯和大惰性的控制滯后問題。
（3）泵組優選組合模型控制策略設計
在醫院多臺冷凍、冷卻及采暖水泵并聯運行中，泵組優選組合控制是以控制系統實時監測的負荷所需的水流量為控制目標，并根據水泵的效率特性建立智能數學模型推算出滿足該流量及壓力等條件下所需運行的水泵臺數及輸出流量，使泵組消耗的功率達到最低。
（4）基于制冷主機高能效的群控節能策略設計
通過計算負荷對機組的運行效率進行判斷，利用智能數學模型精確計算最佳加減機點,確保制冷主機在任何負荷條件下，都有一個優化的運行環境，始終處于最佳運行工況，從而保持效率（COP）最高、能耗最低。
（5）冷凍（熱）水供水溫度濕球溫度補償控制策略
監測外界濕球溫度情況計算顯冷及潛冷需求，通過體感溫度及外界濕球變化利用模型設置控制冷機及熱源參數輸出達到節能的目的。
（6）基于提高空調整體能效的冷卻水變流量模糊控制設計
采用了冷卻水最佳溫度的模糊控制策略，對系統整體COP進行實時監測，并通過歷史數據庫以及規則庫自動尋求某一負荷、某一環境濕球溫度下最佳空調工況時所對應的冷卻水回水溫度作為控制目標，通過變流量控制達到冷卻水系統節能的效果。
6.合肥市第二人民醫院廣德路院區節能項目的數據分析
★ 項目經濟效益分析
通過DCU SCADA800中央空調能源管理控制系統節能優化與自動化管理控制，在原有空調設備的基礎上，建立空調節能優化管理控制體系，實現對中央空調系統的節能優化控制及能效管理，解決空調系統小負荷供冷（暖）的運行節能優化和中央空調系統常規使用中的能源浪費現象以及各負荷區域能量平衡控制,根據節能技改前后運行數據分析：通過技改，該中央空調系統采暖季綜合節能率為27.98%，制冷季綜合節能率為22.5%；優化了運行方式，提升能源利用效率，降低了運行成本；為本地區中央空調系統節能技改提供了經驗。
★ 項目社會效益分析
每發1度電，按照中國政府與世界銀行和全球環境基金（GEF）規定的統一的折標準煤系數 0.36 tce/MWh 計算，每節約1度電，相應節約了0.32千克標準煤，每節約1立方天然氣，相應節約了1.2143千克標準煤，每1千克標準煤同時減少污染排放2.4925千克二氧化碳(CO2)、0.68千克碳粉塵、0.75千克二氧化硫(SO2)。合肥市第二人民醫院廣德路院區中央空調節能改造后, 每年可以節省304噸標煤，減少757噸二氧化碳(CO2)、206噸碳粉塵、228噸二氧化硫(SO2)，11.4噸氮氧化物(NOX)的排放；為節能減排做出卓越貢獻。
7.總結
綜上所述，中央空調在本次節能改造后，收到了良好的節能效益和經濟效益。目前控制系統運行穩定、可靠，并且為中央空調系統的操作、管理人員的提供了便利、完善的運行管理平臺，大大降低了工作難度。醫院擬通過此次的改造，不僅可以實現能耗的大幅度下降以及管理水平的提升，同時可以實現醫院在“節能示范醫院”、“綠色醫院”的建設中奠定重大基礎。
大沖能源作為一家基于工業4.0脈網，集云時代大數據、物聯網、移動互聯、智慧樓宇的智能機器人管理系統企業，一直致力于以創新科技驅動公共建筑中央空調的節能改造服務，積極助力實現凈零碳排放，時刻為國家可持續發展傾注全力。
疫后，為助力國家公共衛生環境安全建設，大沖能源更加注重凈化新風系統、空調送回風系統、排風系統組成的凈化空調通風系統的多模式智慧化控制，不僅確保疫情期間隔離病房的有效“隔離”還滿足了室內溫濕度等凈化空調要求，還可保證平時空調運行過程的舒適度控制及高效節能效果。
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