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承壓式空氣源熱泵熱水工程案例賞析：浙江省某醫(yī)院熱水系統(tǒng)改造5年節(jié)省220萬元
前言：面對日益嚴(yán)峻的大氣環(huán)境形勢，國家加大了對燃煤鍋爐的整治力度，越來越多的客戶開始注重清潔可再生能源;近年來，由于空氣源熱泵獨特的節(jié)能減排優(yōu)勢，越來越引起廣泛關(guān)注。尤其是在浙江省出臺一系列政策，并將空氣源熱泵納入到可再生能源范疇，鼓勵推廣該方式應(yīng)用。
綜合考慮采用承壓式空氣源熱泵熱水系統(tǒng)
5年節(jié)省運行費用220萬元
承壓式熱泵熱水系統(tǒng)在浙江某人民醫(yī)院的成功應(yīng)用項目，該三級綜合醫(yī)院，占地116畝，總建筑面積約10.2萬平方米，設(shè)計床位800張，分東西區(qū)兩個園區(qū)
據(jù)了解，該醫(yī)院原先采用市政蒸汽供應(yīng)熱水，但由于醫(yī)療建筑功能區(qū)域多且劃分較為嚴(yán)格，各區(qū)域間為了控制疾病，防止疾病傳播和擴散，有一定的防護距離。因此醫(yī)院的供熱管道較為分散，管線較長，供熱系統(tǒng)內(nèi)的汽/水驅(qū)動耗能較大，導(dǎo)致熱水系統(tǒng)的整體能耗非常高。
根據(jù)該人民醫(yī)院要求，分別對食堂、職工宿舍及傳染病房樓設(shè)置獨立的點對點的空氣源熱泵熱水系統(tǒng)，不改變原先的閉式供水系統(tǒng)形式，改造后的系統(tǒng)需完全滿足日常熱水需求，并留有設(shè)計余量。由于空氣源熱泵所具備的優(yōu)勢和特性正好可滿足該要求，該人民醫(yī)院最終決定通過“節(jié)能效益分享型合同能源管理的模式”，對部分功能區(qū)(食堂、職工宿舍及傳染病房樓)實施了熱水系統(tǒng)改造，并選用了“5套10匹承壓式熱泵熱水系統(tǒng)”，分別供應(yīng)醫(yī)院食堂、職工宿舍及傳染病房樓熱水，并簽訂了為期5年的節(jié)能效益分享型能源管理合同。
食堂：2臺10匹承壓式熱泵主機+2臺12kW
加熱水箱+10個455L閉式儲熱水箱
安裝于樓頂
職工宿舍：2臺10匹承壓式熱泵主機+2臺12kW
加熱水箱+15個455L閉式儲熱水箱
主機安裝在室外，水箱安裝在室內(nèi)
傳染病房樓：1臺10匹承壓式熱泵主機+1臺12kW
加熱水箱+3個455L閉式儲熱水箱
主機安裝在室外，水箱安裝在室內(nèi)
據(jù)悉，在合同期內(nèi)，能源管理承包方承擔(dān)整個項目的改造資金，包括承壓式熱泵設(shè)備、安裝調(diào)試及維修保養(yǎng)等，僅從節(jié)省下來的運行費用中按照比例收回投資成本和利潤。在合同期滿后，整個承壓式熱泵系統(tǒng)及后續(xù)節(jié)能效益全部歸醫(yī)院所有。經(jīng)測算，預(yù)計3年內(nèi)收回成本，5年內(nèi)可幫醫(yī)院節(jié)約運行費用超過220萬元。
同時，該項目于2016年12月正式啟動，項目施工從2017年1月中旬開始，中間跨度2017年春節(jié)，2017年2月中旬施工完成。完成后即切換到了新系統(tǒng)運行，期間試運行和調(diào)試周期約2周，于2017年3月正式投入運行，且運行穩(wěn)定。據(jù)參與項目的相關(guān)負責(zé)人介紹，自采用承壓式熱泵系統(tǒng)以來，為醫(yī)院解決了不少疑難問題，獲得了院方高度認可。
員工宿舍配置
傳染病房樓配置
創(chuàng)新直熱承壓熱泵技術(shù)
節(jié)能效益57.4萬元/年
據(jù)項目負責(zé)人介紹，改造后這款承壓式熱泵熱水系統(tǒng)，熱泵主機額定COP能夠達到4.59，處于行業(yè)領(lǐng)先水平。它還采用創(chuàng)新直熱承壓技術(shù)，熱泵主機以大溫差的方式進行加熱，實際運行效率更高，解決了傳統(tǒng)熱泵在實際運行過程中，長期處于中高溫加熱狀態(tài)，進而導(dǎo)致實際運行效率大幅衰減的技術(shù)難題，非常節(jié)能。
更為重要的是，在系統(tǒng)層面有著更為突出的節(jié)能效果：整個系統(tǒng)采用模塊化承壓水箱，憑借閉式系統(tǒng)熱水利用率高，隨用隨補等特點，系統(tǒng)熱水儲量僅為傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)的1/3左右，原廠生產(chǎn)的水箱保溫性能也遠優(yōu)于普通開式水箱，因而系統(tǒng)散熱損失大大降低;承壓水箱在供水時也無需對熱水進行增壓，系統(tǒng)中水泵的電耗也大大減少。系統(tǒng)綜合能耗較傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)可以降低30%，每年可以節(jié)省一筆可觀的運行費用。
結(jié)合“中國質(zhì)量認證中心”出具的《XXXX人民醫(yī)院東區(qū)蒸汽系統(tǒng)改造項目節(jié)能量審核報告》，按用能單位提供的項目改造前后設(shè)備能耗及雙方確認的能源價格，項目實施前年耗蒸汽量為3633.59t，折合325.74噸標(biāo)準(zhǔn)煤;項目實施后年節(jié)能量為278噸標(biāo)準(zhǔn)煤，年節(jié)能效益為57.4萬元。
模塊化承壓式系統(tǒng)效果顯著
獲院方高度認可
由于患者一般體質(zhì)比較弱，忽冷忽熱的熱水不利于病患者的康復(fù)，所以該醫(yī)院對熱水舒適度的要求是非常高的。承壓式熱泵熱水系統(tǒng)就能很好地滿足，它可以實現(xiàn)終端冷熱水壓力同源，無論用水量如何變化，冷熱水壓力始終保持平衡;加上模塊化承壓水箱可以讓熱水分倉儲存，避免水箱內(nèi)部冷熱水混合，做到全天候恒溫恒壓供熱水，從源頭徹底解決傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)普遍存在的熱水“忽冷忽熱”的問題。
同時，該醫(yī)院非常注重醫(yī)療衛(wèi)生，保障醫(yī)院的衛(wèi)生用水不可或缺，不管是感染樓的淋浴熱水，還是用在食堂的食物原料清洗或是餐具的洗滌，都要注意生活熱水的衛(wèi)生供應(yīng)，以免影響患者及醫(yī)務(wù)人員的健康。但由于傳統(tǒng)熱泵配備的開式水箱會與大氣連通，水箱內(nèi)的水溫長期維持在40~50℃，特別容易滋生細菌和微生物，影響水質(zhì)衛(wèi)生，大噸位的開式水箱清潔起來也是費時費力費錢。相比之下，采用的模塊化承壓水箱，與大氣隔絕，還可以利用系統(tǒng)集成一鍵高溫殺菌功能，定期把水溫提升到60℃以上，殺滅水中的軍團菌，閉式水箱也設(shè)有排污閥，便于清潔排污。
據(jù)該醫(yī)院相關(guān)人員介紹，“通過合同能源管理，以精細型的節(jié)能運營管理模式，并施以有效解決方案，最大限度地的節(jié)約了資源。在實施合同能源管理項目過程當(dāng)中，我們醫(yī)院零投入、零風(fēng)險，全部由能源管理承包方進行項目整體運作，除了享受這個項目帶來的最新舒適熱水科技，及可觀的節(jié)能收益之外，還能節(jié)省設(shè)備管理。這種模式，不但避免了我們醫(yī)院自主進行節(jié)能改造和管理帶來的繁冗工作，還可降低醫(yī)院的運營成本，同時醫(yī)院也能享受到專業(yè)化的能源管理服務(wù)，進而可集中精力建設(shè)好醫(yī)療服務(wù)，提升醫(yī)院的整體服務(wù)能力。這個項目為我院成為醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)節(jié)能減排的先行者奠定了基礎(chǔ)。”
四大創(chuàng)新亮點
彰顯承壓式熱泵技術(shù)優(yōu)勢
1，創(chuàng)新直熱承壓式熱泵技術(shù)，高效換熱，COP高達4.59
承壓式熱泵熱水機組利用逆卡諾循環(huán)原理，通過采用大溫差換熱，充分利用空氣中的大量熱量，提供數(shù)倍于所消耗電能的熱量，COP最高達4.59，與傳統(tǒng)熱泵相比，運行費用更低。
2，模塊化承壓系統(tǒng)，大幅降低系統(tǒng)損耗
模塊化承壓熱泵系統(tǒng)與普通開式熱泵系統(tǒng)相比，在系統(tǒng)輸送環(huán)節(jié)，還可極大程度地降低系統(tǒng)中水箱散熱損失、水泵的動力電能消耗等，從而大幅節(jié)省運營成本。
3，模塊化承壓系統(tǒng)，恒溫恒壓，供水穩(wěn)定舒適
非承壓系統(tǒng)，熱水由增壓泵提供壓力，冷水由市政管網(wǎng)提供壓力，冷、熱水壓力不同源無法保持平衡，并且開式水箱頂部補水，易造成水箱內(nèi)冷熱水混合，末端用水忽冷忽熱。
4，卓越系統(tǒng)集成力，高度可靠
由于空氣能熱泵有著很好的發(fā)展前景，短短幾年時間，市場上涌現(xiàn)了大量的熱泵產(chǎn)品制造商，產(chǎn)品品質(zhì)良莠不齊不說，多數(shù)企業(yè)還只能供應(yīng)熱泵主機，水箱、電磁閥、電加熱系統(tǒng)等還需依賴相應(yīng)的配套廠家，系統(tǒng)集成性差，對后期系統(tǒng)的安裝也增加了很大難度，行業(yè)也因此一直存在“三分靠產(chǎn)品、七分靠安裝”的說法。
但商用承壓式熱泵熱水系統(tǒng)集成度高，不僅提供原廠品質(zhì)，后期安裝也更便捷，系統(tǒng)就位后僅需接通水、電，無需現(xiàn)場充注制冷劑與焊接，區(qū)別于傳統(tǒng)熱泵不可控的系統(tǒng)安裝施工質(zhì)量，該系統(tǒng)卓越的系統(tǒng)集成能力，使系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性相當(dāng)高。
綜上所有優(yōu)勢，商用承壓式熱泵系統(tǒng)，憑借解決傳統(tǒng)開式熱泵系統(tǒng)“冬季忽冷忽熱、故障率高”的難題，被行業(yè)認為是新一代節(jié)能舒適熱水的最佳解決方案。