某醫(yī)院合同能源管理節(jié)能量驗(yàn)證方法研究

0 引言

我國(guó)既有的大型公共建筑單位面積耗電量為住宅的10～20倍

，而醫(yī)院由于功能復(fù)雜、用能系統(tǒng)多且時(shí)間長(zhǎng)等，在公共建筑能耗中又處于較高位置，上海醫(yī)院?jiǎn)挝唤ㄖ娣e能耗達(dá)到了公共建筑的1.6～2.0倍

，可見醫(yī)院的建筑有較大的節(jié)能潛力，正越來越被重視。合同能源管理作為節(jié)能減排的有效市場(chǎng)機(jī)制得到了廣泛的應(yīng)用，但節(jié)能量的測(cè)量和驗(yàn)證是合同能源管理的關(guān)鍵。目前常用的節(jié)能量測(cè)量公式為：節(jié)能量=基準(zhǔn)期能耗-驗(yàn)證期能耗+調(diào)整值。但由于建筑用能系統(tǒng)的復(fù)雜性及計(jì)量表具的不完善性，使單項(xiàng)節(jié)能效果的評(píng)價(jià)無法進(jìn)行，再加上氣候條件、人員占用率、建筑功能變化等不確定因素，使調(diào)整值的確定尤為困難。

本文以上海某綜合醫(yī)院節(jié)能改造合同能源管理項(xiàng)目為典型案例，通過對(duì)改造方案的分析及《建筑改造項(xiàng)目節(jié)能量核定標(biāo)準(zhǔn)》

DG/TJ08-2244-2017關(guān)鍵參數(shù)法，找出了適用于醫(yī)院建筑綜合節(jié)能改造的節(jié)能量驗(yàn)證方法，為公共建筑節(jié)能改造合同能源管理項(xiàng)目的實(shí)施提供了參考和借鑒。

式中：Δae表示平均誤差；Δrmse表示均方根誤差；n值為樣本的個(gè)數(shù)；ti為預(yù)測(cè)數(shù)值；di為實(shí)測(cè)拱頂位移值，取n=22，幾種方法采取同樣的處理辦法，下表Elman簡(jiǎn)稱E(Elman)，有限元簡(jiǎn)稱F(FLAC3D)，小波-模糊控制Elman網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)稱W-FE(Wavelet-Fuzzy Elman)對(duì)比結(jié)果如表2所示。

2）地方省級(jí)投資主體主導(dǎo)建設(shè)跨地市的省級(jí)管網(wǎng)。浙江、江西、廣東、湖北等省級(jí)投資主體投資建設(shè)省級(jí)管網(wǎng)，有一省一網(wǎng)，也有一省多網(wǎng)，運(yùn)營(yíng)模式上有統(tǒng)購統(tǒng)銷、代輸或二者兼而有之。

1 項(xiàng)目概況及改造方案

1.1 項(xiàng)目概況

某醫(yī)院是上海一所集醫(yī)療、教學(xué)、預(yù)防為一體的三級(jí)甲等綜合性醫(yī)院，總建筑面積156 227 m

，改造涉及外科樓、內(nèi)科樓、病房大樓等建筑的空調(diào)供冷、制熱和生活熱水系統(tǒng)。

改造前，空調(diào)冷熱源來自3臺(tái)蒸汽驅(qū)動(dòng)溴化鋰機(jī)組。單臺(tái)溴化鋰機(jī)組制冷量為3 485 kW，制熱量2 919 kW，此外還配套了5臺(tái)冷凍水一次泵、6臺(tái)冷熱水二次泵、5臺(tái)冷卻水泵和10臺(tái)冷卻塔。驅(qū)動(dòng)溴化鋰機(jī)組的蒸汽、生活熱水及廚房熱水均由集中燃?xì)庹羝仩t提供。

其中indexSy(T′(y),0)是在空間Sy上線性算子T′(y)在0點(diǎn)的指標(biāo),σ是T′(y)在Sy上的大于1的特征值的代數(shù)重?cái)?shù)之和。

空調(diào)供冷系統(tǒng)改造：拆除原有溴化鋰機(jī)組，新增2臺(tái)單制冷量為1 407 kW的磁懸浮冷水機(jī)組和2臺(tái)單制冷量1 496 kW的高效變頻螺桿冷水機(jī)組，原有1臺(tái)螺桿冷水機(jī)組保留，在保證系統(tǒng)能效的同時(shí)，降低投資成本。

1.2 節(jié)能潛力分析

溴化鋰機(jī)組存在性能衰減快、真空度難以保證、溴化鋰溶液需經(jīng)常更換等問題，維護(hù)成本逐年升高。2018年9月，第三方機(jī)構(gòu)對(duì)直燃式溴化鋰機(jī)組實(shí)際供冷制熱能效進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)供冷能效僅為0.91，制熱僅0.61，有較大的節(jié)能空間。

3) 選取拉形高度、加工深度、進(jìn)刀方式作為因子，通過正交試驗(yàn)分析得出，加工深度對(duì)回彈角度的影響最大，最優(yōu)組合是A2B1C2，即采用拉形高度為20mm,加工深度為15mm,進(jìn)刀方式為交叉進(jìn)刀這3種工藝參數(shù)加工時(shí)，回彈角度最小。

——改造后生活熱水系統(tǒng)提供總熱量

所實(shí)際消耗的電量，kWh，現(xiàn)場(chǎng)電表實(shí)際計(jì)量；

式中：

1.3 綜合節(jié)能改造方案

針對(duì)空調(diào)供冷、制熱、生活熱水系統(tǒng)制定了一套綜合節(jié)能改造方案。

醫(yī)院主要能耗為電和天然氣。改造前以2018年能耗為基準(zhǔn)，總耗電量為20 541 146 kWh，耗氣量1 747 961 m

，總能耗8 187.7 tce。

高三拍《幸福來敲門》時(shí)，楊紫剛一進(jìn)組就被導(dǎo)演勒令減肥。楊紫早上喝一碗粥，中午吃個(gè)芒果，晚上不吃，靠這種“不人道”的方式，楊紫終于減了十多斤。

空調(diào)制熱系統(tǒng)改造：采用2臺(tái)額定制熱量為2 800 kW(4 t)的超低氮真空熱水機(jī)組替代溴化鋰機(jī)組，其中1臺(tái)為能效更高的冷凝真空熱水機(jī)組。

空調(diào)采暖系統(tǒng)改造后采用超低氮真空熱水機(jī)組提供，節(jié)能量驗(yàn)證的總體原則是在提供同等采暖熱量的前提下，比較改造前后空調(diào)熱源的能耗費(fèi)差值，即通過權(quán)威第三方測(cè)試改造前溴化鋰機(jī)組制熱能效，改造后安裝能量計(jì)及通過天然氣表計(jì)量改造后空調(diào)采暖系統(tǒng)供熱量及新更換真空熱水機(jī)組耗氣量，計(jì)算同等供熱量下改造前溴化鋰機(jī)組的天然氣耗量，比較改造前后能耗費(fèi)差值，即為空調(diào)采暖系統(tǒng)改造節(jié)費(fèi)，具體節(jié)能量驗(yàn)證采用如下公式計(jì)算。

2 節(jié)能量驗(yàn)證方法的確定

2.1 空調(diào)供冷系統(tǒng)節(jié)能量驗(yàn)證方法

空調(diào)供冷系統(tǒng)改造后，由磁懸浮冷水機(jī)組及變頻螺桿冷水機(jī)組供冷?？照{(diào)供冷系統(tǒng)節(jié)能量驗(yàn)證的總體原則是在提供同等冷量的前提下，比較改造前后能耗費(fèi)差值，具體為通過權(quán)威第三方測(cè)試改造前溴化鋰機(jī)組供冷系統(tǒng)能效，改造后安裝能量計(jì)及通過智能電表計(jì)量空調(diào)供冷量及冷機(jī)耗電量；計(jì)算同等供冷量下改造前溴化鋰機(jī)組的天然氣耗量，比較改造前后能耗費(fèi)差值，即為空調(diào)冷源改造節(jié)費(fèi)。具體節(jié)能量驗(yàn)證采用如下公式計(jì)算。

也許有人問，不懂“國(guó)語”的音樂家把Chopin翻譯成了“雪盆”不對(duì)，但為什么不翻譯成“肖盆”（這個(gè)不是發(fā)音和外文更接近嗎）？而作為經(jīng)典中的人物David為什么可以翻譯成“大衛(wèi)”而不是“戴維”？Peter為什么翻譯成“彼得”而不是“皮特”？這些都源于漢語的特殊之處，屬于表意文字，而且同音字較多。同音字既然多，就有選擇的余地，并且選擇不同的字可以體現(xiàn)不同的內(nèi)涵，這一點(diǎn)就不是漢語姓名翻譯成外文（純粹音譯）所能比擬的。如何選音譯的用字，這個(gè)是外文姓名漢譯的一個(gè)關(guān)鍵，它要考慮的方面非常之多，和整個(gè)的中西文化語境都有關(guān)系。

式中：

地方傳統(tǒng)媒體和新媒體的融合發(fā)展，意味著中國(guó)的草根力量和精英力量的完美結(jié)合，這種力量將會(huì)覆蓋中國(guó)幾乎全部的行業(yè)，它代表所有群體的聲音、經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，有利于引導(dǎo)中國(guó)社會(huì)輿論，扶正抑偏，可以實(shí)現(xiàn)黨十八大提出的構(gòu)建小康社會(huì)及推動(dòng)中國(guó)政治體制改革等議題，會(huì)給中國(guó)社會(huì)帶來重大的影響。[2]

E

——驗(yàn)證期內(nèi)空調(diào)供冷系統(tǒng)節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，元（RMB）；

——改造前空調(diào)供冷系統(tǒng)提供總冷量

所需消耗的燃?xì)饬?，m

；

——平均燃?xì)鈫蝺r(jià)，元/m

；

——改造后空調(diào)供冷系統(tǒng)提供總冷量

所實(shí)際消耗的電量，kWh，現(xiàn)場(chǎng)電表實(shí)際計(jì)量；

——平均電力單價(jià)，元/kWh；

——驗(yàn)證期內(nèi)空調(diào)供冷系統(tǒng)提供的總供冷量，kJ，現(xiàn)場(chǎng)能量計(jì)實(shí)際計(jì)量；

——改造前溴化鋰機(jī)組供冷系統(tǒng)平均供冷效率，由第三方機(jī)構(gòu)驗(yàn)證得到；

——燃?xì)馄骄臀话l(fā)熱量，38 044 kJ/m

。

張哲[22]等實(shí)驗(yàn)研究了空氣源熱泵機(jī)組蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)變化對(duì)其結(jié)霜特性的影響。結(jié)果表明，蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)蒸發(fā)器結(jié)霜速度具有很大的影響，管排數(shù)越多，肋片間距越小，蒸發(fā)器結(jié)霜越嚴(yán)重。

2.2 采暖系統(tǒng)節(jié)能量驗(yàn)證方法

生活熱水系統(tǒng)改造：采用9臺(tái)單制熱量為88 kW的空氣能熱泵熱水器代替集中燃?xì)庹羝仩t供應(yīng)生活熱水，同時(shí)配置儲(chǔ)熱水箱，充分利用谷電制取熱水，最大程度降低能耗費(fèi)用。

改造前冷卻塔在動(dòng)輔樓屋頂。為防止冷卻塔噪音影響周邊居民，冷卻塔四周封閉，散熱效果差，冷卻效率低，經(jīng)測(cè)試僅為57%。

E

——驗(yàn)證期內(nèi)空調(diào)采暖系統(tǒng)節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，元；

——改造前空調(diào)熱源系統(tǒng)提供總熱量

所需消耗的天然氣量，m

；

在武漢市5月上旬播種EK2S，播始?xì)v期80 d。據(jù)2017年8月中旬觀察，EK2S在正常晴好天氣下，每日 9：00—12：00 開花量占全日開花量 64.4%，花時(shí)高峰在 10：00—11：00，柱頭外露率 74.6%，其中雙邊外露率 32.6%，持續(xù)張穎時(shí)間 81.2 min，包頸粒率 15.1%。 同期抽穗的廣占 63S，每日 9：00—12：00開花量占全日開花量57.3%，花時(shí)高峰在11：00—12：00，柱頭外露率 50.4%，其中雙邊外露率 30.0%，持續(xù)張穎時(shí)間 49.2 min，包頸粒率 24.4%。

——改造后空調(diào)熱源系統(tǒng)提供總熱量

所實(shí)際消耗的天然氣量，m

，現(xiàn)場(chǎng)天然氣表實(shí)際計(jì)量；

——平均天然氣單價(jià)，元/m

；

直流磁控濺射沉積速率的大小對(duì)薄膜中晶粒尺寸及表面的粗糙度有直接影響,因而在一定程度上影響薄膜的電學(xué)性能,所以對(duì)薄膜沉積速率的研究是有必要的。利用臺(tái)階儀測(cè)量不同工藝參數(shù)下所制備的NiCr薄膜的厚度,然后除以濺射時(shí)間5 min得到相應(yīng)的沉積速率,結(jié)果如圖2所示,其中圖2(a)為薄膜沉積速率與濺射功率的關(guān)系,Ar氣壓為 3 mTorr;圖2(b)為沉積速率與Ar氣壓的關(guān)系,濺射功率為1 000 W。結(jié)果顯示,NiCr薄膜的沉積速率隨濺射功率的增大而增大,隨Ar氣壓的增大呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)。

——驗(yàn)證期內(nèi)空調(diào)熱源系統(tǒng)提供的總供熱量，kJ，現(xiàn)場(chǎng)能量計(jì)實(shí)際計(jì)量；

——改造前溴化鋰機(jī)組的平均供熱效率，由第三方機(jī)構(gòu)驗(yàn)證得到；

第二，管轄制度。管轄是指確定同級(jí)人民法院以及上下級(jí)人民法院之間受理第一審案件的分工和權(quán)限。管轄制度解決的是違法行為發(fā)生后，有起訴權(quán)的主體（原告）向何地何級(jí)法院起訴的問題。建立水資源保護(hù)公益訴訟管轄制度，首先要科學(xué)合理確定有管轄權(quán)的法院，不能出現(xiàn)同一個(gè)案件在流域不同地區(qū)法院皆有管轄權(quán)或皆無管轄權(quán)的情況；其次要便利起訴（方便當(dāng)事人起訴、應(yīng)訴），并保證案件能夠得到公正審理。

——天然氣平均低位發(fā)熱量，38 044 kJ/m

。

2.3 生活熱水系統(tǒng)節(jié)能量驗(yàn)證方法

生活熱水系統(tǒng)改造后由空氣能熱泵熱水機(jī)組供應(yīng)，節(jié)能量驗(yàn)證的總體原則是在提供同等生活熱水熱量的前提下，比較改造前后生活熱水系統(tǒng)的能耗費(fèi)差值，即通過權(quán)威第三方測(cè)試改造前蒸汽鍋爐供生活熱水能效，改造后安裝能量計(jì)及通過智能電表計(jì)量生活熱水系統(tǒng)供熱量及熱泵熱水機(jī)組耗電量，計(jì)算同等供熱量下改造前蒸汽鍋爐的天然氣耗量，比較改造前后能耗費(fèi)差值，即為生活熱水系統(tǒng)改造節(jié)費(fèi)，具體節(jié)能量驗(yàn)證采用如下公式計(jì)算。

式中：

E

——驗(yàn)證期內(nèi)生活熱水系統(tǒng)節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，元；

——改造前生活熱水系統(tǒng)提供總熱量

所需消耗的天然氣量，m

；

改造前空調(diào)水系統(tǒng)冷熱水一次泵、冷卻泵為工頻泵，二次泵雖配有變頻裝置，但實(shí)際并未變頻運(yùn)行，此外所有水泵配置功率較大，也存在一定的節(jié)能潛力。

——平均天然氣單價(jià)，元/m

；

——平均電力單價(jià)，元/kWh；

——驗(yàn)證期內(nèi)生活熱水系統(tǒng)提供的總供熱量，kJ，現(xiàn)場(chǎng)能量計(jì)實(shí)際計(jì)量；

——改造前燃?xì)庹羝仩t供生活熱水系統(tǒng)的整體供熱效率，由第三方機(jī)構(gòu)驗(yàn)證得到；

改造前生活熱水通過集中燃?xì)忮仩t提供，蒸汽輸送距離長(zhǎng)，最長(zhǎng)達(dá)400 m，不僅存在較大的輸送熱損失，且通過板式換熱器也存在一定的熱損失。

——天然氣平均低位發(fā)熱量，38 044 kJ/m

。

3 節(jié)能量方法應(yīng)用效果分析

3.1 能效數(shù)據(jù)的取值及計(jì)量表具的安裝

根據(jù)上述計(jì)算方法，由具備檢測(cè)資質(zhì)的權(quán)威第三方認(rèn)證改造前溴化鋰機(jī)組供冷系統(tǒng)效率、溴化鋰機(jī)組采暖系統(tǒng)效率及燃?xì)庹羝仩t供生活熱水系統(tǒng)效率，見表1。

1）空調(diào)供冷系統(tǒng)

在空調(diào)冷凍水總管安裝冷量計(jì)用于計(jì)量空調(diào)供冷系統(tǒng)總供冷量。改造后空調(diào)供冷系統(tǒng)安裝智能電表用于計(jì)量空調(diào)供冷系統(tǒng)實(shí)際消耗的電量。

繼承和發(fā)揚(yáng)中國(guó)傳統(tǒng)文化，培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力。日語學(xué)習(xí)要進(jìn)行雙向，甚至是多向的文化導(dǎo)入，在吸收日本先進(jìn)文化的同時(shí)，更要繼承和發(fā)揚(yáng)中國(guó)優(yōu)良的文化傳統(tǒng)。

2）采暖系統(tǒng)

在采暖熱水總管安裝熱量計(jì)用于計(jì)量采暖系統(tǒng)總供熱量，在真空熱水機(jī)組燃?xì)夤苌习惭b天然氣表用于計(jì)量改造后采暖系統(tǒng)天然氣實(shí)際消耗量。

3）生活熱水系統(tǒng)

在生活熱水總管上安裝熱量計(jì)用于計(jì)量生活熱水系統(tǒng)總供熱量，在空氣能熱泵熱水機(jī)組安裝智能電表用于計(jì)量改造后生活熱水系統(tǒng)實(shí)際消耗的電量。

3.2 實(shí)際算例

計(jì)算時(shí)電費(fèi)單價(jià)取0.7元/kWh，燃?xì)鈫蝺r(jià)取3.6元/m

，折標(biāo)煤系數(shù)參照《建筑改造項(xiàng)目節(jié)能量核定標(biāo)準(zhǔn)》DG/TJ08-2244-2017，電力折標(biāo)煤系數(shù)為0.298 kgce/kWh，天然氣折標(biāo)煤系數(shù)為1.298元/m

。

1）空調(diào)供冷系統(tǒng)節(jié)能效益計(jì)算算例

以該醫(yī)院2020年夏季某月能耗數(shù)據(jù)為例，該月空調(diào)系統(tǒng)供冷量為1 612.0 MWh，改造后空調(diào)供冷系統(tǒng)耗電量為16 762 kWh，通過上文公式計(jì)算該月空調(diào)供冷系統(tǒng)節(jié)能效益及節(jié)能量如表2。

2）采暖系統(tǒng)節(jié)能效益計(jì)算算例

以該醫(yī)院2020年冬季某月能耗數(shù)據(jù)為例，該月采暖系統(tǒng)供熱量為1 121.6 MWh，改造后真空熱水機(jī)組采暖耗燃?xì)饬繛?17 429 m

，通過上文公式計(jì)算該月采暖系統(tǒng)節(jié)能效益及節(jié)能量如表3。

3）生活熱水系統(tǒng)節(jié)能效益計(jì)算算例

以該醫(yī)院2020年某月能耗數(shù)據(jù)為例，該月生活熱水系統(tǒng)供熱量為120 MWh，改造后空氣能熱泵熱水機(jī)組耗電量為26 495 kWh，通過上文公式計(jì)算該月生活熱水系統(tǒng)節(jié)能效益及節(jié)能量如表4。

本文選取的評(píng)價(jià)對(duì)象是8m3的水壓式沼氣池，由進(jìn)料口、出料口、水壓間和發(fā)酵間組成。其構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，造價(jià)較低，是中國(guó)農(nóng)村普遍采用的一種人工制取沼氣的厭氧發(fā)酵裝置。沼氣池為紅磚混凝土結(jié)構(gòu)，建設(shè)期為3天，使用壽命為15 年。發(fā)酵原料為畜禽糞便，農(nóng)作物秸稈和人糞尿的混合原料，年產(chǎn)沼氣400m3。本研究的功能單位為400m3沼氣。

4 結(jié)論

醫(yī)院建筑功能復(fù)雜，用能系統(tǒng)多，能耗高，通過引進(jìn)專業(yè)節(jié)能服務(wù)公司合同能源管理模式進(jìn)行綜合節(jié)能改造是一種專業(yè)化節(jié)能降耗的有效市場(chǎng)機(jī)制，而節(jié)能效益分享期節(jié)能量的測(cè)量和驗(yàn)證是合同能源管理實(shí)施的關(guān)鍵。

在用能系統(tǒng)提供同等冷量/熱量的前提下，通過比較改造前后用能系統(tǒng)的能耗費(fèi)差值，進(jìn)而得到驗(yàn)證期內(nèi)的實(shí)際節(jié)能效益，很好地解決了天氣變化、人員變化、用能時(shí)間變化等對(duì)節(jié)能效益的影響，減少了合作雙方在節(jié)能效益分享期所面臨的不確定性風(fēng)險(xiǎn)，相對(duì)公平地保證了雙方利益，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

[1]江億,姜子炎,魏慶芃.大型公共建筑能源管理與節(jié)能診斷技術(shù)研究[J].建設(shè)科技,2010(11):20-23.

[2]趙麗娜,劉勇,許壯瑩.基于能耗分析的醫(yī)院節(jié)能管理與實(shí)踐[J].能源研究與管理，2021(1):132-138.

[3]上海市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)管理委員會(huì).建筑改造項(xiàng)目節(jié)能量核定標(biāo)準(zhǔn)：DG/TJ08-2244-2017[S].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2017:8-18.