在美国，许多采用集中供冷的医院，由于HVAC系统负担过重、能耗不断增加，都面临着能源开支较大，但环境空气质量却不尽如人意的双重问题。通过把“空调整体解决方案”应用于能源管理，Methodist医疗中心（MDMC）的工程师用一套全新的集中供冷设备就能够解决这些问题。集中供冷能显著降低能源开支并改善空气质量，该解决方案主要成功之处在于采用了一台2000冷吨的麦克维尔双机头离心式冷水机组，以及变频器和新的控制器。该措施将使得医院的能源消耗开支节省7%，从而在18个月内可回收投资成本。
达拉斯市Methodist医疗中心成立于1927年，拥有500个床位，每年接待患者超过160,000人次。医院已获得由关注卫生保健机构发展的联合委员会颁发的金质认证，医院将新增一栋100,000平方英尺医疗办公楼和更新现有门诊设施，该扩建项目将使医院总建筑面积达到1,000,000平方英尺。
医院正为制冷盲区寻找解决方法
医院之前使用的HVAC系统包含三台制冷量分别为1400冷吨、1100冷吨和650冷吨的离心式冷水机组。这些设备已经使用了15年，无法处理随着医院的扩张而增加的制冷负荷。医院工作人员抱怨有制冷盲区，离集中供冷站最远的区域尤其明显。此外，医院还面临着由于天然气成本以及输送和分配成本增加而导致的能源开支显著增加。
“冷水机组输出的冷量已经达到最大值”，达拉斯Methodist医疗中心的工程与安全管理助理CharlieShoup说，“今年夏天所有机组不间断满负荷运行了三个月。”我们发现集中供冷站无法制造出42°F的冷冻水，在夏季最热的几个月里，我们仅仅能够制出50°F的冷冻水。”由于水泵调校不准确，冷冻水和冷凝水的流量都超出了可接受的范围，空气处理机组无法将送风温度处理到控制湿度所需的温度，整个医院的环境舒适度因此受到影响。
尽管直接的原因似乎是冷水机组和水泵的匹配不当，但是即使修理以后也只能解决部分问题。“我们想要一个最好的、长期的解决办法，”Shoup说。
整体解决方案促成了目标的实现
Shoup及其员工与RonGreen合作，定做一套长期能效管理方案，该方案将有助于医院降低能耗和二氧化碳排放。RonGreen是达拉斯市EnergyIntegrators公司的主席和创始人。该公司是一家独立的能源顾问公司，曾经为医院做的水管理规划，已经起到了很好的效果。为了定做一套整体的能效管理方案，这家能源公司首先引导进行了一项基础的能源检查工作，查看了能源管理中的十个关键区域。接着，进行了机组检查，以查找潜在的技术改进和操作改进。查找行动进行了优先次序划分，并按照为期90天的一系列计划展开。整体解决方案给医院官员们一套综合的安排。把医院作为一个整体，此举将充分增加好处。
“人们常常把能源管理简单的理解为更换冷水机组或者升级照明系统的一种技术，”Green说。“我们的目标是建立一套设备管理的整体解决方案——也就是把操作的、技术的和环境的问题都融入设备综合管理系统中。HVAC项目是综合战略方案的关键因素，该方案旨在减少能源消耗以及医院的二氧化碳排放。”
“通过关注能源管理中的所有因素和问题，你可以避免由于对成本增加的过度反应导致典型的过山车效应。当你有了一项全面的战略效用管理方案时，一些无法控制的事情，诸如特别突出的效用成本问题或者潜在的烟尘排放税等，都不会对你带来丝毫影响，”Green说。
Shoup拿着战略效用管理方案与达拉斯市德克萨斯州空气系统公司（麦克维尔在该地区的HVAC设备代表）磋商后，确定了最佳的HVAC解决方案。“明确需要让冷冻水和冷凝水同时流回后，我们考虑通过其他方法来减少能源使用，同时继续提供所需的冷冻水温度。做到这一改进，我们不能单纯的理解为只是一件事情，还必须考虑到整个系统，”他说。“除此之外，机组制冷量还必须要有一些余量，以满足负荷增加的需要，因为医院需要24小时供冷。”
解决方案主要包括三个方面的处理方法：
（1）在冷冻水泵和冷凝水泵上安装变频器，用来调整蒸发器和麦克维尔离心式冷水机组的流量
（2）增加控制器来测量并调节一级和二级回路上的流量
（3）采用冷量为2000冷吨的麦克维尔双机头离心式冷水机组，空调机组不仅节能效果明显，而且占地小，更换机组时停工期非常短，这也为我们带来了不少好处。
卓越的部分负荷效率，带来完美体验
“麦克维尔冷水机组在满负荷的50%~75%之间运行时效率最高,这正是我们选择它的原因所在，”Shoup说。新的2000冷吨的冷水机组取代了1400冷吨和1100冷吨的冷水机组，加上原有的一台650冷吨冷水机组，新组合总冷量将达到2650冷吨。该机组被安装在之前冷量较大的机组所在的位置，并且使用R-134a制冷剂。借助Invensys®建筑自动化系统，我们能够进行更多的控制。机组通过使用LonTalk®开放标准通信协议接入Invensys系统。这样一来，我们就可以根据负荷和需求控制冷水机组的运行。
为了使能耗最低，一系列新的操作指导冷水机组的负荷和环境精确匹配，并为冷冻水和冷凝水系统提供适当的泵流量。只要有负荷需求，机组就能提供42°F的冷冻水，即使负荷更低、环境条件更差也能做到。
温湿度水平一致，保障了医务工作者和患者的身心健康。“我们采用了合适的冷水机组后，室内空气温度就有了显著改善，”Shoup说。
“最初估计的投资回报期为三年，我们认为这已经很不错了，”Shoup说。“机组更高的能效，为我们节约了大量用电，使得整个系统的投资回报期缩短为18个月。我们不仅仅取得了显著节能的效果，还使得整个医院的舒适度得到了提升。还有什么比提高舒适度更有益于人体健康呢？”Shoup说。
微信公众号
个人微信
