某医院合同能源管理节能量验证方法研究

0 引言

我国既有的大型公共建筑单位面积耗电量为住宅的10～20倍

，而医院由于功能复杂、用能系统多且时间长等，在公共建筑能耗中又处于较高位置，上海医院单位建筑面积能耗达到了公共建筑的1.6～2.0倍

，可见医院的建筑有较大的节能潜力，正越来越被重视。合同能源管理作为节能减排的有效市场机制得到了广泛的应用，但节能量的测量和验证是合同能源管理的关键。目前常用的节能量测量公式为：节能量=基准期能耗-验证期能耗+调整值。但由于建筑用能系统的复杂性及计量表具的不完善性，使单项节能效果的评价无法进行，再加上气候条件、人员占用率、建筑功能变化等不确定因素，使调整值的确定尤为困难。

本文以上海某综合医院节能改造合同能源管理项目为典型案例，通过对改造方案的分析及《建筑改造项目节能量核定标准》

DG/TJ08-2244-2017关键参数法，找出了适用于医院建筑综合节能改造的节能量验证方法，为公共建筑节能改造合同能源管理项目的实施提供了参考和借鉴。

式中：Δae表示平均误差；Δrmse表示均方根误差；n值为样本的个数；ti为预测数值；di为实测拱顶位移值，取n=22，几种方法采取同样的处理办法，下表Elman简称E(Elman)，有限元简称F(FLAC3D)，小波-模糊控制Elman网络简称W-FE(Wavelet-Fuzzy Elman)对比结果如表2所示。

2）地方省级投资主体主导建设跨地市的省级管网。浙江、江西、广东、湖北等省级投资主体投资建设省级管网，有一省一网，也有一省多网，运营模式上有统购统销、代输或二者兼而有之。

1 项目概况及改造方案

1.1 项目概况

某医院是上海一所集医疗、教学、预防为一体的三级甲等综合性医院，总建筑面积156 227 m

，改造涉及外科楼、内科楼、病房大楼等建筑的空调供冷、制热和生活热水系统。

改造前，空调冷热源来自3台蒸汽驱动溴化锂机组。单台溴化锂机组制冷量为3 485 kW，制热量2 919 kW，此外还配套了5台冷冻水一次泵、6台冷热水二次泵、5台冷却水泵和10台冷却塔。驱动溴化锂机组的蒸汽、生活热水及厨房热水均由集中燃气蒸汽锅炉提供。

其中indexSy(T′(y),0)是在空间Sy上线性算子T′(y)在0点的指标,σ是T′(y)在Sy上的大于1的特征值的代数重数之和。

空调供冷系统改造：拆除原有溴化锂机组，新增2台单制冷量为1 407 kW的磁悬浮冷水机组和2台单制冷量1 496 kW的高效变频螺杆冷水机组，原有1台螺杆冷水机组保留，在保证系统能效的同时，降低投资成本。

1.2 节能潜力分析

溴化锂机组存在性能衰减快、真空度难以保证、溴化锂溶液需经常更换等问题，维护成本逐年升高。2018年9月，第三方机构对直燃式溴化锂机组实际供冷制热能效进行了测试，发现供冷能效仅为0.91，制热仅0.61，有较大的节能空间。

3) 选取拉形高度、加工深度、进刀方式作为因子，通过正交试验分析得出，加工深度对回弹角度的影响最大，最优组合是A2B1C2，即采用拉形高度为20mm,加工深度为15mm,进刀方式为交叉进刀这3种工艺参数加工时，回弹角度最小。

——改造后生活热水系统提供总热量

所实际消耗的电量，kWh，现场电表实际计量；

式中：

1.3 综合节能改造方案

针对空调供冷、制热、生活热水系统制定了一套综合节能改造方案。

医院主要能耗为电和天然气。改造前以2018年能耗为基准，总耗电量为20 541 146 kWh，耗气量1 747 961 m

，总能耗8 187.7 tce。

高三拍《幸福来敲门》时，杨紫刚一进组就被导演勒令减肥。杨紫早上喝一碗粥，中午吃个芒果，晚上不吃，靠这种“不人道”的方式，杨紫终于减了十多斤。

空调制热系统改造：采用2台额定制热量为2 800 kW(4 t)的超低氮真空热水机组替代溴化锂机组，其中1台为能效更高的冷凝真空热水机组。

空调采暖系统改造后采用超低氮真空热水机组提供，节能量验证的总体原则是在提供同等采暖热量的前提下，比较改造前后空调热源的能耗费差值，即通过权威第三方测试改造前溴化锂机组制热能效，改造后安装能量计及通过天然气表计量改造后空调采暖系统供热量及新更换真空热水机组耗气量，计算同等供热量下改造前溴化锂机组的天然气耗量，比较改造前后能耗费差值，即为空调采暖系统改造节费，具体节能量验证采用如下公式计算。

2 节能量验证方法的确定

2.1 空调供冷系统节能量验证方法

空调供冷系统改造后，由磁悬浮冷水机组及变频螺杆冷水机组供冷。空调供冷系统节能量验证的总体原则是在提供同等冷量的前提下，比较改造前后能耗费差值，具体为通过权威第三方测试改造前溴化锂机组供冷系统能效，改造后安装能量计及通过智能电表计量空调供冷量及冷机耗电量；计算同等供冷量下改造前溴化锂机组的天然气耗量，比较改造前后能耗费差值，即为空调冷源改造节费。具体节能量验证采用如下公式计算。

也许有人问，不懂“国语”的音乐家把Chopin翻译成了“雪盆”不对，但为什么不翻译成“肖盆”（这个不是发音和外文更接近吗）？而作为经典中的人物David为什么可以翻译成“大卫”而不是“戴维”？Peter为什么翻译成“彼得”而不是“皮特”？这些都源于汉语的特殊之处，属于表意文字，而且同音字较多。同音字既然多，就有选择的余地，并且选择不同的字可以体现不同的内涵，这一点就不是汉语姓名翻译成外文（纯粹音译）所能比拟的。如何选音译的用字，这个是外文姓名汉译的一个关键，它要考虑的方面非常之多，和整个的中西文化语境都有关系。

式中：

地方传统媒体和新媒体的融合发展，意味着中国的草根力量和精英力量的完美结合，这种力量将会覆盖中国几乎全部的行业，它代表所有群体的声音、经验和知识，有利于引导中国社会舆论，扶正抑偏，可以实现党十八大提出的构建小康社会及推动中国政治体制改革等议题，会给中国社会带来重大的影响。[2]

E

——验证期内空调供冷系统节省运行费用，元（RMB）；

——改造前空调供冷系统提供总冷量

所需消耗的燃气量，m

；

——平均燃气单价，元/m

；

——改造后空调供冷系统提供总冷量

所实际消耗的电量，kWh，现场电表实际计量；

——平均电力单价，元/kWh；

——验证期内空调供冷系统提供的总供冷量，kJ，现场能量计实际计量；

——改造前溴化锂机组供冷系统平均供冷效率，由第三方机构验证得到；

——燃气平均低位发热量，38 044 kJ/m

。

张哲[22]等实验研究了空气源热泵机组蒸发器结构变化对其结霜特性的影响。结果表明，蒸发器结构参数对蒸发器结霜速度具有很大的影响，管排数越多，肋片间距越小，蒸发器结霜越严重。

2.2 采暖系统节能量验证方法

生活热水系统改造：采用9台单制热量为88 kW的空气能热泵热水器代替集中燃气蒸汽锅炉供应生活热水，同时配置储热水箱，充分利用谷电制取热水，最大程度降低能耗费用。

改造前冷却塔在动辅楼屋顶。为防止冷却塔噪音影响周边居民，冷却塔四周封闭，散热效果差，冷却效率低，经测试仅为57%。

E

——验证期内空调采暖系统节省运行费用，元；

——改造前空调热源系统提供总热量

所需消耗的天然气量，m

；

在武汉市5月上旬播种EK2S，播始历期80 d。据2017年8月中旬观察，EK2S在正常晴好天气下，每日 9：00—12：00 开花量占全日开花量 64.4%，花时高峰在 10：00—11：00，柱头外露率 74.6%，其中双边外露率 32.6%，持续张颖时间 81.2 min，包颈粒率 15.1%。 同期抽穗的广占 63S，每日 9：00—12：00开花量占全日开花量57.3%，花时高峰在11：00—12：00，柱头外露率 50.4%，其中双边外露率 30.0%，持续张颖时间 49.2 min，包颈粒率 24.4%。

——改造后空调热源系统提供总热量

所实际消耗的天然气量，m

，现场天然气表实际计量；

——平均天然气单价，元/m

；

直流磁控溅射沉积速率的大小对薄膜中晶粒尺寸及表面的粗糙度有直接影响,因而在一定程度上影响薄膜的电学性能,所以对薄膜沉积速率的研究是有必要的。利用台阶仪测量不同工艺参数下所制备的NiCr薄膜的厚度,然后除以溅射时间5 min得到相应的沉积速率,结果如图2所示,其中图2(a)为薄膜沉积速率与溅射功率的关系,Ar气压为 3 mTorr;图2(b)为沉积速率与Ar气压的关系,溅射功率为1 000 W。结果显示,NiCr薄膜的沉积速率随溅射功率的增大而增大,随Ar气压的增大呈现出先增大后减小的趋势。

——验证期内空调热源系统提供的总供热量，kJ，现场能量计实际计量；

——改造前溴化锂机组的平均供热效率，由第三方机构验证得到；

第二，管辖制度。管辖是指确定同级人民法院以及上下级人民法院之间受理第一审案件的分工和权限。管辖制度解决的是违法行为发生后，有起诉权的主体（原告）向何地何级法院起诉的问题。建立水资源保护公益诉讼管辖制度，首先要科学合理确定有管辖权的法院，不能出现同一个案件在流域不同地区法院皆有管辖权或皆无管辖权的情况；其次要便利起诉（方便当事人起诉、应诉），并保证案件能够得到公正审理。

——天然气平均低位发热量，38 044 kJ/m

。

2.3 生活热水系统节能量验证方法

生活热水系统改造后由空气能热泵热水机组供应，节能量验证的总体原则是在提供同等生活热水热量的前提下，比较改造前后生活热水系统的能耗费差值，即通过权威第三方测试改造前蒸汽锅炉供生活热水能效，改造后安装能量计及通过智能电表计量生活热水系统供热量及热泵热水机组耗电量，计算同等供热量下改造前蒸汽锅炉的天然气耗量，比较改造前后能耗费差值，即为生活热水系统改造节费，具体节能量验证采用如下公式计算。

式中：

E

——验证期内生活热水系统节省运行费用，元；

——改造前生活热水系统提供总热量

所需消耗的天然气量，m

；

改造前空调水系统冷热水一次泵、冷却泵为工频泵，二次泵虽配有变频装置，但实际并未变频运行，此外所有水泵配置功率较大，也存在一定的节能潜力。

——平均天然气单价，元/m

；

——平均电力单价，元/kWh；

——验证期内生活热水系统提供的总供热量，kJ，现场能量计实际计量；

——改造前燃气蒸汽锅炉供生活热水系统的整体供热效率，由第三方机构验证得到；

改造前生活热水通过集中燃气锅炉提供，蒸汽输送距离长，最长达400 m，不仅存在较大的输送热损失，且通过板式换热器也存在一定的热损失。

——天然气平均低位发热量，38 044 kJ/m

。

3 节能量方法应用效果分析

3.1 能效数据的取值及计量表具的安装

根据上述计算方法，由具备检测资质的权威第三方认证改造前溴化锂机组供冷系统效率、溴化锂机组采暖系统效率及燃气蒸汽锅炉供生活热水系统效率，见表1。

1）空调供冷系统

在空调冷冻水总管安装冷量计用于计量空调供冷系统总供冷量。改造后空调供冷系统安装智能电表用于计量空调供冷系统实际消耗的电量。

继承和发扬中国传统文化，培养学生的思辨能力。日语学习要进行双向，甚至是多向的文化导入，在吸收日本先进文化的同时，更要继承和发扬中国优良的文化传统。

2）采暖系统

在采暖热水总管安装热量计用于计量采暖系统总供热量，在真空热水机组燃气管上安装天然气表用于计量改造后采暖系统天然气实际消耗量。

3）生活热水系统

在生活热水总管上安装热量计用于计量生活热水系统总供热量，在空气能热泵热水机组安装智能电表用于计量改造后生活热水系统实际消耗的电量。

3.2 实际算例

计算时电费单价取0.7元/kWh，燃气单价取3.6元/m

，折标煤系数参照《建筑改造项目节能量核定标准》DG/TJ08-2244-2017，电力折标煤系数为0.298 kgce/kWh，天然气折标煤系数为1.298元/m

。

1）空调供冷系统节能效益计算算例

以该医院2020年夏季某月能耗数据为例，该月空调系统供冷量为1 612.0 MWh，改造后空调供冷系统耗电量为16 762 kWh，通过上文公式计算该月空调供冷系统节能效益及节能量如表2。

2）采暖系统节能效益计算算例

以该医院2020年冬季某月能耗数据为例，该月采暖系统供热量为1 121.6 MWh，改造后真空热水机组采暖耗燃气量为117 429 m

，通过上文公式计算该月采暖系统节能效益及节能量如表3。

3）生活热水系统节能效益计算算例

以该医院2020年某月能耗数据为例，该月生活热水系统供热量为120 MWh，改造后空气能热泵热水机组耗电量为26 495 kWh，通过上文公式计算该月生活热水系统节能效益及节能量如表4。

本文选取的评价对象是8m3的水压式沼气池，由进料口、出料口、水压间和发酵间组成。其构造简单，施工方便，造价较低，是中国农村普遍采用的一种人工制取沼气的厌氧发酵装置。沼气池为红砖混凝土结构，建设期为3天，使用寿命为15 年。发酵原料为畜禽粪便，农作物秸秆和人粪尿的混合原料，年产沼气400m3。本研究的功能单位为400m3沼气。

4 结论

医院建筑功能复杂，用能系统多，能耗高，通过引进专业节能服务公司合同能源管理模式进行综合节能改造是一种专业化节能降耗的有效市场机制，而节能效益分享期节能量的测量和验证是合同能源管理实施的关键。

在用能系统提供同等冷量/热量的前提下，通过比较改造前后用能系统的能耗费差值，进而得到验证期内的实际节能效益，很好地解决了天气变化、人员变化、用能时间变化等对节能效益的影响，减少了合作双方在节能效益分享期所面临的不确定性风险，相对公平地保证了双方利益，具有一定的推广应用价值。

[1]江亿,姜子炎,魏庆芃.大型公共建筑能源管理与节能诊断技术研究[J].建设科技,2010(11):20-23.

[2]赵丽娜,刘勇,许壮莹.基于能耗分析的医院节能管理与实践[J].能源研究与管理，2021(1):132-138.

[3]上海市住房和城乡建设管理委员会.建筑改造项目节能量核定标准：DG/TJ08-2244-2017[S].上海：同济大学出版社，2017:8-18.