Енергоефективність у лікарнях - стиснене повітря
Енергоефективність у лікарнях - стиснене повітря
Стиснене повітря є важливою формою енергії для лікарні. Залежно від вимог його можна розділити на:
- Медичне стиснене повітря і
- технічне стиснене повітря
Медичне стиснене повітря
Медичне стиснене повітря має багато застосувань в aлікарні. Приклади включають допоміжне дихання для пацієнтів і ведення хірургічних інструментів. Накладаються дуже суворі вимоги не тільки на стиснене повітря, а й на обладнання, яке використовується для його виготовлення.
- Виробниче обладнання має бути надлишковим: якщо один компресор виходить з ладу, інший має бути здатним задовольнити весь попит.
- Обладнання для кондиціонування також повинно бути зайвим.
- Повітря повинна бути чистою, несмачною і без запаху.
- Система повинна бути спроектована таким чином, що обслуговування може бути виконано без шкоди для надмірності.
- Інші вимоги законодавства встановлені стандартом EN-12021.
На практиці тиск стисненого повітря є ще одним важливим фактором. Для хірургічних інструментів, керованих стисненим повітрям, часто потрібно тиск близько 10 бар.
З моменту встановлення стисненого повітря вжескладний і дорогий через вимоги законодавства, у багатьох випадках все медичне стиснене повітря виробляється на 10 бар, хоча такий високий тиск необхідний тільки для хірургічних інструментів.
Тому важливо усвідомити, що зниження тиску стисненого повітря на 1 бар дає енергозбереження близько 6%.
Технічне стиснене повітря
Технічне стиснене повітря включає всі іншізастосування, яке не повинно відповідати дуже жорстким вимогам до медичного стисненого повітря. Як такий, він можна порівняти зі стисненим повітрям, що знаходиться в промисловості, і використовуватися, серед іншого, для активації елементів керування HVAC (клапани та жалюзі), для застосування в майстерні та зберігання контейнерів під тиском.
Температура, необхідна для технічного стисненняповітря на 5 або 6 бар нижче, ніж для медичного стисненого повітря. З енергетичної точки зору бажано розрізняти медичне та технічне стиснене повітря. На практиці, однак, часто буває, що системи не є окремими, через відносно низьке споживання стисненого повітря і складність установок стисненого повітря.
Наступний практичний приклад розглядає переваги, які можна отримати від поділу систем стисненого повітря.
Випадок 1: Розділення мережі стисненого повітря та використання компресора, керованого частотою
Вступ
Лікарня в цьому випадку є середньою установою, яка використовує як медичне, так і технічне стиснене повітря.
Нинішня ситуація
Існуюча установка для стисненого повітря міститьтри компресори по 37 кВт кожен. Ці компресори виробляють все стиснене повітря, без будь-якого розщеплення на медичні та технічні. Хірургічні інструменти вимагають тиску 11 бар, так що весь стиснутий повітря - як медичний, так і технічний - виробляється при цьому тиску. Повітря висушується шляхом абсорбційної сушки. Компресори використовують регулювання ON / OFF, без будь-якого регулювання частоти. Відсоток часу при нульовому навантаженні становить в середньому 45%. При нульовому навантаженні компресори не виробляють стисненого повітря, але вони продовжують споживати до 25% від номінальної потужності.
Для цілей цього дослідження використовуються наступні показники споживання:
- Річне споживання медичного стисненого повітря: 142 000 Нм3 / рік
- Річне споживання технічного стисненого повітря: 820 000 Нм3 / рік
Пропозиція
Розбиваючи мережу стисненого повітря намедичне та технічне стиснене повітря технічна частина може бути виготовлена при більш низькому тиску 6 бар, з більш низькими вимогами до якості. Також було запропоновано встановити додаткові два компресори (по одному для кожної мережі) з частотним регулюванням, зменшивши, таким чином, до мінімуму споживання навантаження.
Дві з існуючих компресорів мали зберігатися якрезервний для медичного стисненого повітря, щоб забезпечити необхідну надмірність. Третій компресор повинен був бути використаний для забезпечення базового навантаження для технічного стисненого повітря, з частотно-керованим компресором, що має справу з варіаціями споживання стисненого повітря.
Оцінка економії та інвестицій
Економія була досягнута за рахунок зниженнятиску, зниження енерговитрат при нульовому навантаженні і внесення економії на сушку і очищення технічного стисненого повітря. Економія була розрахована таким чином:
Зниження тиску технічного стисненого повітря:
| Річне споживання технічного стисненого повітря: | 820 000 Нм3/ рік |
| Питоме споживання енергії в 11 бар: | 0,158 кВт-год / Нм3 |
| Питоме споживання енергії на 6 бар: | 0,107 кВт.год / Нм3 |
| Енергозбереження, що досягається за рахунок зниження тиску: | 42 МВт · год / рік |
Встановлення компресорів з частотним регулюванням:
| Споживання енергії з нульовим навантаженням по відношенню до загального споживання: | 25% |
| Економія споживання для мережі 11 бар при нульовому навантаженні: | 5,5 МВт · год / рік |
| Економія споживання для мережі 6 бар при нульовому навантаженні: | 21,5 МВт · год / рік |
| Загальна економія енергії, що досягається регулюванням частоти: | 27 МВт-год / рік |
Економія на обробку стисненого повітря:
| Загальне споживання енергії для стисненого повітря: | 152 МВт-год / рік |
| Енергоспоживання поглинання повітряної сушки, у відсотках від загального споживання стисненого повітря енергією: | 25% |
| Енергоспоживання стандартного повітряного сушіння, як відсоток від загального споживання стисненого повітря енергією: | 5% |
| Поточне споживання енергії для сушіння: | 30,5 МВт-год / рік |
| Нове споживання енергії для сушіння мережі 11 бар: | 5,6 МВт-год / рік |
| Нове споживання енергії для сушіння мережі 6 бар: | 4,4 МВт-год / рік |
| Енергозбереження | 20,5 МВт-год / рік |
Щорічні енергозбереження становлять 90 МВт · год / рік або фінансові заощадження € 7200 в рік. Інвестиції включають придбання двох частотних регульованих компресорів відповідно 12,5 і 37 кВт, закупівлю сушарки для технічного стисненого повітря і внесення змін до мережі стисненого повітря.
Орієнтовна сума інвестиції 40 000 євро, що призвело до терміну окупності 5,5 років.