چرا بهره وری انرژی در طراحی HVAC بیمارستان اهمیت دارد

بیمارستان ها 24/7 کار می کنند و تقریبا 2.5 برابر انرژی بیشتری در هر فوت مربع نسبت به یک ساختمان تجاری معمولی مصرف می کنند، با توجه به وزارت انرژی ایالات متحده گرم کردن، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC) حدود 40 تا 60 درصد از کل مصرف انرژی را با حاشیه های بهداشتی تحت فشار مداوم و مقررات سخت سازی آب و هوا، سیستم های ضروری و گرمایش محیطی تشکیل می دهد.

فراتر از صرفه جویی در هزینه، سیستم های کارآمد به طور مستقیم بهبود نتایج بیمار را بهبود می بخشد.کنترل مناسب رطوبت خطر عفونت را کاهش می دهد، تنظیم دما ثابت از بهبود حمایت می کند و حفاظت های تصفیه شده با ایمنی بدن افراد تثبیت شده است.این چالش در متعادل کردن این خواسته های بالینی با اهداف کاهش انرژی تهاجمی قرار دارد.

استراتژی های اصلی برای خنک سازی بیمارستان های انرژی و گرمایش

هیچ ابتکار عمل واحدی حداکثر بهره وری را به دست نمی آورد، بلکه یک رویکرد لایه ای – ترکیب طراحی منفعل، تجهیزات با کارایی بالا، کنترل های هوشمند و ادغام های تجدید پذیر – زیرساخت های انعطاف پذیر و کم انرژی HVAC را ایجاد می کند.

ساختمان پیشرفته Envelope و عایق

تخلیه حرارتی از طریق دیوارها، سقف ها و پنجره ها به طور قابل توجهی افزایش بار HVAC. [۱] بیمارستان ها می توانند این را با مشخص کردن عایق بندی مداوم با ارزش R بیش از حداقل کد محلی، نصب کم ارتفاع با پوشش های انتخابی طیف، و مهر و موم تمام نفوذ. [۳][۳]

تشک های بلند و دیگ بخار

انتخاب تجهیزات گواهی شده تحت یا ملاقات آخرین استانداردهای بهره وری DOE حداقل پایه است، نه یک آرزو برای چیلرها، انتخاب مدل های سانتریفوژ آب با استفاده از سوخت متغیر یکپارچه - این می تواند به بازده کمتر 0.5 کیلووات /ton در بخش حرارت گرم، همراه با بهره وری آب گرم 95٪، به حداکثر رساندن بهره وری پایین + توزیع سوخت گرم، به حداکثر رساندن سوخت گرم + 95٪.

درایو های فرکانس متغیر (VFDs) در Major Motors

فن ها، پمپ ها و کمپرسورها اغلب بدون در نظر گرفتن بار، هدر دادن انرژی، عقب نشینی یا مشخص کردن در تمام موتورهای بالاتر از 5 اسب بخار اجازه می دهد جریان و فشار برای مطابقت با تقاضای زمان واقعی است، زیرا قدرت فن با مکعب سرعت متفاوت است، حتی کاهش 20٪ در گردش تقریبا 50٪ از صرفه جویی در انرژی، به ویژه هنگامی که بسته های جراحی و تخلیه روزانه، به طور کلی، نیاز است.

تغذیه کنترل شده با تقاضا (DCV)

کدهای بیمارستان نیاز به حداقل تغییرات هوای در فضای باز در هر ساعت دارند، اما جریان های ثابت هوا، عدم اشغال را نادیده می گیرند. نصب سنسور های CO2 و ترکیبات آلی فرار (VOC) در مناطق انتظار، راهروها و اتاق های بیمار سیستم HVAC را قادر می سازد تا مصرف هوای خارج را کاهش دهد در حالی که خالی است.V می تواند تهویه و جوشاندن را تا 20 -30٪ کاهش دهد بدون اینکه کیفیت هوای داخلی را به خطر بیاندازد.

سیستم های ترمینال

یک ترموستات منفرد در هر طبقه نمی تواند نیازهای متنوع یک اتاق عامل (68 درجه فارنهایت، 55٪ RH) را در مقابل یک دامپزشک نوزادان (75 درجه فارنهایت، 50 RH) با Zoning با کنترل کننده هوا یا جعبه های متغیر هوا (VAV) برای هر منطقه بحرانی تضمین می کند که انرژی بیش از حد هدر نرفته یا اتاق های اتوماسیون مجدد با سیستم های کنترل هزینه های مدرن را تنظیم می کند.

بازیابی گرما و چرخ های انرژی

هوای اگزوز بیمارستان به طور مداوم با هوای خارج از منزل جایگزین می شود - یک مجازات انرژی عظیم (دفتگی، لوله های حرارتی و حلقه های اطراف انتقال گرما (و رطوبت) از اگزوز به هوای ورودی، بازیابی 60 تا 85 درصد از انرژی که در غیر این صورت از دست می رود.

تکنولوژی های نوآورانه Reshaping Hospital Performance

در حالی که استراتژی های سنتی به دست آوردن دستاوردهای معنی دار می پردازند، فن آوری های نوظهور پاکت را بیشتر فشار می دهند – گاهی اوقات با حداقل کد 30 تا 40 درصد بیشتر.

سیستم های اتوماسیون ساختمان (BAS) با یادگیری ماشین

سیستم عامل های پیشرفته BAS در حال حاضر از داده های تاریخی و پیش بینی های آب و هوا برای بهینه سازی توالی هوا، کنترل هوا و ترموستات در زمان واقعی استفاده می کنند. الگوریتم های یادگیری ماشین تخریب تجهیزات را قبل از اینکه باعث جابجایی بهره وری شود، شناسایی می کنند و برخی از سیستم ها می توانند به طور خودکار سرعت فن را در طول ساعات خارج از حد کاهش دهند و این روابط فشار را حفظ کنند.

گرمایش و پانل های خنک کننده

به جای حرکت حجم زیادی از هوا، سیستم های تابشی از آب استفاده می کنند که از طریق سقف یا پانل های دیواری به فضاها منتقل می شوند، زیرا آب دارای ظرفیت گرمایی بسیار بالاتر از هوا است، سیستم های تابشی نیاز به انرژی بسیار کمتری برای حمل و نقل انرژی حرارتی دارند. آنها همچنین خنک کننده های معقول را از تخریب جدا می کنند و اجازه می دهند سیستم تهویه به تنهایی بر هوای تازه و رطوبت تمرکز کند.

پمپ های حرارتی زمین گرمایی (GSHPs)

سیستم های زمین گرمایی دمای ثابت زیرزمینی (50-60 درجه فارنهایت در طول سال) را برای ارائه گرمایش و خنک سازی با کارایی فوق العاده - اغلب یک ضریب عملکرد (COP) بالاتر از 5.0 است، در حالی که هزینه حفاری بالا است، پس انداز عملیاتی بلند مدت می تواند به 40 تا 60٪ در مقایسه با پمپ های حرارتی منبع هوا یا بیمارستان های سوخت فسیلی با دسترسی به انرژی خورشیدی به روش دسترسی به انرژی خورشیدی.

یکپارچه سازی هوا با فشار پایین

کنترل عفونت نیاز به فیلترهای ذرات با کارایی بالا (HEPA) یا اشعه ماوراء بنفش (GI) دارد که سیستم های قدیمی تر اغلب هوای تمیز را با هزینه انرژی با فن بالا تحویل می دهند. فیلترهای HEPA کم فشار همراه با سیم های UVGI فشار را کاهش می دهند و به طرفداران اجازه می دهد تا آهسته تر عمل کنند.

چالش های بحرانی در تهویه مطبوع مدرن

عقب نشینی انرژی در بیمارستان ها به دلیل الزامات ایمنی زندگی، ذاتاً ریسک پذیر است.در زیر موانع اصلی و چگونگی غلبه بر آنها است.

کنترل عفونت و استانداردهای کیفیت هوا

موسسه دستورالعمل های انعطاف پذیری (FGI) و ASHRAE استاندارد 170 تغییرات هوایی خاص، روابط مطبوعاتی و اقدامات صرفه جویی در انرژی مانند کاهش تغییرات هوا در مناطق اشغال نشده باید معتبر باشد تا اطمینان حاصل شود که تفاوت های فشار باقی مانده و آلودگی هوا متوقف نشده است همکاری و مهندسان پیشگیری از عفونت های مکانیکی ضروری است.

دوره های پرداخت اول و طولانی

یک زمین گرمایی یا ارتقاء اتوماسیون ساختمان کامل می تواند از 5 میلیون دلار برای یک بیمارستان متوسط تجاوز کند. مدیران بهداشت و درمان اغلب تجهیزات بالینی را بر روی زیرساخت اولویت می دهند تا سرمایه گذاری را توجیه کنند، مدیران بخش انرژی باید تجزیه و تحلیل هزینه های عمر چرخه را انجام دهند که شامل افزایش منابع پیش بینی شده، پس انداز و برنامه های انگیزشی بالقوه از خدمات و یا کمک های دولتی (به عنوان مثال، کاهش مالیات 179D).

فضا Constraints در ساختمان های موجود

اضافه کردن چرخ های بازیابی گرما، چیلرهای بزرگتر یا لوله کشی زمین گرمایی نیاز به فضای فیزیکی دارد که بیمارستان های شلوغ به ندرت دارند. Solutions شامل گیاهان خنک کننده پشت بام، چرخ چرخ های چرخ دنده ای کامپکت که در عمل مجاری موجود قرار دارند و نصب های فاز شده است که از مختل کردن عملیات بالینی اجتناب می کنند. Temporary خنک کننده و گرمایش می تواند از طریق واحدهای قابل حمل در دوره های برش ارائه شود.

تنظیم مقررات و پیچیدگی انطباق

بیمارستان ها باید با کدهای ساختمان محلی و ایالتی، استانداردهای ASHRAE، الزامات کمیسیون مشترک و اغلب معیارهای انعطاف پذیری لرزه یا سیل مطابقت داشته باشند.اقدامات بهره وری انرژی نباید هیچ یک از این موارد را به خطر اندازد.

طراحی برای آینده: یکپارچه، Resilient و Low- Carbon

نسل بعدی HVAC بیمارستان با اتصالات انرژی غیر انقباضی مشخص می شود که بارهای حرارتی را با ساختمان های نزدیک به اشتراک می گذارند، در تولید تجدید پذیر محل همراه با باتری و ذخیره سازی حرارتی، و پیش بینی تعمیر و نگهداری [FLT: [F5:] با ادغام عناصر انرژی دیجیتال با استفاده از ابتدا می توانند از این عناصر اطمینان از 30٪ - 50٪ - صرفه جویی در بیمارستان - صرفه جویی در سیستم های پایه های اولیه.

برای امکانات موجود، یک نقشه راه صحنه - شروع با کاهش هزینه و نصب VFD، سپس حرکت به بهبود گرما و ارتقاء تجهیزات، و در نهایت ترکیب انرژی های تجدید پذیر - می تواند جریان نقدی فوری را بدون در نظر گرفتن نقطه شروع، هر بیمارستان می تواند شدت انرژی خود را بدون به خطر انداختن ایمنی بیمار یا راحتی کاهش دهد.

نتیجه گیری: پرونده کسب و کار برای تهویه مطبوع بیمارستان هوشمند انرژی

سیستم های خنک کننده و گرمایشی انرژی یک دارایی استراتژیک برای بیمارستان ها هستند. صورتحساب های کم هزینه برای مراقبت از بیمار، کاهش انتشار گازهای گلخانه ای با الزامات پایداری هماهنگ هستند و زیرساخت های مدرن باعث بهبود انعطاف پذیری در برابر آب و هوا و اختلالات شبکه می شود. فن آوری ها برای دستیابی به این تحول ثابت و در دسترس است.

چه شما در حال برنامه ریزی یک مرکز پزشکی گرین فیلد یا ارتقاء یک بیمارستان اجتماعی در سال 1970 هستید، اصول ذکر شده در اینجا یک چارچوب عملی را ارائه می دهد.از طریق حسابرسی انرژی، اقدامات با سریع ترین بازپرداخت را اولویت بندی کنید و هرگز از دست ندهید هدف اساسی: ارائه محیط های سالم و شفا با کوچکترین اثرات زیست محیطی ممکن است.