ऊर्जा कुशल अस्पताल शीतलन और ताप प्रणाली बनाना

क्यों अस्पताल में ऊर्जा दक्षता मामले HVAC डिजाइन

अस्पताल 24 / 7 का संचालन करते हैं और लगभग 2.5 गुना अधिक ऊर्जा प्रति वर्ग फुट का उपभोग करते हैं, क्योंकि U.S. Department of Energy]. ताप, वेंटिलेशन, और एयर कंडीशनिंग (HVAC) उस कुल ऊर्जा उपयोग के लगभग 40-60% खाते हैं। सतत दबाव और जलवायु विनियमों के तहत स्वास्थ्य देखभाल मार्जिन के साथ, ऊर्जा कुशल शीतलन और हीटिंग सिस्टम डिजाइन करना अब वैकल्पिक नहीं है - यह एक वित्तीय और पर्यावरणीय आवश्यकता है।

लागत बचत से परे, कुशल प्रणाली सीधे रोगी के परिणामों को बेहतर बनाती है। उचित आर्द्रता नियंत्रण संक्रमण जोखिम को कम करता है, लगातार तापमान विनियमन वसूली का समर्थन करता है, और बेहतर निस्पंदन प्रतिरक्षा को सुरक्षित रखता है। चुनौती आक्रामक ऊर्जा कटौती लक्ष्य के साथ इन नैदानिक मांगों को संतुलित करने में निहित है।

ऊर्जा कुशल अस्पताल शीतलन और ताप के लिए कोर रणनीतियाँ

कोई भी पहल अधिकतम दक्षता पैदा नहीं करती है। इसके बजाय, एक स्तरित दृष्टिकोण-संयोजन निष्क्रिय डिजाइन, उच्च प्रदर्शन उपकरण, स्मार्ट नियंत्रण, और अक्षय एकीकरण-सुधार, कम ऊर्जा वाले एचवीएसी बुनियादी ढांचे का निर्माण करता है।

उन्नत भवन लिफाफा और इन्सुलेशन

दीवारों, छतों और खिड़कियों के माध्यम से थर्मल ब्रिजिंग एचवीएसी लोड को काफी हद तक बढ़ाती है। अस्पताल इसे ] को निर्दिष्ट करके कम कर सकते हैं। सतत इन्सुलेशन स्थानीय कोड न्यूनतम से अधिक आर-मूल्य के साथ, स्पेक्ट्रल चुनिंदा कोटिंग्स के साथ कम-e ग्लेज़िंग स्थापित करना और सभी पैठों को सील करना। ASHRAE मानक 90.1 लिफाफे प्रदर्शन के लिए पूर्वस्क्रिप्ट पथ प्रदान करता है, जब बाद में 15-20% की हीटिंग और शीतलन मांग को काट सकता है।

उच्च दक्षता चिलर और बॉयलर

]]ENERGY स्टार] के तहत प्रमाणित उपकरण का चयन करना या नवीनतम DOE न्यूनतम दक्षता मानकों को पूरा करना एक बेसलाइन है, जो आकांक्षा नहीं है। चिलर्स के लिए, एकीकृत परिवर्तनीय गति ड्राइव के साथ पानी ठंडा केन्द्रापसारक मॉडल का चयन करें- ये भाग भार पर 0.5 किलोवाट / टन से कम क्षमता प्राप्त कर सकते हैं। हीटिंग पक्ष पर, 95% + थर्मल दक्षता वाले बॉयलरों को कम तापमान वाले गर्म पानी वितरण के साथ मिलकर ईंधन उपयोग को अधिकतम कर सकते हैं।

मेजर मोटर्स पर चर आवृत्ति ड्राइव (VFDs)

प्रशंसक, पंप और कंप्रेसर अक्सर लोड, ऊर्जा बर्बाद होने की परवाह किए बिना स्थिर गति से चलते हैं। रेट्रोफिटिंग या निर्दिष्ट करना VFDs] 5 अश्वशक्ति से ऊपर की सभी मोटर्स पर प्रवाह और दबाव वास्तविक समय की मांग से मेल खाने की अनुमति देता है। क्योंकि प्रशंसक शक्ति गति के घन के साथ बदलती है, यहां तक कि एयरफ्लो में 20% की कमी लगभग 50% ऊर्जा बचत पैदा करती है। बचत विशेष रूप से रात भर स्पष्ट होती है, जब शल्य चिकित्सा सूट और सामान्य वार्डों को दिन के शिखर के सापेक्ष न्यूनतम वेंटिलेशन की आवश्यकता होती है।

डिमांड-नियंत्रित वेंटिलेशन (DCV)

अस्पताल कोड के लिए प्रति घंटे न्यूनतम बाहरी वायु परिवर्तन की आवश्यकता होती है, लेकिन निश्चित वायु प्रवाह अधिभोग को अनदेखा करते हैं। प्रतीक्षा क्षेत्रों, गलियारों और रोगी कक्षों में सीओ 2 सेंसर और अस्थिर कार्बनिक यौगिक (वीओसी) डिटेक्टरों को स्थापित करने के लिए एचवीएसी प्रणाली को बाहरी वायु सेवन को कम करने में सक्षम बनाता है जब अंतरिक्ष खाली हो जाती है। डीसीवी इनडोर वायु गुणवत्ता को समझौता किए बिना 20-30% तक वेंटिलेशन हीटिंग और कूलिंग लोड को कम कर सकता है।

जोन टर्मिनल सिस्टम

प्रति मंजिल एक एकल थर्मोस्टेट एक ऑपरेटिंग रूम (68°F, 55% आरएच) की विविध जरूरतों को पूरा नहीं कर सकता है, एक नवजात आईसीयू (75°F, 50% आरएच) बनाम। के साथ ज़ोनिंग, डेडिकेटेड एयर हैंडलर या परिवर्तनीय एयर वॉल्यूम (VAV) बॉक्स प्रत्येक महत्वपूर्ण क्षेत्र के लिए यह सुनिश्चित करता है कि ऊर्जा को अलग-अलग आवश्यकताओं के साथ अतिव्यापी या फिर से गरम कमरे नहीं किया गया है। आधुनिक भवन स्वचालन प्रणाली क्षेत्र स्तर के नियंत्रण लागत प्रभावी और अनुकूलन योग्य बनाती है।

हीट रिकवरी और एनर्जी व्हील

अस्पताल निकास हवा को लगातार कंडीशनिंग आउटडोर एयर के साथ प्रतिस्थापित किया जाता है - एक विशाल ऊर्जा जुर्माना। एंटाल्पी पहियों, गर्मी पाइप, और रन-अराउंड लूप्स निकास से आने वाली हवा तक गर्मी (और नमी) स्थानांतरित करते हैं, जो ऊर्जा का 60-85% पुनर्प्राप्त करते हैं जो अन्यथा खो जाएंगे। एक ठेठ 500-bed अस्पताल के लिए, गर्मी वसूली सालाना 1 मिलियन किलोवाट से अधिक बचा सकती है, जैसा कि [FLT: 0]] कॉन्टिनेंटल ऑटोमेटेड बिल्डिंग एसोसिएशन से मामले अध्ययन में दस्तावेज किया गया है।

अभिनव प्रौद्योगिकी Reshaping अस्पताल HVAC क्षमता

जबकि पारंपरिक रणनीतियों सार्थक लाभ प्रदान करते हैं, उभरती हुई तकनीकें आगे-कभी कोड न्यूनतम से परे एक अतिरिक्त 30-40% द्वारा लिफाफे को धक्का देती हैं।

मशीन लर्निंग के साथ बिल्डिंग ऑटोमेशन सिस्टम (BAS)

उन्नत BAS प्लेटफॉर्म अब वास्तविक समय में चिलर अनुक्रमण, एयर हैंडलिंग और थर्मोस्टेट सेटपॉइंट को अनुकूलित करने के लिए ऐतिहासिक डेटा और मौसम पूर्वानुमान का लाभ उठाते हैं। मशीन लर्निंग एल्गोरिदम दक्षता बहाव का कारण बनने से पहले उपकरण गिरावट का पता लगाते हैं, और कुछ सिस्टम दबाव संबंधों को बनाए रखते हुए ऑफ पीक घंटों के दौरान प्रशंसक गति को स्वायत्त रूप से कम कर सकते हैं। ये स्मार्ट HVAC नियंत्रण अक्सर 2-3 वर्षों के भीतर वापस भुगतान करते हैं।

दीप्तिमान ताप और शीतलक पैनल

हवा की बड़ी मात्रा में आगे बढ़ने के बजाय, विकिरण प्रणाली छत या दीवार पैनलों के माध्यम से स्थिति की जगहों पर पानी का उपयोग करती है। क्योंकि हवा की तुलना में पानी की अधिक गर्मी क्षमता होती है, इसलिए विकिरण प्रणालियों को थर्मल ऊर्जा को परिवहन के लिए बहुत कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है। वे भी decouple sensible ठंडा करने से, वेंटिलेशन सिस्टम को पूरी तरह से ताजा हवा और आर्द्रता नियंत्रण पर ध्यान केंद्रित करने की अनुमति देता है। यूरोप और उत्तरी अमेरिका में कई प्रमुख अस्पताल अब रोगी कमरे और सार्वजनिक क्षेत्रों के लिए उज्ज्वल पैनल निर्दिष्ट करते हैं।

जियोथर्मल हीट पंप्स (GSHP)

जियोथर्मल सिस्टम स्थिर भूमिगत तापमान (50-60 ° F वर्ष के दौर) को टैप करते हैं ताकि असाधारण दक्षता के साथ हीटिंग और कूलिंग दोनों को प्रदान किया जा सके- क्योंकि 5.0 से ऊपर प्रदर्शन (COP) का गुणांक। जबकि ड्रिलिंग लागत अधिक है, लंबे समय तक परिचालन बचत हवाई स्रोत ताप पंप या जीवाश्म ईंधन बॉयलर की तुलना में 40-60% तक पहुंच सकती है। भूमि उपलब्धता वाले अस्पताल शुद्ध-शून्य ऊर्जा के संपर्क के लिए सौर फोटोवोल्टिक सरणी के साथ जीएचपी को जोड़ सकते हैं।

कम दबाव ड्रॉप के साथ एकीकृत वायु शोधन

संक्रमण नियंत्रण के लिए उच्च दक्षता वाले कण हवा (एचईपीए) फिल्टर या पराबैंगनी रोगाणुनाशक विकिरण (UVGI) की आवश्यकता होती है। पुराने सिस्टम अक्सर उच्च प्रशंसक ऊर्जा की कीमत पर स्वच्छ हवा प्रदान करते हैं। यूवीजीआई कॉइल्स के साथ संयुक्त न्यू लो-प्रेशर ड्रॉप HEPA फ़िल्टर स्थैतिक दबाव को कम करते हैं, जिससे प्रशंसकों को धीमी गति से चलने की अनुमति मिलती है। फोटोकैलिटिक ऑक्सीकरण (PCO) सिस्टम भी महत्वपूर्ण प्रतिरोध जोड़ने के बिना अस्थिर कार्बनिक यौगिकों को हटाने का वादा दिखाते हैं।

अस्पताल HVAC आधुनिकीकरण में गंभीर चुनौतियां

अस्पतालों में ऊर्जा retrofit जीवन सुरक्षा आवश्यकताओं के कारण स्वाभाविक रूप से जोखिम-विविध होते हैं। नीचे प्राथमिक बाधाएं हैं और उन्हें कैसे दूर किया जाए।

संक्रमण नियंत्रण और वायु गुणवत्ता मानक

]Facility Guidelines Institute (FGI)] और ASHRAE Standard 170 जनादेश विशिष्ट वायु परिवर्तन, दबाव संबंधों और निस्पंदन स्तर. ऊर्जा की बचत के उपाय जैसे कि अप्रयुक्त क्षेत्रों में हवाई परिवर्तन को कम करना, दबाव अंतर को बरकरार रखने और वायुजनित प्रदूषकों को फिर से परिचालित नहीं किया जाना चाहिए। यांत्रिक इंजीनियरों और संक्रमण रोकथाम विशेषज्ञों के बीच सहयोग आवश्यक है।

उच्च प्रथम श्रेणी और लंबी अवधि

एक भू-तापीय क्षेत्र या पूर्ण इमारत स्वचालन उन्नयन मध्यम आकार के अस्पताल के लिए $5 मिलियन से अधिक हो सकता है। हेल्थकेयर प्रशासक अक्सर बुनियादी ढांचे पर नैदानिक उपकरण को प्राथमिकता देते हैं। निवेश को सही करने के लिए, ऊर्जा प्रबंधकों को जीवन चक्र लागत विश्लेषण करना चाहिए जिसमें अनुमानित उपयोगिता वृद्धि, रखरखाव बचत और उपयोगिताओं या सरकारी अनुदानों से संभावित प्रोत्साहन कार्यक्रम शामिल हैं (उदाहरण के लिए, मुद्रास्फीति न्यूनीकरण अधिनियम की धारा 179D कटौती)।

मौजूदा इमारतों में अंतरिक्ष बाधाएं

गर्मी वसूली पहियों, बड़े चिलर्स, या भू-तापीय पाइपिंग को जोड़ना भौतिक स्थान की आवश्यकता होती है जो कि व्यस्त अस्पतालों में शायद ही कभी व्यस्त होते हैं। समाधानों में छत के शीर्ष मॉड्यूलर चिलर प्लांट्स, कॉम्पैक्ट enthalpy व्हील कैसेट शामिल हैं जो मौजूदा डक्टवर्क में फिट होते हैं, और चरणबद्ध प्रतिष्ठानों से बचने के लिए नैदानिक संचालन को बाधित करने से रोकता है। अस्थायी शीतलन और हीटिंग को कट-ओवर अवधि के दौरान पोर्टेबल इकाइयों के माध्यम से प्रदान किया जा सकता है।

नियामक और अनुपालन जटिलता

अस्पतालों को राज्य और स्थानीय भवन कोड, ASHRAE मानकों, संयुक्त आयोग की आवश्यकताओं और अक्सर अतिरिक्त भूकंपीय या बाढ़ लचीलापन मानदंडों को पूरा करना होगा। ऊर्जा दक्षता उपायों को इनमें से किसी से समझौता नहीं करना चाहिए। डिजाइन चरण में शुरू में एक कमीशनिंग एजेंट को शामिल करने से यह सुनिश्चित करने में मदद मिलती है कि सभी दक्षता रणनीतियों अनुपालन दायित्वों के साथ संगत हैं।

भविष्य के लिए डिजाइनिंग: एकीकृत, लचीला, और कम कार्बन

अस्पताल HVAC की अगली पीढ़ी को ] डिस्ट्रिक्ट एनर्जी कनेक्शन की विशेषता होगी जो पास की इमारतों के साथ थर्मल लोड साझा करती है, on-site अक्षय पीढ़ी बैटरी और थर्मल स्टोरेज के साथ मिलकर, और predictive Maintenance] डिजिटल जुड़वाँ द्वारा संचालित। इन तत्वों को बाहरी सेट से एकीकृत करके, नई अस्पताल परियोजनाओं को विश्वसनीयता की मांग को बनाए रखने के दौरान पारंपरिक बेसलाइन की तुलना में 30-50% ऊर्जा बचत प्राप्त हो सकती है।

मौजूदा सुविधाओं के लिए, एक चरणबद्ध रोडमैप- कम लागत वाली रेट्रो-संवाद और VFD इंस्टॉलेशन के साथ शुरू होता है, फिर गर्मी वसूली और उपकरण उन्नयन में जाता है, और अंततः नवीनीकरण को शामिल करता है- तत्काल नकदी प्रवाह प्रदान कर सकता है जो बेहतर सुधार को फंड देता है। शुरुआती बिंदु के बावजूद, हर अस्पताल रोगी सुरक्षा या आराम से समझौता किए बिना अपनी ऊर्जा तीव्रता को कम कर सकता है।

निष्कर्ष: ऊर्जा स्मार्ट अस्पताल एचवीएसी के लिए व्यापार प्रकरण

ऊर्जा कुशल शीतलन और हीटिंग सिस्टम अस्पतालों के लिए एक रणनीतिक परिसंपत्ति है। निचले उपयोगिता बिल रोगी देखभाल के लिए धन मुक्त करते हैं, स्थिरता के जनादेश के साथ उत्सर्जन को कम करते हैं, और आधुनिकीकरण बुनियादी ढांचे में चरम मौसम और ग्रिड अवरोधों के खिलाफ लचीलापन में सुधार होता है। इस परिवर्तन को प्राप्त करने के लिए तकनीक साबित और उपलब्ध हैं। सफलता अनुशासनबद्ध योजना, क्रॉस-अनुशासनिक सहयोग और स्वामित्व की कुल लागत से पहले लागत से परे देखने की इच्छा पर निर्भर करती है।

चाहे आप एक ग्रीनफील्ड मेडिकल सेंटर की योजना बना रहे हों या 1970 के दशक के सामुदायिक अस्पताल को अपग्रेड कर रहे हों, यहां उल्लिखित सिद्धांत व्यावहारिक ढांचा प्रदान करते हैं। एक ऊर्जा लेखा परीक्षा के साथ शुरू करें, सबसे तेज़ पेबैक के साथ उपायों को प्राथमिकता दें, और कभी भी बुनियादी लक्ष्य की दृष्टि खो न दें: छोटे संभावित पर्यावरणीय पदचिह्न के साथ स्वस्थ, चिकित्सा वातावरण प्रदान करना।