Table of Contents

Чому генеруються енергетичні цінності в лікарнях HVAC Design

Лікарня працюють цілодобово і споживають приблизно в 2,5 рази більше енергії на квадратну ногу, ніж типова комерційна будівля, згідно з U.S. Відділ енергетики]. Опалення, вентиляція та кондиціонування (HVAC) рахунків приблизно 40–60% від цього загального використання енергії. З запасами охорони здоров'я під постійним тиском і кліматом, затягування, проектування енергоефективних систем охолодження та опалення необов'язково — це фінансові та екологічні потреби.

За рахунок економії витрат, ефективних систем безпосередньо покращують результати пацієнта. Контроль вологості підвищує ризик виникнення інфекції, послідовне регулювання температури підтримує відновлення, а також покращений фільтраційний захист імунокомпромісних осіб. Завдання полягає в балансуванні цих клінічних вимог з метою зниження агресивної енергії.

Основні стратегії для енергоефективної лікарні охолодження та опалення

Не одна ініціатива вводить максимальну ефективність. Замість шарівного підходу — це поєднання пасивного дизайну, високопродуктивного обладнання, смарт-контролю та відновлюваної інтеграції — відтворює пружність, низькоенергетичну інфраструктуру HVAC.

Розширений будівельний конверт та ізоляційний

Термозбіжність стінок, дахів, вікон значно підвищує навантаження HVAC. Лікарня можуть зменшити це, вказавши безперервної ізоляції з R‐values, що перевищує локальні мінімуми коду, установка низькотемне склопакета з спектрально-елективними покриттямами, і ущільнення всіх проникненнях. ASHRAE Standard 90.1] забезпечує передокриптивні доріжки для виконання конвертів, які, коли слід, можуть зрізати опалення і охолодження попитом на 15–20%.

Високоефективні охолоджувачі та котла

Вибір обладнання сертифікованого за ENERGY STAR або зустріч останніх стандартів мінімальної ефективності DOE є базовою, не аспірацією. Для охолоджувачів, опція для системних системних моделей з інтегрованими змінними швидкісними дисками, що дозволяє досягти ефективності нижче 0.5 кВт /тон при частковому навантаженні. На опалювальному боці, конденсуючі котли з термоефективністю 95% +, у поєднанні з низькою температурою розподілу гарячої води, максимізувати використання палива.

Варіабельні частотні диски (VFD) на основних моторах

Вентилятори, насоси та компресори часто пускають на постійній швидкості незалежно від навантаження, відварювальної енергії. Ретрофітинг або задання VFDs на всіх моторах вище 5 к.с. дозволяє потік і тиск відповідати вимогам в режимі реального часу. Тому що потужність вентилятора варіюється від куба швидкості, навіть зменшення 20% припливу повітря врожує майже 50% енергозбереження. Ощадки особливо виражені протягом всього дня, коли хірургічні люкси і загальні підопічні вимагають мінімальної вентиляції відносно денний піків.

Випробування на демідорованій вентиляційній основі (DCV)

Коди лікарні вимагають мінімальних змін зовнішнього повітря в годину, але фіксовані повітряні потоки ігнорують непрограшність. Встановлення датчиків CO2 і волейм органічного сполуки (VOC) у зонах очікування, коридорах і кімнатах пацієнта дозволяє система HVAC зменшити надходження повітря при пробілах порожні. DCV може знизити вентиляційний обігрів і охолоджувальні навантаження на 20–30% без компромації якості повітря в приміщенні.

Зони терміналів

Одномісний термостат на поверх не може звернутися до різних потреб операційної кімнати (68°F, 55% RH) проти неонатального ICU (75°F, 50% RH). Зонування з з'єднувачами повітря або змінним об'ємом повітря (VAV) коробки] для кожної критичної зони забезпечує, що енергія не була перекриття або перегріву кімнат з різним вимогам. Сучасні системи автоматизації будівель роблять систем управління зоною економічно ефективним і налаштовується.

Відновлення тепла та енергетичні колеса

Лікарня витяжного повітря постійно замінюється за умовним зовнішнім повітрям - масивним енергійським штрафом. Укладні колеса, теплові труби, і пускові петлі переносять тепло (і вологу) від вихлопу до вхідного повітря, відновлюючи 60-85% енергії, яка буде інакше втратити. Для типового 500-тилового стаціонару теплове відновлення може заощадити понад 1 млн кВт•год щорічно, як задокументовано у випадку, якщо дослідження з Континентально Автоматизовані будівлі асоціації.

Інноваційні технології решетування лікарні HVAC Ефективність

У той час як традиційні стратегії забезпечують значущі вигоди, що виникають технології виштовхують конверт далі—десього за умови додаткових 30–40% за межі мінімумів коду.

Системи автоматизації будівель (БАС) з машинним навчанням

Розширені платформи BAS тепер важіль історичні дані та прогнози погоди для оптимізації осаду охолоджувача, обробки повітря та термостату в режимі реального часу. алгоритми машинного навчання виявлення деградації обладнання перед тим як це викликає ефективність дрифт, а деякі системи можуть автономно зменшити швидкість вентилятора під час позашляхових годин при підтримці відносин тиску. Ці смарт HVAC контролює часто окупаються протягом 2–3 років.

Радіантні нагрівальні та охолоджувальні панелі

Замість переміщення великих обсягів повітря, променевих систем використовують циркуляцію води через стелю або стінові панелі для умовних просторів. Тому що вода має набагато більш високу теплоємність, ніж повітря, променевих систем вимагають набагато менше енергії для транспортування теплової енергії. Вони також декупують чутливе охолодження від дегуміфікації, що дозволяє вентиляційну систему орієнтуватися виключно на свіжу повітря і контроль вологості. Кілька основних лікарень Європи і Північної Америки тепер вказуються променітні панелі для кімнат і громадських зон.

Геотермальні теплові насоси (GSХП)

Геотермальні системи торкнуться стабільну підземну температуру (50–60°F) для забезпечення як опалення, так і охолодження з надзвичайною ефективністю. При цьому коефіцієнт продуктивності (COP) вище 5.0. При свердлуванні витрат висока, довгострокові оперативні заощадження можуть досягати 40–60% порівняно з тепловими насосами або котли для викопування. Лікарі з наземною доступністю можуть паритися GSHP з сонячними фотоелектричними масивами для підходу чистої енергії.

Інтегрована очища повітря з низьким тиском

Контроль інфекції вимагає високоефективного часткового повітря (HEPA) фільтрів або ультрафіолетового випромінювання (UVGI). Старші системи часто доставляють чистий повітря за рахунок високої енергії вентилятора. Нові низькотемпературні фільтри HEPA поєднуються з УФГ-моніторами знижують статичний тиск, що дозволяє вентиляторам працювати повільніше. Фотокаталізовані системи окислення (PCO) також показують обіцянку для видалення волейних органічних сполук без додавання значної стійкості.

Критичні виклики в госпітальній діагностиці HVAC

Енергетика реконструкцій в лікарнях властиво ризик-повороту через вимоги до життєдіяльності. Нижче наведені основні перешкоди і як їх подолати.

Контроль і стандарти якості повітря

]Факстичний інститут (FGI) і ASHRAE Standard 170 мандатні специфічні зміни повітря, засоби пресуризації та рівні фільтрації. Енергозберігаючі заходи, такі як зменшення змін повітря в неокуплених приміщеннях, повинні бути втілені для забезпечення диференціалів тиску, залишаються неприступними та повітряно-десантними забруднюючими речовинами. Співпраця між механічними інженерами та фахівцями з профілактики інфекції є важливим.

Висока кількість перших і довгострокових періодів виплат

Оновлення системи геотермічної автоматизації може перевищувати 5 мільйонів доларів для середньої лікарні. Адміністратори охорони здоров'я часто передують пріоритетне використання клінічного обладнання над інфраструктурою. Для обґрунтування інвестицій, енергоменеджери повинні проводити аналіз витрат на життєвий цикл, що включають проєктовану утиліту, збереження технічного обслуговування, потенційні програми стимулювання від комунальних послуг або державних грантів (наприклад, розділ інфляції скорочення Акту 179D).

Простірні обмеження в ексистуючих будівлях

Додавання коліс для відновлення тепла, більших чиллерів або геотермічної пінізації вимагає фізичного простору, який зайняті лікарні рідко мають. До послуг гостей: дахові модульні охолоджувальні рослини, компактні запіканки коліс, які вписуються в існуючу люфту, і фази установки, які не зривають клінічні операції. Тимчасове охолодження і опалення можна забезпечити через переносні блоки при порізному періоді.

Нормативно-правова база

Лікарі повинні відповідати державним і місцевим будівельним кодам, стандартам ASHRAE, вимогам Спільної комісії, а також часто додатковими сейсмічними або заплавними критеріями. Заходи енергоефективності не повинні протистояти будь-якому з них. Залучення агента, що запускається в стадії проектування, дозволяє забезпечити, що всі стратегії ефективності сумісні з дотриманням обов'язків.

Проектування майбутнього: інтегрований, резидент та низькотемпературний

Наступний покоління лікарні HVAC буде характеризується , що з'єднуються з енергоз'єднаннями, які діляться тепловими навантаженнями з прилеглими будівлями, , на місці відновлюваного покоління, з'єднаними з акумулятором та термічним зберіганням, а ], що забезпечуються цифровими близнюками. При інтеграції цих елементів з самого початку, нові клінічні проекти можуть досягати 30–50% енергозберігаючих засобів порівняно з звичайним базовим базовим підтриманням надійності, що охорони здоров'я вимагає.

Для існуючих об'єктів, поетапна карта доріг - починаючи з низькою вартістю, ретро-коммісії та установки VFD, потім переїзд до оновлення тепла та обладнання, і, нарешті, некоректні відновлювані джерела енергії - може забезпечити безпосередній грошовий потік, який кошти більш глибокі поліпшення. Незалежно від початкової точки, кожен лікар може зменшити його інтенсивність енергії без компромації безпеки або комфорту пацієнта.

Висновки: Бізнес-кейс для енергозбереження

Система енергоефективного охолодження та опалення є стратегічним активом для лікарень. Більш низькі комунальні рахунки безкоштовно доходять кошти для догляду за хворими, знижують викиди з стійкою мандатністю, а модернізована інфраструктура покращує стійкість до екстремальних погодних умов та порушень сітки. Технології для досягнення цієї трансформації доведено та доступні. Успіх залежить від дисциплінованого планування, кросдисциплінарної співпраці, готовність шукати за першу вартість, щоб загальна вартість володіння.

Якщо ви плануєте зелене поле медичного центру або оновлення 1970-х громад, принципи викладені тут, забезпечують практичну раму. Починайте з енергозбереження, докладаючи заходи з найшвидшим окупністю, і ніколи не втратите погляд на фундаментальну мету: доставляйте здорові, цілющі середовища з найменшим можливим екологічними дописами.