医院建筑电气节能改造重点及措施

医院建筑电气节能改造重点及措施

现代医院建筑对建筑装潢、温湿度控制、空气洁净度、环境安全和信息自动化等都有很高要求，医疗环境质量的提高，势必增加医院的运营能耗。为降低运营成本，已建成医院需在运行管理和节能改造上下功夫。节约二次能源——电能，是医院建筑电气节能改造的重点。医院建筑的节能改造应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。

变压器的节能改造

*变压器的损耗及效率

有功损耗包括铁损和铜损，铁损又称空载损失，其值与铁心材质等有关，而与负荷大小无关，是基本不变的；铜损与负荷电流平方成正比。

无功损耗由两部分组成，一部分是由励磁电流即空载电流造成的损耗，它与铁心有关而与负荷无关；另一部分无功损耗指一二次绕组的漏磁电抗损耗，其大小与负载电流平方成正比，此损耗又称变压器无功漏磁损耗。

变压器的效率是变压器二次侧输出功率与电源侧输入功率之比的百分数，与变压器的负荷和损耗有关，也与负荷功率因数有关。负载率为0.3～1时效率均较高，0.5～0.6时效率最高。负载一定时，功率因数越高变压器效率也越高。

*变压器的节能改造措施

变压器节能改造的实质是降低其损耗、提高其运行效率，具体措施有以下几项——

合理选择变压器的容量和台数。选择变压器容量和台数时，应根据负荷情况，综合考虑改造投资和年运行费用，对负荷进行合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效区。当负荷率低于30%时，应调整或更换。当负荷率超过80%并通过计算不利于经济运行时，可放大一级容量选择变压器。

选用节能型变压器，更换或改造高能耗变压器。改造工程应选用SC（B）9、10等型号变压器。医院应对如SJ1、SL1高能耗变压器进行技术改造，改造后应达到国家对配电变压器能耗标准的要求，即：空载损耗降低45%～65%；空载电流降低70%；短路损耗达到SL7标准；阻抗电压4%～4.9%。

加强运行管理，实现变压器经济运行。在医院负荷变化的情况下，如投运变压器台数和容量不变，其负荷率和运行效率都将发生变化，使其超出经济运行范围，因此要及时投入或切除部分变压器，防止变压器轻载或空载运行。对长期轻载（负荷率小于30%）的变压器，必要时按实际负荷换小容量变压器。

供配电系统的节能改造

*供配电系统线损率

从电网到医院的电能，经一次或二次降压后，再经由高、低压线路输送至各科室和部门的用电设备，构成医院的供配电系统。电能在变压输送过程中会造成损耗，这部分损耗称为线变损或简称电损，在《评价企业合理用电技术导则》（GB/T3485）中规定了对线损率的具体要求，即：一次变压不得超过3.5%；二次变压不得超过5.5%；三次变压不得超过7%。

*供配电系统节能改造的主要环节

首先，改造合理的供配电系统。根据负荷容量、供电距离及分布、用电设备特点等因素，改造合理的供配电系统和选择供电电压，供配电系统应尽量简单可靠，同一电压供电系统变配电级数不宜超过两级；医院变电所应尽量靠近负荷中心，以缩短供电半径，减少线路损失；门诊楼、病房楼及医技楼等内部变电所之间宜敷设联络线，根据负荷情况，可切除部分变压器，从而减少损耗；根据负荷情况合理选择变压器容量、台数，其接线应能适应负荷变化，按经济运行原则灵活投切变压器；按经济电流密度合理选择导线截面，一般按年综合运行费用最小原则确定单位面积经济电流密度。

其次，提高功率因数减少电能损耗。提高变压器二次侧的功率因数，可使总的负荷电流减少，从而减少变压器的铜损；提高功率因数，可减少无功电流，相应减少了线路及变压器的电流，从而减少了电压降；另外在节能改造时提高功率因数可减少电源线路的截面及变压器的容量，节约设备投资。

提高功率因数的措施包括：减少供用电设备的无功消耗，提高自然功率因数；用静电电容器进行无功补偿。按全国供用电规则，高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调整电压装置的电力用户，在当地供电局规定的电网高峰负荷时功率因数应不低于0.9。

电动机的节能改造

减少电动机的电能损耗的主要途径是提高电动机的效率和功率因数。电动机的节能改造方法有以下几个方面——

*改造低效率电动机

采取各种切实可行的措施，减少电动机的各部分损耗，提高电动机的效率和功率因数。

采取各种减少损耗措施后的高效电动机，其总损耗比普通标准电动机减少20%～30%，电动机的效率可以由普通的标准型提高3%～6%。

另外，YZR系列新型电机与以前的JZR或JZR2系列电机相比，平均效率高2%，空载电流小20%，平均功率因数高9%，具有较好的节能效果。因此，在节能改造当中，应选用Y、YZ、YZR等新系列电动机，以节省电能。普通高效电机价格比一般电机高20%～30%，采用时要考虑资金回收期，即在短期内靠节电费用收回多花的费用。一般符合下列条件时可选用普通高效电机：负载率在0.6以上；每年连续运行时间在3000小时以上；电机运行时无频繁启、制动；单机容量较大。

*根据负荷特性合理选择电动机

对旧有设备使用的电机，要进行必要的测试与计算，结合电机的工作环境及负载特点，选用适当的电机取代“大马拉小车”的电机，以提高电机的运行效率和功率因数。通常当电机的负载率大于0.65时，可不必更换；小于0.3时，不经计算就可更换；在0.3～0.65之间时，则需经过计算再确定。

*轻载电动机采取降压运行

对经常处于轻负荷运行的电动机，应采用三角——星切换装置，将三角形接法的电动机改为星形接法，可以达到良好的节电效果。

值得注意的是，只有在负荷系数低于0.3后，将电动机的三角形接法改为星形接法才能使电动机的效率有明显提高；当负荷系数为0.5时，星形接法和三角形接法的效率基本相等，无节电效果；当负荷系数大于0.5后，电动机星形接法的效率反而低于三角形接法。电动机由三角形改为星形接法后，其极限容许负载大致为铭牌容量的38%～45%。因此，在采用三角形改星形接法作为节电方法时，一定要考虑到改接后的电动机的容量是否能满足负载的要求。一般认为，由三角形改星形接法转换点在负荷系数为0.2～0.4之间。对不同型号的电动机，其转换点不一定相同，应该进行分析计算才能确定。根据经验，当负荷系数为<0.3时，将三角形改为星形接法往往可以节电。

*根据负载情况对电动机采取无功补偿

对距供电点较远的大容量电动机应对其进行无功补偿。电动机无功补偿对改变远距离送电的电动机低功率因数运条状态、减少线路损失、提高变压器负载率有着明显的效果。数据表明，每千瓦补偿电容每年可节电150kWh～500kWh，是一种值得推广的办法。对单台电动机补偿容量不宜过大，以防产生自励磁过电压，应保证电动机在额定电压下断电时电容器的放电电流不大于铭牌上的空载电流。

*需要根据负荷变化调节的设备应采用调速电机

交流电动机的调速分为三种形式：变极、变频和变转差率调速。在所有电动机中，风机和水泵调速节能的效果最明显。

照明设备的节电改造

*实施节能照明的要点

根据照明用电量的计算公式，欲降低照明电耗，必须设法提高照明率、使用高效光源、提高灯具的维修率；或者减少开灯时间、保持适当的照度和尽量采用局部照明等。但是，照明节能的原则是在保证足够的照明亮度和质量的前提下节约电能的，不允许采取降低《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）中的推荐照度来实现节能。

在医院建筑照明改造时应注意以下几点——

光源和灯具的选择：在考虑照明时，一定要依据照明目的来选择合适的光源和灯具；