医院能源站余热回收与综合利用节能技术研究

摘要：本文探讨了医院能源站余热回收与综合利用的节能技术。分析医院能源站余热资源特性，阐述余热回收与综合利用的重要意义。研究余热回收技术原理与方法，包括热交换技术、热泵技术等。探讨余热综合利用途径，如供暖、供冷、生活热水供应等。分析节能效果评估方法，并提出技术实施面临的挑战与对策。旨在提高医院能源利用效率，降低运营成本，推动医院可持续发展。

关键词：医院能源站；余热回收；综合利用；节能技术；可持续发展

一、引言

随着全球能源需求的不断增长和能源价格的持续攀升，节能减排已成为各国政府和企业共同关注的焦点。医院作为能源消耗大户，其能源站的高效运行对于降低运营成本、提高医疗服务质量具有重要意义。余热回收与综合利用作为一种有效的节能技术，能够显著提高能源利用效率，减少能源浪费。本文旨在探讨医院能源站余热回收与综合利用的节能技术，为医院节能减排提供理论依据和技术支持。

二、医院能源站余热资源特性分析

（一）余热来源

医院能源站的余热主要来自三大系统：一是发电设备系统，包括燃气轮机、柴油发电机等动力设备运行产生的高温烟气余热，温度通常可达300-500℃；二是蒸汽系统，主要来自消毒供应中心的高压灭菌器、洗衣房蒸汽烘干机等设备排放的80-120℃蒸汽冷凝水；三是暖通空调系统，包括冷水机组冷凝器排出的30-45℃低品位热量，以及锅炉烟气余热等。这些余热源涵盖了医院主要用能环节，具有显著的回收利用价值。

（二）余热特点

医院余热资源具有三个显著特征：首先是温度区间跨度大，从30℃左右的低品位空调余热到500℃以上的高品位烟气余热；其次是能质差异明显，高温烟气可用能高但流量波动大，而冷凝水余热温度稳定但品位较低；最后是波动性强，受门诊量变化、手术安排等影响，余热产生量呈现明显的时段性波动，日变化幅度可达30%-50%。这些特点对余热回收系统的设计和运行提出了特殊要求。

三、余热回收技术原理与方法

（一）热交换技术

热交换技术是余热回收中最常用的方法之一，其基本原理是利用换热器将余热传递给需要加热的介质。根据换热方式的不同，热交换器可分为间壁式换热器、混合式换热器和蓄热式换热器等多种类型。在医院能源站中，常用的热交换器有板式换热器、管壳式换热器等。这些换热器具有结构紧凑、换热效率高、易于维护等优点，能够有效地回收余热。

（二）热泵技术

热泵技术是一种通过消耗少量电能，将低温余热提升到高温水平的节能技术。热泵系统主要由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀等部件组成。在医院能源站中，热泵技术可用于回收低温余热，如空调系统排放的冷凝热、蒸汽冷凝水余热等，并将其用于供暖、供冷或生活热水供应等。热泵技术具有节能效果显著、运行稳定可靠等优点，但初始投资较大，需要综合考虑经济效益和节能效果。

（三）吸收式制冷技术

吸收式制冷技术是一种利用热能驱动的制冷方式，其基本原理是利用吸收剂和制冷剂之间的化学反应来实现制冷。在医院能源站中，吸收式制冷技术可用于回收高温余热，如燃气轮机排放的烟气余热，并将其用于空调系统的制冷。吸收式制冷技术具有节能、环保、运行稳定等优点，但制冷效率相对较低，需要较大的换热面积和设备体积。

四、医院能源站余热综合利用途径

（一）供暖系统

医院供暖系统需要大量的热能，通过余热回收技术可以将发电设备、蒸汽系统等产生的余热用于供暖。例如，可以利用板式换热器将烟气余热传递给供暖系统的循环水，提高循环水的温度，从而减少供暖系统的能源消耗。此外，还可以利用热泵技术将低温余热提升到供暖所需的温度水平，进一步提高供暖系统的能源利用效率。

（二）供冷系统

医院供冷系统同样需要消耗大量的电能，通过余热回收技术可以将空调系统排放的冷凝热用于供冷。例如，可以利用吸收式制冷技术将冷凝热转化为制冷量，为医院提供冷量。此外，还可以利用热泵技术在冬季将室外空气中的低温热能提升到供冷所需的温度水平，实现供冷系统的节能运行。

（三）生活热水供应

医院生活热水供应是能源消耗的重要组成部分，通过余热回收技术可以将蒸汽冷凝水余热、烟气余热等用于生活热水的加热。例如，可以利用板式换热器将蒸汽冷凝水余热传递给生活热水系统的循环水，提高循环水的温度，从而减少生活热水系统的能源消耗。此外，还可以利用热泵技术在夏季将室外空气中的低温热能提升到生活热水所需的温度水平，进一步降低生活热水系统的运行成本。

五、节能效果评估与挑战对策

（一）节能效果评估

医院能源站余热回收系统的节能效果评估需建立多维度指标体系。在能源效率方面，应采用热力学第一定律和第二定律相结合的方法，通过对比余热回收前后的系统总能效和㶲效率，全面评价技术方案的能效提升水平。在减排效益评估上，需基于实际运行数据，计算年节约标准煤量和二氧化碳减排量，并折算成等效植树量等直观指标。经济效益分析则要构建全生命周期成本模型，综合考虑设备投资（通常回收期3-5年）、运行维护费用、节能收益等财务指标，同时评估系统可靠性对医疗用能安全的保障价值。建议采用动态监测平台实时采集关键参数，确保评估数据的准确性和时效性。

（二）面临的挑战与对策

技术层面需重点解决余热参数波动问题，建议部署基于机器学习的智能调控系统，通过预测算法提前调整回收设备运行参数，并配置蓄热装置平抑负荷波动。针对多元余热特性，应采用"温度对口、梯级利用"原则，组合吸收式热泵（处理低温余热）、余热锅炉（回收中高温余热）等设备构建复合式回收系统。经济方面可创新采用EMC+PPP混合模式，引入社会资本分担投资风险，并通过能源审计确保节能收益分成合理性。管理上应建立由分管院长牵头的专项工作组，制定《余热回收系统运行规范》，定期开展复合型人才培训，重点培养既懂医疗用能特点又掌握节能技术的管理团队。同时开发能源管理信息系统，实现余热流、资金流、信息流的协同优化。

六、结论

医院能源站余热回收与综合利用节能技术是提高医院能源利用效率、降低运营成本、推动医院可持续发展的重要途径。通过热交换技术、热泵技术、吸收式制冷技术等余热回收技术的应用，可以将医院能源站产生的余热用于供暖、供冷、生活热水供应等方面，实现能源的梯级利用和高效利用。然而，医院能源站余热回收与综合利用也面临着技术、经济和管理等方面的挑战。为了克服这些挑战，需要采取智能控制系统、合同能源管理、人员培训、跨部门协调等对策和措施。未来，随着技术的不断进步和政策的不断完善，医院能源站余热回收与综合利用节能技术将得到更广泛的应用和推广，为医院的节能减排和可持续发展做出更大的贡献。

参考文献

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[2] 王美，陈凯，于文益. 基于分布式能源项目科技创新研究分析 [J]. 科技管理研究， 2019， 39 （11）： 269-274.

作者简介：曾辅国，男 ，1976.8.11 ，南京，大专，技师，