Solární systém pro ohřev vody pro Nemocnice: Stabilní dodávky, kontrola hygieny a záložní řešení

1. Tři skutečnosti hned na úvod

Za prvé, teplá voda v nemocnici je Kritická infrastruktura v nepřetržitém provozu. Oddělení, operační sály, sterilizace, kuchyně a prádelny potřebují nepřetržitý přísun teplé vody s regulovanou teplotou. Na rozdíl od hotelů či kanceláří si nemocnice nemohou dovolit plánované výpadky ani sezónní poklesy výkonu.

Za druhé, hygiena a bezpečná teplota při dodání jsou nezbytné. Ve zdravotnictví musí návrh systému zohledňovat Legionella riziko, mezní hodnoty skladovací teploty a místo spotřeby kontrola ještě předtím, než se vůbec začne hovořit o energetické účinnosti.

Za třetí, Ve většině projektů se solární termální energie nejlépe osvědčuje jako předhřívání zdroj v a hybridní architektura — nikoli jako samostatný systém bez záložního řešení. Nejedná se o technologické omezení; odráží to způsob, jakým nemocnice spotřebovávají vodu, a potřebu zajistit nepřetržitý provoz zařízení.

Centrální zařízení obvykle využívají plochý solární kolektor solární panely pro předehřev; umění spočívá ve skladování, recirkulaci a doplňkovém ohřevu – o tom pojednávají následující části.

2. Proč se systémy na ohřev teplé vody v nemocnicích liší

Překrývání průběhů zatížení napříč odděleními: lůžková oddělení, kuchyně, centrální sterilizace, prádelna. Foto: Unsplash (licence)

2.1 Nepřetržitá poptávka napříč odděleními

Nemocnice nemá jednotný profil spotřeby teplé užitkové vody. Na odděleních je teplá voda potřebná ve dne i v noci. V kuchyních dochází ke špičkám v době podávání jídel. Prádelna může potřebovat vodu nad 65 °C pro tisíce kilogramů prádla denně. Sterilizace / CSSD představuje vlastní objem a teplotní rozsah. Tyto dávky se překrývají, posouvají se o hodinu a jen zřídka klesnou na nulu.

2.2 Stabilní teplota vody z kohoutku je zásadní pro bezpečnost

V běžné komerční budově představuje krátkodobý pokles teploty teplé užitkové vody pouhou nepříjemnost. V nemocnici však může ohrozit sterilizaci nebo, na druhém konci spektra, způsobit riziko opaření pro pacienty se sníženou pohyblivostí. Teplota v místě použití musí být řízený, a ne jen jako průměr za celý den.

2.3 Hygiena je nedílnou součástí návrhu, nejde o dodatečné opatření

Řízení rizik spojených s legionellou je zakotveno v normách v celé Evropě, na Blízkém východě a na mnoha dalších trzích. To určuje dimenzování nádrží, cirkulace, nastavené hodnoty, umístění ventilů a monitorování od prvního dne.

2.4 Tolerance vůči prostojům se blíží nule

Kritické služby často vyžadují N+1 nebo vyšší redundance. Výpadek dodávky teplé vody v zimě v zařízení s kapacitou 400 lůžek představuje nouzovou situaci. Jakékoli začlenění solárních systémů musí umožňovat záložní systémy přebírají 100% z celkového zatížení v případě potřeby.

3. Jakou roli by měla solární energie hrát v nemocnici?

Častou chybou je nadhodnocování podílu solární energie než bude vymezena architektonická role solárních systémů. Ve většině nemocničních projektů, solární předehřev studená voda před hlavním zásobníkem nebo přídavným ohřívačem – tím se sníží zatížení kotle nebo tepelného čerpadla, aniž by se od solárního systému vyžadovalo, aby udržoval konečnou teplotu v zásobníku bez další pomoci. To je poctivější a spolehlivější přístup.

Informace o hybridním systémovém přístupu (tepelné zdroje + tepelné čerpadlo, záložní zdroje a v některých projektech také kogenerace elektřiny) naleznete na Hybridní systém PVT a tepelného čerpadla — užitečný rámec pro případy, kdy se dané zařízení zaměřuje na hlubší dekarbonizaci při zachování klinické odolnosti.

3.1 Solární energie jako předohřev, nikoli jako samostatné řešení

Sběrače zvyšují teplotu přiváděné doplňovací vody, takže kotel nebo tepelné čerpadlo má k dodání méně entalpie. Pomocný systém udržuje nastavená hodnota skladování a dodržování léčebného režimu bez ohledu na dnešní počasí.

3.2 Modernizace vs. novostavba

Modernizace musí být kompatibilní se stávajícími kotli, zásobníky a řídicími systémy; dosažitelný podíl solární energie je často nižší. Novostavby může optimalizovat skladování, vedení, izolaci a řízení, čímž vyšší realističtější odhady příspěvků solární energie.

3.3 Kdy je vysoký podíl solární energie reálný – a kdy nikoli

V oblastech, kde po celý rok intenzita záření, nízkopodlažní formuláře s prostorná střecha, a střední teplotní rozsahy teplé užitkové vody, nad 50% lze dosáhnout při pečlivém postupu. V případech vysokých zeměpisných šířek, omezených střešních ploch nebo velmi vysokých skladovacích teplot lze 20–35% předehřátí Cílem může být obranná linie.

4. Logika řízení hygieny a teploty

Toto je hranice mezi a věrohodný Návrh solárního systému pro ohřev užitkové vody v nemocnici a obecný komerční prospekt. Váš integrátor by měl prokázat znalost následujících oblastí.

4.1 Skladovací teplota

Mezinárodní pokyny (např. Britský úřad pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (HSE), Americké centrum pro kontrolu a prevenci nemocí (CDC)) je v zásadě v souladu: uchovávejte horkou vodu při teplotě nejméně 60 °C k řízení rizika legionely. V solárních systémech musí být zásobník udržováno nebo posíleno na tuto hranici pomocí přídavného vytápění, bez ohledu na denní solární zisky.

4.2 TMV a regulace opaření

Skladování při teplotě 60 °C a více je nezbytné z hygienických důvodů; zajištění této teploty na odběrných místech u pacientů by vedlo k opaření riziko. Termostatické směšovací ventily (TMV) v místě použití nebo v jeho blízkosti se obvykle ředí na ~41–43 °C v mnoha zdravotnických normách. Výběr, umístění a údržba TMV jsou základní konstrukce, nikoli doplňky.

Skladování versus přeprava: dva odlišné problémy s teplotou – oba podléhají regulaci. Foto: Unsplash (licence)

4.3 Řízení recirkulačního okruhu

Dlouhé trasy mezi výrobním závodem a vzdálenými odběrnými místy vyžadují recirkulace. HSE poznámka: teplá voda v rozvodu by měla zůstat nad 50 °C (a 55 °C v mnoha zdravotnických zařízeních ve Velké Británii); teplota na výstupu by se mělo sledovat. CDC doporučuje udržovat cirkulaci horké vody nad 49 °C a zapnutá recirkulace pokud možno nepřetržitě. Vždy si to ověřte podle svého místní bezpečnost na vodě / opatření k prevenci infekcí.

4.4 Mrtvé úseky, stagnace, strážci

Nefunkční rozvody a zřídka používané odběrné body představují vysoké riziko. Plány bezpečnosti vodovodní sítě vyžadují senzory pro identifikaci, proplachování a teplotu prostřednictvím sítě – nejde jen o to, “nastavit a nechat být” u samotné nádrže.

5. Doporučené systémové architektury

Výběr vhodné elektrárny závisí na uspořádání lokality, stávajícím zařízení, profilu zatížení, klimatu a cílech v oblasti dekarbonizace. Zde jsou tři vzory používané v reálných projektech. U velkých plochá deska U rozvržení pole a hydraulického členění na zóny váš dodavatel EPC obvykle tyto koncepty doplňuje podrobným schématem vedení.

Přehřátí zajišťují kolektorová pole umístěná na střeše nebo v areálu – pomocné topení udržuje nastavené teploty v klinických prostorách. Foto: Unsplash (licence)

5.1 Varianta A – Solární předehřev + stávající kotel

Sběrače předehřívají směs; předehřátý proud vstupuje do stávajícího plyn nebo ropa kotel, který zvyšuje teplotu na nastavenou hodnotu v zásobníku. Běžně se používá v modernizace: co nejmenší zásah do stávajícího zařízení, úspora paliva bez nutnosti vyřazení kotle, který je stále funkční.

5.2 Varianta B – Solární systém + tepelné čerpadlo + akumulátor + nouzový kotel

Solární energie napájí předohřát nádrž; a tepelné čerpadlo čerpá vodu do hlavního zásobníku; a kotel nebo elektrický balíček nahrazuje vrcholy a neúspěchy. Vhodné pro novostavba nebo při rozsáhlé modernizaci, kdy je formálním cílem snížení spotřeby fosilních paliv. Tato logika je v souladu s Hybridní systém PVT a tepelného čerpadla diskuse o společné optimalizaci výroby elektřiny a tepla.

5.3 Varianta C – Centrální solární elektrárna + sekční okruhy

A kampus nebo areál s více budovami může využívat centrální solární elektrárna a akumulace tepla, s oddělený rozvodné smyčky, sekundární akumulátory, tlaková čerpadla a moduly TMV pro jednotlivé budovy či zóny – méně střešních stanic, centralizovaná údržba a provoz, podpora postupné výstavby.

6. Jak dimenzovat solární systém pro ohřev vody v nemocnici

Výzkumy se shodují: nejčastějším způsobem selhání je často ne sběratelská kvalita — to je nesprávná poptávka, nezohledněné ztráty při distribuci a recirkulaci, and optimální podíl solární energie. Podrobný popis metodiky pro komerční sektor (nemocnice a hotely) najdete v Jak dimenzovat komerční solární systém pro ohřev vody.

Krok 1 — Poptávka podle lůžek, oddělení a pomocných zařízení

Používejte postupy odpovídající danému regionu a oboru za lůžko údaje, poté připočtěte kuchyň, prádelnu, centrální sterilizaci a případné procesní zatížení. Provozovna s vlastní prádelnou může být 30–50% vyšší než v případě zařízení využívajícího služby externího dodavatele prádla – nepoužívejte jediný údaj pro “průměrnou nemocnici”.

Krok 2 — Ztráty při skladování a recirkulaci

Úložný prostor pro špičková hodina + rezerva na zotavení. Zahrnout recirkulace ztrátu výslovně; u rozsáhlých rozvodných sítí na kampusu se může blížit odtahová energie z hlediska rozsahu. Po dokončení kroku 2 si znovu přečtěte příručku Soletks k tématu Jak dimenzovat komerční solární systém pro ohřev vody abyste si zkontrolovali složení nákladu.

Krok 3 — Cílový podíl solární energie a plocha kolektorů

Nastavte konzervativní podíl slunečního záření z plochy střechy, orientace, zastínění, intenzita slunečního záření a ztráty z kroku 2. Číslo, které zůstává zima a monzun To je přece lepší než titulek o CAD, který platí jen v květnu.

Krok 4 — Pomocná kapacita a redundance

Pomocné zařízení (kotel, tepelné čerpadlo nebo obojí) musí být dimenzováno tak, aby zajistilo 100% při návrhovém zatížení bez slunečního záření. Solární energie snižuje náklady na energii; ano, je to tak ne obnovit nainstalovanou zálohu kapacita v klinickém zařízení.

Krok 5 — Proveďte rekalibraci po uvedení do provozu

Změřte průtok, solární výtěžek, ztráty při recirkulaci a chování regulačního systému v první sezóna; nastavte průtoky, požadované hodnoty a časové plány čerpadel. To znamená běžné inženýrství, nikoli neúspěch projektu.

7. Spolehlivost, redundance a konstrukce odolná proti poruchám

Solární energie je další energetický příjem — ano, je to tak ne zahrnout do N+1 pro kritické chlazení. Návrh by měl podrobně popisovat reakce na běžné poruchy.

• N+1 pro kritické zařízení: Jsou-li z důvodu zajištění nepřetržitého provozu zapotřebí dva kotle, měl by být třetí v pohotovostním režimu; stejný princip platí pro velká tepelná čerpadla nebo řetězce čerpadel a – v příslušných případech – pro řídicí servery.
• Záložní oběhová čerpadla s automatickým přepínáním; paralelní řetězce kolektorů s možností odpojení jednotlivých úseků za účelem údržby.
• Izolace a obchvat v okolí pole, výměníku tepla, akumulačního zásobníku, kotle a tepelného čerpadla, takže lze kterýkoli segment demontovat bez nutnosti úplného odstavení systému.
• Zaznamenané reakce kontrolních orgánů: porucha čerpadla → záložní režim; porucha snímače → bezpečný režim; výpadek napájení → UPS pro řídicí systémy a kotel / elektrická priorita jak je definováno v tabulce sekvencí.

8. Uvedení do provozu a údržba projektů v oblasti zdravotnictví

Uvedení do provozu: otestovány všechny provozní režimy – nejde jen o formální schválení. Foto: Unsplash (licence)

• Zkouška pod tlakem a kontrola těsnosti každý okruh: primární solární okruh, výměník tepla, akumulační nádrž, rozvod, recirkulace.
• Rovnováha se šíří napříč banky působící jako inkasní agentury a stoupačky.
• Nastavení režimů: normální sluneční režim, režim s nízkým slunečním zářením, pouze kotel, priorita tepelného čerpadla, noční režim, pasterizace v případě použití: přepnutí na záložní čerpadlo, ruční ovládání.
• Ověřit sentinelové vývody pro měření teploty: v blízkosti zařízení, ve vzdáleném poli, na oddělení, v kuchyni, v prádelně.
• Údržba: kontrola/výměna glykolu, test TMV, kontrola izolace, zdokumentováno záznamy o dodržování předpisů v oblasti bezpečnosti na vodě.

9. Kontrolní seznam pro žádosti o nabídku v rámci projektů solárního ohřevu vody v nemocnicích

Neúplné podklady způsobují několik týdnů zpoždění. Připravte prosím následující dokumenty předtím žádáte o pevnou cenovou nabídku.

Společnost Soletks Solar dodává plochých solárních kolektorů a plochý kolektor na horkou vodu pro průmyslové účely moduly pro centralizované v komerčním měřítku systémy, včetně nemocničních aplikací. U projektů zahrnujících akumulaci tepla, výměnu tepla a záložní zdroj tepla může společnost Soletks poskytnout podporu možnosti architektury, uspořádání sběrače, and připravené k cenové nabídce technické balíčky na základě výše uvedených parametrů. Programy přímo od výrobce s Solární klíčový znak a flexibilní OEM jsou k dispozici různé konfigurace — zahrňte Soletks do Seznam uchazečů vybraných do užšího výběru na základě žádosti o cenovou nabídku již ve fázi výcviku, nikoli až dodatečně.

Frequently Asked Questions

Související zdroje Soletks