Sončni sistem za ogrevanje vode za Bolnišnice: Zanesljiva oskrba, nadzor higiene in rezervna zasnova

1. Tri dejstva na začetku

Najprej, topla voda v bolnišnici je kritična infrastruktura, ki deluje 24 ur na dan, 7 dni v tednu. Oddelki, operacijske dvorane, sterilizacija, kuhinje in pralnice potrebujejo neprekinjeno oskrbo s toplo vodo pri nadzorovanih temperaturah. Za razliko od hotelov ali pisarn si bolnišnice ne morejo privoščiti načrtovanih izpadov ali sezonskih motenj v delovanju.

Drugič, higiena in varna temperatura dostave so nepogajljivi. V zdravstvu mora zasnova sistema upoštevati Legionella tveganje, mejne vrednosti temperature skladiščenja in mesto uporabe nadzor, še preden se sploh začne razprava o energetski učinkovitosti.

Tretjič, V večini projektov sončna toplotna energija deluje najbolje kot predgretje vir v a hibridna arhitektura — ne kot samostojen sistem brez rezervnega sistema. To ni tehnološka omejitev; odraža namreč način, kako bolnišnice porabljajo vodo, ter neprekinjeno delovanje, ki ga mora objekt zagotoviti.

V centralnih napravah se običajno uporabljajo sončni kolektor s ploščato površino nizi za predgretje; ključnega pomena so shranjevanje, recirkulacija in dodatno ogrevanje — o tem je govora v spodnjih poglavjih.

2. Zakaj so sistemi za toplo vodo v bolnišnicah drugačni

Prekrivanje obremenitvenih profilov več oddelkov: bolniški oddelki, kuhinja, centralna sterilizacija, pralnica. Fotografija: Unsplash (licenca)

2.1 Potrebe v vseh oddelkih 24 ur na dan, 7 dni na teden

Bolnišnica nima enotnega profila porabe tople vode. Oddelki potrebujejo toplo vodo dan in noč. V kuhinjah je poraba največja ob času obrokov. Pralnica morda potrebuje vodo nad 65 °C za tisoče kilogramov perila na dan. Sterilizacija / CSSD prispeva svoj obseg in temperaturni razpon. Te serije se prekrivajo, spreminjajo se po urah in redko padejo na nič.

2.2 Stabilna temperatura vode iz pipe je ključnega pomena za varnost

V tipični poslovni stavbi je kratkotrajno znižanje temperature sanitarne vode le neprijetnost. V bolnišnici pa lahko ogrozi sterilizacijo ali, v skrajnem primeru, povzroči nevarnost opeklin za bolnike z omejeno mobilnostjo. Temperatura na mestu uporabe mora biti nadzorovano, ne le kot povprečje v enem dnevu.

2.3 Higiena je vgrajena v zasnovo, ne gre za naknadno dopolnilo

Upravljanje z legionelo je vključeno v standarde po vsej Evropi, na Bližnjem vzhodu in na številnih drugih trgih. To vpliva na določanje velikosti rezervoarjev, cirkulacija, nastavljene vrednosti, namestitev ventilov in nadzor od prvega dne.

2.4 Toleranca za izpad delovanja je skoraj nič

Ključne storitve pogosto zahtevajo N+1 ali več rezervna zmogljivost. Izpad oskrbe s toplo vodo pozimi v objektu s 400 posteljami predstavlja izredno stanje v objektu. Vsaka integracija sončne energije mora omogočati rezervni sistemi prevzemajo 100% obremenitve kadar je to potrebno.

3. Kakšno vlogo naj bi imela sončna energija v bolnišnici?

Pogosta napaka je precenjevanje deleža sončne energije preden se opredeli arhitekturna vloga sončne energije. Pri večini bolnišničnih projektov, sončno predgretje hladna voda pred glavnim akumulatorjem ali pomožnim grelnikom – s čimer se zmanjša obremenitev kotla ali toplotne črpalke, ne da bi se od sončnega sistema zahtevalo, da samostojno vzdržuje končno temperaturo v akumulatorju. To je bolj poštena in trdnejša filozofija.

Za hibridni sistemski pristop (toplotni sistem + toplotna črpalka, rezervni sistem ter v nekaterih projektih tudi soproizvodnja električne energije) glej Hibridni sistem PVT in toplotne črpalke — koristen okvir, kadar si ustanova prizadeva za večjo dekarbonizacijo ob ohranjanju klinične odpornosti.

3.1 Sončna energija kot predogrevanje, ne kot samostojna rešitev

Zbiralniki dvignejo temperaturo dotekajoče se dopolnilne vode, tako da kotel ali toplotna črpalka ima manj entalpije za dodajanje. Pomožni sistem ohranja nastavljena vrednost za shranjevanje in upoštevanje kliničnih navodil ne glede na današnje vremenske razmere.

3.2 Sanacija v primerjavi z novo gradnjo

Nadzgradnje mora biti združljiv z obstoječimi kotli, rezervoarji in krmilnimi sistemi; dosegljivi delež sončne energije je pogosto spodaj. Nove stavbe lahko optimizira skladiščenje, usmerjanje, izolacijo in krmiljenje, s čimer višji prispevki sončne energije so bolj realistični.

3.3 Kdaj je visok delež sončne energije realističen – in kdaj ni

V regijah z močno skozi vse leto intenzivnost sevanja, nizka stavba obrazci z prostorna streha, ter razponi zmernih temperatur sanitarne vode, nad 50% je mogoče doseči s skrbno ravnanjem. V primerih visokih zemljepisnih širin, omejenih strešnih površin ali zelo visokih temperatur skladiščenja je mogoče 20–35% predgretje cilj je morda obrambna črta.

4. Logika za nadzor higiene in temperature

To je meja med verodostojen Načrtovanje sončnega sistema za ogrevanje sanitarne vode v bolnišnici in splošni komercialni podatkovni list. Vaš izvajalec mora dokazati, da obvlada naslednje.

4.1 Temperatura shranjevanja

Mednarodna navodila (npr. HSE v Združenem kraljestvu, Ameriški center za nadzor in preprečevanje bolezni (CDC)) je v grobem usklajeno: vodo shranjujte pri temperaturi najmanj 60 °C za obvladovanje tveganja za legionelo. V sončnih sistemih mora biti rezervoar ohranjen ali povečan do te mejne vrednosti s pomožnim ogrevanjem, ne glede na dnevni sončni dobitek.

4.2 TMV-ji in nadzor oparjenja

Shranjevanje pri temperaturi 60 °C in več je nujno zaradi higiene; zagotavljanje te temperature na mestih, kjer se zdravilo izdaja pacientom, bi povzročilo oparjenje tveganje. Termostatske mešalne ventile (TMV) na mestu uporabe ali v njegovi bližini se običajno razredčijo na ~41–43 °C v številnih standardih na področju zdravstvenega varstva. Izbor, namestitev in vzdrževanje TMV so osnovna zasnova, ne pa dodatki.

Skladiščenje proti dostavi: dve različni temperaturni težavi — obe sta predmet predpisov. Fotografija: Unsplash (licenca)

4.3 Upravljanje kroga recirkulacije

Dolge cevi med napravo in oddaljenimi odjemnimi mesti zahtevajo recirkulacija. HSE opombe: vroča voda v distribucijskem omrežju mora ostati nad 50 °C (in 55 °C v številnih zdravstvenih ustanovah v Združenem kraljestvu); temperatura povratka je treba spremljati. CDC priporoča, da se vroča voda ohranja v obtoku nad 49 °C in delovanje sistema recirkulacije kadar je to mogoče, neprekinjeno. Vedno preverite glede na svoj lokalni varnost na vodi / ukrepi za preprečevanje okužb.

4.4 Mrtve veje, zastoj, stražarji

Neuporabljene cevi in redko uporabljane vtičnice predstavljajo visoko tveganje. Načrti za varnost pri ravnanju z vodo zahtevajo senzorji za prepoznavanje, izpiranje in merjenje temperature prek omrežja — ne pa po načelu “nastavi in pozabi” samo na rezervoarju.

5. Priporočene sistemske arhitekture

Izbira ustrezne naprave je odvisna od razporeditve lokacije, obstoječe opreme, profila obremenitve, podnebja in ciljev na področju dekarbonizacije. Tukaj so tri vzorci, ki se uporabljajo v dejanskih projektih. Pri velikih ravna plošča razpored polja in hidravlično razdelitev na cone – vaš izvajalec EPC bo te koncepte običajno dopolnil s podrobnim shematskim prikazom.

Polja kolektorjev na strehi ali na območju kampusa zagotavljajo predogrevanje — pomožna ogrevalna naprava vzdržuje nastavljene temperature v zdravstvenih prostorih. Fotografija: Unsplash (licenca)

5.1 Možnost A — Sončno predgrevanje + obstoječi kotel

Zbiralniki predgrejejo zmes; predgret tok vstopi v obstoječi plin ali nafta kotel, ki dvigne temperaturo na nastavljeno vrednost v akumulatorju. Pogosto se uporablja v posodobitev: čim manjše motnje v delovanju obstoječe naprave, prihranek goriva brez opustitve še vedno delujočega kotla.

5.2 Možnost B — Sončna energija + toplotna črpalka + akumulacija + rezervni kotel

Sončna energija napaja a predgrevanje rezervoarja; a toplotna črpalka vodo črpa proti glavnemu rezervoarju; a kotlovski ali električni paket nadomešča vrhovi in neuspehi. Primerno za nova gradnja ali obsežna prenova, kadar je zmanjšanje porabe fosilnih goriv uradni cilj. Ta logika je v skladu z Hibridni sistem PVT in toplotne črpalke razprava o primerih, ko se električna in toplotna energija optimizirata skupaj.

5.3 Možnost C — Centralna sončna elektrarna + sekcijski krogi

A kampus ali lokacija z več stavbami lahko uporabi osrednji sončna elektrarna in termično skladiščenje, skupaj z ločen distribucijske zanke, sekundarna skladišča, črpalke za povečanje tlaka in skidi z termostatskimi ventili (TMV) po posameznih stavbah ali conah — manj naprav na strehah, centralizirano vzdrževanje in obratovanje ter podpora pri postopni izgradnji.

6. Kako določiti velikost bolnišničnega sončnega sistema za ogrevanje vode

Raziskave se strinjajo: najpogostejši način okvare je pogosto ne kakovost za zbiratelje — to je napačna zahteva, neupoštevane izgube pri distribuciji in recirkulaciji, in optimistični delež sončne energije. Podrobna metodologija za poslovni sektor (bolnišnice in hoteli) je na voljo na Kako izbrati ustrezno velikost komercialnega sončnega sistema za ogrevanje vode.

1. korak — Potrebe po posteljah, oddelkih in pomožnih prostorih

Uporabite tisto, kar je primerno za regijo in specializacijo na posteljo podatke, nato pa dodajte obremenitev kuhinje, pralnice, centralne sterilizacijske službe (CSSD) in morebitne procesne obremenitve. Objekt z lastno pralnico je lahko 30–50% višje kot pri ponudniku zunanjih storitev za perilo — ne uporabljajte enotne številke za “povprečno bolnišnico”.

Korak 2 — Izgube pri shranjevanju in recirkulaciji

Prostor za shranjevanje za konica + rezerva za obnovo. Vključi recirkulacija izgubo izrecno; v velikih kampusnih omrežjih se lahko približa izčrpana energija po velikosti. Po 2. koraku si ponovno preberite Soletkov vodnik o Kako izbrati ustrezno velikost komercialnega sončnega sistema za ogrevanje vode da preverite svoj tovorni sklad.

3. korak — Želeni delež sončne energije in površina kolektorja

Nastavi konzervativen delež sončne energije glede na površino strehe, njeno usmerjenost, senčenje, sončno sevanje ter izgube iz 2. koraka. Številka, ki ostane zima in monsun To je bolje kot naslov v CAD-ju, ki velja samo v maju.

Korak 4 — Pomožna zmogljivost in rezervnost

Pomožni vir (kotlovnica, toplotna črpalka ali oboje) mora biti dimenzioniran tako, da lahko prenese 100% projektne obremenitve brez sončne energije. Sončna energija zmanjšuje stroški energije; res je ne razbremenitev nameščene varnostne kopije zmogljivost v zdravstveni ustanovi.

Korak 5 — Ponovna kalibracija po zagonu

Merite porabo, sončni izkoristek, izgube pri recirkulaciji in delovanje krmiljenja v prva sezona; prilagajanje pretokov, želenih vrednosti in urnikov črpalk. To pomeni splošno inženirstvo, ne pa neuspeh projekta.

7. Zanesljivost, redundancija in zasnova, odporna proti okvaram

Sončna energija je dodatno vnos energije — to počne ne upoštevati pri N+1 za kritično ogrevanje. V projektu je treba natančno opredeliti ukrepe ob pogostih okvarah.

• N+1 za kritično napravo: Če sta za neprekinjeno delovanje potrebna dva kotla, naj bo tretji v stanju pripravljenosti; enako velja za velike toplotne črpalke ali verige črpalk ter – kjer je to primerno – za krmilne strežnike.
• Rezervne cirkulacijske črpalke z avtomatskim preklopom; vzporedne nize kolektorjev z izolacijo za vzdrževanje posameznih odsekov.
• Izolacija in obvod okoli niza, toplotnega izmenjevalnika, akumulatorja, kotla in toplotne črpalke, tako da je mogoče kateri koli del odstraniti brez popolne prekinitve delovanja.
• Dokumentirani ukrepi za obvladovanje: okvara črpalke → rezervni način; okvara senzorja → varen način; kratkotrajna motnja v napajanju → UPS za krmilne sisteme in kotel / prednost električnega ogrevanja kot je opredeljeno v tabeli zaporedij.

8. Zagon in vzdrževanje projektov na področju zdravstva

Zagon: preizkušene so bile vse tabele načinov delovanja — to ni bila le formalnost ob zaključku projekta. Fotografija: Unsplash (licenca)

• Preskus tlaka in preverjanje tesnosti vsak krog: primarni sončni krog, izmenjava toplote, akumulacija, distribucija, recirkulacija.
• Ravnovesje se širi banke zbiralke in dvižne cevi.
• Nadzorni programi za: običajno sončno ogrevanje, sončno ogrevanje z zmanjšano močjo, izključno ogrevanje s kotlom, prednost toplotne črpalke, nočno ogrevanje, pasterizacija če se uporablja, preklop na rezervno črpalko, ročno preklapljanje.
• Preveri sentinelske vtičnice za temperaturo: v bližini naprave, na oddaljenem mestu, na oddelku, v kuhinji, v pralnici.
• Vzdrževanje: preizkus/zamenjava glikola, vaja TMV, pregled izolacije, dokumentirano evidenca o skladnosti z varnostnimi predpisi glede vode.

9. Seznam za preverjanje ponudb za projekte sončnih sistemov za ogrevanje vode v bolnišnicah

Nepopolne vloge povzročajo večtedenske zamude. Pripravite naslednje prej zahtevate fiksno ceno.

Soletks Solar dobavlja ravnih sončnih kolektorjev in ravni kolektor za toplo vodo, namenjen za inženirske namene moduli za centralizirano v komercialnem obsegu sisteme, vključno z bolnišničnimi aplikacijami. Pri projektih, ki združujejo shranjevanje, izmenjavo toplote in rezervno ogrevanje, lahko podjetje Soletks zagotovi podporo možnosti arhitekture, razpored zbiralnika, in pripravljeno za ponudbo tehnični paketi na podlagi zgornjih parametrov. Programi neposredno iz tovarne z cURL Too many subrequests. in prilagodljiv OEM na voljo so konfiguracije — vključite Soletks v Ožji izbor ponudnikov že v fazi oblikovanja, ne šele naknadno.

Pogosto zastavljena vprašanja

Povezani viri o Soletksu