Wärme- und Stromversorgung eines Krankenhauses

Zuletzt aktualisiert am 05.02.2017

Kurzzusammenfassung/Abstract

Das Krankenhaus Innsbruck wird von einem Fernheizwerk mit Dampf versorgt. Der Gesamt-Nutzungsgrad des Fernheiznetzes (inkl. Erzeugung) beträgt 83 %. Die Hälfte der Verluste gehen auf das Konto des Netzes, wobei hier bereits die Abstrahlungsverluste des Kessels berücksichtigt sind. Knapp ein Viertel des Wärmeverbrauchs (24 %) wird zur Dampferzeugung benötigt. Der Stromverbrauch des Krankenhauses im Jahre 1999 betrug 30.570 MWh. Die höchsten Verbrauchswerte treten aufgrund des erhöhten Klimatisierungsbedarfs in den Sommermonaten auf. Der Leistungsbedarf in diesen Monaten beträgt rund 5.900 kW. Der spezifische Wärmeverbrauch beträgt 27,0 MWh pro Planbett und Jahr, der spezifische Stromverbrauch 19,5 MWh pro Planbett und Jahr. Durch die Umsetzung der empfohlenen Maßnahmen ist eine Reduzierung der Wärmekosten von jährlich 80.000 DM möglich.

Zielsetzung

Neben der Aufteilung des Wärmeverbrauchs auf die wichtigsten Verbraucher ist der Nutzungsgrad der Fernwärmeerzeugung, die Wärmeverluste des Fernwärmenetzes und der Anteil des Dampfverbrauchs am Gesamtwärmeverbrauch zu ermitteln. Die Analyse des Stromverbrauchs beschränkt sich auf die Entwicklung der letzten Jahre. Als Grundlage dienen typische Lastgänge der Klinik, besonderes Augenmerk liegt auf der Kälteerzeugung. Soweit möglich werden Einsparpotenziale aufgezeigt und der spezifische Energieverbrauch je Planbett mit dem anderer Kliniken und Krankenhäuser verglichen.

Konzeption und Messverfahren

Grundlage für die Auswertung waren die laufenden Aufzeichnungen des Energieverbrauchs und Klimadaten der Klinik, sowie die Daten des Gas- und Heizöleinsatzes in der Fernwärmezentrale. Als Bilanzzeitraum des Jahresnutzungsgrades wurde das Jahr 1999, für Detailbetrachtungen des Wärmeverbrauchs der Dezember 1999, für den Stromverbrauch der August 1999 festgelegt. Um die Wärmeverluste der Fernwärmeleitungen und der klinikinternen Dampfleitungen zu berechnen, wurden punktuelle Temperaturmessungen vorgenommen. Der Stromverbrauch zur Kälteerzeugung wurde von der FfE mit Hilfe einer Messwerterfassungsanlage aufgezeichnet.

Ergebnisse
  • Stromversorgung

In Bild 1 ist der Lastgang der Klinik für den Monat August 1999 aufgetragen. Er zeigt einen sich ständig wiederholenden Wochengang des Stromverbrauchs. Der Nachtbedarf liegt etwa bei 50 % des Tagesbedarfs. An den Wochenenden ist ein starker Leistungsrückgang der Tageslast zu erkennen. Die Lastspitzen vermindern sich dabei um 30 bis 40 %. Die Ursache ist auf ein reduzierten Einsatz von Geräten bzw. auf das Abschalten von Verbrauchern zurückzuführen. Dieses Lastgangverhalten deckt sich mit Untersuchungen bei anderen Krankenhäusern. Ein signifikanter Leistungsrückgang des Grundbedarfs ist an den Wochenenden nicht erkennbar.

 

Bild 1: Lastgang der Universitätsklinik

Bild 2: Energiebilanz des Fernheizwerkes im Jahre 1999

  • Wärmeversorgung

Die Wärmeversorgung erfolgt durch die Fernwärmezentrale, deren Brennstoff- einsatz im Jahre 1999 rund 75.000 MWh betrug. Davon entfallen 52 % auf das Kli- nikum und 31 % auf klinikfremde Einrich- tungen. 17 % sind durch Verluste verursacht, die sich zu etwa 8 % der Fernwärmeerzeugung und 9 % der Fernwärmeverteilung zurechnen lassen. Der Gesamt-Nutzungsgrad des Fernheiznetzes (inkl. Erzeugung) beläuft sich auf 83 %. Die monatlichen Absolutwerte sind aus Bild 2 ersichtlich.

Die Universitätsklinik verbraucht in den Sommermonaten ein Minimum von 1.700 MWh pro Monat. Dieser Wert stellt die Grundlast dar. Das Fernwärmenetz wird mit einer Vorlauftemperatur von 160 °C gefahren. Da für den Klinikbereich der erforderliche Dampfbedarf aus der gelieferten Fernwärme in Dampfumformern erzeugt wird und für die Sterilisation eine Dampftemperatur von 134 °C erforderlich ist, wird diese hohe Vorlauftemperatur benötigt. Andererseits führt dies zu erhöhten Netzverlusten. Bei einer Reduzierung der Vorlauftemperatur von derzeit 160 °C auf 130 °C vermindern sich die Wärmeverluste um jährlich 1.440 MWh. Allerdings müsste dann eine Absenkung der Dampftemperatur in Kauf genommen werden. Die notwendige z.B. elektrische Nacherwärmung würde zusätzliche Stromkosten von jährlich ca. 22.000 DM erfordern. Dem stehen Einsparungen durch Reduzierung der Wärmeverluste von jährlich 63.000 DM gegenüber. Da etwa die Hälfte des Dampfbedarfs zur Befeuchtung der Raumluft verwendet wird, könnte für diesen Teil eine Nacherwärmung entfallen. Damit vermindern sich die Stromkosten zur Nacherwärmung um 11.000 DM/a. Bei detaillierter Analyse der einzelnen Verbraucher wurde die Betriebsleitung darauf hingewiesen, dass die vorhandene Tiefgarage beheizt wird. Bei Einstellung der Beheizung wäre ein Einsparpotenzial von rund 20.000 DM/a realisierbar.

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