摘 要：以貴港市人民醫(yī)院外科住院樓空調(diào)設(shè)計(jì)為例，通過(guò)經(jīng)濟(jì)性比對(duì)分析，確定夏熱冬暖地區(qū)醫(yī)院類(lèi)型空調(diào)的冷熱源選擇。

關(guān)鍵詞：醫(yī)院空調(diào)；冷熱源選擇；經(jīng)濟(jì)性；方案比較

引 言

根據(jù)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》中全國(guó)建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)圖可知，夏熱冬暖地區(qū)主要包含廣東、廣西大部分地區(qū)，香港、澳門(mén)，以及福建南部地區(qū)，這些地區(qū)都有氣候狀況類(lèi)似；能源供應(yīng)狀況也類(lèi)似，冷源方案的確定具有相通性，通過(guò)本工程方案的比對(duì)確定，可以用于類(lèi)似工程參考。

1 工程概況

本工程地下一層，地上25層，建筑總面積約為49067m2（地上45405m2，地下3662m2），地下一層為車(chē)庫(kù)以及設(shè)備用房，1層為入口門(mén)廳和架空、2層為消毒供應(yīng)中心，3層、4層為手術(shù)室，5層為手術(shù)ICU，6層為架空設(shè)備層，7～24為病房及醫(yī)生辦公，25層為病案及閱覽，建筑總高度96.95m，屬一類(lèi)高層建筑。

2 設(shè)計(jì)內(nèi)容

本建筑的通風(fēng)防排煙換氣系統(tǒng)；冬夏兩季舒適性空調(diào)系統(tǒng)，本文只介紹空調(diào)系統(tǒng)部分。

3 設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）室外氣象參數(shù)，見(jiàn)表1（參照GB50736-2012中玉林地區(qū)參數(shù)）。

（2）夏季室內(nèi)參數(shù)，見(jiàn)表2。

4 空調(diào)系統(tǒng)

（1）根據(jù)業(yè)主設(shè)計(jì)要求，貴港市人民醫(yī)院外科綜合樓設(shè)計(jì)冷暖兩用空調(diào)系統(tǒng)；二至五層設(shè)置潔凈空調(diào)系統(tǒng)（潔凈空調(diào)系統(tǒng)由業(yè)主另行委托專(zhuān)業(yè)公司設(shè)計(jì)，由于潔凈度要求及運(yùn)行時(shí)間上的差別，二至五層設(shè)置獨(dú)立的空調(diào)系統(tǒng)），其他部分設(shè)計(jì)中央空調(diào)系統(tǒng)；中央空調(diào)系統(tǒng)的夏季冷負(fù)荷約為3810kW，冬季熱負(fù)荷約為2128kW。

（2）醫(yī)院院方無(wú)現(xiàn)有鍋爐，且不打算設(shè)置鍋爐，當(dāng)?shù)氐娜細(xì)鈨r(jià)格也較貴，故本工程設(shè)置三臺(tái)空氣源熱泵機(jī)組作為冬季空調(diào)熱源，空氣源熱泵夏季運(yùn)行，承擔(dān)一部分冷負(fù)荷，另設(shè)計(jì)兩臺(tái)冷水螺桿式制冷機(jī)組作為夏季空調(diào)冷源的補(bǔ)充，冷凍水供回水溫度為7/12℃。

（3）冬季：設(shè)置空氣源熱泵機(jī)組作為冬季空調(diào)熱源，根據(jù)計(jì)算負(fù)荷，設(shè)置3臺(tái)機(jī)組，每臺(tái)制熱量為696kW同時(shí)設(shè)4臺(tái)空調(diào)用熱水水泵（三用一備），每臺(tái)流量為132m3/h，熱水供回水溫為45/40℃。

（4）夏季另設(shè)兩臺(tái)冷水螺桿機(jī)組做冷源的補(bǔ)充，同時(shí)設(shè)置三臺(tái)冷凍水泵及冷卻水泵（均二用一備），設(shè)兩臺(tái)200m3/h的冷卻塔，制冷機(jī)、冷凍水泵、冷卻水泵位于地下室機(jī)房，冷卻塔位于本樓天面層。

（5）在分集水器的出水管上設(shè)電動(dòng)、手動(dòng)蝶閥，當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)負(fù)荷率較你時(shí)關(guān)閉風(fēng)冷冷水機(jī)組接分集水器的，進(jìn)出管，使用較高效率的水冷冷水機(jī)組運(yùn)行提供系統(tǒng)所需承擔(dān)的冷量。

（6）夏季空調(diào)水系統(tǒng)采用一次泵變流量設(shè)計(jì)，在整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)處于部分負(fù)荷工況下運(yùn)行時(shí)，能夠有效節(jié)約水泵的能耗；在總供回水管之間旁通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，旁通流量為一臺(tái)冷水機(jī)組的最小允許流量。

（7）冷凍水管主管采用異程式，樓層采用異程式布置，各層水平供水干管及水平管上主要分支管上設(shè)置靜態(tài)平衡閥對(duì)管路進(jìn)行水力平衡。

（8）為保證空調(diào)水系統(tǒng)循環(huán)水的品質(zhì)，在冷凍水的回水總管上設(shè)置纏繞式水處理器。

（9）在冷水機(jī)組冷卻水進(jìn)出水管之間設(shè)置自動(dòng)在線(xiàn)清洗裝置，保證冷水機(jī)組冷凝器換熱器無(wú)積垢，從而長(zhǎng)期高效率地運(yùn)行。

（10）空調(diào)末端系統(tǒng)主要采用風(fēng)機(jī)盤(pán)+新風(fēng)系統(tǒng)，低速風(fēng)管，氣流組織采用側(cè)送上回或上送上回的方式。

（11）首層值班室，監(jiān)控室設(shè)分體空調(diào)。

5 空調(diào)系統(tǒng)方案的確定過(guò)程

（1）需求：本工程空調(diào)系統(tǒng)夏季需要供冷，冬季需要供暖；

（2）能源供應(yīng)狀況：醫(yī)院院方無(wú)現(xiàn)有鍋爐，且不打算設(shè)置鍋爐，當(dāng)?shù)氐娜細(xì)鈨r(jià)格也較貴。

（3）根據(jù)工程需求與現(xiàn)狀，本工程的比較合理的供冷供暖方案是：采用電制冷冷水機(jī)組供應(yīng)夏季冷源，采用風(fēng)冷熱泵機(jī)組提供冬季空調(diào)熱源。方案細(xì)分有以下兩種情況：

方案一：冬季：風(fēng)冷熱泵機(jī)組冬季供熱；夏季：僅水冷冷水機(jī)組制冷；

方案二：冬季：風(fēng)冷熱泵機(jī)組冬季供熱；夏季：水冷冷水機(jī)組+風(fēng)冷熱泵同時(shí)制冷；

兩者的差異在于風(fēng)冷熱泵機(jī)組夏季是否供冷，方案二相對(duì)于方案一缺點(diǎn)是風(fēng)冷熱泵機(jī)組制冷時(shí)的效率相對(duì)水冷冷水機(jī)組較低；優(yōu)點(diǎn)是項(xiàng)目初制資會(huì)較低，而且風(fēng)冷熱泵機(jī)組在夏季運(yùn)行，有利于設(shè)備保養(yǎng)，反之則相反。兩方案系統(tǒng)示意圖如下：

（4）由于兩方案的特性，需進(jìn)行經(jīng)濟(jì)的比對(duì)分析，才可以最后確定應(yīng)該采用的最優(yōu)方案，方案一與方案二冬季的制熱情況一樣，即冬季運(yùn)行費(fèi)用一樣，故經(jīng)濟(jì)性比較時(shí)只需比較夏季運(yùn)行費(fèi)用。

方案一：

機(jī)組全年運(yùn)行時(shí)間比率按：100%負(fù)荷率時(shí)間為10%，85%負(fù)荷率時(shí)間為10%，70%負(fù)荷率時(shí)間為10%，50%負(fù)荷率時(shí)間為50%，45%負(fù)荷率時(shí)間為10%，30%及以下負(fù)荷時(shí)間為10%，則兩方案的耗能計(jì)算如下（全年空調(diào)時(shí)間按4320h計(jì)算）：

方案一：分析可知，當(dāng)負(fù)荷率小于50%時(shí)，才可以停一臺(tái)主機(jī)及水泵。

總能耗=100%負(fù)荷率+85%負(fù)荷率+70%負(fù)荷率+50%負(fù)荷率+45%負(fù)荷率+30%負(fù)荷率=（296+45+15.75）×2×4320×10%×100%+（296+45+15.75）×2×4320×10%×85%+（296+45+15.75）×2×4320×10%×70%+（296+45+15.75）×2×4320×50%×50%+（296+45+15.75）×2×4320×10%×45%+（296+45+15.75）×1×4320×10%×60%=1968494.4（kWh）

方案二：分析可知：85%負(fù)荷率時(shí)可以停一臺(tái)風(fēng)冷熱泵，70%負(fù)荷率時(shí)可以停兩臺(tái)風(fēng)冷熱泵，50%負(fù)荷率時(shí)可以停3臺(tái)風(fēng)冷熱泵

總能耗=100%負(fù)荷率+85%負(fù)荷率+70%負(fù)荷率+50%負(fù)荷率+45%負(fù)荷率+30%負(fù)荷率+=（218×2+30×2+8.75×2+143.7×3）×4320×10%×100%+（218×2+30×2+8.75×2+143.7×2）×4320×10%+（218×2+30×2+8.75×2+143.7×1）×4320×10%+（218×2+30×2+8.75×2）×4320×50%+（218×2+30×2+8.75×2）×4320×10%×90%+（218×2+30×2+8.75×2）×4320×10%×60%=2025358.56（kWh）

則方案二與方案一的能耗差值為56864.16（kWh）

由計(jì)算結(jié)果對(duì)比可知，對(duì)全年來(lái)說(shuō)，方案二的空調(diào)夏季運(yùn)行費(fèi)用高，但是兩者相差不太大，但是考慮方案二比初投資低，而且風(fēng)冷熱泵機(jī)組在夏季也運(yùn)行，對(duì)設(shè)備保養(yǎng)比較有利。故本工程最后采用方案二。

6 總 結(jié)

空調(diào)系統(tǒng)冷熱源方案的確定需分步進(jìn)行：一要明確工程需求；二要結(jié)合工程能源供應(yīng)狀況，確定大體方案；三要對(duì)方案進(jìn)行細(xì)分，對(duì)差異方案進(jìn)行細(xì)分，通過(guò)定性定量分析，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比對(duì)分析，找出最優(yōu)方案。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：馮業(yè)雷（1985-），男，漢族，2009年華南理工大學(xué)本科畢業(yè)，研究方向?yàn)榕照{(diào)設(shè)計(jì)、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)。