秦圣權(quán)

摘 要 本文主要介紹了皖北某醫(yī)院原設(shè)計(jì)方案采用多聯(lián)機(jī)空調(diào)，太陽能提供生活熱水。經(jīng)方案對(duì)比分析，最終確定為地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)行供暖制冷和提供生活熱水。

關(guān)鍵詞 醫(yī)院;中央空調(diào)系統(tǒng);設(shè)計(jì)方案;對(duì)比分析

前言

皖北某醫(yī)院建設(shè)項(xiàng)目原設(shè)計(jì)方案采用多聯(lián)機(jī)空調(diào)，太陽能提供生活熱水。我公司針對(duì)該建設(shè)項(xiàng)目的特點(diǎn)，對(duì)原設(shè)計(jì)方案和地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行投資和運(yùn)營費(fèi)用對(duì)比分析，推薦建設(shè)單位采用地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行供暖制冷和提供生活熱水[1]。

1建筑概況及相關(guān)依據(jù)

本工程中央空調(diào)部分夏季空調(diào)冷負(fù)荷7200kW，冬季空調(diào)熱負(fù)荷4480kW。原空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用變頻多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)。本工程熱水需求為36噸/天（東住院樓和西住院樓各18噸/天），采用的是太陽能+燃?xì)忮仩t。我公司推薦使用采用地源熱泵系統(tǒng)滿足夏季制冷、冬季采暖和全年生活熱水的需求。

2地源熱泵機(jī)房設(shè)計(jì)方案

（1）地源熱泵空調(diào)主機(jī)設(shè)備選型及設(shè)計(jì)。本工程設(shè)計(jì)一個(gè)集中式地源熱泵系統(tǒng)機(jī)房，包括空調(diào)和生活熱水。位于地下室內(nèi)，建筑面積400㎡。地源熱泵機(jī)組設(shè)計(jì)采用：采用2臺(tái)RSL-1480HM型全熱回收螺桿式地源熱泵機(jī)組、1臺(tái)RSL-1480M型螺桿式地源熱泵機(jī)組及1臺(tái)SXB-800J水冷離心式冷水機(jī)組可滿足采暖、制冷的需求[2]。

（2）地源熱泵（熱水）負(fù)荷計(jì)算。淋浴熱水總需求量為36噸/24小時(shí)，設(shè)計(jì)水溫55℃。

熱水負(fù)荷Qr= 0.001163×kh×（v×（tr– t1））

Kh-使用常數(shù)，取1.2

v—生活熱水用量，36000L

tr—生活熱水溫度，取55℃

t1—冷水計(jì)算溫度，自來水最低取5℃

淋浴熱水負(fù)荷Qr=0.001163×1.2×[36000×（55–5）]=2512kW。

36噸熱水，從5℃加溫到55℃需要熱量2512kW，工作一臺(tái)RSL-1480HM型全熱回收螺桿式地源熱泵機(jī)組（制熱量為1562kW）需要的加熱時(shí)間為：2512÷1562=1.6小時(shí)。

3地埋管換熱器設(shè)計(jì)方案

冬季地埋管換熱器總吸熱量等于建筑總熱負(fù)荷減去機(jī)組消耗功率（機(jī)組消耗功率等于機(jī)組輸入功率與機(jī)組能效系數(shù)COP之比），根據(jù)提供機(jī)組的制熱量確定系統(tǒng)冬季最大熱負(fù)荷為4480kW/h，地源熱泵機(jī)組COP值取4.0，

可得：Q=4480×（1–1/4.0）=3360kW/h;

但考慮到機(jī)組消耗功率所散發(fā)出來的熱并未全部傳到系統(tǒng)水中，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，考慮10%的余量，空調(diào)機(jī)組總吸熱量為：

3360×1.10=3696kW/h。

參照臨近的淝河監(jiān)獄地源熱泵土壤換熱系數(shù)估算如下：雙鳳地區(qū)采用冬季換熱能力為：45W/巖米。設(shè)計(jì)單井深度為120米，采用雙U型de25-PE100埋管。埋管數(shù)量計(jì)算如下：

L=3360×1000/45/120≈622

得：總埋管74640延米，按照120米深鉆孔約622口。

本工程設(shè)計(jì)采用垂直地埋管系統(tǒng)：設(shè)計(jì)井深度為120m，井間距為4.5米（局部根據(jù)實(shí)際情況確定）。地源熱泵系統(tǒng)以地下土壤為介質(zhì)，利用其中豐富的淺層低位能量。本項(xiàng)目需要采用地源熱泵專用的垂直地下埋管（雙U，口徑為De25mm，壁厚為2.3mm，額定耐壓為1.6MPa）[3]。

4投資概算

5經(jīng)濟(jì)效益分析

（1）投資成本分析對(duì)比。①擬設(shè)計(jì)方案：a.類型：空調(diào)：地源熱泵 、熱水：全熱回收技術(shù);b.空調(diào)投入：2492.4萬元。c.熱水投入：13萬元;d.電力增容費(fèi) 0元;e.電力增容費(fèi)0元;f.合計(jì)：2505.4萬元。②圖紙?jiān)O(shè)計(jì)方案：a.類型：空調(diào)：多聯(lián)機(jī)、熱水：太陽能+燃?xì)忮仩t;b.空調(diào)投入：2072.4萬元。c.熱水投入：84.8萬元;d.電力增容費(fèi)120元;e.電力增容費(fèi)10元;⑥合計(jì)：2287.2萬元。③備注：電力增容費(fèi)：圖紙?jiān)O(shè)計(jì)方案多聯(lián)機(jī)空調(diào)總用電負(fù)荷比地源熱泵空調(diào)總用電負(fù)荷約高30%，增加電氣設(shè)備、電纜等費(fèi)用約為120萬元。燃?xì)忾_戶費(fèi)：熱水系統(tǒng)需求燃?xì)?，需要燃?xì)饨尤胭M(fèi)，總計(jì)：多投資218.2萬元。

（2）地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算。地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用主要包含：地源熱泵空調(diào)：（冬季）1227992元，夏季：2695680元。地源熱泵熱水：（春、秋、冬季）113190元，（夏季）1584元，費(fèi)用合計(jì)：4038446元。

（3）多聯(lián)機(jī)空調(diào)、太陽能+燃?xì)鉄崴\(yùn)行費(fèi)用計(jì)算。多聯(lián)機(jī)空調(diào)、太陽能+燃?xì)鉄崴\(yùn)行費(fèi)用匯總：多聯(lián)機(jī)空調(diào)（冬季）2333184，多聯(lián)機(jī)空調(diào)（夏季）3773952元，太陽能+燃?xì)鉄崴ㄈ辏?81238元，費(fèi)用合計(jì)：181238元。

（4）運(yùn)行費(fèi)用對(duì)比。①空調(diào)（ 地源熱泵）與熱水 （全熱回收技術(shù)）：冬季空調(diào) 1227992元 ，夏季空調(diào) 2695680元 ，熱水113190、1584元，運(yùn)行費(fèi)用合計(jì) 4038446元 。②空調(diào)（多聯(lián)機(jī)）與熱水（太陽能+燃?xì)忮仩t）：冬季空調(diào) 2333184元 ，夏季空調(diào)3773952元 ，熱水181238、0元，運(yùn)行費(fèi)用合計(jì)6288374元。綜上所述，使用地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)與多聯(lián)機(jī)空調(diào)相比，每年可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用225萬元。

6結(jié)束語

通過方案對(duì)比分析，采用地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)提供本醫(yī)院供暖制冷比原設(shè)計(jì)多聯(lián)機(jī)和太陽能系統(tǒng)增加投資218萬元，但年運(yùn)行費(fèi)用減少225萬元?？梢姴捎玫卦礋岜每照{(diào)系統(tǒng)在本醫(yī)院項(xiàng)目上具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬最良，姚楊.民用建筑空調(diào)設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006：76.

[2] 刁乃仁，方肇洪.地源熱泵地埋管系統(tǒng)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006：51.

[3] 張敏.南京某醫(yī)院地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)[M].制熱供冷，2018（1）：58-60.