貴港市人民醫(yī)院空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

摘 要：以貴港市人民醫(yī)院外科住院樓空調(diào)設(shè)計為例，通過經(jīng)濟性比對分析，確定夏熱冬暖地區(qū)醫(yī)院類型空調(diào)的冷熱源選擇。

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

引 言

根據(jù)《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》中全國建筑熱工設(shè)計分區(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，以及福建南部地區(qū)，這些地區(qū)都有氣候狀況類似；能源供應(yīng)狀況也類似，冷源方案的確定具有相通性，通過本工程方案的比對確定，可以用于類似工程參考。

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），地下一層為車庫以及設(shè)備用房，1層為入口門廳和架空、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，屬一類高層建筑。

2 設(shè)計內(nèi)容

本建筑的通風防排煙換氣系統(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)計參數(shù)

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

（2）夏季室內(nèi)參數(shù)，見表2。

4 空調(diào)系統(tǒng)

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

（2）醫(yī)院院方無現(xiàn)有鍋爐，且不打算設(shè)置鍋爐，當?shù)氐娜細鈨r格也較貴，故本工程設(shè)置三臺空氣源熱泵機組作為冬季空調(diào)熱源，空氣源熱泵夏季運行，承擔一部分冷負荷，另設(shè)計兩臺冷水螺桿式制冷機組作為夏季空調(diào)冷源的補充，冷凍水供回水溫度為7/12℃。

（3）冬季：設(shè)置空氣源熱泵機組作為冬季空調(diào)熱源，根據(jù)計算負荷，設(shè)置3臺機組，每臺制熱量為696kW同時設(shè)4臺空調(diào)用熱水水泵（三用一備），每臺流量為132m3/h，熱水供回水溫為45/40℃。

（4）夏季另設(shè)兩臺冷水螺桿機組做冷源的補充，同時設(shè)置三臺冷凍水泵及冷卻水泵（均二用一備），設(shè)兩臺200m3/h的冷卻塔，制冷機、冷凍水泵、冷卻水泵位于地下室機房，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、手動蝶閥，當整個系統(tǒng)負荷率較你時關(guān)閉風冷冷水機組接分集水器的，進出管，使用較高效率的水冷冷水機組運行提供系統(tǒng)所需承擔的冷量。

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

（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)平衡閥對管路進行水力平衡。

（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）在冷水機組冷卻水進出水管之間設(shè)置自動在線清洗裝置，保證冷水機組冷凝器換熱器無積垢，從而長期高效率地運行。

（10）空調(diào)末端系統(tǒng)主要采用風機盤+新風系統(tǒng)，低速風管，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)院院方無現(xiàn)有鍋爐，且不打算設(shè)置鍋爐，當?shù)氐娜細鈨r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：采用電制冷冷水機組供應(yīng)夏季冷源，采用風冷熱泵機組提供冬季空調(diào)熱源。方案細分有以下兩種情況：

方案一：冬季：風冷熱泵機組冬季供熱；夏季：僅水冷冷水機組制冷；

方案二：冬季：風冷熱泵機組冬季供熱；夏季：水冷冷水機組+風冷熱泵同時制冷；

兩者的差異在于風冷熱泵機組夏季是否供冷，方案二相對于方案一缺點是風冷熱泵機組制冷時的效率相對水冷冷水機組較低；優(yōu)點是項目初制資會較低，而且風冷熱泵機組在夏季運行，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，需進行經(jīng)濟的比對分析，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，即冬季運行費用一樣，故經(jīng)濟性比較時只需比較夏季運行費用。

方案一：

機組全年運行時間比率按：100%負荷率時間為10%，85%負荷率時間為10%，70%負荷率時間為10%，50%負荷率時間為50%，45%負荷率時間為10%，30%及以下負荷時間為10%，則兩方案的耗能計算如下（全年空調(diào)時間按4320h計算）：

方案一：分析可知，當負荷率小于50%時，才可以停一臺主機及水泵。

總能耗=100%負荷率+85%負荷率+70%負荷率+50%負荷率+45%負荷率+30%負荷率=（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%負荷率時可以停一臺風冷熱泵，70%負荷率時可以停兩臺風冷熱泵，50%負荷率時可以停3臺風冷熱泵

總能耗=100%負荷率+85%負荷率+70%負荷率+50%負荷率+45%負荷率+30%負荷率+=（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）

由計算結(jié)果對比可知，對全年來說，方案二的空調(diào)夏季運行費用高，但是兩者相差不太大，但是考慮方案二比初投資低，而且風冷熱泵機組在夏季也運行，對設(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；三要對方案進行細分，對差異方案進行細分，通過定性定量分析，并進行經(jīng)濟性比對分析，找出最優(yōu)方案。

參考文獻

[1]陸耀慶主編.實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊.2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008

[2]陳立文，陳敬武主編.技術(shù)經(jīng)濟學概論.北京：機械工業(yè)出版社，2006.1

作者簡介：馮業(yè)雷（1985-），男，漢族，2009年華南理工大學本科畢業(yè)，研究方向為暖通空調(diào)設(shè)計、建筑節(jié)能設(shè)計。