淺談某醫(yī)院項目冷熱水系統(tǒng)設(shè)計特點

何 嵩

福建省閩武建筑設(shè)計院有限公司，福建 福州 350000

1 引言

該項目位于福建省，某市按摩醫(yī)院綜合樓共6 層；其中一至六層為按摩醫(yī)院綜合樓，地下一、二層為車庫及設(shè)備用房。

本項目考慮設(shè)置集中熱水系統(tǒng)，冷水系統(tǒng)采用地下室生活水箱+變頻泵組的供水方式；熱水系統(tǒng)若考慮采用與冷水水壓平衡的供水方式，因熱水水箱設(shè)于地下室，熱水第一循環(huán)加熱系統(tǒng)加熱設(shè)備因地域限制無法設(shè)置，若加熱設(shè)備設(shè)于屋面，則造成第一循環(huán)管路過長，能源浪費且不合理；若考慮熱水水箱和加熱設(shè)備設(shè)于屋面，則因冷、熱水系統(tǒng)供水方式不一致導(dǎo)致冷熱水水壓不平衡，且冷熱水配水點處水壓不穩(wěn)定，用水安全性舒適性降低。

2 本工程冷水給水系統(tǒng)設(shè)計

冷水系統(tǒng)：某市按摩醫(yī)院項目市政接入點水壓約為0.15MPa，故本項目給水共分二個區(qū)：a.低區(qū)，-1F～1F，由市政管網(wǎng)直接供水，接入點水壓約為0.15MPa；b.高區(qū)，2F～5F，采用地下室25m3（有效水量20m3）生活水箱→加壓泵→各用水點，接入點水壓0.44MPa；采用此種分區(qū)，充分利用市政水壓的同時，又有效地減小地下室生活水箱的儲存容積。變頻調(diào)速供水方式為目前應(yīng)用較廣的供水方式，是利用控制柜內(nèi)的變頻器和微機(jī)來控制水泵的運行，使水泵按照實際運行參數(shù)進(jìn)行變頻調(diào)速供水，把水泵工頻運行時特性曲線中的多余功通過變頻器調(diào)頻節(jié)約下來。適用于每日用水時間長、用水量經(jīng)常變化的生活及生產(chǎn)給水系統(tǒng)中，凡需要增壓的給水系統(tǒng)及熱水系統(tǒng)均可采用。市政水壓不足的樓層采用變頻供水方式，基礎(chǔ)建設(shè)簡單，系統(tǒng)中只需要容納幾臺水泵和一個控制柜的水泵房，占地面積小，設(shè)備的可靠性較高，使用周期長，能滿足市政水壓無法滿足的建筑的需要；有水箱儲水，在市政管網(wǎng)停水時能應(yīng)付短時連續(xù)供水；該系統(tǒng)在設(shè)定水泵出水壓力的情況下，水泵的出水量可通過變頻調(diào)速改變供電頻率進(jìn)而改變水泵轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)；供水壓力控制在水泵高效區(qū)壓力范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)小用水量工況時管網(wǎng)壓力超壓的現(xiàn)象；系統(tǒng)除了變頻調(diào)速主泵外，還配置有小泵和氣壓水罐，在夜間或管網(wǎng)小流量運行工況時，給水設(shè)備即自動切換到小泵和氣壓水罐聯(lián)合工作，縮短低效工作時間，提高系統(tǒng)工作效率，使系統(tǒng)設(shè)計更節(jié)能。但變頻供水也存在供水能源消耗大，對電源要求較高，保護(hù)功能要齊全可靠；當(dāng)供水范圍小、用水變化幅度大時，節(jié)能效果不明顯且不節(jié)能；由于屬于二次供水，仍然存在水質(zhì)污染問題，嚴(yán)重時會出現(xiàn)紅蟲，設(shè)備運行時有水泵震動，噪音大；安裝、清洗維護(hù)麻煩等缺點［1］［2］。

3 本工程熱水給水系統(tǒng)設(shè)計

熱水系統(tǒng)：本項目熱水水源為市政自來水。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科學(xué)的迅速發(fā)展，新技術(shù)、新設(shè)備層出不窮，醫(yī)院建筑也面臨著新的設(shè)計理念。熱水系統(tǒng)的設(shè)計不僅需要滿足醫(yī)院建筑中使用功能和設(shè)備不同功能的要求，而且必須安全可靠、合理節(jié)能。根據(jù)甲方要求，本項目設(shè)置集中熱水系統(tǒng)。對比普通開式系統(tǒng)與承壓式閉式熱泵系統(tǒng)：普通開式水箱，沒有承壓功能，末端需額外配置加壓泵。而冷水壓力來自管網(wǎng)，熱水壓力來自末端加壓泵，所以冷熱水壓力不平衡，導(dǎo)致末端出水忽冷忽熱，且加壓泵耗能。承壓式水熱泵系統(tǒng)，屬于封閉式儲存，在儲存過程中水體不與空氣接觸，空氣中的雜質(zhì)和微生物不會進(jìn)入到水體中，水體中用于保護(hù)水質(zhì)的添加物如氯離子等也不易揮發(fā)，而且水體在儲存過程中絕大多數(shù)時間是流動的，是“活水”；末端無需額外配置加壓泵，節(jié)能水泵耗能，而熱水壓力完全來自冷水管網(wǎng)，所以冷熱水壓力平衡，末端可保證恒溫出水；且閉式熱水系統(tǒng)，水和空氣沒有接觸，不容易滋生細(xì)菌，可保證水質(zhì)清潔；且小水箱設(shè)計，無需擔(dān)心屋頂承重問題；且承壓式儲水箱具有［3］：（1）應(yīng)急儲供水，可以即時儲存管道中的新鮮水流，在供水故障時為用戶提供安全用水保障；（2）自動排氣，它能隨時排除管道內(nèi)的空氣，消除管道水錘音；（3）能吸收管道中因水壓變化而產(chǎn)生的沖擊能量，延長管道材料與設(shè)備的使用壽命等三大功能。但承壓式熱水系統(tǒng)也具有如下缺點［4］：（1）較費電，要經(jīng)常啟用電加熱。因為冷水和熱水在水箱中要進(jìn)行混合和熱交換，使水箱中的水溫很快下降，導(dǎo)致熱水利用率降低。為了能夠滿足用水，只有經(jīng)常啟用電加熱來繼續(xù)加溫。因此較費電。（2）承壓式采用熱管加熱，管中不走水，利用傳輸介質(zhì)導(dǎo)熱，采熱片在水箱桶中的觸頭溫度非常高，堿性很大時很容易結(jié)垢，很快會降低熱效能，甚至燒毀。因本項目屋面條件有限，且五層多為按摩室等多種對安靜要求高的功能房間，若考慮開式水箱配增壓泵系統(tǒng)設(shè)計，影響五層功能房間使用的同時也占用較大屋面面積。

故綜合考慮后本項目熱水系統(tǒng)采用承壓式空氣源熱泵加熱系統(tǒng)結(jié)合冷水系統(tǒng)的變頻泵組+冷水生活水箱的供水方式，保證冷熱水水壓平衡的同時，又節(jié)省設(shè)備管路，提高能量利用率。

4 結(jié)束語

隨著時代的發(fā)展，社會的進(jìn)步，人們生活水平的日益提高，生活熱水供應(yīng)成為人們生活中不可缺少的一部分。承壓式儲水箱熱泵系統(tǒng)，由冷水壓力供應(yīng)熱水，無需設(shè)置大功率熱水增壓設(shè)備，冷熱水水壓來源相同能保證冷熱水系統(tǒng)的水壓平衡，熱水在多個儲熱水箱內(nèi)儲存，可減少水箱間的冷、熱水混合不均勻現(xiàn)象，有利于保持全日供應(yīng)熱水的恒溫恒壓，且閉式水箱與大氣隔絕，便于定期清潔、維護(hù)，還有利于避免水質(zhì)二次污染。一體化的系統(tǒng)設(shè)計、組件和施工，設(shè)計及安裝更加靈活便捷，且場地的限制影響較小。但由于承壓式熱水箱熱泵系統(tǒng)能承受的冷水壓力有限，造價也高于傳統(tǒng)開式熱泵系統(tǒng)，由此導(dǎo)致在應(yīng)用及適用范圍上受到建筑類型及造價的限制，不如傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)應(yīng)用廣泛。因此實際應(yīng)用中應(yīng)合理選用熱水系統(tǒng)加熱形式等，因地制宜，發(fā)揮應(yīng)有的節(jié)能效果，使人民的生活環(huán)境更趨于安全、舒適、健康、環(huán)保［5］［6］。