第4頁(yè)共4頁(yè)S市醫(yī)院建筑冷熱源方案設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u26425第一章研究背景 125448第二章研究?jī)?nèi)容 218994第三章醫(yī)院建筑冷熱源方案 2275213.1直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組+常規(guī)水冷式冷水機(jī)組 339643.1.1冷源選型 3125493.1.2熱源選型 3298073.2常規(guī)水冷式冷水機(jī)組（熱回收）+小區(qū)熱網(wǎng) 52123.2.1冷源選型： 5111773.2.2熱源選型： 6325913.2.3主要設(shè)備 6315783.3冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)+常規(guī)水冷式冷水機(jī)組 720343.3.1冷源選型 8284053.3.2熱源選型 999133.3.3主要設(shè)備 9162423.4地源熱泵+常規(guī)水冷式冷水機(jī)組的復(fù)合式系統(tǒng) 10250683.4.1熱泵機(jī)組選型 10282843.4.2冷水機(jī)組選型 11325133.4.3主要設(shè)備 1213382第四章空調(diào)冷熱源經(jīng)濟(jì)性分析與比較 139364.1初投資 1373924.2年經(jīng)營(yíng)費(fèi)用 14318214.2.1方案一 14228404.2.2方案二 1770564.2.3方案三 18105474.2.4方案四 1988264.3方案對(duì)比結(jié)論 2012161第五章結(jié)論 2116263參考文獻(xiàn) 22第一章研究背景建筑是人類賴以生存的場(chǎng)所，我們生活與工作都在建筑中進(jìn)行，我們?nèi)艘簧蟛糠謺r(shí)間都是在建筑中度過(guò)的，從人類起源的洞穴時(shí)代到高度文明的現(xiàn)代建筑，建筑是我們不可或缺的一部分。原始文明的風(fēng)吹日曬與現(xiàn)代文明的舒適宜人，推動(dòng)這一改變的是空氣調(diào)節(jié)技術(shù)，簡(jiǎn)稱為空調(diào)，空氣調(diào)節(jié)技術(shù)對(duì)建筑的溫度濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制建筑內(nèi)的空氣質(zhì)量，現(xiàn)代的空調(diào)技術(shù)使我們能舒適地在建筑中辦公、學(xué)習(xí)、生活，而伴隨著空調(diào)技術(shù)的不斷發(fā)展，一些不可避免的問(wèn)題也隨之出現(xiàn)。上世紀(jì)90年代開(kāi)始，地球的環(huán)境消化與資源消耗不斷嚴(yán)重，據(jù)統(tǒng)計(jì)，建筑所消耗的能量已經(jīng)占據(jù)了整個(gè)社會(huì)消耗總能量的20%左右。而我國(guó)目前的能量消耗也來(lái)到了一個(gè)新的高峰，據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)建筑耗電量已經(jīng)達(dá)到了發(fā)達(dá)國(guó)家建筑耗電量的1.5-2倍，二氧化碳排放總量已經(jīng)超過(guò)所有國(guó)家來(lái)到了世界第一的水平，在相關(guān)會(huì)議展開(kāi)后，國(guó)際也對(duì)我國(guó)提出了更加嚴(yán)格的環(huán)保要求，保護(hù)環(huán)境是我國(guó)目前建筑耗能方面的重要問(wèn)題。醫(yī)院作為大型公共建筑之一，是能耗大戶，醫(yī)院的耗能量在公共建筑遙遙領(lǐng)先，而現(xiàn)在隨著醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步和醫(yī)療設(shè)備的不斷發(fā)展，醫(yī)療設(shè)施規(guī)模不斷擴(kuò)大，各科室環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)提高，醫(yī)療設(shè)施能耗不斷增加。相關(guān)研究表明，在醫(yī)院的用能系統(tǒng)中，空調(diào)與生活熱水系統(tǒng)能耗所占比例為50%，為主要耗能系統(tǒng)，由此可見(jiàn)，建筑節(jié)能的成功與否取決于空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能，而空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的基礎(chǔ)就在于冷熱源方案的選擇，所以醫(yī)療設(shè)施空調(diào)的冷熱源方案的合理選擇是重中之重，是本文研究的重點(diǎn)以及難點(diǎn)。第二章研究?jī)?nèi)容醫(yī)療建筑冷熱源的選擇應(yīng)結(jié)合醫(yī)療建筑的能耗特點(diǎn)、合理利用能源、提高能源利用效率、降低能耗等綜合考慮。冷熱源設(shè)備及其系統(tǒng)需要考慮到各部門(mén)的環(huán)境控制要求和運(yùn)行特點(diǎn)，減少環(huán)境負(fù)擔(dān)，并且可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、易于維護(hù)和管理。通常，醫(yī)療建筑中空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源是根據(jù)靈活性和耐受性原則構(gòu)建的。系統(tǒng)的靈活性主要體現(xiàn)在是否適應(yīng)醫(yī)療技術(shù)的變化和醫(yī)療設(shè)備的更新。本文我們的研究對(duì)象是南昌地區(qū)的醫(yī)院建筑，南昌市位于冬冷夏熱地區(qū)，是一個(gè)冷源依賴型城市，本市沒(méi)有可用的天然氣能源，基本依賴進(jìn)口，我們將對(duì)該醫(yī)院建筑結(jié)合南昌市用能特點(diǎn)進(jìn)行空調(diào)冷熱源的冷熱源方案選擇以及經(jīng)濟(jì)性分析。第三章醫(yī)院建筑冷熱源方案為確保冷熱源方案分析全面、到位。本次冷熱源方案比較中對(duì)潔凈區(qū)部分空調(diào)也結(jié)合進(jìn)行了分析。調(diào)查發(fā)現(xiàn)本次設(shè)計(jì)的醫(yī)院建筑位于南昌市區(qū)，臨近商業(yè)和居民區(qū)，周邊無(wú)熱電廠、污水處理廠及河流。結(jié)合醫(yī)院建筑的實(shí)際情況及不同冷熱源特點(diǎn)初步選擇以下四種方案：1. 直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組+常規(guī)水冷式冷水機(jī)組2. 常規(guī)水冷式冷水機(jī)組（熱回收）+小區(qū)熱網(wǎng)3. 冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)+常規(guī)水冷式冷水機(jī)組4. 地源熱泵+常規(guī)水冷式冷水機(jī)組的復(fù)合式系統(tǒng)3.1直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組+常規(guī)水冷式冷水機(jī)組醫(yī)院普通科室全年最大冷負(fù)荷為2955.06kW，最大熱負(fù)為2607.3kW；醫(yī)院的門(mén)診、住院部的生活熱水用量每天為29440580.8kJ，若按照每天16小時(shí)制備生活熱水計(jì)算所需的功率是511.12kW。另外醫(yī)院潔凈科室全年的冷熱負(fù)荷指標(biāo)為1257.75kW。參考現(xiàn)行醫(yī)院的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，考慮到普通科室空調(diào)與潔凈科室空調(diào)使用上的差異性，冷熱源設(shè)置時(shí)要加以考慮。3.1.1冷源選型潔凈區(qū)部分選用一臺(tái)型號(hào)是BZ125DH1的直燃式溴化鋰吸收式制冷機(jī)組，如表3-1所示表3-1BZ125DH1直燃式溴化鋰吸收式制冷機(jī)組參數(shù)型號(hào)制冷量制熱量熱水熱量天然氣耗量m3/hBZ125DH14541345500106144機(jī)組匹配冷卻塔，依據(jù)型號(hào)BZ125DH1制冷機(jī)組需要的冷卻水流量305m3/h，供回水溫度32/37.5℃，夏季空調(diào)節(jié)室外計(jì)算濕球溫度27.8℃，選取SC-300UD型超靜音冷卻塔。舒適區(qū)部分夏季冷負(fù)荷2955.06kW，住院部負(fù)荷為1160kW、門(mén)診部負(fù)荷為1795kW。考慮到住院部空調(diào)需全天運(yùn)行，門(mén)診部空調(diào)只在白天運(yùn)行。按照2:4:4比例配備螺桿式冷水機(jī)組，便于非滿負(fù)荷下運(yùn)行調(diào)節(jié)。選取三臺(tái)開(kāi)利螺桿式冷水機(jī)組型號(hào)分別是30HXC165A、30HXC350A、30HXC350A，表3-2三臺(tái)開(kāi)利螺桿式冷水機(jī)組型號(hào)參數(shù)型號(hào)制冷量冷水進(jìn)出水溫℃冷卻水水溫℃電機(jī)功率30HXC165A58012/730/3511830HXC350A121812/730/35252機(jī)組匹配冷卻塔，依據(jù)型號(hào)30HXC165A制冷機(jī)組需要的冷卻水流量119m3/h，供回水溫度30/35℃，夏季空調(diào)節(jié)室外計(jì)算濕球溫度27.8℃，選取馬利SC-150UD型超靜音冷卻塔。同理兩臺(tái)型號(hào)30HXC350A制冷機(jī)組，選取兩臺(tái)馬利SC-250UD型超靜音冷卻塔。3.1.2熱源選型計(jì)算得到全年最大熱負(fù)荷2607.3kW。醫(yī)院排風(fēng)分散不利收集，且可能存在病菌，故全樓不做熱回收。對(duì)于冬季內(nèi)區(qū)冷負(fù)荷由預(yù)熱后的新風(fēng)處理，新風(fēng)量保持不變，新風(fēng)處理狀態(tài)點(diǎn)按照內(nèi)區(qū)最不利房間的負(fù)荷特性計(jì)算得出。負(fù)荷計(jì)算時(shí)新風(fēng)量以換氣次數(shù)法與人均新風(fēng)量法取最大值確定，這樣可以確保醫(yī)院內(nèi)部的空氣質(zhì)量。在熱源設(shè)計(jì)時(shí)，確保安全可靠按照全年最大熱負(fù)荷2607.3kW的最大負(fù)荷為設(shè)計(jì)負(fù)荷。為便于低負(fù)荷下機(jī)組運(yùn)行調(diào)節(jié)，采用二次泵系統(tǒng)。3.1.3主要設(shè)備方案一的空調(diào)系統(tǒng)冷源部分主要設(shè)備名稱、型號(hào)、設(shè)備規(guī)格、費(fèi)用見(jiàn)表3-3所示表3-3方案一冷源空調(diào)設(shè)備參數(shù)表序號(hào)項(xiàng)目設(shè)備型號(hào)設(shè)備規(guī)格數(shù)量單價(jià)/萬(wàn)元總計(jì)/萬(wàn)元1直燃式溴化鋰吸收式制冷機(jī)BZ125DH制冷量1454kw、制熱量1345kW197972單工況制冷機(jī)130HXC165A制冷量580kw13030單工況制冷機(jī)230HXC350A制冷量1218kw2601203冷卻塔1SC-150UD150m3/h17.57.5冷卻塔2SC-150UD250m3/h212.525冷卻塔3SC-300UD300m3/h115154冷卻水泵NB65-125/144A-F-A-BAQE120m3/h,20m13.53.5冷卻水泵NB65-125/144A-F-A-BAQE150m3/h,20m13.53.5冷卻水泵NB100-160/176A-F-A-BAQE250m3/h,20m13.53.5冷卻水泵NB100-160/166A-F-A-BAQE300m3/h,20m13.53.5冷凍一次水泵NB125-200/210A-F-A-BAQE260m3/h,10m32.78.1冷凍二次水泵NB65-160/160A-F-A-BAQE130m3/h,25m42.710.8自控系統(tǒng)118.418.4電子水處理儀22.214.42方案一空調(diào)系統(tǒng)熱源部分主要設(shè)備名稱、型號(hào)、設(shè)備規(guī)格、費(fèi)用見(jiàn)表所示表3-4方案一熱源空調(diào)設(shè)備參數(shù)表序號(hào)項(xiàng)目設(shè)備型號(hào)設(shè)備規(guī)格數(shù)量單價(jià)/萬(wàn)元總計(jì)/萬(wàn)元1板式換熱器M6M-MFM換熱量1825kW216.132.22熱水泵NBG150-125-250/269A-F-A-BAQE225m3/h,10m2（一用一備）1.32.63.2常規(guī)水冷式冷水機(jī)組（熱回收）+小區(qū)熱網(wǎng)負(fù)荷計(jì)算以及相關(guān)參數(shù)如方案一所示3.2.1冷源選型：潔凈區(qū)部分：十五層潔凈手術(shù)室對(duì)設(shè)備要求高且負(fù)荷大，單獨(dú)配備一臺(tái)機(jī)組滿足需要，按照冷負(fù)荷數(shù)值672KW型號(hào)為CSRAN2622-Y-Q-LT型克萊門(mén)特高效型風(fēng)冷螺桿式四管制風(fēng)冷熱泵。一層中心供應(yīng)科、二層門(mén)診手術(shù)室、十四層ICU病房的負(fù)荷總計(jì)為597Kw。其中ICU病房的負(fù)荷為310Kw，需全天二十四小時(shí)運(yùn)行。中心供應(yīng)科與門(mén)診手術(shù)室負(fù)荷特點(diǎn)類似，只在白天運(yùn)行，負(fù)荷值為287Kw?？紤]到同時(shí)使用情況，取0.9的同時(shí)使用系數(shù)，選用型號(hào)為CSRAN2222-Y-LT型克萊門(mén)特標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)冷螺桿熱泵機(jī)組，見(jiàn)表3-5表3-5克萊門(mén)特標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)冷螺桿熱泵機(jī)組參數(shù)型號(hào)制冷量kW制熱量熱回收量kW輸入功率kWCSRAN2622-Y-Q-LT669.2-834.2175.8CSRAN2222-Y-LT557.6633.2-149.1舒適區(qū)部分夏季冷負(fù)荷2955.06kW，住院部負(fù)荷為1160kW、門(mén)診部負(fù)荷為1795kW?？紤]到住院部空調(diào)需全天運(yùn)行，門(mén)診部空調(diào)只在白天運(yùn)行。按照2:4:4比例配備螺桿式冷水機(jī)組，便于非滿負(fù)荷下運(yùn)行調(diào)節(jié)。選取三臺(tái)開(kāi)利螺桿式冷水機(jī)組型號(hào)分別是30HXC165A、30HXC350A、30HXC350A，見(jiàn)表3-6表3-6開(kāi)利螺桿式冷水機(jī)組參數(shù)型號(hào)制冷量kW冷水進(jìn)出水溫℃冷卻水水溫℃電機(jī)功率kW30HXC165A58012/730/3511830HXC350A121812/730/35252機(jī)組匹配冷卻塔，依據(jù)型號(hào)30HXC165A制冷機(jī)組需要的冷卻水流量119m3/h，供回水溫度30/35℃，夏季空調(diào)節(jié)室外計(jì)算濕球溫度27.8℃，選取馬利SC-150UD型超靜音冷卻塔。同理兩臺(tái)型號(hào)30HXC350A制冷機(jī)組，選取兩臺(tái)馬利SC-250UD型超靜音冷卻塔。3.2.2熱源選型：計(jì)算得到全年最大熱負(fù)荷2607.3kW。本方案冬季熱源采用小區(qū)熱網(wǎng)，通過(guò)板式換熱器換熱得到熱量。小區(qū)熱力管網(wǎng)不運(yùn)行的季節(jié)，生活熱水以及潔凈區(qū)再熱負(fù)荷均采用回收冷凝熱的方式得到熱量。3.2.3主要設(shè)備方案二的空調(diào)系統(tǒng)冷源部分主要設(shè)備名稱、型號(hào)、設(shè)備規(guī)格、費(fèi)用見(jiàn)表所示表3-7方案二的空調(diào)系統(tǒng)冷源部分設(shè)備參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目設(shè)備規(guī)格數(shù)量單價(jià)/萬(wàn)元總計(jì)/萬(wàn)元1冷凝熱回收冷水機(jī)組制冷量315.3kw122222冷水機(jī)組1制冷量580kw134.834.8冷水機(jī)組2制冷量1218kw273.08146.163冷卻塔1150m3/h17.57.5冷卻塔2300m3/h215304冷凝熱回收風(fēng)冷熱泵制冷量670kW167675風(fēng)冷熱泵機(jī)組制冷量560kW156566冷卻水泵206m3/h,33m4（3用一備）3.53.57冷凍一次水泵260m3/h,10m3（二用一備）2.78.1冷凍二次水泵130m3/h,25m42.710.88自控系統(tǒng)18.418.4方案二空調(diào)系統(tǒng)熱源部分主要設(shè)備名稱、型號(hào)、設(shè)備規(guī)格、費(fèi)用見(jiàn)表所示表3-7方案二的空調(diào)系統(tǒng)熱源部分設(shè)備參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目設(shè)備型號(hào)設(shè)備規(guī)格數(shù)量單價(jià)/萬(wàn)元總計(jì)/萬(wàn)元1板式換熱器M6M-MFN換熱量1825kW212.5252熱水泵NBG150-125-250/269A-F-A-BAQE225m3/h,10m2（一用一備）1.32.63.3冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)+常規(guī)水冷式冷水機(jī)組醫(yī)院用電負(fù)荷分析，參考《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施—電氣2009》得到醫(yī)院的用電指標(biāo)在30~70W/m2。限于缺乏設(shè)計(jì)醫(yī)院的詳細(xì)設(shè)備清單，用電指標(biāo)取中間值為50W/㎡進(jìn)行估算；地下車(chē)庫(kù)僅照明、通風(fēng)風(fēng)機(jī)用電，選擇10W/㎡估算。相比于冷熱指標(biāo)，用電指標(biāo)遠(yuǎn)小于冷熱指標(biāo)，采用以電定熱的方式，不足的冷量使用市電驅(qū)動(dòng)電制冷機(jī)組來(lái)滿足，見(jiàn)表3-8表3-8醫(yī)院電負(fù)荷表部門(mén)面積電負(fù)荷指標(biāo)(W/㎡)電負(fù)荷工作時(shí)長(zhǎng)門(mén)診1960050980kW9住院部1652350826.2kW24地下車(chē)庫(kù)66401066.4kW24總計(jì)1872.6本醫(yī)院建筑面積42763㎡，電負(fù)荷為1872.6kW，單位面積電負(fù)荷為43.8W/㎡，這個(gè)電負(fù)荷是西郊醫(yī)院的設(shè)計(jì)電負(fù)荷，即醫(yī)院在最不利情況下所需要的電負(fù)荷。3.3.1冷源選型按照4:6比例分割用電負(fù)荷選擇機(jī)組，選用GE顏巴赫燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，一臺(tái)416型、一臺(tái)412型，參數(shù)如表3-9：表3-9機(jī)組參數(shù)（1500RPM/50Hz）型號(hào)電輸出（kW）電效率（%）熱輸出（kW）熱效率（%）總效率（%）416118943.0120143.486.341288942.890143.486.2注：天然氣中氮氧化物的含量會(huì)影響機(jī)組的效率，上表中參數(shù)是在氮氧化物含量在500mg/m3的情況下得到的。氮氧化物含量降低，機(jī)組效率會(huì)有所下降。對(duì)應(yīng)發(fā)電機(jī)組的煙氣量，選用一臺(tái)型號(hào)是BE125的遠(yuǎn)大煙氣型溴化鋰吸收式制冷機(jī)組。其參數(shù)如表3-10所示表3-10機(jī)組參數(shù)（1500RPM/50Hz）型號(hào)制冷量kW制熱量kW溫水流量m3/h煙氣耗量kg/h制冷制熱BE125145495981.895669556機(jī)組匹配冷卻塔，依據(jù)型號(hào)BZ125DH1制冷機(jī)組需要的冷卻水流量305m3/h，供回水溫度32/37.5℃，夏季空調(diào)節(jié)室外計(jì)算濕球溫度27.8℃，選取SC-300UD型超靜音冷卻塔。剩余的夏季冷負(fù)荷2955.06kW，按照2:4:4比例配備螺桿式冷水機(jī)組，便于非滿負(fù)荷下運(yùn)行調(diào)節(jié)。選取三臺(tái)開(kāi)利螺桿式冷水機(jī)組型號(hào)分別是30HXC165A、30HXC350A、30HXC350A，性能參數(shù)表見(jiàn)表3-11。表3-11開(kāi)利螺桿式冷水機(jī)組參數(shù)型號(hào)制冷量kW冷水進(jìn)出水溫℃冷卻水水溫℃電機(jī)功率kW30HXC165A58012/730/3511830HXC350A121812/730/35252機(jī)組匹配冷卻塔，依據(jù)型號(hào)30HXC165A制冷機(jī)組需要的冷卻水流量119m3/h，供回水溫度30/35℃，夏季空調(diào)節(jié)室外計(jì)算濕球溫度27.8℃，選取馬利SC-150UD型超靜音冷卻塔。同理兩臺(tái)型號(hào)30HXC350A制冷機(jī)組，選取兩臺(tái)馬利SC-250UD型超靜音冷卻塔。3.3.2熱源選型兩臺(tái)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的產(chǎn)熱量供應(yīng)煙氣性溴化鋰機(jī)組，僅能滿足生活用熱的需求。對(duì)于空調(diào)采暖的熱負(fù)荷還需要利用小區(qū)熱網(wǎng)滿足供熱需要。依據(jù)全年最大熱負(fù)荷2607.3kW，進(jìn)行換熱器選型計(jì)算。3.3.3主要設(shè)備方案三的空調(diào)系統(tǒng)冷源部分主要設(shè)備名稱、型號(hào)、設(shè)備規(guī)格、費(fèi)用見(jiàn)表3-12所示表3-12方案三的空調(diào)系統(tǒng)冷源設(shè)備參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目設(shè)備型號(hào)設(shè)備規(guī)格數(shù)量單價(jià)/萬(wàn)元總計(jì)/萬(wàn)元1煙氣型溴化鋰制冷機(jī)組BE125制冷量1454kw、制熱量959kW187.287.22單工況制冷機(jī)130HXC165A制冷量580kw130302單工況制冷機(jī)230HXC350A制冷量1218kw2601203冷卻塔1SC-150UD150m3/h17.57.53冷卻塔2SC-250UD250m3/h212.5253冷卻塔3SC-300UD300m3/h115154三聯(lián)供發(fā)電機(jī)組1GE416電輸出1189kW1713.4713.44三聯(lián)供發(fā)電機(jī)組2GE12電輸出889kW1533.4533.46自控系統(tǒng)135357電子水處理儀22.214.42方案三的空調(diào)系統(tǒng)熱源部分主要設(shè)備名稱、型號(hào)、設(shè)備規(guī)格、費(fèi)用見(jiàn)表3-13所示表3-13方案三的空調(diào)系統(tǒng)冷源設(shè)備參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目設(shè)備型號(hào)設(shè)備規(guī)格數(shù)量單價(jià)/萬(wàn)元總計(jì)/萬(wàn)元1板式換熱器M6M-MFM換熱量1825kW216.132.22熱水泵NBG150-125-250/269A-F-A-BAQE225m3/h,10m2（一用一備）1.32.63.4地源熱泵+常規(guī)水冷式冷水機(jī)組的復(fù)合式系統(tǒng)參考本醫(yī)院工程的設(shè)計(jì)總圖，建筑上方有較大面積的綠地，可以考慮使用土壤耦合熱泵?？紤]到該系統(tǒng)存在冷熱平衡問(wèn)題，工程上在采用土壤源熱泵時(shí)常采用復(fù)合式系統(tǒng)。本方案采取地源熱泵與常規(guī)水冷式冷水機(jī)組相結(jié)合的系統(tǒng)形式，熱泵機(jī)組容量按照冬季設(shè)計(jì)日熱負(fù)荷設(shè)計(jì)。由于醫(yī)院是一期項(xiàng)目，為便于后期開(kāi)發(fā)需要，地埋管形式采用占地面積較小的垂直式埋管換熱器；潔凈區(qū)部分，配備四管制螺桿式風(fēng)冷熱泵機(jī)組。3.4.1熱泵機(jī)組選型依據(jù)上文的建筑計(jì)算負(fù)荷情況。熱泵按冬季熱負(fù)荷及熱水負(fù)荷選型，按照4:4:2配比。選用三臺(tái)克萊門(mén)特高溫螺桿式水地源熱泵PSRHH.C-Y系列，帶全熱回收，機(jī)組參數(shù)見(jiàn)表3-14。表3-14高溫螺桿式水地源熱泵機(jī)組參數(shù)表型號(hào)臺(tái)數(shù)制冷量（kW）輸入功率（kW）制熱量（kW）輸入功率（kW）高溫制熱量（kW）輸入功率（kW）部分熱回收（kW）全部熱回收（kW）330221215.3202.31295.9268.91224.1326.5102.61224.116511607.6101.1647.9134.4612.1163.251.3612.13.4.2冷水機(jī)組選型在冷水機(jī)組選型時(shí)，其機(jī)組容量可不按照設(shè)計(jì)日負(fù)荷滿負(fù)荷選型，目的是為了充分體現(xiàn)地源熱泵在夏季的使用率，同時(shí)保證冬夏土壤的冷熱平衡。通過(guò)統(tǒng)計(jì)軟件模擬夏季冷負(fù)荷波動(dòng)情況，將夏季200天拆分為幾個(gè)負(fù)荷段，然后簡(jiǎn)單確定夏季冷水機(jī)組及地源熱泵的運(yùn)行策略。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)確定冷水機(jī)組的容量，而地源熱泵機(jī)組承擔(dān)切換管路通過(guò)冷卻塔散熱，提供夏季所需的冷量同時(shí)，確保冬季夏季的冷熱量平衡。其中冷水機(jī)組參數(shù)見(jiàn)表3-15表3-15冷水機(jī)組參數(shù)型號(hào)臺(tái)數(shù)制冷量（kW）輸入功率（kW）全熱回收量（kW）CSRH-D-Y-2501C1786.1206.7980.3機(jī)組匹配冷卻塔，依據(jù)型號(hào)CSRH-D-Y2501C制冷機(jī)組需要的冷卻水流量135.3m3/h，供回水溫度32/37℃，夏季空調(diào)節(jié)室外計(jì)算濕球溫度27.8℃，選取DBNL3-175型超靜音冷卻塔。同理熱泵機(jī)組配備的冷卻塔，選取DBNL3-250型超靜音冷卻塔，冷卻水流量250m3/h。潔凈區(qū)部分的選用型號(hào)為克萊門(mén)特標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)冷螺桿熱泵機(jī)組。3.4.3主要設(shè)備方案四的空調(diào)系統(tǒng)主要設(shè)備名稱、型號(hào)、設(shè)備規(guī)格、費(fèi)用見(jiàn)表所示表3-16方案四的空調(diào)系統(tǒng)主要設(shè)備參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目設(shè)備型號(hào)規(guī)格數(shù)量單價(jià)（萬(wàn)元）總價(jià)（萬(wàn)元）1地源熱泵主機(jī)PSRHH.C-Y3302297.22194.452PSRHH.C-Y1651148.6148.613板式換熱器11.061.064冷卻塔1DBNL3-250112.5012.504冷卻塔2DBNL3-17518.758.755冷凝熱回收冷水機(jī)組CSRH-D-Y2501C155.0355.036冷凝熱回收風(fēng)冷熱泵制冷量667kW153.353.37冷凝熱回收風(fēng)冷熱泵制冷量560kW144.844.88冷凍水泵--72.7018.99冷卻水泵--23.507.0010熱水泵--21.302.6011地埋管循環(huán)泵--32.708.1012補(bǔ)水水泵--11.301.3013電子水處理儀22.264.5214地埋管PE93973m10元/m93.9715自控系統(tǒng)50.00空調(diào)冷熱源經(jīng)濟(jì)性分析與比較4.1初投資空調(diào)冷熱源部分的初投資包括設(shè)備費(fèi)、安裝工程費(fèi)及電力增容費(fèi)。對(duì)于冷熱源管路、閥門(mén)等費(fèi)用較低且每種系統(tǒng)都要用到，不計(jì)入考慮范圍。各方案的設(shè)備費(fèi)按照第三章所述中的選擇的設(shè)備依據(jù)設(shè)備所給的單價(jià)計(jì)算。各方案的安裝費(fèi)按占設(shè)備費(fèi)的百分比計(jì)算。熱泵系統(tǒng)按15%計(jì)算，鍋爐系統(tǒng)按25%計(jì)算，考慮三聯(lián)供機(jī)組費(fèi)用占比大，按10%計(jì)算。配電費(fèi)方面，方案一、二按180元/kVA計(jì)算，配電容量為設(shè)備額定功率的和，功率系數(shù)取0.8；方案三按180元/kVA計(jì)算。盡管三聯(lián)供機(jī)組提供了醫(yī)院用電，但考慮到醫(yī)院用電安全需要兩路供電，市電作為備用電源；方案四按180元/kVA計(jì)算，配電容量為設(shè)備額定功率的和，水泵功耗=256kW，機(jī)組功耗=926.4kW,其他功耗=20kW；功率系數(shù)取0.8。方案四還需計(jì)算鉆孔費(fèi)，因鉆孔受地質(zhì)條件影響，其差額很大，考慮保證鉆孔質(zhì)量，按平均價(jià)格80元/m井深計(jì)算。上述方案的初投資如表4-1表4-1各方案初投資費(fèi)用方案一方案二方案三方案四設(shè)備費(fèi)（萬(wàn)元）385.02431.761605.7604.88安裝費(fèi)（萬(wàn)元）57.7564.8160.690.73電力增配費(fèi)（萬(wàn)元）18.624.628.627.05鉆孔費(fèi)376.32總計(jì)461.37525.161795.11098.984.2年經(jīng)營(yíng)費(fèi)用4.2.1方案一夏季運(yùn)行費(fèi)用：系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)由工程常用概算方法計(jì)算。計(jì)算該系統(tǒng)100%負(fù)荷日、75%負(fù)荷日、50%負(fù)荷日及25%負(fù)荷日的運(yùn)行費(fèi)用。然后由軟件模擬結(jié)果將供冷季200天按其全天總冷負(fù)荷量大小排序分段。由上文分析可知，在模擬的供冷季200天中，8月10號(hào)的總冷負(fù)荷量最大，達(dá)到45937.15kWh。整個(gè)供冷季有36天總冷負(fù)荷量在75%~100%區(qū)間內(nèi)，46天總冷負(fù)荷量在50%~75%區(qū)間內(nèi)，同理，有31天為25%~50%、87天為25%一下。認(rèn)為在每個(gè)負(fù)荷區(qū)間內(nèi)，每天運(yùn)行費(fèi)用相近。于是，根據(jù)算出的四種典型日運(yùn)行費(fèi)用和四個(gè)區(qū)間的天數(shù)即可計(jì)算出全年運(yùn)行費(fèi)用，見(jiàn)表4-2表4-2全年運(yùn)行費(fèi)用負(fù)荷比例100%—75%75%—50%50%—25%25%以下天數(shù)/天36463187典型日運(yùn)行費(fèi)用/元10446.247483.045639.223301.93總費(fèi)用/元1182368.6冬季運(yùn)行費(fèi)用：供冷季采用小區(qū)熱網(wǎng)的運(yùn)行費(fèi)用，依據(jù)之前與競(jìng)賽組委會(huì)的交流對(duì)于供熱的經(jīng)濟(jì)性分析又設(shè)計(jì)人員按照小區(qū)集中鍋爐房或自備熱源形式、按建筑所在地能源價(jià)格及相關(guān)情況合理自定加以說(shuō)明。供暖季總熱負(fù)荷量為1945523kWh。小區(qū)熱網(wǎng)按照小區(qū)集中鍋爐房，供熱效率取85%，依據(jù)，確定南昌地區(qū)的天然氣價(jià)格4.23元/m3，計(jì)算得到整個(gè)供暖季的采暖費(fèi)為95.65萬(wàn)元。生活熱水費(fèi)用：匹配的直燃式溴化鋰吸收式制冷機(jī)組負(fù)擔(dān)全樓的生活熱水需求及潔凈區(qū)空調(diào)再熱的熱負(fù)荷，按照之前的計(jì)算結(jié)果兩者總用熱量為4885982kWh。溴化鋰機(jī)組供熱效率取90%，按照南昌地區(qū)的天然氣價(jià)格4.23元/m3，計(jì)算得到運(yùn)行費(fèi)用為226.9萬(wàn)元。潔凈區(qū)冷負(fù)荷運(yùn)行費(fèi)用：利用醫(yī)院潔凈區(qū)的負(fù)荷指標(biāo)對(duì)中心供應(yīng)科、ICU、潔凈手術(shù)室等科室的負(fù)荷進(jìn)行估算。按照不同潔凈科室的運(yùn)行時(shí)間，中心供應(yīng)科白天運(yùn)行8小時(shí)、ICU全天24小時(shí)運(yùn)行，統(tǒng)計(jì)得到不同空調(diào)季對(duì)冷量的需求，見(jiàn)表4-3、表4-4。表4-3空調(diào)季的冷量需求空調(diào)季節(jié)天數(shù)/d潔凈區(qū)空調(diào)冷負(fù)荷量/kWh供冷季2003362280過(guò)渡季30504342供暖季1352269539表4-4潔凈供冷季運(yùn)行費(fèi)用舒適區(qū)負(fù)荷比例100%-75%75%-50%50%-25%25%以下天數(shù)/天36463187負(fù)荷總量/kwh42107.5131580.6321053.7610526.88溴化鋰機(jī)組負(fù)擔(dān)負(fù)荷/kwh16811.412608.558405.74202.85冷水機(jī)組負(fù)擔(dān)負(fù)荷/kwh04202.858405.716811.4溴化鋰機(jī)組單日能耗/m31221.206915.9049610.6032305.3016冷水機(jī)組單日能耗/kWh0840.571681.143362.28溴化鋰機(jī)組單日費(fèi)用/元5165.7033874.2782582.8521291.426冷水機(jī)組單日費(fèi)用/元0823.75861647.5173295.034單比例總費(fèi)用/元185965.3216109.7131141.4399022總費(fèi)用/元932238.47134.2.2方案二該冷熱源方案同上方案，舒適區(qū)部分的冷熱源配置是相同的，區(qū)別在于：本方案的部分生活熱水負(fù)荷及潔凈區(qū)的冷熱負(fù)荷由螺桿式風(fēng)冷熱泵機(jī)組承擔(dān)，而上一方案的生活熱水負(fù)荷及潔凈區(qū)的冷熱負(fù)荷由直燃式溴化鋰機(jī)組負(fù)擔(dān)。因而舒適區(qū)空調(diào)的全年運(yùn)行能耗可參考上一方案，潔凈區(qū)空調(diào)及生活熱水能耗另行計(jì)算。參考上文，舒適區(qū)部分供冷季運(yùn)行費(fèi)用是118.2萬(wàn)元、供暖季的采暖費(fèi)是95.65萬(wàn)元。生活熱水全年運(yùn)行費(fèi)用：供冷季生活熱水由冷凝熱回收機(jī)組產(chǎn)生，運(yùn)行費(fèi)用包含在舒適區(qū)冷機(jī)的運(yùn)行費(fèi)中。費(fèi)用主要產(chǎn)生在供冷季，按照之前的計(jì)算結(jié)果供暖季的用熱量為1104021kWh，小區(qū)熱網(wǎng)的熱效率取85%，南昌地區(qū)的天然氣價(jià)格4.23元/m3，計(jì)算得到運(yùn)行費(fèi)為54.3萬(wàn)元。潔凈區(qū)部分負(fù)荷由單獨(dú)配備的螺桿式風(fēng)冷熱泵機(jī)組負(fù)擔(dān)。估算潔凈區(qū)空調(diào)負(fù)荷量時(shí)，按照上文的負(fù)荷指標(biāo)：中心供應(yīng)科、門(mén)診手術(shù)室每天8:00——17:00運(yùn)行，考慮運(yùn)行間隔取0.8系數(shù)、ICU和手術(shù)室24小時(shí)運(yùn)行，考慮不同手術(shù)間的同時(shí)使用系數(shù)及夜間負(fù)荷降低取0.6系數(shù)，計(jì)算得到供冷季典型日的空調(diào)負(fù)荷量為16811kWh/d。螺桿式風(fēng)冷熱泵的cop取3.5，南昌地區(qū)的商業(yè)用電價(jià)0.98元/kWh，經(jīng)計(jì)算供冷季、過(guò)渡季、供暖季的運(yùn)行費(fèi)用分別是：94.1、14.1、63.5萬(wàn)元如表4-5所示表4-5方案二運(yùn)行費(fèi)用方案舒適區(qū)生活熱水潔凈區(qū)方案供冷季費(fèi)用供熱季費(fèi)用-供冷季費(fèi)用過(guò)渡季費(fèi)用供熱季費(fèi)用總運(yùn)行費(fèi)萬(wàn)元萬(wàn)元萬(wàn)元萬(wàn)元萬(wàn)元萬(wàn)元萬(wàn)元P2118.295.6554.394.114.163.5439.85與直燃式溴化鋰機(jī)組常規(guī)系統(tǒng)方案相比，不同點(diǎn)在于本方案采用冷凝熱回收機(jī)組制取生活熱水、潔凈區(qū)空調(diào)采用了四管制風(fēng)冷螺桿熱泵機(jī)組，省去了直燃式溴化鋰機(jī)組。（1）與常規(guī)系統(tǒng)方案相比，潔凈部分采用四管制螺桿式風(fēng)冷熱泵承擔(dān)冷熱負(fù)荷。該機(jī)組的使用使得設(shè)備初投資增加了525.16-461.4=63.76萬(wàn)元。但是考慮到該機(jī)組能夠同時(shí)制取冷水和熱水，用于潔凈空調(diào)空氣處理中制冷、再熱過(guò)程，可顯著降低運(yùn)行費(fèi)用650-435.9=210.1萬(wàn)元。（2）此套冷熱源方案過(guò)渡季中生活熱水的提供，考慮使用潔凈區(qū)配備的帶熱回收的風(fēng)冷熱泵機(jī)組制取。該形式在設(shè)備的配比及運(yùn)行費(fèi)用上都可以節(jié)省費(fèi)用，同時(shí)帶來(lái)實(shí)際運(yùn)行管路布置及控制復(fù)雜問(wèn)題。此套方案還需詳細(xì)考慮運(yùn)行中的問(wèn)題。4.2.3方案三對(duì)全年8760小時(shí)的負(fù)荷進(jìn)行劃分如表4-6表4-6全年負(fù)荷劃分表空調(diào)季時(shí)間天數(shù)（天）供暖季1月1日——3月31日&11月16日——12月31日135過(guò)渡季4月1日——4月15日&11月1日——11月15日30供冷季4月16日——10月31日200兩臺(tái)GE16型、GE312型三聯(lián)供機(jī)組逐月的運(yùn)行策略如表4-7表4-7GE16型、GE312型三聯(lián)供機(jī)組逐月的運(yùn)行策略設(shè)備總負(fù)荷1826kw416型312型416型312型月份小時(shí)電負(fù)荷（kw）8:00-17:001189637其他時(shí)間11896371811.811206.41100.00%0575.05064.69%2676.421005.2184.54%0479.15053.90%3682.891014.8385.35%0483.73054.41%4543.48807.65090.85%384.98043.30%5589.47876.00098.54%417.56046.97%6726.891080.2190.85%0514.90057.92%71260.221872.7890.12%90.12%892.680100.00%81203.231788.0986.05%86.05%852.32095.87%9798.331186.3799.78%0565.50063.61%10562.38835.74094.01%398.37044.81%11573.40852.12095.85%406.17045.69%12763.231134.2295.39%0540.64060.81%平均負(fù)荷率91.51%92.57%61.00%由于三聯(lián)供系統(tǒng)受到用戶端的電負(fù)荷、冷熱負(fù)荷配比的影響，現(xiàn)沒(méi)有設(shè)計(jì)醫(yī)院詳細(xì)的電負(fù)荷運(yùn)行數(shù)據(jù)，粗略的將一天中電負(fù)荷分為兩個(gè)階梯段，與冷熱負(fù)荷相比較可以發(fā)現(xiàn)，一天中電負(fù)荷和冷熱負(fù)荷的相關(guān)性不大，這對(duì)從負(fù)荷端分析運(yùn)行情況造成了很大的困難。為便于分析，假設(shè)GE416型、GE312型三聯(lián)供機(jī)組在滿負(fù)荷的情況下運(yùn)行，滿足全樓各時(shí)段用電負(fù)荷需求，白天8:00-17:00連續(xù)運(yùn)行，對(duì)運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行計(jì)算如表3-8所示表3-8三聯(lián)供方案運(yùn)行費(fèi)用機(jī)組發(fā)電功率發(fā)電效率單小時(shí)燃?xì)夂牧慨a(chǎn)熱量供冷季供冷供熱季供熱GE418118943.0273.212011454959GE31288942.8205.2901則三聯(lián)供機(jī)組全年的運(yùn)行費(fèi)用：664.7萬(wàn)元。4.2.4方案四本方案的運(yùn)行費(fèi)用主要是各類設(shè)備的用電費(fèi)費(fèi)用，主要為：冷卻塔運(yùn)行費(fèi)用、舒適區(qū)的冷水機(jī)組及熱泵機(jī)組、潔凈區(qū)的風(fēng)冷熱泵機(jī)組運(yùn)行費(fèi)、冷卻水泵運(yùn)行費(fèi)用。由于冷卻水泵運(yùn)行費(fèi)用與末端負(fù)荷相關(guān)，不同冷熱源系統(tǒng)對(duì)其影響不大，遂不計(jì)入運(yùn)行費(fèi)用中。冷卻塔運(yùn)行費(fèi)用：冷卻塔運(yùn)行時(shí)間可按下方法估算，冷卻塔配合兩臺(tái)冷水機(jī)組運(yùn)行，那么需要冷卻塔排除的熱量就為夏季兩臺(tái)冷水機(jī)組負(fù)擔(dān)的冷量：Q=?Q=2843307kWh兩臺(tái)冷卻塔工作一小時(shí)能排除的冷量，根據(jù)冷卻塔進(jìn)出口水溫差及流量可以計(jì)算：q=cm?t=2759kWh所以運(yùn)行時(shí)間T=Q/q=1031h。冷卻塔功率根據(jù)樣本取5.5kW，整個(gè)夏季運(yùn)行能耗=2X1031X5.5=11341kWh，按照九江市0.98元/kWh的商業(yè)用電價(jià)格，運(yùn)行費(fèi)為：1.1萬(wàn)元。舒適區(qū)機(jī)組運(yùn)行費(fèi)用：分析軟件模擬全年建筑負(fù)荷結(jié)果，夏季在低于66%設(shè)計(jì)日負(fù)荷的情況下僅開(kāi)啟冷水機(jī)組供冷，估算其能效比EER=1217.7/(214+7.5)x0.8=4.4，共126天。夏季在高于66%設(shè)計(jì)日負(fù)荷的情況下開(kāi)啟2臺(tái)冷水機(jī)組及1臺(tái)熱泵機(jī)組，熱泵機(jī)組能效比EER=1215.3x0.901/(202.3x1.201+7.5)x0.8=3.5。估算其能效比EER=4.4x3/5+3.6x2/5=4.08共74天。系統(tǒng)夏季運(yùn)行綜合能效比EER=4.4x126/200+3.5x74/200=4.07。冷卻水水泵運(yùn)行能耗：?jiǎn)闻_(tái)水泵15kW，冷卻水泵每天運(yùn)行24h，夏季與過(guò)渡季230天運(yùn)行，則運(yùn)行能耗為165600kWh，運(yùn)行費(fèi)：16.9萬(wàn)元。該方案全年總運(yùn)行費(fèi)用是311.3萬(wàn)元，各項(xiàng)詳見(jiàn)下表3-9表3-9方案四運(yùn)行費(fèi)用方案冷卻塔費(fèi)用冷卻水泵費(fèi)用機(jī)組費(fèi)用供冷季費(fèi)用過(guò)渡季費(fèi)用供熱季費(fèi)用總運(yùn)行費(fèi)萬(wàn)元萬(wàn)元萬(wàn)元萬(wàn)元萬(wàn)元萬(wàn)元萬(wàn)元P41.116.9121.694.114.163.5311.34.3方案對(duì)比結(jié)論圖4-1方案對(duì)比圖依據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)運(yùn)行4.8年之后方案四冷熱源方案的初投資+逐年累加運(yùn)行費(fèi)用最低。系統(tǒng)運(yùn)行十年，方案一靜態(tài)費(fèi)用值是6959萬(wàn)元、方案二靜態(tài)費(fèi)用值是4884萬(wàn)元、方案三靜態(tài)費(fèi)用值是8242萬(wàn)元、方案四靜態(tài)費(fèi)用值是4206萬(wàn)元，方案四冷熱源方案的節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性顯著。故本設(shè)計(jì)冷熱源系統(tǒng)選用地源熱泵+常規(guī)水冷式冷水機(jī)組的復(fù)合式系統(tǒng)。第五章結(jié)論通過(guò)對(duì)于南昌地區(qū)醫(yī)院建筑的研究我得出以下結(jié)論：（1）醫(yī)院建筑不同于普通的建筑，他屬于能耗較大的公共建筑，又在公共建筑屬于負(fù)荷大的一檔，對(duì)于醫(yī)院建筑的冷熱源分析一定要本著節(jié)能的理念，盡量減少能源消耗。（2）每種冷熱源都有它獨(dú)特的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇方案不應(yīng)過(guò)于片面，而是要考慮冷熱源方案各方面的性能以及特點(diǎn)，在條件允許的情況下，將方案的科學(xué)性和實(shí)用性盡量提高，并且提高方案的靈活性，現(xiàn)代建筑的能耗變動(dòng)較大，特別是在疫情問(wèn)題突出的時(shí)代，醫(yī)院承載著公共建筑中獨(dú)一無(wú)二的使命，因?yàn)橐咔榈谋l(fā)，醫(yī)院的負(fù)荷隨時(shí)都可能提高，這時(shí)候冷熱源方案如果機(jī)動(dòng)性不強(qiáng)可能導(dǎo)致醫(yī)院功能癱瘓，時(shí)代在變化，冷熱源方案的設(shè)計(jì)也要隨著時(shí)代的變化不斷改進(jìn)以應(yīng)對(duì)各種突發(fā)情況。（3）在選擇冷熱源方案時(shí)，本文的選擇相對(duì)來(lái)說(shuō)比較跟隨時(shí)代潮流，選擇的機(jī)組是現(xiàn)在比較流行的機(jī)組，但是在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，有些機(jī)組并不適用，比如小區(qū)熱網(wǎng)作為熱源，小區(qū)熱源作為南方比較少見(jiàn)的熱源，在它承擔(dān)醫(yī)院冷負(fù)荷時(shí)，其實(shí)壓力較大，并且運(yùn)行費(fèi)用很高，并不適用于醫(yī)院建筑。（4）初投資費(fèi)用從高到低依次是：方案三>方案四>方案二>方案一，冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)+常規(guī)水冷式冷水機(jī)組初投資費(fèi)用很高達(dá)到了1605.7萬(wàn)元，過(guò)于昂貴不切合實(shí)際，地源熱泵+常規(guī)水冷式冷水機(jī)組的復(fù)合式系統(tǒng)的初投資也達(dá)到了1098.98萬(wàn)元，冷熱源方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意初投資費(fèi)用的控制。（5）運(yùn)行費(fèi)用從高到低依次是：方案一>方案三>方案二>方案四，分別是：