三门峡市中心医院暖通空调设计案例.ppt

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1、三门峡市中心医院空调通风系统 设 计 分 享工程概况工程概况 本工程为河南省三门峡市中心医院新住院大楼，总建筑面积47622m2，建筑高度99.75m，地下共二层，其中地下二层为人防区，地下一层为设备用房，空调主机房设在该层。地面上楼层的主要功能设置如下：1层为住院大厅、2层为中心供应、3层为ICU病房、4层为中心手术室，5层为设备层，626层为住院楼。设计方案确定及设计特点设计方案确定及设计特点方案确定的前提条件：方案确定的前提条件：甲方提出取消锅炉；用地周边的建筑成功采用水源热泵系统且运行良好。卫生热水需求大、过渡季节依然需要提供卫生热水及冷（热）负荷因此，采用了水源热泵空调系统。空调系统

2、由水源热泵主机及井水系统、热泵式溶液调湿新风（空调）机以及干式风机盘管组成。设计特点：设计特点：利用项目所在地域地下水丰富，且回灌条件较好资源优势，结合空调系统新技术的应用，为医院量身打造了一个既节能又满足医院特殊卫生要求的空调系统。同时设计整合了院区内其它大楼的空调系统，取消了医院原有的锅炉房，消除了院区的污染。节能、空气品质提升是该项目的主要特点。下面将从冷热源配置、水源热泵系统、提供卫生热水模式、末端空调系统设计、与传统空调系统比较等方面来与大家分享 一、冷热源系统的配置一、冷热源系统的配置负荷情况及主机配置：负荷情况及主机配置：根据对本项目详细的逐时逐项负荷计算，病房楼总冷负荷为521

3、3kW，总热负荷为3117kW，卫生热水要求1500kW（60/55）。其中：夏季新风冷负荷为1363KW，室内显热负荷为3850KW。选用3台水源热泵机组，其中两台为全部热回收机组，夏季制冷的同时回收冷凝热量制取卫生热水。冬季运行纯制热工况，用于采暖并预热卫生热水，两台热回收机组作为卫生热水热源可互为备用。另外设一台无热回收的普通水源热泵机组，夏天供冷，冬天供暖。主机配置及负荷分配表季节负荷内容负荷量（KW）主机运行情况夏季夏季机组总制冷量3828（1481x2+866)二台热回收工况主机，一台制冷工况主机提供夏季机组可提供的热回收量3898（1949.3x2）二台热回收工况主机供卫生热水夏

4、季室内空调最大需冷量（不含新风负荷）3850.0三台主机都开夏季新风负荷1363.0由溶液热泵新风热交换机提供卫生热水负荷1500.0二台热回收工况主机供卫生热水，互为备用冬季冬季机组总制热量3892.7二台热回收工况主机，一台制冷工况主机提供，互为备用冬季空调热负荷（不含新风）1050.0冬季卫生热水负荷/（/）1500.0温湿度独立调节空调系统负荷分配原则二、二、室外井水系统的设计室外井水系统的设计本项目水源热泵系统需要的井水总流量为：夏季333.2m3/h，井水的进出水温度为15/30；冬季253.2m3/h，井水的进出水温度为15/6。采用大温差井水系统可减少系统水流量，从而减少水井的

5、数量、减少水泵功耗、节省管道材料。根据当地提供的项目用地实地勘察数据，每口井出水50m3/h，回水25 m3/h，共计打,21口井，其中7口出水井、14口回水井，并且出水与回水井可交换使用。水井管材采用钢管制作，每口井深100米，直径300mm。井间距最小25米，环绕用地场地布局。另外，对老大楼也进行了改造，取消了原有锅炉房。三、三、卫生热水保证情况卫生热水保证情况水源热泵热回收机组的使用模式有三种：水源热泵热回收机组的使用模式有三种：模式一、夏季：模式一、夏季：制冷+热回收模式空调制冷，同时余热回收，热回收量1976KW(详见参数表)。在室内空调使用率很低的情况下，如果热回收量不能满足热水量

6、的使用，那么需要改为热水模式，由机房操作人员切换机房阀门来实现生产热水的目的。模式二、过渡季节：模式二、过渡季节：纯热水模式 采用纯热水模式，两台机组可供灵活使用，制热量足以满足生活热水的需要。模式三、冬季：模式三、冬季：制热+制取热水（热水优先）模式 冬季为热水优先模式，该模式在保证热水水温的情况下，自动切换为制热（空调）模式，单台（共两台）机组制热量为1510KW（见技术参数表），而冬季热水热负荷为1500KW，足以满足热水的使用要求。四、四、新排风系统及末端系统的节能设计新排风系统及末端系统的节能设计特点特点：由于医院的特殊使用性质，与其它类型的建筑相比，其新、排风量大，室内人员密集、异

7、味较重，湿度大。要解决：要解决：满足卫生要求、除臭、除湿、能量回收关于新风量取值：关于新风量取值：我们当时是按照可确定人数的场所（病房、诊室等）按照人员新风不低于40m3/h计算，不能确定人员的场所（候诊厅、注射室等），按照2次换气次数确定新风。现在按照新的规范，都是不低于2次换气取新风。医院排风的热回收问题医院排风的热回收问题:必要性必要性：医院建筑需要排风的场所较多，排风量大。由于新、排风量较大，采取热回收措施是必不可少的手段。难点：难点：交叉感染。合适的系统设备：目前随着设备技术的发展，逐渐出现了一些非常适用于医院的新风热交换机组，本设计采用的就是其中一种溶液调湿型新风热交换机组，这种新

8、风机组包括了溶液式全热回收装置，利用盐溶液（如LiBr或者LiCl）在排风与新风之间传递能量，回收排风的能量，不存在交叉感染的问题。除尘除菌除臭除湿（或加湿）：除尘除菌除臭除湿（或加湿）：除尘除菌除臭除湿的问题是医院空调必须解决的问题末端空调系统设计末端空调系统设计末端采用热泵式温湿度独立控制新风机组+室内干式风机盘管形式，由热泵式溶液调湿新风热交换机组对新风进行独立除湿、降温，新风机承担室内湿负荷及部分室内显热负荷，同时承担去除室内CO2、室内异味的任务，以保证室内空气质量。新风机按照功能分区设置，过渡季节可以在需要的场所灵活开启使用，达到节能的目的。由于采用了溶液调湿新风系统，房间的湿负荷

9、全部由新风机组处理后的干燥新风负担，室内风机盘管仅需处理室内显热负荷。可以采用干式风机盘管（简称“干盘管”），水系统供回水温度为15/20。由于室内设计参数为25、相对湿度55%，对应的空气露点温度为15.3，考虑到冷水输送过程的沿程温升和盘管内铜管、翅片表面温度与冷水温度的差异，采用15/20的高温冷冻水，风机盘管为干工况运行，这就杜绝了因潮湿环境（表冷器表面）引起的细菌滋生问题，不会产生二次污染。五、五、主机房系统与常规系统的比较主机房系统与常规系统的比较常规空调系统配置：夏季常规空调系统配置：夏季冬季冬季水源热泵空调系统配置：水源热泵空调系统配置：对比：对比：减少了：减少了：冷却塔、锅炉

10、、大功率水泵等耗能设备；减少了设备占用面积，有效提高使用率。提高了能效比：提高了能效比：高温水源热泵主机的冷冻水温度由常规的7/12提高到15/20，该工况的水源热泵冷水机组COP值为7.74，较之常规电制冷机组(COP一般在5.0左右)提高50%以上。节能效果显著。燃油燃油/燃气锅炉燃气锅炉空调末端系统与常规空调的比较空调末端系统与常规空调的比较常规空调系统末端配置常规空调系统末端配置溶液调湿空调系统末端配置溶液调湿空调系统末端配置对比：对比：减少了：减少了：排风机的布点位置，节约设备占地面积。减少了凝结水的排放量；减少了过滤器的数量。增加了：增加了：热交换功能；热泵功能，使得过度季节可以只

11、使用新风机即可满足不同需求；提高了能效比：提高了能效比：热泵式溶液调湿新风换热机组的COP值为4.32，较之常规空调机组要高许多节能效果显著。六、六、综合节能效果综合节能效果节能效果显著：本设计采用的基于水源热泵系统的温湿度独立控制空调系统，冷冻水温度由常规的7/12提高到15/20，该工况的水源热泵冷水机组COP为7.74，较之常规电制冷机组(COP一般在5.0左右)提高50%以上。同时，溶液调湿新风机组采用了溶液式的新、排风全热交换技术，机组综合COP为4.32。经过详细计算，整个空调系统的综合COP约为4.8，远高于常规空调系统3.2左右的综合COP值，综合运行费用相比常规空调系统最少可

12、降低4050%左右，具有较好的经济性。七、七、设计中应该注意的问题设计中应该注意的问题溶液调湿新风机组体积较大，且必须落地安装，需要一定面积的机房，在设计时要充分考虑机房位置及机组重量荷载的问题。本项目的初投资较常规空调系统高出大约58%左右，根据各地的电价及空调系统运行时间的情况不同需要13年收回增量投资，本项目根据河南三门峡市的电价，核算的回收期约为2.04年，在合理的范围内。溶液调湿新风机组运行时需要补充软化水，特别是冬季溶液调湿机组的加湿过程，对于自来水水质较硬的地方，设计时要增加的软化水设备及管路；计算负荷时要分别计算室内的显热负荷和湿负荷，以便于准确选用新风机和末端盘管型号；确定冷热源容量时是以室内总显热负荷为依据，而非常规空调系统的以室内全热负荷为依据。由于医院新风量指标较高，新风负荷大，因此在诊室、普通病房等舒适性区域应尽可能的设置对排风的全热回收，以降低新风处理能耗。干式风机盘管仍应设置冷凝水管路系统，以提高系统的运行可靠性。结结 语语 医院建筑作为耗能大户，设计时必须对空调通风系统采取合理的节能措施，必须综合考虑初投资及运行费用的关系。为用户设计一个既经济合理又节约运行费用的空调系统是我们设计师的社会责任。