医院供暖空调系统形式及冷热源末端如何选择
01 冷热源
1、水冷冷水机组+电锅炉
需设制冷机房和锅炉房,面积较大,冷却塔要占用屋顶面积,冷却塔有水耗,需要较大的电负荷,系统复杂,机房附属设备多,需安装锅炉设备,使用寿命冷水机组约20年,电锅炉约15年。空调末端系统一启动,就必须开启至少一台主机和相应一套循环系统,能耗比较高。
2、水冷冷水机组+燃气锅炉
需设制冷机房和锅炉房,面积较大,冷却塔要占用屋顶面积,冷却塔有水耗,储油设备需占地,要求一定安全间距,系统复杂,机房附属设备多,需安装锅炉设备,使用寿命冷水机组约20年,电锅炉约15年。空调末端系统一启动,就必须开启至少一台主机和相应一套循环系统,能耗比较高。
3、地源热泵机组
需要室内机房,机组通过与地下土壤进行热交换来制冷、供热,所以需要先进行工程场地调查及浅层地热能源的勘查,地源热泵需要打井钻孔来与地下换热,需要足够合适的花园场地。设备使用寿命15~20年。还要解决好土壤冬夏季吸收热量和放热的平衡性,否则必然造成土壤蓄热性变差。
4、VRV多联机系统
主机设备安放于建筑物的顶部屋面,无需专用机房;风冷主机冷却,系统复杂,由于制冷剂直接进入室内末端,制冷剂流经管路焊接工艺要求高,制冷剂管路长,冲注量大,易泄漏,对工艺要求高,制冷剂会将压缩机内的润滑油带入室内,运行一段时间后必须反向运转,以便回油,5%~100%之间变频调节,设备使用寿命约15年左右。按层或按区域均设置主机,个别区域使用空调时只需要启动相应主机就行了,部分负荷运行时能耗降低。
5、溴化锂直燃机
需专用制冷机房,冷却塔要占用屋顶面积,冷却水的消耗量大。需要较大的电负荷,而且由于直燃机机组本身特点,制冷机房需要一定的特定要求(泄压、吊装口,位置有要求)。系统复杂,施工有一定难度。由于溴化锂溶液有较强的吸湿性,易造成溴化锂溶液稀释,一般每年会有10-20%冷量衰减。设备使用寿命10年左右。但直燃型非电空调以天然气为主能源,一机三用,满足医院需同时提供冷、热和卫生热水的要求,节省初投资,又可以柴油为备用能源,确保医院空调的不间断运行,对高峰用电有一定的缓解压力作用。
6、风冷热泵模块机组
无需专用机房,主机及附属设备可以直接放置于建筑物的地面或顶部屋面;空调水系统也采用闭式,风冷主机的冷凝器是用风来冷却的,系统简单,施工方便,设备使用寿命15~20年左右。空调末端系统一启动,就必须开启至少一个模块和相应的一套循环系统,能耗偏高。可以实现集中远程控制,以及与水泵连动,主机可根据室内末端需求量来自动控制机组开启量。制冷、制热将受室外环境温度影响,环境恶劣时,有部分衰减。
7、市政热源
供暖系统可以用市政热源,需要热交换站,转换成供暖所需温度。
总结:但从主机主要设备方面,初期投资地源热泵、溴化锂直燃机投资成本较高、多联机系统次之、最后冷水机组+锅炉,但总体考虑后期运行成本方面,地源热泵系统和溴化锂直燃机非电系统可能有所优势,具体根据不同厂家产品也不完全一致。
02 供暖末端
1、散热器或地暖,老年人和特殊功能要求的建筑的散热器必须暗装或加防护罩。
2、空调末端兼冬季制热功能。
03 空调末端
1、风机盘管+新风系统
水管路较多,漏滴水现象发生可能性较大,过渡季节大多商场需要制冷,还需开启主机进行制冷,增加了运行费用,受安装空间限制,维修和保养相对麻烦。
2、吊顶式空调机组+新风系统
水管路较多,漏滴水现象发生可能性较大,过渡季节大多商场需要制冷,还需开启主机进行制冷,增加了运行费用,受安装空间限制,维修和保养相对麻烦。
3、组合式空调机组+新风系统
随时调整引入新风量,提高空气品质,也可利用新风通风换气,水管相对少,减少漏滴水现象,空调机组送入商场内的均是室外的新鲜空气,但需要设有放置组合式空调机组的专门房间,维修和保养相对方便。
4、多联机室内机+新风系统
冷媒系统,制冷剂量较大,初投资成本较高。
04 空调水系统
按季节同时供暖或制冷区域,建议采用两管制;供暖或制冷需要频繁转换或者同时使用的区域(比如手术室等要求较高区域),可考虑采用四管制。
05 空调风系统
结合内外区及功能分区,根据不同空调形式及区域采用不同送排风形式,以及采用不同风口形式,满足室内新风量及通风换气要求。
06 设备节能
1、由于各种机组的耗用能量形式不同,无法根据各自耗用的电能或热能直接进行节能性比较。通常采用一次能源效率来进行节能性比较, 一次能源效率越高,节能效果相对越好。
2、在选择冷热源方案时,重视其部分负荷性能;根据负荷的变化合理配置机组的台数及容量大小时,可选用一大一小两台机组形式,可对应配置空调水泵,虽然初投资可能稍有增加,但便于调节管理,节省运行费用。
3、尽可能将各单体机房集中设置,设计集中的冷热源机房,以便集中机房的统一管理,制冷设备得以充分应用,机型配置选择余地增大,节省投资,减少设备数量和管理费用,使用可靠性相对提高。
4、输配系统上装设空调水、冷却水温度传感器及流量计,用于输配系统变频节能运行控制以及制冷量、制热量、水消耗量的计量等。
5、选用可靠耐用的管材和极小阻力管件,确定合理的管径,管径大则投资多,但流动阻力小,循环水泵的耗电量就小,使运行费用降低,因此应当确定一种能使投资和运行费用之和为最低的管径,使管网节能相对达到一种经济平衡性。
6、系统方面设定合适的温、湿度,适时调节新风量,提高自动化水平及设备效率,及时调整冷却设备,保证冷却塔达到最高效率,加强管理和维护等。
07 综合性建议
根据运行情况分类:日间运行系统:门诊部、医技部、洗衣房等,全天运行系统:病房等,提前采暖和连续运行系统:急诊室、手术室、分娩室以及ICU等,24小时不间断,提前采暖延迟停止采暖。
结合使用目的、空气洁净度、空气流通,温湿度、使用时间、管理要求不同的功能空间采用不同系统形式建议:
冷热源:
1、如有合适场地打井,条件允许;可以考虑地源热泵作为主要冷热源。
2、如有市政供热,可考虑电制冷冷水机组+市政热源作为主要冷热源。
3、如用地条件限制,设备房建面积场地限制,也可采用溴化锂直燃机非电空调作为主要冷热源。
4、在一些特殊时间要求、功能要求区域可采用多联机空调系统以及一些专用空调、分体空调作为冷热源。
5、辅助备用冷热源:(1)手术室、ICU、中心供应、产房等重要空调区域可在屋顶预留独立的风冷热泵模块组为过渡季空调冷热源。(2)部分需要提前采暖或者延迟停止采暖区域在无市政热源或者主要冷热源供应的时间段的供暖热源以及生活热水系统热源也可采用燃气热水锅炉作为热源。
空调末端:
1、住院部(比如普通病房等)采用风机盘管+独立新风系统。
2、门诊大厅、共享大厅等大空间宜采用全空气空调系统。
3、手术室、分娩室以及ICU等洁净区域采用净化空调。
4、CT、DR、X光等检查室宜设变冷媒流量制冷剂空调系统。
5、MRI、直线加速器治疗室等有特殊要求的房间依据设备要求设计独立恒温恒湿空调系统。
6、通讯机房、网络机房采用机房专用空调;消防控制室设分体式空调。
7、大空间商业可采用全空气系统或者多联机+新风系统。
8、老年人公寓可采用风机盘管+新风系统,或多联机+新风系统。
供暖末端:
根据不同冷热源选择所能提供的温度,以及使用区域,可结合选择设置散热器采暖、地暖或者空调供暖。