北京醫(yī)院用冷水機解決方案

　　我們在設計醫(yī)院的空調(diào)系統(tǒng)時，更多考慮了加入綠色環(huán)保節(jié)能的冷水機技術解決方案，將設備運行能耗降低下來。而在空調(diào)耗能組成中，其核心部分的冷源（即冷水機組）占有較大的一部分，所以在此設計中，我們從冷源入手，考慮運用冷凍水、冷卻水的雙側(cè)大溫差的冷水機組。 

　　一、空調(diào)分析 

　　醫(yī)院的門診樓工程總建筑面積接近6萬m2，總的設計冷負荷為6350kW，設計3臺600冷噸水冷離心式冷水機組，總裝機容量6300kW，冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔與冷水機組一一對應。常規(guī)的空調(diào)冷凍水的供回水溫度為7℃/12℃，冷卻水供回水溫度為32℃/37℃。在本設計中，采用了雙側(cè)大溫差設計，即冷凍水的供回水溫度為5℃/12℃，7℃溫差；冷卻水的供回水溫度為32℃/40℃，8℃溫差。由于冷水機組、末端空調(diào)設備和冷卻塔的性能改善，在冷凍水側(cè)和冷卻水側(cè)的雙側(cè)大溫差設計，相對于常規(guī)冷凍水7℃/12℃、冷卻水32℃/37℃的標準工況系統(tǒng)設計以及冷凍水單側(cè)大溫差5℃/12℃、冷卻水32℃/37℃的工況相比，可以減少空調(diào)水系統(tǒng)的初投資及運行能耗，節(jié)能且節(jié)省建筑空間。且在《公共建筑節(jié)能設計標準》GB50189-2005中也推薦采用加大供回水溫差的設計方式?，F(xiàn)將雙側(cè)大溫差、冷凍水單側(cè)大溫差及常規(guī)工況方案做如下對比： 

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　　現(xiàn)以單臺600冷噸冷機為例，見表1、表2。 

　　從表格可以看出： 

　　1. 100%、80%、60%負荷運行時，雖然雙側(cè)大溫差與單側(cè)大溫差相比，輸入功率后者偏小，但在90%負荷運行時，雙側(cè)大溫差系統(tǒng)輸入功率要略大于單側(cè)大溫差系統(tǒng)，故節(jié)能效果不明顯。但是雙側(cè)大溫差較常規(guī)工況，100%負荷運行時，每小時節(jié)省電量1.7kW，節(jié)電0.36%；90%負荷運行時，每小時節(jié)省電量2.3kW，節(jié)電0.53%；80%負荷運行時，每小時節(jié)省電量10.1kW，節(jié)電2.58%；60%負荷運行時，每小時節(jié)省電量21.7kW，節(jié)電6.70%。 

　　2.40%負荷運行時，雙側(cè)大溫差較單側(cè)大溫差每小時節(jié)省電量14.3kW，節(jié)電5.49%；較標準工況節(jié)每小時節(jié)省電量27.2kW，節(jié)電10.44%。 

　　3.20%工況時，雙側(cè)大溫差較單側(cè)大溫差每小時節(jié)省電量16.6kW，節(jié)電8.57%；較標準工況節(jié)每小時節(jié)省電量29.9kW，節(jié)電15.43%。 

　　可見，滿負荷運行時雙側(cè)大溫差系統(tǒng)要明顯優(yōu)于常規(guī)系統(tǒng)。大溫差系統(tǒng)在部分負荷下的節(jié)能趨勢與常規(guī)的定流量系統(tǒng)相似，但節(jié)能效果更為顯著。實際運行中，冷水機組多在部分負荷時運行，故部分負荷運行節(jié)能明顯。 

　　以本工程為例，按照空調(diào)運行時間5月15日～10月15日，共計150天，每天運行平均按照16小時，共分7個運行工況（見表3），空調(diào)運行能耗及費用情況見表4。 

　　通過比較可以看出，雙側(cè)大溫差系統(tǒng)在一個制冷季內(nèi)，較常規(guī)系統(tǒng)節(jié)電60219kW.h，節(jié)省運行費用3.78%，節(jié)約人民幣4.53萬元。 

　　《公共建筑節(jié)能設計標準》GB50189-2005要求冷凍水供、回水溫差不小于5℃，并闡明某些實際工程采用8℃溫差，獲得良好的節(jié)能效果。另外，根據(jù)國內(nèi)有關文獻，當供回水溫差增大一倍時，水泵的運行能耗減少68.5%，這說明采用冷水大溫差運行的經(jīng)濟效益是非常明顯的。 

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　　大溫差冷水系統(tǒng)可以節(jié)約系統(tǒng)的循環(huán)水量，相應減少水泵的流量，減少管道的尺寸，減小水泵的尺寸、閥的大小、管道的直徑及保溫材料的用量等，節(jié)約系統(tǒng)的初投資。冷卻水大溫差設計時，可以減少冷卻塔尺寸，節(jié)約冷卻塔的占地面積，減少水泵的流量和水管的尺寸。當冷卻水溫度溫差比常規(guī)水溫高2℃時，可減少水泵運行費用3%～7%，節(jié)省一次投資10%～20%。 

　　另據(jù)文獻介紹，冷凍水系統(tǒng)采用1℃溫差較5℃溫差冷凍水量減少一半，水泵能耗減少，水系統(tǒng)一次投資減少。即使冷水機組一次投資略有增加，空調(diào)水系統(tǒng)的一次投資可減少5%左右，空調(diào)水系統(tǒng)的運行費用減少30%左右。 

　　可見，采用雙側(cè)大溫差系統(tǒng)有利于空調(diào)系統(tǒng)減少投資，更有利于系統(tǒng)的節(jié)能。 

　　二、節(jié)省建筑空間 

　　在醫(yī)院建筑中，各專業(yè)管線復雜，吊頂排布往往成為施工過程中的難點。大溫差系統(tǒng)由于減少系統(tǒng)循環(huán)水量，減少管道的尺寸，故設計中可更好地保證建筑的使用空間，保證吊頂高度，有效的減小管道井的尺寸，使有效的建筑面積得到更充分的利用。 

　　綜上，采用雙側(cè)大溫差系統(tǒng)，不僅系統(tǒng)節(jié)能，節(jié)省投資，節(jié)約運行費用，節(jié)省建筑空間，且該系統(tǒng)成熟穩(wěn)定，*適合用于該項目的設計中。 

　　三、系統(tǒng)中的問題 

　　雙側(cè)大溫差系統(tǒng)的冷凍水供回水溫差大，這樣采用大溫差的風機盤管的制冷量相對于在7℃/12℃時的制冷量也會有不同程度的減少，對于末端風機盤管的使用會產(chǎn)生一些影響。冷卻水供回水溫差大，回水溫度較高，對于冷卻塔選用則提出了更高要求，由于回水溫度升高，冷卻塔的造價相對于常規(guī)水溫32℃/37℃的冷卻塔的造價則高出一些，會增加初投資。 

　　采用雙側(cè)大溫差的方案，還要根據(jù)每個工程的冷水機組容量而定，單臺冷水機組的額定冷量倘若過小，采用雙側(cè)大溫差時的制冷能耗反而會比常規(guī)冷水機組的要高。所以在工程方案初期要對機組選取做一個能耗比較分析，運行時能在節(jié)能范圍之內(nèi)的冷水機組額可以采用雙側(cè)大溫差的冷水機組。

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