北京醫(yī)院用冷水機(jī)解決方案

　　我們在設(shè)計(jì)醫(yī)院的空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，更多考慮了加入綠色環(huán)保節(jié)能的冷水機(jī)技術(shù)解決方案，將設(shè)備運(yùn)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(jī)組）占有較大的一部分，所以在此設(shè)計(jì)中，我們從冷源入手，考慮運(yùn)用冷凍水、冷卻水的雙側(cè)大溫差的冷水機(jī)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(shè)計(jì)冷負(fù)荷為6350kW，設(shè)計(jì)3臺(tái)600冷噸水冷離心式冷水機(jī)組，總裝機(jī)容量6300kW，冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔與冷水機(jī)組一一對應(yīng)。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(shè)計(jì)中，采用了雙側(cè)大溫差設(shè)計(jì)，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(jī)組、末端空調(diào)設(shè)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(shè)計(jì)，相對于常規(guī)冷凍水7℃/12℃、冷卻水32℃/37℃的標(biāo)準(zhǔn)工況系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(yùn)行能耗，節(jié)能且節(jié)省建筑空間。且在《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005中也推薦采用加大供回水溫差的設(shè)計(jì)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： 

　?。ㄒ唬┠芎募斑\(yùn)行成本對比 

　　現(xiàn)以單臺(tái)600冷噸冷機(jī)為例，見表1、表2。 

　　從表格可以看出： 

　　1. 100%、80%、60%負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，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(fù)荷運(yùn)行時(shí)，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(fù)荷運(yùn)行時(shí)，每小時(shí)節(jié)省電量1.7kW，節(jié)電0.36%；90%負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，每小時(shí)節(jié)省電量2.3kW，節(jié)電0.53%；80%負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，每小時(shí)節(jié)省電量10.1kW，節(jié)電2.58%；60%負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，每小時(shí)節(jié)省電量21.7kW，節(jié)電6.70%。 

　　2.40%負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，雙側(cè)大溫差較單側(cè)大溫差每小時(shí)節(jié)省電量14.3kW，節(jié)電5.49%；較標(biāo)準(zhǔn)工況節(jié)每小時(shí)節(jié)省電量27.2kW，節(jié)電10.44%。 

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

　　可見，滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)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(fù)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(shí)際運(yùn)行中，冷水機(jī)組多在部分負(fù)荷時(shí)運(yùn)行，故部分負(fù)荷運(yùn)行節(jié)能明顯。 

　　以本工程為例，按照空調(diào)運(yùn)行時(shí)間5月15日～10月15日，共計(jì)150天，每天運(yùn)行平均按照16小時(shí)，共分7個(gè)運(yùn)行工況（見表3），空調(diào)運(yùn)行能耗及費(fèi)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(gè)制冷季內(nèi)，較常規(guī)系統(tǒng)節(jié)電60219kW.h，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用3.78%，節(jié)約人民幣4.53萬元。 

　　《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005要求冷凍水供、回水溫差不小于5℃，并闡明某些實(shí)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(guān)文獻(xiàn)，當(dāng)供回水溫差增大一倍時(shí)，水泵的運(yùn)行能耗減少68.5%，這說明采用冷水大溫差運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益是非常明顯的。 

　?。ǘ╉?xiàng)目初投資對比 

　　大溫差冷水系統(tǒng)可以節(jié)約系統(tǒng)的循環(huán)水量，相應(yīng)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(shè)計(jì)時(shí)，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(dāng)冷卻水溫度溫差比常規(guī)水溫高2℃時(shí)，可減少水泵運(yùn)行費(fèi)用3%～7%，節(jié)省一次投資10%～20%。 

　　另據(jù)文獻(xiàn)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(jī)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(yùn)行費(fèi)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(fù)雜，吊頂排布往往成為施工過程中的難點(diǎn)。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(shè)計(jì)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(yùn)行費(fèi)用，節(jié)省建筑空間，且該系統(tǒng)成熟穩(wěn)定，*適合用于該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)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(fēng)機(jī)盤管的制冷量相對于在7℃/12℃時(shí)的制冷量也會(huì)有不同程度的減少，對于末端風(fēng)機(jī)盤管的使用會(huì)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(jià)相對于常規(guī)水溫32℃/37℃的冷卻塔的造價(jià)則高出一些，會(huì)增加初投資。 

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

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