医院用大功率冷水机解决方案

我们在设计医院的空调系统时，更多考虑了加入绿色环保节能的冷水机技术解决方案，将设备运行能耗降低下来。而在空调耗能组成中，其核心部分的冷源（即冷水机组）占有非常大的一部分，所以在此设计中，我们从冷源入手，考虑运用冷冻水、冷却水的双侧大温差的冷水机组。 

　　一、空调分析 

　　医院的门诊楼工程总建筑面积接近6万m2，总的设计冷负荷为6350kW，设计3台600冷吨水冷离心式冷水机组，总装机容量6300kW，冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔与冷水机组一一对应。常规的空调冷冻水的供回水温度为7℃/12℃，冷却水供回水温度为32℃/37℃。在本设计中，采用了双侧大温差设计，即冷冻水的供回水温度为5℃/12℃，7℃温差；冷却水的供回水温度为32℃/40℃，8℃温差。由于冷水机组、末端空调设备和冷却塔的性能改善，在冷冻水侧和冷却水侧的双侧大温差设计，相对于常规冷冻水7℃/12℃、冷却水32℃/37℃的标准工况系统设计以及冷冻水单侧大温差5℃/12℃、冷却水32℃/37℃的工况相比，可以减少空调水系统的初投入资金及运行能耗，节能且节省建筑空间。且在《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005中也推荐采用加大供回水温差的设计方式。现将双侧大温差、冷冻水单侧大温差及常规工况方案做如下对比： 

　　（一）能耗及运行成本对比 

　　现以单台600冷吨冷机为例，见表1、表2。 

　　从表格可以看出： 

　　1. 高标准、80%、60%负荷运行时，虽然双侧大温差与单侧大温差相比，输入功率后者偏小，但在90%负荷运行时，双侧大温差系统输入功率要略大于单侧大温差系统，故节能效果不明显。但是双侧大温差较常规工况，高标准负荷运行时，每小时节省电量1.7kW，节电0.36%；90%负荷运行时，每小时节省电量2.3kW，节电0.53%；80%负荷运行时，每小时节省电量10.1kW，节电2.58%；60%负荷运行时，每小时节省电量21.7kW，节电6.70%。 

　　2.40%负荷运行时，双侧大温差较单侧大温差每小时节省电量14.3kW，节电5.49%；较标准工况节每小时节省电量27.2kW，节电10.44%。 

　　3.20%工况时，双侧大温差较单侧大温差每小时节省电量16.6kW，节电8.57%；较标准工况节每小时节省电量29.9kW，节电15.43%。 

　　可见，满负荷运行时双侧大温差系统要明显优于常规系统。大温差系统在部分负荷下的节能趋势与常规的定流量系统相似，但节能效果更为显著。实际运行中，冷水机组多在部分负荷时运行，故部分负荷运行节能明显。 

　　以本工程为例，按照空调运行时间5月15日～10月15日，共计150天，每天运行平均按照16小时，共分7个运行工况（见表3），空调运行能耗及费用情况见表4。 

　　通过比较可以看出，双侧大温差系统在一个制冷季内，较常规系统节电60219kW.h，节省运行费用3.78%，节约金额4.53万元。 

　　《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005要求冷冻水供、回水温差不小于5℃，并阐明某些实际工程采用8℃温差，获得良好的节能效果。另外，根据国内有关文献，当供回水温差加大一倍时，水泵的运行能耗减少68.5%，这说明采用冷水大温差运行的经济效益是非常明显的。 

　　（二）项目初投入资金对比 

　　大温差冷水系统可以节约系统的循环水量，相应减少水泵的流量，减少管道的尺寸，减小水泵的尺寸、阀的大小、管道的直径及保温材料的用量等，节约系统的初投入资金。冷却水大温差设计时，可以减少冷却塔尺寸，节约冷却塔的占地面积，减少水泵的流量和水管的尺寸。当冷却水温度温差比常规水温高2℃时，可减少水泵运行费用3%～7%，节省一次投入资金10%～20%。 

　　另据文献介绍，冷冻水系统采用1℃温差较5℃温差冷冻水量减少一半，水泵能耗减少，水系统一次投入资金减少。即使冷水机组一次投入资金略有增加，空调水系统的一次投入资金可减少5%左右，空调水系统的运行费用减少30%左右。 

　　可见，采用双侧大温差系统有利于空调系统减少投入资金，更有利于系统的节能。 

　　二、节省建筑空间 

　　在医院建筑中，各有经验管线复杂，吊顶排布往往成为施工过程中的难点。大温差系统由于减少系统循环水量，减少管道的尺寸，故设计中可更好地保证建筑的使用空间，保证吊顶高度，有效的减小管道井的尺寸，使有效的建筑面积得到更充分的利用。 

　　综上，采用双侧大温差系统，不仅系统节能，节省投入资金，节约运行费用，节省建筑空间，且该系统成熟稳定，完全适合用于该项目的设计中。 

　　三、系统中的问题 

　　双侧大温差系统的冷冻水供回水温差大，这样采用大温差的风机盘管的制冷量相对于在7℃/12℃时的制冷量也会有不同程度的减少，对于末端风机盘管的使用会产生一些影响。冷却水供回水温差大，回水温度较高，对于冷却塔选用则提出了更高要求，由于回水温度升高，冷却塔的造价相对于常规水温32℃/37℃的冷却塔的造价则高出一些，会增加初投入资金。 

　　采用双侧大温差的方案，还要根据每个工程的冷水机组容量而定，单台冷水机组的额定冷量倘若过小，采用双侧大温差时的制冷能耗反而会比常规冷水机组的要高。所以在工程方案初期要对机组选取做一个能耗比较分析，运行时能在节能范围之内的冷水机组额可以采用双侧大温差的冷水机组。