深圳市滨海医院中央空调系统的可靠性与节能设计

2010-08-15深圳市建筑研究设计总院有限公司田鑫野

河南科技 2010年12期

关键词：供冷中央空调水池

深圳市建筑研究设计总院有限公司田鑫野

深圳市建筑研究设计总院有限公司田鑫野

介绍了深圳市滨海医院中央空调系统冷源及主机的设计以及节能措施的运用。

滨海医院温湿度独立控制热回收蓄冷水池二次泵变频控制

目前我国建筑能耗约占全国总能耗的28%,其中公共建筑能耗占总建筑能耗的20%左右,而中央空调则在公用建筑耗中占了很大的比重,随着经济和社会进步,这一比例呈上升趋势。因此公共建筑能耗已经关系到国家节能减排政策顺利实施的重要因素。医疗建筑以其特殊的功能而与其他公共建筑在设计阶段有所不同,如手术室、急诊、ICU等区域则需要空调系统的保证24小时全天候的运行,这对空调系统的可靠性有着很高的要求。因此在医疗建筑的设计阶段充分的考虑空调系统的节能与可靠性对医疗建筑日后运行意义重大。

一、工程概况

深圳市滨海医院是深圳市政府投资兴建的具有医、教、研和远程医疗功能的现代化、数字化、综合性三级甲等医院。坐落在风景旖旎、环境宜人的滨海大道与侨城东路交汇处,总共包括门诊、医技、住院楼(A、B、C三栋)、特需诊疗中心、行政信息楼、后勤服务楼等八个单体建筑以及储氧站、锅炉房、垃圾站、污水处理站、地面连廊等附属建筑。建筑物占地面积为192001.76㎡,总建筑面积348652.24㎡。空调面积195400㎡,本项目总空调面积为193827m;总冷负荷为28288kW,其中显热负荷为14098kW,新风负荷为14190kW,冷负荷指标为:145W/㎡,其中,显热负荷为72.0W/㎡,新风负荷为73.0W/㎡。

二、空调系统的可靠性设计

1.中央空调系统及主机的设计

本项目采用温湿度独立控制的中央空调系统,由带有热回收功能的双温冷源新风机组负担所有的新风负荷和所有的室内湿负荷、以及小部分的显热负荷。中央空调制冷机组负担所余的室内显热负荷。

采用位于深圳的南天电厂的低品位热能作为制冷机的驱动的能源,同时也作为卫生热水、采暖、消毒等热源。

采用2台制冷量为3489kW(约合300万kCal/h, 1000冷吨)的蒸汽式水冷冷水机组作为空调主要冷源,负担本工程普通区域(非净化区域)所有显热冷负荷,机组进/出水温度为20/15℃。另设2台制冷量为2800KW(约合800RT)作为空调冷源,负担本工程净化区域所有负荷,机组进/出水温度为12/7℃。

采用两台制冷量为3516kW(约合1000冷吨) 10KV的电驱动双工况离心式水冷冷水机组为备用冷源,并设置一个有效容积为3200立方米的蓄冷水池,可在夜间低谷电价时段启动离心式冷水机组满负荷运行进行蓄冷,在白天通过2台换热量为3516KW(约合1000RT)的板式换热器放冷,与蒸汽吸收式制冷冷机组共同供冷。电制冷机组串联或并联运行,空调工况时进出水温为20/15℃,主机并联运行;蓄冷工况时进出水温为4/10℃及10/18℃,主机串联运行。考虑到手术室等净化区域的安全性和可靠性,另设一台制冷量为5625KW(约合1600RT)的板式换热机组,直接从蓄冷水池供给冷水,机组进/出水温度为12/7℃。

2.空调系统可靠性讨论

在蒸汽供应正常的情况下:夜间用电低谷阶段,两台1000RT的电制冷离心主机满负荷运行进行蓄冷,蓄冷时长按8小时设计;同时一台1000RT蒸汽式水冷冷水基载主机启动,为普通区域供冷;两台800RT离心机为净化区域供冷。日间用电高峰阶段,启动蓄冷水池及其放冷配套系统,对系统供冷,当水池负荷不能满足全天负荷时,可由双效蒸汽机补充;两台800RT离心机为净化区域全天候供冷。当为净化区域全天候供冷的两台800RT离心机故障时,可开启蓄冷水池放冷系统直接为净化区域供冷。

在蒸汽供应不正常的情况下:两台1000RT的双工况电制冷离心主机夜间满负荷运行进行蓄冷,日间用电高峰阶段,启动蓄冷水池及其放冷配套系统,对系统供冷,当水池负荷不能满足全天负荷时,则开启离心机进行补充;两台800RT离心机全天候开启,夜间为系统供冷,日间为净化区域供冷。

这样空调系统就会将影响空调系统稳定性的可能大大降低,即使南天电厂的蒸汽供应不正常也能保证空调系统的正常运行,如遇到离心机出现故障,也可启用蓄冷水池进行短期供冷,在保证供冷的前提下为维修争取时间。

三、空调系统节能设计

1.空调主机的主要能源来自于南天电厂的低品位能源

空调主机的耗能在建筑耗能中占了很大的比重,一般都在20%以上,利用电厂的低品位能源能有效的降低系统运行对能源的浪费;在用电高峰期通过蓄冷水池和蒸汽式水冷冷水机组的开启也能有效降低电网的负荷波动。

2.二次泵变频

空调主机冷冻水经一次泵、二次泵加压后分六路分别送至净化洁净区域、行政后勤楼、门诊医技楼、VIP特需诊疗中心、急诊、住院楼ABC等六个系统。

系统一次泵定流量运行,二次泵变频控制,变频控制器与系统最不利区域的压差传感器连接。当末端负荷变动时,二次泵可有效的调节转速满足冷冻水供应,有效地降低了水泵的能源浪费。

3.空调系统温湿度独立控制

空调主机主要供应15～20℃的冷冻水,主要负担整个医院的显热负荷;带有热回收功能的双温冷源新风机组负担所有的新风负荷和所有的室内湿负荷、以及小部分的显热负荷。此举有效的避免了热湿联合处理时,用低温冷冻水带走显热负荷所造成的能量利用品位上的浪费;而且,热湿联合处理时经过冷凝除湿后的空气虽然湿度(含湿量)满足要求,但温度过低,有时还需要再热,造成了能源的进一步浪费与损失。