第4頁共4頁S市醫(yī)院建筑冷熱源方案設(shè)計目錄TOC\o"1-3"\h\u26425第一章研究背景 125448第二章研究內(nèi)容 218994第三章醫(yī)院建筑冷熱源方案 2275213.1直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組+常規(guī)水冷式冷水機組 339643.1.1冷源選型 3125493.1.2熱源選型 3298073.2常規(guī)水冷式冷水機組（熱回收）+小區(qū)熱網(wǎng) 52123.2.1冷源選型： 5111773.2.2熱源選型： 6325913.2.3主要設(shè)備 6315783.3冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)+常規(guī)水冷式冷水機組 720343.3.1冷源選型 8284053.3.2熱源選型 999133.3.3主要設(shè)備 9162423.4地源熱泵+常規(guī)水冷式冷水機組的復合式系統(tǒng) 10250683.4.1熱泵機組選型 10282843.4.2冷水機組選型 11325133.4.3主要設(shè)備 1213382第四章空調(diào)冷熱源經(jīng)濟性分析與比較 139364.1初投資 1373924.2年經(jīng)營費用 14318214.2.1方案一 14228404.2.2方案二 1770564.2.3方案三 18105474.2.4方案四 1988264.3方案對比結(jié)論 2012161第五章結(jié)論 2116263參考文獻 22第一章研究背景建筑是人類賴以生存的場所，我們生活與工作都在建筑中進行，我們?nèi)艘簧蟛糠謺r間都是在建筑中度過的，從人類起源的洞穴時代到高度文明的現(xiàn)代建筑，建筑是我們不可或缺的一部分。原始文明的風吹日曬與現(xiàn)代文明的舒適宜人，推動這一改變的是空氣調(diào)節(jié)技術(shù)，簡稱為空調(diào)，空氣調(diào)節(jié)技術(shù)對建筑的溫度濕度進行調(diào)節(jié)，控制建筑內(nèi)的空氣質(zhì)量，現(xiàn)代的空調(diào)技術(shù)使我們能舒適地在建筑中辦公、學習、生活，而伴隨著空調(diào)技術(shù)的不斷發(fā)展，一些不可避免的問題也隨之出現(xiàn)。上世紀90年代開始，地球的環(huán)境消化與資源消耗不斷嚴重，據(jù)統(tǒng)計，建筑所消耗的能量已經(jīng)占據(jù)了整個社會消耗總能量的20%左右。而我國目前的能量消耗也來到了一個新的高峰，據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國建筑耗電量已經(jīng)達到了發(fā)達國家建筑耗電量的1.5-2倍，二氧化碳排放總量已經(jīng)超過所有國家來到了世界第一的水平，在相關(guān)會議展開后，國際也對我國提出了更加嚴格的環(huán)保要求，保護環(huán)境是我國目前建筑耗能方面的重要問題。醫(yī)院作為大型公共建筑之一，是能耗大戶，醫(yī)院的耗能量在公共建筑遙遙領(lǐng)先，而現(xiàn)在隨著醫(yī)療技術(shù)的進步和醫(yī)療設(shè)備的不斷發(fā)展，醫(yī)療設(shè)施規(guī)模不斷擴大，各科室環(huán)境管理標準持續(xù)提高，醫(yī)療設(shè)施能耗不斷增加。相關(guān)研究表明，在醫(yī)院的用能系統(tǒng)中，空調(diào)與生活熱水系統(tǒng)能耗所占比例為50%，為主要耗能系統(tǒng)，由此可見，建筑節(jié)能的成功與否取決于空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能，而空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的基礎(chǔ)就在于冷熱源方案的選擇，所以醫(yī)療設(shè)施空調(diào)的冷熱源方案的合理選擇是重中之重，是本文研究的重點以及難點。第二章研究內(nèi)容醫(yī)療建筑冷熱源的選擇應(yīng)結(jié)合醫(yī)療建筑的能耗特點、合理利用能源、提高能源利用效率、降低能耗等綜合考慮。冷熱源設(shè)備及其系統(tǒng)需要考慮到各部門的環(huán)境控制要求和運行特點，減少環(huán)境負擔，并且可靠、安全、經(jīng)濟、易于維護和管理。通常，醫(yī)療建筑中空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源是根據(jù)靈活性和耐受性原則構(gòu)建的。系統(tǒng)的靈活性主要體現(xiàn)在是否適應(yīng)醫(yī)療技術(shù)的變化和醫(yī)療設(shè)備的更新。本文我們的研究對象是南昌地區(qū)的醫(yī)院建筑，南昌市位于冬冷夏熱地區(qū)，是一個冷源依賴型城市，本市沒有可用的天然氣能源，基本依賴進口，我們將對該醫(yī)院建筑結(jié)合南昌市用能特點進行空調(diào)冷熱源的冷熱源方案選擇以及經(jīng)濟性分析。第三章醫(yī)院建筑冷熱源方案為確保冷熱源方案分析全面、到位。本次冷熱源方案比較中對潔凈區(qū)部分空調(diào)也結(jié)合進行了分析。調(diào)查發(fā)現(xiàn)本次設(shè)計的醫(yī)院建筑位于南昌市區(qū)，臨近商業(yè)和居民區(qū)，周邊無熱電廠、污水處理廠及河流。結(jié)合醫(yī)院建筑的實際情況及不同冷熱源特點初步選擇以下四種方案：1. 直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組+常規(guī)水冷式冷水機組2. 常規(guī)水冷式冷水機組（熱回收）+小區(qū)熱網(wǎng)3. 冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)+常規(guī)水冷式冷水機組4. 地源熱泵+常規(guī)水冷式冷水機組的復合式系統(tǒng)3.1直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組+常規(guī)水冷式冷水機組醫(yī)院普通科室全年最大冷負荷為2955.06kW，最大熱負為2607.3kW；醫(yī)院的門診、住院部的生活熱水用量每天為29440580.8kJ，若按照每天16小時制備生活熱水計算所需的功率是511.12kW。另外醫(yī)院潔凈科室全年的冷熱負荷指標為1257.75kW。參考現(xiàn)行醫(yī)院的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計，考慮到普通科室空調(diào)與潔凈科室空調(diào)使用上的差異性，冷熱源設(shè)置時要加以考慮。3.1.1冷源選型潔凈區(qū)部分選用一臺型號是BZ125DH1的直燃式溴化鋰吸收式制冷機組，如表3-1所示表3-1BZ125DH1直燃式溴化鋰吸收式制冷機組參數(shù)型號制冷量制熱量熱水熱量天然氣耗量m3/hBZ125DH14541345500106144機組匹配冷卻塔，依據(jù)型號BZ125DH1制冷機組需要的冷卻水流量305m3/h，供回水溫度32/37.5℃，夏季空調(diào)節(jié)室外計算濕球溫度27.8℃，選取SC-300UD型超靜音冷卻塔。舒適區(qū)部分夏季冷負荷2955.06kW，住院部負荷為1160kW、門診部負荷為1795kW?？紤]到住院部空調(diào)需全天運行，門診部空調(diào)只在白天運行。按照2:4:4比例配備螺桿式冷水機組，便于非滿負荷下運行調(diào)節(jié)。選取三臺開利螺桿式冷水機組型號分別是30HXC165A、30HXC350A、30HXC350A，表3-2三臺開利螺桿式冷水機組型號參數(shù)型號制冷量冷水進出水溫℃冷卻水水溫℃電機功率30HXC165A58012/730/3511830HXC350A121812/730/35252機組匹配冷卻塔，依據(jù)型號30HXC165A制冷機組需要的冷卻水流量119m3/h，供回水溫度30/35℃，夏季空調(diào)節(jié)室外計算濕球溫度27.8℃，選取馬利SC-150UD型超靜音冷卻塔。同理兩臺型號30HXC350A制冷機組，選取兩臺馬利SC-250UD型超靜音冷卻塔。3.1.2熱源選型計算得到全年最大熱負荷2607.3kW。醫(yī)院排風分散不利收集，且可能存在病菌，故全樓不做熱回收。對于冬季內(nèi)區(qū)冷負荷由預熱后的新風處理，新風量保持不變，新風處理狀態(tài)點按照內(nèi)區(qū)最不利房間的負荷特性計算得出。負荷計算時新風量以換氣次數(shù)法與人均新風量法取最大值確定，這樣可以確保醫(yī)院內(nèi)部的空氣質(zhì)量。在熱源設(shè)計時，確保安全可靠按照全年最大熱負荷2607.3kW的最大負荷為設(shè)計負荷。為便于低負荷下機組運行調(diào)節(jié)，采用二次泵系統(tǒng)。3.1.3主要設(shè)備方案一的空調(diào)系統(tǒng)冷源部分主要設(shè)備名稱、型號、設(shè)備規(guī)格、費用見表3-3所示表3-3方案一冷源空調(diào)設(shè)備參數(shù)表序號項目設(shè)備型號設(shè)備規(guī)格數(shù)量單價/萬元總計/萬元1直燃式溴化鋰吸收式制冷機BZ125DH制冷量1454kw、制熱量1345kW197972單工況制冷機130HXC165A制冷量580kw13030單工況制冷機230HXC350A制冷量1218kw2601203冷卻塔1SC-150UD150m3/h17.57.5冷卻塔2SC-150UD250m3/h212.525冷卻塔3SC-300UD300m3/h115154冷卻水泵NB65-125/144A-F-A-BAQE120m3/h,20m13.53.5冷卻水泵NB65-125/144A-F-A-BAQE150m3/h,20m13.53.5冷卻水泵NB100-160/176A-F-A-BAQE250m3/h,20m13.53.5冷卻水泵NB100-160/166A-F-A-BAQE300m3/h,20m13.53.5冷凍一次水泵NB125-200/210A-F-A-BAQE260m3/h,10m32.78.1冷凍二次水泵NB65-160/160A-F-A-BAQE130m3/h,25m42.710.8自控系統(tǒng)118.418.4電子水處理儀22.214.42方案一空調(diào)系統(tǒng)熱源部分主要設(shè)備名稱、型號、設(shè)備規(guī)格、費用見表所示表3-4方案一熱源空調(diào)設(shè)備參數(shù)表序號項目設(shè)備型號設(shè)備規(guī)格數(shù)量單價/萬元總計/萬元1板式換熱器M6M-MFM換熱量1825kW216.132.22熱水泵NBG150-125-250/269A-F-A-BAQE225m3/h,10m2（一用一備）1.32.63.2常規(guī)水冷式冷水機組（熱回收）+小區(qū)熱網(wǎng)負荷計算以及相關(guān)參數(shù)如方案一所示3.2.1冷源選型：潔凈區(qū)部分：十五層潔凈手術(shù)室對設(shè)備要求高且負荷大，單獨配備一臺機組滿足需要，按照冷負荷數(shù)值672KW型號為CSRAN2622-Y-Q-LT型克萊門特高效型風冷螺桿式四管制風冷熱泵。一層中心供應(yīng)科、二層門診手術(shù)室、十四層ICU病房的負荷總計為597Kw。其中ICU病房的負荷為310Kw，需全天二十四小時運行。中心供應(yīng)科與門診手術(shù)室負荷特點類似，只在白天運行，負荷值為287Kw?？紤]到同時使用情況，取0.9的同時使用系數(shù)，選用型號為CSRAN2222-Y-LT型克萊門特標準風冷螺桿熱泵機組，見表3-5表3-5克萊門特標準風冷螺桿熱泵機組參數(shù)型號制冷量kW制熱量熱回收量kW輸入功率kWCSRAN2622-Y-Q-LT669.2-834.2175.8CSRAN2222-Y-LT557.6633.2-149.1舒適區(qū)部分夏季冷負荷2955.06kW，住院部負荷為1160kW、門診部負荷為1795kW?？紤]到住院部空調(diào)需全天運行，門診部空調(diào)只在白天運行。按照2:4:4比例配備螺桿式冷水機組，便于非滿負荷下運行調(diào)節(jié)。選取三臺開利螺桿式冷水機組型號分別是30HXC165A、30HXC350A、30HXC350A，見表3-6表3-6開利螺桿式冷水機組參數(shù)型號制冷量kW冷水進出水溫℃冷卻水水溫℃電機功率kW30HXC165A58012/730/3511830HXC350A121812/730/35252機組匹配冷卻塔，依據(jù)型號30HXC165A制冷機組需要的冷卻水流量119m3/h，供回水溫度30/35℃，夏季空調(diào)節(jié)室外計算濕球溫度27.8℃，選取馬利SC-150UD型超靜音冷卻塔。同理兩臺型號30HXC350A制冷機組，選取兩臺馬利SC-250UD型超靜音冷卻塔。3.2.2熱源選型：計算得到全年最大熱負荷2607.3kW。本方案冬季熱源采用小區(qū)熱網(wǎng)，通過板式換熱器換熱得到熱量。小區(qū)熱力管網(wǎng)不運行的季節(jié)，生活熱水以及潔凈區(qū)再熱負荷均采用回收冷凝熱的方式得到熱量。3.2.3主要設(shè)備方案二的空調(diào)系統(tǒng)冷源部分主要設(shè)備名稱、型號、設(shè)備規(guī)格、費用見表所示表3-7方案二的空調(diào)系統(tǒng)冷源部分設(shè)備參數(shù)序號項目設(shè)備規(guī)格數(shù)量單價/萬元總計/萬元1冷凝熱回收冷水機組制冷量315.3kw122222冷水機組1制冷量580kw134.834.8冷水機組2制冷量1218kw273.08146.163冷卻塔1150m3/h17.57.5冷卻塔2300m3/h215304冷凝熱回收風冷熱泵制冷量670kW167675風冷熱泵機組制冷量560kW156566冷卻水泵206m3/h,33m4（3用一備）3.53.57冷凍一次水泵260m3/h,10m3（二用一備）2.78.1冷凍二次水泵130m3/h,25m42.710.88自控系統(tǒng)18.418.4方案二空調(diào)系統(tǒng)熱源部分主要設(shè)備名稱、型號、設(shè)備規(guī)格、費用見表所示表3-7方案二的空調(diào)系統(tǒng)熱源部分設(shè)備參數(shù)序號項目設(shè)備型號設(shè)備規(guī)格數(shù)量單價/萬元總計/萬元1板式換熱器M6M-MFN換熱量1825kW212.5252熱水泵NBG150-125-250/269A-F-A-BAQE225m3/h,10m2（一用一備）1.32.63.3冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)+常規(guī)水冷式冷水機組醫(yī)院用電負荷分析，參考《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施—電氣2009》得到醫(yī)院的用電指標在30~70W/m2。限于缺乏設(shè)計醫(yī)院的詳細設(shè)備清單，用電指標取中間值為50W/㎡進行估算；地下車庫僅照明、通風風機用電，選擇10W/㎡估算。相比于冷熱指標，用電指標遠小于冷熱指標，采用以電定熱的方式，不足的冷量使用市電驅(qū)動電制冷機組來滿足，見表3-8表3-8醫(yī)院電負荷表部門面積電負荷指標(W/㎡)電負荷工作時長門診1960050980kW9住院部1652350826.2kW24地下車庫66401066.4kW24總計1872.6本醫(yī)院建筑面積42763㎡，電負荷為1872.6kW，單位面積電負荷為43.8W/㎡，這個電負荷是西郊醫(yī)院的設(shè)計電負荷，即醫(yī)院在最不利情況下所需要的電負荷。3.3.1冷源選型按照4:6比例分割用電負荷選擇機組，選用GE顏巴赫燃氣發(fā)電機組，一臺416型、一臺412型，參數(shù)如表3-9：表3-9機組參數(shù)（1500RPM/50Hz）型號電輸出（kW）電效率（%）熱輸出（kW）熱效率（%）總效率（%）416118943.0120143.486.341288942.890143.486.2注：天然氣中氮氧化物的含量會影響機組的效率，上表中參數(shù)是在氮氧化物含量在500mg/m3的情況下得到的。氮氧化物含量降低，機組效率會有所下降。對應(yīng)發(fā)電機組的煙氣量，選用一臺型號是BE125的遠大煙氣型溴化鋰吸收式制冷機組。其參數(shù)如表3-10所示表3-10機組參數(shù)（1500RPM/50Hz）型號制冷量kW制熱量kW溫水流量m3/h煙氣耗量kg/h制冷制熱BE125145495981.895669556機組匹配冷卻塔，依據(jù)型號BZ125DH1制冷機組需要的冷卻水流量305m3/h，供回水溫度32/37.5℃，夏季空調(diào)節(jié)室外計算濕球溫度27.8℃，選取SC-300UD型超靜音冷卻塔。剩余的夏季冷負荷2955.06kW，按照2:4:4比例配備螺桿式冷水機組，便于非滿負荷下運行調(diào)節(jié)。選取三臺開利螺桿式冷水機組型號分別是30HXC165A、30HXC350A、30HXC350A，性能參數(shù)表見表3-11。表3-11開利螺桿式冷水機組參數(shù)型號制冷量kW冷水進出水溫℃冷卻水水溫℃電機功率kW30HXC165A58012/730/3511830HXC350A121812/730/35252機組匹配冷卻塔，依據(jù)型號30HXC165A制冷機組需要的冷卻水流量119m3/h，供回水溫度30/35℃，夏季空調(diào)節(jié)室外計算濕球溫度27.8℃，選取馬利SC-150UD型超靜音冷卻塔。同理兩臺型號30HXC350A制冷機組，選取兩臺馬利SC-250UD型超靜音冷卻塔。3.3.2熱源選型兩臺燃氣發(fā)電機的產(chǎn)熱量供應(yīng)煙氣性溴化鋰機組，僅能滿足生活用熱的需求。對于空調(diào)采暖的熱負荷還需要利用小區(qū)熱網(wǎng)滿足供熱需要。依據(jù)全年最大熱負荷2607.3kW，進行換熱器選型計算。3.3.3主要設(shè)備方案三的空調(diào)系統(tǒng)冷源部分主要設(shè)備名稱、型號、設(shè)備規(guī)格、費用見表3-12所示表3-12方案三的空調(diào)系統(tǒng)冷源設(shè)備參數(shù)序號項目設(shè)備型號設(shè)備規(guī)格數(shù)量單價/萬元總計/萬元1煙氣型溴化鋰制冷機組BE125制冷量1454kw、制熱量959kW187.287.22單工況制冷機130HXC165A制冷量580kw130302單工況制冷機230HXC350A制冷量1218kw2601203冷卻塔1SC-150UD150m3/h17.57.53冷卻塔2SC-250UD250m3/h212.5253冷卻塔3SC-300UD300m3/h115154三聯(lián)供發(fā)電機組1GE416電輸出1189kW1713.4713.44三聯(lián)供發(fā)電機組2GE12電輸出889kW1533.4533.46自控系統(tǒng)135357電子水處理儀22.214.42方案三的空調(diào)系統(tǒng)熱源部分主要設(shè)備名稱、型號、設(shè)備規(guī)格、費用見表3-13所示表3-13方案三的空調(diào)系統(tǒng)冷源設(shè)備參數(shù)序號項目設(shè)備型號設(shè)備規(guī)格數(shù)量單價/萬元總計/萬元1板式換熱器M6M-MFM換熱量1825kW216.132.22熱水泵NBG150-125-250/269A-F-A-BAQE225m3/h,10m2（一用一備）1.32.63.4地源熱泵+常規(guī)水冷式冷水機組的復合式系統(tǒng)參考本醫(yī)院工程的設(shè)計總圖，建筑上方有較大面積的綠地，可以考慮使用土壤耦合熱泵?？紤]到該系統(tǒng)存在冷熱平衡問題，工程上在采用土壤源熱泵時常采用復合式系統(tǒng)。本方案采取地源熱泵與常規(guī)水冷式冷水機組相結(jié)合的系統(tǒng)形式，熱泵機組容量按照冬季設(shè)計日熱負荷設(shè)計。由于醫(yī)院是一期項目，為便于后期開發(fā)需要，地埋管形式采用占地面積較小的垂直式埋管換熱器；潔凈區(qū)部分，配備四管制螺桿式風冷熱泵機組。3.4.1熱泵機組選型依據(jù)上文的建筑計算負荷情況。熱泵按冬季熱負荷及熱水負荷選型，按照4:4:2配比。選用三臺克萊門特高溫螺桿式水地源熱泵PSRHH.C-Y系列，帶全熱回收，機組參數(shù)見表3-14。表3-14高溫螺桿式水地源熱泵機組參數(shù)表型號臺數(shù)制冷量（kW）輸入功率（kW）制熱量（kW）輸入功率（kW）高溫制熱量（kW）輸入功率（kW）部分熱回收（kW）全部熱回收（kW）330221215.3202.31295.9268.91224.1326.5102.61224.116511607.6101.1647.9134.4612.1163.251.3612.13.4.2冷水機組選型在冷水機組選型時，其機組容量可不按照設(shè)計日負荷滿負荷選型，目的是為了充分體現(xiàn)地源熱泵在夏季的使用率，同時保證冬夏土壤的冷熱平衡。通過統(tǒng)計軟件模擬夏季冷負荷波動情況，將夏季200天拆分為幾個負荷段，然后簡單確定夏季冷水機組及地源熱泵的運行策略。通過優(yōu)化設(shè)計確定冷水機組的容量，而地源熱泵機組承擔切換管路通過冷卻塔散熱，提供夏季所需的冷量同時，確保冬季夏季的冷熱量平衡。其中冷水機組參數(shù)見表3-15表3-15冷水機組參數(shù)型號臺數(shù)制冷量（kW）輸入功率（kW）全熱回收量（kW）CSRH-D-Y-2501C1786.1206.7980.3機組匹配冷卻塔，依據(jù)型號CSRH-D-Y2501C制冷機組需要的冷卻水流量135.3m3/h，供回水溫度32/37℃，夏季空調(diào)節(jié)室外計算濕球溫度27.8℃，選取DBNL3-175型超靜音冷卻塔。同理熱泵機組配備的冷卻塔，選取DBNL3-250型超靜音冷卻塔，冷卻水流量250m3/h。潔凈區(qū)部分的選用型號為克萊門特標準風冷螺桿熱泵機組。3.4.3主要設(shè)備方案四的空調(diào)系統(tǒng)主要設(shè)備名稱、型號、設(shè)備規(guī)格、費用見表所示表3-16方案四的空調(diào)系統(tǒng)主要設(shè)備參數(shù)序號項目設(shè)備型號規(guī)格數(shù)量單價（萬元）總價（萬元）1地源熱泵主機PSRHH.C-Y3302297.22194.452PSRHH.C-Y1651148.6148.613板式換熱器11.061.064冷卻塔1DBNL3-250112.5012.504冷卻塔2DBNL3-17518.758.755冷凝熱回收冷水機組CSRH-D-Y2501C155.0355.036冷凝熱回收風冷熱泵制冷量667kW153.353.37冷凝熱回收風冷熱泵制冷量560kW144.844.88冷凍水泵--72.7018.99冷卻水泵--23.507.0010熱水泵--21.302.6011地埋管循環(huán)泵--32.708.1012補水水泵--11.301.3013電子水處理儀22.264.5214地埋管PE93973m10元/m93.9715自控系統(tǒng)50.00空調(diào)冷熱源經(jīng)濟性分析與比較4.1初投資空調(diào)冷熱源部分的初投資包括設(shè)備費、安裝工程費及電力增容費。對于冷熱源管路、閥門等費用較低且每種系統(tǒng)都要用到，不計入考慮范圍。各方案的設(shè)備費按照第三章所述中的選擇的設(shè)備依據(jù)設(shè)備所給的單價計算。各方案的安裝費按占設(shè)備費的百分比計算。熱泵系統(tǒng)按15%計算，鍋爐系統(tǒng)按25%計算，考慮三聯(lián)供機組費用占比大，按10%計算。配電費方面，方案一、二按180元/kVA計算，配電容量為設(shè)備額定功率的和，功率系數(shù)取0.8；方案三按180元/kVA計算。盡管三聯(lián)供機組提供了醫(yī)院用電，但考慮到醫(yī)院用電安全需要兩路供電，市電作為備用電源；方案四按180元/kVA計算，配電容量為設(shè)備額定功率的和，水泵功耗=256kW，機組功耗=926.4kW,其他功耗=20kW；功率系數(shù)取0.8。方案四還需計算鉆孔費，因鉆孔受地質(zhì)條件影響，其差額很大，考慮保證鉆孔質(zhì)量，按平均價格80元/m井深計算。上述方案的初投資如表4-1表4-1各方案初投資費用方案一方案二方案三方案四設(shè)備費（萬元）385.02431.761605.7604.88安裝費（萬元）57.7564.8160.690.73電力增配費（萬元）18.624.628.627.05鉆孔費376.32總計461.37525.161795.11098.984.2年經(jīng)營費用4.2.1方案一夏季運行費用：系統(tǒng)的運行費由工程常用概算方法計算。計算該系統(tǒng)100%負荷日、75%負荷日、50%負荷日及25%負荷日的運行費用。然后由軟件模擬結(jié)果將供冷季200天按其全天總冷負荷量大小排序分段。由上文分析可知，在模擬的供冷季200天中，8月10號的總冷負荷量最大，達到45937.15kWh。整個供冷季有36天總冷負荷量在75%~100%區(qū)間內(nèi)，46天總冷負荷量在50%~75%區(qū)間內(nèi)，同理，有31天為25%~50%、87天為25%一下。認為在每個負荷區(qū)間內(nèi)，每天運行費用相近。于是，根據(jù)算出的四種典型日運行費用和四個區(qū)間的天數(shù)即可計算出全年運行費用，見表4-2表4-2全年運行費用負荷比例100%—75%75%—50%50%—25%25%以下天數(shù)/天36463187典型日運行費用/元10446.247483.045639.223301.93總費用/元1182368.6冬季運行費用：供冷季采用小區(qū)熱網(wǎng)的運行費用，依據(jù)之前與競賽組委會的交流對于供熱的經(jīng)濟性分析又設(shè)計人員按照小區(qū)集中鍋爐房或自備熱源形式、按建筑所在地能源價格及相關(guān)情況合理自定加以說明。供暖季總熱負荷量為1945523kWh。小區(qū)熱網(wǎng)按照小區(qū)集中鍋爐房，供熱效率取85%，依據(jù)，確定南昌地區(qū)的天然氣價格4.23元/m3，計算得到整個供暖季的采暖費為95.65萬元。生活熱水費用：匹配的直燃式溴化鋰吸收式制冷機組負擔全樓的生活熱水需求及潔凈區(qū)空調(diào)再熱的熱負荷，按照之前的計算結(jié)果兩者總用熱量為4885982kWh。溴化鋰機組供熱效率取90%，按照南昌地區(qū)的天然氣價格4.23元/m3，計算得到運行費用為226.9萬元。潔凈區(qū)冷負荷運行費用：利用醫(yī)院潔凈區(qū)的負荷指標對中心供應(yīng)科、ICU、潔凈手術(shù)室等科室的負荷進行估算。按照不同潔凈科室的運行時間，中心供應(yīng)科白天運行8小時、ICU全天24小時運行，統(tǒng)計得到不同空調(diào)季對冷量的需求，見表4-3、表4-4。表4-3空調(diào)季的冷量需求空調(diào)季節(jié)天數(shù)/d潔凈區(qū)空調(diào)冷負荷量/kWh供冷季2003362280過渡季30504342供暖季1352269539表4-4潔凈供冷季運行費用舒適區(qū)負荷比例100%-75%75%-50%50%-25%25%以下天數(shù)/天36463187負荷總量/kwh42107.5131580.6321053.7610526.88溴化鋰機組負擔負荷/kwh16811.412608.558405.74202.85冷水機組負擔負荷/kwh04202.858405.716811.4溴化鋰機組單日能耗/m31221.206915.9049610.6032305.3016冷水機組單日能耗/kWh0840.571681.143362.28溴化鋰機組單日費用/元5165.7033874.2782582.8521291.426冷水機組單日費用/元0823.75861647.5173295.034單比例總費用/元185965.3216109.7131141.4399022總費用/元932238.47134.2.2方案二該冷熱源方案同上方案，舒適區(qū)部分的冷熱源配置是相同的，區(qū)別在于：本方案的部分生活熱水負荷及潔凈區(qū)的冷熱負荷由螺桿式風冷熱泵機組承擔，而上一方案的生活熱水負荷及潔凈區(qū)的冷熱負荷由直燃式溴化鋰機組負擔。因而舒適區(qū)空調(diào)的全年運行能耗可參考上一方案，潔凈區(qū)空調(diào)及生活熱水能耗另行計算。參考上文，舒適區(qū)部分供冷季運行費用是118.2萬元、供暖季的采暖費是95.65萬元。生活熱水全年運行費用：供冷季生活熱水由冷凝熱回收機組產(chǎn)生，運行費用包含在舒適區(qū)冷機的運行費中。費用主要產(chǎn)生在供冷季，按照之前的計算結(jié)果供暖季的用熱量為1104021kWh，小區(qū)熱網(wǎng)的熱效率取85%，南昌地區(qū)的天然氣價格4.23元/m3，計算得到運行費為54.3萬元。潔凈區(qū)部分負荷由單獨配備的螺桿式風冷熱泵機組負擔。估算潔凈區(qū)空調(diào)負荷量時，按照上文的負荷指標：中心供應(yīng)科、門診手術(shù)室每天8:00——17:00運行，考慮運行間隔取0.8系數(shù)、ICU和手術(shù)室24小時運行，考慮不同手術(shù)間的同時使用系數(shù)及夜間負荷降低取0.6系數(shù)，計算得到供冷季典型日的空調(diào)負荷量為16811kWh/d。螺桿式風冷熱泵的cop取3.5，南昌地區(qū)的商業(yè)用電價0.98元/kWh，經(jīng)計算供冷季、過渡季、供暖季的運行費用分別是：94.1、14.1、63.5萬元如表4-5所示表4-5方案二運行費用方案舒適區(qū)生活熱水潔凈區(qū)方案供冷季費用供熱季費用-供冷季費用過渡季費用供熱季費用總運行費萬元萬元萬元萬元萬元萬元萬元P2118.295.6554.394.114.163.5439.85與直燃式溴化鋰機組常規(guī)系統(tǒng)方案相比，不同點在于本方案采用冷凝熱回收機組制取生活熱水、潔凈區(qū)空調(diào)采用了四管制風冷螺桿熱泵機組，省去了直燃式溴化鋰機組。（1）與常規(guī)系統(tǒng)方案相比，潔凈部分采用四管制螺桿式風冷熱泵承擔冷熱負荷。該機組的使用使得設(shè)備初投資增加了525.16-461.4=63.76萬元。但是考慮到該機組能夠同時制取冷水和熱水，用于潔凈空調(diào)空氣處理中制冷、再熱過程，可顯著降低運行費用650-435.9=210.1萬元。（2）此套冷熱源方案過渡季中生活熱水的提供，考慮使用潔凈區(qū)配備的帶熱回收的風冷熱泵機組制取。該形式在設(shè)備的配比及運行費用上都可以節(jié)省費用，同時帶來實際運行管路布置及控制復雜問題。此套方案還需詳細考慮運行中的問題。4.2.3方案三對全年8760小時的負荷進行劃分如表4-6表4-6全年負荷劃分表空調(diào)季時間天數(shù)（天）供暖季1月1日——3月31日&11月16日——12月31日135過渡季4月1日——4月15日&11月1日——11月15日30供冷季4月16日——10月31日200兩臺GE16型、GE312型三聯(lián)供機組逐月的運行策略如表4-7表4-7GE16型、GE312型三聯(lián)供機組逐月的運行策略設(shè)備總負荷1826kw416型312型416型312型月份小時電負荷（kw）8:00-17:001189637其他時間11896371811.811206.41100.00%0575.05064.69%2676.421005.2184.54%0479.15053.90%3682.891014.8385.35%0483.73054.41%4543.48807.65090.85%384.98043.30%5589.47876.00098.54%417.56046.97%6726.891080.2190.85%0514.90057.92%71260.221872.7890.12%90.12%892.680100.00%81203.231788.0986.05%86.05%852.32095.87%9798.331186.3799.78%0565.50063.61%10562.38835.74094.01%398.37044.81%11573.40852.12095.85%406.17045.69%12763.231134.2295.39%0540.64060.81%平均負荷率91.51%92.57%61.00%由于三聯(lián)供系統(tǒng)受到用戶端的電負荷、冷熱負荷配比的影響，現(xiàn)沒有設(shè)計醫(yī)院詳細的電負荷運行數(shù)據(jù)，粗略的將一天中電負荷分為兩個階梯段，與冷熱負荷相比較可以發(fā)現(xiàn)，一天中電負荷和冷熱負荷的相關(guān)性不大，這對從負荷端分析運行情況造成了很大的困難。為便于分析，假設(shè)GE416型、GE312型三聯(lián)供機組在滿負荷的情況下運行，滿足全樓各時段用電負荷需求，白天8:00-17:00連續(xù)運行，對運行費用進行計算如表3-8所示表3-8三聯(lián)供方案運行費用機組發(fā)電功率發(fā)電效率單小時燃氣耗量產(chǎn)熱量供冷季供冷供熱季供熱GE418118943.0273.212011454959GE31288942.8205.2901則三聯(lián)供機組全年的運行費用：664.7萬元。4.2.4方案四本方案的運行費用主要是各類設(shè)備的用電費費用，主要為：冷卻塔運行費用、舒適區(qū)的冷水機組及熱泵機組、潔凈區(qū)的風冷熱泵機組運行費、冷卻水泵運行費用。由于冷卻水泵運行費用與末端負荷相關(guān)，不同冷熱源系統(tǒng)對其影響不大，遂不計入運行費用中。冷卻塔運行費用：冷卻塔運行時間可按下方法估算，冷卻塔配合兩臺冷水機組運行，那么需要冷卻塔排除的熱量就為夏季兩臺冷水機組負擔的冷量：Q=?Q=2843307kWh兩臺冷卻塔工作一小時能排除的冷量，根據(jù)冷卻塔進出口水溫差及流量可以計算：q=cm?t=2759kWh所以運行時間T=Q/q=1031h。冷卻塔功率根據(jù)樣本取5.5kW，整個夏季運行能耗=2X1031X5.5=11341kWh，按照九江市0.98元/kWh的商業(yè)用電價格，運行費為：1.1萬元。舒適區(qū)機組運行費用：分析軟件模擬全年建筑負荷結(jié)果，夏季在低于66%設(shè)計日負荷的情況下僅開啟冷水機組供冷，估算其能效比EER=1217.7/(214+7.5)x0.8=4.4，共126天。夏季在高于66%設(shè)計日負荷的情況下開啟2臺冷水機組及1臺熱泵機組，熱泵機組能效比EER=1215.3x0.901/(202.3x1.201+7.5)x0.8=3.5。估算其能效比EER=4.4x3/5+3.6x2/5=4.08共74天。系統(tǒng)夏季運行綜合能效比EER=4.4x126/200+3.5x74/200=4.07。冷卻水水泵運行能耗：單臺水泵15kW，冷卻水泵每天運行24h，夏季與過渡季230天運行，則運行能耗為165600kWh，運行費：16.9萬元。該方案全年總運行費用是311.3萬元，各項詳見下表3-9表3-9方案四運行費用方案冷卻塔費用冷卻水泵費用機組費用供冷季費用過渡季費用供熱季費用總運行費萬元萬元萬元萬元萬元萬元萬元P41.116.9121.694.114.163.5311.34.3方案對比結(jié)論圖4-1方案對比圖依據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)運行4.8年之后方案四冷熱源方案的初投資+逐年累加運行費用最低。系統(tǒng)運行十年，方案一靜態(tài)費用值是6959萬元、方案二靜態(tài)費用值是4884萬元、方案三靜態(tài)費用值是8242萬元、方案四靜態(tài)費用值是4206萬元，方案四冷熱源方案的節(jié)能性和經(jīng)濟性顯著。故本設(shè)計冷熱源系統(tǒng)選用地源熱泵+常規(guī)水冷式冷水機組的復合式系統(tǒng)。第五章結(jié)論通過對于南昌地區(qū)醫(yī)院建筑的研究我得出以下結(jié)論：（1）醫(yī)院建筑不同于普通的建筑，他屬于能耗較大的公共建筑，又在公共建筑屬于負荷大的一檔，對于醫(yī)院建筑的冷熱源分析一定要本著節(jié)能的理念，盡量減少能源消耗。（2）每種冷熱源都有它獨特的優(yōu)缺點，選擇方案不應(yīng)過于片面，而是要考慮冷熱源方案各方面的性能以及特點，在條件允許的情況下，將方案的科學性和實用性盡量提高，并且提高方案的靈活性，現(xiàn)代建筑的能耗變動較大，特別是在疫情問題突出的時代，醫(yī)院承載著公共建筑中獨一無二的使命，因為疫情的爆發(fā)，醫(yī)院的負荷隨時都可能提高，這時候冷熱源方案如果機動性不強可能導致醫(yī)院功能癱瘓，時代在變化，冷熱源方案的設(shè)計也要隨著時代的變化不斷改進以應(yīng)對各種突發(fā)情況。（3）在選擇冷熱源方案時，本文的選擇相對來說比較跟隨時代潮流，選擇的機組是現(xiàn)在比較流行的機組，但是在實際設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)，有些機組并不適用，比如小區(qū)熱網(wǎng)作為熱源，小區(qū)熱源作為南方比較少見的熱源，在它承擔醫(yī)院冷負荷時，其實壓力較大，并且運行費用很高，并不適用于醫(yī)院建筑。（4）初投資費用從高到低依次是：方案三>方案四>方案二>方案一，冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)+常規(guī)水冷式冷水機組初投資費用很高達到了1605.7萬元，過于昂貴不切合實際，地源熱泵+常規(guī)水冷式冷水機組的復合式系統(tǒng)的初投資也達到了1098.98萬元，冷熱源方案設(shè)計時應(yīng)注意初投資費用的控制。（5）運行費用從高到低依次是：方案一>方案三>方案二>方案四，分別是：