室内外温差43℃,如何降低医院空调系统能耗?
发布者:puhe 发布时间:2018-5-31 阅读:419

    辽宁省肿瘤医院位于辽宁省沈阳市,地处严寒地区。冬季空调室外计算温度为-20.7℃,室内温度为22℃,室内外温差将近43℃。这导致该院门急诊病房综合楼能耗较大。

    为降低能耗,辽宁省肿瘤医院空调系统设计中,山东省建筑设计研究院第四分院高级工程师舒勤则根据不同功能用房使用了不同的空调系统。大家一起看看吧~

 


舒勤

山东省建筑设计研究院第四分院

高级工程师


地下医技科室——多联热泵系统


综合楼地下二层为放射治疗及检查中心,这些房间内部设备发热量大,在过渡季节甚至冬季仍需要运行空调进行降温。而且,设备工作时间相对独立,对温湿度的要求与其他医疗区域也不相同。

此外,地下二层外围区域还有候诊区、医护人员办公室,这些区域的制冷及供暖需求基本随室外气候变化而变。

考虑到这种需要同时制冷制热的功能特性,舒勤将地下二层的空调进行合理分区,采用了带热回收的冷暖同步多联热泵式空调系统

 

辽宁省肿瘤医院是一家三级甲等综合性医院。新建大楼为集门诊、医技、病房于一体的综合性大楼,建筑面积7.5万平方米。该大楼高度90.4米,地下2层,地上23层,地下二层为放射医技科室,地上裙楼部分为各科室门诊区及医疗街,主楼部分为各科室护理单元。



受到太阳、气候、室内发热源的各种影响,在同一时间,不同朝向、不同功能的房间可能在环境非常寒冷的地方室内也会非常炎热。与传统的多联机空调系统相比,同步冷暖多联机空调成功解决了室内机同时制冷制热的问题

 



在综合性医院的大型放射科或检验科设置热回收型多联热泵式空调系统是十分有必要的。按照功能不同,合理的内外及房间分区可以节省该区域空调能耗30%以上。

同时采用可以同时供冷与供暖的技术,可以实现同一季节不同房间甚至同一房间不同时段的冷热需求,从而解决过去传统的做法导致的冷热不均、不能按需分配冷热的问题。 



新风系统——排风热回收


 

因为医院的特殊功能,新风量的需求比普通空间多出将近一倍;新风引入后要经处理到室内状态点,新风负荷除与新风量有关外,还与室内外温差有关。

 

在辽宁省肿瘤医院的案例中,由于上述原因,以及冬季室内外温差较大,导致该建筑的冬季新风负荷较大。后经过详细的负荷计算,得到的结果可以见到:新风负荷在整个建筑物的负荷中可以占到45%左右。因此,合理利用排风的余热,将其作为新风的预热是相当必要的

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现在市面上较普遍的热回收新风机组大致可分为全热交换和显热交换两种。

全热交换机组包括转轮式和板翅式,显热回收机组包括有板翅式、热管式、中间热媒式换热(例如乙二醇热交换机组)、热管式等。

新风中显热和潜热能耗的比例构成是选择显热和全热交换器的关键因素。

在类似沈阳这样的严寒地区,宜选用显热回收装置。同时考虑到医院存在通过空气交叉传染的可能性,所以在选择热回收机组的形式时采用显热板翅式热回收机组。 

 

通过对建筑采用排风热回收机组后的节能计算及分析表明,排风的能量回收不仅可以节省能耗,在经济效益和社会效益上也是很可观的。

 


净化空调区域——变风量应用


权衡是否在医疗建筑中采用变风量空调系统时,应考虑是否满足以下两个条件:一是该区域有很长的无人期,二是空间显冷负荷的空气流量要求远大于最小通风空气量要求。

相关资料显示,病理科、手术室等区域无人时间较长,而这些区域又有着较大的通风换气次数的要求,因此在这些房间内采用变风量空调系统是可行的。

以手术室为例,在夏季工况下,由于室内负荷变化不大,通过适当加大新风量,对新风进行深度处理后,使新风承担手术室内的热湿负荷。然后与回风混合后送入室内。

 

辽宁肿瘤医院鸟瞰图


在过渡季节,冷热源均已关闭,应充分利用室外凉爽的新风。尤其是沈阳地区,过渡季节气候相对干燥,在这种情况下,不必对新风进行冷热处理,直接送入室内,就可以满足室内温湿度要求,节能效果更加明显。

 

在冬季需要加热加湿的情况下,采用最小新风量运行。可以减少能耗。因此,从全年新风运行能耗来讲,采用变新风量不但可以达到节能的目的,还能保证室内的空气新鲜度,品质更好。

 

门诊大厅——自然通风


 

建筑在四季的通风状态可分为三种:开窗通风、关窗、关窗加空调。这三种状态对通风量的要求是不一样的。

过渡季节可以充分利用自然通风换气带走建筑余热余湿,在冬季和夏季的空调季节内关窗,并开启空调;另外还有一段时间可以关闭窗户,利用建筑围护结构的热缓冲作用维持室内的热舒适性。 

门诊区的中庭采用“诱导热压通风+缓冲腔体”。根据该项目实测的中庭在热压作用下的风速图可以得出结论,在此处中庭采用诱导热压通风是可行的。

 

空调水系统——节能自控系统


辽宁省肿瘤医院门急诊病房综合大楼动力中心设置在地下2层的机房内。

夏季制冷由机房内变频离心机组提供冷源,对应冷却塔设置在裙楼的屋面,对应冷却泵及冷冻泵均在地下2层机房内。

冬季供暖采用市政供热,设置一台整体式换热机组,内置的热水泵为变频调节。 空调水系统为冷水机组定流量,末端变流量的一级泵系统。

 

空调水系统采用动态变流量控制系统,能对机组、泵组、冷却塔实现全面综合控制,使其在第一时间内随末端用户侧的变化而做出合理的启停及变速调节。

由于自控功能较全面,从而有可能实现无人值守管理和联网管理等,节省了人力、物力。  


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