滁州某醫(yī)院空調(diào)熱源設(shè)計(jì)分析

錢(qián)康

摘要：本文根據(jù)滁州某醫(yī)院項(xiàng)目實(shí)際情況及外部能源供應(yīng)條件，提出適合本項(xiàng)目的空調(diào)熱源設(shè)計(jì)方案，并對(duì)不同方案從初投資、運(yùn)行費(fèi)用、政策法規(guī)等方面進(jìn)行比較分析，合理確定了的空調(diào)熱源設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：空調(diào)熱源 ?電蓄熱 ?余熱蒸汽 ?削峰填谷

1 項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目是滁州某精神專科醫(yī)院，設(shè)置了1#門(mén)診康復(fù)樓、2#開(kāi)放病房樓、3#封閉病房樓、4#后勤行政樓。地上建筑面積共40622m2。

2 設(shè)計(jì)參數(shù)

室外設(shè)計(jì)參數(shù)參照GB 50736-2012滁州地區(qū)氣象參數(shù)選取。

空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)如下[1]：診室、病房等室內(nèi)空調(diào)溫度：夏季26～27℃，冬季18～20℃，新風(fēng)量按2次/時(shí)換氣次數(shù)計(jì);門(mén)廳、走道室內(nèi)空調(diào)溫度：夏季27～28℃，冬季16～18℃，新風(fēng)量按10m3/h.p計(jì)。

1#樓、2#樓、3#樓集中供熱源，熱負(fù)荷分別為531kw、938kw、1378kw。

4#樓采用多聯(lián)式空調(diào)，不納入集中供熱之內(nèi)。

3 ?空調(diào)熱源方案選擇

1#樓至3#樓熱負(fù)荷合計(jì)2847kw，其中1#樓12小時(shí)熱負(fù)荷需求，共531kw，2#樓、3#樓24小時(shí)熱負(fù)荷需求，共2316kw。

按小時(shí)熱負(fù)荷系數(shù)估算，得到設(shè)計(jì)日供暖負(fù)荷量52621kwh，其中非低谷時(shí)段供暖負(fù)荷量為 32338kwh，低谷時(shí)段供暖負(fù)荷量為20283kwh。

根據(jù)項(xiàng)目規(guī)模、功能、外部能源供應(yīng)條件以及國(guó)家節(jié)能減排政策等，推薦以下兩種空調(diào)熱源方案。

3.1 ?蒸汽供暖方案

本項(xiàng)目附近有滁州華匯熱電有限公司熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目，熱電廠可供應(yīng)余熱蒸汽，項(xiàng)目周邊已敷設(shè)集中供熱管網(wǎng)。

利用熱電廠余熱蒸汽為加熱源，設(shè)計(jì)選用汽-水換熱機(jī)組2臺(tái)，單臺(tái)供熱量1450kw，換熱機(jī)組一次側(cè)加熱源為0.8MPa余熱蒸汽，二次側(cè)冬季空調(diào)熱水，冬季空調(diào)熱水供、回水溫度50℃/40℃。

3.2 ?電蓄熱供暖方案

皖發(fā)改價(jià)格[2019]311號(hào)文件規(guī)定蓄冷蓄熱專項(xiàng)電價(jià)為 0.2252 元/kwh，使用時(shí)間在低谷段23：00至次日08：00。按相關(guān)規(guī)定，一般不得采用電直接加熱設(shè)備作為供暖熱源，以供冷為主、供暖負(fù)荷非常小，可以利用低谷電進(jìn)行蓄熱，且電鍋爐不在用電高峰和平段時(shí)間啟用[2]。

設(shè)計(jì)選擇低谷段進(jìn)行電蓄熱，供24小時(shí)空調(diào)用熱，配置電熱鍋爐、蓄熱裝置和板式換熱器。

設(shè)計(jì)日供暖負(fù)荷量為52621kwh，低谷電時(shí)段9小時(shí)，低谷電時(shí)段完成全天蓄熱量。

電熱鍋爐功率：52621/9=5847kw，選用2臺(tái)2900kw電熱鍋爐。

蓄熱儲(chǔ)水55℃加熱至 95℃，單位體積水蓄熱約46.5kwh/m3。

蓄熱裝置容量：32338/46.5=695m3，設(shè)計(jì)選用700m3蓄熱裝置。

設(shè)計(jì)選用水-水板式換熱器2臺(tái)，單臺(tái)供熱量1450kw，一次側(cè)加熱源為高溫蓄熱水，一次側(cè)起始供、回水溫度95℃/75℃，二次側(cè)冬季空調(diào)熱水，冬季空調(diào)熱水供、回水溫度50℃/40℃。

4 ?空調(diào)熱源方案分析比較

4.1初投資比較

僅對(duì)熱源部分主要設(shè)備及管路進(jìn)行估算比較，其余相同或共用的設(shè)備及管道不列入比較。

（1）蒸汽供暖方案

汽-水換熱機(jī)組40萬(wàn)元;

定壓補(bǔ)水系統(tǒng)2萬(wàn)元;

熱水側(cè)管道及閥門(mén)25萬(wàn)元;

蒸汽管道及配套附屬設(shè)施120萬(wàn)元;

合計(jì)187萬(wàn)元。

（2）電蓄熱供暖方案

水-水板式換熱器20萬(wàn)元;

蓄熱裝置180萬(wàn)元;

電熱鍋爐60萬(wàn)元;

定壓補(bǔ)水系統(tǒng)4萬(wàn)元;

熱水側(cè)管道及閥門(mén)40萬(wàn)元;

配電容量差4000kw，配電設(shè)施補(bǔ)差250萬(wàn)元;

合計(jì)554萬(wàn)元。

（2）電蓄熱供暖方案

4.2運(yùn)行費(fèi)用比較

滁州市冬季供暖時(shí)間段約為12月、1月、2月，共90天;

設(shè)計(jì)日供暖負(fù)荷量為52621kwh。根據(jù)當(dāng)?shù)毓崞髽I(yè)提供數(shù)據(jù)，100%、75%、50%、25%的設(shè)計(jì)日供暖負(fù)荷量約各占25%的天數(shù)，計(jì)算冬季供暖負(fù)荷總量：2959931 KWh。

（1）蒸汽供暖方案

加熱源為0.8MPa飽和蒸汽，比焓2768.4kJ/Kg;凝結(jié)水80℃出水，比焓340kJ/Kg;熱損失等按5%計(jì)。

總耗蒸汽量：2959931×3600/[（2768.4-340）×95%×1000]=4619 t

滁州華匯熱電公司目前蒸汽基準(zhǔn)價(jià)格約205元/t。

蒸汽供暖費(fèi)用：4619×205=94.7萬(wàn)元

（2）電蓄熱供暖方案

儲(chǔ)熱設(shè)備及管道熱損失按5%計(jì)。

電鍋爐直接加熱耗電量：2959931×1.05=3107928 KWh。

按滁州市蓄冷蓄熱專項(xiàng)電價(jià)0.2252元/KWh計(jì)算費(fèi)用。

電蓄熱供暖費(fèi)用：3107928×0.2252=70萬(wàn)元

5 ?結(jié)論

（1）靜態(tài)回收期

蒸汽供暖方案初投資187萬(wàn)元，年運(yùn)行費(fèi)用約94.7萬(wàn)元。

電蓄熱供暖方案初投資554萬(wàn)元，年運(yùn)行費(fèi)用約70萬(wàn)元。

采用電蓄熱供暖方案靜態(tài)回收期：

（554-187）/（94.7-70）=14.9年

（2）政策法規(guī)方面

電蓄熱供暖方案有利于電力負(fù)荷削峰填谷，平衡用電負(fù)荷，提高電力資源使用效率。

對(duì)本項(xiàng)目而言，電蓄熱供暖綠色、穩(wěn)定、高效。

電蓄熱供暖方案節(jié)省費(fèi)用主要依賴于電價(jià)政策，但電價(jià)政策存在諸多不確定性。

電是清潔高品位的能源，國(guó)家鼓勵(lì)合理利用能源、提高能源利用率、節(jié)約能源是基本國(guó)策，我國(guó)目前約70%還是火力發(fā)電（碳排放電力），以燃煤發(fā)電為主，如直接將燃煤發(fā)電出來(lái)的高品位電能直接轉(zhuǎn)換為低品位的熱能用于供暖，能源利用率低。

本項(xiàng)目具備市政供熱條件，一般情況應(yīng)利用市政蒸汽供熱。

（3）其他考慮因素

電蓄熱供暖方案整體提高了系統(tǒng)溫度，散熱溫差加大，另系統(tǒng)也更龐大，導(dǎo)致熱損失加大。

本項(xiàng)目如采用電蓄熱供暖方案，系統(tǒng)更復(fù)雜，自控投入將更大，運(yùn)維人工成本增加。

綜上所述，設(shè)計(jì)不推薦冬季采用電蓄熱供暖方案，本項(xiàng)目最終采用蒸汽供暖方案，目前已進(jìn)入實(shí)施階段。

參考文獻(xiàn)

[1]GB51039-2014，綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范[S]

[2]GB50189-2015，公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S]