滁州某醫院空調熱源設計分析

錢康

摘要：本文根據滁州某醫院項目實際情況及外部能源供應條件，提出適合本項目的空調熱源設計方案，并對不同方案從初投資、運行費用、政策法規等方面進行比較分析，合理確定了的空調熱源設計方案。

關鍵詞：空調熱源 ?電蓄熱 ?余熱蒸汽 ?削峰填谷

1 項目概況

本項目是滁州某精神專科醫院，設置了1#門診康復樓、2#開放病房樓、3#封閉病房樓、4#后勤行政樓。地上建筑面積共40622m2。

2 設計參數

室外設計參數參照GB 50736-2012滁州地區氣象參數選取。

空調室內設計參數如下[1]：診室、病房等室內空調溫度：夏季26～27℃，冬季18～20℃，新風量按2次/時換氣次數計;門廳、走道室內空調溫度：夏季27～28℃，冬季16～18℃，新風量按10m3/h.p計。

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

4#樓采用多聯式空調，不納入集中供熱之內。

3 ?空調熱源方案選擇

1#樓至3#樓熱負荷合計2847kw，其中1#樓12小時熱負荷需求，共531kw，2#樓、3#樓24小時熱負荷需求，共2316kw。

按小時熱負荷系數估算，得到設計日供暖負荷量52621kwh，其中非低谷時段供暖負荷量為 32338kwh，低谷時段供暖負荷量為20283kwh。

根據項目規模、功能、外部能源供應條件以及國家節能減排政策等，推薦以下兩種空調熱源方案。

3.1 ?蒸汽供暖方案

本項目附近有滁州華匯熱電有限公司熱電聯產項目，熱電廠可供應余熱蒸汽，項目周邊已敷設集中供熱管網。

利用熱電廠余熱蒸汽為加熱源，設計選用汽-水換熱機組2臺，單臺供熱量1450kw，換熱機組一次側加熱源為0.8MPa余熱蒸汽，二次側冬季空調熱水，冬季空調熱水供、回水溫度50℃/40℃。

3.2 ?電蓄熱供暖方案

皖發改價格[2019]311號文件規定蓄冷蓄熱專項電價為 0.2252 元/kwh，使用時間在低谷段23：00至次日08：00。按相關規定，一般不得采用電直接加熱設備作為供暖熱源，以供冷為主、供暖負荷非常小，可以利用低谷電進行蓄熱，且電鍋爐不在用電高峰和平段時間啟用[2]。

設計選擇低谷段進行電蓄熱，供24小時空調用熱，配置電熱鍋爐、蓄熱裝置和板式換熱器。

設計日供暖負荷量為52621kwh，低谷電時段9小時，低谷電時段完成全天蓄熱量。

電熱鍋爐功率：52621/9=5847kw，選用2臺2900kw電熱鍋爐。

蓄熱儲水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，設計選用700m3蓄熱裝置。

設計選用水-水板式換熱器2臺，單臺供熱量1450kw，一次側加熱源為高溫蓄熱水，一次側起始供、回水溫度95℃/75℃，二次側冬季空調熱水，冬季空調熱水供、回水溫度50℃/40℃。

4 ?空調熱源方案分析比較

4.1初投資比較

僅對熱源部分主要設備及管路進行估算比較，其余相同或共用的設備及管道不列入比較。

（1）蒸汽供暖方案

汽-水換熱機組40萬元;

定壓補水系統2萬元;

熱水側管道及閥門25萬元;

蒸汽管道及配套附屬設施120萬元;

合計187萬元。

（2）電蓄熱供暖方案

水-水板式換熱器20萬元;

蓄熱裝置180萬元;

電熱鍋爐60萬元;

定壓補水系統4萬元;

熱水側管道及閥門40萬元;

配電容量差4000kw，配電設施補差250萬元;

合計554萬元。

（2）電蓄熱供暖方案

4.2運行費用比較

滁州市冬季供暖時間段約為12月、1月、2月，共90天;

設計日供暖負荷量為52621kwh。根據當地供熱企業提供數據，100%、75%、50%、25%的設計日供暖負荷量約各占25%的天數，計算冬季供暖負荷總量：2959931 KWh。

（1）蒸汽供暖方案

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

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價格約205元/t。

蒸汽供暖費用：4619×205=94.7萬元

（2）電蓄熱供暖方案

儲熱設備及管道熱損失按5%計。

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電價0.2252元/KWh計算費用。

電蓄熱供暖費用：3107928×0.2252=70萬元

5 ?結論

（1）靜態回收期

蒸汽供暖方案初投資187萬元，年運行費用約94.7萬元。

電蓄熱供暖方案初投資554萬元，年運行費用約70萬元。

采用電蓄熱供暖方案靜態回收期：

（554-187）/（94.7-70）=14.9年

（2）政策法規方面

電蓄熱供暖方案有利于電力負荷削峰填谷，平衡用電負荷，提高電力資源使用效率。

對本項目而言，電蓄熱供暖綠色、穩定、高效。

電蓄熱供暖方案節省費用主要依賴于電價政策，但電價政策存在諸多不確定性。

電是清潔高品位的能源，國家鼓勵合理利用能源、提高能源利用率、節約能源是基本國策，我國目前約70%還是火力發電（碳排放電力），以燃煤發電為主，如直接將燃煤發電出來的高品位電能直接轉換為低品位的熱能用于供暖，能源利用率低。

本項目具備市政供熱條件，一般情況應利用市政蒸汽供熱。

（3）其他考慮因素

電蓄熱供暖方案整體提高了系統溫度，散熱溫差加大，另系統也更龐大，導致熱損失加大。

本項目如采用電蓄熱供暖方案，系統更復雜，自控投入將更大，運維人工成本增加。

綜上所述，設計不推薦冬季采用電蓄熱供暖方案，本項目最終采用蒸汽供暖方案，目前已進入實施階段。

參考文獻

[1]GB51039-2014，綜合醫院建筑設計規范[S]

[2]GB50189-2015，公共建筑節能設計標準[S]