北京协和医院二期空调系统施工图优化设计方案样本.doc

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北京协和医院二期空调系统施工图优化设计方案
一．采用溶液调湿新风机组技术
1.设计依据
《采暖通风与空气调节设计规范 》( GB50019- )
《公共建筑节能设计标准》( DB11/ 687- )
《综合医院建筑设计规范》( GBJ49-88)
《综合医院建筑设计规范》( GBJ49-88)
《档案馆建筑设计规范》 ( JGJ25- )
《医院洁净手术部建筑技术规范》( GB50333- )
《 全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调·动力》
《 全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇 暖通空调·动力》
2.室外空气计算参数
室外气象参数
夏季
冬季
大气压力( kPa)
99.86
102.04
空调日平均温度( ℃)
28.6
-12
空调温度( ℃)
33.2

采暖温度( ℃)

-9
通风温度( ℃)
30
-5
计算湿球温度( ℃)
28.6

月平均相对湿度 ( %)
最热月78
最冷月45
室外平均风速( m/s)
1.9
2.8
最多风向及频率
N 9%
N 13%
全年最多风向及频率

3.使用范围
新建医疗综合楼地下一层及地下夹层, 详见下表:
使用区域
面积m2
B区地下一层药房
1953
B区地下一层病案
987
B区地下夹层消防控制室及病案室
516

4.该区域房间室内设计参数
房间名称
夏季
冬季
新风量
干球温度(℃)
相对湿度(%)
干球温度(℃)
相对湿度(%)
(次/时)
病案库
26
60
20
40
( 3)
药房
26
60
20
40
( 3)
5.该区域空调系统设置
病案库及辅助区、 药房及辅助区设计风机盘管加新风系统, 新风系统按防火分区设置。每间房间设新风口和排风口, 新排风口单独设置, 风机盘管暗装在吊顶内, 气流组织为上送上回。该区域均属于污染风险较低的区域, 设置热泵式溶液调湿机组, 回收排风侧的冷热量, 降低能耗。
空调系统表
系统编号
服务区域
系统送风量
机外余压
KX-JC-B1-1(Z)
B区地下一层药房等新风
10000
500
KX-JC-B1-2( Z)
B区地下一层药房等新风
8000
500
KX-JC-B1-3(Z)
B区地下一层病案等新风
10000
500
KX-JC--1( Z)
B区地下夹层消防控制室等新风
4000
450

6.增加溶液调湿技术的必要性
1) . 溶液调湿新风机组工作原理
夏季工况, 高温潮湿的新风在全热回收单元中以溶液为媒介和回风进行全热回收, 新风被初步降温除湿, 然后进入除湿单元进一步降温除湿达到低湿状态点。溶液吸收新风中的水分后, 浓度变小, 为恢复吸收能力, 稀溶液被送入再生单元使用回风进行浓缩, 再生后的浓溶液送入除湿单元, 进行下一次循环。

溶液调湿新风机组夏季运行模式
冬季工况, 只需切换四通阀改变制冷剂循环方向, 便可实现空气的加热加湿功能。

溶液调湿新风机组冬季运行模式

2) .热泵式溶液调湿机组特点:
溶液调湿全空气机组具有如下优点:
(1) 节能: 采用先进的溶液调湿技术, 处理室内显热的冷冻水温度可大幅提高, 系统COP也大大提高; 机组内置热泵系统, 能源利用效率高, 标准的机组COP可达5.5以上。
(2) 高效: 独特高效的溶液式热回收方式, 全热回收效率高达65%~75%, 有效降低新风处理能耗, 且不存在交叉污染问题。
(3) 降耗: 无需再热即可达到需要的送风参数, 避免冷热抵消造成的能源浪费; 冬季也无需使用电极加湿、 蒸汽加湿等能耗极大的加湿方式, 减少能源消耗。
(4) 精确: 溶液除湿经过控制溶液浓度的方式来控制送风的相对湿度, 简单可靠, 无论室外的状态如何变化, 都能准确地将送风点控制在设定值。
(5) 健康: 除湿不再是经过冷凝的方式, 取消的潮湿的表面, 杜绝了滋生霉菌等不利人体健康的隐患; 解决了使用空气过滤器造成的可吸入颗粒物二次污染的问题; 经过溶液喷洒还可出去空气中的尘埃、 细菌、 霉菌等有害物质, 保证送风健康清洁, 提升室内空气品质。
(6) 舒适: 能够实现各种空气处理工况的顺利转换, 不会出现传统空调在部分负荷下牺牲室内湿度控制的情况, 保证室内处于恒温恒湿的水平。

3) .技术经济分析
常规空调除湿方式: 先将空气冷却除掉空气中的水分, 再采用电加热把冷却后的空气加热到需要的温度。这种除湿方式虽然满足了该区域的空气相对湿度要求, 但因为先冷却再加热存在着冷热抵消系统耗能高的缺点。
在比较空调系统能耗和运行费用时, 首先要确定空调系统运行时间和负荷情况, 根据北京市气候条件及建筑使用功能, 设定比较前提如下:
(1) 夏季供冷季按150天计;
(2) 空调运行时间取为: 24时/天;
(3) 空调季平均负荷按设计负荷的75%计;
(4) 北京市商用电价按1.2元/kWh计。
夏季运行费用分析
基于上述比较前提, 两种系统的夏季运行费用比较结果如表所示。温湿度独立控制空调系统夏季运行费用仅为常规空调系统的47%, 每年可节省运行费用41万元, 经济效益显著。根据国信提供的询价, 常规空调和溶液除湿机组的二者的费用差为267万元, 5.5年收回投资。
空调系统夏季运行费用比较
比较项目
单位
常规空调系统
溶液调湿空调
制冷量
kW
534
447
再热量
kW
96
—
设计电耗
kW
264
112
夏季总电耗量
MWh
712
302
夏季运行费用
万元
86
36
运行费用节省
万元
-
50
7.总结
热泵式溶液调湿机组是完全符合病案库、 药品库以及消防控制室的空调要求的新风机组。上述这些区域是医院安全运行的重点部门, 空调处于24小时的运行状态, 能源消耗很大, 采用热泵式溶液调湿机组能大大节省运行成本, 给医院带来效益。热泵式溶液调湿机组所具有温湿度独立控制概念作为绿色技术会得到越来越多的应用, 对医院发展得前瞻性有很大好处。

二．采用智能通风系统
1.设计依据
《采暖通风与空气调节设计规范 》( GB50019- )
《公共建筑节能设计标准》( DB11/ 687- )
《综合医院建筑设计规范》( GBJ49-88)
《综合医院建筑设计规范》( GBJ49-88)
《档案馆建筑设计规范》 ( JGJ25- )
《医院洁净手术部建筑技术规范》( GB50333- )
《 全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调·动力》
《 全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇 暖通空调·动力》
2.室外空气计算参数
室外气象参数
夏季
冬季
大气压力( kPa)
99.86
102.04
空调日平均温度( ℃)
28.6
-12
空调温度( ℃)
33.2

采暖温度( ℃)

-9
通风温度( ℃)
30
-5
计算湿球温度( ℃)
28.6

月平均相对湿度 ( %)
最热月78
最冷月45
室外平均风速( m/s)
1.9
2.8
最多风向及频率
N 9%
N 13%
全年最多风向及频率

3.使用范围
新建医疗综合楼地下二层医放疗及核医学、 地上门急诊影像、 血透中心、 产房及VIP病房, 详见下表:
使用区域
面积m2
B区地下二层放疗中心和地下二层核医学科
1890
B区地上一层门诊影像中心
2730
B区地上一层急诊影像中心
609
B区地上二层血液透析中心
1764
B区地上11层产科病房
1796
B区地上14-16层VIP病房
9336

4.该区域房间室内设计参数
房间名称
夏季
冬季
新风量
噪声
干球温度(℃)
相对湿度(%)
干球温度(℃)
相对湿度(%)
(次/时)
dB(A)
VIP病房
26
60
21
40
( 3)
≤37
血液透析中心
26
60
21
40
( 4)
≤47
产房
26
60
20
40
( 4)
≤52
CT等检查室
25
60
21
40
( 6)
≤47
直线加速器
25
60
21
40
( 8)
≤47
ECT等检查室
25
60
21
40
( 8)
≤47
核医学病房
26
60
21
40
( 4)
≤37
放疗候诊
26
60
21
40
( 4)
≤47
MRI检查室
25
60
21
40
( 8)
≤47
5.该区域空调系统设置
放疗科的直线加速器等有大发热量设备的检查室机房等设计变冷媒流量制冷系统室内机+新风系统+排风系统。一般诊室和候诊设计风机盘管加新风系统+排风系统。设1个新风系统。每间房间设新风口和排风口, 新排风口单独设置, 风机盘管暗装在吊顶内, 气流组织为上送上回。
核医学科的ECT等有大发热量设备的检查室机房等设计变冷媒流量制冷系统室内机+新风系统+排风系统。一般诊室和候诊设计风机盘管加新风系统+排风系统。设2个新风系统。每间房间设新风口和排风口, 新排风口单独设置, 风机盘管暗装在吊顶内, 气流组织为上送上回。
产房及VIP护理单元均设计风机盘管加新风系统+排风系统。每层设2个新风系统。每间房间设新风口和排风口, 新排风口单独设置, 风机盘管暗装在吊顶内, 气流组织为上送上回。VIP病房每个护理单元的机组为新排风显热交换机组, 回收排风侧的冷热量, 降低能耗。产房护理单元空气污染较重, 设置新风机组。
门急诊影像科的CT等有大发热量设备的检查室机房等设计变冷媒流量制冷系统室内机+新风系统+排风系统。MRI设置专用空调系统+新风系统+排风系统。一般诊室和候诊设计风机盘管加新风系统+排风系统。门诊和急诊影像科分别设置新风系统。每间房间设新风口和排风口, 新排风口单独设置, 风机盘管和变冷媒流量制冷系统室内机暗装在吊顶内, 气流组织为上送上回。门急诊影像科空气污染较重, 设置新风机组。
血液透析中心设计风机盘管加新风系统+排风系统。设1个新风系统。每间房间设新风口和排风口, 新排风口单独设置, 风机盘管暗装在吊顶内, 气流组织为上送上回。血液透析中心空气污染较重, 设置新风机组。
空调系统表
系统编号
服务区域
系统送风量
机外余压
X-JC-B2-1～3( Z)
B区地下二层放疗中心和地下二层核医学科
18000/18000/16000
500/500/500
X-1-1( Z)
B区地上一层门诊影像中心
15000
550
X-1-4( Z)
B区地上一层急诊影像中心
8000
350
X-2-3( Z)
B区地上二层血液透析中心
10000
400
X-11-1( Z)
B区地上11层产科病房
8000
400
KX-14～16-1～2( Z)
B区地上14-16层VIP病房
8000
400

6.增加智能通风系统的必要性
1) 智能通风系统工作原理
a) 系统组成
智能通风系统的主要部件为: 数字化节能机组送风机组+变风量送风模块+空气品质传感控制系统用风管连接组成送风系统和变风量排风模块+数字化排风机组+空气品质传感控制系统用风管连接组成排风系统, 这二者结合为智能通风系统。其核心是由空气品质传感控制系统、 数字化节能风机和变风量末端, 可根据需要任意组合成变风量的单向流系统、 双向流系统及能量回收系统、 及实时监控室内空气品质, 控制房间的送风量和排风量, 使房间的空气品质始终处于受控状态。
(2) 空气品质传感器控制系统
安装空气品质传感器控制系统根据室内污染物( 如、 一氧化碳、 二氧化碳、 酒精、 苯、 甲醛等有害气体) 浓度值, 输出0-10V的信号至EC数字化节能型风机, 按实际需求风量和梯度压差要求自动调节送风和排风主机的风量和功率大小, 在保证室内空气品质的同时保证了系统处于节能运行状态。
变风量模块自带0-10V信号接口, 经过传感器感应室内的空气品质, 然后返回一个信号至EMV变风量模块, 模块根据信号自动调整风量大小或开关, 也可设置手动或自动控制风量。
(3) 系统主机
该系统主机主要选用均为数字化节能型的: 含空气处理机组系列、 超静音送排风机系列等高效节能产品, 所有主机均采用数字化直流无刷的风机, 具有零电流启动、 0-100%风量无极调节、 超低噪音、 使用寿命长、 无需维护及自带数字化通讯接口等特点, 比市场中同类产品节约能耗: 40-65%, 是理想中的高智能化高效节能产品。

(4) 末端系统
系统主要由风道、 变风量模块及BTP、 BSS等专用送排风口组成, 其科学专业的梯级风量布局, 有效控制各区域的风量有组织按固定路径流动, 可按需求设置成可变风量系统。
2) 智能通风系统特点

(1) 由于采用了数字控制系统, 风量平衡方便, 系统易于调节, 运转稳定, 安全可靠;
(2) 能够根据不同房间的使用要求来独立控制同一风系统中的各房间的空气品质或梯度压差;
(3) 体积小、 噪音低、 安装方便、 免维护等显著优点;
(4) 可减小系统主机所需余压和系统主管道尺寸;
(5) 节能性高——据测算, 当风量减少到额定风量的80%时, 此时风机能耗仅为额定运行工况时风机功耗的51%; 当风量减少到额定风量的50%时, 此时风机能耗仅为额定运行工况时风机功耗的15%; 按全年使用率为60%类推, 变风量系统可节约风机能耗约78%。

3) 智能通风系统与传统交流风机中央通风系统性能比较
项目
一般的通风系统
智能中央通风系统
系统配置
新风机组+手动调节阀+卫生间排气扇
数字化节能空气处理机组+数字化节能排风机+空气品质传感器+ +EMV变风量模块
风量控制
气流流向不稳定, 不能形成空气的定向流动, 空气易交叉污染。
根据房间的空气品质或压差情况进行时实自动精确控制平衡送、 排风口风量( 调节范围0-100%)
安全性
经过手动调节法对风量进行分配, 分量分配不均, 空气易交叉污染。
气流有序流动,空气按清洁区→半污染区→污染区流动, 形成梯度压差,不会造成交叉感染。
使用寿命
费使用寿命3~7年( 全年非连续运行) 。
使用寿命8~20年。( 全年不间断连续运行) 。
节能
1、 风机风量和功率均不能根据末端需要实时调整不, 系统节能效果不理想。
2、 采用AC电机, 本身能耗较高。
1、 经过传感器根据室内空气的实际情况, 调节主机的功率和风量大小, 使系统处于恒节能状态。
2、 数字化智能主机能耗仅为传统AC风机能耗的50%-60%。
运行管理
手动控制开关, 不能进行风量调节
经过空气品质传感器控制系统实现手/自动控制风量大小, 处系统在达到所需风量的情况下最大限度节能
相对于传统通风方式而言: 该系统突出了室内空气品质安全保障、 高效节能性和高智能化运行管理, 有效保证空气的有序流向, 注重空气安全和节能效果, 是属于非常经济、 非常科学又健康、 节能的医院建筑专业通风系统。该系统的能耗仅仅是普通通风系统的25-50%,可在2-4年收回前期增量投资, 并以其高效节能性在后期运行中为医院创造可观的经济收益。
4) .智能通风系统的必要性
经过智能通风系统与一般通风系统比较能够看出, 智能通风经过空气品质传感器控制系统能够达到1.在各房间中按实际空气品质和空气梯度压差要求有组织的变风量送排风, 避免空气无组织交叉污染。2.按实际需求风量有组织的变量送排风, 不但房间的空气梯度压差, 使室内空气达到一个有效合理的循环流动, 而且经过调节风量节约风机耗电量。这样的系统对新风量大污染物高对空气品质要求高及运行时间长的区域效果明显。
7.总结
智能通风系统是完全符合新建医疗综合楼医放疗及核医学、 门急诊影像、 血透中心、 产房及VIP病房通风空调要求的系统。上述这些区域由于设备要求高、 人员密集、 污染物多及空气品质要求高等特点, 使得这些区域成为医院新风量最大的区域, 同时也是风量波动波动最大的区域, 采用这种实时监控空气品质并能实时调节送排风量的智能通风系统, 就相当于在传统定风量新排风系统增加了自动调节, 使得系统能够及时适应空气品质要求的同时, 最大限度地节约能量。

三．采用变冷媒流量制冷系统
1.变冷媒流量制冷系统区域为:
使用区域
B区地下二层放疗中心直线加速器室等治疗室
B区地下二层核医学科ECT等检查室
B区地下二层冷源控制室
B区地下一层变电所控制室
B区地下夹层消防控制中心等
B区地上一层门诊影像中心CT等检查室
B区地上一层急诊影像中心CT等检查室
B区地上三层检验科
B区地上设备层信息中心办公
B区各层弱电井
2.区域空调负荷的特点
以上这些区域的共同点是: 常年发热、 不允许采用水做冷媒的空调系统; 不同点是: 每个房间的发热量都不相同、 每个房间要求的温湿度不相同。
3. 变冷媒流量制冷系统设备选型
本次施工图在每个房间设置空调室内机不是最终的选型, 最终选型应该在所有医疗设备等发热设备均订到货后, 根据设备发热量及设备要求重新校核经医疗设备等发热设备厂家签字认可之后才能确定最终的设备选型。本次施工图为根据以往的经验初步选择, 由于医疗设备发展很快, 每个医疗设备供应商的要求也有差异, 因此不能排除变冷媒流量制冷系统设备选型改动的可能性, 因此, 变冷媒流量制冷系统设备应在医疗设备确定重新校核以后再进行采购。