230熱回收型風冷式熱泵機組在潔凈手術部中的應用

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1、熱回收型風冷式熱泵機組在醫(yī)院潔凈手術部中的應用山東省建筑設計研究院趙建博石穎于曉明摘要：對風冷螺桿式熱泵機組的熱回收原理進行了介紹；提出了醫(yī)院潔凈手術部用熱回收型風冷螺桿式熱泵機組的系統(tǒng)方案并進行了經濟性比較，得出了熱回收型風冷螺桿式熱泵機組應用于醫(yī)院潔凈手術部具有明顯的經濟效益和節(jié)能效果。關鍵詞：熱泵熱回收潔凈手術部經濟性1引言隨著社會經濟發(fā)展和人民生活水平的提高，風冷熱泵機組越來越多的被采用。夏季，風冷熱泵機組在運行的同時，會通過空氣側換熱器向環(huán)境中散發(fā)出大量的冷凝熱，冷凝熱的排放不但使城市氣溫不斷升高，而且在城市中心形成“熱島”效應。如果把這部分能量回收加以利用，不但可以節(jié)約

2、能源、減少二氧化碳排放，而且可以保護環(huán)境?；诖耍芏鄰S家開發(fā)了部分熱回收型和全部熱回收型風冷螺桿式熱泵機組。這種機組在夏季運行時部分或者全部回收空調產生的冷凝熱；在過渡季節(jié)可運行熱泵熱水器模式產生熱水；在冬季則可運行熱泵模式或熱泵熱水器模式。2熱回收型風冷螺桿式熱泵機組原理熱回收型風冷螺桿式熱泵機組通常是在原機組壓縮機和標準風冷冷凝器間串聯(lián)一個熱回收換熱器，它將壓縮機排出的高溫氣態(tài)制冷劑的熱量傳遞給熱回收換熱器產生熱水。通過控制熱回收換熱器的進出水溫度或者標準風冷冷凝器的散熱量來調節(jié)熱回收量的大小。當夏季運行時，通過水側熱交換器、熱回收換熱器、空氣側熱交換器三者之間通過控制實現(xiàn)相

3、互切換，可實現(xiàn)空調制冷、制冷加熱回收、熱泵熱水器三種模式；當過渡季節(jié)運行時，通過風側熱交換器和熱回收換熱器實現(xiàn)熱泵熱水器運行模式；當冬季運行時，通過空氣側熱交換器、水側熱交換器、熱回收換熱器實現(xiàn)空調制熱、熱泵熱水器、空調制熱加熱泵熱水器三種模式。各種運行模式流程及閥門狀態(tài)如圖1和表1所示：圖1熱回收型風冷螺桿式熱泵機組原理1—壓縮機；2，3，9，11—電磁閥；4—四通閥；5—風側熱交換器；6—熱回收換熱器；7，8，14，17，18—單向閥；10—電子膨脹閥；13—過濾器；15—儲液器；16—水側熱交換器表1電磁閥、四通閥開關情況匯總開○關●電磁閥四通閥序號模式23911　1制冷●○

4、●○不帶電2制冷+熱回收○●●○不帶電3熱泵熱水器○●○●帶電4制熱●○○●帶電3醫(yī)院潔凈手術部夏季用熱泵機組的系統(tǒng)方案醫(yī)院潔凈手術部因其使用的特殊性，要求室內全年溫濕度不變，因此全年要求使用空調。一般說來，醫(yī)院潔凈手術部的潔凈手術室和輔助用房根據級別要求獨立或合用凈化空調系統(tǒng)，采用分散或集中處理新風的一次回風系統(tǒng)。在一般的設計中，醫(yī)院潔凈手術部在夏季和冬季的運行采用醫(yī)院集中冷熱源（離心冷水機組加市政熱水或其它形式）提供空調冷熱水，而在集中冷熱源過渡季節(jié)停開或冬夏季故障時，運用風冷熱泵（不帶熱回收）做為其過渡季節(jié)冷熱源和備用冷熱源。在其夏季和部分過渡季節(jié)的運行中，由于其采用一次回風

5、系統(tǒng)，故需要一定的再熱量，這部分再熱量可由電，蒸汽或者熱水提供。在醫(yī)院無外部熱源的情況下，這部分再熱量只能靠電來提供。本文探討了由熱回收型風冷螺桿式熱泵機組代替醫(yī)院集中冷源在夏季同時給醫(yī)院潔凈手術部提供空調冷水和再熱熱水的系統(tǒng)方案。3.1系統(tǒng)運行模式在夏季，醫(yī)院潔凈手術部同時需要供冷和再熱，這正好可以利用熱回收型風冷螺桿式熱泵機組的制冷加熱回收模式，如表1中模式2。在制冷系統(tǒng)中增加一個熱回收冷凝器，在制冷的同時通過這個增加的熱回收冷凝器來加熱熱水，從而為潔凈手術部提供免費的再熱熱水。3.2經濟性分析以下就醫(yī)院潔凈手術部夏季用方案一：醫(yī)院集中冷源（水冷離心式冷水機組）提供空調冷水，用

6、電提供再熱量和方案二：熱回收型風冷螺桿式熱泵機組的制冷加熱回收模式同時提供空調冷水和免費的再熱熱水這兩個方案進行經濟性比較。3.2.1理論分析根據《公共建筑節(jié)能設計標準》GB50189-2005第5.4.5條規(guī)定：水冷離心式冷水機組在額定制冷量大于1163kW時其性能系數不應低于5.10，風冷螺桿式熱泵機組在額定制冷量大于50kW時其性能系數不應低于2.80。若假定醫(yī)院潔凈手術部的制冷量為A，再熱熱量為B，電再熱效率為100%，則兩個方案耗電量如下：方案一：夏季每小時的耗電量Q1=（A/5.10+B）kW方案二：夏季每小時的耗電量Q2=A/2.80kW若要Q1≥Q2，則B≥16.1

7、%A。因此，拋開其它經濟因素不計，僅就機組的耗電量進行經濟性比較來說：只要潔凈手術部的再熱熱量占到其制冷量達一定比例，方案二就能產生經濟效益和節(jié)能效果。3.2.2實例分析某地有一個醫(yī)院工程，夏季醫(yī)院總制冷量為5800kW，其中潔凈手術部制冷量852kW，需要再熱量190kW（潔凈手術部所需再熱熱量為其制冷量的22.3%）。夏季空調運行時間為120天，潔凈手術部每天折算成滿負荷運行時間為6小時。醫(yī)院用電價格按1元/kWh計算。方案一：醫(yī)院集中冷源選用封閉型離心式冷水機組