医院建筑中央空调能源消耗量巨大，据《中国建筑节能年度发展研究 告》中的数据显示，医院建筑全年能耗为普通公共建筑的2.5倍以上。下图显示为医院建筑暖通空调能耗占总能耗38%以上，其中冷热源能耗占到整个暖通空调能耗的60~70%。
可见，大型新建院区选择经济适用、性能可靠的中央空调冷热源方案至关重要，它牵扯到未来整个院区几十年安全、可靠、节能运行等一系列问题。
医院建筑能耗占比图
作为医院建设方普遍缺乏暖通空调知识，如何在众多冷热源方案中做出决策是项目建设过程中的难点。
作为医院建筑的暖通空调设计师，应根据项目特点、周围市政条件、周边环境因素、项目后期运营状况等进行深入分析，形成各冷热源方案论证 告，提供给医院建设方一起完成最终决策。形成资料详实、数据可信、分析准确的分析 告是暖通设计师设计水平的体现。
山东某项目工程概况
本项目位于山东某市经济技术开发区内，项目总占地25.5万㎡，建设规模为2000床三级甲等医院，总建筑面积32万㎡。整个院区分为四大功能区，分别是南侧医疗功能区、北侧中间办公及国际会议中心区、东北侧院内生活区、东侧能源中心区。
中央空调系统冷热源方案比选依据
01
一次能源数据表
一次能源类型
本项目是否具备
能源价格
市政热力
不具备
市政燃气
具备
3.24元/m3
市政电力
具备
0.80元/度
市政给水
具备
3.35元/m3
02
中央空调系统冷热负荷表
该项目工程总建筑面积32万㎡，去掉车库及设备用房面积、使用多联机空调、净化空调及其他冷热源形式面积之外，按照20万㎡空调面积作为计算依据。单位面积夏季空调冷指标取80w/㎡，单位面积冬季空调热指标取70w/㎡，详见下表。
类型
冷热负荷指标
（w/㎡）
空调面积（㎡）
总负荷（KW）
冷负荷
80
20万
16000
热负荷
70
20万
14000
03
运行费用计算依据
根据医院类建筑运行特点、结合当地气候条件，夏季供冷期按照120天（4个月）、冬季供暖期按照150天（5个月）作为运行费用计算基础。医院内各功能区域运行时间计算依据如下：
病房区、急诊区24小时运行；
门诊医技区12小时运行；
办公行政区10小时运行。
运行时段内，机组的部分负荷系数参照《公共建筑节能设计标准》〔GB50189-2015〕按照1.5%时间为满负荷（100%）运行，32.8%的时间为75%负荷运行，39.7%的时间为50%负荷运行，26.3%的时间为25%负荷运行。
中央空调系统冷热源方案列表
根据前期与医院建设方的沟通，按照如下四种冷热源方案进行比较。
方案一
方案二
方案三
方案四
燃气发电机组发电同时废热驱动溴化锂机组供冷供热（20%）+地源热泵供冷供热（60%）+常规电制冷机组供冷燃气锅炉供热（20%）
地源热泵供冷供热（60%）+常规电制冷机组供冷燃气锅炉供热（40%）
燃气发电机组发电、发电机废热驱动溴化锂机组供冷供热（20%）+常规电制冷机组供冷燃气锅炉供热（80%）
常规电制冷机组供冷+燃气锅炉供热(100%)
选择三种能源形式联合供冷供热
(占总供冷供热比例的20%+60%+20%)
选择两种能源形式联合供冷供热
(占总供冷供热比例的60%+40%)
选择两种能源形式联合供冷供热
(占总供冷供热比例的20%+80%)
选择一种能源形式供冷供热(100%)
四种冷热源方案技术经济性比较
冷热源方案技术经济比较主要包括：每个方案的主要设备选型、冷热源初投资估算（因为末端设备各方案都相同，不再进行比较）、冷热源年运行费用计算以及各冷热源方案优缺点等。每种冷热源方案都按照上述内容计算并列成表格，由于篇幅所限，仅将方案一的全部计算表格列于如下，其他方案计算过程如需要可直接联系笔者（ weisg1982@163.com）。
主要设备选型
设备名称
主要性能参数
数量（台）
发电机组
小时发电量：1600KW
2
溴化锂制冷制热机组
供冷量：1600KW
制热量：1151KW
功率：6.5KW
2
离心式地源热泵机组
制冷量：3200KW
功率：535KW
制热量：3438KW
功率：740KW
3
离心式普通冷水机组
制冷量：3200KW
功率：603KW
1
燃气热水锅炉
供热量：1400KW
燃气配电功率：6KW
天然气耗量：148.4m3/h
1
溴化锂制冷制热机组冷冻水泵
流量：235m3/h
扬程：35m
功率：37KW
3
溴化锂制冷制热机组冷却水泵
流量：430m3/h
扬程：35m
功率：55KW
3
离心式地源热泵机组负荷侧水泵
流量：570m3/h
扬程：35m
功率：75KW
4
离心式地源热泵机组地源侧水泵
流量：700m3/h
扬程：35m
功率：90KW
4
离心式普通冷水机组冷冻水泵
功率：75KW
2
离心式普通冷水机组冷却水泵
燃气热水锅炉冬季供暖循环泵
流量：85m3/h
扬程：35m
功率：22KW
2
溴化锂制冷制热机组冷却塔
水量：465 m3/h
功率：16.5KW
2
离心式普通冷水机组冷却塔
水量：700 m3/h
功率：30KW
机房初投资估算
设备名称
数量
（台）
单价
（万元）
总价
600
1200
190
380
192
624
176
36
9
12
4.5
18
6
24
2.5
5
14
28
21
21
地源热泵室外地埋管费用
2060
个孔
927
927
电气费用
480
480
安装费用
700
700
自控费用
320
320
其他设备费用(5%)
200
200
总计
5181
03
运行费用估算
夏季运行电费估算
运行电功率(KW)
当量运行时间(h/天)
电费单价(元/
KWH)
每日运行费用(元)
溴化锂制冷制热机组
13
8.11
0.80
84
离心式地源热泵机组
1605
10413
离心式普通冷水机组
603
3912
溴化锂制冷制热机组冷冻水泵
74
15.44
0.80
914
溴化锂制冷制热机组冷却水泵
110
1358
离心式地源热泵机组负荷侧水泵
225
2779
离心式地源热泵机组地源侧水泵
270
3335
离心式普通冷水机组冷冻水泵
75
926
离心式普通冷水机组冷却水泵
90
1111
溴化锂制冷制热机组冷却塔
33
214
离心式普通冷水机组冷却塔
30
195
夏季（120天）运行电费总计（万元）
302.5万元
夏季运行燃气费估算
燃气耗量(m3)
日运行时间
(h/天)
燃气费单价
(元/m3)
每日运行费用
(元)
发电机组
800
16
3.24
41472
夏季(120天)运行总燃气费(万元)
498万元
冬季运行电费估算
设备列表
2217
14384
39
22
272
冬季（150天）运行电费总计（万元）
327万元
冬季运行燃气费估算
设备列表
燃气耗量(m3)
燃气锅炉
178.4
8.1
3.24
4682
冬季(150天)运行总燃气费（万元）
692万元
全年发电机发电收益估算
设备列表
发电功率
(KWH)
3200
40960
全年(270天)运行总收益（万元）
1106万元
04
方案一全年运行费用
302.5万元+498万元+327万元+692万元-1106万元=713.5万元
四种中央空调系统冷热源方案技术经济
性比较汇总表
方案内容
燃气发电机组发电同时废热驱动溴化锂机组供冷供热（20%）+地源热泵供冷供热（60%）+常规电制冷机组供冷燃气锅炉供热(20%)
地源热泵供冷供热（60%）+常规电制冷机组供冷燃气锅炉供热(40%)
燃气发电机组发电、发电机废热驱动溴化锂机组供冷供热（20%） +常规电制冷机组供冷燃气锅炉供热(80%)
常规电制冷机组供冷+燃气锅炉供热
空调冷热源初投资(万元)
5181
3824
4475.5
3080
空调冷热源年总运行费用(万元)
713.5
839
878
981
优势
1、选用三种能源方式，极大保证了医院项目能源运行的可靠性、安全性。
2、60%负荷选用地源热泵系统，充分发挥其运行效率高能耗低的特点，在实际运行中费用最低。
3、设有燃气三联供系统，响应国家节能减排梯级利用能源政策，为项目亮点。
1、选用两种能源方式，充分发挥两种能源的特点，保证医院项目能源运行的可靠性、安全性。
2、60%负荷选用地源热泵系统，充分发挥其运行效率高能耗低的特点，在实际运行中费用低。
2、设有燃气三联供系统，响应国家节能减排梯级利用能源政策，为项目亮点。
3、有能源公司负责投资建设运营管理，院方无需初投资和后期管理。
1、最常规能源，技术成熟。
2、初投资低。
劣势
1、初投资较高，按照目前的燃气价格，投资回收期偏长。
2、需要扩大锅炉房面积，将发电机组和溴化锂机组一并放入，机房面积大。
1、初投资较高，通过低运行费用可回收投资差。
2、通过提高地源热泵系统比例，运行费用还可降低。
1、初投资较高，由于燃气价格按市场价格计算，运行费用较高，如院方自己建设运行难以回收初投资。
2、需要较大的机房面积放置发电机等设备。
1、运行费用最高，在后期运行管理中院方在能源方面的花费较大。
2、项目无亮点。
注：
1、初投资估算中为更好体现主要设备费用和不同方案之间的差异性，初投资计算仅为制冷机房锅炉房内主要设备费用及安装费，不包含土建费用、资金贷款利息费用、消防通风设备费用、预备费用等其他各种费用。
2、以上运行费用计算为更加简洁明了和体现不同方案之间的差异性，均按照各种设备高效联合运行，较为理想状态运行情况下计算所得。
3、人工成本及设备维护保养成本不含在本计算之中。
结论
通过四种中央空调系统冷热源方案技术经济性比较汇总表，将各方案的初投资、运行费用、方案优缺点列于一起， 对于相对缺乏暖通空调知识的医院建设方来说各方案也能一目了然、清晰明了，最终在众多冷热源方案中能够做出相对合理的决策。
魏曙光
同圆设计集团医疗建筑设计院暖通专业负责人
高级工程师，国家注册公用设备工程师（暖通空调），专业从事暖通空调设计十余年，现任同圆设计集团医疗院暖通专业负责人，主持完成大量医疗类暖通空调设计项目，设计经验丰富，完成的设计项目多次获得省、市级优秀设计奖。
END
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