【案例分享】河南新乡医院空气能热泵中央空调系统工程

摘要：
本工程为河南新乡第二人民医院中央空调系统，拟采用风冷模块空气能热泵机组作为该建筑中央空调系统的冷热源。

一、工程概况：

　　该医院设计空调使用面积约为5700m2。末端空调设备拟采用全空气系统(大空间区域)或风机盘管加新风系统，实现夏季制冷及冬季采暖。

二、当地气候

　　新乡市属暖温带亚湿润季风气候。四季分明，雨热同期，干冷同季。随着四季更替，依次呈现春季干旱少雨，夏季炎热多雨，秋季晴朗日照长，冬季寒冷少雨雪的基本气候特征。年平均气温14.4℃，7月最热，平均27℃;1月最冷,平均0℃;年平均降雨量632毫米，无霜期220天，全年日照时间约2400小时。

三、设计参数

　　1、河南新乡市室外设计参数


　　2、建筑室内设计参数


建筑室内设计参数

四、项目计算

　　因资料不够完善，我公司只能采用多年空调设计安装经验值估算，根据所在地区气象参数和房间用途，设计空调面积冷指标为150W/平米，热指标为110W/平米。

　　设计总冷负荷为：5700m2×150W/m2×80%÷(1-5%)=720KW

　　设计总热负荷为：5700m2×110W/m2×80%÷(1-5%)=528KW

　　其中80%为末端空调设备同时使用系数，5%是系统传热损失。

　　针对本项目，采用“天舒”空气能热泵风冷模块冷热水机组制取夏季冷冻水、冬季采暖循环水。

五、设备选型

　　 1、空气能热泵机组选型

　　本项目所在地夏季制冷负荷大于冬季制热负荷，因此设备选型按夏季制冷负荷计算。根据经验初定选用12台DKFXRS-64Ⅱ11天舒模块式风冷冷热水机组。

　　参照检测报告的数据，当干/湿球温度35/24度，进/出水温度12/7度时，DKFXRS-64Ⅱ11热泵机组的制冷量60kW。那么初定热泵数量的总制冷量为：

　　60×12=720kW/h=720kW/h(空调制冷负荷)

　　那么，初定12台DKFXRS-64Ⅱ11热泵机组基本满足空调制冷需求。

　　2、冬季热泵机组校核计算

　　冬季采暖季节，热泵机组切换制取采暖循环水，当干/湿球温度7/6度，进/出水温度40/45度时，DKFXRS-64Ⅱ11热泵机组制热量为63.5kW，那么初定热泵数量的总制热量为：63.5×12=762KW/h>528kW/h(热泵机组设计小时供热量)

　　那么，12台热泵机组完全能够满足冬季空调系统采暖需求。

六、运行成本分析

　　1、计算前提

　　本工程所在地夏季制冷季约有90天;冬季采暖季约有100天。

　　新乡市电价约0.8元/kWh;

　　夏季建筑冷负荷为：720KW，冬季采暖耗热量为528KW。

　　夏季空气能热泵机组平均COP值为4.1。冬季空气能热泵机组平均COP值为2.9。

　　2、夏季制冷系统运行费用

　　a最热日夏季10小时制冷负荷计算：

　　最热日夏季10小时满负荷率约85%，则最热日夏季10小时制冷负荷耗电量为:

　　Q夏.10小时=720KW×10h×85%=6120KW

　　b制冷季节耗电量计算：

　　根据气候和使用情况，预计全年需要制冷的时间约90天，但每天需要的冷量差别较大，估计在10-100%之间。按90天内每天平均负荷为最热日夏季10小时冷负荷量的60%估算。

　　则全年制冷耗电量为：Q夏.全年=Q10小时×90×60%=6120KW×90d×60%=330480KW

　　c热泵夏季运行费用为：330480KW/4.1×0.8元/Kw≈64484元≈6.4万元

　 3、冬季采暖耗热量运行费用

　　a最冷日冬季10小时采暖耗热量计算：

　　最冷日冬季10小时满负荷率约85%，则最冷日冬季10小时采暖耗热量:

　　Q冬.10小时=528Kw×10h×85%=4488KW

　　b采暖季节耗热量计算：

　　根据气候和使用情况，预计全年需要采暖的时间约100天，但每天需要的热量差别较大，估计在10-100%之间。我们按100天内每天平均负荷为最冷日冬季10小时采暖耗热量60%估算。

　　则全年采暖量为：Q冬.全年=Q10小时×100×60%=4488KW×100×60%=269280KW

　　c热泵冬季运行费用为：269280KW/2.9×0.8元/Kw≈74284元&asymp
;7.4万元

　　因此，采用空气能热泵系统全年运行费用约为：6.4万元+7.4万元=13.8万元

　　 4、其他能源系统冬季采暖运行费用

　　a计算前提

　　河南新乡商用电价08元/Kw，柴油价格7.06元/L，商用天然气价格3.16元/m³;

　　由于夏季采用常规冷水机组制冷所需运行费用不好详细对比，本案例分析中仅比较冬季运行费用。

　　b电锅炉系统冬季运行费用

　　528×10÷95%×0.8×100≈444632元≈44.5万元

　　可知，天舒空气能风冷冷热水机组比使用电锅炉冬季节省运行费用44.5-7.4=37.1万元。

　　c燃油锅炉系统冬季运行费用

　　528×860÷10200÷85%×7.06×10×100≈369758元≈37万元

　　可知，天舒空气能风冷冷热水机组比燃油锅炉冬季节省运行费用37-7.4=29.6万元。

　　d燃气锅炉系统冬季运行费用

　　528×860÷8600÷70%×3.16×10×100≈238354元≈23.8万元

　　可知，天舒空气能风冷冷热水机组比燃气锅炉冬季节省运行费用23.8-7.4=16.4万元。

七、工程图片

河南新乡医院空气能热泵中央空调系统工程


河南新乡医院空气能热泵中央空调系统工程


河南新乡医院空气能热泵中央空调系统工程

结论
　　本篇结合河南新乡市第二人民医院使用天舒空气能风冷冷热水机组的具体实例，详细解释了空气能热水器在具体应用中的舒适、节能、安全优势，是一套可靠完善的系统，在与其他能源设备的比较分析中，我们可知，使用空气能风冷冷热水机组使用效果和节能效果都可以达到最佳。

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