克拉玛依康复中心暖通空调设计

克拉玛依康复中心暖通空调设计1工程概要康复中心位于职工总医院北侧，比邻天山路，交通便利。该康复中心占地 6300m2，总建筑面积 11000.50m2，地下1层，地上 9层，建筑高度 35.70m。地下1层为设备间和库房，地上 1层和2层为医疗康复及教学用房，包括体疗、水疗、蜡疗、光疗、磁疗、离子导入、高频、针灸、推拿、语言康复等， 3-6层为康复病房， 7层为手术室及教学用房，8层为设备用房， 9层为水箱间。康复中心采用全年集中空调。康复中心不同的职能岗位对环境的温度、 湿度的要求是不同的， 本工程空调设计的目的是满足康复中心不同的职能岗位对环境的温度、 湿度的不同要求， 排除有害气体， 防止交叉感染，使患者入院后有安全、舒适感，为患者创造一个良好的治疗环境，提高患者对疾病的抵抗能力，使患者早日康复。2设计参数病房部分空调设计参数见表 -1。病房部分空调设计参数 表-1房间名称夏季冬季新风量换气次数温度（ 0C）湿度（ %）温度（ 0C）湿度（ %）m3/人.hm/h次/h病房2745～552245～55402办公室2845～552045～552001值班室2845～552045～551001

治疗室2645～552045～551002换药室2645～552245～551203活动室2645～552045～552002走廊2820卫生间203污物间183淋浴间273库房18更衣间20开水间18楼梯间18治疗部分空调设计参数见表 -2。治疗部分空调设计参数表 -2间房名 称夏季冬季新风量换气次数温度（ 0C）湿度（ %）温度（ 0C）湿度（ %）m3/人.hm/h次/h体疗室2645～552045～5520004水疗室2745～552545～5530004作业训练室2645～552245～55302假肢修理室2845～551845～557002

中心控制室2745～552045～554802蜡疗室2745～552245～5515004光疗室2745～552245～5510004磁疗室2745～552045～555002离子导入室2745～552045～555002高频室2745～552045～5520002推拿室2745～552245～554001针灸室2745～552245～552501社会康复2745～552045～555002心理治疗2745～552045～555002语言治疗2745～552045～557503教室2745～552045～55100013冷热源冷源为康复中心和外科楼 （拟改造 ）配套的动力站位于康复中心的东侧 ,为该工程提供冷、 热源及电力供应。康复中心冷负荷 880kW，外科楼冷负荷 381kW，总冷负荷 1261kW。该动力站内设有 3台开利30HR-161型冷水机组，供给 70C-120C冷水，总冷负荷 1392kW。冷水循环泵为 IS125-100-315型，流量 100m3/h，扬程32m，功率15kW，共4台，备用 1台。冷却水泵为 IS125-100-315型，流量 100m3/h，扬程32m，功率15kW，共4台，备用1台。冷却水系统配 3台CDBNL3-125超低噪音冷却塔，设于动力站屋面。软化水系统

由2台LDZN-6连续式钠离子交换器和软化水箱构成。用于冬、夏季用冷、暖系统的膨胀水箱设于康复中心顶层水箱间内。热源康复中心及外科楼冬季总供热负荷 2323kW，冬季供热热源由城市供热管网提供， 城市热网一次热水温度为 95-700C，由动力站内的 2台BB0.3-1.6/130-25型板式换热器换热成60-500C的二次热水。热水循环泵利用夏季的 4台冷水泵，补水系统利用夏季空调补水系统，以节约投资。康复中心手术室空调热源及水疗室采暖热源由医院蒸汽锅炉房供给。4空调系统康复中心采用的空调方式为： 四季厅及体能训练室采用分区集中送风系统， 气流组织形式为上侧送上回式，新风量为 35%；水疗室为岗位空调，采用集中送风系统，顶送、顶排；四季厅只采用单一送风系统， 其余冬、夏季切换使用。 根据康复中心建筑高度及建筑1-3四季厅只采用单一送风系统， 其余冬、夏季切换使用。 根据康复中心建筑高度及建筑1-3层为低区， 4-7层为高区，各区采用同程式部分均采用风机盘管 +新风系统。空调水系统空调风机盘管水系统为二管制闭式系统，布局的不同，将空调水系统分为两个区域，上供下回方式，在回水管上设有平衡阀以调节流量的分配。空调风系统根据各场所的使用功能及建筑条件要求，康复中心采用了不同的空调方式，共设有7个全根据各场所的使用功能及建筑条件要求，康复中心采用了不同的空调方式，共设有空气系统和新风系统。四季厅采用集中送风系统，气流组织形式为上侧送上回式，新风量为 35%；采用3台BFP-15型变风量空气处理机组，并增加了预热、加湿两种功能。机房设于地下室。一层的体疗训练厅采用集中送风系统， 气流组织形式为上侧送上回式， 新风量为 35%；采用1台BFP-10型变风量空气处理机组， 并增加了预热、 加湿两种功能。 另设有风机盘管。机房设于体疗训练厅旁。一层的水疗室为岗位空调，设有独立的全新风系统，采用 1台BFP-10型变风量空气处理机组，并增加了预热功能，另设有采暖系统。独立热源为蒸汽，满足长期用热要求。机房设于水疗室旁。设于二层各类治疗岗位（如光疗、针灸、蜡疗、低中高频、离子导入等）采用 2个风机盘管加新风系统，新风采用顶送风、自然排风或机械排风方式。每个系统各设 1台BFP-12型变风量空气处理机组，并增加了预热、加湿两种功能。风机盘管为立式明装。机房设于二层。三层至七层的病房、治疗、值班等采用风机盘管加新风系统，采用顶送风、自然排风方式。采用 1台BFP-12型变风量空气处理机组，并增加了预热、加湿两种功能。风机盘管为立式明装。机房设于八层水箱间一侧。设于顶层的两个手术室分别为 1000级和10000级，手术室空调为全年性空调。气流组织形式为： 1000级手术室采用水平层流； 10000级手术室采用垂直层流。采用 2台BFP-10型变风量空气处理机组，并增加了预热、加湿两种功能，热源为蒸汽，满足长期用热要求。同时设有 1级中效过滤、 2级高效过滤、 加压送风、 消音及排风设备。 机房设于地下室。4.2.7除手术室专用风道采用镀锌钢板外，其余各类风道均采用玻璃钢制做，风道采用外保温。风机盘管采用立式明装， 一般设于窗台下， 供回水管及凝结水管布置在其下层的吊顶内。通风系统．1水疗室及其淋浴间采用机械通风方式。．2蜡疗室采用独立机械通风方式。．3厕所、浴室采用自然通风方式。．4地下室用独立机械通风方式。防排烟系统病房区走廊设有机械排烟系统，排烟系统按防火分区设置，排烟口距防烟分区最远点的距离不超过 30m，排烟风量按最大防烟分区每平米不小于 120m3/h计算。排烟机房设于顶层，风机为 T47-2-No14，排烟风道采用 1.5mm镀锌钢板。防烟楼梯间及合用前室采用自然排烟方式。治疗区采用自然排烟方式。四季厅采用自然排烟与机械排烟相结合方式， 四季厅顶部设 6台型号为 HFT-8轴流排烟风机。地下室采用机械排烟方式。采暖系统病房区内的厕所、浴室、水房、库房、污物间、楼梯间只设冬季采暖，采暖热水( 95-700C)由外部城市供热管网接入。采暖系统采用上供下回单管垂直串联方式。自控系统设空调集中控制室， 采用手动、 自控和事故报警， 并与就地自动调节相结合的控制系统。空气处理机组设有风量、温度、湿度自控设施，其风量依设定值采用无级变速调节，温度、湿度由设在不同部位的温、湿度传感器探测温、湿度，从而调节空气处理机组冷、 热盘管进口流量调节阀及加湿量， 以达到控制室内温、 湿度的目的。风机盘管设三速调节开关， 各类房间可根据不同要求自行调节。小结本工程规模较大，功能多，暖通、空调工艺系统复杂。该工程于 2000年冬投入使用，运行效果良好， 达到了设计要求， 很好地满足了康复中心不同岗位的工作人员及患者对室内环境的要求，为患者创造了一个良好的、舒适的治疗环境。住宅小区集中供冷优化管理系统及其基于网络的实现 1引言建筑能耗在全球能源的消耗中占有相当大的比例， 在一些发达国家， 其比例有的已达到40%。我国作为一个发展中国家，近年来建筑能耗所占的比重也越来越大，业已占到全国总能耗的20%左右，这其中更有 85%的是用于建筑的采暖和空调 [1]。由于我国用于发电的一次能源在多为原煤（原煤发电约占总量的 75%左右），而原煤属于不清洁能源，其在开采、运输、使用过程中都会对环境造成极大的污染。 因此，做好建筑能耗的优化管理就可达到节约能源和保护环境的双重目的。住宅小区集中供冷是指通过小区内的管网向用户输配供应冷源机房生产的冷水， 以满足用户空气调节的需要。 由于集中供冷的规模效应， 使得它在防止大气污染、 提高能源利用率、有效利用空间、 全国各地和资金、 美化城市形象等方面具有十分突出的优点， 非常符合绿色建筑、健康住宅的健康、舒适、节能、环保的要求，因而有着重大的经济效益和社会效益，是现代化住宅小区建筑空调发展的必然趋势。由于住宅小区的集中供冷系统非常复杂， 因此对其进行优化管理必须引进系统工程的概念，不能仅仅只从技术或经济的角度对其进行考虑，而应该全面考虑技术、经济、环境、人文等多方面因素。 基于以上这种理念， 我们经过大量的工作后， 提出了基于网络技术的集中供冷优化管理系统框架及其实现途径。该系统充分利用控制、计量、废热利用等多种手段，对住宅小区集中供冷系统的设计、建造、使用等过程进行全程优化管理。2集中供冷优化管理系统本文提出的住宅小区集中供冷优化管理系统包括以下几个部分： 住宅小区集中供冷冷源决策系统、 住宅小区集中供冷最优设计系统、 集中供冷系统与人工景观相结合的技术、 住宅小区集中供冷协调控制系统和住宅小区集中供冷自动计费系统。2．1住宅小区集中供冷冷源决策系统 2住宅小区集中供冷最优设计系统 [3]冷源形式确定后， 利用住宅小区集中供冷最优设计系统可以对系统进行设计。 该系统采传统的集中供冷冷源决策往往只注重某个方面因素的分析， 而不涉及复杂因素的相互影响。由于住宅小区集中供冷是一个非常复杂的系统，其最优性受到技术、经济、环境、文化等多个方面的制约，因此，仅仅只从某个方面进行分析，肯定不能得出一个满意的结果。本文提出的住宅小区集中供冷冷源决策系统采用美国数学家 T.L.Sady教授在20世纪70年代提出的层次分析法（ AnalyticalHierarchyProcess，简称 AHP）对住宅不区的集中供冷冷源进行决策。层次分析法是一种把数据、专家意见和分析人员的判断有效结合的方法，是一种定性分析和定量分析相结合的系统分析方法。它把一个复杂的问题分解成各组成因素，然后用两两比较的方法确定决策方案中各因素的相对重要性。 由于住宅小区集中供冷冷源决策中具有诸多因素不能明确化的特点， 如系统对环境的影响以及系统的可靠性等， 因此，层次分析法能很好地应用于集中供冷系统的冷源决策过程。

年能耗按变基准温度度日法进行预测，然后采用寿命周期费用（ LifeCycleCost，简称 LCC）分析法对整个集中供冷系统进行经济分析， 从而得出冷源以及冷水输配系统的最佳配置、冷水的最优供回水温差等。2．3集中供冷系统与人工景观相结合的技术 [3]随着人们生活水平的提高， 人们对环境的要求也越来越高， 在一些住宅小区中， 喷泉和人造瀑布等人工景观随处可见。 集中供冷系统的冷却塔通常会发出较大的噪声， 且其形象与周围环境也极不协调。 因此，我们特提出了一种利用喷泉或人造瀑布来代替冷却塔对循环冷却水进行冷却的方案（图 1和图2）。采用这种方案后，可以达到美化环境、改善小区微气候，减少冷却塔的投资和消除冷却塔的运行噪声等目的， 从而使得集中供冷系统对小区环境的影响降到最小。图1喷泉冷却方式 图2人工瀑布冷却方式通过对该方案的热力分析和其它相关技术的研究表明， 经过精心的设计、 完善的运行管理、[4]巧妙的布局，将循环冷却水应用于小区水景工程中是完全可行的。[4]2．4住宅小区集中供冷协调控制系统集中供冷系统可以分为四个部分：冷源、 冷却水系统、冷水系统和末端用户。 由于受计算机技术、 通信技术、 电子技术等科学的限制， 传统的集中供冷系统一般采用和设备单体控制的方法， 即系统中每个部分的控制都是各自为政， 没有考虑集中集中供冷中各个部分之间的相互影响， 每个部分都有着自己独立的控制方案， 而不是从系统的整体出发， 没有一个统一的最优控制方案。 另外，其每个部分的控制方案都是一成不变的， 都是建立在一些凭经验建立的数学模型上，而没有考虑到具体系统的不同。与传统的控制方案不同， 集中供冷协调控制系统把整个集中供冷系统 （除开末端用户部分）作为自己的优化控制目标， 不再只是孤立地对各个部分进行控制， 而是充分考虑到各个部分之间的相互影响。 在集中供冷协调控制系统中， 它不仅利用最新的计算机通信技术把整个系统有机的联合起来， 而且还利用人工智能新技术对整个系统的控制过程进行最优化的处理，最后，它利用节能效果极佳的变频技术使整个系统真正在最节能最高效的状况下运行。2． 5住宅小区集中供冷自动计费系统 [5]在我国，由于各方面的原因， 现有的对集中供冷的收费仍采用传统的按面积收费的方法，该方法存在着许多的弊端， 造成了能源的大量浪费。 由于集中供冷计费能够将用户的自身利益与其能量的消耗结合起来， 这势必会增加用户的节能意识， 推动节能工作的良性向前发展，并使得用户的生活水平环境不断地提高和改善。 因此，在集中供冷的住宅小区中必须进行分户计费。通过对现有集中供冷收费方法进行详细地分析后， 我们提出了一个基于公平的集中供冷计费方法， 该方法充分考虑到各用户围护结构的不同和用户之间热传递所带来的影响， 因此可以大幅减少在计费中出现的一些纠纷， 增加计费的公平性。 在此基础上开发集中供冷计费系统可以自动对各用户消耗的冷量进行计量， 并可根据积压用户的围护结构对其消耗的冷量进行自动调节。采用住宅小区集中供冷自动计费系统后， 可以促进用户更加主动地节约能源， 从根本上杜绝集中供冷能源的人为浪费。3集中供冷优化管理系统的网络实现通过对住宅小区集中供冷系统和各种通信技术的综合分析， 集中供冷优化管理系统采用LonTalk作为自己的通信协议来集成集中供冷系统内的各类子系统： 集中供冷协调控制系统、集中供冷自动计费系统以及其他控制或管理子系统。LonWorks现场总线拓扑结构灵活多变，可根据建筑物的结构特点采用不同的网络连接方式，具有高度的可靠性、较好的可维护性和扩充性。在 LonWorks现场总线中，由于采用统一的数据结构 --网络变量，各类设备采集的数据可以共享，因此能节约大量的设备费用。建立在LonWorks现场上的 LonTalk是一种开放性通信协议，遵守协议的设备和系统可以直接互连，组成无主站点对点的分布式网络。由于 LonTalk通信协议已被子世界上 3000多家著名企业采用，使得其已成为事实上的行业标准。集中供冷优化管理系统可能通过 Internet与外界联系，这使得决策人员、操作人员和管理人员可以集中供冷系统进行远程监控。 当系统出现故障时， 维修人员可在千里之外对其进行处理，因而能节省大量的人力和物力。 （图 3）

图3集中供冷优化管理系统在集中供冷优化管理系统中，我们采用密套接字协议层（ SecuritySocketLayer，简称SSL）技术来保证系统的安全性，允许客户 /服务器应用程序之间的通信不会被偷听、篡改和伪造。协作管理环境（ CooperationManagementEnviroment,简称CME）软件功能模块包括电子白板、基于 Web的访问工具、多媒体数据存储、文本信息交流工具和传输工具，通过这些工具，监控人员即使在千里之外，也会觉得自己跟被管理的设备近在咫尺。4应用实例应深圳市某单位的要求， 我们利用本文提出的住宅小区集中供冷优化管理系统对深圳市某住宅小区的集中供冷系统进行了方案设计。 该住宅小区位于深圳市区， 预计住户总数将达到31240户。根据该小区的规划，我们拟设立三个集中供冷系统对小区进行供冷， 其中，系统A共有住户 13337户，系统 B共有住户 8691户，系统 C共有住户 9212户。以下是我们为该小区设计的集中供冷系统部分方案：（1）集中供冷冷源使用的能源，可以分为电力方式、热力方式和混合方式。其中热力方式包括燃气、燃油、燃煤、外部供汽四种情况，混合方式指电力与热力兼有的方式。与以上三种能耗方式对应， 集中供冷系统常用的冷源设备主要是离心式 （或螺杆式） 制冷机和吸收式制冷机（包括直燃吸收式制冷机和蒸汽型吸收式制冷机） 。根据本文提出的集中供冷冷源决策系统和深圳当地的能源政策，考虑到设备的初投资（包括增容费） 、运行费用（与当地的电价、燃油价、天然气价等密切相关） 、工作可靠性、对环境的影响等几个方面的因素后认为：在该小区的集中供冷系统中采用燃油价、天然气价等密切相关） 、工作可靠性、对环境影响等几个方面的因素后认为： 在该小区的集中供冷系统中采用燃气型直燃机具有最佳的经济和环境效益。（2）由地该住宅小区集中供冷系统的供冷范围比较大，这就使得冷水输送系统的消耗的能量非常大， 而且室外管网的初投资和管网的冷损失也随着增大。 通过对整个系统的优化分析，发现当维持冷水机组的供水温度不变而提高回水温度时， 可以提高整个集中供冷系统的经济性。经过详细计算确定，该小区集中供冷系统的最佳供回水温差为 ΔT=8～9℃。（3）为了进一步美化该住宅小区的环境，我们设计了利用人工瀑布或喷泉代替冷却塔对循环冷却水进行冷却的方案。 具体方案为： 在喷泉、瀑布跌落的水池中堆放一定的淋水填料，在填料的下部安装有风机， 这样就形成一个降低水温用的冷却构筑物。 其中，风机用来加大通风量， 而淋水填料可以将水滴变成更小的水滴或很薄的水膜， 以增大水与空气的接触面积和延长两者的接触时间， 从而加强水与空气的热湿交换。 水的冷却过程主要是在淋水填料中进行。（4）小区集中供冷协调控制系统分别采集集中供冷系统中的冷却水流量、 冷冻水流量、冷却水入口温度、 冷冻水出口温度、 冷却水塔风机功率及开启台