摘　要： 空调在给人们提供舒适的生活和工作环境的同时，又消耗了大量的能源，造成能源紧张，对于大型公共建筑，尤其对于功能区复杂的医院建筑，合理的空调冷热源方案选择在经济节能方面显得更为重要，本文通过对蒸发冷却机组在医院建筑中的选择应用及经济性分析，为类似项目设计提供借鉴。

关键词： 水冷离心冷水机组  热泵  高效

“十二五”期间，全球政治经济格局加剧严峻，节能减排形势严峻，控制能源总量、调整能源结构、确保环境友好面临着全新的挑战。暖通行业的发展，同样受到资源与环境两大问题的制约，同时，暖通空调技术的进步及应用反过来又会促进资源的可持续利用以及环境的有效保护，尤其在大型公共建筑空调冷热源选择上显得尤为突出。空调冷源与热源应根据建筑物规模、用途、建设地点的能源条件、结构、价格以及国家节能减排和环保政策的相关规定等，通过综合论证确定。以下通过对某医院建筑空调冷热源方案的选择及经济性分析，为以后医院项目设计提供借鉴。

本项目位于山东中部，泰山西麓，新院建设项目总用地面积30665m ² ，总建筑面积57265.07m ² 。分两期实施，一期主要包括门诊医技部和病房部及地下室三部分功能，总建筑面积48645.07m ² ，其中地上建筑面积36676.69m ² ，地下建筑面积11968.38m ² （包括人防1703m ² ），框架－剪力墙体系，建筑高度52m。

该项目特性为妇幼保健，主要接诊对象为产妇、儿童，对室内空气品质要求较高，存在提前与延迟供暖需求，经过多方案经济技术分析比较，空调系统冬季热源为来自热电厂市政热源供热，热网提供90/70℃高温热水，经地下室换热机房为建筑提供60/45℃的空调热水；夏季冷源选用蒸发冷却机组（一体式变频双冷高效冷水（热泵）机组，双冷凝器，夏季制冷采用蒸发冷却，过渡季制热采用风冷热泵）作为冷源，冷源侧采用冷水机组变流量的一级泵系统，选用4台冷水循环泵（3用1备），变频控制；空调热源侧设置独立的3台热水循环泵（2用1备），变频控制。冬夏冷热转换通过分、集水器冷热转换阀门，同时也有效解决该项目提前供暖及延迟供暖要求。

3.1  技术特点

空调系统采用蒸发冷却机组（一体式双冷高效变频冷水（热泵））机组，机组为整体式具有降噪功能的箱体结构，包括压缩机、蒸发器、节流装置、蒸发式冷凝器、冷冻水系统阀门、冷冻水泵、喷淋水泵、水处理装置、手动补排水阀等设备及配件。机组安装在裙房屋面上，无需制冷机房及冷却塔，该机组采用高能效蒸发式冷凝器及翅片式风冷冷凝器结合的双冷凝器形式，制冷时使用蒸发式冷凝器，制热时使用翅片式风冷冷凝器，名义工况下SCOP值高达5.7。机组配备AI智慧操作系统，可根据负荷及环境变化自动调整主机运行台数、频率与运行模式，同时可以根据使用需求自适应调整冷冻水出水温度，使机组始终处于高效运行状态，此外机组自带远程控制接口及手机APP控制功能，具备无人值守功能，具有自动开关机、自动补排水、自动保护、自动诊断与自我复位功能。

3.2  技术经济分析

本项目空调系统总冷负荷为3821kW，现针对夏季制冷方案进行技术经济分析。此处选择蒸发冷却（一体式双冷高效冷水（热泵））机组与传统机房系统进行对比。

方案一：传统机房系统（水冷螺杆冷水机组＋开式冷却塔系统）；

方案二：蒸发冷却（一体式双冷高效冷水（热泵））机组；

（1）设备选型

方案一：水冷螺杆冷水机组＋开式冷却塔系统

方案二：蒸发冷却（一体式双冷高效冷水（热泵））机组

（2）设备方案比较

（3）水电费运营成本计算制冷期120天，每天运行24ｈ，平均电价按照1元／度计算，两种方案主要运营成本汇总如下：

方案一：传统机房系统

方案二：蒸发冷却（一体式双冷高效冷水（热泵））机组系统

两种方案主要运营成本汇总对比如下：

通过以上两种方案对比发现，采用方案二比采用方案一每年可节约47.7％的运行管理费用，每年节约93.9万元，在系统运行管理更为高效。

（4）管理成本

（5）两种方案性能系数比较以上对冷源形式分析可以看出：

变频螺杆冷水机组的部分负荷能效比明显高于定频离心式冷水机组，其IPLV高达9.5，比定频离心式冷水机组高出58.3％。

4.1  解决安装空间受限

因项目规划初期，总建筑面积较小，按照已有的使用要求地下室预留设备用房，随着建筑功能完善，建筑面积不断扩大，另外当地热电厂同意直接提供热源，保证项目冬季供暖稳定性，考虑空调制冷系统经济高效，冷热源可采用热电厂市政供热＋水冷离心冷水机组＋风冷热泵（过渡季节供暖、辅助夏季制冷），但在保证车位数量与人防面积情况下，设备功能用房面积受到限制，地下室原设备用房无足够空间放置冷水机组，遂决定采用蒸发冷却（一体双冷高效冷水（热泵））机组，解决了项目安装空间限制，同时满足了经济能耗较低的要求。

4.2  解决项目提前供暖、延迟供暖要求

机组本身包含双冷凝器，夏季制冷采用蒸发式冷凝器，过渡季制热采用风冷冷凝器，不需要另外单独设热源，节省了安装空间及初投资，满足建设方要求的提前供暖及延迟供暖要求。

4.3  解决系统分散复杂、维护管理难度大的难题

机组采用智慧能源管理系统，能够根据负荷动态需求，结合项目所在地气象数据库、冷热水机组、压缩机在各种工况下的性能曲线数据库、水泵及风机性能曲线数据库、管道特性曲线等性能数据库，利用大数据和人工智能技术主动寻优，对主机、压缩机、水泵及风机的运行台数和频率以及冷热水出水温度等参数进行自适应调整，确保能源站在全生命周期内实现最低能耗目标。

机组采用高度智能化的集中控制技术及云端控制技术，使机组的操控变得极为方便简单。无需配备专职的机房管理人员，用户可将手机控制APP下载到手机或平板电脑，随时操作或监控机组。还可以通过多种通讯协议，将机组接入楼宇自控系统，在监控中心远程控制机组，大幅度降低了系统维护管理费用。

我国正处在经济社会发展的重要阶段，随着经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，工业化、城镇化进程加快，能源需求将大幅度上升。统计表明，空调系统能耗占整个建筑物能耗的65％以上，所以空调系统的节能对整个国民经济运行体系有着较为深远的影响。随着《节约能源法》、《GB 50189－2015公共建筑节能设计标准》、《GB 19577－2015冷水机组能效限定值及能源效率等级》等法律法规及国家强制标准的出台，进一步推动了空调设备的节能化发展方向。

蒸发冷却（一体式双冷高效冷水（热泵））机组采用高效双冷冷凝系统，包含完整的载冷剂输配及处理设备，整合先进节能运行控制系统的空调或工艺用冷水（热泵）机组，其可以替代常规机房并整体安装于室外。该机组具有无需专用机房、无冷却塔、结构紧凑、节能高效、低噪音、低振动及生命周期长等特点，具有较为广阔的发展前景。

该机组较传统水冷机房系统可减少装机功率20％以上，运行能耗更可降低30％～50％，高效双冷冷凝系统降低了冷凝温度、减小了冷却水循环流量，比传统水冷机房系统节约耗水量30％～40％。

随着国家相关政策的出台，节能已经成为中央空调发展的趋势，另外环保、智能、健康也是中央空调发展需要考虑的重要因素。采用蒸发冷却（一体式双冷高效冷水（热泵））机组，既能节省建筑空间，缩短施工周期，又能提高SCOP，节约水资源，减少碳排放，体现了空调节能优势。