淺談某醫院項目冷熱水系統設計特點

何 嵩

福建省閩武建筑設計院有限公司，福建 福州 350000

1 引言

該項目位于福建省，某市按摩醫院綜合樓共6 層；其中一至六層為按摩醫院綜合樓，地下一、二層為車庫及設備用房。

本項目考慮設置集中熱水系統，冷水系統采用地下室生活水箱+變頻泵組的供水方式；熱水系統若考慮采用與冷水水壓平衡的供水方式，因熱水水箱設于地下室，熱水第一循環加熱系統加熱設備因地域限制無法設置，若加熱設備設于屋面，則造成第一循環管路過長，能源浪費且不合理；若考慮熱水水箱和加熱設備設于屋面，則因冷、熱水系統供水方式不一致導致冷熱水水壓不平衡，且冷熱水配水點處水壓不穩定，用水安全性舒適性降低。

2 本工程冷水給水系統設計

冷水系統：某市按摩醫院項目市政接入點水壓約為0.15MPa，故本項目給水共分二個區：a.低區，-1F～1F，由市政管網直接供水，接入點水壓約為0.15MPa；b.高區，2F～5F，采用地下室25m3（有效水量20m3）生活水箱→加壓泵→各用水點，接入點水壓0.44MPa；采用此種分區，充分利用市政水壓的同時，又有效地減小地下室生活水箱的儲存容積。變頻調速供水方式為目前應用較廣的供水方式，是利用控制柜內的變頻器和微機來控制水泵的運行，使水泵按照實際運行參數進行變頻調速供水，把水泵工頻運行時特性曲線中的多余功通過變頻器調頻節約下來。適用于每日用水時間長、用水量經常變化的生活及生產給水系統中，凡需要增壓的給水系統及熱水系統均可采用。市政水壓不足的樓層采用變頻供水方式，基礎建設簡單，系統中只需要容納幾臺水泵和一個控制柜的水泵房，占地面積小，設備的可靠性較高，使用周期長，能滿足市政水壓無法滿足的建筑的需要；有水箱儲水，在市政管網停水時能應付短時連續供水；該系統在設定水泵出水壓力的情況下，水泵的出水量可通過變頻調速改變供電頻率進而改變水泵轉速來實現；供水壓力控制在水泵高效區壓力范圍內，避免出現小用水量工況時管網壓力超壓的現象；系統除了變頻調速主泵外，還配置有小泵和氣壓水罐，在夜間或管網小流量運行工況時，給水設備即自動切換到小泵和氣壓水罐聯合工作，縮短低效工作時間，提高系統工作效率，使系統設計更節能。但變頻供水也存在供水能源消耗大，對電源要求較高，保護功能要齊全可靠；當供水范圍小、用水變化幅度大時，節能效果不明顯且不節能；由于屬于二次供水，仍然存在水質污染問題，嚴重時會出現紅蟲，設備運行時有水泵震動，噪音大；安裝、清洗維護麻煩等缺點［1］［2］。

3 本工程熱水給水系統設計

熱水系統：本項目熱水水源為市政自來水。隨著現代醫學科學的迅速發展，新技術、新設備層出不窮，醫院建筑也面臨著新的設計理念。熱水系統的設計不僅需要滿足醫院建筑中使用功能和設備不同功能的要求，而且必須安全可靠、合理節能。根據甲方要求，本項目設置集中熱水系統。對比普通開式系統與承壓式閉式熱泵系統：普通開式水箱，沒有承壓功能，末端需額外配置加壓泵。而冷水壓力來自管網，熱水壓力來自末端加壓泵，所以冷熱水壓力不平衡，導致末端出水忽冷忽熱，且加壓泵耗能。承壓式水熱泵系統，屬于封閉式儲存，在儲存過程中水體不與空氣接觸，空氣中的雜質和微生物不會進入到水體中，水體中用于保護水質的添加物如氯離子等也不易揮發，而且水體在儲存過程中絕大多數時間是流動的，是“活水”；末端無需額外配置加壓泵，節能水泵耗能，而熱水壓力完全來自冷水管網，所以冷熱水壓力平衡，末端可保證恒溫出水；且閉式熱水系統，水和空氣沒有接觸，不容易滋生細菌，可保證水質清潔；且小水箱設計，無需擔心屋頂承重問題；且承壓式儲水箱具有［3］：（1）應急儲供水，可以即時儲存管道中的新鮮水流，在供水故障時為用戶提供安全用水保障；（2）自動排氣，它能隨時排除管道內的空氣，消除管道水錘音；（3）能吸收管道中因水壓變化而產生的沖擊能量，延長管道材料與設備的使用壽命等三大功能。但承壓式熱水系統也具有如下缺點［4］：（1）較費電，要經常啟用電加熱。因為冷水和熱水在水箱中要進行混合和熱交換，使水箱中的水溫很快下降，導致熱水利用率降低。為了能夠滿足用水，只有經常啟用電加熱來繼續加溫。因此較費電。（2）承壓式采用熱管加熱，管中不走水，利用傳輸介質導熱，采熱片在水箱桶中的觸頭溫度非常高，堿性很大時很容易結垢，很快會降低熱效能，甚至燒毀。因本項目屋面條件有限，且五層多為按摩室等多種對安靜要求高的功能房間，若考慮開式水箱配增壓泵系統設計，影響五層功能房間使用的同時也占用較大屋面面積。

故綜合考慮后本項目熱水系統采用承壓式空氣源熱泵加熱系統結合冷水系統的變頻泵組+冷水生活水箱的供水方式，保證冷熱水水壓平衡的同時，又節省設備管路，提高能量利用率。

4 結束語

隨著時代的發展，社會的進步，人們生活水平的日益提高，生活熱水供應成為人們生活中不可缺少的一部分。承壓式儲水箱熱泵系統，由冷水壓力供應熱水，無需設置大功率熱水增壓設備，冷熱水水壓來源相同能保證冷熱水系統的水壓平衡，熱水在多個儲熱水箱內儲存，可減少水箱間的冷、熱水混合不均勻現象，有利于保持全日供應熱水的恒溫恒壓，且閉式水箱與大氣隔絕，便于定期清潔、維護，還有利于避免水質二次污染。一體化的系統設計、組件和施工，設計及安裝更加靈活便捷，且場地的限制影響較小。但由于承壓式熱水箱熱泵系統能承受的冷水壓力有限，造價也高于傳統開式熱泵系統，由此導致在應用及適用范圍上受到建筑類型及造價的限制，不如傳統熱泵系統應用廣泛。因此實際應用中應合理選用熱水系統加熱形式等，因地制宜，發揮應有的節能效果，使人民的生活環境更趨于安全、舒適、健康、環保［5］［6］。