新建醫院復合式多能源供冷供熱系統的設計

朱培根

（山東宜美科節能服務有限責任公司，山東 濟南 250000）

1 項目概況

某新建醫院為三級甲等綜合醫院，總建筑面積為11.26萬m2，包括病房樓、門診醫技樓、感染科綜合樓、職工宿舍樓、后勤綜合樓及門衛6棟建筑。醫院用熱、用冷需求包括10.33萬m2的地上建筑冬季供暖及夏季制冷、病房樓生活熱水需求，設計總冷負荷為9000kW，設計總熱負荷為8300kW，生活熱水設計日熱水用量為350t。原設計熱源為城市熱網供熱，設計冷源為冷水機組，由于醫院建筑冬季供暖具有特殊性，采用城市熱網采暖期固定，系統運行靈活性差，設計采用地埋管地源熱泵系統為建筑提供冷、熱源，病房樓生活熱水制取采用地源熱泵、太陽能、燃氣熱水鍋爐復合式多能源系統。

2 地源熱泵系統設計

2.1 地源側設計

采用TRNSYS軟件進行全年動態逐時冷熱負荷計算，夏季空調設計冷負荷為9000kW，累計冷負荷估算為1050萬kWh，冬季采暖設計熱負荷為8300kW，生活熱水調峰負荷為850kW，累計熱負荷負荷估算為825萬kWh。

建設單位提供的巖土綜合熱物性參數值：導熱系數為 1.623W/（m·K），比熱容為 1890kJ/（m3·K），巖土體初始溫度為15.6℃。按照《地源熱泵系統工程技術規范》（GB 50366—2005）附錄B推薦算法和ASHRAE手冊推薦的簡化算法進行地埋管換熱器的設計計算。經計算，設計鉆孔長度為Lh=293847.84m，單井設計有效深度為120m，所需孔數為Nh=2449個；鉆孔孔徑為150mm，鉆孔內設置單U型地埋管換熱器，U型管公稱外徑為DN32，承壓為1.6MPa。

為了保證地源熱泵系統常年供冷、供熱運行的可靠性和經濟性，必須保證地源熱泵系統常年運行時，地下巖土的溫度基本保持不變。……