冷熱源機組,把醫(yī)院各個科室空調需要的熱能和冷能進行搬運的過程,是利用物理熱力學中的氣相和液相的相互轉化進行蒸發(fā)吸熱、冷凝放熱的工作原理來調節(jié)室內溫度的??照{的制冷原理利用了制冷劑氟利昂低溫蒸發(fā)、高溫凝結的特殊物理特性。如氟利昂在標準工況下,冷凝溫度54.4℃,蒸發(fā)溫度-23.3℃。這個一般指在一定壓力下的液態(tài)變氣態(tài)的臨界溫度或氣態(tài)變液態(tài)的臨界溫度,壓力不同溫度是不一樣的。制冷劑它的循環(huán)過程可以將熱量從室內移出,從而實現(xiàn)制冷的效果。
空調系統(tǒng)的制熱制冷循環(huán)過程主要包括四個部分:壓縮、冷凝、膨脹和蒸發(fā)。同時具備制冷制熱功能的空調系統(tǒng),冷熱切換主要通過一個四通管來實現(xiàn)的。
室內制冷過程
首先,制冷劑在壓縮機中被壓縮成高壓氣體,此時溫度升高。然后,高溫高壓的制冷劑通過冷凝器散發(fā)熱量,變成高壓液體。接著,高壓液體通過膨脹閥門進入蒸發(fā)器,此時壓力降低,制冷劑開始蒸發(fā),吸收室外的熱量,從而使室內溫度升高。最后,制冷劑再次進入壓縮機,循環(huán)往復。
1、水冷冷水機組
采用水冷卻方式的冷水機組,冷凝側一般為冷卻塔,地源熱泵或水源熱泵。根據(jù)壓縮機類型又分為螺桿式冷水機組、渦旋式冷水機組、離心式冷水機組,水冷冷水機組一般用于大樓的集中冷源。
2、風冷冷水機組
冷凝側采用空氣冷卻方式的冷水機組,直接利用機組自身的冷凝器把熱量排到空氣中。
3、四管制多功能風冷熱泵機組
四管制多功能風冷熱泵機組集冷熱源于一體,是由壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、可變功能換熱器等組成,采用了兩個獨立回路的四管制水系統(tǒng)。
四管制多功能風冷熱泵機組通常采用雙回路設計,系統(tǒng)運行可靠性高,除了具有單獨制冷、單獨制熱的功能外,還具有同時制冷和制熱功能。冷、熱負荷均可獨立調節(jié),且在12.5%~100%范圍內實現(xiàn)無極調節(jié),隨時滿足用戶側的冷熱需求。
四管制多功能風冷熱泵機組單制冷模式示意圖
四管制多功能風冷熱泵機組單制熱模式示意圖
4、熱回收水冷冷水機組
帶熱回收的冷水機組目前根據(jù)回收冷凝熱的占比分為部分熱回收和全熱回收兩種。部分熱回收是在冷水機組中壓縮機排氣出口后增加熱回收換熱器,對冷凝熱量進行高品位的回收,回收冷水機組排放的部分熱量,一般為顯熱回收。制取熱水溫度較高,熱回收效率較低,節(jié)能性較差。全熱回收是在冷水機組的冷凝器中增加熱回收管束,基本回收了系統(tǒng)排氣中的全部冷凝熱量。制取的熱水溫度較低,熱回收效率較高,節(jié)能性較好。熱回收形式的選取應根據(jù)實際使用需求,結合熱回收效率、水溫和制冷量之間的相互影響進行選用。
水冷螺桿部分熱回收冷水機組示意圖
水冷螺桿全熱回收冷水機組示意圖
5、自然冷卻冷水機組
風冷自然冷卻機組由壓縮機、蒸發(fā)器、風冷冷凝器、膨脹閥、內置板換、乙二醇泵、控制器等相關部件組成。
夏季時,和常規(guī)空調一樣,壓縮機制冷;在室外溫度低于回水溫度2℃時,冷卻盤管自動打開,利用室外冷風冷卻回水,部分自然冷卻;一般情況下,如果室外溫度低于回水溫度5-8℃以上,則壓縮機完quan停止工作,實現(xiàn)完quan自然冷卻。
自然冷卻冷水機組壓縮機制冷模式示意圖
自然冷卻冷水機組部分自然冷卻模式示意圖
自然冷卻冷水機組完quan自然冷卻模式示意圖
6、單元式風冷空調機組
單元式風冷空調機組是一種自帶制冷系統(tǒng)以及空氣循環(huán)和凈化裝置的空調機組,根據(jù)功能段位的不同又包括:直接蒸發(fā)式、直接蒸發(fā)與冷水組合的雙冷源式、冷凝熱回收式。
(1)直接蒸發(fā)式是指空調機組自帶直接蒸發(fā)盤管和壓縮機的空調機組,常用在需要進行深度除濕的新風機組上。
(2)雙冷源式單元式風冷空調機組由兩級表冷器組成,分別是水表冷器和直接蒸發(fā)式表冷器。由于直接蒸發(fā)式表冷器價格較貴,因此通常采用水表冷器對空氣進行預處理,以降低直接蒸發(fā)式表冷器的處理量,進而降低設備投資。該機組第一級為水表冷器,對空氣進行預處理;然后在其后配置了第二級直接蒸發(fā)式表冷器,由于直接蒸發(fā)式表冷器可以將空氣處理至很低的溫度,一般可將新風的含濕量處理到7g/kg左右,因此其除濕效果非常明顯,新風可負擔室內全部濕負荷。
(3)采用直接蒸發(fā)式機組時,宜選用帶有可回收冷凝熱的直膨機組。冷凝熱回收式是指制冷系統(tǒng)設置兩套冷凝器,一套放置在機組內,通過回收冷凝熱來加熱除濕后的空氣,這樣可節(jié)省機組再熱熱量。為了解決冷凝熱回收量的控制問題,該直接蒸發(fā)式表冷器又配置了另一個室外機,該室外機放置在室外,可以將再熱熱量用不掉的冷凝熱通過這個室外機排放掉,達到精確控制再熱空氣溫度的作用。
單元式風冷空調機組可采用變頻技術,設備根據(jù)實際負荷的變化情況自動加減載壓縮機,在充分回收冷凝熱的同時,整個系統(tǒng)運行更加高效節(jié)能。采用單元式風冷空調機組,對冷凍水溫度要求大大降低,特別適用于中小型潔凈工程及老工程改造項目,可以起到很好的節(jié)能降碳的作用。
熱回收式單元式風冷空調機組示意圖
7、地源熱泵機組
地源熱泵由壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥、控制器等相關部件組成。地源熱泵是一種利用地熱能為主要能源,輔以電能的系統(tǒng)。通過機組的作用,它將地下的低位能量轉化為可利用的高位能量。地源熱泵不僅能滿足冬季供暖、夏季供冷的需求,還可以同時解決衛(wèi)生熱水的供應問題,充分顯示了其一機三用的功能特性。需要注意的是地源熱泵對土壤和地下水資源有一定的影響,因此需咨詢項目工程所在地的政策是否允許才可選擇。
8、熱源
潔凈裝備工程常見的熱源形式:燃氣(油)鍋爐、市政供熱、電鍋爐或電加熱、水(地)源熱泵、空氣源熱泵、溴化鋰吸收式熱泵、熱回收再熱利用等形式。醫(yī)院建筑能源需求較大,熱源宜優(yōu)先選用高度集中的城市或區(qū)域供熱,能效好,易于管理。