基于綠色理念的醫(yī)院建筑中地源熱泵技術(shù)應(yīng)用

1、基于綠色理念的醫(yī)院建筑中地源熱泵技術(shù)應(yīng)用 【摘要】 隨著人們保健意識(shí)的日益提高， 人們自然對(duì)醫(yī)療環(huán)境的要求也相應(yīng)提高，對(duì)于現(xiàn)代化醫(yī)療建筑建設(shè)者來講，營(yíng)造生態(tài)保健型綠色醫(yī)院就成為我們的努力方向，在現(xiàn)代醫(yī)院建筑中引入綠色節(jié)能的地源熱泵技術(shù)，使醫(yī)院真正成為人類和諧舒適，環(huán)境優(yōu)美，綠色生態(tài)的現(xiàn)代化療養(yǎng)場(chǎng)所。因此，地源熱泵系統(tǒng)在現(xiàn)代醫(yī)院建筑中具有很大的應(yīng)用價(jià)值，它將成為我國(guó)醫(yī)院建筑節(jié)能領(lǐng)域重點(diǎn)推廣的技術(shù)之一。 【關(guān)鍵詞】 綠色醫(yī)院，建筑，空調(diào)，地源熱泵 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，人們保健意識(shí)的日益提高，對(duì)醫(yī)療環(huán)境的要求也相應(yīng)提高，營(yíng)造生態(tài)保健型綠色醫(yī)院就成為我們的努力方向。因此在現(xiàn)代醫(yī)院的方案立項(xiàng)、規(guī)劃、

2、設(shè)計(jì)中，我們應(yīng)結(jié)合人類生命科學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)等新觀念，在現(xiàn)代醫(yī)院建筑中引入綠色節(jié)能的地源熱泵技術(shù)，以改善醫(yī)院的空氣質(zhì)量，優(yōu)化醫(yī)院的氣流循環(huán)，降低醫(yī)院能量消耗，擴(kuò)大醫(yī)院綠化覆蓋率，使醫(yī)院真正成為和諧舒適、環(huán)境優(yōu)美、綠色生態(tài)的現(xiàn)代化療養(yǎng)場(chǎng)所。 1.地源熱泵技術(shù)的工作原理 1.1什么是地源熱泵 地源熱泵系統(tǒng)，又稱地源中央空調(diào)，是一種利用淺層和深層的大地能量，包括土壤、地下水、地表水等天然能源作為冬季熱源和夏季冷源，然后再由熱泵機(jī)組向建筑物供冷供熱的系統(tǒng)，即自然能源，經(jīng)過逆向熱力循環(huán)，提升為建筑能源的一種高效節(jié)能熱力系統(tǒng)。地源熱泵系統(tǒng)，是一種利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空調(diào)系統(tǒng)。 1

3、.2 系統(tǒng)組成及分類 地源熱泵系統(tǒng)，通常由地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)、熱泵機(jī)房系統(tǒng)、建筑物內(nèi)末端熱交換系統(tǒng)三部分組成。我們按照安裝位置（安裝地點(diǎn)）可分為地上（室內(nèi)）和地下（室外）兩部分，地上部分主要由暖通設(shè)備組成。地下部分也稱為地下耦合系統(tǒng)或地下熱交換器，目前應(yīng)用較多的有3種形式：開式循環(huán)系統(tǒng)、閉式循環(huán)系統(tǒng)、混合循環(huán)系統(tǒng)。地源熱泵系統(tǒng)按地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)的不同可分為地表水地源熱泵系統(tǒng)、地埋管地源熱泵系統(tǒng)、地下水地源熱泵系統(tǒng)（圖1）。 圖1地源熱泵系統(tǒng) 2.地源熱泵技術(shù)在醫(yī)院建筑的應(yīng)用 2.1高效節(jié)能，綠色環(huán)保 地源熱泵系統(tǒng)在夏季高溫差的散熱和在冬季低溫差的取熱，使得其地下部分的換熱效率很高，因此在產(chǎn)生同樣熱量

4、或冷量時(shí)，只需小功率的壓縮機(jī)就可實(shí)現(xiàn)，而且冬季運(yùn)行不需要任何輔助熱源和除霜系統(tǒng)，大大地減少了電能消耗和空調(diào)主機(jī)除霜的能耗損失，從而達(dá)到空調(diào)主機(jī)節(jié)能的目的，與鍋爐（電、燃料）供熱系統(tǒng)相比，鍋爐供熱只能將90%以上的電能或7090%的燃料內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱量，供用戶使用，因此地源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省二分之一以上的能量；同時(shí)地源熱泵系統(tǒng)既不破壞地下水資源，又無任何污染，可以建造在人口密集的現(xiàn)代醫(yī)療區(qū)域內(nèi)，沒有燃燒，沒有排煙，沒有任何氣體排放到大氣中，也沒有廢棄物，即無污染物排放，無噪音及霉菌污染，不需要堆放燃料廢物的場(chǎng)地，且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量，可大幅度降低溫室氣體的排放

5、，既保護(hù)了環(huán)境，又可以大大降低溫室效應(yīng)，減緩全球變暖的進(jìn)程，是一種理想的節(jié)能、環(huán)保的“綠色技術(shù)”。 2.2 機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定可靠 地源熱泵系統(tǒng)的冷熱源是地層，而地層溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于環(huán)境的空氣溫度波動(dòng)，冬季比環(huán)境空氣溫度高，夏季比環(huán)境空氣溫度低，溫度波動(dòng)范圍一般為1025，特別像浙江某新院這類的現(xiàn)代化醫(yī)院，處于浙江溫州濕地的島嶼內(nèi)，冬暖夏涼，具有得天獨(dú)厚的資源優(yōu)勢(shì)，地源熱泵系統(tǒng)的冷熱源很好；同時(shí)由于溫度的恒定性，使得系統(tǒng)的壓縮機(jī)工作穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)設(shè)備中制冷劑壓力過高或過低的現(xiàn)象，運(yùn)行更加穩(wěn)定。在系統(tǒng)機(jī)組設(shè)計(jì)和配置上，每臺(tái)機(jī)組采用相對(duì)獨(dú)立供冷或供熱系統(tǒng)，只要地埋管道系統(tǒng)運(yùn)行正常，個(gè)別

6、機(jī)組故障將不影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。機(jī)組的運(yùn)行狀況穩(wěn)定，幾乎不受環(huán)境溫度變化的影響，即使在寒冷的冬季制熱量也不會(huì)衰減，更不會(huì)出現(xiàn)因結(jié)霜除霜時(shí)停機(jī)現(xiàn)象，即使系統(tǒng)處于嚴(yán)寒的冬季，機(jī)組也可以源源不斷地向病房、門診等用戶供熱。由于系統(tǒng)的工況穩(wěn)定，所以可以設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單系統(tǒng)，部件較少，機(jī)組運(yùn)行簡(jiǎn)單可靠，維護(hù)費(fèi)用低；自動(dòng)控制程度高，可無人值守；此外，機(jī)組使用壽命長(zhǎng)，據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)，機(jī)組壽命在20年以上。 2.3 降低建筑和人力成本 投入地源熱泵系統(tǒng)沒有冷卻塔、鍋爐房和其他附屬用房，省去了鍋爐房，冷卻塔及附屬的油罐、煤場(chǎng)、渣場(chǎng)所占用的寶貴面積，節(jié)省了建筑空間和醫(yī)院地皮，降低醫(yī)院建筑的土地成本，產(chǎn)生附加經(jīng)濟(jì)效益，并改善了環(huán)

7、境的外部形象。省去鍋爐房，省去鍋爐值班和維護(hù)人員，大大節(jié)省醫(yī)院的人力成本， 排除鍋爐房供暖后產(chǎn)生的噪聲污染、煙塵危害等憂慮，符合現(xiàn)代醫(yī)院減能節(jié)排，減員降耗，高效運(yùn)轉(zhuǎn)的后勤改革的發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)地源熱泵系統(tǒng)省去鍋爐房和儲(chǔ)油庫(kù)等危險(xiǎn)設(shè)施，排除了現(xiàn)代醫(yī)院很大的安全隱患，是創(chuàng)建平安醫(yī)院的有利條件。 3. 經(jīng)濟(jì)效益分析 由于地源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定，一般為1025，其制冷、制熱系數(shù)可達(dá)3.54.4 ，與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比，要高出40%左右，其運(yùn)行費(fèi)用為普通中央空調(diào)的50%60%。維修量極少，使用壽命和建筑物同期，折舊費(fèi)和維修費(fèi)也都大大低于傳統(tǒng)空調(diào)。在工程的造價(jià)上，地下布管工程造價(jià)約占系統(tǒng)工程的總造

8、價(jià)的三分之一。據(jù)估算，在初投資方面地源熱泵系統(tǒng)比普通的熱泵機(jī)組要大，約是普通成本的2倍，但在運(yùn)行成本上有較大的優(yōu)勢(shì)，據(jù)美國(guó)環(huán)保署（epa）估計(jì)，土壤源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)比風(fēng)冷熱泵的運(yùn)行費(fèi)節(jié)約30%40%，這主要在主機(jī)的運(yùn)行效率上得以體現(xiàn)。地源熱泵系統(tǒng)不僅一機(jī)多用，還可以代替原來的鍋爐加制冷機(jī)的兩套裝置或系統(tǒng)，不僅節(jié)省了大量能源，而且減少了設(shè)備的初投資。同時(shí)該系統(tǒng)緊湊，省去了鍋爐房和冷卻塔，節(jié)省建筑空間，也有利于建筑的美觀。如上所述，地源熱泵系統(tǒng)的另一個(gè)顯著的特點(diǎn)是大大提高了一次能源的利用率，因此具有高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，它比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率要高約40%60%。另外，地源溫度較恒定的特性，使得熱泵

9、機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定，整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用也較鍋爐-空調(diào)系統(tǒng)大大減少，保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。 結(jié)束語 雖然地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)，在國(guó)內(nèi)的基礎(chǔ)性研究和醫(yī)院建筑的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還不足，所以有些內(nèi)容只能引用國(guó)外文獻(xiàn)。但相信隨著國(guó)家政策的進(jìn)一步引導(dǎo)，地源熱泵技術(shù)的不斷發(fā)展以及進(jìn)一步完善成熟，其充分利用地下熱能資源方面的生態(tài)環(huán)保優(yōu)勢(shì)會(huì)更加顯著，此項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用必將越來越廣泛。對(duì)于追求綠色生態(tài)的現(xiàn)代化醫(yī)院建設(shè)者來說，地源熱泵系統(tǒng)具有很大的應(yīng)用價(jià)值，相信不久的將來它將成為我國(guó)醫(yī)院建筑節(jié)能領(lǐng)域重點(diǎn)推廣的技術(shù)之一。 參考文獻(xiàn) 1周麗萍，劉志新，高建. 上海某大型醫(yī)院建筑能耗審計(jì)和節(jié)能措施的分析j. 工業(yè)建 筑，2008，06：9-11+101. 2沈晉明，馬曉瓊. 醫(yī)院建筑特點(diǎn)與節(jié)能j. 暖通空調(diào)，2007，08：72-78. 3路賓，曹勇，宋業(yè)輝，周輝，王虹，羅濤. 上海醫(yī)院建筑用能狀況分析與節(jié)