摘要：随着生活水平提高，人们对生活热水的需求量在逐渐加大，同时国家环保和节能政策的出台，医院各科室对热水的供应也有不同的要求，通过以下医院设计案例，进一步探讨热水系统于绿色节能方面应用。
Abstract：With the improvement of living standards，people's demand for domestic hot water is gradually increasing.At the same time，the national environmental protection and energy-saving policies are introduced.Different departments in hospital have different requirements for the hot water supply.Through the following hospital design cases，this paper will further explore the application of hot water systems in green energy-saving perspective.
关键词：医疗建筑热水；空气源热泵+太阳能热水系统；绿色节能
Key words：Medical building’s hot water；Air source heat pump + Solar water heating system；Green energy-saving
1 设计案例项目一
1.1工程概况
广州市妇女儿童医疗中心增城院区项目位于增城中心城区西北面，北邻广汕公路，南侧为挂绿湖北一路。总用地面积72660平方米，总建筑面积219970平方米，床位数1000张。主要单体建筑有门诊医技楼、住院楼、周转楼、感染楼、开关房，其中地上建筑面积137919.8㎡，地下建筑面积82050.2㎡。
其中门诊医技楼共5层，建筑高度23.75m；住院楼共15层，建筑高度65.75m；感染楼共3层，建筑高度14.15m；周转楼共14层，建筑高度56.25m；开关房共1层，建筑高度5m。
住院楼热水系统图
1.2住院楼、门诊医技楼热水系统设计
医院用水要求高，用水点多且分散，本项目除公共卫生间、清洁间及污洗间外，其余住院部、门诊部、医技部卫生间的淋浴间、洗手盆均供应热水。本项目采用集中热水供应系统，并设有循环管网。热源为设在天面的空气源热泵，住院楼高区在夏天空调机组运作时利用空调余热加热热泵初次进水，提高进水水温。
出于医院承包管理的需要，院方要求每个科室（包括住院部）均能独立计费，经与甲方的再三沟通，抛弃传统的竖向立管供应方式，采用横向的水平管供应方式，并在热水始端加设热水表，回水末端加回水计量表，通过两者之差收费，以满足甲方的要求。横干管由于管路过长，均放大管径且不变径。
2设计案例项目二
2.1工程概况
广州呼吸中心项目选址在荔湾区大坦沙岛桥中路，本期项目用地面积84920㎡，总建筑面积193690㎡，其中地上建筑面积146838㎡，地下建筑面积46852㎡。项目被规划二路划分为东、西两个地块，其中西地块设置1200床综合医院，东地块为国家重点实验室和学术科研楼。
其中西地块综合医院门诊楼共5层，建筑高度为22.52米：住院楼20层，建筑高度为78.30米，其中裙房医技部分为6层，建筑高度为27.4米。
东地块国家重点实验室共15层，建筑高度为68.35米，学术科研楼共7层，建筑高度为36.35米。
2.2西地块热水系统设计
医院用水要求高，用水点多且分散，本项目除公共卫生间、清洁间及污洗间外，其余住院部、门诊部、医技部卫生的淋浴间、洗手盆均供应热水。采用集中热水供应系统，并设有循环管网。热源为设在天面的空气源热泵加太阳能，并在夏天空调机组运作时利用空调余热加热热泵初次进水。
门诊区、医技区采用横向水平管供水，每层各设了三条立管，按每个科室就近设置一个分水表，尽量缩短横向水平水管。住院部设总水表计量，采用竖向立管供应方式，冷、热水立管敷设在管井内，靠近用水点，使不循环部分的支管热水能在最短的时间到达用水点，减少支管的冷水放水量，节约造价、节省用水。
3热水系统的热源
热水系统主热源采用空气源热泵加闭式承压热水罐，辅助热源则采用太阳能或空调热回收利用。太阳能辅助加热系统是尽可能的利用可再生能源预热自来水，空调热回收间接利用是利用空调系统巨大的冷却水热量通过高效率容积式换热器预热自来水，一次性投资较低，热水的卫生性能有保证，系统运行稳定，亦能减轻空调系统冷却负担，节能效果明显，达到双赢的目的。
妇女儿童医院住院部高区热水系统热源采用空气源热泵加闭式承压热水罐，热泵在本地域标准工况下COP（性能系数）约等于4.6，最不利工况时亦能保持COP≥3.0，较燃油、燃气、电锅炉（平均效率分别约为70%，80%，95%）等热源全年平均可节70％的能源及运行费用，无任何燃烧排放物既安全可靠又节能环保。电辅助加热保证了在极端恶劣的天气环境中空气源热泵系统的可靠性。同时利用空调系统巨大的冷却水热量通过高效率板式换热器预热自来水，热回收系统节能效果明显，亦能减轻空调系统冷却负担，达到双赢的目的，热水系统分区同冷水系统，同程回水、机械循环，经这几年的运行证明该热水系统性能稳定，经济节能。
广州呼吸中心项目热水系统热源采用选择太阳能集热器与空气源热泵组合提供生活热水。为保证太阳能的利用率，充分利用太阳能产热效率，太阳能系统与热泵系统采用串联组合设计，每套加热系统均独立设计储热水箱（冷水补水→太阳能系统储水箱→热泵系统储水箱→热水供水管网）太阳能足够时，经太阳能储热水箱的出水水温已达设定值，水进入辅助热源储热水箱后，可不启用辅助热源直接供水；当太阳能不足时，未达设定水温的水进入辅助热源储热水箱，由辅助热源加热至供水温度后供生活热水。保证系统在24h有热水使用的前提下，也确保了太阳能利用率。
太阳能热水器产品主要是通过吸收太阳光照及辐射能量而产生热量对冷水进行加温供应生活热水的，日照强度及时间以及环境温度对太阳能产品的制热效果有十分重要的影响。广州地区太阳辐射量高月份为5~12月份，低月份为1~4月份，太阳辐射量高月份与低月份的热水用水量及耗热量变化较大，两个不同时间段每日热水用水量相差高达30%~60%，每日耗热量相差达45%~75%。
在5~11月份期间太阳日照时间相对较长，冷水温度较高，加热所需热量较少，因此在此期间太阳能加温热水效果较好，效率高，是热水理想的加热产品，此时单位面积平板式太阳能集热器产水量可按100L /m2计算。为提高太阳能使用效率，节省投资；本项目以在5~12月份期间太阳能集热器工作能力选型。
而在1~4月份期间，是一年中气温较低的时间段，阴雨天占有相当多的一部分时间，在此期间，太阳能产品实际使用效果差，利用率低，效率低，主要通过辅助加热设备产生生活热水；即在1~4月份期间主要使用空气源热泵加热生活热水，本项目以空气源热泵机组在最冷月的工作能力进行选型。
系统以保证太阳辐射量较高月份期间的生活热水量作为标准进行配置，太阳能热水量可按规范定额标准的50%~60%计算，辐射热量取年日辐射量较高月份的平均值，有效的在光照较好的月份充分利用太阳能光热提供生活热水，在光照较差的月份以热泵为主要热源提供生活热水，太阳能系统初期投资费用将减少50%以上。充分利用太阳能的热量，热泵根据终极热量进行补充不足部分热量。
空气源热泵选型按规范热水定额100%用水率计算冬季工况小时供热量，计算热泵机组小时供热量时，工作时间建议按12~16h确定，选型时一定要参照对应机型在当地低温工况的制热量，要注意根据使用水质标准明确热泵机组冷凝器的材质
热水系统回水分别接入太阳能水箱及热泵水箱，采用三通阀进行切换，三通阀根据太阳能水箱及太阳能集热系统温度进行切换，当太阳能水箱温度值≤50℃且太阳能集热系统水温-太阳能水箱水温≤3℃（可调）时，热水回水不经过预热罐，直接回到空气源热泵系统热水储水箱，最大限度的利用太阳能能量而尽量减少热泵工作的能耗。
4.结论及建议
4.1 医院用水点多且分散，如采用每个护理设分表，水平管道及配件增多，且敷设在走廊及病房等位置，检修困难，造价增高，且只有一根总管，安全性降低；热水到达用水点的时间比传统的竖向立管供应方式，放水时间长；热水的计量为热水供水水表与回水水表的差额，与实际有较大误差。
4.2 热水系统分区同冷水系统，且采用承压热水罐的闭式系统，较开式水箱的储热方式冷热水点压力平衡，控制简单，水质保证，为消除污染隐患，采用银离子消毒法，各分区均采用机械循环，同程回水、保证了系统的良好运行。
4.3辅助加热采用太阳能集热系统，通过光照辐射吸热，而产生免费的生活热水；热泵是一种能量搬运的机器，年平均COP值高达4.0以上；两者均属于绿色、环保无污染产品，符合节能环保要求，太阳能热水系统，热泵均被列为可再生能源技术产品，两者结合使用，节能率与传统燃气设备比高达80%~85%。
4.4 洁净手术室内的给水质量直接影响室内的洁净度、手术质量。根据《医院洁净手术部建筑技术规范》（GB50333-2013），设计采取两路环形供水，保证水量和水压，达到供水不间断。洁净手术部刷手间热水采用分散式容积电热水器供应，输送管道短，水温不低于60°C，保证储水温度不利于肺炎双球菌的生长，并安装小型除菌过滤设备，末端设调温混合阀，调节供水温度，保证舒适的供水温度。
4.5 洗手盆的水龙头及小便斗的冲洗阀均采用感应式；蹲厕冲水采用脚踏式自闭冲洗阀。在“非典”这种突发性疫情过后及在医院这种特殊的环境下，能有效减少人对用水器具的接触、防止病菌的交叉传染的措施显得尤其重要。
论文作者:刘碧娟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/19
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