建筑是我国能源消耗和碳排放的重要领域，其中公共建筑耗能更为突出。截至2018年，我国公共建筑面积占总量21.3%，运行能耗占比却达到33.2%，因此公共建筑节能一直是建筑节能工作的重点。在去年4月住房和城乡建设部发布的国家标准《建筑节能与可再生能源利用通用规范》中，规定公共建筑平均节能率72%，除严寒地区其他气候区居住建筑平均节能率65%，公共建筑比居住建筑要求更高。
而医院建筑作为最特殊的公共建筑，据相关数据显示耗能更是一般公共建筑的1.6-2倍，能源支出占医院运行总费用30%以上。医院场所聚集了大量身体弱势的人群，他们对医院冷暖环境是最基础的需求。而随着看病人群对医院环境要求的不断提高、医疗环境的不断改善，医院冷暖基础配套也在向舒适、控菌等更高标准建设，医院耗能与日俱增。
面对公共建筑节能的硬性规范与需求侧的基础保障问题，如何建设医院冷暖设施成为了一个值得探讨的问题。位于江西宜春市的靖安医院，采用四季沐歌医院场景解决方案，并结合项目情况定制化实施屋顶式空气源热泵冷暖能源站，为解决医院冷暖问题提供了一个可供参考的实践案例。
一、项目背景
自然地理环境上，江西靖安县中医院地处我国南方地区，气候属北亚热带温润气候，四季分明，历年平均气温17℃；雨量充沛，历年平均降水量为 17401 毫米；光照充足，霜期较短，历年平均无霜期为274 天；一年多为西北风，风速偏小。
建筑情况上，江西靖安县中医院新建院区总建筑面积约5.5万㎡，院区包括住院楼、医技楼、门诊大楼、综合楼、医养康复中心、活动中心、健康保健中心、中医医疗中心等多个建筑体，建筑体呈现多样化。
二、用热需求
1、客户需求：冬季供暖、夏季制冷；
2、用热规模：集中供能面积4.6万㎡；
3、设备配置：以空气源热泵为主机能源系统，以风机盘管、新风为末端系统（注：本次设计范围不涉及末端设备）；
4、冷暖负荷：根据专业暖通设计要求，测算冷负荷3602kW；热负荷2315kW。
三、能源站特点
1、选址位置：热泵机组全部布置于医技楼屋面
医院类新建建筑，设置时需综合考虑换热站距离以减少管路输送时的热损，同时需要考虑噪音对病人及其家属的影响。因此在能源站布置上，将机房设置于住院部地下室，空气源热泵机组布置于医技楼屋面，集中供能水系统通过布置于机房内分集水器各个支路向医院用能区域供能。
2、设备选型：低温型空气源热泵机组+磁悬浮冷水机组
根据气候特点及制热量，匹配低温型空气源热泵机组。依据冷热需求，冬季供暖全部采用空气源热泵；夏季制冷优先使用磁悬浮冷水机组，低温型空气源热泵作为补充设备，在保证一定投资基础上实现运行费用最低。
3、控制系统：智能控制+群组控制方式，按需供热
医院新建院区为多功能建筑区，每个功能建筑、甚至每个房间在冬夏、时长、温度等方面的用热需求均有所不同。磁悬浮冷水机组配备智能控制系统，实现自动、定时开关机、部分负荷自调节、防冻保护等控制功能。所有空气源热泵机组以4-5台为一组共分为 4 个群组，以群组为单位进行启停调节控制。
四、解决方案
1、供热系统：共设置19台空气源热泵机组，单台热泵机组供热量 152kW，热泵机组总供热能力 2888kW。冬季采暖时热水供回水温度 45/40℃。
2、供冷系统：采用低温型空气源热泵机组耦合磁悬浮冷水机组（医院自行投资建设）的方案，通过2台磁悬浮冷水机组与 19 台空气源热泵机组将室内热量搬运至室外。其中磁悬浮冷水机组单台供冷量 879kW，总供冷能力 1758kW；单台热泵机组供冷量132kW，热泵机组总供热能力 2508kW；能源站总冷源总供冷装机 4266kW。夏季供冷时冷水供回水温度 7/12℃。
3、设备配置：19台空气源热泵机组、4台循环水泵、高位膨胀水箱
4、控制系统：
（1）采用绿色智慧能源管控平台统筹供能系统，实现设备可靠、高效运行；确保供冷、供热品质；
（2）管控平台可以提供系统优化运行和能耗控制方案，进行节能管理；实时监控设备运行的有关信息，并进行统计和分析；
（3）在能源站补水、空调系统供冷供热、设备耗电等均设置相应的能量计量装置，将数据进行统计分析；
（4）能源站供能系统依据用户侧的用能需求，合理调节系统出力，达到节能运行的目的；
（5）根据实时的冷、热负荷的需求，系统合理确定优先使用的供能设备；
（6）根据冷负荷的逐时变化，适当开启磁悬浮冷水机组，保证整个冷负荷的需求。根据热负荷的逐时变化，适当开启空气源热泵机组，保证整个热负荷的需求；
（7）循环水泵变频运行，减少供冷供热系统输送能耗。
五、经济效益
项目工程2022年9月竣工，系统正处于运行监测中。理论上，按照供暖面积4.6万㎡、夏季制冷120天、冬季供热90天以及当地的电价计算，靖安中医院制冷费用在15.95元/㎡，冬季采暖费在14.86元/㎡左右，冬季供暖季能效可达3.5左右，最大程度保证供暖的高效性。同时高品质的产品设备以及稳定的能源站系统，达成运行时的节能高效性同时兼顾了投资的经济性。
通过创新设计和实施，四季沐歌为江西靖安县中医院设计实施冷暖能源站，应用专业热泵技术产品和控制系统，在满足医院手术区、病房区、检查区等各功能区的基本用热需求上，助力医院节能降耗，为建设绿色医院、推进双碳进程贡献力量。
