xujie873020 中央空调设备选型及技术经济对比分析3文档格式.docx
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二、主要系统介绍、分类及特点:
1、一拖一分体空调
一拖一分体空调的特点是一个室外机连接一个室内机，室外机体积小，可以安装于预留的空调位，室外机功率较小，每个房间的内机和外机都单独控制，两组之间的管道采用铜管接头连接
一拖一分体空调特点：
1价格：
是所用空调系统中综合投资最低的空调。
2舒适性：
气流不均匀，有劲吹，舒适度比较低。
许多人都觉得分体机对着人吹，非常不舒服。
3美观性：
室外机须零散的悬挂在外墙上或装于室外地面上，影响外装修效果。
4运行费用：
是所用空调系统中综合能效比（综合能效比为2.6～3）最差的空调。
5维护：
分体空调的外机遍布在各处，制冷压缩机不仅数量多而且多数悬挂于外墙上，出了故障维修维度大。
6寿命：
一拖一分体空调设计寿命为10年，在空调系统中寿命最短。
7冷媒：
分体空调的冷媒是R22，不是环保冷媒。
多联机中央空调机组：
一台室外机通过管路能够向若干个室内机输送制冷剂液体
工作原理
其工作原理是通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内换热器的制冷剂流量，通过控制室内外换热器的风扇转速，适时地满足室内冷热负荷要求的高效率冷剂空调系统。
一般都采用直流变频压缩机或多台直流变频压缩机组合来实现压缩机容量控制。
多联机VRV空调系统图
多联机俗称”一拖多”，其主导思想是“变频、一拖多”，指的是一台室外机通过配管连接两台或两台以上室内机，室外侧采用风冷换热形式、室内侧采用直接蒸发换热形式的一次制冷剂空调系统。
目前多联机空调系统在办公楼、公寓、商场、酒店、医院和学校等场所中得到广泛应用。
多联机空调系统特点
市场上以日资品牌和国产品牌为主，其中日资品牌价格较高，国产品牌价格适中。
多联机系统组合方便、灵活，可以根据不同的使用要求组织系统，满足不同工况房间的使用要求。
气流均匀，舒适度好。
多联机空调系统室内机有多种款式，可针对房间吊顶，能分别采用嵌入式、内藏风管式，使室内机与房间装潢紧密配合。
多联机系统采用的风冷式室外机一般设置在屋顶，不像集中式空调系统中的冷水机组、冷（热）水循环泵等设备需占用建筑面积。
多联机系统可以根据系统负荷的变化自动调节压缩机的转速来改变制冷剂流量，保证机组以较高的效率运行。
部分负荷运行时能耗降低，全年运行费用较低。
是所用空调系统中综合能效比（综合能效比为5.4～5.8）最高的空调系统。
多联机系统的零部件主要集中在室外机与室内机内，时间智能集成控制，维护简单。
多联机设计寿命为30年。
多联机冷媒为高效环保冷媒R410A。
风冷热泵机组的输送介质为水。
它是由室外主机产生空调冷、热水，由管路系统输送至室内的各末端装置；
在末端装置冷热交换产生出冷、热风，以维持室内较舒适的温度。
所谓模块机其实就是一种控制方式，模块式风冷冷水机组是由各个独立的单元风冷热泵机组组合而成，靠机组的运行台数或压缩机的运行个数来进行能量调节，一般以一个压缩机为一个控制模块，根据交换效果来控制压缩机的投入或退出，控制系统能根据每台机组的运行时间自动调节机组起停。
风冷模块式机组每个模块均有两套独立的工作系统，如果其中一套系统有故障，不会影响其它系统的正常运行，而且可不停机进行维修，整个空调系统不会受到影响，可靠性强。
目前用于风冷热泵的压缩机型式主要有涡旋式、螺杆式三种型式。
模块机组每个单元模块的名义制冷量不同，有40kw、60kw、80kw和120kw可选，通过组合1-8个相同或不同的单元模块，构成制冷量在40-960kw范围的空调机组，能够满足各种环境的需要。
广泛应用于新建的大小工业与民用建筑空调工程。
适用场所如：
1000-20000㎡的宾馆、酒店、餐厅、办公大楼、商场超市、影院、体育馆、医院及厂房等各类建筑。
机组特点：
（1）各模块单元既可串联并联安装又可独立安装使用，适用于不同场所。
应用范围广、空间伸缩性强。
可根据用户需要组合模块单元的数量，能量适用范围广。
（2）模块化机组的可靠性高，该风冷热泵机组由数个模块组成，任何模块的临时检修停运都不会影响整机的正常运行，大大提高了整个空调系统的合理性和可靠性。
（3）风冷模块机组可任意放置屋顶或地面，没有机房设施和冷却水塔系统，不占用有效使用面积。
同时安装施工工作大为简便。
（4）由于风冷模块机组在运行过程中是全电脑自动控制，所以日常不需要专业技术人员管理，
（5）投入或退出的电功率较小，比较节能，对局部电网冲击小。
（6）初投资较高，运行费用适中，维修、保养方便，缺点是占地面积大。
（7）能效比低于水冷换热方式风冷热泵机组，受环境温度的影响较大，环境温度低于-5℃一般需增加辅助电加热。
3、单元模块式风冷热泵空调主机图片2、模块式风冷热泵空调主机效果图
风冷螺杆热泵机组与水冷螺杆机组的工作原理类似，不同的是风冷螺杆热泵机组是以空气作为冷热源，通过风机冷却主机冷凝器制冷剂后，制冷剂在主蒸发器里吸收媒介水的热量，使媒介水变成低温冷冻水（或温水），冷冻水（或温水）用水泵循环至室内末端装置，在末端装置处冷（热）水与室内空气进行热量交换。
而水冷机组是由冷却水来冷却冷凝器的，即冷却塔。
同时风冷螺杆式热泵机组在机组内部至少增加了一个四通换向阀，做为制冷或制热的功能切换。
空调机组安装时直接置于屋顶或室外空间，无需专用机房、冷却塔、冷却水泵、冷却水系统，热泵型机组还可以代替热水锅炉取暖。
单机制冷量从253kW到1165kW能够满足各种环境的需要，适用于各种商用和民用建筑，如商场、餐厅、办公楼、宾馆、住宅等。
图1-1水冷螺杆式机组安装示意图图1-2风冷螺杆式机组安装示意图
风冷热泵螺杆机组特点
·
运行宁静、安全可靠，风机电机的防护等级达到IP54，可防尘、防水，使用安全可靠。
安装方便，不需要冷却塔、冷却水泵及专用机房。
可安装于屋顶、地面等室外地方。
采用智能化微电脑程序控制，具有强劲的温度调节能力，稳定可靠，节能低噪。
图三、风冷螺杆机机组图片
以热能为动力，以水为制冷剂，以溴化锂溶液为吸收剂，制取0℃以上的冷媒水。
吸收式制冷机主要由发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器组成。
当溴化锂水溶液在发生器内受到热媒水加热后，溶液中的水不断汽化；
水蒸气进入冷凝器，被冷却水降温后凝结；
随着水的不断汽化，发生器内的溶液浓度不断升高，进入吸收器；
当冷凝器内的水通过节流阀进入蒸发器时，急速膨胀而汽化，并在汽化过程中大量吸收蒸发器内冷媒水的热量，从而达到降温制冷的目的；
在此过程中，低温水蒸气进入吸收器，被吸收器内的浓溴化锂溶液吸收，溶液浓度逐步降低，由溶液泵送回发生器，完成整个循环。
吸收式冷水机组常见的有直燃型、蒸汽型、热水型三类。
其冷量范围为230到5800KW，适用于大型、特大工程。
系统特点：
直燃型溴化锂空调系统，需要专用机房和储油罐。
系统复杂，维护保养要求也高，因此必须配专人管理和维护。
系统初投资较低，但运行费和维护保养费用高，机组能耗高。
空调效率高。
但系统对气密性要求高，即使漏入微量的空气也会影响冷水机组的性能，一般制冷量年衰减量高达10—20%。
工作原理：
螺杆机组的核心是采用螺杆式压缩机，该压缩机是一种回转式的容积式气体压缩机，能在低蒸发温度或高压缩比工况下可单级压缩，通过滑阀装置，使制冷量可在10～100％范围内进行调节。
其系统由蒸发器、螺杆式制冷压缩机、冷凝器和节流装置4大部件组成封闭式工作系统，在满液式或卧壳式蒸发器中，制冷剂液体在较低的饱和温度、压力状态下，吸收进入蒸发器传热管内冷水的热量而沸腾气化，相对的使管内冷水出水温度下降，通过管道输送提供给室内气-水热交换器冷却送风，达到制冷的目的。
水冷螺杆式冷水机组不具备制热制热功能，要制热功能还需另外配置锅炉等加热装置。
水冷螺杆式冷水机组单机制冷量从150到4000KW，适用于中、大型工程。
系统特点：
螺杆机组COP值较高，但通过水载体输送到客户末端，有一定的冷量损失，而且只能实现单冷，制热还需另外配置锅炉等加热装置，需要专用机房和锅炉房，还需专人值守；
初投资较低，运行费用高。
它具有结构紧凑、体积小、重量轻、占地面积小、操作维护方便、运转平稳待优点。
7、水冷离心机组
离心式冷水机组是利用电作为动力源，氟利昂制冷剂在蒸发器内蒸发吸收载冷剂水的热量进行制冷，蒸发吸热后的氟利昂湿蒸汽被压缩机压缩成高温高压气体，经水冷冷凝器冷凝后变成液体，经膨胀阀节流进入蒸发器再循环。
从而制取7℃-12℃冷冻水供空调末端空气调节。
半封闭电机：
以液态冷媒冷却，恒温。
运动部件少，故障率低，可靠性高。
性能系数值高，一般在6.1以上。
15%-100%负荷运行可实现无极调节
地源热泵是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。
地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。
地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；
夏季，把室内的热量取出来，释放到地下去。
地源热泵在国内也被称为地热泵。
根据利用地热源的种类和方式不同可以分为以下三类：
土壤源热泵或称土壤耦合热泵（GCHP）,地下水热泵（GWHP）,地表水热泵（SWHP）。
①土壤源热泵：
以大地作为热源和热汇，热泵的换热器埋于地下，与大地进行冷热交换。
土壤源热泵系统主机通常采用水—水或热泵机组或水—气热泵机组。
根据地下热交换器的布置形式，主要分为垂直埋管、水平埋管和蛇行埋管三类。
垂直埋管换热器通常采用的是U型方式，按其埋管深度可分为浅层（<
30m）,中层（30～100m）和深层（>
100m）三种。
埋管深，地下岩土温度比较稳定，钻孔占地面积较少，但相应会带来钻孔、钻孔设备的经费和高承压埋管的造价提高。
优点：
（1）占地面积小；
（2）土壤的温度和热特性变化小；
（3）需要的管材最少，泵耗能低；
（4）能效比很高。
缺点：
（1）由于相应的施工设备和施工人员的缺乏，一次性投资价格高;
（2）使用受场地的限制;
（3）设计施工难度;
（4）维修难度大。
水平埋管换热器有单管和多管两种形式。
其中单管水平换热器占地面积最大，虽然多管水平埋管换热器占地面积有所减少，但管长应相应增加来补偿相邻管间的热干扰。
水平埋管换热器热泵系统由于施工设备广泛使用而且施工人员易找，又加上有足够大的施工场地，因此造价就可以减下来。
需要较大场地；
运行性能上不稳定（由于浅层大地的温度和热特性随着季节、降雨以及埋深而变化）；
泵耗能较高；
系统效率降低。
主机设置
土壤源热泵主机的设置灵活，可以设置在建筑物的任何位置，而不受考虑位置设置的限制。
运行效率
土壤源热泵的运行效率是最高的。
控制系统
土壤源热泵系统就不存在冬季冲箱主机逆向循环室温控制受到限制的问题。
环境保护
土壤源热泵系统实际是真正意义的绿色环保空调，不管是冬季还是夏季的运行，都不会对建筑外大气环境造成不良影响
运行费用
土壤源热泵系统的运行费比风冷热泵的运行费节约30～40%，在全年时间使用空调的场所，效果明显。
方案
对比内容
方案一
地源热泵
方案二
水冷冷水机组+锅炉
方案三
风冷冷热水机组
方案四
多联机系统
方案五
一拖一分体空调
系统总投资
130万
76万
84万
60万
面积造价
650元/m2
380元/m2
420元/m2
200元/m2
全年运行费用
26元/m2
30-55元/m2
35元/m2
28元/m2
49元/m2
冷却塔的水耗
是利用地球表面浅层地热资源进行能量交换，不存在冷却水的消耗。
冷却水系统为开式系统存在着细菌滋生“军团病”等现象对于环保不利，且存在漂水现象，造成了无偿的水耗
风冷主机的冷凝器是用风来冷却的，不存在冷却水的消耗。
风冷主机的冷凝器是用风来冷却的，不存在冷却水的消耗
分体空调主机的冷凝器是用风来冷却的，不存在冷却水的消耗。
施工方面
系统复杂，机房附属设备多，需要打井，使用受场地限制
系统复杂，机房附属设备多，需安装锅炉设备
系统较复杂，施工较难
系统简单，施工方便
专用机房
需专用室内机房，室外还需设分集水井
需室内机房，
并设专门的锅炉房
无需专用机房，主机及附属设备可以直接放置于建筑物的地面或顶部即可
需在建筑主体外墙设空调外机位置，外机位置的设置需尽量靠近室内机，外机到内机的距离在15米内
传统分体空调
运行管理人员
需要专人日常维护，维修工艺要求非常高
需要专人日常维护，维修工艺要求高
不需要专人维护，维修工艺要求较高
不需要专人维护，
维修工艺要求低
不需要专人维护，维修工艺要求低
能量衰减
地下埋管的安装几何特性、土壤特性及回填材料特性都对地下埋管的热量交换产生重要影响，设计施工麻烦
水系统异程式会有冷热不均衡现象，所以要考虑同程式，但是会造成成本上升，设计施工麻烦
水系统异程式会有冷热不均衡现象，所以要考虑同程式，但是会造成成本上升，设计施工麻烦
超长冷媒配管，设计施工自由灵活，最大实际单管长度1000m,无需考虑能量衰减
配管总长极限20m，室内外机落差8m。
铜管越长冷耗越大，能量衰减越大，且容易损害压缩机的使用寿命
职能部门
不需要进行消防、安全部门的检查
需要进行消防、安全部门的检查
不需要进行消防、
安全部门的检查
机组调节
依据所配机组的压缩机台数递增调节
直流变频调节
定频调节
使用寿命
20-25年
电锅炉15年
15-20年
燃油锅炉10年
25-30年
5-10年
效果
设计时必须考虑土壤热平衡问题，如果使用情况和设计不一致空易造成热不平衡
制冷制热两套系统，效果虽好，可是设备利用率差，一套启动另一套闲置，占用场地，下次启用还要调试
好，温度场均匀，但环境温度低于-5℃一般需增加辅助电加热
好，温度场均匀制冷制热速度快
差，温度场不均匀，制冷制热速度慢
可靠性
由于设计和施工难度大加上人员素质问题，一旦出现问题需要返修，代价十分巨大，可靠性低
锅炉要考虑防爆和防排烟的问题，
可靠性低
万一有一支管渗漏，有破坏建筑物吊顶的风险，可靠性低
由于系统布置简单，查漏、补漏很容易，并且目前用的都是环保冷媒，可靠性高
每个区域单独一套系统，控制麻烦，可靠性低
舒适感
水作为中间冷媒有很大的热能储备，制冷系统的工况变化对房间温度几乎无影响，房间温度恒定、准确。
舒适
通过电子膨胀阀的控制，房间温度逐渐接近所需温度，房间温度恒定、准确。
许多人都觉得分体机对着人吹，非常不舒服
美观
地埋管系统在室外要设专门的分集水井，
膨胀水箱置于屋顶，系统复杂不美观
除冷塔外，锅炉房还需设排烟防爆系统，不美观
室外机数量少，但是泵及阀门附属设备多，如果放屋顶相对美观，放地面还可考虑管线的布置问题
室外机数量少，无附属设备，美观
室外机数量多，一般挂在外墙，影响建筑外观
结论：
综合以上分析，多联机系统在一次性投资上和水冷冷水水机组+锅炉差不多，比风冷冷热水机组和地源热泵投资低，地源热泵一次性投资最高，多联机系统可以实现各空调区域独立控制、电费分户计量、运行维护费用低、无需单独设置机房等优势得以广泛应用，多联机使用寿命最长，多联机系统具有很大的优势。
如果考虑到空调的使用率较少的情况下，多联机系统的优势就更明显了，所以在800～5000平方米空调面积办公楼选用多联空调系统最合适。
2）以7000平方为例，阐述在5000--10000平方米如何选择中央空调系统
直燃型溴化锂机组
多联机
360元/m2
一次性投资
主机价格低，总投资比风冷机组稍低，但辅助设备多，冬季需用锅炉，冬夏季需切换，不能分期分批投入
主机费用高，总投资中等，但辅助设备多，系统繁杂，不能按资金到位情况分期分批投入
总投资较低高，主机费用较高，主机模块组合极为灵活，用户可按资金到位情况分期分批增加模块，系统勿须调整
主机费用高，室内机与外机全部是铜管连接，总投资较高，可按资金到位情况分期分批投入
机房设置
须设置机房，其面积为设备占地面积3倍，以便安装操作机组，各泵站及相关管路、采暖锅炉需设锅炉房
溴化锂主机体积大，且需空出一定的维修拔管空间，需要较大的机房，其面积为设备占面积的4-5倍，泵站及管道大于水冷机
不需要专用机房，机组可装在屋顶或群楼顶
不需要机房，机组可装在屋顶或群楼顶，不占用宝贵有效建筑面积
辅助设备
要冷却塔、冷却泵、冷却管道系统、主机只能夏季制冷，冬季需用锅炉采暖
比水冷机要更大的冷却塔，冷却泵、冷却管道系统及地下输油管道系统，还需软化水设备
只需要水泵、不要冷却塔
无附属设备，不需水泵
能耗
满液式水冷机组能效高达5.2，每台水冷机有两个压缩机，每个压缩机分四档调节，调节范围24级，能效较少。
但冬季锅炉采暖能耗高，不节能
能效比最低（2.0左右），能量调节范围较小，导致其不节能，是耗能大户，冷却塔也要蒸发漂水，水、电、油消耗，总能耗最高。
风冷热泵机组能效比在3.2左右，机组以用电为主，能根据环境温度变化及负荷变化自动调节机组运行，能量调节范围大，步进式启动，启动电流小，较节能
机组能效比在5.8左右，机组以用电为主，能根据环境温度变化及负荷变化自动调节机组运行，能量调节范围大，步进式启动，启动电流小，节能十分明显
水冷机组+锅炉
多联机组
运行维护管理
制冷不需要专人管理、制热需要有人管理
需设置两个班以上专人操作管理，因耗水、电、油，管理比较麻烦。
不需专人管理、简单维护
55元/m2（燃油）
31元/m2（燃气）
30元/m2
主机能效比较高，运行费用冷却塔要定期清洗，维修费用多，有管理人员工资开支。
较高，电费少，水费、油费较多。
另外有冷却塔蒸发漂水损耗，溴化锂机三年需更换溴化锂溶液，冷却塔每年需清洗一次（除垢、加药），需专人操作，导致运行费用很高
运行费用较低，只需支付电费、维修费用也较低
较低，只需支付电费、维修费用也较低
运行噪声
主机在机房，噪声在机房室内
因机组装在室外，将噪声源由室内移至室外。
因机组装在室外，将噪声源由室内移至室外
对环境影响
冷却有漂水，污染环境
冷却塔比水冷机大，而且溴化锂机组夏冬两季都要燃烧，其污染环境大于水冷机。
噪声源由室内移至室外，但放在屋顶，对环境基本无影响
控制方式
微电脑可现场控制，也可远程控制，但能量调节范围有限。
电脑控制，由于是整机型，无法实现单元控制，能量调节范围小，节能有限。
微电脑控制先进，可在1000米范围实行远程控制，可分单元控制，自动调节机组运行。
锅炉要考虑防爆和防排烟的问题，冷却水系统故障多，如冷却塔结垢、生菌、漏水，加药清洗可靠性低
冷却水系统故障多，如冷却塔结垢、生菌、漏水，加药清洗，溴化锂溶液腐蚀机体，产生不凝性气体和结晶，制冷量逐年衰减。
系统布置简单，运维方便，可靠性高
由于系统布置简单，查漏、补漏很容易，并用目前用的都是环保冷媒，可靠性高
主机寿命可达15-20年
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