综合楼空调方案对比.docx
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综合楼空调方案对比
宿州市第二人民医院精神卫生中心综合楼
中央空调方案对比
一、工程概述
工程名称：
精神卫生中心综合楼建筑设计方案
建筑用地面积：
约2000m2
总建筑面积：
约18700m2
建筑层数为地上十层，地下一层，其中地上一层、二层为精神病专科门诊及部分综合门诊，三至九层为病房，十层为办公，地下一层：
为地下停车库。
建筑用地面积：
2000㎡，
规划总建筑面积：
18742㎡，
其中：
地下室建筑面积：
1680㎡，
门诊及病房建筑面积：
15382㎡，
办公建筑面积：
1680㎡，
二、工程设计选用空调负荷
1、地下室部分不采用空调。
2、门诊及病房，办公室采用中央空调，其中建筑面积为17062㎡，以空调面积为建筑面积的0.7计算，则空调面积为17062×0.7=12320㎡，空调设计冷负荷标准暂定为180w/㎡，设计热负荷标准为150w/㎡，该建筑物的总冷负荷为180×12320=2218kw，总热负荷为150×12320=1848kw，大约400个室内机末端。
该工程总设计冷负荷为2218kw。
三、中央空调的形式说明
1、风冷模块中央空调
风冷模块冷水系统是由室外机组，各个室内的末端装置（风机盘管和风管等）和水管道系统、循环水泵等组成，冷冻水通过循环水泵送至不同区域连接不同形式的末端装置，通过末端装置及管道送出冷热风、以调节室内机温度，各个风机盘管均可独立控制。
2、水冷螺杆系统
水冷螺杆系统为传统的空调系统，是由冷却塔、水冷螺杆机组、室内末端装置（含风机盘管和空气处理机）、风道系统、水管道系统、循环水泵等组成。
冷冻水通过循环泵输送至不同区域的末端，通过末端装置及管道送出冷热风、以调节室内机温度。
3、多联机（VRV）系统
VRV空调系统即变制冷剂流量系统，是90年代后国际上兴起的代表当今是尖端技术的空调方案解决系统。
系统结构上类似于分体式空调机组，采用一台对应室外机对应一组室内机（一般可达50台）。
控制技术上采用变频控制方式，按室内机开启的数量控制室外机的涡旋式压缩机转速，进行制冷剂流量的控制。
4、单元机空调系统
有室外机和室内机组成，室外机主要是压缩机，风机，四通阀等组成，室内机有蒸发器，主控板等组成，一般是一个房间一台单元机空调。
四、设备初投资对比
主要设备名称
螺杆水系统机组
（以国内品牌为例）
风冷模块水系统机组（以国内品牌为例）
VRV变频空调系统（以国内品牌为例）
单元机分体系统
（以国内品牌为例）
主机和空调末端设备
220万
185万
400万
160万
锅炉等供热设备
30万
不需要
不需要
不需要
冷却塔
25万
不需要
不需要
不需要
水泵、水处理、水箱等
10万
10万
不需要
不需要
安装费用（含管道、阀门、保温等）
175万
150万
130万
50万
……
合计
460万
345万
530万
210万
每建筑平方价格
255元/平方米
192元/平方米
322元/平方米
117元/平方米
五、土建部分成本对比
螺杆水系统机组
（以国内品牌为例）
风冷模块水系统机组
（以国内品牌为例）
VRV变频空调系统
（以国内品牌为例）
单元机分体系统
（以国内品牌为例）
需要专门的机房和基础，且基础部分要求较高，基础数量较多。
机组放置于屋面或空旷处，基础简单，数量较小。
机组放置于屋面或空旷处，基础简单，数量较小。
机组放置于屋面或外墙处，角钢外挂。
机房建设成本为1300元/㎡，
需机房面积150m³，场地费为1300×150=19.5万。
可以放置于地下室，无需成本。
混凝土基础为600元/m³，采用50m³混凝土，成本为3万元。
混凝土基础为600元/m³，采用25m³混凝土，
成本为1.5万元；
混凝土基础为600元/m³，采用25m³混凝土，
成本为1.5万元；
打洞费用100元/个，共4万。
六、空调人员成本对比
螺杆水系统机组
（以国内品牌为例）
风冷模块水系统机组（以国内品牌为例）
VRV变频空调系统
（以国内品牌为例）
单元机分体系统
（以国内品牌为例）
需要专门的人员去操控
只需工程人员偶尔查看机器运转情况
只需工程人员偶尔查看机器运转情况
只需工程人员偶尔查看机器运转情况
空调工3班制，需3人，工资水平为2000元/月*人，
每年费用7.2万元。
可以其他工程人员兼职，工资水平2000元/月*人，
每年2.4万元。
可以其他工程人员兼职，工资水平2000元/月*人，
每年2.4万元。
可以其他工程人员兼职，工资水平2000元/月*人，
每年2.4万元。
七、空调系统耗能成本对比
主要设备名称
螺杆水系统机组
（以国内品牌为例）
风冷模块水系统机组（以国内品牌为例）
VRV变频空调系统
（以国内品牌为例）
单元机分体系统
（以国内品牌为例）
耗能方式
采用电制冷
采用电制冷
采用电制冷
采用电制冷
制冷性能（满负荷）
一般为5.0以上，按照5.0计算。
一般为3.5左右，按照3.5计算.
一般为4.0左右，
按照4.0计算。
一般为2.8左右，
按照2.8计算。
制热性能（满负荷）
需用锅炉制热，采用燃气锅炉，1m³燃气产生7.5kw·h热量（效率为71%）
一般为3.6左右，按照3.6计算。
一般为4.2左右，
按照4.2计算。
一般为3.0左右，
按照3.0计算。
制冷/制热运行时间
制冷日为90天，每天5小时.
制热日为70天，每天5小时.以满负荷计算。
制冷需要能量
2218/5×90d×5h=199620kw·h
2218/3.5×90d×5h=285171kw·h
2218/4.0×90d×5h=249525kw·h
2218/2.8×90d×5h=356465kw·h
制热需要的能量
1848×70d×5h/7.5=86240m³天燃气
1848/3.5×70d×5h=184800kw·h
1848/4×70d×5h=161700kw·h
1848/3×70d×5h=215600kw·h
单价
电为1.5元/度，
燃气为2.3元/m³
电为1.5元/度，
燃气为2.3元/m³
电为1.5元/度，
燃气为2.3元/m³
电为1.5元/度，
燃气为2.3元/m³
实际情况说明
由于现实中根据不同的时间段，所用的空调负荷不是全部满负荷的，虽然在计算过程中5小时满负荷采用了不全量计算（一天负荷运转相当于5小时全负荷运转），根据不通的空调节能控制方式需乘个节能系数。
控制方式
根据供回水温度调节压缩机容量，无级数调节，反应时间较慢。
根据供回水温度调节机组启动数量，有级数调节，反应时间很慢。
根据冷媒温度调节压缩机容量，无级数调节，反应时间快。
根据冷媒温度调节压缩机容量，无级数调节，反应时间快。
冬天制热效果差，需电加热。
节能调节系数（相对）
0.9
1.0
0.8
1.2
空调主机满负荷5小时运行成本
199620×1.5×0.9+86240
×2.3=467839元/年
285171×1.5×1.0+184800
×1.5=704957元/年
249525×1.5×0.8+161700
×1.5=541980元/年
356465×1.5×1.2+215600
×1.5=965037元/年
其他设备消耗电量成本（以空调开启时间10小时计算）
主要是水泵，冷却塔，电子除垢仪等，消耗量较大，以50kw计算，50×1.5元×160d×10h=120000元。
主要是是水泵，电子除垢仪，化霜等，消耗量较小，以30kw计算，30×1.5元×160d×10h=72000元。
主要是化霜等，消耗量小，以5kw计算，5×1.5元×160d×10h=12000元
主要是化霜等，消耗量大，以20kw计算，20×1.5元×160d×10h=48000元
消耗的水量和冷媒量成本分析
夏季冷却塔的补水，消耗量大，系统补水忽略，冷却塔补水冷却水量的1%计算，补水量为8m³/h。
水的单价为2元/m³，成本8×2×90d×10h=14400元
系统补水消耗量小，可以忽略。
系统密封，冷媒损耗量小，可以忽略。
系统密封，冷媒损耗量小，可以忽略。
总计
467839+120000+14400=602239元/年
704957+72000=776957元/年
541980+12000=553980元/年
965037+48000=1013037元/年
八、维护费用对比
主要维护名称
螺杆水系统机组
（以国内品牌为例）
风冷模块水系统机组（以国内品牌为例）
VRV变频空调系统（以国内品牌为例）
单元机分体系统
（以国内品牌为例）
主机和空调末端设备维护费用
1.5万/年
1.5万/年
1.0万/年
4万/年
室外设备清洁费用
0.8万/年
0.5万/年
0.5万/年
1万/年
冷却塔加药，换滤料
1.3万/年
不需要
不需要
不需要
管道的维护
1.0万/年
1.0万/年
不需要
不需要
合计
4.6万/年
3万/年
1.5万/年
5万/年
九、空调系统成本的总对比
投资名称
主要空调名称
螺杆水系统机组
（以国内品牌为例）
风冷模块水系统机组（以国内品牌为例）
VRV变频空调系统
（以国内品牌为例）
单元机分体系统
（以国内品牌为例）
一次投资成本
初投资费用
460万
345万
530万
210万
土建部分费用
3.0万
1.5万
1.5万
4万
小计
490万
346.5万
531.5万
214万
运行成本
空调人员工资费用
7.2万/年
2.4万/年
2.4万/年
2.4万/年
能耗费用
602239元/年
776957元/年
553980元/年
1013037元/年
维护费用
4.6万/年
3万/年
1.5万/年
5万/年
小计
602250万/年
776962万/年
553984万/年
1013045万/年
使用寿命
25年
20年
25年
10年
以使用十年计算，
共计总成本
490+60*10=1090万
346+77.7*10=1123万
532+55.4*10=1086万
214+101.3*10=1227万
以使用20年计算共计总成本
490+60*20=1690万
346+77.7*20=1900万
532+44.4*20=1420万
1227*2=2454万
十、各系统比较概况
一、模块式风冷冷（热）水机组
风冷模块式冷热水机组是以空气为冷（热）源，以水为供冷（热）介质的中央空调机组。
作为冷热兼用型的一体化设备，风冷模块式冷热水机组省略了冷却塔、水泵、锅炉及相应管道系统等许多辅件，系统结构简单，安装空间小，维护管理方便且节约能源，适用广泛。
因此，风冷模块式冷热水机组通常适用于既无供热锅炉，又无供热管网或其它稳定可靠热源，却又要求全年空调的暖通工程，是设计中优先选用的方案。
主机与风机盘管、空调箱等末端装置所组成的集中式、半集中式中央空调系统具有布置灵活、控制方式多样等特点，尤其适用于商场、医院、宾馆、工厂、办公大楼等场合使用。
本公司风冷模块式冷热水机组配以标准水管接口和单元组合控制功能，使机组运行自如。
安装完毕，接上电源、水路即可使用。
当空调面积增减而需要增减主机时，更显出其方便自如。
1.优点
前期设备投资便宜。
风冷热泵机组是以电能作为能源，电能是中央空调能源利用效率最高的一种能源使用方式；
主机加工简单、操作方便，制冷量调节范围大，可是实现有级或无级调节；
主机为全金属构件，技术成熟，使用寿命长；
风冷模块机组是以空气为冷（热）源，以水为供冷（热）介质的中央空调机组，作为冷热源兼用型一体化设备，省却了冷却塔、冷却水泵、锅炉及相应管道系统等庞大的附属设备或附件。
系统结构简单，安装空间小，尤其适用于水源缺乏区域。
同时省去了冷却塔冷却水泵和冷却水系统，从而节约了冷却水系统投资和运行费用，无须专用机房，可直接安装在屋顶或室外空间。
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。
主机集中控制，电脑自动调节每个模块的运行时间，机组的使用寿命长。
室内空气通过水进行冷却，减小了送回风温差，使空气相对湿度保持在人体舒适性范围内。
2.缺点
在寒冷地区（如东北地区）制热时要配置电辅助加热设备，每年都必须进行一次检修及设备清洗。
二、VRV变频多联机组
VRV空调系统全称为VariableRefrigerantVolume系统，即变制冷剂流量系统，是90年代后国际上兴起的代表当今最为尖端技术的空调方案解决系统。
系统结构上类似于分体式空调机组，采用一台室外机对应一组室内机（一般可达50台）。
控制技术上采用变频控制方式，按室内机开启的数量控制室外机内的涡旋式压缩机转速，进行制冷剂流量的控制，随着国家能源的短缺，其多联机的节能优势将会得到更好的体现，
VRV空调系统与全空气系统，全水系统、空气—水系统相比，更能满足用户个性化的使用要求，设备占用的建筑空间比较小，而且更节能。
正是由于这些特点，其更适合那些需经常独立加班使用的办公楼建筑工程项目
VRV空调系统还具有集中控制管理环节，可以在控制室内对远端各组VRV空调系统进行监控管理，是一种比较完善的控制方式,对于一个已设计了楼宇自控系统（BAS）的智能大楼，能何合理的、最大限度的发挥其系统功能，减少系统设备的重复投资，提高系统集成技术能力。
1.优点
控制器类型：
有线控制器，无线控制器，集中控制器，远程集中监控器
温度控制：
精度为±1℃的温度控制
故障自诊：
简洁完善的自诊功能
能量调节：
通过最新研制的数码技术控制压缩机，实现能量控制
控制系统：
先进的楼宇自控系统，通过一根双芯控制线将系统连接成网络，实现集中控制和单独控制，控制系统简单、灵活。
制暖：
以热泵形式制暖，效率高且能耗低,可在室外-15℃设备能正常运行。
年间清洗和检修：
设备在运行过程中,无须专人进行维护,有效地减少设备维保费用。
2.缺点
设备造价高
VRV系统室内机的工作方式为冷媒直接与室内空气进行热交换，送回风温差大，空气干燥度高，导致舒适性差。
VRV系统接点多，容易导致氟利昂的泄漏，同时也会因此形成冰堵，阻碍制冷剂的循环，影响机组制冷（热）。
系统多，维护量大，且制冷泄漏不易察觉，维修难度大。
三、螺杆冷水机组
螺杆冷水机组是借鉴国内外自动控制、制冷、传热传质、多相分离等工程领域的最新研究成果，经多年探索、研究开发而成的高效、节能空调冷源设备，具有大温差（8-10）、制冰蓄冷、热回收、一次泵变流量等多种可选配置，其综合性能已达国际先进水平，能满足各种需要，既能为宾馆、医院、药厂、影剧院、体育馆、娱乐中心、商业大厦、写字楼、工矿企业等场所的中央空调系统提供冷水，又能为纺织、化工、食品、电子、科研等行业提供工艺冷冻水。
1.优点
双压缩机并联系统设计独特的多压缩机并联技术，能量覆盖范围广，客户选择余地大；
分压缩机启动，大幅降低启动电流对电网的冲击。
部分负载时双压缩机交替运行，寿命更长；
通过滑阀调节实现机组平滑适应空调负荷变化，无喘震现象。
高效满液式专用压缩机，容积效率高、噪音低、维护成本低；
内置高效油分离器，压缩机排气中的含油量降到最低，润滑可靠，密封性好；电机直接驱动转子，运转效率高；压差供油，无需油泵；制冷剂气体冷却电机，冷却均匀，电机寿命长。
独特的油管理系统
高效独特的机械二次油分设计，保证回油顺畅，运行可靠；可靠的引射泵回油系统，确保压缩机长时间运行不缺油；独特的油路平衡设计确保各个压缩机内油位高度一致。
可靠、先进的电子膨胀阀控制自动检测蒸发器液位高度变化，通过电子膨胀阀快速、精确地调节制冷剂流量；时刻保持理想的蒸发器液位，使机组始终保持高效运行状态；电子膨胀阀动作快速、精确，可适应各种运行范围更宽。
管程走水，分配均匀，无水短路现象，可方便地打开水室清洗换热管，维护方便，可靠性更高。
2.缺点
价格偏高。
润滑油系统较复杂，耗油量大。
噪音高。
装配精度高，安装、调试复杂。
后期运行费用高。
四、单元式分体空调
单元式分体空调器就是把空调器分成室内机组和室外机组两部分，把噪声比较大的压缩机、轴流风扇等，安放在室外机中；把电气控制电路部件和室内换热器等室内不可缺少的部分安装在室内机组中；我们称这种由室内机和室外机构成的空调器称为分体式空调器。
使用家庭，别墅等小型家庭使用的空场所，不适用于大型的建筑空调。
优点：
（1）外形美观、式样多、占地小、噪声低、使用灵活。
（2）由于分成室内机和室外机，室内机安装位置灵活，室外机的外形尺寸不受限制。
（3）噪声很小，可以低于40～50dB，窗式空调器的噪声在60dB左右。
（4）分体式空调器不影响室内采光，不会产生窗户随空调器振动的现象。
（5）安装检修方便。
缺点：
1、耗能大，制冷，制热效果差，气流组织差。
2、由于机组较多，容易造成维修高峰时期。
3、室内机和室外机的距离有限制，就造成外机必须挂在建筑物表面，不美观。
3、产品介绍
1.产品简介
美的满液式螺杆冷水机组是美的通用的成熟产品。
采用满液式蒸发器改善传热，优化系统，实现更高的满负荷效率和部分负荷效率。
机组集高效节能、运行可靠、维护便捷、适合中国气候、水质等优势于一体。
既可用于酒店、宾馆、商场、医院、工厂、影剧院等民用建筑空调系统，也可用于塑胶、电镀、食品加工、化工等工艺冷却过程。
2.压缩机特点
（1）压缩机外观图和结构图：
●美的满液式螺杆冷水机组采用的是先进双螺杆压缩机，使用R22或R134a冷媒，适用于冷冻、空调、储冰、热泵……等系统
●容量控制方式可采用有级控制（25％，50％，75％，100%）或无级容量控制，由容量控制阀精确地配合负载变化来调节冷媒压缩量。
●压差方式给油，无需外加油泵，压缩机内各运动元件可维持最佳润滑效果。
●独特的蒸发器内浓缩引射回油和文丘里喷管引射回油，同时采用外挂二次油分离器，使油分离更彻底。
（2）压缩机解剖图:
●第三代高效率5齿对6齿非对称螺旋式双螺杆压缩机。
螺旋转子为经过对德国GHH转子齿形进行了行之有效的改进之后而形成的专利产品，经动平衡机作平衡试验，振动小，噪声低。
相对于4齿对6齿压缩机，提高热效率10～12%，省电25%。
该齿形获得英国、美国专利。
●压差式供油，无需外加油泵，压缩机内各运动部件可维持最佳润滑效果。
●采用特殊高精密零间隙轴承，保证使用寿命最长。
●采用来自瑞典的SKF压缩机轴承，轴承寿命高，保证螺旋式主机长期连续运转≥30000小时。
●相比单螺杆式压缩机，具有无间隙损失、容积效率高、运行噪音小、易损件少、维修保养项目少等优点。
（3）先进的生产技术设备，配合高精度CNC螺旋转子加工机，设计生产最先进5齿对6齿的螺旋转子。
并采用特殊高精度零间隙轴承，保证使用寿命最长。
精密加工的转子
先进的设备群
3、机组组件说明
采用世界顶级品牌的关键部件配置方案，保证机组在运行中的可靠性和安全性。
压缩机第三代高效率5齿对6齿非对称螺旋式双螺杆压缩机。
螺旋转子为经过对德国GHH转子齿形进行了行之有效的改进之后而形成的专利产品，经动平衡机作平衡试验，振动小，噪声低。
相对于4齿对6齿压缩机，提高热效率10～12%，省电25%。
该齿形获得英国、美国专利。
压差式供油，无需外加油泵，压缩机内各运动部件可维持最佳润滑效果。
采用特殊高精密零间隙轴承，保证使用寿命最长。
采用来自瑞典的SKF压缩机轴承，轴承寿命高，保证螺旋式主机长期连续运转≥30000小时。
相比单螺杆式压缩机，具有无间隙损失、容积效率高、运行噪音小、易损件少、维修保养项目少等优点
蒸发器/冷凝器外壳采用无缝钢管或钢板卷制而成，经抛丸处理后上防锈油漆，确保20年不脱落。
基于离心机满液式蒸发器设计技术，创新开发出螺杆机满液式蒸发器,蒸发器表面作保温处理，传热温差小,从而使机组能效比大幅提高，节省运行费用。
考虑到中国的水质、气温等特征，蒸发器、冷凝器的污垢系数按0.086m2·℃/kW设计，预留了15%的富余换热能力。
即便机组在冷却水温度达到32℃，即便机组在水系统结垢的情况下，提供有足够的制冷量，功耗基本不增加。
精心设计的冷凝器,实现小温差传热,对比干式螺杆机5℃的传热温差,降低机组能耗。
冷凝器内设置高效的过冷却器，使液态冷媒再次被冷却水冷却，制冷效率更高。
双机头系统有各自独立的冷媒管路，不会产生系统不平衡的情况；管路包括：
压缩机排气截止阀及止回阀、带充注口的手动截止阀、压缩机吸气截止阀、双节流孔板、冷媒角阀、冷媒视窗、干燥过滤器等配件。
润滑油系统独特的蒸发器内浓缩引射回油和文丘里喷管引射回油，同时采用外挂二次油分离器,使油分离更彻底。
4、控制系统
采用单片机或PLC微电脑控制器，具有故障诊断、能量管理、防冻监测等多项自动控制功能，确保机组高效运转，全中文的显示画面，使用更加方便。
机组PLC控制自带RS485通讯接口，多台机组可以实行联网控制；通过RS485/RS232转换接口程序，机组可由上位计算机控制。
各台机组的运行可由上位计算机根据负荷需求及运转时间来控制其开停。
电气控制元件均采用国内外知名品牌，品质稳定，性能可靠；机组设计了多重安全保护措施，确保机组安全可靠运转。
压缩机高压、低压保护
保证压缩机在允许的运转范围内运转，保证压缩机的运行寿命。
电源缺相保护
保护压缩机不会在电源缺相的情况下运行而导致损坏
机组制冷运行模式下的防冻保护
机组制冷运行模式下的防冻保护防止制冷运行时冷水系统内的水结冰
频繁启动保护
保护压缩机不会因为系统的故障引起的频繁启动而烧毁损坏
压缩机过流保护
保护压缩机在恶劣工况下运行时不会因为过大的电流而烧毁
机组防过热保护
保护压缩机不会因为缺少冷媒或润滑油运行而导致烧毁
水流开关保护
保证机组不会因为缺水无法进行换热而导致压缩机烧毁
逆向保护控制器
保证压缩机的正向运转，避免因逆向运转而受到损害
压缩机停机加热
保证压缩机在开机前预热，确保各运动件在开机后的正常润滑。
5、产品特点
●技术领先的双螺杆压缩机技术
采用先进的工业用第三代5齿对6齿非对称设计压缩机，其阴阳转子经CNC高精度螺旋转子加工设备专业制作，各部件均匀一致，配合严密无间隙，使摩擦阻力降至最低，运行安静且耐用。
相比单螺杆压缩机，具有无间隙损失、容积效率高、运行噪音小、易损件少等优点。
单螺杆压缩机
美的双螺杆压缩机
间隙与泄漏
螺杆与星轮啮合副的几何形状复杂，泄漏通道多，泄漏量高。
采用第三代5齿对6齿螺旋转子相互啮合压缩气体，无余隙容积与泄漏。
压缩机效率
很大程度上取决于制冷工质从高压侧到低压侧的泄漏量，尤其在小直径、低转速时，效率更低。
由于无余隙容积，泄漏量极少，压缩机的压缩效率很高。
易损件
为减少泄漏，需要提高转速，从而导致摩擦损失增大，易损件增加。
采用螺旋转子压缩气体，全部采用滚动轴承，转子
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