0913磁悬浮离心机螺杆机多联机之间的对比.docx
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0913磁悬浮离心机螺杆机多联机之间的对比
磁悬浮离心冷水机组、螺杆式水冷冷水机组、离心式水冷冷机组及多联机组
方案比较文件
一、总侧
目前市场上中央空调系统主体上分为两类，一类为氟系统，即市场上的多联系，品牌有：
大金、东芝、美的、格力、海尔等。
另一类为水机，即市场上所说的冷水机组，品牌有麦克维尔、约克、特灵、捷丰、顿汉布什，清华同方等
图1：
水系统示意图
图2：
氟系统示意图
二、氟系统与水系统的比较
对比项目
水冷机组
多联机
备注
系统介绍
此类系统由中央空调主机和室内末端装置组成，通过主机提供空调冷水，由水管系统输送到室内末端装置，水与空气在室内末端处进行热交换来消除房间内热负荷。
是一种集中产生冷量，但分散处理各房间负荷的空调系统型式。
制冷剂系统以制冷剂为输送介质，采用变制冷剂流量技术，室外主机由室外侧换热器、压缩机和其他制冷附件组成，室内机由直接蒸发式换热器和风机组成。
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。
通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内各换热器的制冷剂流量，可以适时地满足室内冷、热负荷要求。
初投资
总初投资：
～350元/㎡左右
总初投资：
～350-450元/㎡
水系统初投资较低
考虑到：
1、同时使用系数
2、所有空调区域的即时负荷最大值小于各区域负荷最大值的和
所以室外机冷量一般可小于室内机总冷量
一般选择室外机与室内机总冷量必须匹配
所以室内需要多少总冷量，就要匹配相同总冷量的室外机
设计的灵活性
中央空调主机完成制冷循环的所有过程，是一个完整的系统，室内机只是简单的热交换作用，两者互相独立，互不影响；
室外机与室内机共同组成制冷系统，一台室内机发生故障时，会使整个系统平衡失调，对其它室内机工作产生影响；
在设计灵活性方面，水系统远优于多联机氟系统
可单独对室内外机进行改造；
室内外机的改造需同时进行；
室内机由于是简单的末端装置，所以任何厂家的末端都可以与室外机相配；
只能使用与室外机同一厂家的室内机，选择余地小；
任何形式的末端都可以与室外机相配。
各厂家均推出多种不同形式的室内机与室外机相配。
水系统管路不受长度和高度的限制；
冷媒配管系统的长度、高度差均受一定的限制，但多数厂家通过流量分配技术可使总长在100m以内,高度差在50m以内,基本上可满足家用及商用需要。
多台机组并联时，水系统可共用；
两个不同冷媒系统不能共用
环保
制冷剂密封在室外机内，室内介质是水
室内管路中的介质是制冷剂
在环保方面，水系统远优于多联机氟系统
水是环保的介质，对环境没有影响，不存在安全隐患
制冷剂是温室效应的元凶，同时会破坏大气层
设备的安装
包括中央空调主机、空调末端、水系统、电气安装等部分；
包括室内外机、制冷剂配管、电气安装等部分；
水系统安装材料价格低，安装简单
制冷剂配管是室外主机的一个部件，随中央空调主机一起安装完成；
制冷剂配管安装是一个非常复杂，而且对制冷效果有决定性影响的工作；
水管使用镀锌管,PPR管或铜管，通过螺纹连接，类似家用自来水管，安装方法简单
制冷剂配管需采用较昂贵的铜管，通过较复杂的焊接工艺连接；
需要对水系统一些特有组件的安装知识有所了解；
需要经过专门的培训，使用各厂家独有的配件；
一般厂家均提供水系统配件（水箱、过滤器、阀门、水流开关等），使水系统的安装非常方便；
各厂家均提供特有的配管组件，对经过培训的熟练工来说安装相对简单；
电气部分：
室内外机为独立系统，可以不连线，也可选择室内外联控系统进行连接。
室内外机是一个整体，之间连线复杂，且有很多限制，否则会引起传输故障。
维修
低压水系统，管路压力不超过5公斤，不易泄漏，一般不需维修系统管路。
高压冷媒管路系统（夏季运行时压力可达20公斤，不运行时也有约10公斤），易泄漏
在维修方面，水系统优于多联机氟系统
机组全部使用通用零件，永远可以在市场上购买到维修所需的零配件。
未来发生系统增容时，由于末端的通用性，没有任何后顾之忧
在安装维修工程中，需要使用大量的指定的配件。
不同品牌的系统配件不能相互匹配，即使是同一品牌的产品，不同时期的产品也不能相互通用；
室外机冷媒系统一般不需定期维护；
氟系统需专人定期维护，并需定期补充制冷剂以保证制冷效果；
水系统定频压缩机的维修和更换费用较低，制冷回路及控制简单清晰，维修方便。
多联机系统压缩机的维修和更换费用较高，制冷回路及控制复杂，维修复杂。
压缩机
采用单台或多台定频压缩机;
采用变频（或变频加定频）压缩机;
压缩机寿命方面水系统优于多联机氟系统
压缩机的类型：
离心压缩机、螺杆压缩机、全封闭涡旋式压缩机
涡旋式压缩机
压缩机始终在恒定转速下运行，通过回（或出）水温度控制启停；
变频压缩机从一开机就一直运转至停机，且很多时间频率在超过其正常使用范围内运行；
压缩机寿命较长。
压缩机寿命较短。
目前在市场上磁悬浮离心压缩机，是一种完全不需要使用润滑油的压缩机。
消除了离心压缩机，螺杆压缩机，涡旋压缩机一些缺点，提高了机组的能效比，在部分负荷下COP值可达到11.2，可为用户节约运行费用。
同时该压缩机的使用寿命可达到25年
采用变频（或变频加定频）涡旋式压缩机;
泄漏问题
低压水系统泄漏可能性较小
多联机氟系统在室内分布着广泛的冷媒管道，而冷媒管道全部是在现场焊接的，同时冷媒系统是高压系统，所以泄漏可能性大，漏点也多，现场查漏非常麻烦；
水系统泄漏可能性较小，即使泄漏带来的影响也较小
水系统泄漏可非常明显的察觉，从而及时维修；
对制冷剂泄漏，为了找到漏点，需要进行检漏工作，检漏过程中对装修的破坏往往大于水系统泄漏带来的影响；
水是环保的介质，水泄漏对人体无影响。
如有制冷剂泄漏，系统的制冷剂都泄至漏点，造成局部浓度太大，严重时会使人员窒息，造成危险；R22遇明火产生剧毒，R407C如有泄漏不能添加，必须全部换掉。
运行费用
室内机可单独控制的系统在部分负荷时，压缩机通过启停控制，利用水系统的蓄冷/热作用来避免不必要的能耗；
部分负荷时，通过调整变频压缩机的转速或启停定频压缩机来避免不必要的能耗；
水系统在运行费用上比多联机氟系统要低
详见“运行费用分析”
若机组采用模块化设计，每个模块可以根据末端使用负荷大小，通过微电脑控制进行分级启动、卸载。
多联机氟系统机组的压缩机至少有一台始终是处于运行状态。
在设计、初投资时，主机的功率比室内机的功率小
室内外机功率一样
舒适度
水系统用水作介质，制冷送风温度平稳，不干燥，人体舒适；
多联机氟系统，制冷/热时出风温度较低/高，容易造成人的“空调病”，抽湿过份，人体感觉干燥；
水系统管路可灵活布置，送回风更灵活，
给你真正的中央空调感受
水系统可提供新风系统
多联机氟系统不能提供新风系统
通过以上分析比较，我们可看出，无论在初投资，还是以后的运行成本，以及考虑到房间的使用者舒适度来说，采用冷水机组比较好。
三、磁悬浮冷水机组、离心式冷水机组及螺杆式冷水机组之间比较
序号
项目
磁悬浮离心式机组
螺杆式冷水机组
离心式冷水机组
备注
1
设备结构型式
模块化磁悬浮离心式变频冷水机组
整体式无油磁悬浮离心式变频冷水机组
目前单个磁悬浮压缩机冷量范多85RT-150RT。
大的磁悬浮冷水机组采用多机头的方式，由微电脑统一控制调节，并且每台压缩机都有一个单独制冷系统。
模块化螺杆式冷水机组
整体式模块化冷水机组
单个螺杆式压缩机的制冷较离心机要小，一般从30RT--500RT所以现在大制冷的螺杆式制冷机都采用多机头方式，由微电脑统一控制、调节，并且每台压缩机都有一个单独制冷系统。
整体式离心机组
由于单个离心式压缩机的制冷量较大，可以从150-3000RT，所以一般离心式制冷机都只设计一个离心式压缩机就可以满足冷量的需要。
离心式冷水机组相对于磁悬浮机组和螺杆式冷水机组而言，缺少了备用性的特点。
2
制冷剂
R134a
各种制冷剂
R22，R407C，R134a,R410a等
各种制冷剂
R22，R407C，R134a,R410a等
3
压缩机型式
磁悬浮变频驱动无油离心式压缩机
是21世纪高效制冷压缩机，最高水平的无油磁悬浮离心式压缩。
这是一种完全不需要使用润滑油的压缩机。
电动机、驱动轴，以及离心叶轮都被电磁轴承的磁力场托起，处于没有直接接触的悬浮状态，因此消除了机械摩擦，以及所产生的效率损失、震动和噪声系统中没有了润滑油，因此省去了油泵、供油系统，同时也避免了润滑油对换热器的损失
半封闭螺杆式压缩机
全封闭螺杆式压缩机
螺杆机属于技术较为先进的一种机型。
它是利用螺杆式压缩机中两个阴、阳转子的相互啮合，在机壳内回转而完成吸气、压缩与排气过程。
其组成部件主要有螺杆式压缩机、冷凝器、蒸发器、热力膨胀阀以及其它控制元件。
较离心机要少。
它具有结构紧凑、运行平衡可靠、易损件少、部分负荷效率高及使用寿命长等特点。
离心式压缩机
该压缩机是依靠离心式压缩机中高速旋转的叶轮产生的离心力产生动力进行制冷的，其组成部件主要有离心式压缩机、蒸发器、冷凝器、节流机构、抽气回收装置、润滑系统和电气控制柜等。
它具有单机制冷量大的特点，但存在“喘振”、压力过高密封问题较难解决、工作转速过高等缺点。
磁悬浮压缩机的吸入口有一个可调节的吸气导向阀。
压缩机控制系统在测量需求负荷的同时，也测量压缩机的运行压缩比，配合压缩机的转速调节，吸气导向阀控制模块连续的调节吸气导向叶片的角度，调节吸气动压，保持在最佳工作点，并规避喘震工作区，使压缩机即使在低至15%的负荷下，或者较低的冷却水温度条件下，依然可以保持平稳运行而不会发生喘震。
而当机组配有负载平衡阀时，压缩机甚至可以在接近0%的负荷下运行
4
单台机组压缩机数量
1-6
1-3
1-2
5
独立制冷
系统数量
若机组设计为模块化结构，每个模块为一个独立的制冷系统，模块与模块之间互为备用，又互为独立。
若机组为整体的设计，多台压缩机共用一套制冷系统，每台压缩机进出安装截止阀，压缩机与压缩机之间互为独立，且互为备用。
1台机组为一个独立的制冷系统，包括1-3台压缩机。
当其中一个压缩机出故障时，整个机组需要停机维修。
只有多选一台备用机时，才有备用机，机组本身无备用性能。
当一台机组出现故障时，整个空调系统的冷负荷减少50%。
1台机组为一个独立的制冷系统，包括1-2台压缩机。
当其中一个压缩机出故障时，整个机组需要停机维修。
只有多选一台备用机时，才有备用机。
但由于离心压缩机单机的制冷量比较大，若选用备用机，初投资会比较大。
6
机组冷量调节范围
每台压缩机的无级调节，即使在低至10%的极低工况下也能平稳运行，弥补了一般制冷机组在低负荷下的不足，
单台螺杆压缩机的调节级数为0%-50%-75%-100%，若采用多机头机组，根据压缩机的数量调节。
单台离心机组的调范范围：
40%-100%，在低于40%负荷运行时，离心机组比较容易发生“喘振”现象。
为了达到更低的负荷运行，很多离心机组厂家通过“补气”手段是机组“喘振”临界点达到“20%”或“10%”。
而“补气”是需要消耗大量能量的使机组在50%以下效率相对较低。
7
机组的能效比
满负荷下的COP值：
5.3-6.5
部分负荷下的IPLV值：
9.3-11.2
满负荷下的COP值：
5.2-5.8
部分负荷下低于满负荷下的COP值。
满负荷下的COP值：
5.5-6.2
部分负荷下低于满负荷下的COP值。
在部分负荷下COP值越高，对用户来说就越节省用电量。
对一般的空调系统全年运行统计，磁悬浮机组比一般机组可节电率高达35%以上
8
年运行费用
比一般的冷水机组可节约35-40%的年运行费用
单台压缩机组的能效比低于离心式冷水机组。
若采用模块化设计，模块化螺杆冷水机组可比离心式冷水机组节约10-15%的运行费用
离心机组的能量调节范围为40-100%。
当机组在50%以下时行时，需要消耗大量能量用于“补气”消除喘振现象。
故在50%以效率相对较低。
年运行费用比较高。
详见年运行费分析表
9
机组的启动电流
单台压缩机的启动电流：
5-6A
磁悬浮机组采用变频启动同内置软启动相结合的启动方式，启动电流远远小于星三角等普通的启动方式，启动过程对电网的冲击极小，对配电容量要求低，节省投资
几百到几仟A
配用电机大，在启动的瞬间会产生的高冲击电流，一般达到几百到上千安培的启动电流，波及电网的稳定，因此在电网设计时必须要考虑防护措施
几百到几仟A
配用电机大，在启动的瞬间会产生的高冲击电流，一般达到几百到上千安培的启动电流，波及电网的稳定，因此在电网设计时必须要考虑防护措施
磁悬浮压缩机内置软启动，与变频启动组合，启动电流低至5-6A，可以完全忽略启动电流的冲击影响
10
喘振
压缩机控制模块中提供了压缩机安全运行的控制曲线，通过实时监测压缩机的运行状态，计算判断后对转速进行及时调整，确保压缩机始终运行在安全区域内，达到抗喘振
压缩机在低负荷时会出现喘振现象，使整个机组发生强烈振动，并可能损坏轴承、密封，进而造成压缩机损坏或严重的事故
离心机组的能量调节范围为40-100%,在低于40%负荷运行时，离心机组比较容易发生“喘振”现象，“喘振”严重时，可以使机组的整个核心部件—叶轮被损坏，使离心压缩机报废。
目前很多离心机组厂家通过“补气”手段是机组“喘振”临界点达到“20%”或“10%”。
而“补气”是需要消耗大量能量。
使机组在50%以下效率相对较低。
11
设备的噪音
磁悬浮压缩机的电动机、驱动轴，以及离心叶轮都被电磁轴承的磁力场托起，处于没有直接接触的悬浮状态，没有了机械磨擦，没有一般压缩机常有的机械振动，因此，压缩机运行极为安静，在距离压缩机5米远的地方，压缩机的噪声仅为65dB.
螺杆机是靠阴、阳转子的啮合旋转完成吸、排气，其转速较低，一般为2950转/分钟，其噪音值一般在75dB（A）左右，而且不尖锐。
离心机转速高，一般9000-40000转/分钟，且利用叶片、叶轮吸、排气。
所以其噪音值较螺杆机要高一点，并且尖锐些。
离心机组的噪音一般在80dB（A）以上
12
蒸发器
模块化机组采用钎焊板式换执器
而整体式机组采用壳管式换热器。
壳管式换热器
壳管式换热器
板式换热器具有
耐高压、耐腐蚀；
密封性能好；
不易结垢；
传热效率高传热系数一般为3500-5500w/（m2.k）；
结构紧凑、体积小；
重量轻；
制冷剂充注量少
维修时无需抽管空间
13
冷凝器
模块化机组采用钎焊板式换执器
而整体式机组采用壳管式换热器。
壳管式换热器
壳管式换热器
14
润滑油
无需任润滑油及装置
润滑系统由润滑油箱、主油泵、辅助油泵、油冷却器、油过滤器、高位油箱、阀门以及管路等部分组成。
润滑油箱是润滑油供给、回收、沉降和储存设备，内部设有加热器，用以开车前润滑油加热升温，保证机组启动时润滑油温度能升至35~45℃的范围，以满足机组启动运行的需要回油口与泵的吸入口设在油箱的两侧，中间设有过滤挡板，使流回油箱的润滑油有杂质沉降和气体释放的时间，从而保证润滑油的品质。
油箱侧壁设有液位指示器，以监视油箱内润滑油的变化情况，防止机组运行中润滑油油位出现突变，影响机组的安全运行
润滑油冷却器用于对出油泵后润滑油的冷却，以控制进入轴承内的油温油冷却器一般均配置两台，一台使用，另一台备用（特殊情况下可两台同时使用）
润滑油过滤器装于泵的出口，用于对进压缩机润滑油的过滤，是保证润滑油质量的有效措施。
为了确保机组的安全运行，过滤器均配置两台，运行一台，备用一台
为了保证压缩机组的安全运行，离心压缩机组需要配备完善的润滑油系统。
用以向压缩机组的轴承、齿轮、增速机、电机轴承供油，使机组动件与静件在相对运行过程中实现液体（油膜）与固体的摩擦，并带走产生的热量以及微小的金属粒子。
整个润滑油系统由以下主要部件组成：
油箱、泵前过滤器、油泵、油冷却器、油过滤器、油气分离器、排烟风机、高位油箱、阀门及连接管路。
属于集中供油形式。
相比螺杆压缩机，供油系统更加复杂，冷配件比较多。
磁悬浮机组没有润滑油带来的好处
提高可靠性
压缩机不需要润滑油系统，它们包括：
润滑油、润滑油泵、油分离器、油冷却器、油加热器、油过滤器、油压控制系统、油管和储油槽等等，压缩机不仅因此而变得简单，还因为没有润滑油系统的功率消耗，提高了压缩机的效率；
提高性能
在制冷系统里没有了润滑油，换热器的表面不会形成阻碍传热的油膜，由此在蒸发器里提高了蒸发温度，在冷凝器里降低了冷凝温度，制冷机组的效率因此而提高。
并且不会因为润滑油在蒸发器的浓度积聚，而导致制冷量的衰减；
提高效率
没有油泵的功率消耗，没有润滑油加热消耗的能量，没有润滑油冷却消耗的制冷量，机组的效率因此而提高；
减少运行维护费用
由于没有了润滑油，不需要更换润滑油，不需要更换油过滤器，不需要再生蒸发器内的制冷剂，大大减少维护保养费用；
15
维护工作量
磁悬浮机组系统运动部件少，没有复杂的油路系统、油冷却系统油过滤器等，无需每年清洗主机，只需要做蒸发、冷凝器水垢处理清洗，年维护费用低；
机组具有机械轴承，而且需要安装润滑系统来保证机械轴承的工作，
每年需要定期对螺杆压缩机进行油质测试、制冷剂检查、油过滤器压降检测、油泵检测、冷媒过滤器检测，油冷却器清洗及换油、油过滤器更换、压机振动测试以电机绕阻、接触器和过载设置，维护保养工作繁杂，工作量大，还需要做蒸发、冷凝器水垢处理清洗，
一般来说离心机采用的是单压缩机的形式，进行维护、维修时，整台机器需要关闭，停止制冷运行。
结构复杂，零部件易损件多，维护费用相对螺杆机组和磁悬浮机组来说较高。
可为用户节约维护成本
四、磁悬浮离心机组、螺杆式水冷冷水机组、离心式水冷冷机组及多联机组的年运行费用的对比
3.1、工程概况（仅供参考）
一、概况
本项目空调设计面积30000平米，每平方米的空调负荷：
140-150w/m2
二、选配方案
方案一：
无油磁悬浮离心式变频冷水机组MTW600FCEA2台。
总冷量：
4216kw，总功率：
735.8kw，制冷剂：
R134a
方案二：
300RT螺杆式水冷冷水机组普通螺杆冷水机组，4台。
总冷量：
4104.0kw，总功率：
856.6kw，制冷剂：
R407C
方案三：
600RT离心式水冷冷水机组，2台。
总冷量：
4220.4kw，总功率：
753.4kw，制冷剂：
R134a
方案四：
多连机组
室外机与室内机总冷量必须匹配所以室内需要多少总冷量，就要匹配相同总冷量的
室外机。
匹配的机组按160w/m2，总冷量：
4800kw。
但在年运行费用核算时均按
4200kw核算
总冷量：
4200kw，COP值：
3.4
3.1、经济分析
运行费用分析
项目机组按制冷时间4月至10月份机组开启运行，每天运行12小时。
共计5136小时。
空调系统的热负荷是一个随环境温度、日照、使用量等的变化而不断变化过程，大量的统计数据证实，典型的空调负荷运行时间分布统计如下图
1、磁悬浮冷水机方案组年运行能耗预算
2台无油磁悬浮离心式变频冷水机组MTW600FCEA
系统负荷%
0~9
10~19
20~29
30~39
40~49
50~59
60~69
70~79
80~89
90~100
累积运行
时间（小时）
64.2
77
321
500.8
552.1
359.5
282.5
179.8
154.1
77
机组运行功率（KW）
41.33
82.67
122.80
156.15
198.87
272.00
368.90
496.00
612.00
780.74
平均cop值
（w/w）
10.2
10.2
10.3
10.8
10.6
9.3
8
6.8
6.2
5.4
耗电量
（万KW.H）
0.27
0.64
3.94
7.82
10.98
9.78
10.42
8.92
9.43
6.01
总耗电量（万.kw.H）
68.20
电价（元/kw.H）
0.8
耗能总价（万元）
54.6
2、按4台300RT普通螺杆冷水机组的运行能耗进行能耗预算
4台300RT螺杆冷水机组
系统负荷%
0~9
10~19
20~29
30~39
40~49
50~59
60~69
70~79
80~89
90~100
累积运行
时间（小时）
64.2
77
321
500.8
552.1
359.5
282.5
179.8
154.1
77
机组运行功率（KW）
99.2
214.2
313.4
342.7
428.4
527.6
642.6
741.8
771.1
856.8
平均cop值
（w/w）
4.25
3.94
4.04
4.92
4.92
4.79
4.59
4.55
4.92
4.92
耗电量
（万KW.H）
0.64
1.65
10.06
17.16
23.65
18.97
18.15
13.34
11.88
6.60
总耗电量（万.kw.H）
122.10
电价（元/kw.H）
0.8
耗能总价（万元）
97.7
3、按2台600RT冷心式机组的运行能耗进行能耗预算
2台600RT冷心式机组
系统负荷%
0~9
10~19
20~29
30~39
40~49
50~59
60~69
70~79
80~89
90~100
累积运行
时间（小时）
64.2
77
321
500.8
552.1
359.5
282.5
179.8
154.1
77
机组运行功率（KW）
156.00
216.00
301.10
301.10
376.40
532.40
592.40
677.50
677.50
753.4
平均cop值
（w/w）
2.71
3.91
4.20
5.61
5.61
4.76
4.99
4.98
5.61
5.60
耗电量
（万KW.H）
1.00
1.66
9.67
15.08
20.78
19.14
16.74
12.18
10.44
5.80
总耗电量（万.kw.H）
112.49
电价（元/kw.H）
0.8
耗能总价（万元）
90.0
4、按4200kw多联机组运行能耗进行能耗预算
系统负荷%
0~9
10~19
20~29
30~39
40~49
50~59
60~69
70~79
80~89
90~100
累积运行
时间（小时）
64.2
77
321
500.8
552.1
359.5
282.5
179.8
154.1
77
机组运行功
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