制冷机组分类.docx

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制冷机组分类

制冷机组分类

   目前，空调系统中的制冷装置主要利用“液体气化制冷法”的原理而工作，其形式主要有电驱动的压缩式和热驱动的吸收式两种。

制冷机组就是将制冷系统中的全部或部分设备直接在工厂组装成一个整体，为用户提供所需要的冷量和用冷温度。

制冷系统机组化是现代空调用制冷装置的发展方向。

　　一、电驱动的压缩式制冷机

　　电驱动的压缩式制冷机主要以氟里昂、氨为制冷剂，民用制冷机大部分采用氟里昂作为制冷剂。

按冷却介质的种类可分为空气冷却和水冷却两种形式，按压缩机种类可分为活塞式、螺杆式、离心式三种形式，按提供的冷源或热源情况可分为冷水机组和热泵机组两种形式。

　　1、活塞式冷水机组活塞式冷水机组由活塞式制冷压缩机、风冷式或水冷式冷凝器、热力膨胀阀和蒸发器等组成，并配有自动或手动能量调节和自动安全保护装置，常用的水冷活塞式冷水机组冷凝器进出水温分别设置为32℃、37℃，蒸发器出口冷冻水温度设置为7度，冷量范围一般为35～580千瓦。

　　2、螺杆式冷水机组螺杆式冷水机组是由螺杆式制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、热力膨胀阀、油分离器、自控元件和仪表等组成的一个完整的制冷系统。

常用的水冷式螺杆式冷水机组冷凝器进出水温分别设置为32℃、37℃，蒸发器出口冷冻水温度设置为7度，冷量范围为580～1163千瓦。

　　3、离心式冷水机组离心式冷水机组是由离心式制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、节流机构和调节机构以及各种控制元件组成的整体机组。

离心式冷水机组的制冷量较大，常用的水冷式离心式冷水机组冷凝器进出水温分别设置为32℃、37℃，蒸发器出口冷冻水温度设置为7度，单机容量通常在1163千瓦以上，所以，这种一般用于大型中央空调系统。

　　4、热泵机组热泵机组的循环流程有几种形式，但不论何种，系统中除装有制冷系统中的四大元件外，还需装有四通换向电磁阀、单向阀等，使制冷剂的流动方向在制冷或制热状态时能得到控制。

热泵机组根据冷却方式可分为风冷式热泵机组、水源热泵机组和土壤热泵三种。

　　水源热泵机组是利用地下水、河水、湖水等资源，借助压缩机系统，通过消耗部分电能，冬季，把水中的低品位能量“取”出来，供给室内采暖或空调；夏季，把室内的热量取出来，释放到水中，达到空调的目的。

它不受环境和气候的影响，运行稳定，没有风冷热泵机组的除霜以及小区的热岛效应等问题。

　　土壤热泵系统是利用地下岩土中热量的闭路循环的地源热泵系统，它通过循环液在封闭地下埋管中的流动，实现系统与大地之间的传热。

在冬季供热过程中，流体从地下收集热量，再通过系统把热量带到室内。

夏季制冷时，系统逆向运行，即从室内带走热量，再通过系统将热量送到地下岩和土中。

因此，土壤热泵系统既保持了水源热泵作为冷热源的优点，又克服了空气源热泵效率低下的缺点，是一种可持续发展的建筑节能新技术。

　　5、冰蓄冷空调简单地说就是低谷时段制冰，高峰时将其冷量释放出来，即将高峰时段较大的制冷负荷转移到低谷时段，起到移峰填谷作用。

设备为常规压缩式电制冷空调的主机采用双工况主机，同时增加一套蓄冰装置。

利用电力低谷时段让机组工作在制冰工况，将冷量以冰的形式储存在蓄冰装置内，高峰时段通过融冰从蓄冰装置中取出冷量以供空调负荷的需要。

二、热驱动吸收式制冷机组

　　热驱动吸收式制冷机组目前主要以溴化锂为吸收剂，有如下分类：

　　1、按溴化锂吸收式制冷机使用的能源可分为：

蒸汽型、热水型、直燃型、太阳能型。

　　2、按溴化锂吸收式制冷机使用能源被利用程度可分为：

单效型、双效型。

　　3、按溴化锂吸收式制冷机中各换热器布置情况可分为：

单筒型、双筒型、三筒型。

　　4、按溴化锂吸收式制冷机的应用范围可分为：

冷水型、温水型。

　　5、按溴化锂吸收式制冷机的综合方法可分为：

蒸汽单效型、蒸汽双效型、直燃型冷温水机组

土壤源热泵是利用地下常温土壤温度相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统与建筑物内部完成热交换的装置。

冬季从土壤中取热，向建筑物供暖；夏季向土壤排热，为建筑物制冷。

它以土壤作为热源、冷源，通过高效热泵机组向建筑物供热或供冷。

高效热泵机组的能效比一般能达到4.0kw/h以上,与传统的冷水机组加锅炉的配置相比，全年能耗可节省40%左右,初投资偏高，机房面积较小，节省常规系统冷却塔可观的耗水量，运行费用低，不产生任何有害物质，对环境无污染，实现了环保的功效。

风冷模块、水源螺杆、水冷螺杆、变频多联机性能对比

本文是本人多年的工作经验和业务经验总结出来的一些产品优点和缺点对比，但不一定正确，在看法和观点上可能存在偏差，希望看到此文章的专业人士给予斧正。

   本次中央空调性能对比的机型为1．模块式风冷冷（热）水机组；2．VRV变频多联机组；3．地下水式水源热泵式机组；4．满液式螺杆冷水机组。

   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

   前期设备投资比变频多联（VRV）便宜15%左右。

   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、满液式螺杆冷水机组

   满液式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、地下水式水源热泵机组

   1.优点

   属可再生能源利用技术。

水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。

所以说，水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。

   高效节能。

水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12～22℃，水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。

而夏季水体为18～35℃，水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率提高。

据美国环保署EPA估计，设计安装良好的水源热泵，平均来说可以节约用户30～40％的供热制冷空调的运行费用。

   运行稳定可靠 。

水体的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动。

是很好的热泵热源和空调冷源，水体温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。

不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。

    环境效益显著。

没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。

    一机多用，应用范围广 。

水源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。

   2.缺点

   在过度季节不能最大限度利用新风。

   机组噪声较大。

   每年需要对管道进行清砂处理和水井的清洗护理。

   三年以后热能会自然减弱。

   与同容量单冷冷水机组相比，其用电量大，造价高，冬季随室外气温下降制热量衰减严重、结霜严重等。

受当地水源的制约，遇到天旱或者缺水，制热或者制冷将无法进行

各类中央空调系统综合对比分析

一、运行费用分析、

（一）参与比较的方案为模块式风冷热泵机组、变频多联机组行、螺杆式水冷机组、水源热泵机等空调系统。

（二）设备运行费用计算基本参数

冷负荷：

1157KW，热负荷：

1250KW。

夏季运行天数：

100天；冬季运行天数：

120天；每天运行时间：

8小时；综合功率因数0.6；电价：

1.0元/度。

（三）、对比机型

1、模块式风冷热泵机组运行费用分析

主机18台，每台22KW，主机总功率为396KW/378KW，水泵总功率为120KW。

夏季电费：

1.0元/度×100天×8小时×（22KW×18台+120KW）×0.6（使用系数）=247680（元）

冬季电费：

1.0元/年×120天×8小时×22KW×18台+120KW）×0.6（使用系数）=286848（元）

全年合计：

534528（元）/年

考虑到本工地的实际情况，在冬季运行时，我方建议加装板式换热器，虽然会增加一定得费用（约5万元左右），但是可以充分利用城市管网的热量，使运行费用大幅降至26万左右/年。

2、变频多联机组运行费用分析

主机总功率为396KW/378KW。

夏季电费：

1.0元/年×100天×8小时×335KW×0.6（使用系数）

=160800（元）

冬季电费：

1.0元/年×120天×8小时×360KW×0.6（使用系数）

=207360（元）

全年合计：

368160（元）/年

3、螺杆式水冷机组运行费用分析

主机两台，主机总功率为455KW/440KW，水泵总功率为120KW，冷却塔功率为7.5KW。

夏季电费：

1.0元/度×100天×8小时×（455KW+120KW+7.5KW）×0.6（使用系数）=280800（元）

考虑到本工地的实际情况，在冬季运行时，我方建议加装板式换热器，虽然会增加一定得费用（约5万元左右），但是可以充分利用城市管网的热量，使运行费用大幅降至30万左右/年。

全年合计：

307680（元）/年

4、水源热泵机组运行费用分析

主机总功率为180KW/215KW，水泵总功率为280KW。

夏季电费：

1.0元/度×100天×8小时×（180KW+280KW）×0.6（使用系数）=220800（元）

冬季电费：

1.0元/度×120天×8小时×（215KW+280KW）×0.6（使用系数）=285120（元）

全年合计：

505920（元）/年

分析结果：

全年运行费用以螺杆冷水机组最高，其次为水源热泵、再次为模块式风冷热泵机组、智能多联机组。

二、设备使用寿命分析

螺杆冷水机组主机的一般设计使用寿命为26000小时（15年左右），空调末端一般设计使用寿命为16000小时。

则整个空调系统的平均使用寿命约为21000小时。

（备注：

系统的使用寿命未考虑风管和水管的使用寿命，也未考虑风管和水管的锈蚀对整个系统的影响）。

模块式风冷热泵主机的一般设计使用寿命为30000小时（18年左右），空调末端一般设计使用寿命为16000小时。

则整个空调系统的平均使用寿命约为21000小时。

（备注：

系统的使用寿命未考虑风管和水管的使用寿命，也未考虑风管和水管的锈蚀对整个系统的影响。

）

地下水式水源热泵机组的一般设计寿命为12-15年（优质水质情况下），如果存在水质污染、水位低、污浊、杂质大等因素，使用寿命会缩短3-5年。

变频一拖多空调设备的设计使用寿命一般为30000小时（18年左右）以上，最高可达40000小时。

分析结果：

模块式机组与变频一拖多中央空调使用寿命基本差别不大，依次为螺杆机、水源热泵。

三、维护管理分析

螺杆冷水机组系统除需清洗室内的过滤网外，还需定期进行清洗室外主机旁的静电过滤器和对管道系统进行清洗和除垢，否则水垢在管道内越积越多后会影响系统的水流量，也会影响空调的使用效果。

另外需定期清洗冷却塔，否则冷却塔内可能滋生军团菌。

而供热锅炉需请压力容器检测站，每年进行检测，否则不准使用。

因此冷水机组系统的维护管理非常麻烦，一般需派专人进行操作维护的工作。

风冷热泵系统每年一次对室内的过滤网（可以自行操作）和室外主机的水过滤器和对管道系统进行清洗和除垢即可。

水源热泵机组需要对水井、水泵、管道、过滤器进行清洗、除垢、除砂，如果不定期清洗则会影响系统的水流量和使用效果，需要专业人员维护。

变频一拖多空调需要定期清洗室内的过滤网，操作简单，维护方便，可自己进行维护。

分析结果：

模块式风冷热泵的维护保养与变频一拖多中央空调在运行维护的方便程度和费用方面差不多，要比冷水机组系统、水源热泵系统好得多。

四、投资费用对比分析

模块式风冷机组设备投资165.52万元，变频多联机组设备投资233万元，螺杆式水冷机组设备投资202万元，水源热泵机组设备投资218.6万元。

分析结果：

模块式风冷热泵机组一次性投入最低。

五、总结

从以上的比较中可以看出：

模块式风冷热泵机组在一次性投入最低，在使用寿命、维护保养方面较长，与使用寿命最长的变频一拖多式空调系统差不多，与水源热泵、螺杆水机组相比，在运行费用、使用寿命、维护管理等方面具有明显优势，在运行费用方面看比螺杆冷水机组、水源热泵机组的运行费用都低。

因此对本工程来说，模块式风冷热泵机组空调系统无论是价格还是性能、还是运行费用无疑比其他中央空调系统更适合。

土壤源热泵

土壤源热泵的优点

1、资源可再生利用

土壤源热泵技术利用地球表面浅层地热资源作为冷热源进行能量转换，而地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳能，相当于人类每年利用能量的500多倍，且不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。

这是储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，也是清洁能源。

与地面上环境空气相比，地面5m以下土壤温度全年基本稳定且略低于年平均气温，可以分别在夏冬季提供相对较低的冷凝温度和较高的蒸发温度。

所以从热力学原理上讲，土壤是一种比环境空气更好的热泵系统的冷热源。

而且土壤源热泵系统不会把热量、水蒸气及细菌等排人大气环境，符合当前可持续发展的战略要求。

通常土壤源热泵消耗lKW的能量，用户可以得到4KW以上的热量或冷量，这多出来的能量就是来自土壤的能源。

另外，地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。

据美国环保署EPA估计，设计安装良好的土壤源热泵，平均来说可以节约用户30％～40％的供热制冷空调的运行费用。

高效的土壤源热泵机组，平均产生1冷吨的冷量仅需0.88kW的电力消耗，其耗电量仅为普通冷水机组加锅炉系统的30％～60％；

2、运行费用低

与传统空调系统相比，每年运行费用可节约40%左右。

采用土壤源热泵系统，由于土壤的温度理，土壤源热泵可以比风冷热泵具有更高的效率和更好的可靠性，其热源温度全年较为稳定，一般为l0-25℃。

而且土壤源热泵系统可用于供暖、空调，还可提供生活热水，一套系统可以替换原来的锅炉、空调制冷装置或系统，一机多用；不仅适用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，更适合于别墅住宅的供热和空调。

此外，机组使用寿命长，均在20年左右；机组紧凑、节省空间：

维护费用低；自动化控制程度高，可无人值守。

土壤源热泵中的热源不是指地热田中的热气或热水，而是指一般的常温土壤，所以对地下热源没有非凡要求，可在中国绝大部分地区应用。

土壤源热泵系统的COP值一般在3~6左右，与传统的空气源热泵相比，要高出40％左右，其运行费用为普通中心空50％~60％。

3、占地面积少机房占地面积小，节省空间，可设在地下；

4、绿色环保土壤源热泵系统利用地球表面浅层地热资源，没有燃烧，没有排烟及废弃物，情节环保，无任何污染，土壤源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少40％以上，与电供暖相比，相当于减少70％以上，假如结合其它节能措施节能会更明显。

虽然也采用制冷剂，但比常规空调装置减少25％的充灌量；土壤源热泵系统属自含式系统，即该装置能在工厂车间内事先整装密封好，因此，制冷剂泄漏机率大为减少。

该装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，安装在绿地、停车场下，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。

土壤源热泵系统没有冷却塔和其它室外设备，没有中心空调集中占地问题，节省了空间和地皮，为开发商带来额外利润，产生附加经济效益，并改善了建筑物的外部形象；

5、自动化程度高机组内部及机组与系统均可实现自动化控制，可根据室外温度变化及室内温度要求控制机组启停，达到最佳节能效果，同时节省了人力物力；

可自主调节机组，能够任意调机，投资者可按需要调整供给时间及温度，完全自主；

一机多用，即可供暖，又可制冷，在制冷时产生的余热还可提供生活生产热水或为游泳池加热，最大限度的利用了能源。

土壤源热泵的缺点

1、埋地换热器受土壤性能影响较大，土壤的热工性能、能量平衡、土壤中的传热与传湿对传热有较大影响；

2、连续运行时热泵的冷凝温度和蒸发温度受土壤温度的变化发生波动；

3、土壤导热系数较小，换热量较小。

已有的经验表明，其持续吸热速率一般为25W/m2，所以当供热量一定时，换热盘管占地面积较大，埋管的敷设无论是水平开挖布置还是钻孔垂直安装，都会增加土建费用

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