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离心机-螺杆机 -比较
作者:亚博  来源:亚博网址多少  时间:2019-11-10 13:43  点击:

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  离心机与螺杆机比较 离心式制冷压缩机作为一种速度型压缩机,具有以下优点: 1.在相同冷量的情况下,特别在大容量时,与螺杆压缩机组相比,省去了庞大的油分装置, 机组的重量及尺寸较小,占地面积小; 2.离心式压缩机结构简单紧凑,运动件少,工作可靠,经久耐用,运行费用低; 3.容易实现多级压缩和多种蒸发温度,容易实现中间冷却,使得耗功较低; 4.离心机组中混入的润滑油极少,对换热器的传热效果影响较小,机组具有较高的效率. 具有以下缺点: 1.转子转速较高, 为了保证叶轮一定的宽度, 必须用于大中流量场合, 不适合于小流量场 合; 2.单级压比低,为了得到较高压比须采用多级叶轮,一般还要用增速齿轮; 3.喘振是离心式压缩机固有的缺点,机组须添加防喘振系统; 4.同一台机组工况不能有大的变动,适用的范围较窄. 喘振: 喘振是透平式压缩机 (也叫叶片式压缩机)在流量减少到一定程度时所发生的一种非正常工 况下的振动。当气体流量小于某极限值时,气体进入叶轮的方向不再和叶片进口角一致,在 叶道中产生分离和旋涡, 气流受阻后向相邻叶道转移, 并随着流量减小使分离现象沿着与旋 转相反方向扩展到整个叶轮,这就是“旋转失速”现象。当整个流道出现分离,压缩机出口压 力突然下降, 级后管网中的气体发生倒流, 直至管网中的压力降到等于压缩机出口压力为止, 又重复出现“旋转失速”现象,从而在压缩机管网系统中产生周期的低频高振幅压力脉动,并 会引起噪音和振动,此现象叫作“喘振”。喘振严重时会使叶片疲劳断裂,轴承烧坏,机器无 法运行。 离心式压缩机是透平式压缩机的一种形式, 喘振对于离心式压缩机有着很严重的危 害。 离心式压缩机发生喘振时,典型现象有: 1)压缩机的出口压力最初先升高,继而急剧下降,并呈周期性大幅波动; 2)压缩机的流量急剧下降,并大幅波动,严重时甚至出现空气倒灌至吸气管道; 3)拖动压缩机的电机的电流和功率表指示出现不稳定,大幅波动; 4)机器产生强烈的振动,同时发出异常的气流噪声。 但是制冷机的选择,不能只简单的考虑冷量效率。首先考虑负荷侧的特点,平时使用负荷、 最小负荷、临时负荷以及末端情况,使用时间,功能要求等等。考虑机组的最小负荷以及调 节比例是不是满足末端要求。第二、如果只看效率以及经济学,当然是离心机效率要高,但 是那是在额定工况下的条件,如果你根据负荷分析,把各种工况下的效率曲线画出,然后再 同你的负荷曲线对比,你可以看出螺杆机的效率反而高。 离心机与螺杆机的区别还有以下几点: a:离心式冷水机组单离心压缩机制冷量比单螺杆压缩机制冷量大,但是螺杆压缩机可以多 台(最多可 4 台)并排使用,单机组制冷量并不比离心机组小;单台离心压缩机成本很高, 维修费用昂贵,而多台螺杆压缩机成本分摊到各压缩机上,成本不高,维修费用大大下降。 b:离心式冷水机组能力调节困难,过渡季节运行费用高;而多机头螺杆机组,能量调节容 易,单台压缩机就有 25%-50%-75%-100%的能量调节范围,何况多台并联使用呢! c:离心式冷水机组大部分是开式(就是电机和压缩机分开,转速高,噪音大;而螺杆压缩 机是封闭或半封闭的,噪音低。 d:离心机组如果出故障,会出现系统制冷量大大下降,而多机头螺杆机组,一台压缩机出 现问题,不会影响其他压缩机的正常运行;对于系统制冷量影响很小,可以在别的压缩机正 常运行的情况下,对出现问题的压缩机进行检修。 e: 离心式冷水机组制冷剂流量控制用的是线性浮阀或孔板节流, 会受到工况和负荷的影响, 能量调节性能不太好,对机组制冷量影响很大,我公司的螺杆机组使用的是电子膨胀阀,对 制冷剂控制精确,是比较完美的制冷系统。 最后,其实离心机组和螺杆机组各有优点,就看使用情况了,说句实线 平米,采用离心机组加螺杆机组联合应用还是比较合适的。 离心式与螺杆式冷水机组的技术性能比较 一、 两种机型的简介: 离心机: 最早出现在上个世纪二十年代, 它是依靠离心式压缩机中高速旋转的叶轮产生的离 心力来提高制冷剂蒸气压力,以获得对蒸气的压缩过程,然后经冷凝节流降压,蒸发等过程 来实现制冷,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,但存在压力过高密封问题较难解决、工作转速过高等缺点。 螺杆机:属于发展较晚、技术较为先进的一种机型,迄今不过三十年。近二十年螺杆机发展 迅猛。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、使用寿命长等特点, 但其单机制冷量较离心机要小。 二、两种机型的结构特点: 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。 单个螺杆式压缩机的制冷较离心机要小,一般从 30RT----400RT,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。 这种结构特点的不同对机器的控制、操作、维护都具有很重要的影响,在下面我们将作详细 阐述。 三、 两种压缩机转动和传动部分结构特点: 在离心式压缩机中, 电动机通过一对增速齿轮进而带动叶轮作高速旋转; 在螺杆式压缩机中, 电动机直接同轴主转子与副转子相互啮合旋转。 由以上可以看出, 螺杆式压缩机结构更为简单, 而且离心机叶轮旋转速较螺杆式转子要高出 许多,同时高压气体对叶片、叶轮都有较大冲击压力,故其故障率较螺杆机要高。同时,离 心式压缩机因压缩机体积庞大,在维护维修时非常麻烦,而螺杆式机组结构简单,维护维修 非常方便。 四、两种机型的安全保护装置: 离心机和螺杆机一般都有诸如:空气开关、温度开关、高低压开关、防冻开关、延时保护、 过热保护、逆向保护等功能,但在两种情况下两种机型有所不同。 1、突然断电: 因为离心机的润滑方式是以油泵送油。这样,在高速旋转状况下,如果无油润滑将对压缩机 的转动、传动部分造成巨大的破坏。虽然现在有的厂家采用紧急给油装置,但不能保证长时 间供油, 而且紧急给油装置本身也存在一个故障率问题。 同时油泵本身也存在一个故障率问 题。 2、低负荷状态: 在低负荷状态下,离心机都共有一个喘振问题。离心式压缩机发生喘振的原因是:进口压力 或流量突然降低, 低过最低允许工况点时, 压缩机内的气体由于流量发生变化会出现严重的 旋转脱离,形成突变失速(指气体在叶道进口的流动方向和叶片进口角出现很大偏差),这时 叶轮不能有效提高气体的压力,导致出口压力降低.但是系统管网的压力没有瞬间相应地降 下来,从而发生气体从系统管网向压缩机倒流,当系统管网压力降至低于机出口压力时,气 体又向系统管网流动.如此反复,使机组与管网发生周期性的轴向低频大振幅的气流振荡现 象.这对叶轮、叶片连续不平衡冲击会大影响寿命。现有厂家采用增加一个防喘振装置可以 部分解决这个问题, 但同时也造成零部件易损件增加等问题。 螺杆机是利用油压推动滑阀开 关控制容量,部分负载时,效率不变,且绝无不平衡冲击现象。 五 两种机型的容量调节问题: 离心机的容量控制是利用叶片转速控制吸入口的大小控制容量, 可以实现无级调节, 但在较 低负荷下,会出现前面提到的喘振现象,其效率也将降低。 螺杆机是利用油压推动滑阀开关控制容量,而且采有多机头形式,可以实现有段或无段容 调、调节平衡,部分负载时效率不变,且绝无涌浪现象。 六、两种机型的操作及维护问题: 离心机与螺杆机都具有较高技术水平,一般都采用微电脑自动控制。具有自动诊断,自动调 节功能及各种安全保护装置,对操作要求不高。 由于在相同制冷量下,离心机采用的是单压缩机形式,而螺杆机为多压缩机形式,且具有独 立制冷系统,这样在维护、维修状态下,螺杆机只需单个压缩机关闭,其它照常工作,绝对 可满足大楼负荷需要;而对离心机进行维护、维修则整台机器都得关闭,会极大的影响大楼 工作需要,而且螺杆机结构简单,零部件易捐件少,维护费用也较低。一般 20000 小时后才 需维护,同时离心压缩机为全封闭型,螺杆机为半封闭型,维修起业离心机要麻烦些。 在离心式压缩机中, 电动机通过一对增速齿轮进而带动叶轮作高速旋转; 在螺杆式压缩机中, 电动机直接同轴主转子与副转子相互啮合旋转。 在低负荷状态下,离心机都共有一个喘振问题。R-22 的单位容积制冷能力最强。在维护、 维修状态下,螺杆机只需单个压缩机关闭,其它照常工作,绝对可满足大楼负荷需要; 多机头螺杆机是不是采用多个蒸发器,故障压缩机是不是真的不会影响制冷机的正常运行。 需要多了解一下自身的产品和业内的杰出产品。 如果了解不够的话。 那用螺杆机是肯定玩不 过离心机的。 对于你这个项目较好的方案是多台离心机+1 台螺杆机。 原因如下: 在一般饭店类建筑中中央空调的能源消耗约占到建筑总能源的一半或以上, 而中央空调主机 又是空调系统耗能的核心部分, 对于业主而言合理的主机配置不仅可以减少投资更可以在运 营中大大地降低运行能耗。一般而言中央空调主机选型可以遵循以下方法: 一、 首先分析当地能源价格,在主机选型中尽量避开高价能源种类: 不同种类能源价格见表 1-1 表 1-1 不同种类能源的单位热值价格 能源名称 0#柴油 天然气 0.6MPa 蒸汽 电 烟煤 单位热值 10200 Kcal/㎏ 8400 Kcal/m3 65× 104 Kcal/m3 860 Kcal/KWh 5000 Kcal/㎏ 能源价格 7.0 元/㎏ 2.7 元/ m3 200 元/ m3 0.8 元/ KWh 0.8 元/㎏ 每万大卡热值单价 6.86 元 3.21 元 3.07 元 9.3 元 1.6 元 注:表 1-1 中,随各地的能源价格不同,每万大卡热值单价也会不同。因烟煤通过燃煤锅 炉使用时污染大,在许多城市以限制使用,且煤锅炉热效率低只有 60%左右,考虑热效率 后每万大卡热值单价也需达到 2.7 元左右,且各地的原煤热值也有很大差异,所以在以下的 比较中仅按商品蒸汽为标准。 从表 1-1 中可以看出不同的能源种类,每万大卡热值单价也是不同的,而往往一个特定区 域所拥有的能源种类是固定的。如在我国西部地区煤、天然气等能源价格便宜,而在东部地 区又缺少这些优势, 所以在中央空调驱动能源选择时应选择当地的最优势能源。 中央空调分 制冷和制热两部分,有些机型可冷暖两用,空调驱动能源种类见表 1-2 表 1-2 不同类型空调主机的能效比及输出能量单价 主机类型 吸收式 活塞式 螺杆式 离心式 涡旋式 模块式 能源种类 0#柴油 天然气 蒸汽 电 电 电 电 电 功能 冷暖双效 单冷 单冷 单冷 双效 双效 COP(制冷) 1.1-1.3 1.1-1.3 1.0-1.3 3.57-4.16 4.50-5.56 4.76-6.0 3.0-4.0 约 3.5 COP(制热) 0.95 0.95 0.95 ――― ――― ――― 2.5-3.0 约 2.8 输出单位冷量单价(元/104Kcal) 6.24-5.28 2.46-2.91 2.36-3.07 2.23-2.61 1.67-2.1 1. 55-1.95 2.35-3.1 约 2.65 输出单位热量单价(元/104Kcal) 7.22 3.38 3.23 ――― ――― ――― 3.1-3.72 约 3.32 注:表 1-2 中,输出单位冷量(热量)的单价随表 1-1 中能源价格的变动而变动。 从表 1-2 中可知,不同类型的中央空调驱动能源种类不同,COP(能效比)也不一样,电 制冷压缩式空调 COP 明显高于吸收式。 虽表 1-1 中电的单位热值单价最高, 但用于空调制 冷时, 输出单位冷量的单价又是另外一种情况, 了解这一参数对中央空调主机的选择更具有 指导意义。 二、 空调主机设备的选择: 1、制冷设备选择: 表 1-2 中能源价格参照的是我国东南部地区的一般单价,按表中的数据,选择空调制冷主 机时应首选电驱动类空调;但在我国的西、北部地区,由于煤、天然气等自然资源充足,价 格也有较大优势,或有些城市实行天然气峰谷价,在夏季气价较低,或有些建筑靠近市政热 力管网有较低价格的商品蒸汽, 以上这些情况可以考虑选用吸收式空调主机, 但我个人认为 最好在天然气或市政蒸汽价格有较大优势时才选用吸收式空调, 因为往往以上能源价格的上 涨速度会高于电价上涨速度,且吸收式空调有效率逐年下降的缺点。 2、采暖设备的选择: 按表 1-2 所示,部分空调只有单冷功能,冬季采暖必须通过其他设备,因电的单位热值单 价最高,且需有大功率的供电设备与之配套,所以一般不采用电直接采暖的方式。冬季采暖 常通过热水锅炉、容积式交换器、板式交换器、蒸汽散热片等设备,采用燃油、天然气、 蒸汽等间接采暖。 设备选型应根据当地最优势单位热值的能源种类取定, 已采用空调水系统 的,为减少投资一般不再采用蒸汽散热片采暖方式。 三、电驱动中央空调主机的选型: 1、全年综合部分负荷值的计算: 在选择电驱动中央空调主机时, 不同机型的选择也会对运行能耗产生影响, 按表 1-2 所示, 不同的电制冷空调 COP 不一样,且同一设备随着实际使用负荷的变化 COP 也会产生变化。 在同样的工作条件下,大部分冷水机组在部分负荷下工作时 COP 会有不同程度的下降,也 就是说:某一冷水机组在实际使用负荷达到该机组的额定负荷或达到该机组单机头额定负 荷的整数倍时能效比最高,而在实际使用中冷水机组在很多时候是在部分负荷的情况下运 行的, 所以冷水机组的全年综合部分负荷值 COP 对于空调主机的选型比表 1-2 中给定的 C OP 值更具有参考意义。 为了计算空调系统全年运行能耗和对不同冷水机组部分负荷性能进行比较,美国制冷空调 协会根据美国 29 个城市 25 年的平均气象条件, 在 ARI550/590-1998 标准中给出了部分负荷 计算系数,即该空调负荷在全年空调系统运行时间内出现的百分数,见表 1-3 表 1-3 部分负荷计算系数 负荷率/% 计算系数 负荷率/% 计算系数 100 0.01 50 0.45 75 0.42 25 0.12 从表 1-3 可以看出,空调负荷非满负荷运行时间占运行中时间的 99%,可见全年综合部分 负荷值的计算相当重要,全年综合部分负荷值(IPLV)按下式计算: IPLV=0.01A+0.42B+0.45C+0.12D (KW/KW) 式中 A――在 100%负荷下的 COP B――在 75%负荷下的 COP C――在 50%负荷下的 COP D――在 25%负荷下的 COP 由于中国和美国的气象条件不同,空调的使用条件不同,所以按表 1-3 中的计算系数也有 变化, 但由于美国是世界空调行业的领跑者, 许多国家的空调制造参数都是参考美国行业协 会的标准,所以表 1-3 对我们计算全年综合部分负荷值仍有较重要的参考价值,其中特定 空调部分负荷下的 COP 可以按厂家提供的技术参数取定。 2、几种常规压缩式冷水机组的优缺点及选择: ⑴、活塞式冷水机组: 活塞式冷水机组通过活塞在气缸内的往复运动压缩制冷剂,从而达到制冷的目的,按压缩 机数量分为单机头和多机头冷水机组,市场上用于空调系统的一般是多机头冷水机组,配 置多机头冷水机组具有明显的节能效果,这种机组在部分负荷时仍有较高的效率,而且多 机头顺序启动,每台压缩机功率小,对电网冲击小,该机型的最大特点是:多个机头同时对 应多个制冷回路,这几个回路可以同时运行,也可以单独运行,起到互为备用的作用,提高 了机组运行的可靠性,用于民用建筑的单机制冷量范围约为 30-500KW; 优点:a、机组装置简单; b、使用普通金属材料、容易加工、造价低、维修成本低; c、多机头互为备用,整机运行可靠; d、多机头每台压缩机制冷量小,随空调负荷的变化,经常能维持压缩机处于满负荷工作 状态; 缺点:a、与其他冷水机组相比能效比低; b、工作部件多、易损件多、维修频率高; c、调节性能差; d、往复运动惯性力大,震动及噪音较大; 该机型在小冷量领域具有一定的优势,在总冷负荷不大于 500KW 且只配置一台冷水机组 时,可优先选用该机型。 ⑵、螺杆式冷水机组: 螺杆式压缩机是一种容积型回转式压缩机, 它依靠气缸内一对螺旋齿转子相互啮合旋转, 造 成由齿形空间形成的基元容积的变化,实现对制冷剂气体的压缩,从而达到制冷目的。该机 型按压缩机数量分为单机头和多机头, 根据转子类型又分为单螺杆和双螺杆, 该机组通过安 装在两个转子的高压侧之间的滑阀来调节能量,可使能量在 100%~10%之间连续无级调 节,螺杆式冷水机组的的单机容量一般为 120~1000KW. 优点:a、与活塞式相比运动部件少、无往复运动的惯性力、运行平稳可靠,可在较高的压 缩比工况下运行; b、机组易耗件少,零部件仅为活塞式的 1/10,易于维修; c、制冷量调节范围大,制冷量可通过滑阀在 10%-100%的范围内无级调节; d、能效比高、部分负荷特性好; 由于螺杆式冷水机组具有上述特征, 在集中式空调制冷系统中已基本替代活塞式冷水机组。 缺点:a、加工精度和装配精度的要求高,造价较高; b、能效比比离心机组低; 该机型目前在公共建筑中选用的几率较高,制冷总负荷在 500-2500KW 时可优先选用该机 型。一般同时配置多台机组时,其中至少配置一台螺杆机可以满足低负荷段的经济运行。 ⑶、离心式冷水机组: 离心式制冷机属大冷量制冷机组,单机制冷量在 1160K 以上,他具有占地面积小、初期投 资省、能耗低、易损件少、可靠性高、维修率低等特点,离心式压缩机分单级压缩和多级压 缩两种类型,其结构和工作原理和鼓风机很相似,离心式压缩机能量调节一般采用进口导 叶调节, 近几年已开发出变频控制系统以调节叶轮转速, 采用变频调节的机组全年平均可节 能 30%左右,但专用变频设备造价较高。 优点:a、单位制冷量重量最轻,占地面积最小; b、在各类冷水机组中 COP 最高; c、运转平稳,震动小,噪音较低; d、能量调节方便,在较大冷量范围内能实现经济的无级调节; e、无气阀、活塞等易损件,工作可靠,维修工作量小; 缺点:a、机组转速高,对材料强度、加工精度和制造质量要求严格; b、低负荷时能效比低、易发生喘振; 喘振是离心式压缩机特有的一种故障现象, 在低负荷时当排气量低于某一特定值时, 叶轮内 气流能量较低,此时高压侧气流会突然向叶轮内倒灌,倒流回的气流使叶轮内的压力升高, 向外排出气体,然后叶轮内压力又下降,又发生倒灌,这种周期性的气体脉冲称为喘振,喘 振发生时机组和管道会产生剧烈的振动, 如不及时采取措施会导致压缩机损坏。 采用普通进 口导叶调节时,其喘振点在 20%~30%负荷间,但目前较先进的进口导叶调节辅以压缩机 扩压器宽度调节,其喘振点可控制在额定负荷的 20%左右,离心式压缩机的喘振范围对制 冷机的选择和运行至关重要。 一般在总冷负荷大于 2500KW 时可考虑选用离心式冷水机组, 但建议和其他机型混合配置, 因为在饭店类建筑中,制冷机在许多时候是在低负荷运行的,如全部配置离心式冷水机组, 运行中极易接近机组的喘振点。 ⑷、模块式冷水机组: 模块式制冷机组就制冷方式而言不能单独列为一种制冷机,因为模块式冷水机组的压缩机 有活塞式、涡旋式、螺杆式等,但由于该机型结构和安装方式与其他冷水机组有区别,所 以现在往往把它看成一类独特的冷水机组。模块式冷水机组是一组并列的模块单元系统, 每个单元都结构相同、性能一致,是一个独立的制冷单元,电脑系统使它一体化,并监控 所有的模块单元,使其按一定的规律和程序运行,模块式冷水机组有水冷式和风冷式两种, 目前市场上使用的较多的是风冷式,模块式冷水机组的特点: a、 组装灵活方便,给系统设计带来便利; b、 单机体积小、重量轻,运输安装方便; c、 运转效率基本不会因负荷下降而下降,在运行中始终处于高效状态; d、 具有可靠的互为备用能力,维修方便; e、 维护成本低、自动化程度高,零部件通用; 模块式冷水机组一般适用于以下情况: a、 建筑面积紧张、无合适中央空调机房; b、 总冷负荷小于 500KW,且运转中实际冷负荷多变; c、 庭院式建筑,管道输送距离较长,或建筑群中各建筑空调使用时段不一致; d、 风冷模块式可用于小规模建筑、不再选用锅炉且无市政热力管网的场所; e、 风冷模块式可用于缺水、水价较高的地区; ⑸、VRV: VRV 源于日本大金空调,其含义即是可变流量冷媒,实质就是分体空调多联机,制冷 COP 约 3 左右,一般每台 VRV 模块有 2-3 台压缩机,其中一台为变频机,可随末端的负荷变 化而随机调节,从效率上讲 VRV 远低于水冷机,但其特点就是省却了冷媒泵、冷却泵、冷 却塔等一系列附机系统,并且系统的负荷调控性远高于水冷机,所以其系统的运行能耗没 有现象的那么高,并且在许多工程案例中,运行费用反而低于水冷系统。VRV 具有如下特 点: a、 组装灵活方便,给系统设计带来便利; b、 单机体积小、重量轻,运输安装方便(可通过电梯运输); c、 运转效率基本不会因负荷下降而下降,在运行中始终处于高效状态; d、 具有可靠的互为备用能力,维修方便; e、 维护成本低、自动化程度高,无需专业运行管理,零部件通用; f、 配管长度最远可达 120m,但实际配管超过 90m 时效率会大幅下降; g、 具有氟机固有的缺点:在冬季-5℃以下及夏季 35℃以上时,运行效果较差; VRV 机组一般适用于以下情况: a、 建筑面积紧张、无合适中央空调机房; b、 运转中实际冷负荷多变; c、 庭院式建筑,管道输送距离较长,或建筑群中各建筑空调使用时段不一致; d、 小规模建筑、不再选用锅炉且无市政热力管网的场所; e、 无固定工程管理队伍的建筑; f、 对冷热需求不固定却又不宜设置四管制空调的场所; 四、空调设计负荷的一般指标,实际使用负荷与设计值的差异: 空调负荷的计算较为烦琐, 需计算潜热和显热, 且需计算构成空调负荷的各类因素如人体散 热、照明设备散热、维护结构传递得热、日照透射得热等负荷,所以设计上常按估算指标进 行估算,旅馆、饭店类建筑部分区域空调冷负荷估算指标见表 1-4 表 1-4 区域 客房 酒吧 中餐厅 宴会厅 大会议室 健身房 冷负荷(W/㎡) 150 256 360 410 358 272 一般饭店类建筑的装机容量在依据上述指标估算后, 考虑空调实际同时使用系数, 最后装机 容量一般在 100 W/㎡-120 W/㎡之间,但当前在空调系统设计中普遍存在冷负荷估算过大, 致使装机容量偏大,造成投资浪费和运行费用增加。有关人员曾对 24 家饭店空调制冷机的 装机容量和实际开机容量进行调查分析,调查结果见表 1-5 表 1-5 饭店装机和开机容量的冷负荷统计分析 冷负荷指标 装机容量的冷负荷指标(W/㎡) <58 58.1-69.8 69.9-81.4 81.5-93 94-104.7 104.8-116.3 >116.3 饭店个数/个 0 1 2 5 4 2 10 所占百分比/% 0 4.1 8.3 20.3 16.7 8.3 41.7 分计百分比/% 12.4 37 50 冷负荷指标 实际开机容量的冷负荷指标(W/㎡) <58 58.1-69.8 69.9-81.4 81.5-93 94-104.7 104.8-116.3 >116.3 饭店个数/个 2 8 9 3 2 0 0 所占百分比/% 8.4 33.3 37.5 12.5 8.3 0 0 分计百分比/% 8.4 70.8 20.8 0 从表 1-5 可以看出,目前饭店类建筑冷水机组装机容量普遍过大,79.2%的饭店实际开机 容量的负荷指标为 58-81.4 W/㎡(包括<58 W/㎡),这一现象应引起业主、空调设计人员 及运行管理人员的重视, 一般在江浙地区, 空调装机冷量控制在 80-100W/㎡是比较适宜的。 五、空调负荷的分布特性及机组的经济运行: 设计的空调冷负荷是指夏季室外空气处于设计计算参数、室内负荷处于最不理条件下的负 荷, 空调建筑的实际冷负荷是随室外气象条件和室内工作条件的变化而变化的。 因此空调系 统的实际冷负荷不是一个恒定值,不但每天在变化,而且每天 24 小时内也在不断变化。表 1-6 和表 1-7 是有关人员统计的北京和江浙两地饭店类建筑夏季运行平均空调负荷时间频 数, 表 1-6 北京地区夏季空调负荷时间频数 % (全年总运行时间 2850h) 负荷率 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 时间频数 12.2 6.5 23.6 16.5 14.9 10.1 7.3 4.7 2.9 1.0 0.3 累计时间频数 12.2 18.7 42.3 58.8 73.7 83.8 91.1 95.8 98.7 99.7 100 表 1-7 江浙地区夏季空调负荷时间频数 % (全年总运行时间 3372h) 负荷率 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 时间频数 0.1 0.1 4.9 19.5 31.6 20.8 11.9 7.6 2.3 0.9 0.3 累计时间频数 0.1 0.2 5.1 24.6 56.2 77 88.9 96.5 98.8 99.7 100 从上表可以看出: 1、 全年有 98%以上时间是在设计负荷的 80%以下运行; 2、 全年有 80%以上时间是在设计负荷的 50%-55%以下运行; 这一数据和表 1-3 中的数据也相接近,了解空调负荷的分布特性对空调设备的选型和节能 运行具有重要意义,我们已经知道,某一冷水机组在实际使用负荷达到该机组的额定负荷 或达到该机组单机头额定负荷的整数倍时能效比最高, 运行也最经济。 所以按常规配置在总 冷负荷确定后,平均分配各冷水机组的制冷量也是不尽合理的,如表 1-6、表 1-7 所示, 北京地区夏季空调使用中 20%、 30%、 40%负荷的时间频数最高, 江浙地区则在 30%、 40%、 50%负荷段时间频数最高,在配置机组时最好一只多机头冷水机组的整机额定负荷或单机 头额定负荷能与以上负荷段相匹配;在配置冷水机组时应更重视占总运行时间 80%的 50- 55%冷负荷的配置,在该负荷段螺杆机具有一定的优势。 六、中央空调与分体式空调的比较: 分体式空调(商用机、多联机)因控制方便、独立运行、效率不受系统影响等特点,在饭 店类建筑特别是经济型饭店中占有一席之地,但与冷水机组相比 COP 较低且使用寿命短、 维修费用高。 中央空调与分体式空调相比最大的缺点是:1、初始运行成本大,因饭店类建筑的空调供应 并不是持续不断的,特别是接近空调交换季节,业主为满足最大程度的经济运行,会尽量合 理控制中央空调的启停。因中央空调系统中冷媒介质一般是水,空调末端要有制冷效果,首 先是冷水机组对冷媒降温,水冷系统运行时冷媒标准是出水 7℃回水 12℃,初始运行时一 般出水需达到 12℃左右末端才能达到明显的制冷效果,如果某水系统水量 50T、初始水温 2 0℃,初始运行成本为(20—12)× 1000× 50=40× 104Kcal(可按表 1-2 查的相应费用,其 中还不包括冷媒输送成本和冷却运行成本),当然由于末端电磁二通阀的作用,并不是每次 初始运行成本都这么高,有效减少干管冷媒体积、合理的水系统分区、对末端电磁二通阀进 行经常的检查和维护, 对中央空调的经济运行起着重要的作用; 而分体式空调由于冷媒管路 短,初始运行成本基本可以忽略不计;2、存在管路损耗、存在冷媒输送成本及冷却设备能 耗成本,在中央空调水系统中,冷媒泵和冷却泵也是构成空调系统能耗的重要组成部分, 稍大一点的空调系统,以上泵组动辄几十千瓦,而分体式空调不存在以上能耗;例如一个 2 00 个房间的饭店, 如在营业淡季时只有不到 20 个房间入住, 使用中央空调肯定是不经济的; 近年来随着商用分体式空调性能的改善, 分体式空调与中央空调结合使用也取得了较好的效 果,特别是对于经营节奏不稳定、不同时期入住率有很大差异的饭店效果特别明显,经专业 人员计算,在饭店类建筑中 10%-20%的房间安装分体式空调,对中央空调的经济运行会 有一定的好处, 分体式空调与中央空调结合使用对饭店的另一个作用是: 解决两管制空调系 统中某些特定重要区域在空调交换季节对空调使用的特殊要求。 但分体式空调由于自身结构 原因存在先天不足,尤其体现在气温超过 35℃和低于-5℃时效率明显下降,所以在空调使 用标准高的饭店需考虑补充热源,或是两种系统同时安装。 七、几种节能型空调的应用: 1、冷凝热回收冷水机组: 在压缩式空调运转时,压缩机高压侧的排气温度可以高达 70-80℃,这些热量最终会在冷 凝器中被冷却水带走散发于大气中。 近年来冷凝热回收中央空调的开发, 就是合理地利用这 一部分余热对生活热水加热, 综合降低运行成本, 一台 720KW 的热回收机组在气温 30℃时, 每小时可以提供 50℃热水 5-6T,这些热能几乎是免费获得的,节能效益非常可观; 2、 水源热泵机组: 水源热泵是利用地球表面浅层水源,如地下水或河流、湖泊水水温稳定的特点,在夏季将建 筑物热量转移到水中,而在冬季则从水中提取热量,水源热泵空调的 COP 高于普通水冷冷 水机组,与传统的风冷热泵比能效比要高出 40%左右,设计良好的水源热泵系统平均可为 用户节约 30-40%的运行费用。 但该机型的选用也有局限性: ⑴、 造价高:目前利用水源的方式通常有深井法和排管法,但这两种方式均要耗费较大的 投资; ⑵、 要有地利优势:水源热泵的使用,天然水源很重要,必须有充沛的地下水源、临近河 流或湖泊、且必须取得水资源的利用权; ⑶、 其可靠性还有待时间检验; ⑷、 备用能力差,存在整个系统瘫痪的可能。 总之,中央空调冷热源的形式很多,应根据建筑物的面积、用途、冷热负荷大小、所在地区 的条件、当地能源结构、价格及环保规定等情况,通过综合论证确定。合理的中央空调冷热 源配置,对中央空调的节能运行会起到事半功倍的效果。 离心机和螺杆机组合 理论值来说是提倡的组合方案,制冷量负荷大时使用离心机,负荷小时使用螺杆机,但在实 际工程中却很少采用(尤其南方的环境温差并不很大),我曾在多家 4 星级酒店工作,楼层 25~30F/200~300 间客房,均采用 2~3 台螺杆式冷水机组方案。 采用理由: 1、组合总体运行能效中略低于单台离心机组,但是可以灵活运行于负荷变化大的场合; 2、便于维护管理,星级酒店的环境舒适度要求很高,绝大部分酒店都会在满足日常冷负荷 条件下加装 1 台备用机组来切换运行,如某台机器突发故障…… 当然也有弊端: 1、机房占用面积大,辅助设备也随之增多; 2、初次投资费用大; 3、水系统平衡压差。

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