中央空調(diào)主機(jī)選型 隨著能源的日益緊張和社會(huì)對(duì)節(jié)能環(huán)保事業(yè)重視程度的不斷提高,設(shè)備的合理配置和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是廣大業(yè)主和技術(shù)人員關(guān)心的問(wèn)題。在一般飯店類建筑中中央空調(diào)的能源消耗約占到建筑總能源的一半或以上,而中央空調(diào)主機(jī)又是空調(diào)系統(tǒng)耗能的核心部分,對(duì)于業(yè)主而言合理的主機(jī)配置不僅可以減少投資更可以在運(yùn)營(yíng)中大大地降低運(yùn)行能耗。一般而言中央空調(diào)主機(jī)選型可以遵循以下方法: 一、首先分析當(dāng)?shù)啬茉磧r(jià)格,在主機(jī)選型中盡量避開(kāi)高價(jià)能源種類: 不同種類能源價(jià)格見(jiàn)表1-1 表1-1 不同種類能源的單位熱值價(jià)格 能源名稱 0#柴油 天然氣 0.6MPa蒸汽 電 標(biāo)準(zhǔn)煤 單位熱值 10200 Kcal/㎏ 8600 Kcal/m3 65×104Kcal/m3 860 Kcal/KWh 4500 Kcal/㎏ 能源價(jià)格 6.0元/㎏ 2.6元/ m3 140元/ m3 0.75元/ KWh 0.6元/㎏ 每萬(wàn)大卡熱值單價(jià) 5.88元 3.02元 2.15元 8.72元 1.33元 注:表1-1中,隨各地的能源價(jià)格不同,每萬(wàn)大卡熱值單價(jià)也會(huì)不同。因標(biāo)準(zhǔn)煤通過(guò)燃煤鍋爐使用時(shí)污染大,在許多城市以限制使用,且煤鍋爐熱效率低只有60%左右,考慮熱效率后每萬(wàn)大卡熱值單價(jià)也需達(dá)到2.22元,且各地的原煤熱值也有很大差異,所以在以下的比較中僅按商品蒸汽為標(biāo)準(zhǔn)。 從表1-1中可以看出不同的能源種類,每萬(wàn)大卡熱值單價(jià)也是不同的,而往往一個(gè)特定區(qū)域所擁有的能源種類是固定的。如在我國(guó)西部地區(qū)煤、天然氣等能源價(jià)格便宜,而在東部地區(qū)又缺少這些優(yōu)勢(shì),所以在中央空調(diào)驅(qū)動(dòng)能源選擇時(shí)應(yīng)選擇當(dāng)?shù)氐淖顑?yōu)勢(shì)能源。中央空調(diào)分制冷和制熱兩部分,有些機(jī)型可冷暖兩用,空調(diào)驅(qū)動(dòng)能源種類見(jiàn)表1-2 表1-2 不同類型空調(diào)主機(jī)的能效比及輸出能量單價(jià) 主機(jī)類型 吸收式 活塞式 螺桿式 離心式 渦旋式 模塊式 能源種類 0#柴油 天然氣 蒸汽 電 電 電 電 電 功能 冷暖雙效 單冷 單冷 單冷 雙效 雙效 COP(制冷) 1.2-1.33 1.2-1.33 1.0-1.3 3.57-4.16 4.50-5.56 4.76-6.0 4.0-4.35 約3.82 COP(制熱) 0.95 0.98 0.95 ――― ――― ――― 2.5-4.0 約3.2 輸出單位冷量單價(jià)(元/104Kcal) 4.42-4.9 2.27-2.52 1.65-2.15 2.1-2.44 1.57-1.94 1.45-1.83 2-2.18 約2.28 輸出單位熱量單價(jià)(元/104Kcal) 6.19 3.08 2.26 ――― ――― ――― 2.18-3.49 約2.73 注:表1-2中,輸出單位冷量(熱量)的單價(jià)隨表1-1中能源價(jià)格的變動(dòng)而變動(dòng)。 從表1-2中可知,不同類型的中央空調(diào)驅(qū)動(dòng)能源種類不同,COP(能效比)也不一樣,電制冷壓縮式空調(diào)COP明顯高于吸收式。雖表1-1中電的單位熱值單價(jià)最高,但用于空調(diào)制冷時(shí),輸出單位冷量的單價(jià)又是另外一種情況,了解這一參數(shù)對(duì)中央空調(diào)主機(jī)的選擇更具有指導(dǎo)意義。 二、空調(diào)主機(jī)設(shè)備的選擇: 1、制冷設(shè)備選擇: 表1-2中能源價(jià)格參照的是我國(guó)東南部地區(qū)的一般單價(jià),按表中的數(shù)據(jù),選擇空調(diào)制冷主機(jī)時(shí)應(yīng)首選電驅(qū)動(dòng)類空調(diào);但在我國(guó)的西、北部地區(qū),由于煤、天然氣等自然資源充足,價(jià)格也有較大優(yōu)勢(shì),或有些城市實(shí)行天然氣峰谷價(jià),在夏季氣價(jià)較低,或有些建筑靠近市政熱力管網(wǎng)有較低價(jià)格的商品蒸汽,以上這些情況可以考慮選用吸收式空調(diào)主機(jī),但我個(gè)人認(rèn)為最好在天然氣或市政蒸汽價(jià)格有較大優(yōu)勢(shì)時(shí)才選用吸收式空調(diào),因?yàn)橥陨夏茉磧r(jià)格的上漲速度會(huì)高于電價(jià)上漲速度,且吸收式空調(diào)有效率逐年下降的缺點(diǎn)。 2、采暖設(shè)備的選擇: 按表1-2所示,部分空調(diào)只有單冷功能,冬季采暖必須通過(guò)其他設(shè)備,因電的單位熱值單價(jià)最高,且需有大功率的供電設(shè)備與之配套,所以一般不采用電直接采暖的方式。冬季采暖常通過(guò)熱水鍋爐、容積式交換器、板式交換器、蒸汽散熱片等設(shè)備,采用燃油、天然氣、蒸汽等間接采暖。設(shè)備選型應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刈顑?yōu)勢(shì)單位熱值的能源種類取定,已采用空調(diào)水系統(tǒng)的,為減少投資一般不再采用蒸汽散熱片采暖方式。 三、電驅(qū)動(dòng)中央空調(diào)主機(jī)的選型: 1、全年綜合部分負(fù)荷值的計(jì)算: 在選擇電驅(qū)動(dòng)中央空調(diào)主機(jī)時(shí),不同機(jī)型的選擇也會(huì)對(duì)運(yùn)行能耗產(chǎn)生影響,按表1-2所示,不同的電制冷空調(diào)COP不一樣,且同一設(shè)備隨著實(shí)際使用負(fù)荷的變化COP也會(huì)產(chǎn)生變化。在同樣的工作條件下,大部分冷水機(jī)組在部分負(fù)荷下工作時(shí)COP會(huì)有不同程度的下降,也就是說(shuō):某一冷水機(jī)組在實(shí)際使用負(fù)荷達(dá)到該機(jī)組的額定負(fù)荷或達(dá)到該機(jī)組單機(jī)頭額定負(fù)荷的整數(shù)倍時(shí)能效比最高,而在實(shí)際使用中冷水機(jī)組在很多時(shí)候是在部分負(fù)荷的情況下運(yùn)行的,所以冷水機(jī)組的全年綜合部分負(fù)荷值COP對(duì)于空調(diào)主機(jī)的選型比表1-2中給定的COP值更具有參考意義。 為了計(jì)算空調(diào)系統(tǒng)全年運(yùn)行能耗和對(duì)不同冷水機(jī)組部分負(fù)荷性能進(jìn)行比較,美國(guó)制冷空調(diào)協(xié)會(huì)根據(jù)美國(guó)29個(gè)城市25年的平均氣象條件,在ARI550/590-1998標(biāo)準(zhǔn)中給出了部分負(fù)荷計(jì)算系數(shù),即該空調(diào)負(fù)荷在全年空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的百分?jǐn)?shù),見(jiàn)表1-3 表1-3 部分負(fù)荷計(jì)算系數(shù) 負(fù)荷率/% 計(jì)算系數(shù) 負(fù)荷率/% 計(jì)算系數(shù) 100 0.01 50 0.45 75 0.42 25 0.12 從表1-3可以看出,空調(diào)負(fù)荷非滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間占運(yùn)行中時(shí)間的99%,可見(jiàn)全年綜合部分負(fù)荷值的計(jì)算相當(dāng)重要,全年綜合部分負(fù)荷值(IPLV)按下式計(jì)算: IPLV=0.01A+0.42B+0.45C+0.12D(KW/KW) 式中 A――在100%負(fù)荷下的COP B――在75%負(fù)荷下的COP C――在50%負(fù)荷下的COP D――在25%負(fù)荷下的COP 由于中國(guó)和美國(guó)的氣象條件不同,空調(diào)的使用條件不同,所以按表1-3中的計(jì)算系數(shù)也有變化,但由于美國(guó)是世界空調(diào)行業(yè)的領(lǐng)跑者,許多國(guó)家的空調(diào)制造參數(shù)都是參考美國(guó)行業(yè)協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn),所以表1-3對(duì)我們計(jì)算全年綜合部分負(fù)荷值仍有較重要的參考價(jià)值,其中特定空調(diào)部分負(fù)荷下的COP可以按廠家提供的技術(shù)參數(shù)取定。 2、幾種常規(guī)壓縮式冷水機(jī)組的優(yōu)缺點(diǎn)及選擇: ⑴、活塞式冷水機(jī)組: 活塞式冷水機(jī)組通過(guò)活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)壓縮制冷劑,從而達(dá)到制冷的目的,按壓縮機(jī)數(shù)量分為單機(jī)頭和多機(jī)頭冷水機(jī)組,市場(chǎng)上用于空調(diào)系統(tǒng)的一般是多機(jī)頭冷水機(jī)組,配置多機(jī)頭冷水機(jī)組具有明顯的節(jié)能效果,這種機(jī)組在部分負(fù)荷時(shí)仍有較高的效率,而且多機(jī)頭順序啟動(dòng),每臺(tái)壓縮機(jī)功率小,對(duì)電網(wǎng)沖擊小,該機(jī)型的最大特點(diǎn)是:多個(gè)機(jī)頭同時(shí)對(duì)應(yīng)多個(gè)制冷回路,這幾個(gè)回路可以同時(shí)運(yùn)行,也可以單獨(dú)運(yùn)行,起到互為備用的作用,提高了機(jī)組運(yùn)行的可靠性,用于民用建筑的單機(jī)制冷量范圍約為30-500KW; 優(yōu)點(diǎn):a、機(jī)組裝置簡(jiǎn)單; b、使用普通金屬材料、容易加工、造價(jià)低、維修成本低; c、多機(jī)頭互為備用,整機(jī)運(yùn)行可靠; d、多機(jī)頭每臺(tái)壓縮機(jī)制冷量小,隨空調(diào)負(fù)荷的變化,經(jīng)常能維持壓縮機(jī)處于滿負(fù)荷工作狀態(tài); 缺點(diǎn):a、與其他冷水機(jī)組相比能效比低; b、工作部件多、易損件多、維修頻率高; c、調(diào)節(jié)性能差; d、往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性力大,震動(dòng)及噪音較大; 該機(jī)型在小冷量領(lǐng)域具有一定的優(yōu)勢(shì),在總冷負(fù)荷不大于500KW且只配置一臺(tái)冷水機(jī)組時(shí),可優(yōu)先選用該機(jī)型。 ⑵、螺桿式冷水機(jī)組: 螺桿式壓縮機(jī)是一種容積型回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī),它依靠氣缸內(nèi)一對(duì)螺旋齒轉(zhuǎn)子相互嚙合旋轉(zhuǎn),造成由齒形空間形成的基元容積的變化,實(shí)現(xiàn)對(duì)制冷劑氣體的壓縮,從而達(dá)到制冷目的。該機(jī)型按壓縮機(jī)數(shù)量分為單機(jī)頭和多機(jī)頭,根據(jù)轉(zhuǎn)子類型又分為單螺桿和雙螺桿,該機(jī)組通過(guò)安裝在兩個(gè)轉(zhuǎn)子的高壓側(cè)之間的滑閥來(lái)調(diào)節(jié)能量,可使能量在100%~10%之間連續(xù)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié),螺桿式冷水機(jī)組的的單機(jī)容量一般為120~1000KW. 優(yōu)點(diǎn):a、與活塞式相比運(yùn)動(dòng)部件少、無(wú)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣性力、運(yùn)行平穩(wěn)可靠,可在較高的壓縮比工況下運(yùn)行; b、機(jī)組易耗件少,零部件僅為活塞式的1/10,易于維修; c、制冷量調(diào)節(jié)范圍大,制冷量可通過(guò)滑閥在10%-100%的范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié); d、能效比高、部分負(fù)荷特性好; 由于螺桿式冷水機(jī)組具有上述特征,在集中式空調(diào)制冷系統(tǒng)中正在逐步替代活塞式冷水機(jī)組。 缺點(diǎn):a、加工精度和裝配精度的要求高,造價(jià)較高; b、能效比比離心機(jī)組低; 該機(jī)型目前在公共建筑中選用的幾率較高,制冷總負(fù)荷在500-2000KW時(shí)可優(yōu)先選用該機(jī)型。一般同時(shí)配置多臺(tái)機(jī)組時(shí),其中至少配置一臺(tái)螺桿機(jī)可以滿足低負(fù)荷段的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 ⑶、離心式冷水機(jī)組: 離心式制冷機(jī)屬大冷量制冷機(jī)組,單機(jī)制冷量在1160K以上,他具有占地面積小、初期投資省、能耗低、易損件少、可靠性高、維修率低等特點(diǎn),離心式壓縮機(jī)分單級(jí)壓縮和多級(jí)壓縮兩種類型,其結(jié)構(gòu)和工作原理和鼓風(fēng)機(jī)很相似,離心式壓縮機(jī)能量調(diào)節(jié)一般采用進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié),近幾年已開(kāi)發(fā)出變頻控制系統(tǒng)以調(diào)節(jié)葉輪轉(zhuǎn)速,采用變頻調(diào)節(jié)的機(jī)組全年平均可節(jié)能30%左右,但專用變頻設(shè)備造價(jià)較高。 優(yōu)點(diǎn):a、單位制冷量重量最輕,占地面積最小; b、在各類冷水機(jī)組中COP最高; c、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),震動(dòng)小,噪音較低; d、能量調(diào)節(jié)方便,在較大冷量范圍內(nèi)能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié); e、無(wú)氣閥、活塞等易損件,工作可靠,維修工作量小; 缺點(diǎn):a、機(jī)組轉(zhuǎn)速高,對(duì)材料強(qiáng)度、加工精度和制造質(zhì)量要求嚴(yán)格; b、低負(fù)荷時(shí)能效比低、易發(fā)生喘振; 喘振是離心式壓縮機(jī)特有的一種故障現(xiàn)象,在低負(fù)荷時(shí)當(dāng)排氣量低于某一特定值時(shí),葉輪內(nèi)氣流能量較低,此時(shí)高壓側(cè)氣流會(huì)突然向葉輪內(nèi)倒灌,倒流回的氣流使葉輪內(nèi)的壓力升高,向外排出氣體,然后葉輪內(nèi)壓力又下降,又發(fā)生倒灌,這種周期性的氣體脈沖稱為喘振,喘振發(fā)生時(shí)機(jī)組和管道會(huì)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng),如不及時(shí)采取措施會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)損壞。采用普通進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)時(shí),其喘振點(diǎn)在20%~30%負(fù)荷間,但目前較先進(jìn)的進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)輔以壓縮機(jī)擴(kuò)壓器寬度調(diào)節(jié),其喘振點(diǎn)可控制在額定負(fù)荷的10%,離心式壓縮機(jī)的喘振范圍對(duì)制冷機(jī)的選擇和運(yùn)行至關(guān)重要。 一般在總冷負(fù)荷大于2000KW時(shí)可考慮選用離心式冷水機(jī)組,但建議和其他機(jī)型混合配置,因?yàn)樵陲埖觐惤ㄖ校评錂C(jī)在許多時(shí)候是在低負(fù)荷運(yùn)行的,如全部配置離心式冷水機(jī)組,運(yùn)行中極易接近機(jī)組的喘振點(diǎn)。 ⑷、模塊式冷水機(jī)組: 模塊式制冷機(jī)組就制冷方式而言不能單獨(dú)列為一種制冷機(jī),因?yàn)槟K式冷水機(jī)組的壓縮機(jī)有活塞式、渦旋式、螺桿式等,但由于該機(jī)型結(jié)構(gòu)和安裝方式與其他冷水機(jī)組有區(qū)別,所以現(xiàn)在往往把它看成一類獨(dú)特的冷水機(jī)組。模塊式冷水機(jī)組是一組并列的模塊單元系統(tǒng),每個(gè)單元都結(jié)構(gòu)相同、性能一致,是一個(gè)獨(dú)立的制冷單元,電腦系統(tǒng)使它一體化,并監(jiān)控所有的模塊單元,使其按一定的規(guī)律和程序運(yùn)行,模塊式冷水機(jī)組有水冷式和風(fēng)冷式兩種,目前市場(chǎng)上使用的較多的是風(fēng)冷式,模塊式冷水機(jī)組的特點(diǎn): a、 組裝靈活方便,給系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)便利; b、單機(jī)體積小、重量輕,運(yùn)輸安裝方便; c、 運(yùn)轉(zhuǎn)效率基本不會(huì)因負(fù)荷下降而下降,在運(yùn)行中始終處于高效狀態(tài); d、 具有可靠的互為備用能力,維修方便; e、 維護(hù)成本低、自動(dòng)化程度高,零部件通用; 模塊式冷水機(jī)組一般適用于以下情況: a、 建筑面積緊張、無(wú)合適中央空調(diào)機(jī)房; b、總冷負(fù)荷小于500KW,且運(yùn)轉(zhuǎn)中實(shí)際冷負(fù)荷多變; c、 庭院式建筑,管道輸送距離較長(zhǎng),或建筑群中各建筑空調(diào)使用時(shí)段不一致; d、 風(fēng)冷模塊式可用于小規(guī)模建筑、不再選用鍋爐且無(wú)市政熱力管網(wǎng)的場(chǎng)所; e、 風(fēng)冷模塊式可用于缺水、水價(jià)較高的地區(qū); 四、空調(diào)設(shè)計(jì)負(fù)荷的一般指標(biāo),實(shí)際使用負(fù)荷與設(shè)計(jì)值的差異: 空調(diào)負(fù)荷的計(jì)算較為煩瑣,需計(jì)算潛熱和顯熱,且需計(jì)算構(gòu)成空調(diào)負(fù)荷的各類因素如人體散熱、照明設(shè)備散熱、維護(hù)結(jié)構(gòu)傳遞得熱、日照透射得熱等負(fù)荷,所以設(shè)計(jì)上常按估算指標(biāo)進(jìn)行估算,旅館、飯店類建筑部分區(qū)域空調(diào)冷負(fù)荷估算指標(biāo)見(jiàn)表1-4 表1-4 區(qū)域 客房 酒吧 中餐廳 宴會(huì)廳 大會(huì)議室 健身房 冷負(fù)荷(W/㎡) 150 256 360 410 358 272 一般飯店類建筑的裝機(jī)容量在依據(jù)上述指標(biāo)估算后,考慮空調(diào)實(shí)際同時(shí)使用系 數(shù),最后裝機(jī)容量一般在100W/㎡-120 W/㎡之間,但當(dāng)前在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中 普遍存在冷負(fù)荷估算過(guò)大,致使裝機(jī)容量偏大,造成投資浪費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)用增加。 有關(guān)人員曾對(duì)24家飯店空調(diào)制冷機(jī)的裝機(jī)容量和實(shí)際開(kāi)機(jī)容量進(jìn)行調(diào)查分析,調(diào)查結(jié)果見(jiàn)表1-5 表1-5 飯店裝機(jī)和開(kāi)機(jī)容量的冷負(fù)荷統(tǒng)計(jì)分析 冷負(fù)荷指標(biāo) 裝機(jī)容量的冷負(fù)荷指標(biāo)(W/㎡) <58 58.1-69.8 69.9-81.4 81.5-93 94-104.7 104.8-116.3 >116.3 飯店個(gè)數(shù)/個(gè) 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 分計(jì)百分比/% 12.4 37 50 冷負(fù)荷指標(biāo) 實(shí)際開(kāi)機(jī)容量的冷負(fù)荷指標(biāo)(W/㎡) <58 58.1-69.8 69.9-81.4 81.5-93 94-104.7 104.8-116.3 >116.3 飯店個(gè)數(shù)/個(gè) 2 8 9 3 2 0 0 所占百分比/% 8.4 33.3 37.5 12.5 8.3 0 0 分計(jì)百分比/% 8.4 70.8 20.8 0 從表1-5可以看出,目前飯店類建筑冷水機(jī)組裝機(jī)容量普遍過(guò)大,79.2%的飯店實(shí)際開(kāi)機(jī)容量的負(fù)荷指標(biāo)為58-81.4 W/㎡(包括<58 W/㎡),實(shí)際開(kāi)機(jī)容量的冷負(fù)荷指標(biāo)均在105 W/㎡以下,這一現(xiàn)象應(yīng)引起業(yè)主、空調(diào)設(shè)計(jì)人員及運(yùn)行管理人員的重視。 五、空調(diào)負(fù)荷的分布特性及機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行: 設(shè)計(jì)的空調(diào)冷負(fù)荷是指夏季室外空氣處于設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)、室內(nèi)負(fù)荷處于最不理?xiàng)l件下的負(fù)荷,空調(diào)建筑的實(shí)際冷負(fù)荷是隨室外氣象條件和室內(nèi)工作條件的變化而變化的。因此空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際冷負(fù)荷不是一個(gè)恒定值,不但每天在變化,而且每天24小時(shí)內(nèi)也在不斷變化。表1-6和表1-7是有關(guān)人員統(tǒng)計(jì)的北京和長(zhǎng)沙兩地飯店類建筑夏季運(yùn)行平均空調(diào)負(fù)荷時(shí)間頻數(shù), 表1-6 北京地區(qū)夏季空調(diào)負(fù)荷時(shí)間頻數(shù) % (全年總運(yùn)行時(shí)間2850h) 負(fù)荷率 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 時(shí)間頻數(shù) 12.2 6.5 23.6 16.5 14.9 10.1 7.3 4.7 2.9 1.0 0.3 累計(jì)時(shí)間頻數(shù) 12.2 18.7 42.3 58.8 73.7 83.8 91.1 95.8 98.7 99.7 100 表1-7長(zhǎng)沙地區(qū)夏季空調(diào)負(fù)荷時(shí)間頻數(shù) % (全年總運(yùn)行時(shí)間3372h) 負(fù)荷率 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 時(shí)間頻數(shù) 0.1 0.1 4.9 19.5 31.6 20.8 11.9 7.6 2.3 0.9 0.3 累計(jì)時(shí)間頻數(shù) 0.1 0.2 5.1 24.6 56.2 77 88.9 96.5 98.8 99.7 100 從上表可以看出: 1、全年有98%以上時(shí)間是在設(shè)計(jì)負(fù)荷的80%以下運(yùn)行; 2、全年有80%以上時(shí)間是在設(shè)計(jì)負(fù)荷的50%-55%以下運(yùn)行; 這一數(shù)據(jù)和表1-3中的數(shù)據(jù)也相接近,了解空調(diào)負(fù)荷的分布特性對(duì)空調(diào)設(shè)備的選型和節(jié)能運(yùn)行具有重要意義,我們已經(jīng)知道,某一冷水機(jī)組在實(shí)際使用負(fù)荷達(dá)到該機(jī)組的額定負(fù)荷或達(dá)到該機(jī)組單機(jī)頭額定負(fù)荷的整數(shù)倍時(shí)能效比最高,運(yùn)行也最經(jīng)濟(jì)。所以按常規(guī)配置在總冷負(fù)荷確定后,平均分配各冷水機(jī)組的制冷量也是不盡合理的,如表1-6、表1-7所示,北京地區(qū)夏季空調(diào)使用中20%、30%、40%負(fù)荷的時(shí)間頻數(shù)最高,長(zhǎng)沙地區(qū)則在30%、40%、50%負(fù)荷段時(shí)間頻數(shù)最高,在配置機(jī)組時(shí)最好一只多機(jī)頭冷水機(jī)組的整機(jī)額定負(fù)荷或單機(jī)頭額定負(fù)荷能與以上負(fù)荷段相匹配;在配置冷水機(jī)組時(shí)應(yīng)更重視占總運(yùn)行時(shí)間80%的50-55%冷負(fù)荷的配置,在該負(fù)荷段螺桿機(jī)具有一定的優(yōu)勢(shì)。 六、中央空調(diào)與分體式空調(diào)的比較: 分體式空調(diào)(商用機(jī)、多聯(lián)機(jī))因控制方便、獨(dú)立運(yùn)行、效率不受系統(tǒng)影響等特點(diǎn),在飯店類建筑特別是經(jīng)濟(jì)型飯店中占有一席之地,但與冷水機(jī)組相比COP較低且使用壽命短、維修費(fèi)用高。 中央空調(diào)與分體式空調(diào)相比最大的缺點(diǎn)是:1、初始運(yùn)行成本大,因飯店類建筑的空調(diào)供應(yīng)并不是持續(xù)不斷的,特別是接近空調(diào)交換季節(jié),業(yè)主為滿足最大程度的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,會(huì)盡量合理控制中央空調(diào)的啟停。因中央空調(diào)系統(tǒng)中冷媒介質(zhì)一般是水,空調(diào)末端要有制冷效果,首先是冷水機(jī)組對(duì)冷媒降溫,水冷系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)冷媒標(biāo)準(zhǔn)是出水7℃回水12℃,初始運(yùn)行時(shí)一般出水需達(dá)到12℃左右末端才能達(dá)到明顯的制冷效果,如果某水系統(tǒng)水量50T、初始水溫20℃,初始運(yùn)行成本為(20—12)×1000×50=40×104Kcal(可按表1-2查的相應(yīng)費(fèi)用,其中還不包括冷媒輸送成本和冷卻運(yùn)行成本),當(dāng)然由于末端電磁二通閥的作用,并不是每次初始運(yùn)行成本都這么高,有效減少干管冷媒體積、合理的水系統(tǒng)分區(qū)、對(duì)末端電磁二通閥進(jìn)行經(jīng)常的檢查和維護(hù),對(duì)中央空調(diào)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要的作用;而分體式空調(diào)由于冷媒管路短,初始運(yùn)行成本基本可以忽略不計(jì);2、存在管路損耗、存在冷媒輸送成本及冷卻設(shè)備能耗成本,在中央空調(diào)水系統(tǒng)中,冷媒泵和冷卻泵也是構(gòu)成空調(diào)系統(tǒng)能耗的重要組成部分,稍大一點(diǎn)的空調(diào)系統(tǒng),以上泵組動(dòng)輒幾十千瓦,而分體式空調(diào)不存在以上能耗;例如一個(gè)200個(gè)房間的飯店,如在營(yíng)業(yè)淡季時(shí)只有不到20個(gè)房間入住,使用中央空調(diào)肯定是不經(jīng)濟(jì)的; 近年來(lái)隨著商用分體式空調(diào)性能的改善,分體式空調(diào)與中央空調(diào)結(jié)合使用也取得了較好的效果,特別是對(duì)于經(jīng)營(yíng)節(jié)奏不穩(wěn)定、不同時(shí)期入住率有很大差異的飯店效果特別明顯,經(jīng)專業(yè)人員計(jì)算,在飯店類建筑中10%-20%的房間安裝分體式空調(diào),對(duì)中央空調(diào)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行會(huì)有一定的好處,分體式空調(diào)與中央空調(diào)結(jié)合使用對(duì)飯店的另一個(gè)作用是:解決兩管制空調(diào)系統(tǒng)中某些特定重要區(qū)域在空調(diào)交換季節(jié)對(duì)空調(diào)使用的特殊要求。但分體式空調(diào)由于自身結(jié)構(gòu)原因存在先天不足,尤其體現(xiàn)在氣溫超過(guò)37℃和低于-3℃時(shí)效率明顯下降,所以在空調(diào)使用標(biāo)準(zhǔn)高的飯店需考慮補(bǔ)充熱源,或是兩種系統(tǒng)同時(shí)安裝。 七、幾種節(jié)能型空調(diào)的應(yīng)用: 1、冷凝熱回收冷水機(jī)組: 在壓縮式空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),壓縮機(jī)高壓側(cè)的排氣溫度可以高達(dá)70-80℃,這些熱量最終會(huì)在冷凝器中被冷卻水帶走散發(fā)于大氣中。近年來(lái)冷凝熱回收中央空調(diào)的開(kāi)發(fā),就是合理地利用這一部分余熱對(duì)生活熱水加熱,綜合降低運(yùn)行成本,一臺(tái)720KW的熱回收機(jī)組在氣溫30℃時(shí),每小時(shí)可以提供50℃熱水5-6T,而能耗只比同型號(hào)非熱回收機(jī)組高不到10%,相當(dāng)于每制1T熱水熱能成本2元,節(jié)能效益非常可觀; 2、水源熱泵機(jī)組: 水源熱泵是利用地球表面淺層水源,如地下水或河流、湖泊水水溫穩(wěn)定的特點(diǎn),在夏季將建筑物熱量轉(zhuǎn)移到水中,而在冬季則從水中提取熱量,水源熱泵空調(diào)的COP高于普通水冷冷水機(jī)組,與傳統(tǒng)的風(fēng)冷熱泵比能效比要高出40%左右,設(shè)計(jì)良好的水源熱泵系統(tǒng)平均可為用戶節(jié)約30-40%的運(yùn)行費(fèi)用。 但該機(jī)型的選用也有局限性: ⑴、造價(jià)高:目前利用水源的方式通常有深井法和排管法,但這兩種方式均要耗費(fèi)較大的投資; ⑵、要有地利優(yōu)勢(shì):水源熱泵的使用,天然水源很重要,必須有充沛的地下水源、臨近河流或湖泊、且必須取得水資源的利用權(quán); 3、風(fēng)冷熱泵機(jī)組在北方缺水地區(qū)的應(yīng)用: 風(fēng)冷型冷水機(jī)組投資比水冷式高,運(yùn)行能效比卻沒(méi)有水冷式高,按理說(shuō)與水冷式空調(diào)相比沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),但在水冷式空調(diào)中冷卻塔的水量消耗也是一筆不小的數(shù)字。 我們以120萬(wàn)大卡冷負(fù)荷,選用風(fēng)冷式和水冷式機(jī)組作比較,按美國(guó)ARI 標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算全年平均小時(shí)能耗:風(fēng)冷為180.25KW,水冷為156KW,按全年運(yùn)行2800h計(jì)算,風(fēng)冷式耗電50.47萬(wàn)度,水冷式耗電43.68萬(wàn)度,冷卻塔水耗15000T,從以上數(shù)據(jù)可以看出,風(fēng)冷式能耗明顯高于水冷式,但在北方有些嚴(yán)重缺水地區(qū),水價(jià)高于8元/T,風(fēng)冷式機(jī)組就是可以考慮的節(jié)能因素之一。 4、蒸發(fā)冷卻空調(diào)在西北等氣候干燥地區(qū)的使用: 在相對(duì)濕度較低的干燥空氣環(huán)境下,水分很容易蒸發(fā),水蒸發(fā)吸收空氣的熱量,使空氣降溫,這一過(guò)程稱為空氣的絕熱降溫過(guò)程,利用上述原理開(kāi)發(fā)的空調(diào)設(shè)備稱為蒸發(fā)冷卻空調(diào)。蒸發(fā)冷卻空調(diào)分為直接蒸發(fā)冷卻和間接蒸發(fā)冷卻兩種類型,該空調(diào)在干燥地區(qū)具有較大的優(yōu)勢(shì): ⑴、節(jié)能:蒸發(fā)冷卻空調(diào)不設(shè)制冷壓縮機(jī),只有風(fēng)機(jī)和水泵能耗,與一般的機(jī)械制冷相比可節(jié)電80%以上; ⑵、環(huán)保:以水為制冷劑,不會(huì)造成大氣污染,且水膜蒸發(fā)有過(guò)濾室內(nèi)空氣的功能; ⑶、經(jīng)濟(jì):投資為壓縮式制冷的1/2,運(yùn)行能耗為壓縮式制冷的1/5; 總之,中央空調(diào)冷熱源的形式很多,應(yīng)根據(jù)建筑物的面積、用途、冷熱負(fù)荷大小、所在地區(qū)的條件、當(dāng)?shù)啬茉唇Y(jié)構(gòu)、價(jià)格及環(huán)保規(guī)定等情況,通過(guò)綜合論證確定。合理的中央空調(diào)冷熱源配置,對(duì)中央空調(diào)的節(jié)能運(yùn)行會(huì)起到事半功倍的效果。 |