水冷(leng)螺桿(gan)式冷(leng)水機(ji)組的選型
隨著能(neng)源(yuan)的(de)日益緊張和社會對節能(neng)環(huan)保事業(ye)重視程度的(de)不斷(duan)提高，設備的(de)合(he)理配(pei)置和經濟(ji)運(yun)行(xing)是廣大(da)(da)業(ye)主(zhu)和技(ji)術人員(yuan)關心的(de)問題。在一(yi)般(ban)飯(fan)店類建(jian)筑水冷(leng)螺(luo)桿式冷(leng)水機(ji)組的(de)能(neng)源(yuan)消耗約占到建(jian)筑總能(neng)源(yuan)的(de)一(yi)半或以上，而水冷(leng)螺(luo)桿式冷(leng)水機(ji)組又(you)是空調系(xi)統耗能(neng)的(de)核心部分，對于業(ye)主(zhu)而言(yan)合(he)理的(de)主(zhu)機(ji)配(pei)置不僅可以減少投資更可以在運(yun)營中大(da)(da)大(da)(da)地降低運(yun)行(xing)能(neng)耗。一(yi)般(ban)而言(yan)水冷(leng)螺(luo)桿式冷(leng)水機(ji)組主(zhu)機(ji)選型可以遵循以下(xia)方(fang)法：
一、 首先分(fen)析當地能(neng)源價格，在(zai)主機選型(xing)中(zhong)盡量避開高價能(neng)源種類：
不同(tong)種類能源價格見表1－1
表1－1 不同種類能源的單(dan)位熱值價格
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能源(yuan)名稱(cheng) |
0＃柴油 |
天然(ran)氣 |
0.6MPa蒸汽 |
電 |
標(biao)準煤(mei) |
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單位(wei)熱(re)值 |
10200 Kcal/㎏ |
8600 Kcal/m3 |
65×104 Kcal/m3 |
860 Kcal/KWh |
4500 Kcal/㎏ |
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能源價格 |
6.0元/㎏ |
2.6元/ m3 |
140元/ m3 |
0.75元/ KWh |
0.6元/㎏ |
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每(mei)萬(wan)大卡(ka)熱值單(dan)價 |
5.88元 |
3.02元 |
2.15元 |
8.72元(yuan) |
1.33元 |
注：表1－1中，隨各地的能源價格不(bu)(bu)同，每萬大(da)卡熱(re)值單(dan)價也會不(bu)(bu)同。因(yin)標準(zhun)煤通過燃煤鍋(guo)爐使用時污(wu)染大(da)，在許多城(cheng)市以限制使用，且煤鍋(guo)爐熱(re)效率(lv)低只有60％左右(you)，考慮熱效率(lv)后每萬(wan)大(da)卡熱值單價也需達到2.22元，且各地的(de)原煤(mei)熱值(zhi)也(ye)有很大差異(yi)，所(suo)以(yi)在以(yi)下的(de)比較中(zhong)僅按商(shang)品蒸汽為(wei)標準。
從(cong)表1－1中可(ke)以看(kan)出(chu)不(bu)同的(de)(de)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)種(zhong)類(lei)，每萬大卡熱值(zhi)單(dan)價(jia)也(ye)是(shi)不(bu)同的(de)(de)，而往(wang)(wang)往(wang)(wang)一(yi)個特定區域所擁有的(de)(de)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)種(zhong)類(lei)是(shi)固(gu)定的(de)(de)。如在我國西部地區煤、天然氣等能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)價(jia)格便宜，而在東部地區又(you)缺少這些優(you)勢，所以在中央空(kong)調(diao)驅動能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)選擇時應選擇當地的(de)(de)最優(you)勢能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)。中央空(kong)調(diao)分制(zhi)(zhi)冷和制(zhi)(zhi)熱兩部分，有些機型可(ke)冷暖兩用，空(kong)調(diao)驅動能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)種(zhong)類(lei)見表(biao)1－2
表1－2 不同類(lei)型水(shui)冷螺(luo)桿式冷水(shui)機組的能(neng)(neng)效比及輸(shu)出能(neng)(neng)量單價
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主(zhu)機類(lei)型 |
吸收式 |
活塞式 |
螺桿式 |
離心式 |
渦旋(xuan)式 |
模(mo)塊式 |
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能源種類 |
0＃柴油 |
天然(ran)氣 |
蒸汽(qi) |
電 |
電 |
電 |
電 |
電 |
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功能 |
冷(leng)暖雙效 |
單冷 |
單冷 |
單冷 |
雙效 |
雙效(xiao) |
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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(yue)3.82 |
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COP(制熱(re)) |
0.95 |
0.98 |
0.95 |
――― |
――― |
――― |
2.5－4.0 |
約(yue)3.2 |
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輸出單位冷量單價(元(yuan)/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 |
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輸出單(dan)位熱量(liang)單(dan)價(jia)(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(leng)量（熱量）的單價隨表1－1中能源(yuan)價格的變動(dong)而變動(dong)。
從表1－2中可知(zhi)，不(bu)同(tong)類(lei)(lei)型的中央空調驅動能源種類(lei)(lei)不(bu)同(tong)，COP（能(neng)效比）也(ye)不一樣，電制冷(leng)壓縮式空調COP明顯高于吸收式。雖(sui)表1－1中(zhong)電的單位熱值(zhi)單價最高，但用(yong)于空(kong)調(diao)制冷(leng)(leng)時(shi)，輸出單位冷(leng)(leng)量的單價又(you)是(shi)另外(wai)一(yi)種情況(kuang)，了(le)解這一(yi)參數對水冷(leng)(leng)螺桿式冷(leng)(leng)水機組的選(xuan)擇更具有指導意義。
二、 ; 水冷螺桿式冷水機組的選擇：
1、制冷(leng)設(she)備選擇：
表1－2中能源(yuan)價(jia)格(ge)(ge)參(can)照的(de)是我(wo)國東南部地區(qu)的(de)一般單價(jia)，按表中的(de)數據，選擇空調(diao)制冷主(zhu)(zhu)機(ji)時應首(shou)選電驅動類空調(diao)；但在我(wo)國的(de)西、北部地區(qu)，由于(yu)(yu)煤(mei)、天然氣(qi)(qi)等(deng)自然資(zi)源(yuan)充足，價(jia)格(ge)(ge)也有較大優勢，或(huo)有些城市(shi)實行天然氣(qi)(qi)峰谷價(jia)，在夏(xia)季氣(qi)(qi)價(jia)較低，或(huo)有些建筑(zhu)靠近市(shi)政(zheng)熱力管網(wang)有較低價(jia)格(ge)(ge)的(de)商品蒸(zheng)汽，以(yi)(yi)上(shang)這(zhe)些情況可以(yi)(yi)考(kao)慮選用(yong)吸(xi)(xi)收(shou)式(shi)空調(diao)主(zhu)(zhu)機(ji)，但我(wo)個(ge)人認為(wei)最好在天然氣(qi)(qi)或(huo)市(shi)政(zheng)蒸(zheng)汽價(jia)格(ge)(ge)有較大優勢時才選用(yong)吸(xi)(xi)收(shou)式(shi)空調(diao)，因(yin)為(wei)往(wang)往(wang)以(yi)(yi)上(shang)能源(yuan)價(jia)格(ge)(ge)的(de)上(shang)漲(zhang)速度(du)會高(gao)于(yu)(yu)電價(jia)上(shang)漲(zhang)速度(du)，且吸(xi)(xi)收(shou)式(shi)空調(diao)有效(xiao)率逐(zhu)年(nian)下降(jiang)的(de)缺點。
2、采(cai)暖(nuan)設備的(de)選擇：
按表1－2所示，部分空(kong)調只(zhi)有單(dan)(dan)冷功(gong)能，冬(dong)季采(cai)(cai)暖(nuan)必須通過(guo)其(qi)他(ta)設(she)備，因(yin)電的(de)單(dan)(dan)位熱(re)(re)值單(dan)(dan)價(jia)最高，且需有大功(gong)率的(de)供電設(she)備與之配套(tao)，所以一般(ban)(ban)不采(cai)(cai)用電直接采(cai)(cai)暖(nuan)的(de)方式(shi)。冬(dong)季采(cai)(cai)暖(nuan)常通過(guo)熱(re)(re)水鍋爐、容積式(shi)交換(huan)(huan)器、板式(shi)交換(huan)(huan)器、蒸(zheng)汽散熱(re)(re)片等設(she)備，采(cai)(cai)用燃油、天(tian)然氣、蒸(zheng)汽等間接采(cai)(cai)暖(nuan)。設(she)備選型應根(gen)據(ju)當地最優勢單(dan)(dan)位熱(re)(re)值的(de)能源種類取定，已采(cai)(cai)用空(kong)調水系統的(de)，為(wei)減少投(tou)資(zi)一般(ban)(ban)不再采(cai)(cai)用蒸(zheng)汽散熱(re)(re)片采(cai)(cai)暖(nuan)方式(shi)。
三、電(dian)驅動水冷螺桿式冷水機組的選型：
1、全年綜合(he)部分(fen)負荷值(zhi)的計算：
在(zai)選(xuan)擇電驅動中央(yang)空調主機時，不同機型的選(xuan)擇也(ye)會對(dui)運行能耗產生影響，按表1－2所示，不同(tong)的(de)電制冷空調COP不一樣(yang)，且同一設備隨著實(shi)際(ji)使用負荷的變(bian)化COP也會(hui)產生(sheng)變化。在同樣的工(gong)作條件(jian)下，大(da)部(bu)分冷水機組在部(bu)分負荷下工(gong)作時COP會有不同程度的下(xia)降，也就是說：某一冷(leng)水(shui)機(ji)組在實際(ji)使用(yong)負(fu)荷(he)達到該機(ji)組的額定負(fu)荷(he)或達到該機(ji)組單機(ji)頭額定負(fu)荷(he)的整數(shu)倍時能效比最(zui)高，而在實際(ji)使用(yong)中冷(leng)水(shui)機(ji)組在很(hen)多時候是在部分負(fu)荷(he)的情(qing)況下(xia)運(yun)行的，所(suo)以冷(leng)水(shui)機(ji)組的全(quan)年綜合部分負(fu)荷(he)值COP對于空調主機的選型比表1－2中給定(ding)的COP值更具(ju)有參考意義。
為了計算空調系統全年運行能耗和(he)對不同(tong)冷水機組部分負(fu)荷性能進行比較(jiao)，美(mei)國(guo)制冷空調協會根據美(mei)國(guo)29個城(cheng)市(shi)25年的平均氣象條件，在(zai)ARI550/590-1998標準中給出了部分(fen)負(fu)荷計算系數，即(ji)該(gai)空(kong)(kong)調負(fu)荷在全年空(kong)(kong)調系統運行時間內出現的(de)百分(fen)數，見表1－3
表(biao)1－3 部分負荷計算系(xi)數
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負荷率/％ |
計(ji)算系(xi)數(shu) |
負荷(he)率(lv)/％ |
計算系數(shu) |
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100 |
0.01 |
50 |
0.45 |
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75 |
0.42 |
25 |
0.12 |
從表(biao)1－3可以看出，空調負荷非(fei)滿負荷運(yun)行時間(jian)占運(yun)行中時間(jian)的99％，可見(jian)全年(nian)綜合部分負荷值的(de)計算相當重(zhong)要，全年(nian)綜合部分負荷值（IPLV）按(an)下(xia)式(shi)計(ji)算：
IPLV=0.01A+0.42B+0.45C+0.12D (KW/KW)
式中 A――在(zai)100％負荷下的COP
B――在75％負荷(he)下的COP
C―― D――在25％負荷下的COP
由于(yu)中國和美國的氣象條件(jian)不(bu)同(tong)，空調的使用條件(jian)不(bu)同(tong)，所以按(an)表1－3中的計(ji)算系(xi)數(shu)也有變(bian)化(hua)，但(dan)由于(yu)美國(guo)是世界空(kong)調(diao)行業的領(ling)跑者，許多國(guo)家的空(kong)調(diao)制(zhi)造參(can)數(shu)都(dou)是參(can)考美國(guo)行業協(xie)會的標準，所以表1－3對我們計算全年綜合(he)部分(fen)負荷值(zhi)仍(reng)有較(jiao)重(zhong)要的(de)參考(kao)價(jia)值(zhi)，其(qi)中(zhong)特定(ding)空調部分(fen)負荷下的(de)COP可以(yi)按(an)廠(chang)家提供的(de)技(ji)術參數取定。
2、幾種(zhong)常規壓(ya)縮式冷水機組的優(you)缺點及(ji)選擇：
⑴、活塞式冷(leng)水機(ji)組：
活塞(sai)式冷(leng)(leng)(leng)水(shui)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)通過活塞(sai)在(zai)氣缸內(nei)的(de)(de)往復運(yun)動壓縮制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)劑，從而(er)(er)達(da)到制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)的(de)(de)目的(de)(de)，按壓縮機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)數量分(fen)(fen)為單(dan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)頭(tou)(tou)和多(duo)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)頭(tou)(tou)冷(leng)(leng)(leng)水(shui)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)，市場上用(yong)于空調(diao)系統的(de)(de)一般(ban)是多(duo)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)頭(tou)(tou)冷(leng)(leng)(leng)水(shui)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)，配(pei)置多(duo)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)頭(tou)(tou)冷(leng)(leng)(leng)水(shui)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)具有明顯的(de)(de)節能效果，這(zhe)種機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)在(zai)部(bu)分(fen)(fen)負(fu)荷時仍有較高的(de)(de)效率，而(er)(er)且多(duo)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)頭(tou)(tou)順序(xu)啟動，每(mei)臺壓縮機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)功率小(xiao)，對(dui)電網沖擊小(xiao)，該(gai)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)型的(de)(de)最大(da)特點(dian)是：多(duo)個(ge)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)頭(tou)(tou)同時對(dui)應多(duo)個(ge)制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)回路，這(zhe)幾個(ge)回路可(ke)以同時運(yun)行，也可(ke)以單(dan)獨(du)運(yun)行，起到互為備用(yong)的(de)(de)作用(yong)，提高了(le)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)運(yun)行的(de)(de)可(ke)靠性，用(yong)于民用(yong)建筑的(de)(de)單(dan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)量范圍約為30－500KW；
優點：a、機(ji)組(zu)裝(zhuang)置(zhi)簡單；
b、使用普(pu)通(tong)金屬材料、容(rong)易(yi)加工、造(zao)價低(di)、維修成本低(di)；
c、多機(ji)頭(tou)互為備(bei)用，整機(ji)運行可靠；
d、多機頭每臺壓(ya)縮機制冷量小，隨空調(diao)負(fu)荷的變化，經(jing)常能維持壓(ya)縮機處于滿負(fu)荷工作狀(zhuang)態；
缺點(dian)：a、與其他冷水機組相比能效(xiao)比低(di)；
b、工作部(bu)件多、易損件多、維(wei)修頻率高；
c、調節性(xing)能差；
d、往(wang)復運動(dong)慣性力大，震(zhen)動(dong)及噪音較大；
該機(ji)型在(zai)小冷量領域具(ju)有一定的優勢，在(zai)總(zong)冷負荷不大(da)于500KW且只配置一臺冷(leng)水機(ji)組時，可優(you)先選用(yong)該(gai)機(ji)型(xing)。
⑵、水冷螺桿式冷水機組：
螺(luo)桿式(shi)壓(ya)(ya)縮機(ji)是一種容(rong)積型(xing)回轉(zhuan)式(shi)壓(ya)(ya)縮機(ji)，它依(yi)靠氣缸內一對螺(luo)旋(xuan)齒(chi)轉(zhuan)子相互嚙合(he)旋(xuan)轉(zhuan)，造成由齒(chi)形(xing)(xing)空間(jian)形(xing)(xing)成的基元容(rong)積的變化(hua)，實現對制冷(leng)劑氣體(ti)的壓(ya)(ya)縮，從而(er)達到制冷(leng)目(mu)的。該機(ji)型(xing)按壓(ya)(ya)縮機(ji)數量(liang)分(fen)為(wei)單機(ji)頭(tou)和多機(ji)頭(tou)，根據轉(zhuan)子類型(xing)又(you)分(fen)為(wei)單螺(luo)桿和雙螺(luo)桿，該機(ji)組通過安裝在(zai)兩個轉(zhuan)子的高壓(ya)(ya)側之間(jian)的滑閥來調(diao)節能量(liang)，可使能量(liang)在(zai)100％～10％之間(jian)連續(xu)無級(ji)調節(jie)，螺(luo)桿式冷水機(ji)(ji)組的的單機(ji)(ji)容(rong)量(liang)一般為120～1000KW.
優點：a、與活塞(sai)式相比(bi)運動部件少、無往復運動的慣性力、運行(xing)(xing)平(ping)穩可(ke)靠，可(ke)在較高的壓(ya)縮比(bi)工況下運行(xing)(xing)；
b、機組易耗件少，零部件僅為(wei)活塞式(shi)的1/10，易于維修(xiu)；
c、制冷量調節范(fan)圍大，制冷量可通過滑(hua)閥在(zai)10％－100％的(de)范圍內無(wu)級調節；
d、能效比(bi)高、部分(fen)負(fu)荷特(te)性好(hao)；
由于水(shui)(shui)冷螺桿式(shi)冷水(shui)(shui)機組具(ju)有上(shang)述(shu)特(te)征，在集中(zhong)式(shi)空調制冷系(xi)統中(zhong)正在逐步替代活塞式(shi)冷水(shui)(shui)機組。
缺(que)點：a、加工(gong)精(jing)度和裝配精(jing)度的要求(qiu)高，造價(jia)較高；
b、能效比比離心機(ji)組低；
該機(ji)型目前在公(gong)共建筑中選用(yong)的幾率(lv)較高，制(zhi)冷總負荷(he)在500－2000KW時可優先選用(yong)該機型。一般同時配置多臺機組時，其中至少配置一臺螺桿機可以滿足低(di)負荷段的經濟運行。
⑶、離心式冷水機組(zu)：
離心式制冷(leng)機屬(shu)大冷(leng)量(liang)制冷(leng)機組，單機制冷(leng)量(liang)在1160K以上(shang)，他(ta)具有占地(di)面積小、初期(qi)投資省、能(neng)耗低、易損件少(shao)、可靠性高、維修率低等特點，離(li)(li)心式壓(ya)縮機分單級壓(ya)縮和多(duo)級壓(ya)縮兩種類型，其結構(gou)和工(gong)作原理(li)和鼓風機很相似，離(li)(li)心式壓(ya)縮機能(neng)量調節一般采用(yong)進口導葉(xie)(xie)調節，近(jin)幾年已開發出變頻控制(zhi)系統(tong)以調節葉(xie)(xie)輪轉速，采用(yong)變頻調節的機組全年平均可節能(neng)30％左右，但(dan)專用(yong)變(bian)頻(pin)設備(bei)造價較高。
優點：a、單位(wei)制冷(leng)量重量最(zui)(zui)輕(qing)，占地面積最(zui)(zui)小；
b、在各類(lei)冷(leng)水機組中(zhong)COP最(zui)高；
c、運(yun)轉平穩，震動小，噪音較(jiao)低(di)；
d、能量(liang)調(diao)節方(fang)便，在較大冷量(liang)范圍內能實現經(jing)濟的無級(ji)調(diao)節；
e、無氣閥、活塞(sai)等易損(sun)件，工作可靠，維修工作量小；
缺點：a、機(ji)組轉速高，對材(cai)料強度、加(jia)工精度和制造質量要(yao)求嚴格；
b、低負荷時能效(xiao)比低、易發生(sheng)喘振；
喘(chuan)振(zhen)是(shi)離心式(shi)壓(ya)縮(suo)機(ji)特有的(de)(de)一種故(gu)障現象，在(zai)低(di)負荷時(shi)(shi)當排氣量(liang)低(di)于某一特定值時(shi)(shi)，葉輪(lun)內氣流能量(liang)較低(di)，此(ci)時(shi)(shi)高(gao)壓(ya)側氣流會(hui)突然向葉輪(lun)內倒灌，倒流回的(de)(de)氣流使葉輪(lun)內的(de)(de)壓(ya)力升高(gao)，向外排出氣體，然后葉輪(lun)內壓(ya)力又(you)下降(jiang)，又(you)發(fa)生(sheng)倒灌，這(zhe)種周期(qi)性的(de)(de)氣體脈(mo)沖稱為喘(chuan)振(zhen)，喘(chuan)振(zhen)發(fa)生(sheng)時(shi)(shi)機(ji)組(zu)和(he)管道會(hui)產生(sheng)劇烈的(de)(de)振(zhen)動，如不及時(shi)(shi)采取(qu)措施會(hui)導(dao)致壓(ya)縮(suo)機(ji)損壞。采用普通(tong)進口導(dao)葉調節時(shi)(shi)，其喘(chuan)振(zhen)點(dian)在(zai)20％～30％負荷(he)間，但目(mu)前較先進的進口導葉(xie)調節輔以壓(ya)縮機擴壓(ya)器寬(kuan)度調節，其喘振點可控(kong)制(zhi)在額定負荷(he)的10％，離心(xin)式壓縮(suo)機的喘(chuan)振范(fan)圍(wei)對制冷機的選擇(ze)和運行至(zhi)關重要。
一般(ban)在總冷負荷大于2000KW時可(ke)考慮選(xuan)用離心式冷(leng)水(shui)機組，但(dan)建議(yi)和其(qi)他機型混合(he)配置(zhi)，因(yin)為在飯店類建筑中，制(zhi)冷(leng)機在許多時候是(shi)在低負荷運(yun)(yun)行的(de)，如全(quan)部配置(zhi)離心式冷(leng)水(shui)機組，運(yun)(yun)行中極易接(jie)近機組的(de)喘振點。
⑷、模塊式冷(leng)水機(ji)組：
模(mo)塊(kuai)(kuai)式(shi)制(zhi)(zhi)冷(leng)機(ji)(ji)組(zu)(zu)就制(zhi)(zhi)冷(leng)方(fang)式(shi)而言不能單獨列為一種制(zhi)(zhi)冷(leng)機(ji)(ji)，因為模(mo)塊(kuai)(kuai)式(shi)冷(leng)水(shui)(shui)機(ji)(ji)組(zu)(zu)的(de)壓(ya)縮機(ji)(ji)有(you)活塞式(shi)、渦旋式(shi)、螺(luo)桿式(shi)等(deng)，但由于該機(ji)(ji)型結構和(he)安裝(zhuang)方(fang)式(shi)與其他冷(leng)水(shui)(shui)機(ji)(ji)組(zu)(zu)有(you)區別，所以現(xian)在往往把它(ta)看成一類獨特(te)的(de)冷(leng)水(shui)(shui)機(ji)(ji)組(zu)(zu)。模(mo)塊(kuai)(kuai)式(shi)冷(leng)水(shui)(shui)機(ji)(ji)組(zu)(zu)是一組(zu)(zu)并(bing)列的(de)模(mo)塊(kuai)(kuai)單元系(xi)統(tong)，每個(ge)單元都結構相同(tong)、性能一致，是一個(ge)獨立的(de)制(zhi)(zhi)冷(leng)單元，電(dian)腦系(xi)統(tong)使它(ta)一體化，并(bing)監控所有(you)的(de)模(mo)塊(kuai)(kuai)單元，使其按一定的(de)規律和(he)程序運行，模(mo)塊(kuai)(kuai)式(shi)冷(leng)水(shui)(shui)機(ji)(ji)組(zu)(zu)有(you)水(shui)(shui)冷(leng)式(shi)和(he)風(feng)(feng)冷(leng)式(shi)兩種，目前(qian)市場上使用的(de)較多的(de)是風(feng)(feng)冷(leng)式(shi)，模(mo)塊(kuai)(kuai)式(shi)冷(leng)水(shui)(shui)機(ji)(ji)組(zu)(zu)的(de)特(te)點：
a、 組裝靈(ling)活(huo)方(fang)便(bian)，給(gei)系統設(she)計帶來便(bian)利；
b、 單機體積小、重量輕，運輸安裝方便；
c、 運(yun)轉效率基本不會因負荷(he)下降而下降，在運(yun)行中始終處于高效狀態(tai)；
d、 具有可(ke)靠的互為(wei)備用能力，維修方便；
e、 維護成本低、自動化(hua)程度高，零(ling)部件通(tong)用；
模(mo)塊式(shi)冷(leng)水機組(zu)一般適(shi)用于以下(xia)情況：
a、 建筑面積緊張、無合適中央空調機房(fang)；
b、 總冷負(fu)荷(he)小于500KW，且運轉中實(shi)際冷負荷多(duo)變；
c、 庭院式建(jian)(jian)筑(zhu)，管道輸送距(ju)離較長，或建(jian)(jian)筑(zhu)群中各建(jian)(jian)筑(zhu)空(kong)調使用時(shi)段不(bu)一致；
d、 風(feng)冷(leng)模塊式可用于小規(gui)模建筑、不(bu)再選用鍋爐且無市(shi)政熱力管網的(de)場所(suo)；
e、 風冷(leng)模塊式可用于(yu)缺水(shui)、水(shui)價較高(gao)的(de)地(di)區；
四、水(shui)冷螺(luo)桿(gan)式冷水(shui)機組空調設計負荷的一般指標，實際(ji)使用負荷與設計值的差(cha)異：
空調(diao)負荷的(de)計算較為煩瑣，需(xu)計算潛熱(re)和顯(xian)熱(re)，且需(xu)計算構成空調(diao)負荷的(de)各(ge)類(lei)因素如(ru)人體(ti)散(san)熱(re)、照明設備散(san)熱(re)、維護結構傳(chuan)遞得熱(re)、日照透(tou)射得熱(re)等負荷，所以設計上(shang)常按估算指(zhi)標進行估算，旅館、飯店類(lei)建筑(zhu)部分區域(yu)空調(diao)冷負荷估算指(zhi)標見(jian)表1－4
表(biao)1－4
|
區域 |
客房(fang) |
酒吧 |
中餐廳 |
宴會廳 |
大會議室 |
健(jian)身房 |
|
冷負荷(he)(W/㎡) |
150 |
256 |
360 |
410 |
358 |
272 |
一(yi)(yi)般(ban)飯(fan)店類建筑的裝機容量在(zai)依據上述指標估算后，考慮空調實際同時使用(yong)系數(shu)，最后裝機容量一(yi)(yi)般(ban)在(zai)100 W/㎡－120 W/㎡之間，但當前在空調系統設計中(zhong)普(pu)遍存在冷負荷估算過(guo)大，致使裝機容量(liang)偏大，造成投資浪費和(he)運行費用增加。有關人員曾(ceng)對24家飯店空調制(zhi)冷機(ji)(ji)的(de)裝機(ji)(ji)容(rong)量(liang)和實際開(kai)機(ji)(ji)容(rong)量(liang)進行調查分析，調查結果見表(biao)1－5
表(biao)1－5 ; 飯店裝機和開機容量的冷(leng)負荷(he)統計分析(xi)
|
冷負荷指標 |
裝機容量的冷負荷指標（W/㎡） |
|
＜58 |
58.1-69.8 |
69.9-81.4 |
81.5-93 |
94-104.7 |
104.8-116.3 |
＞116.3 |
|
飯(fan)店個數/個 |
0 |
1 |
2 |
5 |
4 |
2 |
10 |
|
所占百(bai)分(fen)比/％ |
0 |
4.1 |
8.3 |
20.3 |
16.7 |
8.3 |
41.7 |
|
分計百(bai)分比/％ |
12.4 |
37 |
50 |
|
冷負荷指標 |
實際(ji)開(kai)機(ji)容量的(de)冷負荷指標（W/㎡） |
|
＜58 |
58.1-69.8 |
69.9-81.4 |
81.5-93 |
94-104.7 |
104.8-116.3 |
＞116.3 |
|
飯店(dian)個數(shu)/個(ge) |
2 |
8 |
9 |
3 |
2 |
0 |
0 |
|
所占百(bai)分比/％ |
8.4 |
33.3 |
37.5 |
12.5 |
8.3 |
0 |
0 |
|
分計百(bai)分比/％ |
8.4 |
70.8 |
20.8 |
0 |
從表(biao)1－5可以看出(chu)，目前飯店類(lei)建(jian)筑冷水機組裝機容量普遍過大，79.2％的(de)飯店實際開機容量的(de)負荷指標為58－81.4 W/㎡（包括＜58 W/㎡），實際開(kai)機(ji)容量的冷負(fu)荷指標均(jun)在(zai)105 W/㎡以下，這(zhe)一現象應(ying)引起業主(zhu)、空調設(she)計人員(yuan)(yuan)及(ji)運行管理(li)人員(yuan)(yuan)的(de)重視。
五、空調負荷(he)的分布(bu)特(te)性及機組的經濟運行：
設計的(de)空調冷負(fu)荷(he)是(shi)指夏季(ji)室(shi)(shi)外(wai)空氣處于設計計算(suan)參數、室(shi)(shi)內負(fu)荷(he)處于最不(bu)理條件下的(de)負(fu)荷(he)，空調建筑的(de)實(shi)際冷負(fu)荷(he)是(shi)隨室(shi)(shi)外(wai)氣象條件和(he)室(shi)(shi)內工作條件的(de)變化(hua)而變化(hua)的(de)。因此(ci)空調系統的(de)實(shi)際冷負(fu)荷(he)不(bu)是(shi)一個恒(heng)定值，不(bu)但(dan)每天在變化(hua)，而且(qie)每天24小時內也(ye)在(zai)不斷變化。表1－6和表1－7是有(you)關人(ren)員(yuan)統計的北京和長沙兩地飯(fan)店(dian)類建筑夏(xia)季運行平均空調負荷時間頻數，
表1－6 北(bei)京(jing)地(di)區夏季(ji)空調負荷(he)時(shi)間頻數 ％ （全年總運行時間2850h）
|
負荷率(lv) |
5 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
|
時(shi)間頻數 |
12.2 |
6.5 |
23.6 |
16.5 |
14.9 |
10.1 |
7.3 |
4.7 |
2.9 |
1.0 |
0.3 |
|
累計時間頻數 |
12.2 |
18.7 |
42.3 |
58.8 |
73.7 |
83.8 |
91.1 |
95.8 |
98.7 |
99.7 |
100 |
表1－7長沙地區夏季空調負荷時(shi)間(jian)頻(pin)數 ％ （全(quan)年(nian)總(zong)運(yun)行時(shi)間3372h）
|
負荷率 |
5 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
|
時(shi)間(jian)頻數 |
0.1 |
0.1 |
4.9 |
19.5 |
31.6 |
20.8 |
11.9 |
7.6 |
2.3 |
0.9 |
0.3 |
|
累計(ji)時間(jian)頻數 |
0.1 |
0.2 |
5.1 |
24.6 |
56.2 |
77 |
88.9 |
96.5 |
98.8 |
99.7 |
100 |
從上表可(ke)以看出(chu)：
1、 全年有98％以上(shang)時間是在(zai)設計(ji)負(fu)荷的80％以下運行；
2、 全年有80％以上時間是在設計負荷的(de)50％－55％以下(xia)運行；
這一數(shu)據和表(biao)1－3中的(de)數據也相接(jie)近，了解空調負(fu)荷的(de)分布特性對(dui)空調設(she)備的(de)選型和節能(neng)運行具有(you)重要(yao)意義，我們已經知道(dao)，某一冷(leng)(leng)(leng)水(shui)機(ji)組在實際使用(yong)負(fu)荷達到該機(ji)組的(de)額(e)定(ding)(ding)負(fu)荷或達到該機(ji)組單機(ji)頭額(e)定(ding)(ding)負(fu)荷的(de)整數倍時(shi)能(neng)效比(bi)最(zui)高，運行也最(zui)經濟。所以按常規配置在總冷(leng)(leng)(leng)負(fu)荷確定(ding)(ding)后(hou)，平均(jun)分配各冷(leng)(leng)(leng)水(shui)機(ji)組的(de)制冷(leng)(leng)(leng)量也是不盡合理(li)的(de)，如表1－6、表1－7所示，北京地區夏季(ji)空(kong)調使(shi)用(yong)中20％、30％、40％負荷的時間頻(pin)數最高，長沙地區則在(zai)30％、40％、50％負荷(he)段(duan)(duan)時(shi)間頻(pin)數最高，在配(pei)置機(ji)(ji)組(zu)時(shi)最好一只多機(ji)(ji)頭(tou)冷水機(ji)(ji)組(zu)的整機(ji)(ji)額定(ding)負荷(he)或單機(ji)(ji)頭(tou)額定(ding)負荷(he)能與以(yi)上負荷(he)段(duan)(duan)相匹(pi)配(pei)；在配(pei)置冷水機(ji)(ji)組(zu)時(shi)應更重視占總運行時(shi)間80％的50－55％冷負荷的配(pei)置，在該負荷段(duan)螺桿機具有一定的優勢(shi)。
六、水冷螺桿式冷水機(ji)組與分體(ti)式空調的比較：
分體式空(kong)調（商用機、多(duo)聯機）因(yin)控制方便、獨立運(yun)行、效(xiao)率(lv)不受(shou)系統影響等特點，在飯店類(lei)建筑特別(bie)是經濟(ji)型飯店中占有(you)一席之(zhi)地，但(dan)與(yu)冷水機組相比COP較(jiao)低且使用壽命(ming)短(duan)、維修費用高。
水冷螺(luo)桿式(shi)冷水機(ji)組與分體式(shi)空調(diao)相比最大的缺點是：1、初始運行成本大，因飯店類建(jian)筑的空(kong)(kong)調(diao)(diao)供(gong)應(ying)并不是(shi)持續(xu)不斷的，特別是(shi)接近空(kong)(kong)調(diao)(diao)交換(huan)季節，業主為滿足最大程度(du)的經濟運行，會(hui)盡(jin)量合理控制中央空(kong)(kong)調(diao)(diao)的啟停。因中央空(kong)(kong)調(diao)(diao)系統(tong)中冷(leng)(leng)媒介質一(yi)般(ban)是(shi)水(shui)(shui)，空(kong)(kong)調(diao)(diao)末端要有制冷(leng)(leng)效果，首(shou)先是(shi)冷(leng)(leng)水(shui)(shui)機組對冷(leng)(leng)媒降(jiang)溫(wen)，水(shui)(shui)冷(leng)(leng)系統(tong)運行時冷(leng)(leng)媒標準是(shi)出水(shui)(shui)7℃回水12℃，初始運行(xing)時一(yi)般出水需達到12℃左右末端才能(neng)達到明(ming)顯的制冷效果(guo)，如果(guo)某水(shui)系統水(shui)量50T、初始水溫20℃，初(chu)始運行成本為（20—12）×1000×50＝40×104Kcal（可(ke)按表1－2查(cha)的(de)(de)相(xiang)應(ying)費用，其中還不包(bao)括冷媒輸送成(cheng)本(ben)和冷卻運行(xing)成(cheng)本(ben)），當(dang)然由(you)于末端電(dian)磁二通閥的(de)(de)作(zuo)用，并不是每次初始運行(xing)成(cheng)本(ben)都這么高，有效減少干(gan)管冷媒體積、合理的(de)(de)水系統(tong)分(fen)區、對(dui)末端電(dian)磁二通閥進行(xing)經常(chang)的(de)(de)檢查(cha)和維護，對(dui)中央空(kong)調(diao)的(de)(de)經濟運行(xing)起著重要的(de)(de)作(zuo)用；而分(fen)體式空(kong)調(diao)由(you)于冷媒管路短，初始運行(xing)成(cheng)本(ben)基本(ben)可(ke)以(yi)忽略(lve)不計；2、存(cun)在(zai)管路損耗、存(cun)在(zai)冷(leng)(leng)(leng)媒(mei)輸送(song)成本及冷(leng)(leng)(leng)卻(que)設備(bei)能(neng)耗成本，在(zai)中央空(kong)調(diao)(diao)水系統中，冷(leng)(leng)(leng)媒(mei)泵和冷(leng)(leng)(leng)卻(que)泵也是構成空(kong)調(diao)(diao)系統能(neng)耗的(de)重要組成部分，稍大一點(dian)的(de)空(kong)調(diao)(diao)系統，以(yi)上泵組動輒(zhe)幾十(shi)千瓦，而(er)分體(ti)式空(kong)調(diao)(diao)不存(cun)在(zai)以(yi)上能(neng)耗；例(li)如(ru)一個(ge)200個房間的飯店，如在營業淡季時只有不(bu)到20個房間入住，使用中央(yang)空調肯定是不經(jing)濟的；
近年(nian)來隨著商用分體(ti)式空調(diao)性能的(de)改善，分體(ti)式空調(diao)與中(zhong)央空調(diao)結合使用也取得(de)了較好的(de)效果(guo)，特別是對于經營節奏不(bu)穩定、不(bu)同時期入(ru)住(zhu)率有很大(da)差異的(de)飯店效果(guo)特別明顯，經專(zhuan)業(ye)人員計(ji)算(suan)，在飯店類建筑中(zhong)10％－20％的(de)房間安裝(zhuang)分(fen)體(ti)(ti)式空(kong)(kong)調(diao)(diao)，對中央空(kong)(kong)調(diao)(diao)的(de)經濟(ji)運行會有一定的(de)好處(chu)，分(fen)體(ti)(ti)式空(kong)(kong)調(diao)(diao)與中央空(kong)(kong)調(diao)(diao)結合(he)使用對飯店的(de)另一個作(zuo)用是：解決兩管制空(kong)(kong)調(diao)(diao)系統中某(mou)些特定重要區(qu)域在空(kong)(kong)調(diao)(diao)交(jiao)換(huan)季節對空(kong)(kong)調(diao)(diao)使用的(de)特殊要求。但(dan)分(fen)體(ti)(ti)式空(kong)(kong)調(diao)(diao)由于自身結構原(yuan)因存在先天(tian)不(bu)足，尤其體(ti)(ti)現在氣(qi)溫(wen)超過37℃和低于－3℃時效率明顯(xian)下降，所以在(zai)空調使用(yong)標準高的飯店需考慮補充熱源(yuan)，或(huo)是兩種系統同(tong)時安裝。
七、幾(ji)種節能型空調的(de)應用：
1、冷(leng)凝(ning)熱回收冷(leng)水機(ji)組：
在壓(ya)縮式空(kong)調運轉時(shi)，壓(ya)縮機高壓(ya)側的排(pai)氣溫度可以(yi)高達(da)70－80℃，這些熱(re)(re)量最終會(hui)在冷(leng)凝器中(zhong)被冷(leng)卻(que)水帶走散發于大氣中(zhong)。近年來冷(leng)凝熱(re)(re)回收(shou)中(zhong)央空調的開發，就是合(he)理地利用這一部分余熱(re)(re)對(dui)生活熱(re)(re)水加熱(re)(re)，綜合(he)降低運(yun)行(xing)成(cheng)本，一臺720KW的熱回(hui)收(shou)機(ji)組在氣(qi)溫30℃時，每小時可以提(ti)供50℃熱水5-6T，而(er)能耗只(zhi)比(bi)同(tong)型號非熱回收(shou)機組高(gao)不到10％，相當于每制1T熱水熱能成本2元，節能(neng)效(xiao)益非(fei)常可觀；
2、 水源熱(re)泵機組：
水源熱泵(beng)是(shi)利用地球表(biao)面淺(qian)層水源，如地下水或河流、湖泊(bo)水水溫穩(wen)定的特點，在(zai)夏季(ji)將(jiang)建(jian)筑物熱量(liang)轉移到水中，而在(zai)冬季(ji)則從水中提取(qu)熱量(liang)，水源熱泵(beng)空調的COP高于普通水冷冷水機組，與(yu)傳統的風(feng)冷熱泵比能效比要高出40％左右，設計良好(hao)的水(shui)源(yuan)熱泵系統平均(jun)可(ke)為(wei)用(yong)戶節約30－40％的(de)運行費(fei)用。
但(dan)該機(ji)型的選用(yong)也有局限性：
⑴、 造價高：目前(qian)利用水源的方式(shi)通常(chang)有深井法和排管法，但(dan)這兩(liang)種(zhong)方式(shi)均要(yao)耗費較大的投(tou)資；
⑵、 要有地利優勢：水(shui)源(yuan)熱泵的(de)使用，天然水(shui)源(yuan)很重要，必(bi)須(xu)有充(chong)沛的(de)地下水(shui)源(yuan)、臨(lin)近河流或湖泊、且必(bi)須(xu)取得水(shui)資源(yuan)的(de)利用權；
3、 風冷熱(re)泵(beng)機(ji)組在北方缺水地區(qu)的應用：
風冷(leng)(leng)型冷(leng)(leng)水(shui)機(ji)組投(tou)資比水(shui)冷(leng)(leng)式(shi)(shi)高，運行能效比卻(que)沒有水(shui)冷(leng)(leng)式(shi)(shi)高，按理說與水(shui)冷(leng)(leng)式(shi)(shi)空調相比沒有競爭優勢，但(dan)在水(shui)冷(leng)(leng)式(shi)(shi)空調中冷(leng)(leng)卻(que)塔的水(shui)量消(xiao)耗也是一(yi)筆不小的數(shu)字(zi)。
我們以120萬(wan)大卡冷負荷，選用(yong)風(feng)冷式和(he)水冷式機組作(zuo)比較，按(an)美(mei)國(guo)ARI標準計算全年(nian)平均(jun)小時能耗：風冷為180.25KW，水冷為156KW，按全年運行2800h計算，風冷(leng)式(shi)耗電50.47萬度，水(shui)冷式耗電43.68萬(wan)度，冷卻塔水耗15000T，從以(yi)上數(shu)據可以(yi)看(kan)出，風冷式(shi)能耗(hao)明顯(xian)高(gao)于水冷式(shi)，但在北方有些嚴重缺水地區(qu)，水價高(gao)于8元/T，風冷(leng)式(shi)機(ji)組就(jiu)是可以考慮(lv)的節能因素之一。
4、 蒸(zheng)發冷卻空調在(zai)西北等氣候(hou)干(gan)燥地區的使用：
在(zai)(zai)相對(dui)濕度(du)較低的(de)干(gan)(gan)燥空氣環境(jing)下(xia)，水分很容易蒸(zheng)發(fa)(fa)，水蒸(zheng)發(fa)(fa)吸收空氣的(de)熱, 量(liang)，使空氣降(jiang)溫(wen)，這一過程稱為(wei)(wei)空, 氣的(de)絕(jue)熱降(jiang)溫(wen)過程，利(li)用(yong)上(shang)述原(yuan)理(li)開(kai)發(fa)(fa)的(de)空調設備稱為(wei)(wei)蒸(zheng)發(fa)(fa)冷(leng)卻空調。蒸(zheng)發(fa)(fa)冷(leng)卻空調分為(wei)(wei)直(zhi)接(jie)蒸(zheng)發(fa)(fa)冷(leng)卻和間(jian)接(jie)蒸(zheng)發(fa)(fa)冷(leng)卻兩(liang)種類型，該空調在(zai)(zai)干(gan)(gan)燥地區具有較大的(de)優勢(shi)：
⑴、 節能(neng)：蒸發冷卻(que)空調不設制冷壓縮機，只有風機和水(shui)泵能(neng)耗，與一般的機械制冷相比(bi)可(ke)節電80％以上；
⑵、 環(huan)保：以水(shui)為制冷劑，不會造成大(da)氣污染，且水(shui)膜蒸發有過濾室內空氣的功能(neng)；
⑶、 經濟：投資為壓(ya)縮(suo)式制冷的(de)1/2，運行能耗為壓(ya)縮式制冷的(de)1/5；
總之，水冷螺桿式冷水機組冷熱源的形式很多，應根據建筑物的面積、用途、冷熱負荷大小、所在地區的條件、當地能源結構、價格及環保規定等情況，通過綜合論證確定。合理的水冷螺桿式冷水機組冷熱源配置，對水冷螺桿式冷水機組的節能運行會起到事半功倍的效果。
