【学习】空调冷热源设备的选择与比较

一、冷热源类型：

（一）冷（热）水机组：

1、电动压缩式冷（热）水机组

（1）往复式（2）蜗旋式（3）螺杆式（4）离心式

2、溴化锂吸收式冷（热）水机组

（1）蒸汽型冷水机组（2）热水型冷水机组（3）直燃型冷（热）水机组

（二）热源

1、电力：（1）电热炉（2）热泵。

2、燃气、燃油、燃煤等矿物原料。

3、可再生能源，如太阳能、地热能、河水等以及工业余热、生活废热。

（三）热泵

从室外环境介质吸热并向室内放热，使室内空气升温的制冷系统。

二、各种冷热源优缺点

（－）“冷水机组”加“换热器”

夏季用冷水机组制冷，冬季用锅炉烧热水供暖，也可以由热电厂或集中供热站供应蒸汽，经换热器转换成60℃热水，供空调机组。

1、优点：

（1）初投资为各种系统最低的（房间空调器除外），供电总容量比水源热泵、多联机少。

（2）运行费比蒸汽溴化锂机低。

（3）主机寿命最长，按美国ASHRAE标准为23年。

（4）由于制冷机和水泵以及冬季换热器全部集中在一个机房内，因此维保方便。

2、缺点：

（1）系统庞大，不便于分户计量、分户控制和假日个别房间使用。可以另配几套多联机，保证加班多的房间使用，也可以采用多机头冷水机组或大小搭配，以满足低负荷的需求。

（2）机房空间大，管道占空间多。

（3）冷却塔有一定噪声，放裙房顶上时必须妥善处理。冷却塔也有损美观。

（二）空气源热泵

冬季从室外空气中吸热并向室内放热，夏季则放热给室外空气。

1、优点：

（1）冬夏共用，设备利用率高，不需另设锅炉房。

（2）节水节能。由于不用冷却塔，节水。由于空气源热泵的能效比达3左右，因而与电采暖相比，只消耗1／3的电能。

（3）结构紧凑，省去冷却塔、冷却水系统，节省投资与空间，避免军团菌的危害和冷却水处理的麻烦。

（4）安装在室外，不占机房面积，节省土建投资。

（5）模块组装，多机头，易于分区运行与控制。

2、缺点：

（1）噪声大，影响周围建筑。

（2）对冬季室外相对湿度较高的地区，盘管结霜较频繁，除霜间隔时间热泵停止供热，影响供暖效果，冬季供暖不易保证。

（3）主机可靠性不如冷水机组，过去在冬季运行时经常有烧机现象。

（4）初投资与寿命不如冷水机组。由于装在室外，日晒雨淋易于损坏，特别是江苏下雨天有1／3为酸雨，腐蚀严重，影响使用寿命。

（三）“蒸汽溴化锂吸收式机组”加“换热器”

夏季利用热电厂送来的蒸汽，通过溴化锂吸收式机组进行制冷，冬季通过换热器将蒸汽转换成60℃热水，供空调器使用。也可直接用溴化锂机供暖。

1、优点：

（1）可以减少环境污染，防止臭氧层破坏，减轻温室效应。

（2）合理使用能源，削减夏季电力高峰，不受缺电拉闸影响，还可减省电力贴费和减少变配电所投资。

（3）溴化锂机组在低压下运行，比较安全。

（4）除屏蔽泵外，没有其他运动部件，噪声为70-80dB（A），同时不必作防振基础，安装简单。

（5）制冷量可在20％～100％的范围内进行无级调节，有利于部分负荷时的运行调节。

（6）可以充分利用余热、废热等低位热能。

（7）必要时可以安装在屋顶或室外，节省机房面积。

2、缺点：

（1）与电动机组相比，溴化锂吸收式机组节电不节能，热力系数低，一次能耗蒸汽型为电动冷水机组的2倍。

（2）与离心式、螺杆式制冷机相比，占地面积大，机房高度高，设备重量大。

（3）排热量大，冷却塔和冷却水系统容量大。

（4）机组气密性要求很高，只要逸入少量空气就会破坏真空度，导致机组性能大幅下降。但近几年我国几家大厂的产品已基本解决了这个问题。

（5）溴化锂水溶液对碳钢的耐蚀性较强，因此做好钢板防腐蚀的处理和提高缓蚀剂性能是十分重要的。

（四）“冰蓄冷空调系统”加“换热器”

建筑物空调时（电网高峰）所需冷量的全部或者一部分在非使用空调时间（电网低谷）制备好，将其能量蓄存起来供空调时使用。

1、优点：

（1）平衡电网峰谷负荷，减缓电厂和供配电设施的建设。

（2）制冷主机容量减少，减少空调系统电力增容费和供配电设施费。

（3）利用电网峰谷荷电力差价，降低空调运行费用。

（4）冷冻水温度可降到1～4℃，可实现大温差、低温送风空调，节省水、风输送系统的投资和能耗。

（5）相对湿度较低，空调品质提高。

2．缺点：

（1）一次性投资比常现空调大20～40％。

（2）蓄冰装置要占用较大的空间。

（3）制冷蓄冰时主机效率比在空调工况下运行低。

（4）设计、施工、调试和运行相对比较复杂。

（五）多联机空调系统

多联机为制冷剂流量可变系统，室内机、室外机、制冷剂配管和控制装置组成。一台室外机可以配置不同规格、不同容量的室内外l-16台。通过控制涡旋式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，适时满足室内冷热负荷要求，是一种可以根据室内负荷大小自动调系统容量的节能、高效的空调方式。目前有变频技术和数码涡旋技术两种。

1、优点：

（1）制冷剂管传递冷（热）量为205kJ／kg，几乎是水的10倍和空气的20倍，因此管道细，容易布置。

（2）便于分户控制与分户计量，各用户自己管理，互不干扰，方便，省能省钱。

（3）省去传统中央空调庞大机房。地下室可用于停车场，层高也可降低。

（4）随房屋使用先后，可分批分期安装，节省传统中央空调的投资。

2、缺点：

（1）比传统中央空调系统，初投资高一些。

（2）寿命只有中央空调的一半。

（3）冬季供暖量不足。由于结霜除霜，部分时间停止供热。双大热泵的能效比低。

（4）制冷剂管道多、长且接头多，施工不严格时易造成泄漏，难检修。

（5）直接蒸当室内机，夏季送风温度低，易感冒。气流均匀性差。舒适性不如中央空调。室内控温不理想，有可能波动±2℃以上。

（六）地源热泵（土壤热泵）

地源热泵包括地下水热泵、地表水热泵、土壤热源。地下水热泵是将井水汲出，通过水源热泵空调机中的换热器进行加热或冷却，再将井水回灌入井内。地表水热泵是将江、河、湖、海水吸出，通过水源热泵的换热器加热或冷却，再排回到江、河、湖、海中去。土壤热泵是将水环路理地下，以土壤作为吸热源和排热源。按照江苏省政策，地下水热泵难以实现。国土局大楼附近没有江、河、湖水可利用，因此地表水热泵也无法实现。对于土壤热泵的优缺点如下：

1、优点：

（1）为可再生能源，经济有效的节能技术。可在夏冬季提供较低的冷凝温度和较高的蒸发温度。

运行费用比传统中央空调可节省30％，耗电量为冷水机组加锅炉的60％。

（2）环境效益好。污染物排放，比空气源热泵减少40％，比电供暖减少70％，制冷剂充灌量比常规空调减少25％。节省机房空间。

（3）寿命长达20年。

（4）使用灵活，可分户计量、分户控制、分期施工。

2．缺点：

（1）初投资比冷水机组加锅炉高10～20％以上，如国际商城414元／m²，比传统中央空调高38％。

（2）关键要解决好土壤冬夏季吸收热量和放热的平衡性，如果不平衡，必然造成土壤蓄热性变差。目前对土壤的能量平衡、热工性能、土壤中的传热、传湿和环境对土壤热工性能的影响等，还缺乏研究。

（七）水环热泵

水环热泵是用一个循环水环路作为加热源和排热源。当环路中水的温度由于水环热泵空调机的放热（制冷运行时）使其温度超过一定值（35℃）时，环路中水将通过冷却塔将热量放给大气。当环路中水