淺談中央空調(diào)主機(jī)如何選型配置

本人從事中央空調(diào)設(shè)計(jì)多年，通過查閱各類資料、規(guī)范手冊(cè)和些許經(jīng)驗(yàn)，淺談一下：中央空調(diào)設(shè)計(jì)如何合理的配置空調(diào)主機(jī)臺(tái)數(shù)及單臺(tái)主機(jī)制冷量的問題。

《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50736-2012第8.1.5條文：集中空調(diào)系統(tǒng)的冷水（熱泵）機(jī)組臺(tái)數(shù)及單機(jī)制冷量（制熱量）選擇，應(yīng)能適應(yīng)空調(diào)負(fù)荷全年變化規(guī)律，滿足季節(jié)及部分負(fù)荷要求。機(jī)組不宜少于兩臺(tái)；當(dāng)小型工程進(jìn)設(shè)一臺(tái)時(shí)，應(yīng)選調(diào)節(jié)性能優(yōu)良的機(jī)型，并能滿足建筑最低負(fù)荷的要求。

如何配置空調(diào)主機(jī)的臺(tái)數(shù)及單臺(tái)主機(jī)制冷量，首先應(yīng)該了解各類主機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍。以我們?cè)O(shè)計(jì)中最常用的螺桿式冷水機(jī)組和離心式冷水機(jī)組為例：

一、工作原理

離心機(jī)：離心機(jī)是依靠離心式壓縮機(jī)中高速旋轉(zhuǎn)的葉輪產(chǎn)生的離心力來(lái)提高制冷劑蒸氣壓力，以獲得對(duì)蒸氣的壓縮過程，然后經(jīng)冷凝節(jié)流降壓，蒸發(fā)等過程來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷，其組成部件主要有離心式壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、節(jié)流機(jī)構(gòu)、抽氣回收裝置、潤(rùn)滑系統(tǒng)和電氣控制冷凝器、節(jié)流機(jī)構(gòu)、抽氣回收裝置、潤(rùn)滑系統(tǒng)和電氣控制柜等。

螺桿機(jī)：螺桿機(jī)屬于技術(shù)較為先進(jìn)的一種機(jī)型。它是利用螺桿式壓縮機(jī)中兩個(gè)陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子的相互嚙合，在機(jī)殼內(nèi)回轉(zhuǎn)而完成吸氣、壓縮與排氣過程。其組成部件主要有螺桿式壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、熱力膨脹閥以及其它控制元件等。

二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

單個(gè)離心式壓縮機(jī)的制冷量較大，可以從150---3000RT，所以一般離心式制冷機(jī)都只設(shè)計(jì)一個(gè)離心式壓縮機(jī)就可以滿足冷量的需要。

單個(gè)螺桿式壓縮機(jī)的制冷較離心機(jī)要小，一般從30RT----500RT，所以現(xiàn)在大制冷的螺桿式制冷機(jī)都采用多機(jī)頭方式，由微電腦統(tǒng)一控制、調(diào)節(jié)，并且每臺(tái)壓縮機(jī)都有一個(gè)單獨(dú)制冷系統(tǒng)。

在離心式壓縮機(jī)中，電動(dòng)機(jī)通過一對(duì)增速齒輪進(jìn)而帶動(dòng)葉輪作高速旋轉(zhuǎn)；在螺桿式壓縮機(jī)中，電動(dòng)機(jī)直接連同主轉(zhuǎn)子與副轉(zhuǎn)子相互嚙合旋轉(zhuǎn)。

由以上可以看出，螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單。

三、容量調(diào)節(jié)

一般來(lái)說(shuō)離心機(jī)組的能量調(diào)節(jié)范圍為40%～100%，在低于40%負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，離心機(jī)組比較容易發(fā)生“喘振”現(xiàn)象，“喘振”嚴(yán)重時(shí)，可以使機(jī)組的整個(gè)核心部件——葉輪被損壞，使離心壓縮機(jī)報(bào)廢。目前很多離心機(jī)組廠家通過“補(bǔ)氣”手段是機(jī)組“喘振”臨界點(diǎn)達(dá)到“20%”或“10%”，而“補(bǔ)氣”是需要消耗大量能量的，使機(jī)組在50%以下能效比相對(duì)較低。而對(duì)于多機(jī)頭的螺桿機(jī)組來(lái)說(shuō)，其能量調(diào)節(jié)范圍一般在7.5%～100%之間，而且可以連續(xù)能量調(diào)節(jié)。特別是民用場(chǎng)所和商用場(chǎng)所，比如賓館、商場(chǎng)、會(huì)議中心等，其空調(diào)負(fù)荷隨著季節(jié)變化和人流變化而變化較大，要求制冷機(jī)組有較寬的能量調(diào)節(jié)范圍。

四、維護(hù)維修

由于在相同制冷量下，離心機(jī)采用的是單壓縮機(jī)形式，而螺桿機(jī)為多壓縮機(jī)形式，且具有獨(dú)立制冷系統(tǒng)，這樣在維護(hù)、維修狀態(tài)下，螺桿機(jī)只需單個(gè)壓縮機(jī)關(guān)閉，其它照常工作，絕對(duì)可滿足大樓負(fù)荷需要；而對(duì)離心機(jī)進(jìn)行維護(hù)、維修則整臺(tái)機(jī)器都得關(guān)閉，會(huì)極大的影響大樓工作需要，而且螺桿機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零部件易損件少，維護(hù)費(fèi)用也較低。

五、啟動(dòng)電流

兩種機(jī)型耗電量較大，但由于相同制冷量下，螺桿機(jī)采用多臺(tái)壓縮機(jī)形式，可逐臺(tái)逐級(jí)啟動(dòng)，所需起動(dòng)電流較離心機(jī)要小得多，減小了對(duì)電網(wǎng)的沖擊。

六、冷媒問題

離心機(jī)現(xiàn)在采用的工質(zhì)基本上是R-123和R-134a兩種。螺桿機(jī)大部分使用R-22，它們都是R-11、R-12的替代品，除非大規(guī)模泄漏并遇明火，R-22、R-134a都是無(wú)毒的，R-123具有毒性。但目前，由于螺桿機(jī)和離心機(jī)都具有較高技術(shù)水平，大規(guī)模泄漏基本上是不可能的。在三者中，R-22的單位容積制冷能力最強(qiáng)。根據(jù)蒙特利爾公約，將在2040年全面禁止R-22、R-123，但就中國(guó)具體情況而言，R-22占據(jù)市場(chǎng)30年主導(dǎo)地位應(yīng)不成問題，而且目前R-22的市場(chǎng)價(jià)格較R-134a要低許多。

七、運(yùn)行費(fèi)用

離心機(jī)和螺桿機(jī)的耗電量較大，但在相同制冷量情況，由于螺桿機(jī)部分負(fù)荷時(shí)能效要大大高于離心機(jī)組的部分負(fù)荷能效，所以螺桿機(jī)組的運(yùn)行費(fèi)用大大低于離心機(jī)組的運(yùn)行費(fèi)用。根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，螺桿機(jī)組較離心機(jī)組大約省15%～20%的運(yùn)行費(fèi)用。

通過以上對(duì)比，我們可以看出不同機(jī)型的主機(jī)，都具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)、適用范圍。設(shè)計(jì)中一定要結(jié)合各類主機(jī)特點(diǎn)，進(jìn)行合理配置主機(jī)機(jī)型、主機(jī)臺(tái)數(shù)以及單臺(tái)主機(jī)制冷量。一般工程以3～5臺(tái)冷水機(jī)組為宜，基本上是多臺(tái)同一冷量的冷水機(jī)組加一臺(tái)小冷量的冷水機(jī)組，例如“離心+螺桿”或者“大螺桿+小螺桿”，以滿足在不同的負(fù)荷段，開啟不同的機(jī)組，大大的提高機(jī)組運(yùn)行效率，節(jié)約運(yùn)行成本。冷水機(jī)組的臺(tái)數(shù)不宜過多，因?yàn)榕_(tái)數(shù)過多會(huì)相應(yīng)增大冷水機(jī)房的面積，且加大冷水機(jī)組的群控系統(tǒng)的復(fù)雜程度，增大工程運(yùn)營(yíng)成本。

參考文獻(xiàn)：

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[4]《簡(jiǎn)明空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 趙榮義主編