淺談中央空調主機如何選型配置

本人從事中央空調設計多年，通過查閱各類資料、規范手冊和些許經驗，淺談一下：中央空調設計如何合理的配置空調主機臺數及單臺主機制冷量的問題。

《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》GB50736-2012第8.1.5條文：集中空調系統的冷水（熱泵）機組臺數及單機制冷量（制熱量）選擇，應能適應空調負荷全年變化規律，滿足季節及部分負荷要求。機組不宜少于兩臺；當小型工程進設一臺時，應選調節性能優良的機型，并能滿足建筑最低負荷的要求。

如何配置空調主機的臺數及單臺主機制冷量，首先應該了解各類主機的優缺點及適用范圍。以我們設計中最常用的螺桿式冷水機組和離心式冷水機組為例：

一、工作原理

離心機：離心機是依靠離心式壓縮機中高速旋轉的葉輪產生的離心力來提高制冷劑蒸氣壓力，以獲得對蒸氣的壓縮過程，然后經冷凝節流降壓，蒸發等過程來實現制冷，其組成部件主要有離心式壓縮機、蒸發器、冷凝器、節流機構、抽氣回收裝置、潤滑系統和電氣控制冷凝器、節流機構、抽氣回收裝置、潤滑系統和電氣控制柜等。

螺桿機：螺桿機屬于技術較為先進的一種機型。它是利用螺桿式壓縮機中兩個陰、陽轉子的相互嚙合，在機殼內回轉而完成吸氣、壓縮與排氣過程。其組成部件主要有螺桿式壓縮機、冷凝器、蒸發器、熱力膨脹閥以及其它控制元件等。

二、結構特點

單個離心式壓縮機的制冷量較大，可以從150---3000RT，所以一般離心式制冷機都只設計一個離心式壓縮機就可以滿足冷量的需要。

單個螺桿式壓縮機的制冷較離心機要小，一般從30RT----500RT，所以現在大制冷的螺桿式制冷機都采用多機頭方式，由微電腦統一控制、調節，并且每臺壓縮機都有一個單獨制冷系統。

在離心式壓縮機中，電動機通過一對增速齒輪進而帶動葉輪作高速旋轉；在螺桿式壓縮機中，電動機直接連同主轉子與副轉子相互嚙合旋轉。

由以上可以看出，螺桿式壓縮機結構更為簡單。

三、容量調節

一般來說離心機組的能量調節范圍為40%～100%，在低于40%負荷運行時，離心機組比較容易發生“喘振”現象，“喘振”嚴重時，可以使機組的整個核心部件——葉輪被損壞，使離心壓縮機報廢。目前很多離心機組廠家通過“補氣”手段是機組“喘振”臨界點達到“20%”或“10%”，而“補氣”是需要消耗大量能量的，使機組在50%以下能效比相對較低。而對于多機頭的螺桿機組來說，其能量調節范圍一般在7.5%～100%之間，而且可以連續能量調節。特別是民用場所和商用場所，比如賓館、商場、會議中心等，其空調負荷隨著季節變化和人流變化而變化較大，要求制冷機組有較寬的能量調節范圍。

四、維護維修

由于在相同制冷量下，離心機采用的是單壓縮機形式，而螺桿機為多壓縮機形式，且具有獨立制冷系統，這樣在維護、維修狀態下，螺桿機只需單個壓縮機關閉，其它照常工作，絕對可滿足大樓負荷需要；而對離心機進行維護、維修則整臺機器都得關閉，會極大的影響大樓工作需要，而且螺桿機結構簡單，零部件易損件少，維護費用也較低。

五、啟動電流

兩種機型耗電量較大，但由于相同制冷量下，螺桿機采用多臺壓縮機形式，可逐臺逐級啟動，所需起動電流較離心機要小得多，減小了對電網的沖擊。

六、冷媒問題

離心機現在采用的工質基本上是R-123和R-134a兩種。螺桿機大部分使用R-22，它們都是R-11、R-12的替代品，除非大規模泄漏并遇明火，R-22、R-134a都是無毒的，R-123具有毒性。但目前，由于螺桿機和離心機都具有較高技術水平，大規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。根據蒙特利爾公約，將在2040年全面禁止R-22、R-123，但就中國具體情況而言，R-22占據市場30年主導地位應不成問題，而且目前R-22的市場價格較R-134a要低許多。

七、運行費用

離心機和螺桿機的耗電量較大，但在相同制冷量情況，由于螺桿機部分負荷時能效要大大高于離心機組的部分負荷能效，所以螺桿機組的運行費用大大低于離心機組的運行費用。根據以往工程經驗，螺桿機組較離心機組大約省15%～20%的運行費用。

通過以上對比，我們可以看出不同機型的主機，都具有各自的優缺點、適用范圍。設計中一定要結合各類主機特點，進行合理配置主機機型、主機臺數以及單臺主機制冷量。一般工程以3～5臺冷水機組為宜，基本上是多臺同一冷量的冷水機組加一臺小冷量的冷水機組，例如“離心+螺桿”或者“大螺桿+小螺桿”，以滿足在不同的負荷段，開啟不同的機組，大大的提高機組運行效率，節約運行成本。冷水機組的臺數不宜過多，因為臺數過多會相應增大冷水機房的面積，且加大冷水機組的群控系統的復雜程度，增大工程運營成本。

參考文獻：

[1]《實用供熱空調設計手冊》第二版 陸耀慶主編

[2]《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》GB50736-2012

[3]《全國民用建筑工程設計技術措施/暖通空調·動力2009》

[4]《簡明空調設計手冊》 趙榮義主編