中央空调机组性能介绍与对比一、中央空调机组的分类1、 按制冷循环类别:蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷2、 按压缩机形式:活塞式(往复式)、螺杆式、离心式、涡旋式3、 按压缩机封闭形式:开启式、半封闭式、全封闭式4、 按利用能源形式:蒸汽型、热水型、直燃型(燃油型、燃气型5、 按冷凝器冷却方式:水冷式、风冷式6 按机型结构特点:压缩机多机头式、模块式制冷循环类别机组类别蒸八、、气压缩式活塞式开启式冷水机组水冷半封闭冷水机组风冷半封闭冷水机组风冷半封闭冷(热)水机组水冷全封闭冷水机组风冷全封闭冷(热)水机组船用冷水机组螺杆式水冷开启式(半封闭)冷水机组风冷式半封闭冷水机组风冷半封闭冷(热)水机组涡旋式水冷冷水机组风冷冷水机组模块化水冷冷水机组风冷冷水机组风冷冷(热)水机组离心式单级离心冷水机组双级离心冷水机组三级离心冷水机组吸收式蒸汽型单效、双效热水型直燃机燃油、燃气二、不同类型空调制冷机组的比较1、半封闭机组与全封闭机组( 1) 密封性:半封闭机组压缩机与电机利用法兰连接,制冷剂在运行中 容易 泄漏,运转一段时间后需要添加制冷剂;全封闭机组具有完全 封闭的机 壳,将压缩机与电机密封于机壳内,很好的避免了制冷剂 的泄漏。
2) 维修周期:半封闭式 28000 小时,全封闭 70000 小时;( 3) 油分离系统:半封闭式油分离器设置在排气端,单级分油,分油率 小于 99.5%,油流失于制冷系统,制冷效率下降;全封闭式 99.7%, 设在顶部排气端2、开启式机组与全封闭机组(1) 开启式机组采用外置式油分理器,由贮油器和分离设备组成,循环管 路比 较复杂2) 电机与螺杆连接方式:全封闭的电机轴与主转子是一个通轴,安装无 需对 中,不需要检修3) 能量调节:全封闭机组利用滑阀调节能量, 做垂直运动, 减少了磨损4) 开式检修和更换电机方便,检修式不需放出制冷剂,电机利用空气冷 却, 机组制冷量大, 体积大,噪声大 全封闭机组检查与维修不方便, 如有 故障,不能及时解决3、单机头机组与多机头机组(1) 单机头机组备用性差,启动电流大,受单台压缩机容量的限制,制冷 机组 的制冷量不能很大;(2) 多机头机组备用性好,根据负荷启动压缩机,对电网冲击小,节省能 量4、性能参数比较按性能系数高低排列:离心式、螺杆式、活塞式、吸收式5、低压与高压电机:采用高压电机,可省去变压器,低压配电柜,节省面积, 减少 对电网的冲击,可节省投资 30% 50%。
三、不同类型空调制冷机组的性能介绍1、活塞式冷水机组:活塞式冷水机组由活塞式压缩机、卧式壳管式冷凝器、热 力膨 胀阀和蒸发器组成系统装置比较简单,用材普通,加工容易,造价低, 技术成 熟缺点是单机容量比较小,制冷效率比较低,工作部件较多,维修 工作量比较 大转速不能太高,震动较大,单机容量不宜过大,单机部分负 荷调节性差2、离心式冷水机组:由离心式压缩机、壳管式冷凝器和蒸发器、辅助设备及自 动控 制和保护装置组成离心式压缩机一般转速高,排气流量大,因此单机 制冷量 大用于空调工况的冷水机组的蒸发温度大于 0C, 排气和吸气的压差小,即压缩比小按压缩机与电动机的连接方式可分为封闭式和开式开 式结 构检修方便,制造成本低,电机采用空气冷却,电机散热排入机房内, 且噪声偏高 按压缩机级数可分为单级、双级和三级压缩,所采用的制冷剂 有 R-123、R-134a 和 R-22 等对于转速一定的机组,当蒸发温度一定时,冷 凝温度越低,制冷量越 大,压缩机的输入功率也相应增大,但单位制冷量所消耗的功率有所减少,COP值 增大反之,当冷却水温度升高,即冷凝温度 升高时,机组的制冷量将减少当冷 凝温度一定时,蒸发温度升高或者说空 调供水温度提高,机组制冷量则增大,单位 制冷量所消耗的功率有所减少,COP值增大。
当制冷负荷很小时,将会产生“喘 振”现象如果离心式压缩 机流量过小时,则压缩机的压缩比增大,排气压力也 越高,当吸入流量小到 一定值时,由于轴向旋涡等因素的影响,造成流道内气流 很不均匀,气流产 生严重的脱离现象,导致压缩机排气压力下降,当降至冷凝器 的冷凝压力以 下时,制冷剂将倒流入压缩机,直到冷凝器中的冷凝压力降到小于 压缩机的 排气压力为止这时压缩机又开始向冷凝器排气,当冷凝器中压力恢复 到原 来值时,制冷剂又开始倒流,如此反复产生的周期性制冷剂气体脉动就是所 谓的离心式冷水机组的 “喘振” 现象喘振会增大机组运行时的振动和噪声, 严重时有可能损坏机器, 防止该现象的发生, 可采取以下措施: 热气流旁通, 多级压缩机和变转速运行等3、螺杆式冷水机组:螺杆式冷水机组由螺杆式压缩机、冷凝器、蒸发器、干燥 过滤 器、吸气过滤器、油分离器、油冷却器、油滤器和自动控制、自动保护装置组成具有以下特点:(1) 结构简单、紧凑,体积小、重量轻,运转部件少,运行周期长,维修 工作量 小2) 运行平稳安全可靠,操作方便,可以在较高的压缩比工况下运行3) 容积效率高,由于采用喷油冷却,压缩机排气温度较低,工作腔没有 余隙容 积。
4) 制冷量调节范围大,通过滑阀调节制冷负荷,可以进行从10%〜100% 范围 内的无级能量调节螺杆式压缩机为旋转式,4、吸收式:溴化锂吸收式冷水机组是利用水在高真空度状态低沸点蒸发吸收热 量而达到 制冷目的的制冷设备 溴化锂水溶液作为吸收剂吸收蒸发的水蒸汽, 从 而使制冷剂连 续运转, 形成制冷循环 一般可分为蒸汽型、 直燃型和热水型等类 型,直燃型包括燃 油和燃气两种使用寿命较短,耗气量大,热效率低,单效 0.6,双效 1.12,直燃式 1.6优点包括以下几点:( 1 ) 利用低品位能源, 运行费用低 耗电非常小, 其耗电设备仅有几台小型泵 和 直燃机的燃烧器,耗电量一般为蒸汽压缩式制冷机的 3%〜 4% 2 ) 不应用氟利昂类制冷剂, 制冷剂采用水, 溶液无毒,对臭氧层无破坏作用, 对 环境无影响,有利于环境保护 3 ) 加工简单、操作方便,制冷量调节范围大,可无级调节,运行平稳,无噪 声,无 振动 4 ) 夏季制冷,冬季可以制热,也可以同时供冷和供热,除了满足空调冷、热 源的要 求外, 还可以提供其它生活方面的供热, 一机多用, 节省了占地面 积和投 资 5 ) 不同类型的运行费用与使用的能源关系极大。
蒸汽型的蒸汽来源如果是燃 煤锅 炉或者是余热、废热时则制冷成本非常低,是一种价格低廉的冷源 但燃煤锅炉 受到环境保护法规的限制, 目前在城市中很少使用, 一般都采 用油或气体燃 料, 费用取决于燃料的市场价格 与蒸汽压缩式制冷机组比 较,一般体积较 大, 冷却水系统设备费和水泵电费比较高 从能源消耗量 而言,以一次能源比 较,离心式冷水机组的COP值达到1.5以上,直燃 机组的COP —般为1.3左四、空调设计手册关于中央空调机组的对比1、各种制冷机的优缺点比较、特占 项X点目X压缩式吸收式活塞式离心式螺杆式单效或双效动力来源以电能为动力以热能为动力蒸汽或热水 直燃式制冷剂R-22R-22R-22溴化锂主要优点1.在空调制冷范围内(一般压缩比为4左 右),其容积效率仍 比较咼2.系统装置较简单3. 用材为普通金属材 料,加工容易,造价 低4. 采用多机头、高速 多缸、短行程、大缸 径后容量有所增大5. 可采用模块化设 计,组合成多种容 量,调节性能好1 . COP值咼, 改善热交换器的 传热性能,增加 中间冷却器后, COP值可进步 提高2.叶轮转速 高,压缩机输气 量大,单机容量 大,结构紧凑, 重量轻,相同容 量下比活塞式轻 80%以上,占地 面积小。
3 .叶轮作旋转运 动,运转平稳, 振动小,噪声较 低制冷剂中不 混有润滑油,蒸 发器和冷凝器的 传热性能好4 .调节方便,在15% 〜100% 的 范围内较经济的 实现无级调节 当采用多级压缩 时,可提咼效率 10%〜20%和改 善低负荷时的喘 振现象1 .与活塞式相比,结构 简单,运动部件少,无 往复运动的惯性力,转 速高,运转平稳,振动 小中、小型密闭式机 组的噪声较低,机组重 量轻2、单机制冷量较大,由 于缸内无余隙容积和 吸、排气阀片,因此具 有较咼的容积效率单 级活塞式压缩比通常不 大于10,且容积 效率随 压缩比的增加急剧下 降,而螺杆式容积效率 高,压缩比可达20,且容 积效率的变化不大,COP值较咼3 .螺杆式易损件少,零 部件仅为活塞式的十分 之一,运行可靠,易于 维修4 .对湿冲程不敏感,允 许少量液滴入缸,无液 击危险5.调节方便,制冷量可 通过滑阀进行无级调节1 .加工简单、操作方便,制 冷量调节范围大,可实 现无 级调节2 .运动部件少,噪声低、振 动小溴化锂溶液无毒,对 臭氧层无破坏3 .热水式蒸汽式对能源要求 不高,可利用余热、废热及 其他低品位热能4 .直燃式吸收式制冷机由于 与锅炉结合为一体,减少了许多中间环节,热效 率提高。
与单效蒸汽热水式 比较,燃料消耗减少40%机组可直接供冷和供热一 次投资、占地面积以及运行 费用都较少安全性比锅炉 高, 没有锅炉要求严格直燃式在部 分负荷下运行时,相对应的 热效率不会下降其 调节 性能比电动式优越5.吸收式制冷的成本低,运 行费用少机房面积小,且 能安装在户外主要缺点1. 往复运动惯性力 大,转速不能太咼, 振动较大2. 单机容量不宜过 大,单机制冷量中量 指标较大3. 单机头机组不变转 速时,只能通过改变 工作气缸数来实现跳 跃式的分级调节,部 分负荷侠的调节特性 较差1 .由于转速咼, 对材料强度、加 工精度和制造质 量要求严格2 •当运行工况偏 离设计工况时效 率下降较快制 冷量随蒸发温度 降低而减少,减 少幅度比活塞式 快制冷量随转 速降低而急剧下 降3 •单级压缩机在 低负荷下,容易 发生喘振4 .小型离心式的 总效率低于活塞 式1 .单机容量比离心式 小,转速比离心式低 润滑油系统比较庞大和 复杂,蚝油量较大大 容量机组噪声比离心式 高2 .要求加工精度和装配 精度高3 •部分机组在部分负荷 下的调节性能较差,特 别是在60%以下负荷运 行时,性能系数急剧下 降1 •使用寿命比压缩式短,且 使用一段时间后,机组制冷 能力衰减比较快2 .耗汽量大,热效率低。
热力系数单效为 0.6左右、双效为1.2左右、直燃 式可达1.6左右3 .直燃式机组需建储油储汽 库,要经过消防验 收,且投 资较大使用范围1.单机容量v580Kw2•有电源1 .单机容量 >580Kw2 •有电源1.单机容量w 1160Kw2 •有电源1 .单机容量在1703490KW2 .有余热或废热利用的场合(用电极少)2、制冷机的经济性比较比较项目活塞式螺杆式离心式吸收式直接膨胀型冷水型设备费(小规模)ABADC设备费(大规模)ABADC运行费DDCBA容量调节性能DDBBA维护管理的难易CBABD安装面积ABBCD必要层高ABBBC运转时的重量。