水冷螺桿與風冷模塊的比較

水冷螺桿VS風冷模塊—PHNIX風冷模塊三聯(lián)供市場前景剖析?PHNIX集團總工程師兼營銷總監(jiān)劉遠輝前言：我們國家每年新增建筑面積約為20億平方米，目前建筑總能耗已經占據了全社會能耗的46.7%以上。在當前形勢下，節(jié)能減排、發(fā)展低碳經濟，尤其是建筑節(jié)能已經刻不容緩。其中，空調和采暖耗能占到30?50%。而我國的建筑99%都是非節(jié)能建筑，浪費了大量的能源。寄希望于節(jié)能建筑能迅速大規(guī)模普及，至少目前來講，不切實際。對于中央空調的熱泵廠家來講，可以身體力行的是制造能效更高的設備，同時，引導終端客戶正確選用和使用合適設備，有時候，后者比前者更為關鍵。在商業(yè)建筑中，中小型建筑所占的比例遠遠超過大型項目的數量，在這里，中小型建筑我們定義為建筑面積為1000?20000/的商業(yè)建筑。典型的案例有樓盤會所、中小型星級賓館、中小型辦公場所、中小型洗浴中心、中小型健身中心等，這些中小型商用建筑的產權一般為私營業(yè)主所有，他們對初投資和運行費用非常敏感，同時，出于使用成本的考慮，這些建筑的機電設備維護的人員很少，所以，這些因素決定了中小型建筑采用的中央空調應盡可能簡單、可靠，同時免維護。下圖是2009年中國大陸區(qū)空調類型所占的比例，從圖中可以看出，數碼多聯(lián)、變頻多聯(lián)、單元機、風冷螺桿和模塊機組等風冷機型的比例加起來超過53.9%，這里還沒有計算小型的分體機和柜機在商業(yè)場所中的比例，由此可見，風冷機型在中小型商用建筑中占據絕對優(yōu)勢。

09年度主流產品市場占有率對比離心機組6.7%單元機11.6%其他57%末端WJ%水冷曝桿10.2%模塊機53%水地源熱泵5.1%變頻多族30,8%水環(huán)熱泵L2%風冷螺桿28%數碼多聯(lián)3.4%漠化鋰7.1%（注:上圖摘自國內相關媒體的2009年度報告）如果考慮到使用的舒適性和裝修檔次，末端采用水做載冷的空調形式無疑比直接蒸發(fā)式的多聯(lián)機要有優(yōu)勢，而且如果用多聯(lián)機的系統(tǒng)，室內裝修一旦發(fā)生變化，室內末端無法跟隨變化，這是比較大的局限。所以對于用于出租營業(yè)用的場所，應優(yōu)先考慮采用水系統(tǒng)末端。單元機11.6%其他57%末端WJ%水冷曝桿10.2%模塊機53%水地源熱泵5.1%變頻多族30,8%水環(huán)熱泵L2%風冷螺桿28%數碼多聯(lián)3.4%針對面積在1000?5000肝的面積，如果要采用水系統(tǒng)空調，無疑采用風冷模塊是最簡單的方式。本文主要針對5000?20000m的中小型商用建筑是采用水冷螺桿還是采用風冷模塊做出對比分析，同時介紹一種集制冷、制熱和制取熱水三種功能于一身的風冷模塊三聯(lián)供機組在中小型商用建筑中的應用。為了方便比較，這里，以一個建筑面積為10000平方米的商用建筑為例，假設其制冷負荷為1500kW，制熱負荷為1000kW。下表是兩個方案的基本參數、初投資、運行費用、運行可靠性的對比

比較項目風冷模塊空調系統(tǒng)水冷螺杯空調系緯1印CiwCW&季節(jié)舛■月）取相同的制冷和制船量對比分椅B季節(jié)2個月）系統(tǒng)組成航冷模塊機組十冷凍水水冷螺桿機組十冷卻水塔十冷卻泉十冷的是十燃氣鍋爐系統(tǒng)總功孳至純能效比在NM左右.制冷總功率「系統(tǒng)能效比在土。左右，制冷總功率！網蛛曹工程設備遙偷1即方兄根嘏以往所做工程經驗估主機房無需王訊房，無冷卻水兼統(tǒng)需要個近迎璀的機度大概價值5。萬元機房一般在地下室，節(jié)約面枳可作車庫等商業(yè)用途電力設各費53踏*3。疏/k悵煙3萬元469kWX30OSA^15,3萬元技360元/k陽計算臺計___—眼_3使本van徽電格智能化控制，S需專人管理，需專業(yè)技術人員智攫2萬，人W人=4萬元送檸費88萬元清湍費。萬元2萬元艱崢魏悴是開式系統(tǒng)「其清洗費株房。的萬元94萬元歸行可靠性運行知護至iWJl的零部件為市場上常網部件，堆作費用相比敏低.推偃比較方便.一臺機組堀了，不散響整個瘁統(tǒng)送轉型調主機的堵構敦為復雜，維傕費用相魅牧高.一色主機拓了,影響整個菜統(tǒng)的送轉使用卷命物年左右1峰在石使用壽?命長短蔓看平時堆護粕好壞調試追誡簡單方便，一次到位調試復雜，調試時間較峪結論i,鳳冷模塊空謂系統(tǒng)與水冷疆桿空調系統(tǒng)的前攪賽相當。2.鳳冷模塊由于較少M維護成本，每年可節(jié)約T萬兀費用，項年可節(jié)約105萬兀口結論:在1000^2^0g芝建筑面枳俯空調，選翔尺冷模塊具有轅大響箕勢表1:風冷模塊空調系統(tǒng)與水冷螺桿空調系統(tǒng)對比分析表在實際工程案例中，開放式的水冷螺桿系統(tǒng)的冷卻水含有大量可溶于水的碳酸氫鈣和碳酸氫鎂。在熱交換過程中，冷凝管中的冷卻水吸熱導致水溫上升，水中物質產生化學反應，生成不溶于水的碳酸鈣和碳酸鎂。這些物質不斷沉淀出來，就在冷凝器管壁上形成堅硬的水垢。同時，中央空調系統(tǒng)的冷卻塔暴露于空氣中，微生物和塵埃會落入水中。在中央空調的循環(huán)水系統(tǒng)中，水的溫度和pH值的范圍恰好適宜多種微生物的生長。微生物和塵埃會在冷凝管中不斷沉淀形成微生物膜和沉積物。微生物膜和沉積物合稱為污垢。水冷式中央空調系統(tǒng)在使用過程中，一般開機200小時左右冷凝器管道中水垢和污垢就會不斷形成和積累。

冷凝器管壁上不斷形成的水垢污垢縮小了水管的截面積，減少了冷凝管中的水流量，影響了冷卻效果。而水垢和微生物膜形成的隔熱層對正常的熱交換產生阻礙作用，兩者相互作用使制冷系數C.O.P值下降（表3），從而導致主機負荷功率加大。制冷機組的壓縮機不得不加大運轉功率，以補償由于冷凝管中水垢和污垢造成的熱交換損失。由于加大功率，空調系統(tǒng)損耗了更多的電能。制陣素敦匚Q.T'W鈾月俳Z3<S6圖為污垢對制冷系數制陣素敦匚Q.T'W鈾月俳Z3<S6為了減少熱交換損失節(jié)約電能并減少微生物膜對管壁的腐蝕，至今為止人們一般采取定期進行化學清洗的方法來去除管壁上的水垢和污垢，但是由于技術原理上的限制一直不能根本解決問題。由于化學藥劑的成本以及清洗人工的費用等原因，化學清洗不可能每天進行，大多數情況下每年清洗1?2次。而中央空調系統(tǒng)一般開機200小時左右冷凝器管道中水垢和污垢就會不斷形成和積累，熱交換效率開始降低，電能浪費開始產生同時，化學清洗方法使用的化學藥品本身對管壁會產生腐蝕作用，也會縮短空調系統(tǒng)的使用壽命。而每次化學清洗產生幾百噸化學污水的排放更是直接破壞了自然環(huán)境，并不斷對居民生活的安全造成威脅。除了化學清洗方法之外，還有通過電磁手段減少水中污垢的產生等相關的技術，但是從科學原理到具體實踐的無數事例都證明了這些方法有一定的作用，但是也跟化學清洗方法一樣都無法從根本上解決冷凝器管壁上水垢和污垢的形成和清除問題所以我們可以得到初步的結論：只要建筑物的頂樓空間允許，采用風冷模塊方案比水冷模塊有較大的優(yōu)勢?？照{形式制冷平均制熱平均負荷每天T作時間缶面積Hl：融令夭數制熱天敖綜穹能鼓Rd故1_關贊氣費/元/牖制冷運行費用司元制熱運行費用，方元合計年運行費/萬元麒冷投塊6D1210000150902,81642387秘冷模塊帶嗅湛1006日12WOODJS0901511970水冷蝶it——100601210000150903.13,56028.488下表為運行費用計算表普通風冷模塊機組在制冷的同時，還向環(huán)境中釋放大量的冷凝熱，這部分熱量加劇了城市熱島效應，增加了機組能耗。另外，比如說賓館，健身中心等艮多應用場合，生活熱水是一年四季都是需要的，在傳統(tǒng)的解決方案中，空調和熱水設備是兩套完全獨立的兩套系統(tǒng)，井水不犯河水。有沒有可能把排放到空氣中的熱量回收到水中，來產生生活熱水呢？PHNIX（芬尼克茲）給出了肯定的回答。目前已成功開發(fā)出系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的風冷模塊三聯(lián)供產品，該產品具有制冷，制熱，制冷+熱水，熱水四種獨立運行模式，PHNIX三聯(lián)供模塊機組實現(xiàn)了制冷狀態(tài)下的全熱回收，并且在過渡季節(jié)，既不開制冷也不開制熱時，該機組可以獨立運行熱水模式，制取生活熱水，這是PHNIX三聯(lián)供機組和普通模塊機組的最大區(qū)別。這樣，原來的系統(tǒng)采用風冷模塊+燃氣鍋爐熱水設備，現(xiàn)在只要用風冷模塊機組+部分風冷模塊三聯(lián)供就可以了，新的方案最大的好處是不僅實現(xiàn)了制冷狀態(tài)下的熱回收，而且降低了初投資成本。還是以前面的案例為例，下表是兩種方案的對比：表2：風冷模塊+燃氣鍋爐與風冷模塊+風冷模塊三聯(lián)供系統(tǒng)對比分析表

比較項目風拎喉模塊機狙+燃氣鍋爐風冷收模塊機粗，部分三聯(lián)供模塊備注基本參數初投資總冷量1500kV（制冷季節(jié)S個月）取相同的制總熱量lOOOkV〈制熱季節(jié)2個月｝燦k需求W噸/天（全年）系統(tǒng)組成23臺弱虹航冷收模塊機緝H臺30T燃氣鍋爐*3。噸保溫水箱20臺弱k■風冷收模塊機組+3臺三聯(lián)供模塊+30噸保溫水精冷、制雄量和制磁水量時比分析勺系統(tǒng)總功率工程設備造價系統(tǒng)能效比在Z8左右.制冷總功率二安洶180+1伊1迎萬元系統(tǒng)能效比在右.制冷總功率；536k^180+7,"5=196.S萬元根據以往所!虹：仰"估價電力設備員536kTX360元/kW=lB.3萬元S36M又36。元兀?=19?3萬元按3的元/kMh計算合計195+19.3=214.3JJ7C196.5+19.3^215.8空調運行員而萬兀87萬元洋wn'R：世熱水運行費360*30*40*1.1&￡*860/9600/0.6*3=15-2萬元21030*401.133/2,8=10M萬元全年有5個月熱水免費，其他月1'汗均齡加B舍計87+15.2=102.2萬元37+10.5=97,5石元運行可靠性逐行^護燃氣鍋爐需專人^護使用壽命空調1S年，燃氣鍋爐5T年空調中地水1字年左右使用壽命長位要看平時維護的好壞可靠性簡單可靠簡單郵靠結論1,風冷模塊十風冷模塊三聯(lián)供與旦冷』虞塊十燃，鍋爐系我的初投資相者.!2、每年可節(jié)約5萬兀費用，藍年可節(jié)約7S萬兀"!結說：在1000?禎。。0.2建筑面鑰的空調，可選用風冷模塊三聯(lián)供系統(tǒng)*普通模塊機組，而且制冷季節(jié)越長，節(jié)能效果越明顯。從上面的比較結果看來，針對中國南方地區(qū)，采用三聯(lián)供機+模塊機組的方案來解決空調和熱水的需求具有明顯的節(jié)能效果，但為什么市場上三聯(lián)供機組沒有得到普遍應用呢？主要原因是沒有解決系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的問題，PHNIX三聯(lián)供模塊機組巧妙地采用雙四通閥換向裝置，相比傳統(tǒng)的熱回收機組和三聯(lián)供產品，流程短，效率高，很好地解決了穩(wěn)定性和可靠性的問題。下面是PHNIX三聯(lián)供和普通三聯(lián)供產品的系統(tǒng)對比：芬尼克茲三聯(lián)供系統(tǒng)圖及工作流程分析：四通冏1廠.壓縮機在制冷、制熱、制冷+熱水及熱水模式下，系統(tǒng)通過雙四通閥的巧妙換向，制冷劑只流經其中三個換熱器的兩個，另外一個換熱器是被旁路的，所以，系統(tǒng)的阻力小，回油好，效率高，排氣溫度低。很好地解決了穩(wěn)定性和可靠性的問題。比如：制冷模式下，制冷劑流動的方向如下：壓縮機排氣-＞四通閥1-＞四通閥2-＞室外翅片換熱器-＞節(jié)流閥B-＞空調側換熱器-＞四通閥2-＞壓縮機回氣，其中熱水側換熱器是制冷劑完全沒有流經，是被旁通的）

室棚翹碧普通三聯(lián)供系統(tǒng)圖及工作流程分析在制冷、制熱、制冷+熱水及熱水模式下，制冷劑都流經其中三個換熱器，所以，系統(tǒng)的阻力大，回油差，效率低，排氣溫度不容易受控制。無法地解決了穩(wěn)定性和可靠性的問題。室棚翹碧比如，在制冷模式下，制冷劑流動的方向如下：壓縮機排氣->熱回收換熱器（不工作）->四通閥->室外翅片換熱器->節(jié)流閥->空調側換熱器->四通閥->壓縮機回氣，當切換到制冷+熱水模式時，制冷劑流動的方向如下：壓縮機排氣->熱回收換熱器->四通閥->室外翅片換熱器（不工作）->節(jié)流閥->空調側換熱器->四通閥->壓縮機回氣，這時，問題發(fā)生了，已經通過熱回收換熱器冷凝的制冷劑已經變成高溫高壓的液體，這些液體流經室外翅片換熱器時，室外翅片換熱器變成了一個容積很大的高壓儲液罐，大量的液態(tài)制冷劑會滯留在該換熱器中，使參與循環(huán)的制冷劑大量減少，其導致的直接后果就是排氣壓力降低，制冷量下降，排氣溫度升高甚至停機保護。雖然可以增加制冷劑的充注量來緩解此現(xiàn)象的發(fā)生幾率，但制冷劑的增加又會導致系統(tǒng)制冷時系統(tǒng)高壓過高，出現(xiàn)壓力保護停機現(xiàn)象。所以說傳統(tǒng)的系統(tǒng)只能應用于部分熱回收（熱回收量控制在制冷量的20-30%左右為佳），無I應用在全熱回收上。PHNIX三聯(lián)供機組和模塊機組一樣，可以增加噴淋系統(tǒng)，該噴林系統(tǒng)是PHNIX的實用新型專利（專利號：ZL200720058515.2）。如^圖所示：其原理非常簡單，而且效果非常明顯，就是在原來風冷的基礎上，增加一套自來水噴淋霧化系統(tǒng)，將自來水通過噴嘴霧化后噴灑到冷凝器上，通過冷凝排風，一部分水蒸發(fā)帶走大量的熱量，一部分水溫升高，也帶走部分熱量。實際測試表明，噴淋系統(tǒng)啟動時，其冷凝溫度可降低10°C，能效比提高25%，系統(tǒng)能效比由2.8提高為3.5,其每小時平均耗水0.4噸折合人民幣1.6元（按4元/噸），制冷能效比提高25%,每小時節(jié)約4.4度電，折合人民幣4.4元（按1元度），所以噴淋