中央空調(diào)及空氣源熱泵的原理、安裝及運行費用的對比分析

1、一、中央空調(diào)中央空調(diào)是由一臺主機通過風道過風或冷熱水管接多個末端的方式來控制不同的 房間以達到室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)目的的空調(diào)。采用風管送風方式，用一臺主機即可控制多個不同房間并且可引入新風，有效改善室內(nèi) 空氣的質(zhì)量，預防空調(diào)病的發(fā)生二、中央空調(diào)的分類1、全空氣系統(tǒng)2、空氣水系統(tǒng)習慣上稱為風機盤管加獨立新風系統(tǒng)3、全水系統(tǒng)三、中央空調(diào)系統(tǒng)的末端設(shè)備中央空調(diào)系統(tǒng)的末端設(shè)備主要是新風機組、風機盤管、水流控制閥（常稱二通閥）和溫控開關(guān)。新風機組一般用于公共場所。由于這些地方人員較多，要用室外的新鮮空氣通過機組制冷（制熱）后送入室內(nèi)。在住宅和客房通常是用風機盤管，它是室內(nèi)空氣的循環(huán)通過熱交換器達到供冷或供熱。水

2、流控制閥是控制通過新風機組或風機盤管的水量也就是控制冷量（熱量）來實現(xiàn)控制溫度。溫控開關(guān)是電控制開關(guān)、控制風機的轉(zhuǎn)速和水流控制閥的啟閉程度，也就是控制通過熱交換器的空氣量和介質(zhì)水的流量，因為通過熱交換器的空氣量越大所帶走的冷量（熱量）也越大四、中央空調(diào)系統(tǒng)1.安裝內(nèi)容2、中央空調(diào)系統(tǒng)的分類 1、中央空調(diào)系統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計1、水冷冷水機組空調(diào)系統(tǒng)2、風冷冷水機組空調(diào)系統(tǒng)水冷冷水機組空調(diào)系統(tǒng)的主要設(shè)備有：螺桿機組、冷卻塔、冷凍水泵、冷卻水泵、補水泵、電子水處理儀或全自動軟化水處理裝置、水過濾器、膨脹水箱、末端裝置（空氣處理機組、風機盤管等）水冷冷水機空調(diào)系統(tǒng)一、制冷主機的選擇1、根據(jù)建筑的空調(diào)面

3、積和房間功能進行空調(diào)冷負荷計算2、統(tǒng)計建筑空調(diào)總冷負荷3、大部分建筑需要考慮房間的同時使用率，一般建筑的同時使用率為70-80%，特殊情況需根據(jù)建筑功能和使用情況確定。4、制冷機冷負荷為建筑空調(diào)總冷負荷與同時使用率的乘積。根據(jù)計算的制冷機冷負荷即可選擇制冷主機。二、水泵的選擇1、水泵的主要形式臥式離心泵和立式離心泵2、水泵型號含義 如 SLS 200-250其中SLS指SLS單級單吸立式離心泵200指泵進出口公稱直徑250指葉輪名義直徑3、水泵選擇的步驟第一步：水泵流量的確定1、冷卻水流量：一般按照產(chǎn)品樣本提供數(shù)值選取，或按照如下公司進行計算，公式中的Q為制冷機制冷量L(立方/h)=【Q(KW

4、)/（4.5-5）*1.163】*（1.15-1.2）2、冷凍水流量：在沒有考慮同時使用率的情況下選定的機組，可根據(jù)產(chǎn)品提供的數(shù)值選用或根據(jù)如下公司進行計算。如果考慮了同時使用率，建議用如下公式進行計算。公式中的Q為建筑沒有考慮同時使用率情況下的總冷負荷。L(m3/h)=Q(kW)/（4.55）x1.163第二步：水系統(tǒng)水管管徑的計算在空調(diào)系統(tǒng)中所有水管管徑一般按照下述公式進行計算D(m)=L(m3/h)/0.785x3600xV(m/s) 的開方公式中：L.所求管段的水流量（第一步已計算出）V.所求管段允許的水流速流速的確定：一般，當管徑在DN100到DN250之間時，流速推薦值為1.5m/

5、s左右,當管徑小于DN100時,推薦流速應(yīng)小于1.0m/s,管徑大于DN250時，流速可再加大。進行計算是應(yīng)該注意管徑和推薦流速的對應(yīng)。目前管徑的尺寸規(guī)格有： DN15、DN20、DN25、DN32、DN40、DN50、DN70、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500、DN600注意：一般，選擇水泵時，水泵的進出口管徑應(yīng)比水泵所在管段的管徑小一個型號。例如：水泵所在管段的管徑為DN125,那么所選水泵的進出口管徑應(yīng)為DN100。第三步：水泵揚程的確定以水冷螺桿機組為例：冷凍水泵揚程的組成1.制冷機組蒸發(fā)器

6、水阻力：一般為57mH2O；（具體值可參看產(chǎn)品樣本）2.末端設(shè)備（空氣處理機組、風機盤管等）表冷器或蒸發(fā)器水阻力：一般為57mH2O； （據(jù)體值可參看產(chǎn)品樣本）3.回水過濾器阻力，一般為35mH2O；4.分水器、集水器水阻力：一般一個為3mH2O；5.制冷系統(tǒng)水管路沿程阻力和局部阻力損失：一般為710mH2O；綜上所述，冷凍水泵揚程為2635mH2O，一般為3236mH2O。注意：揚程的計算要根據(jù)制冷系統(tǒng)的具體情況而定，不可照搬經(jīng)驗值！冷卻水泵揚程的組成1.制冷機組冷凝器水阻力：一般為57mH2O；（具體值可參看產(chǎn)品樣本）2.冷卻塔噴頭噴水壓力：一般為23mH2O3.冷卻塔（開式冷卻塔）接水盤

7、到噴嘴的高差：一般為23mH2O4.回水過濾器阻力，一般為35mH2O；5.制冷系統(tǒng)水管路沿程阻力和局部阻力損失：一般為58mH2O；綜上所述，冷凍水泵揚程為1726mH2O，一般為2125mH2O。補水水泵揚程的計算：補水水泵揚程為系統(tǒng)最高點距補水泵接管處的垂直距離和補水管路的沿程阻力損失和局部阻力損失。沿程阻力損失和局部阻力損失一般為35mH2O。舉例：如果計算出系統(tǒng)水流量為160m3/h, 則水系統(tǒng)管徑計算為DN200，所以水泵管徑選DN150，揚程選為32mH2O，校核水泵 參數(shù)表中流量和揚程部分，選?。篠LS150-315型號的水泵。5、水泵并聯(lián)運行情況水泵臺數(shù) 流量流量的增加值與單

8、臺泵運行比較流量的減少1 100 /2 190 90 5%3 251 61 16%4 284 33 29%5 300 16 40%由上表可見：水泵并聯(lián)運行時，流量有所衰減；當并聯(lián)臺數(shù)超過3臺時，衰減尤為厲害。故強烈建議：1.選用多臺水泵時，要考慮流量的衰減，留有余量。2.空調(diào)系統(tǒng)中水泵并聯(lián)不宜超過3臺，即進行制冷主機選擇時也不宜超過三臺。一般，冷凍水泵和冷卻水水泵的臺數(shù)應(yīng)和制冷主機一一對應(yīng)，并考慮一臺備用。補水泵一般按照一用一備的原則選取。三、冷卻塔的選擇1、冷卻塔的主要形式圓形逆流冷卻塔、方形橫流冷卻塔。當然冷卻塔的分類形式還有很多種，在這里就不一一列舉了。3、冷卻塔設(shè)計選型1、冷卻塔臺數(shù)與

9、制冷主機的數(shù)量一一對應(yīng)，可以不考慮備用；2、冷卻塔的水流量 = 冷卻水系統(tǒng)水量1.2；舉例：假設(shè)空調(diào)系統(tǒng)冷卻水量為160m3/h，那么冷卻塔的冷卻水量=160 1.2=192 m3/h，根據(jù)就近原則，選擇冷卻塔參數(shù)表中冷卻水量為200m3/h 的冷卻塔。四、電子水處理儀、水過濾器的選擇1、產(chǎn)品主要形式電子水處理儀、“Y”形過濾器2、電子水處理儀和過濾器的選擇空調(diào)水系統(tǒng)中使用到的電子水處理儀和水過濾器一般都按照設(shè)備所在管段的管徑進行選擇。冷卻水系統(tǒng)屬開式系統(tǒng)，必須使用電子水處理儀；冷凍水系統(tǒng)屬閉式系統(tǒng)，要求不是那么嚴格，可以在冷凍水系統(tǒng)管路中或膨脹水箱進水管路中安裝電子水處理儀。五、全自動軟化水

10、裝置的選擇當工程所在地水質(zhì)較硬或是系統(tǒng)較大的時候，系統(tǒng)的循環(huán)水和補水最好是軟化水，該空調(diào)系統(tǒng)必須配置水軟化裝置，一般選用全自動軟化水裝置；全自動軟化水裝置的選用一般按照系統(tǒng)補水量進行選擇。補水裝置可以根據(jù)實際情況來選（裝置小，系統(tǒng)補水時間長；裝置大，系統(tǒng)補水時間短）。六、膨脹水箱的選擇膨脹水箱一般按照冷凍水系統(tǒng)管路總水容量的23%選擇一般，一萬平方米左右建筑空調(diào)水系統(tǒng)膨脹水箱的容積為24立方。六、末端設(shè)備的選擇1、風機盤管的選擇風機盤管有兩個主要參數(shù)：制冷（熱）量和送風量，故有風機盤管的選擇有如下兩種方法：（1）根據(jù)房間循環(huán)風量選：房間面積、層高（吊頂后）和房間換氣次數(shù)三者的乘積即為房間的循環(huán)

11、風量。利用循環(huán)風量對應(yīng)風機盤管高速風量，即可確定風機盤管型號。（2）根據(jù)房間所需的冷負荷選擇：根據(jù)單位面積負荷和房間面積，可得到房間所需的冷負荷值。利用房間冷負荷對應(yīng)風機盤管的高速風量時的制冷量即可確定風機盤管型號。確定型號以后，還需確定風機盤管的安裝方式（明裝或安裝），送回風方式（底送底回，側(cè)送底回等）以及水管連接位置（左或右）等條件。對于一般的住宅和辦公建筑，房間面積在20m2以下，可選用FP-3.5,25m2左右的選用FP-5.0，30m2左右的選用FP-6.3,35m2左右的選用FP-7.1。房間面積較大時應(yīng)考慮使用多個風機盤管，房間單位面積負荷較大，對噪音要求不高時可考慮使用風量和制

12、冷量較大的風機盤管。2、空氣處理機的選擇空氣處理機組主要用于處理室內(nèi)空氣和供新風，一般有空調(diào)工況和新風工況兩種工作狀態(tài)?？諝馓幚頇C組的選擇一般由三個主要參數(shù)決定：風量、表冷器排管數(shù)和機外余壓。先根據(jù)系統(tǒng)需要的風量確定空氣處理機組的型號，然后根據(jù)需要提供的冷量來決定其排管數(shù)，如此便可確定。根據(jù)系統(tǒng)需要的余壓要求確定余壓?？諝馓幚頇C組一般有吊頂式和落地式兩種。落地式包括立式和臥式兩種。另外機組的送回風方式也有多不同。徐根據(jù)建筑情況和建筑業(yè)主要求進行最終的確定。注意：空調(diào)工況的制冷（熱）量比新風工況時要小。3、組合式空調(diào)機組的選擇（略）七、工程概算1.設(shè)備費（除膨脹水箱、軟化水箱、閥門管道和管件以外

13、，全部為設(shè)備費，設(shè)備費的準確度應(yīng)比合同最終簽訂價高8%10%左右）。2.設(shè)備運雜費（運輸、包裝費等）一般取設(shè)備費的1%2%（根據(jù)設(shè)備的產(chǎn)地和使用地的距離來確定）。3.設(shè)備安裝費：一般取設(shè)備的5%8%，（除散件設(shè)備，如：冷卻塔的安裝費：取冷卻塔設(shè)備費的10%15%）。4.設(shè)備運行調(diào)試費：一般取設(shè)備費的0.5%1%。5.管道制作、安裝、保溫等費用，一般為設(shè)備費的20%40%。（根據(jù)系統(tǒng)的復雜程度來確定）。6.電氣費、土建費用（應(yīng)另行計算）。7.工程設(shè)計費，取以上所有費用合計的2.5%3%。8.工程的其他費用（包括各種稅費、工程臨時設(shè)施費、冬雨季施工費、利潤等），一般取以上所有費用合計的5%8%。上

14、述所有費用之和即工程總造價。一般，使用水冷冷水機組，末端為風機盤管沒有新風的情況下，建筑空調(diào)造價為200元/m2左右，末端為風機盤管加新風的為250元/m2左右。使用風冷冷水機組，末端為風機盤管沒有新風的情況下，建筑空調(diào)造價為300元/m2左右，末端為風機盤管加新風的為350元/m2左右。風冷冷水機空調(diào)系統(tǒng)主要設(shè)備有：（1）風冷冷水機組（2）冷凍水泵（3）補水泵（4）電子水處理儀或全自動軟化水處理裝置（5）水過濾器（6）膨脹水箱（7）末端裝置（空氣處理機組、風機盤管等）所有設(shè)備的選型方法和原則與水冷冷水機組空調(diào)系統(tǒng)一樣！五、中央空調(diào)系統(tǒng)運行費用 一、 亙元大廈中央空調(diào)工程方案簡介亙元大廈為綜合

15、辦公樓，框架結(jié)構(gòu)，地下一層，地上十四層，建筑面積為36887,總高度為H=50.8m，屬于一類高層建筑。該工程空調(diào)系統(tǒng)為風機盤管加新風的形式，冷源由兩臺螺桿式水冷機組提供，冬季采暖采用風機盤管+地板敷設(shè)采暖方式，熱源為燃氣鍋爐+板換機組。中央空調(diào)系統(tǒng)主要設(shè)備參數(shù)見下表：1、末端設(shè)備序號設(shè)備名稱型號規(guī)格單位數(shù)量備注1吊頂式新風機組（新風工況）TF3D型 L=3000m3/h Q冷=41.6kw Q熱=43.32kw N=0.55kw H=450Pa n=6排管 出口噪音58dB(A)臺8K12臥式新風機組 （新風工況）TF4DW型 L=4000m3/h Q冷=52.60kw Q熱=58.05kw

16、 N=1.1kw H=450Pa n=6排管 出口噪音58dB(A)臺10K23吊頂式新風機組 （新風工況）TF5D型 L=5000m3/h Q冷=61.2kw Q熱=72.8kw N=1.1kw H=450Pa n=6排管 出口噪音58dB(A)臺3K34吊頂式新風機組 （新風工況）TF6D型 L=6000m3/h Q冷=80.6kw Q熱=93.1kw N=1.5kw H=450Pa n=6排管 出口噪音58dB(A)臺2K45臥式新風機組 （新風工況）TF06W型 L=6000m3/h Q冷=80.6kw Q熱=93.1kw N=1.5kw H=450Pa n=6排管 出口噪音58dB(

17、A)臺2K56臥式風機盤管FP-34WAX型 L=340m3/h Q冷=2.05kw Q熱=3.48kw N=40W H=30Pa 出口噪音40dB(A) 后回風箱臺3537臥式風機盤管FP-51WAX型 L=450m3/h Q冷=2.82kw Q熱=4.7kw N=54W H=30Pa 出口噪音42dB(A) 后回風箱臺5748臥式風機盤管FP-68WAX型 L=600m3/h Q冷=3.74kw Q熱=6.26kw N=72W H=30Pa 出口噪音44dB(A) 后回風箱臺809臥式風機盤管FP-85WAX型 L=730m3/h Q冷=4.5kw Q熱=7.5kw N=92W H=30P

18、a 出口噪音46dB(A) 后回風箱臺652、制冷機房（含鍋爐房/水泵間）設(shè)備序號設(shè)備名稱型號規(guī)格單位數(shù)量備注1雙螺桿半封閉冷水機組30HXC400A；制冷量1392KW；輸入功率279KW。臺2開利2燃氣鍋爐GE-615-1020型；額定熱功率=1.02 MW；N=2.2KW；G=4.6t；耗氣量130m3/h臺2泰州安信3燃氣鍋爐CWNS-0.7型；額定熱功率=0.70 MW；N=1.5KW；G=3.7t；耗氣量82.4m3/h臺1廣州迪森4熱水循環(huán)泵KQW80/150-7.5/2型；流量=46.7m/h；揚程=28m；N=7.5KW臺43用1備6冷凍水循環(huán)泵KQW200/320-37/4

19、(z)；流量=171-294m3/h； 揚程=34.9-25m；N=37KW臺32用1備8冷卻水循環(huán)泵KQW200/300-37/4(z)；流量=196-336m3/h； 揚程=31.5-23m；N=37KW臺32用1備10冷卻塔KSD-LN-200-C2型；流量=312t/h； N=5.5KW2臺211定壓補水裝置KQG-SPGLZ-1275型自動給水裝置； 水泵L=918m3/h；H=6080m；N=7.5KW臺1電機1用1備12軟化水裝置YH-2750A型全自動軟水器，產(chǎn)水量15t/h臺113除污器G型射頻水處理器DN300；承壓1.2Mp；N=300W臺114電子水處理儀KGD-350

20、A過濾型電子除垢儀；流量=930T/h； 承壓P=1.0MPa；N=130W臺1二、 運行參數(shù)、條件1、天然氣燃氣價格：1.4元/NM32、電費：0.73元/KW3、制冷期：90天/年4、采暖期：150天/年三、 中央空調(diào)年運行費用（萬元） 設(shè)備分類季 節(jié)中央空調(diào)機房設(shè)備中央空調(diào)末端設(shè)備分項內(nèi)容費用(萬元)分項內(nèi)容費用(萬元)制冷季節(jié)制冷耗電26.91風機盤管耗電1.952.94空調(diào)機組耗電0.99采暖季節(jié)制熱耗電11.069.4風機盤管耗電6.679.14制熱耗燃氣58.4空調(diào)機組耗電2.47年運行費用小計96.31年運行小計12.08年運行費用合計108.39 萬元中央空調(diào)機房設(shè)備制冷電耗

21、26.91萬元，368600kw，9.99kw/，0.11kw/天說明：以上表格詳細計算見后附計算說明。附：運行費用計算說明：一、制冷機房（鍋爐房）設(shè)備運行費用1、由于空調(diào)負荷的變化是隨外界環(huán)境溫度而變化，具有很大隨機性。 A、機組在一個制冷期90天內(nèi)運行的負荷分布為：100%負荷：占17%制冷期，相當于制冷期的15天；75%負荷：占39%制冷期，相當于制冷期的35天；50%負荷：占33%制冷期，相當于制冷期的30天；25%負荷：占11%制冷期，相當于制冷期的10天；B、機組在一個制熱期150天內(nèi)運行的負荷分布為：100%負荷：占17%制熱期，相當于制熱期的25天；75%負荷：占39%制熱期，

22、相當于制熱期的58天；50%負荷：占33%制熱期，相當于制熱期的50天；25%負荷：占11%制熱期，相當于制熱期的17天；C、每日運行時間折合滿負荷運行時間：根據(jù)大廈使用情況，制冷季節(jié)螺桿機為8小時/天。（實際運行為上午9點至下午5點，再加上4小時的夜間運行）。采暖季節(jié)燃氣鍋爐為12小時/天。（實際運行為早晨5點至下午5點，再加上6小時夜間運行）2、一臺螺桿式制冷機實際制冷負荷工況能耗100%制冷量75%制冷量50%制冷量25%制冷量耗電量（）100806550耗電量（KW/h）279223.2181.35139.534、一臺燃氣鍋爐實際制熱負荷工況能耗100%制熱量75%制熱量50%制熱量2

23、5%制熱量備注燃氣耗量（）100755025燃氣耗量（NM3/h）13097.56532.5泰州安信燃氣耗量（NM3/h）82.461.841.220.6廣州迪森4、制冷運行費用計算：A、電費：a、兩臺主機每年制冷運行耗電（50以下負荷開一臺主機）：（279kw15天223.2kw35天）2279kw30天+181.35kw10天 8小時/天0.73元/kwh10000= 19.96 萬元/年b、兩臺冷卻塔每年制冷運行耗電（50以下負荷開一臺冷卻塔）：（211kw50天+11kw40天）0.73元/kwh8小時/天10000= 0.9萬元/年c、兩臺循環(huán)水泵和兩臺冷卻水泵每年制冷運行耗電（50

24、以下負荷各開一臺泵）（437kw50天237kw40天）0.73元/kwh8小時/天10000= 6.05 萬元/年B、制冷期運行合計：26.91萬元/年4、制冷運行費用計算：A、電費：a、兩臺主機每年制冷運行耗電（50以下負荷開一臺主機）：（279kw15天223.2kw35天）2279kw30天+181.35kw10天 8小時/天0.73元/kwh10000= 19.96 萬元/年b、兩臺冷卻塔每年制冷運行耗電（50以下負荷開一臺冷卻塔）：（211kw50天+11kw40天）0.73元/kwh8小時/天10000= 0.9萬元/年c、兩臺循環(huán)水泵和兩臺冷卻水泵每年制冷運行耗電（50以下負荷

25、各開一臺泵）（437kw50天237kw40天）0.73元/kwh8小時/天10000= 6.05 萬元/年B、制冷期運行合計：26.91萬元/年5、制熱運行費用計算：A、水泵運轉(zhuǎn)電費：a、兩臺熱水循環(huán)水泵每年制熱運行耗電（50以下負荷開一臺泵）（237kw83天37kw67天）0.73元/kwh12小時/天10000= 7.55 萬元/年b、一次側(cè)熱水泵每年制熱運行耗電（50以下負荷開兩臺泵）（37.5kw83天27.5kw67天）0.73元/kwh12小時/天10000= 2.52 萬元/年B、每年制熱燃氣費（25%-75%負荷開兩臺鍋爐；25%負荷以下開一臺鍋爐）（130282.4）NM

26、3/h25天（1302）NM3/h58天（97.52）NM3/h50天82.4NM3/h17天）1.4元/NM312小時/天10000= 58.4萬元/年C、鍋爐風機運行耗電（22.2kw1.5 kw）25天（22.2kw）108天1.5kw17天）0.73元/kwh12小時/天10000= 0.57 萬元/年D、采暖期運行費用合計：69.04 萬元/年二、中央空調(diào)末端設(shè)備運行費用1、風機盤管設(shè)備： 末端風機盤管功率：35340W57454W8072W6592W=56.9 kw夏季： 56.9（150.75350.5*30+0.25*10）0.73元/kwh8小時/天10000= 1.95萬元/年冬季： 56.9（250.75580.5*50+0.25*17）0.73元/kwh12小時/天10000= 6.67萬元/年2、新風機組設(shè)備： 末端新風機組功率：80.55kw101.1kw31.1kw41.5kw=28.9kw夏季： 28.9（150.75350.5*30+0.25*10）0.73元