螺杆机与模块机方案对比(鄂州吴王府)

水冷螺杆热泵机组+锅炉与风冷模块热泵机组 性能特点及运行维护费用比较分析 方案一: 风冷模块式热泵机组 方案二: 水冷螺杆式机组 + 锅炉1、 性能特点分析风冷模块式热泵机组水冷螺杆式热泵机组 + 锅炉一次性投资主机价格较高，但总投资较低。主机价格较低，总投资较风冷差不多。机房设置不需专门设置机房，机组装在屋顶或裙楼顶，不占用宝贵的建筑面积。须设置较大空间及较大面积的机房，其面积为设备占地面积的23倍，锅炉燃烧需要空气，需专门通风排烟通道，辅助设备只需冷冻水泵要冷却塔、冷却泵及冷却管道、阀门系统，主机只能夏季制冷，冬季需用辅助热源才能制热能耗以用电为主。耗电、耗水、耗天燃气运行噪声因机组安装在室外，将噪声源由室内移至室外，且噪声不大，低于冷却泵、冷却塔的噪声。室内机房噪声较大，会通过楼板向建筑物内传播，且室外冷却塔的噪声也大。对环境影响无影响冷却塔噪声大，容易滋生对人体有害的军团菌。控制方式电脑控制先进，可在1000米范围远程控制，分单元控制，根据负荷自行调节机组运行，节能明显。可实现远程控制，根据负荷自行分档调节机组运行运行管理不须专人管理，由电工兼管就可以。需专人操作管理，23班人可靠性由于主机系统简单，不易出故障，可靠性强，且具有不停机维修性。但冬季室外低温时，热泵效率降低，机组出水温度较低。只要机组某一部分出现故障将需停机检修，影响用户正常使用，主机系统繁琐，冷却塔、冷凝器会结垢堵塞，使热交换降低，影响制冷效果，需定期清洗。使用寿命一般为1520年一般为1520年，但辅机寿命短，78年需更换。二、经济性比较1一次性投资分析比较 单位：万元设备名称方案一方案二19台风冷热泵模块机组LSQWRF130MF/B（制冷量2470KW，P:836KW）2台LSBLG1260（水冷螺杆机组）（制冷量2512KW，P:500KW）便宜510%左右主机调试费00模块机冷冻水泵 4台（22KW)螺杆机冷冻水泵 3台（37KW) 冷却塔 1台（700吨22KW)冷却泵 4台（37KW)空调系统工程冬季采暖空气源（40万大卡锅炉2台，单台耗气量51立方/h，功率2台2.4KW，2台一次泵流量32立方/h，P：3KW）0天燃气开户费用50000电子水处理器忽略锅炉软化水处理器0螺杆主机房占用费04000锅炉房占用费04000合计三、电耗及运行费用这里有两个问题应该搞清楚：一个是机组的装机容量不等于耗电量；二是全负荷运行和部分负荷运行时其机组效率和耗电量是有区别的。全负荷时，风冷式冷水机组之冷凝温度高于水冷式机组，故风冷式冷水机组的压缩机需要较大的功率，但是空调负荷在整个夏季的分布是极不平均的，甚至在一天之内各小时负荷也差别很大，机组在最大负荷下运行的时间是极其有限的。按一般统计，空调负荷在90%以上时间仅占到全部时间的7%8%，而60%以下负荷则要占到50%60%，也就是说冷水机组在整个夏季几乎都不是处在全负荷运行之中。水冷螺杆机和风冷模块机组耗电量比较负 荷制冷量/kW设 备耗电量/kW水冷螺杆机风冷模块机全 负 荷2512/2470冷水机组冷冻水泵冷却水泵冷却塔500747422836（817）88总计670924(905)75%负荷1884/1852.5冷水机组冷冻水泵冷却水泵冷却塔468.7747422627(613)66总计638.7693(679)50%负荷1256/1235冷水机组冷冻水泵冷却水泵冷却塔312.5747422418(408.5)44总计482.5462(452.5)25%负荷628/617.5冷水机组冷冻水泵冷却水泵冷却塔178.6747422209(204.5)22总计348.6231(226.5)负 荷制 冷 量/kW设 备耗电量/kW从表中可以看出，在全负荷时，风冷式冷水机组耗电量的确比水冷式冷水机组大，大约大17%左右，但在75%负荷时两者基本持平，且水冷机组略低，而在50%负荷时，风冷机组的耗电量低于水冷机组，而在25%负荷时，风冷机组的耗电量低于水冷机组，大约低17%左右。所以总的来看，风冷冷水机组的全年耗电量并不会比水冷式机组高多少，加上水冷机组在设备保养方面的费用（冷却塔系统维护保养、水处理、冷凝器清洗等）较风冷机组为高，所以风冷机组总运行费用低于水冷机组。2种机型年运行费用模拟分析结果如下表1、使用模块机年费用模拟计算结果：计算项目（模块机）计算过程计算结果制冷季节180天（上班时间为13小时）机组最大功率924KW，水泵加冷却塔，最大功率170kw负荷率100%天数303013924负荷率75%天数373713693负荷率50%天数424213462负荷率25%天数717113231夏季总耗电电量（KWH）室机总耗电量66.713180夏季总运行费用（元）1元/度平均每天每平方米制冷运行费用机组的最大负荷率供暖季节130天（上班时间为13小时）每天最大供热量2660KW，最小供热量1729KW（满功率工作），按最小的计算是锅炉供热量的1.879倍负荷率100%天数181813905负荷率75%天数303013679负荷率50%天数393913452.5.5负荷率25%天数434313226.5.5冬季总耗电电量（KWH）/1.879.9室机总耗电量66.713130冬季总运行费用（元）1元/度.9平均每天每平方米冬季运行费用使用管理清洗费（不需要）0运行管理费（不需要专人看守）0全年总运行费用（元）.9平均每天每平方米运行费用0.7172、使用螺杆机加锅炉年费用模拟计算结果：计算项目（螺杆机加锅炉）计算过程计算结果制冷季节180天（上班时间为13小时）机组最大功率670KW，水泵最大功率88kw负荷率100%天数303013670负荷率75%天数373713638.7.7负荷率50%天数424213482.5负荷率25%天数717113348.6.8夏季总耗电电量（KWH）1元/度.5室机总耗电量66.713180冷却塔自来水消耗量（经营用水2.35元/吨）820019270.00夏季总运行费用（元）.5平均每天每平方米制冷运行费用（11385平方）0.65机组的最大负荷率供暖季节130天（上班时间为13小时）天燃气4.085元/m3每天最大供热量920KW，耗气量102立方/h，机组最大功率5.4+74=79.4KW；负荷率100%天08597501负荷率75%天数30301310275%4.085负荷率50%天数39391310250%4.085负荷率25%天数43431310225%4.08558230冬季总耗电电量（KWH）1元/度1301379.4室机总耗电量66.713130冬季总运行费用（元）平均每天每平方米冬季运行费用0.43使用管理清洗费（冷却塔、主机冷凝器化学清洗和主机换油，以年为单位计算）30000运行管理费（需要12专人看守，人员工资）40000全年总运行费用（元）.5平均每天每平方米运行费用0.85以上费用还未计算锅炉的年检费用、机房占用费用等；综合以上计算：使用螺杆机 + 锅炉比使用模块机每年多花71万元左右费用；四、水冷螺杆空调系统在运行可能出现的问题分析在实际工程案例中，开放式的水冷螺杆系统的冷却水含有大量可溶于水的碳酸氢钙和碳酸氢镁。在热交换过程中，冷凝管中的冷却水吸热导致水温上升，水中物质产生化学反应，生成不溶于水的碳酸钙和碳酸镁。这些物质不断沉淀出来，就在冷凝器管壁上形成坚硬的水垢。同时，中央空调系统的冷却塔暴露于空气中，微生物和尘埃会落入水中。在中央空调的循环水系统中，水的温度和pH值的范围恰好适宜多种微生物的生长。微生物和尘埃会在冷凝管中不断沉淀形成微生物膜和沉积物。微生物膜和沉积物合称为污垢。水冷式中央空调系统在使用过程中，一般开机200小时左右冷凝器管道中水垢和污垢就会不断形成和积累。冷凝器管壁上不断形成的水垢污垢缩小了水管的截面积，减少了冷凝管中的水流量，影响了冷却效果。而水垢和微生物膜形成的隔热层对正常的热交换产生阻碍作用，两者相互作用使制冷系数C.O.P值（下降（能效比）表3），从而导致主机负荷功率加大。制冷机组的压缩机不得不加大运转功率，以补偿由于冷凝管中水垢和污垢造成的热交换损失。由于加大功率，空调系统损耗了更多的电能下图为污垢对制冷系数EER的影响为了减缓上述现象的出现，水冷螺杆系统无论是主机还是冷却水的水泵和冷却水塔，都留有较大的设计余量，这样势必导致初投资和实际运行成本远远高于上表的理论计算值。为了减少热交换损失节约电能并减少微生物膜对管壁的腐蚀，至今为止人们一般采取定期进行化学清洗的方法来去除管壁上的水垢和污垢，但是由于技术原理上的限制一直不能根本解决问题。由于化学药剂的成本以及清洗人工的费用等原因，化学清洗不可能每天进行，大多数情况下每年清洗12次。而中央空调系统一般开机200小时左右冷凝器管道中水垢和污垢就会不断形成和积累，热交换效率开始降低，电能浪费开始产生。同时，化学清洗方法使用的化学药品本身对管壁会产生腐蚀作用，也会缩短空调系统的使用寿命。而每次化学清洗产生几百吨化学污水的排放更是直接破坏了自然环境，并不断对居民生活的安全造成威胁。除了化学清洗方法之外，还有通过电磁手段减少水中污垢的产生等相关的技术，但是从科学原理到具体实践的无数事例都证明了这些方法有一定的作用，但是也跟化学清洗方法一样都无法从根本上解决冷凝器