中央空调发展历程及设计选型

1、中央空调发展历程和选型设计 摘要： 中国目前中央空调的市场形势良好，但由于恶性价格竞争导致了整个行业产品价格下降，中央空调制冷（热泵）机组的价格也大幅下降。 第一章 中央空调机组和空调设备的发展历程 中国目前中央空调的市场销售形势良好，市场规模增长较快，但由于竞争导致了价格下降。风机盘管仍是主导市场的主要末端产品。组合式空调器和其它的末端设备虽然有所增加，但对风机盘管的地位无法构成威胁。 一、中央空调机组 近几年来，涡旋式机组在家用领域得到广泛应用。大、中型的中央空调机组的销售市场规模也稳中有升： 螺杆机组受到设计人员和用户的认可和欢迎。 用多台小型机组可以代替一台大型机组，这样可以满足用户在

2、部分负荷的情况下，实现节能和更高的稳定性。 国际知名厂商已全部在国内建厂，生产基地的投产使国外的先进技术引入国内，同时推动了高性能产品的出现；在螺杆、离心压缩机，热交换器和电子控制等方面表现尤为显著。二、类型 目前在中国销售的绝大多数的制冷机组为风冷，约占市场60%的份额，南方此比列更高。 1、制冷机类型 明显的趋势是应用螺杆和涡旋技术。 吸收式机组由于电力供应的改善和油、气价的持续上涨，市场一直在萎缩，在工业余热及大规模热电联产领域还有部分应用。 1.1、吸收式制冷机 1.1.1、概况： 吸收式制冷机的发展在很大程度由能源结构状况决定。在过去的十年中，吸收式制冷机的市场一直在萎缩： 电力供应

3、的增加； 油价、气价的持续上涨； 技术的升级； 1.1.2、发展简史 90年代中期，蒸汽机一直由国内厂商提供，直燃机组需要从日本进口。当时江苏双良在中国处于行业领先地位，双良一直是排名第一的中国吸收式制冷机的制造商。 90年代初，武汉远大向市场推出了直燃型吸收式冷热水机组(主要是燃油型)。 19931995市场繁荣期。中国根据蒙特利尔议定书宣布在2006年前将逐步淘汰工商业制冷机使用的CFC，吸收式制冷机得到了快速扩张。同时政府把吸收式制冷机的应用作为解决当时电力短缺的一种途径，也鼓励发展吸收式技术。这一时期，市场需求的旺盛吸引了数十个竞争对手进入吸收式制冷机市场。 19951998市场稳定期

4、。此时市场走向成熟。双良、远大、三洋和开利排名前三。烟台荏原和LG同和紧随其后。 1.1.3、供应 吸收式制冷机是唯一具有自主知识产权的中央空调产品。中国已经成为除日本外的第二大吸收式制冷机的生产国。 国内需求的绝大部分是由国内生产来满足。1.1.4、燃料分析 直燃机在中国受欢迎的主要原因是可以制冷、供暖，甚至一机三用，大大节省了成本。 随着燃气管网的建设，燃气已成为直燃机的主要燃料，并且未来的趋势也是如此。但不断攀升的燃气价格对其发展将是不小的阻力。 1.2、离心机 离心机的市场主要在于大型的基建项目，因此离心机的市场相对固定。 离心机市场的特点是采用水冷和通常大于800冷吨的大型机组。 市

5、场被美国品牌如约克、开利、特灵所垄断。但近几年随着格力、美的的崛起，美国品牌的市场份额有所降低。 1.3、螺杆机 螺杆机具有高性能和低噪音，与离心机相比又具有灵活性的特点。所以，螺杆机越来越受到用户和设计院的喜爱。 螺杆机增长的另一个因素是近年来对中型制冷机的需求的增加。全国各地兴建的大量中型建筑使螺杆机组成为最佳的选择。 螺杆机组大多数是水冷型。但风冷螺杆热泵机组市场也在逐步增长。中国厂商从Bitzer、Hanbell，Fusheng,Refcomp等公司进口压缩机来设计和组装制冷机。1.4、涡旋式 Copeland和Danfoss是中国最大的涡旋压缩机供货商。制冷量大于35kw的机组适用于

6、小型商业领域。这种类型的涡旋机大多数实际上是模块化的涡旋机。第二章 主机选型综述 ()冷水机组综述 1选择冷水机组的考虑因素： 建筑物的用途。 各类冷水机组的性能和特征。 当地水源(包括水量水温和水质)、电源和热源(包括热源种类、性质及品位)。 建筑物全年空调冷负荷（热负荷）的分布规律。 初投资和运行费用。 2冷水机组的选择注意事项： 选择冷水机组时，还应注意以下几点： 对大型集中空调系统的冷源，宜选用结构紧凑、占地面积小及压缩机、电动机、冷凝器、蒸发器和自控组件等都组装在同一框架上的冷水机组。 对有合适热源特别是有余热或废热等场所或电力缺乏的场所，宜采用吸收式冷水机组。 制冷机组一般中型规模

7、宜选用2台，大型可选用3台，特大型可选用4台。机组之间要考虑其互为备用和切换使用的可能性。同一机房内可采用不同类型、不同容量的机组搭配的组合式方案，以节约能耗。并联运行的机组中至少应选择一台自动化程度较高、调节性能较好、能保证部分负荷下能高效运行的机组。 选择电力驱动的冷水机组时，当单机空调制冷量1163kW时，宜选用离心式；5821163kW时，宜选用螺杆式； 电力驱动的制冷机的制冷系数COP比吸收式制冷机的热力系数高，前者为后者的二倍以上。能耗由低到高的顺序为：离心式、螺杆式、吸收式。但各类机组各有其特点，应用其所长。 选择制冷机时应考虑其对环境的污染：一是噪声与振动，要满足周围环境的要求

8、；二是制冷剂CFCs对大气臭氧层的危害程度和产生温室效应的大小，特别要注意CFCs的禁用时间表。 无专用机房位置或空调改造加装工程可考虑选用模块式冷水机组。 (二)热泵机组类 热泵机组的冷负荷计算方法同于常规空调系统，热负荷计算方法于采暖系统大致相同，但需考虑新风耗热量； 选型时要注意当地是否有足够的水源（包括水量、水温及水质）、电源和热源（包括热源性质、品位高低）； 风冷热泵机组的供水温度一般为45； 选择热泵机组时，一般应以冬季供暖负荷作为选择依据，同时校核夏季的冷负荷； 对于商场、餐厅等内部负荷和新风负荷特别大的建筑物，由于供暖负荷一般仅为供冷负荷的6070。所以，可采用热泵机组与单冷机

9、组联合供应的方式，例如“3十1”模式，即3台风冷热泵机组加1台单冷机组； 风冷热泵机组的额定供热量，通常都是标准工况(环境温度t07，出水温度ts45条件下的数值，当环境温度低于7时，供热量将大幅度降低。一般的降低幅度大致如下： t05时， 下降百分比为58； t03时， 下降百分比为1214， t00时， 下降百分比为2532； t0-3时，下降百分比为4550； t0-5时，下降百分比为5565。）； 风冷热泵机组的单台容量较小，宜应用于中小型工程； 冬季室外的空气温度，白天总是高于夜晚。因此，室外供暖计算温度久tw-3地区，对于仅白天使用的建筑物如办公楼、商场等，可以采用风冷热泵机组。对

10、于全天(24小时)要求供暖的建筑物，采用风冷热泵时则应谨慎对待； 水源热泵系统比较适合于多住户的公寓楼及面积较大的大型别墅。设计时应确保系统水流量计算准确以便于水泵等设备的选型； 在相对湿度较高的地区，选用热泵时，应特别注意分析运行条件，并采取有效的除霜措施。 (三)地源热泵1地源热泵可以参照下列步骤进行选型： 水源热泵机组的容量不要过大。中央空调冷热源设备选型时，设备制冷(热)量约为设计冷(热)负荷的1.051.10。 水源热泵机组选型时，应尽量接近设计冷(热)负荷。若机组偏大时 ，运行时间短，启动频繁。机组容量合适，运行时间长，有利于除湿。 封闭水系统水温的选择，夏季要求水温低些，目的是提

11、高能效，降低耗电功率。冬季水温不要太高，虽然制冷量高了，但耗电功率也高了，能效系数变化不大。 设计时要考虑采暖空调对象建筑物的同时使用系数。同时使用系数的取值与建筑物类型有关，与建筑物的数量有关，需通过理论计算和实测确定。住宅建筑空调负荷计算中同时 使用系数的确定列出数据是：当住户100户时，该系数为0.7；当户数为100150户时，为0.650.7；当户数为150200户时为0.6。 2室外地下换热部分可参照以下步骤进行选择： 地热换热器的选型包括型式和结构的选取，对于给定的建筑场地条件应尽量使设计在满足运行需要的同时成本最低。地热换热器的选型主要涉及以下几个方面： 地热换热器的布置型式，包

12、括埋管方式和联结方式。埋管方式可分为水平式和垂直式。选择主要取决于场地大小、当地土壤类型以及挖掘成本，如果场地足够大且无坚硬岩石，则水平式较经济；如果场地面积有限时则采用垂直式布置，很多场合下这是唯一的选择。如果场地土中有坚硬的岩石，用钻岩石的钻头可以成功钻孔。联结方式有串联和并联两种，在串联系统中只有一个流体信道，而并联系统中流体在管路中可有两个以上的流道。采用串联或并联取决于成本的大小，串联系统较并联系统采用的管子管径要大，而大直径的管子成本要高。另外，由于管径较大，系统所需的防冻液也较多，管子重量也相应增大，导致安装的劳动力成本也较大。 塑料管的选择，包括材料、管径、长度、循环流体的压头

13、损失。聚乙烯是地热换热器中最常用的管子材料。这种管材的柔韧性好、且可以通过加热熔合形成比管子自身强度更好的连接接头。管径的选择需遵循以下两条原则：其一，管径足够大，使得循环泵的能耗较小；其二：管径足够小，以使管内的流体处于紊流区、使流体和管内壁之间的换热效果好。同时在设计时还要考虑到安装成本的大小问题。 循环泵的选择。选择的循环泵应该能够满足驱动流体持续地流过热泵和地热换热器，而且消耗功率较低。一般在设计中循环泵应能够达到每吨循环液所需的功率为100W的耗能水平。 (四)直燃机机组 直燃机设计选型时要确保同时满足冷热负荷的需要，但不设过大余量，以防造成主机投资浪费。一个系统最好配置两台以上主机

14、且分别配置独立的冷却水循环泵、冷却塔及冷热水循环泵，这样可以使系统可靠性更高，低负荷时水泵电耗更低。由于直燃机运转时无振动、无磨损，运转可靠，如选用单台主机也具有明显的经济优势而不降低其可靠性。 标准型直燃机供热量是制冷量的80，即 。如果热负荷大(如制冷时供卫生热水，或供暖时供卫生热水或供暖负荷大于制冷负荷)，则可选择高压发生器加大型以提高供热能力，或选择大冷量机组来实现(这样初投资较大)。每加大一号高压发生器，供热能力增加20，即Q增加080.2 。如系统需夏季制冷、冬季供暖并供应卫生热水(满足夏季制冷量要求选定机型后校核冬季供热量)则： 满足夏冬两季使用要求； 如冬季热负荷大，采取加大高

15、压发生器满足； 如冬季热负荷大，采取加大机组型号来满足使用要求（ ，指机组加大型号后的制冷量）。若须加大机组型号满足使用要求，则夏季靠调节燃烧器以保证经济运行。在过渡季节系统则靠调节燃烧器火头以保证经济运行。另外，制冷量和供热量的比例也可利用一些阀门来调节实现。 (五) 热泵机组 机组负荷选择风冷热泵机组的容量通常是根据建筑物的夏季冷负荷来选择，同时对冬季热负荷进行校核计算如果机组供热量大于采暖负荷，则该机组满足冬季采暖要求；如果采暖负荷大于机组供热量，可按下面2种情况考虑：当机组供热量小于等于采暖负荷的5060时，可增加辅助电加热装置；反之则应综合考虑初投资和运行费用来确定机组的容量，即适当

16、加大机组的装机容量 辅助电加热装量的形式 风冷热泵机组空调系统的辅助电加热装置有以下几种形式可供选择：(1)在风机盘管系统中设置小型锅炉，以此来提高冬季机组的供水温度；(2)另外热源时，可采用扳式热交换器提高冬季供水温度；(3)采用电加热器提高冬季供水温度 蓄冷（热）负荷在选择风冷热泵机组时还应考虑建筑物的蓄冷(热)负荷一般公共建筑，空调设备往往是间歇运行，即白天运行、夜间关闭，这样在第2天运行时，由于建筑物的蓄冷(热)，房间温度需要运行一定的时间后能达到设定值，如果要求缩短这一时间，在选择机组时就要考虑蓄冷(热)负荷它与预冷(热)时间有关，一般预冷（热）时间按23h。 (六)组合式空调器综述

17、 目前，在高层建筑的中央空调系统中，对所需温度、湿度、新风量、冷（热）负荷的空气气流组织，采用分层或分区进行集中处理，其优点是便于建筑物内的物业管理和使用中的节能。 组合式空调机组的特点是以功能段为组合单元，用户可根据空气调节和空气处理的需要，任选所需各段进行自由排列组合，有极大的自由度和灵活性。 考虑到运行和检修方便、气流均匀等因素，应适当设置中间段。 选型时必须注意到以下几点： 1、向制造厂家提供组合式空调机组所需功能段的组合示意图。示意图上应注明所选机组型号、规格、段号、功能段长度、排列先后次序以及左右式方位等基本要求。 2、组合式空调机组的操作面规定为： （1）送、回风机有传动皮带的一

18、侧； （2）袋式过滤器能装卸过滤袋的一侧； （3）自动卷绕式过滤器设有控制箱的一侧； （4）冷（热）媒进、出口的一侧，有排水管一侧； （5）喷水室（段）喷水管接水管的一侧。 当人面对机组操作时，气流向右吹为右式，反之则为左式，选型订货时需说明所需机组的左、右式。 3、选用表冷器、加热器和消声器前，必须设置过滤器（段），以保护换热器和消声器表面清洁度，防止堵塞孔、缝，并应设置中间段。 4、喷水段、表冷段等，除已有排水管接至空调机组之外，还应考虑排水的水封装置。 5、选用喷水室（段）时，应说明几级几排。 6、选用表冷器、加热器（段）时，应注明型式和排数，使用的冷（热）媒性质、温度和压力等。机组用蒸

19、汽供热时，空气温升不小于20；以热水加热时，空气温升不小于15。 7、选用干蒸汽加湿器需要说明加湿量、供汽压力和控制方法（手动、电动或气动）。 8、选用风机段要说明风机的型号、规格、安装形式、出风口位置，风机段前应设置中间段，保证气流均匀。新风机组的空气焓降应不小于34kJ/kg. 9、注明各风口接口的位置、方向和尺寸，送、回风阀的型式、规格，采用的控制方式（手动、电动或气动）。风机出口应有柔性短管，风机底座应有减振装置。 10、需要留出的观察孔以及仪表安装孔位置和个数，风机供电的引线位置走向。 11、机组的基础应高于室内地平面，基础四周应设有排水沟或地漏，以便排除冷凝水和放空设备底部存水。

20、12、机组四周或机组与机组（多台时）布置时应留出足够的操作和检修空间。 13、考虑到机组防腐性能，箱体材料最好选用镀锌钢板、玻璃钢或特殊铝合金。对于黑色金属制作的构件表面应作过防腐处理；对于玻璃钢箱体应采用氧指数不小于30的阻燃树脂制作。 14、机组漏风率标准： （1）机组内静压保持700Pa时，机组漏风率不大于3% （2）净化空调系统的机组内静压保持1000Pa、洁净度低于1000级时，机组漏风率不大于2%；洁净度高于或等于1000级时，机组漏风率不大于1%。 对机组性能考核要求：机组的风量、余压、供冷量和供热量的实测值应大于或等于其名义值的93%。机组的水阻力和输入功率的实测值不得大于其名

21、义值的110%。 基本参数应符合下列规定： a机组风量实测值不低于额定值的95%，全压实测值不低于额定值的88%。 b机组额定供冷量的空气焓降应不小于17kJ/kg；新风机组的空气焓降应不小于34kJ/kg。 c机组供热量的空气温升至少应不小于 蒸汽加热时 温升20 热水加热时 温升15 机组在85%的额定电压下能正常启动和工作。 机组的盘管及其管路在下列相应条件下应能长期正常运行，且无渗漏： a冷水盘管在980kPa压力下，或通热水使用时，在980kPa压力、60的热水条件下； b热水盘管在980kPa压力、130的热水条件下； c蒸汽盘管在70kPa压力、112的蒸汽条件下。 机组箱内的隔

22、热、隔声材料应具有无毒、无异味、自熄性和不吸水性能。不应使用裸露的含石棉或玻璃纤维的材料。隔热、隔声材料与面板之间应贴牢固、平整、无缝隙，保证在运行时箱体外表面无凝露。 机组应有凝结水处理设置，在运行中箱体外不应有渗漏水，箱体内不应有积水，排水应通畅。 箱体和检查门应具有良好的气密性，机组的漏风率应不大于5%。检查门锁紧性能要好，防止因内、外压差而自行开关。盘管的迎面风、风速超过2.5m/s时，应加设挡水板。喷水段进、出风侧应有挡水板。 机组箱体应具有足够的刚度，在运行中不应产生变形。第三章 辅助设备选型综述 一、清水泵类产品选型指南： 1、选择清水泵主要看参数流量和扬程； 2、离心泵适用于大

23、流量、大扬程的场所； 3、管道泵流量范围不大，适用于扬程低的场所； 4、常规选择卧式泵，当安装有局限时选立式泵； 5、当单级泵不能满足要求时选择双级泵； 6、当温度t65，选热水泵；当t65，选冷水泵。 二、新风机设备选型步骤如下： 1、据安装设置选择新风机的形式； 2、设备风量、风压选用时以不小于设计值为原则； ：（1） 确定房间所需新风量时，应根据房间空间大小及室内人员数量综合考虑。推荐资料分别按“每人所需新风量”和“房间新风换气次数”计算出新风数量值，取二者中较大值，作为设备选型依据。 （2）对于特殊行业，如医院（手术室、特护窝病房）、实验室、工业车间、按文书行业相关规范条例确定所需新风

24、量。 3、确定制冷量及制热量的设计工况； 4、原则上一台新风机组只负责一层楼面所需的新风量； 三、风机盘管设备选型步骤如下： 1、明确所选用机组的型式、规格、风口位置等要求。 在选用风机盘管制冷机组时，是把设计预热负荷与机组显热负荷相匹配。在大多数情况下，盘管有足够的潜热容量，可满足设计需要。如使用室外空气则相应修整其负荷及计算公式：水温升（）= 空气温升（ db） 先要确定工作要求： 制冷：室内预热制冷负荷（ ），室内总热制冷负荷（ ），进风温度（db/wb），进水温度（），风量（ ）； 制热：通常按制冷选用的机组，供暖能力是足够的，回执量是按照水流量相同时来选定的。即用进水温度来满足室内所需加热负荷。室内加热负荷（），进风温度（）。 然后再确定机组规格、水量、所需水温及压降等参数。 2、明确所选用机组的接水管左出或右出方向（与管道布置等有关）。 3、明确风机电动机轴承是否采用含油或不含油轴泵。若选用不含油轴泵，使用中一贯内按规定定期加油。 4、注意出水的保温措施，以免夏季使用时产生凝露，污损室内建筑物。 5、冬季通热水，水温一般不超过60，可减少结垢，同时减轻冷热交替作用使胀管