中央空调及空气源热泵的原理、安装及运行费用的对比分析

1、一、中央空调中央空调是由一台主机通过风道过风或冷热水管接多个末端的方式来控制不同的 房间以达到室内空气调节目的的空调。采用风管送风方式，用一台主机即可控制多个不同房间并且可引入新风，有效改善室内 空气的质量，预防空调病的发生二、中央空调的分类1、全空气系统2、空气水系统习惯上称为风机盘管加独立新风系统3、全水系统三、中央空调系统的末端设备中央空调系统的末端设备主要是新风机组、风机盘管、水流控制阀（常称二通阀）和温控开关。新风机组一般用于公共场所。由于这些地方人员较多，要用室外的新鲜空气通过机组制冷（制热）后送入室内。在住宅和客房通常是用风机盘管，它是室内空气的循环通过热交换器达到供冷或供热。水

2、流控制阀是控制通过新风机组或风机盘管的水量也就是控制冷量（热量）来实现控制温度。温控开关是电控制开关、控制风机的转速和水流控制阀的启闭程度，也就是控制通过热交换器的空气量和介质水的流量，因为通过热交换器的空气量越大所带走的冷量（热量）也越大四、中央空调系统1.安装内容2、中央空调系统的分类 1、中央空调系统中央空调系统设计1、水冷冷水机组空调系统2、风冷冷水机组空调系统水冷冷水机组空调系统的主要设备有：螺杆机组、冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵、补水泵、电子水处理仪或全自动软化水处理装置、水过滤器、膨胀水箱、末端装置（空气处理机组、风机盘管等）水冷冷水机空调系统一、制冷主机的选择1、根据建筑的空调面

3、积和房间功能进行空调冷负荷计算2、统计建筑空调总冷负荷3、大部分建筑需要考虑房间的同时使用率，一般建筑的同时使用率为70-80%，特殊情况需根据建筑功能和使用情况确定。4、制冷机冷负荷为建筑空调总冷负荷与同时使用率的乘积。根据计算的制冷机冷负荷即可选择制冷主机。二、水泵的选择1、水泵的主要形式卧式离心泵和立式离心泵2、水泵型号含义 如 SLS 200-250其中SLS指SLS单级单吸立式离心泵200指泵进出口公称直径250指叶轮名义直径3、水泵选择的步骤第一步：水泵流量的确定1、冷却水流量：一般按照产品样本提供数值选取，或按照如下公司进行计算，公式中的Q为制冷机制冷量L(立方/h)=【Q(KW

4、)/（4.5-5）*1.163】*（1.15-1.2）2、冷冻水流量：在没有考虑同时使用率的情况下选定的机组，可根据产品提供的数值选用或根据如下公司进行计算。如果考虑了同时使用率，建议用如下公式进行计算。公式中的Q为建筑没有考虑同时使用率情况下的总冷负荷。L(m3/h)=Q(kW)/（4.55）x1.163第二步：水系统水管管径的计算在空调系统中所有水管管径一般按照下述公式进行计算D(m)=L(m3/h)/0.785x3600xV(m/s) 的开方公式中：L.所求管段的水流量（第一步已计算出）V.所求管段允许的水流速流速的确定：一般，当管径在DN100到DN250之间时，流速推荐值为1.5m/

5、s左右,当管径小于DN100时,推荐流速应小于1.0m/s,管径大于DN250时，流速可再加大。进行计算是应该注意管径和推荐流速的对应。目前管径的尺寸规格有： DN15、DN20、DN25、DN32、DN40、DN50、DN70、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500、DN600注意：一般，选择水泵时，水泵的进出口管径应比水泵所在管段的管径小一个型号。例如：水泵所在管段的管径为DN125,那么所选水泵的进出口管径应为DN100。第三步：水泵扬程的确定以水冷螺杆机组为例：冷冻水泵扬程的组成1.制冷机组蒸发器

6、水阻力：一般为57mH2O；（具体值可参看产品样本）2.末端设备（空气处理机组、风机盘管等）表冷器或蒸发器水阻力：一般为57mH2O； （据体值可参看产品样本）3.回水过滤器阻力，一般为35mH2O；4.分水器、集水器水阻力：一般一个为3mH2O；5.制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失：一般为710mH2O；综上所述，冷冻水泵扬程为2635mH2O，一般为3236mH2O。注意：扬程的计算要根据制冷系统的具体情况而定，不可照搬经验值！冷却水泵扬程的组成1.制冷机组冷凝器水阻力：一般为57mH2O；（具体值可参看产品样本）2.冷却塔喷头喷水压力：一般为23mH2O3.冷却塔（开式冷却塔）接水盘

7、到喷嘴的高差：一般为23mH2O4.回水过滤器阻力，一般为35mH2O；5.制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失：一般为58mH2O；综上所述，冷冻水泵扬程为1726mH2O，一般为2125mH2O。补水水泵扬程的计算：补水水泵扬程为系统最高点距补水泵接管处的垂直距离和补水管路的沿程阻力损失和局部阻力损失。沿程阻力损失和局部阻力损失一般为35mH2O。举例：如果计算出系统水流量为160m3/h, 则水系统管径计算为DN200，所以水泵管径选DN150，扬程选为32mH2O，校核水泵 参数表中流量和扬程部分，选取：SLS150-315型号的水泵。5、水泵并联运行情况水泵台数 流量流量的增加值与单

8、台泵运行比较流量的减少1 100 /2 190 90 5%3 251 61 16%4 284 33 29%5 300 16 40%由上表可见：水泵并联运行时，流量有所衰减；当并联台数超过3台时，衰减尤为厉害。故强烈建议：1.选用多台水泵时，要考虑流量的衰减，留有余量。2.空调系统中水泵并联不宜超过3台，即进行制冷主机选择时也不宜超过三台。一般，冷冻水泵和冷却水水泵的台数应和制冷主机一一对应，并考虑一台备用。补水泵一般按照一用一备的原则选取。三、冷却塔的选择1、冷却塔的主要形式圆形逆流冷却塔、方形横流冷却塔。当然冷却塔的分类形式还有很多种，在这里就不一一列举了。3、冷却塔设计选型1、冷却塔台数与

9、制冷主机的数量一一对应，可以不考虑备用；2、冷却塔的水流量 = 冷却水系统水量1.2；举例：假设空调系统冷却水量为160m3/h，那么冷却塔的冷却水量=160 1.2=192 m3/h，根据就近原则，选择冷却塔参数表中冷却水量为200m3/h 的冷却塔。四、电子水处理仪、水过滤器的选择1、产品主要形式电子水处理仪、“Y”形过滤器2、电子水处理仪和过滤器的选择空调水系统中使用到的电子水处理仪和水过滤器一般都按照设备所在管段的管径进行选择。冷却水系统属开式系统，必须使用电子水处理仪；冷冻水系统属闭式系统，要求不是那么严格，可以在冷冻水系统管路中或膨胀水箱进水管路中安装电子水处理仪。五、全自动软化水

10、装置的选择当工程所在地水质较硬或是系统较大的时候，系统的循环水和补水最好是软化水，该空调系统必须配置水软化装置，一般选用全自动软化水装置；全自动软化水装置的选用一般按照系统补水量进行选择。补水装置可以根据实际情况来选（装置小，系统补水时间长；装置大，系统补水时间短）。六、膨胀水箱的选择膨胀水箱一般按照冷冻水系统管路总水容量的23%选择一般，一万平方米左右建筑空调水系统膨胀水箱的容积为24立方。六、末端设备的选择1、风机盘管的选择风机盘管有两个主要参数：制冷（热）量和送风量，故有风机盘管的选择有如下两种方法：（1）根据房间循环风量选：房间面积、层高（吊顶后）和房间换气次数三者的乘积即为房间的循环

11、风量。利用循环风量对应风机盘管高速风量，即可确定风机盘管型号。（2）根据房间所需的冷负荷选择：根据单位面积负荷和房间面积，可得到房间所需的冷负荷值。利用房间冷负荷对应风机盘管的高速风量时的制冷量即可确定风机盘管型号。确定型号以后，还需确定风机盘管的安装方式（明装或安装），送回风方式（底送底回，侧送底回等）以及水管连接位置（左或右）等条件。对于一般的住宅和办公建筑，房间面积在20m2以下，可选用FP-3.5,25m2左右的选用FP-5.0，30m2左右的选用FP-6.3,35m2左右的选用FP-7.1。房间面积较大时应考虑使用多个风机盘管，房间单位面积负荷较大，对噪音要求不高时可考虑使用风量和制

12、冷量较大的风机盘管。2、空气处理机的选择空气处理机组主要用于处理室内空气和供新风，一般有空调工况和新风工况两种工作状态。空气处理机组的选择一般由三个主要参数决定：风量、表冷器排管数和机外余压。先根据系统需要的风量确定空气处理机组的型号，然后根据需要提供的冷量来决定其排管数，如此便可确定。根据系统需要的余压要求确定余压。空气处理机组一般有吊顶式和落地式两种。落地式包括立式和卧式两种。另外机组的送回风方式也有多不同。徐根据建筑情况和建筑业主要求进行最终的确定。注意：空调工况的制冷（热）量比新风工况时要小。3、组合式空调机组的选择（略）七、工程概算1.设备费（除膨胀水箱、软化水箱、阀门管道和管件以外

13、，全部为设备费，设备费的准确度应比合同最终签订价高8%10%左右）。2.设备运杂费（运输、包装费等）一般取设备费的1%2%（根据设备的产地和使用地的距离来确定）。3.设备安装费：一般取设备的5%8%，（除散件设备，如：冷却塔的安装费：取冷却塔设备费的10%15%）。4.设备运行调试费：一般取设备费的0.5%1%。5.管道制作、安装、保温等费用，一般为设备费的20%40%。（根据系统的复杂程度来确定）。6.电气费、土建费用（应另行计算）。7.工程设计费，取以上所有费用合计的2.5%3%。8.工程的其他费用（包括各种税费、工程临时设施费、冬雨季施工费、利润等），一般取以上所有费用合计的5%8%。上

14、述所有费用之和即工程总造价。一般，使用水冷冷水机组，末端为风机盘管没有新风的情况下，建筑空调造价为200元/m2左右，末端为风机盘管加新风的为250元/m2左右。使用风冷冷水机组，末端为风机盘管没有新风的情况下，建筑空调造价为300元/m2左右，末端为风机盘管加新风的为350元/m2左右。风冷冷水机空调系统主要设备有：（1）风冷冷水机组（2）冷冻水泵（3）补水泵（4）电子水处理仪或全自动软化水处理装置（5）水过滤器（6）膨胀水箱（7）末端装置（空气处理机组、风机盘管等）所有设备的选型方法和原则与水冷冷水机组空调系统一样！五、中央空调系统运行费用 一、 亘元大厦中央空调工程方案简介亘元大厦为综合

15、办公楼，框架结构，地下一层，地上十四层，建筑面积为36887,总高度为H=50.8m，属于一类高层建筑。该工程空调系统为风机盘管加新风的形式，冷源由两台螺杆式水冷机组提供，冬季采暖采用风机盘管+地板敷设采暖方式，热源为燃气锅炉+板换机组。中央空调系统主要设备参数见下表：1、末端设备序号设备名称型号规格单位数量备注1吊顶式新风机组（新风工况）TF3D型 L=3000m3/h Q冷=41.6kw Q热=43.32kw N=0.55kw H=450Pa n=6排管 出口噪音58dB(A)台8K12卧式新风机组 （新风工况）TF4DW型 L=4000m3/h Q冷=52.60kw Q热=58.05kw

16、 N=1.1kw H=450Pa n=6排管 出口噪音58dB(A)台10K23吊顶式新风机组 （新风工况）TF5D型 L=5000m3/h Q冷=61.2kw Q热=72.8kw N=1.1kw H=450Pa n=6排管 出口噪音58dB(A)台3K34吊顶式新风机组 （新风工况）TF6D型 L=6000m3/h Q冷=80.6kw Q热=93.1kw N=1.5kw H=450Pa n=6排管 出口噪音58dB(A)台2K45卧式新风机组 （新风工况）TF06W型 L=6000m3/h Q冷=80.6kw Q热=93.1kw N=1.5kw H=450Pa n=6排管 出口噪音58dB(

17、A)台2K56卧式风机盘管FP-34WAX型 L=340m3/h Q冷=2.05kw Q热=3.48kw N=40W H=30Pa 出口噪音40dB(A) 后回风箱台3537卧式风机盘管FP-51WAX型 L=450m3/h Q冷=2.82kw Q热=4.7kw N=54W H=30Pa 出口噪音42dB(A) 后回风箱台5748卧式风机盘管FP-68WAX型 L=600m3/h Q冷=3.74kw Q热=6.26kw N=72W H=30Pa 出口噪音44dB(A) 后回风箱台809卧式风机盘管FP-85WAX型 L=730m3/h Q冷=4.5kw Q热=7.5kw N=92W H=30P

18、a 出口噪音46dB(A) 后回风箱台652、制冷机房（含锅炉房/水泵间）设备序号设备名称型号规格单位数量备注1双螺杆半封闭冷水机组30HXC400A；制冷量1392KW；输入功率279KW。台2开利2燃气锅炉GE-615-1020型；额定热功率=1.02 MW；N=2.2KW；G=4.6t；耗气量130m3/h台2泰州安信3燃气锅炉CWNS-0.7型；额定热功率=0.70 MW；N=1.5KW；G=3.7t；耗气量82.4m3/h台1广州迪森4热水循环泵KQW80/150-7.5/2型；流量=46.7m/h；扬程=28m；N=7.5KW台43用1备6冷冻水循环泵KQW200/320-37/4

19、(z)；流量=171-294m3/h； 扬程=34.9-25m；N=37KW台32用1备8冷却水循环泵KQW200/300-37/4(z)；流量=196-336m3/h； 扬程=31.5-23m；N=37KW台32用1备10冷却塔KSD-LN-200-C2型；流量=312t/h； N=5.5KW2台211定压补水装置KQG-SPGLZ-1275型自动给水装置； 水泵L=918m3/h；H=6080m；N=7.5KW台1电机1用1备12软化水装置YH-2750A型全自动软水器，产水量15t/h台113除污器G型射频水处理器DN300；承压1.2Mp；N=300W台114电子水处理仪KGD-350

20、A过滤型电子除垢仪；流量=930T/h； 承压P=1.0MPa；N=130W台1二、 运行参数、条件1、天然气燃气价格：1.4元/NM32、电费：0.73元/KW3、制冷期：90天/年4、采暖期：150天/年三、 中央空调年运行费用（万元） 设备分类季 节中央空调机房设备中央空调末端设备分项内容费用(万元)分项内容费用(万元)制冷季节制冷耗电26.91风机盘管耗电1.952.94空调机组耗电0.99采暖季节制热耗电11.069.4风机盘管耗电6.679.14制热耗燃气58.4空调机组耗电2.47年运行费用小计96.31年运行小计12.08年运行费用合计108.39 万元中央空调机房设备制冷电耗

21、26.91万元，368600kw，9.99kw/，0.11kw/天说明：以上表格详细计算见后附计算说明。附：运行费用计算说明：一、制冷机房（锅炉房）设备运行费用1、由于空调负荷的变化是随外界环境温度而变化，具有很大随机性。 A、机组在一个制冷期90天内运行的负荷分布为：100%负荷：占17%制冷期，相当于制冷期的15天；75%负荷：占39%制冷期，相当于制冷期的35天；50%负荷：占33%制冷期，相当于制冷期的30天；25%负荷：占11%制冷期，相当于制冷期的10天；B、机组在一个制热期150天内运行的负荷分布为：100%负荷：占17%制热期，相当于制热期的25天；75%负荷：占39%制热期，

22、相当于制热期的58天；50%负荷：占33%制热期，相当于制热期的50天；25%负荷：占11%制热期，相当于制热期的17天；C、每日运行时间折合满负荷运行时间：根据大厦使用情况，制冷季节螺杆机为8小时/天。（实际运行为上午9点至下午5点，再加上4小时的夜间运行）。采暖季节燃气锅炉为12小时/天。（实际运行为早晨5点至下午5点，再加上6小时夜间运行）2、一台螺杆式制冷机实际制冷负荷工况能耗100%制冷量75%制冷量50%制冷量25%制冷量耗电量（）100806550耗电量（KW/h）279223.2181.35139.534、一台燃气锅炉实际制热负荷工况能耗100%制热量75%制热量50%制热量2

23、5%制热量备注燃气耗量（）100755025燃气耗量（NM3/h）13097.56532.5泰州安信燃气耗量（NM3/h）82.461.841.220.6广州迪森4、制冷运行费用计算：A、电费：a、两台主机每年制冷运行耗电（50以下负荷开一台主机）：（279kw15天223.2kw35天）2279kw30天+181.35kw10天 8小时/天0.73元/kwh10000= 19.96 万元/年b、两台冷却塔每年制冷运行耗电（50以下负荷开一台冷却塔）：（211kw50天+11kw40天）0.73元/kwh8小时/天10000= 0.9万元/年c、两台循环水泵和两台冷却水泵每年制冷运行耗电（50

24、以下负荷各开一台泵）（437kw50天237kw40天）0.73元/kwh8小时/天10000= 6.05 万元/年B、制冷期运行合计：26.91万元/年4、制冷运行费用计算：A、电费：a、两台主机每年制冷运行耗电（50以下负荷开一台主机）：（279kw15天223.2kw35天）2279kw30天+181.35kw10天 8小时/天0.73元/kwh10000= 19.96 万元/年b、两台冷却塔每年制冷运行耗电（50以下负荷开一台冷却塔）：（211kw50天+11kw40天）0.73元/kwh8小时/天10000= 0.9万元/年c、两台循环水泵和两台冷却水泵每年制冷运行耗电（50以下负荷

25、各开一台泵）（437kw50天237kw40天）0.73元/kwh8小时/天10000= 6.05 万元/年B、制冷期运行合计：26.91万元/年5、制热运行费用计算：A、水泵运转电费：a、两台热水循环水泵每年制热运行耗电（50以下负荷开一台泵）（237kw83天37kw67天）0.73元/kwh12小时/天10000= 7.55 万元/年b、一次侧热水泵每年制热运行耗电（50以下负荷开两台泵）（37.5kw83天27.5kw67天）0.73元/kwh12小时/天10000= 2.52 万元/年B、每年制热燃气费（25%-75%负荷开两台锅炉；25%负荷以下开一台锅炉）（130282.4）NM

26、3/h25天（1302）NM3/h58天（97.52）NM3/h50天82.4NM3/h17天）1.4元/NM312小时/天10000= 58.4万元/年C、锅炉风机运行耗电（22.2kw1.5 kw）25天（22.2kw）108天1.5kw17天）0.73元/kwh12小时/天10000= 0.57 万元/年D、采暖期运行费用合计：69.04 万元/年二、中央空调末端设备运行费用1、风机盘管设备： 末端风机盘管功率：35340W57454W8072W6592W=56.9 kw夏季： 56.9（150.75350.5*30+0.25*10）0.73元/kwh8小时/天10000= 1.95万元/年冬季： 56.9（250.75580.5*50+0.25*17）0.73元/kwh12小时/天10000= 6.67万元/年2、新风机组设备： 末端新风机组功率：80.55kw101.1kw31.1kw41.5kw=28.9kw夏季： 28.9（150.75350.5*30+0.25*10）0.73元