一、冷熱源類型:
(一)冷(熱)水機組:
1、電動壓縮式冷(熱)水機組
(1)往複式(2)蝸旋式(3)螺杆式(4)離心式
2、溴化锂吸收式冷(熱)水機組
(1)蒸汽型冷水機組(2)熱水型冷水機組(3)直燃型冷(熱)水機組
(二)熱源
1、電力:(1)電熱爐(2)熱泵。
2、燃氣、燃油、燃煤等礦物原料。
3、可再生能源,如太陽能、地熱能、河水等以及工業餘熱、生活廢熱。
(三)熱泵
從室外環境介質吸熱并向室内放熱,使室内空氣升溫的制冷系統。
二、各種冷熱源優缺點
(-)“冷水機組”加“換熱器”
夏季用冷水機組制冷,冬季用鍋爐燒熱水供暖,也可以由熱電廠或集中供熱站供應蒸汽,經換熱器轉換成60℃熱水,供空調機組。
1、優點:
(1)初投資為各種系統最低的(房間空調器除外),供電總容量比水源熱泵、多聯機少。
(2)運行費比蒸汽溴化锂機低。
(3)主機壽命最長,按美國ASHRAE标準為23年。
(4)由于制冷機和水泵以及冬季換熱器全部集中在一個機房内,因此維保方便。
2、缺點:
(1)系統龐大,不便于分戶計量、分戶控制和假日個别房間使用。可以另配幾套多聯機,保證加班多的房間使用,也可以采用多機頭冷水機組或大小搭配,以滿足低負荷的需求。
(2)機房空間大,管道占空間多。
(3)冷卻塔有一定噪聲,放裙房頂上時必須妥善處理。冷卻塔也有損美觀。
(二)空氣源熱泵
冬季從室外空氣中吸熱并向室内放熱,夏季則放熱給室外空氣。
1、優點:
(1)冬夏共用,設備利用率高,不需另設鍋爐房。
(2)節水節能。由于不用冷卻塔,節水。由于空氣源熱泵的能效比達3左右,因而與電采暖相比,隻消耗1/3的電能。
(3)結構緊湊,省去冷卻塔、冷卻水系統,節省投資與空間,避免軍團菌的危害和冷卻水處理的麻煩。
(4)安裝在室外,不占機房面積,節省土建投資。
(5)模塊組裝,多機頭,易于分區運行與控制。
2、缺點:
(1)噪聲大,影響周圍建築。
(2)對冬季室外相對濕度較高的地區,盤管結霜較頻繁,除霜間隔時間熱泵停止供熱,影響供暖效果,冬季供暖不易保證。
(3)主機可靠性不如冷水機組,過去在冬季運行時經常有燒機現象。
(4)初投資與壽命不如冷水機組。由于裝在室外,日曬雨淋易于損壞,特别是江蘇下雨天有1/3為酸雨,腐蝕嚴重,影響使用壽命。
(三)“蒸汽溴化锂吸收式機組”加“換熱器”
夏季利用熱電廠送來的蒸汽,通過溴化锂吸收式機組進行制冷,冬季通過換熱器将蒸汽轉換成60℃熱水,供空調器使用。也可直接用溴化锂機供暖。
1、優點:
(1)可以減少環境污染,防止臭氧層破壞,減輕溫室效應。
(2)合理使用能源,削減夏季電力高峰,不受缺電拉閘影響,還可減省電力貼費和減少變配電所投資。
(3)溴化锂機組在低壓下運行,比較安全。
(4)除屏蔽泵外,沒有其他運動部件,噪聲為70-80dB(A),同時不必作防振基礎,安裝簡單。
(5)制冷量可在20%~100%的範圍内進行無級調節,有利于部分負荷時的運行調節。
(6)可以充分利用餘熱、廢熱等低位熱能。
(7)必要時可以安裝在屋頂或室外,節省機房面積。
2、缺點:
(1)與電動機組相比,溴化锂吸收式機組節電不節能,熱力系數低,一次能耗蒸汽型為電動冷水機組的2倍。
(2)與離心式、螺杆式制冷機相比,占地面積大,機房高度高,設備重量大。
(3)排熱量大,冷卻塔和冷卻水系統容量大。
(4)機組氣密性要求很高,隻要逸入少量空氣就會破壞真空度,導緻機組性能大幅下降。但近幾年我國幾家大廠的産品已基本解決了這個問題。
(5)溴化锂水溶液對碳鋼的耐蝕性較強,因此做好鋼闆防腐蝕的處理和提高緩蝕劑性能是十分重要的。
(四)“冰蓄冷空調系統”加“換熱器”
建築物空調時(電網高峰)所需冷量的全部或者一部分在非使用空調時間(電網低谷)制備好,将其能量蓄存起來供空調時使用。
1、優點:
(1)平衡電網峰谷負荷,減緩電廠和供配電設施的建設。
(2)制冷主機容量減少,減少空調系統電力增容費和供配電設施費。
(3)利用電網峰谷荷電力差價,降低空調運行費用。
(4)冷凍水溫度可降到1~4℃,可實現大溫差、低溫送風空調,節省水、風輸送系統的投資和能耗。
(5)相對濕度較低,空調品質提高。
2.缺點:
(1)一次性投資比常現空調大20~40%。
(2)蓄冰裝置要占用較大的空間。
(3)制冷蓄冰時主機效率比在空調工況下運行低。
(4)設計、施工、調試和運行相對比較複雜。
(五)多聯機空調系統
多聯機為制冷劑流量可變系統,室内機、室外機、制冷劑配管和控制裝置組成。一台室外機可以配置不同規格、不同容量的室内外l-16台。通過控制渦旋式壓縮機的制冷劑循環量和進入室内各換熱器的制冷劑流量,适時滿足室内冷熱負荷要求,是一種可以根據室内負荷大小自動調系統容量的節能、高效的空調方式。目前有變頻技術和數碼渦旋技術兩種。
1、優點:
(1)制冷劑管傳遞冷(熱)量為205kJ/kg,幾乎是水的10倍和空氣的20倍,因此管道細,容易布置。
(2)便于分戶控制與分戶計量,各用戶自己管理,互不幹擾,方便,省能省錢。
(3)省去傳統中央空調龐大機房。地下室可用于停車場,層高也可降低。
(4)随房屋使用先後,可分批分期安裝,節省傳統中央空調的投資。
2、缺點:
(1)比傳統中央空調系統,初投資高一些。
(2)壽命隻有中央空調的一半。
(3)冬季供暖量不足。由于結霜除霜,部分時間停止供熱。雙大熱泵的能效比低。
(4)制冷劑管道多、長且接頭多,施工不嚴格時易造成洩漏,難檢修。
(5)直接蒸當室内機,夏季送風溫度低,易感冒。氣流均勻性差。舒适性不如中央空調。室内控溫不理想,有可能波動±2℃以上。
(六)地源熱泵(土壤熱泵)
地源熱泵包括地下水熱泵、地表水熱泵、土壤熱源。地下水熱泵是将井水汲出,通過水源熱泵空調機中的換熱器進行加熱或冷卻,再将井水回灌入井内。地表水熱泵是将江、河、湖、海水吸出,通過水源熱泵的換熱器加熱或冷卻,再排回到江、河、湖、海中去。土壤熱泵是将水環路理地下,以土壤作為吸熱源和排熱源。按照江蘇省政策,地下水熱泵難以實現。國土局大樓附近沒有江、河、湖水可利用,因此地表水熱泵也無法實現。對于土壤熱泵的優缺點如下:
1、優點:
(1)為可再生能源,經濟有效的節能技術。可在夏冬季提供較低的冷凝溫度和較高的蒸發溫度。
運行費用比傳統中央空調可節省30%,耗電量為冷水機組加鍋爐的60%。
(2)環境效益好。污染物排放,比空氣源熱泵減少40%,比電供暖減少70%,制冷劑充灌量比常規空調減少25%。節省機房空間。
(3)壽命長達20年。
(4)使用靈活,可分戶計量、分戶控制、分期施工。
2.缺點:
(1)初投資比冷水機組加鍋爐高10~20%以上,如國際商城414元/m²,比傳統中央空調高38%。
(2)關鍵要解決好土壤冬夏季吸收熱量和放熱的平衡性,如果不平衡,必然造成土壤蓄熱性變差。目前對土壤的能量平衡、熱工性能、土壤中的傳熱、傳濕和環境對土壤熱工性能的影響等,還缺乏研究。
(七)水環熱泵
水環熱泵是用一個循環水環路作為加熱源和排熱源。當環路中水的溫度由于水環熱泵空調機的放熱(制冷運行時)使其溫度超過一定值(35℃)時,環路中水将通過冷卻塔将熱量放給大氣。當環路中水的溫度由于水環熱泵空調機的吸熱(制熱運行時)而使其溫度低于一定值(15℃)時,通常使用加熱裝置對循環水進行加熱。水環熱泵是一種介于中央空調與分散空調之間的優化空調能源方式。
1、優點:
(1)節能。能效比高于空氣源熱泵。當建築物制冷制熱同時進行,能量在建築物内部轉移。運行費用最少,節能效果明顯。
(2)初投資成本較低。無集中的制冷機房、鍋爐房、空調機房。所需風管少,減少樓層高度,無保溫的循環水管系統,減少了材料費用。無需另設控制中心。
(3)便于分戶計量、分戶控制,也便于分戶使用。熱泵發生故障不會互相影響。
(4)使用靈活。新建大樓可先安裝水環熱泵的主管與支管,根據使用要求再分批安裝機組。
2.缺點:
(1)10KW制冷量以上的水環熱泵噪聲較大。
(2)必須設置獨立新風系統送入每個房間。
(3)水環熱泵多為暗裝,必須同建築和室内裝潢緊密配合,維保麻煩。
(4)總裝機容量比常規中央空調系統要大,增大了變配電所的投資與貼費。
(八)房間空調器
屬分散式空調系統,舒适健康條件差,适合住宅家用,辦公樓在建設經費緊張時也可考慮采用。
1、優點:
(1)初投資最低,這是因為房間空調器的市場競争激烈,售價特低。
(2)運行費最低,每個房間可以獨立操作,用則開,不用則關。
(3)便于分戶計量,分戶控制,分戶安裝。任一台有故障不會影響其他用戶。
(4)采用變頻型,可快速啟動,室溫穩定。
(5)作為傳統中央空調系統的補充,對某些常加班房間加裝房間空調器。
2.缺點:
(1)由于沒有新風系統,隻能開窗換氣,衛生條件差。
(2)室外機影響建築立面美觀。
(3)氣流組織不均衡,影響舒适性。
(4)冬季供熱條件差。
(5)冷凝水滴水影響。
(6)室外機有可能下機排熱影響上機的使用(青蛙跳現象)。
冷熱源概略比較表
注:(1)1~8指1最好8最差;(2)重點推薦1~3;(3)優缺點詳見專題材料。
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