蒸發(fā)冷中央空調(diào)系統(tǒng)與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)方案對比分析

崔瑩 苗小剛

【摘要】針對集中商業(yè)建筑與商務(wù)辦公樓的功能特點(diǎn)，提出了采用板管蒸發(fā)冷卻式螺桿冷熱水機(jī)組、采用水冷離心式冷水機(jī)組+燃?xì)忮仩t、采用水冷螺桿式冷水機(jī)組+燃?xì)忮仩t、采用溴化鋰直燃機(jī)以及采用多聯(lián)風(fēng)冷模塊機(jī)組等多種中央空調(diào)系統(tǒng)方案。探討了各種形式中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗特點(diǎn)，并進(jìn)行了運(yùn)行費(fèi)用的平行對比。結(jié)果表明，采用板管蒸發(fā)冷卻式螺桿冷熱水機(jī)組的中央空調(diào)系統(tǒng)具有能耗低、費(fèi)用省、節(jié)能效果明顯以及運(yùn)行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】板管蒸發(fā)冷卻;節(jié)能;運(yùn)行可靠

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國的工業(yè)科學(xué)也發(fā)生了創(chuàng)新性的突破，為了滿足當(dāng)代利一會人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)需求，能源的消耗量逐年上升。如今，節(jié)能理念已經(jīng)深入各行各業(yè)的需求計(jì)劃之中，針對目前市場上客戶對節(jié)省能耗的需求，本文針對某商業(yè)群集件建筑進(jìn)行了多種中央空調(diào)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，并對各方案進(jìn)行了技術(shù)分析、能耗對比、費(fèi)用探討等一系列研究。

一、建筑模型概況

（一）業(yè)主方提供的重要數(shù)據(jù)

根據(jù)業(yè)主方提供，該項(xiàng)目由集中商業(yè)部分（建筑面積89013m2）、地下一層商業(yè)部分（建筑面積26921m2）、兩棟28層商務(wù)辦公樓（建筑面積82015m2）共同構(gòu)成。

（二）業(yè)主方的空調(diào)要求

從業(yè)主方了解到，該項(xiàng)目的中央空調(diào)需求為夏季制冷、冬季供暖。

（三）空調(diào)分區(qū)情況

結(jié)合該項(xiàng)目的整體分布情況，從施工成本、工程造價等多方面考慮，本方案設(shè)計(jì)中暫定該項(xiàng)目中央空調(diào)系統(tǒng)南集中商業(yè)部分中央空調(diào)系統(tǒng)、地下一層商業(yè)部分中央空調(diào)系統(tǒng)、兩棟28層商務(wù)辦公樓的中央空調(diào)系統(tǒng)這三個分區(qū)構(gòu)成，每個分區(qū)獨(dú)立運(yùn)行。

二、該項(xiàng)目可能采用的中央空調(diào)系統(tǒng)分別介紹

（一）采用板管蒸發(fā)冷卻式螺桿冷熱水機(jī)組的中央空調(diào)系統(tǒng)

采用該種形式的中央空調(diào)系統(tǒng)，是以板管蒸發(fā)冷卻式螺桿冷熱水機(jī)組為空調(diào)主機(jī)，末端采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)或全空氣系統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)。采用該種形式的中央空調(diào)系統(tǒng)，無需冷卻水塔、冷卻水泵、冷卻水循環(huán)管路、冷卻水控制系統(tǒng)。另外，該種形式的中央空調(diào)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)一套系統(tǒng)的夏季供冷和冬季供暖。該種形式的中央空調(diào)系統(tǒng)采用效率最高的蒸發(fā)冷卻式的冷凝方式，將室內(nèi)回收的熱量通過水膜的蒸發(fā)將熱量散發(fā)到室外大氣，是一種潛熱交換，這種形式的中央空調(diào)系統(tǒng)避免了常規(guī)風(fēng)冷機(jī)組、水冷機(jī)組面臨室外溫度越高制冷效果越差的難題。

（二）采用水冷離心式冷水機(jī)組+燃?xì)忮仩t的中央空調(diào)系統(tǒng)

采用該種形式的中央空調(diào)系統(tǒng)，是以離心式冷水機(jī)組為空調(diào)主機(jī)，以冷卻水塔為散熱裝置，通過冷卻水泵、冷卻水循環(huán)管路將冷水機(jī)組與冷卻水塔連接，從而實(shí)現(xiàn)夏季制冷的目的。這種形式的中央空調(diào)系統(tǒng)只能夏季制冷，而冬季取暖時需要依靠燃?xì)忮仩t來取暖。夏季制冷和冬季取暖共用中央空調(diào)的末端系統(tǒng)，末端系統(tǒng)采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)或全空氣系統(tǒng)。采用該種形式的中央空調(diào)系統(tǒng)，通常必須將冷卻水塔放置于屋面，將冷水機(jī)組與燃?xì)忮仩t放置于地下機(jī)房。該種形式的中央空調(diào)系統(tǒng)將室內(nèi)回收熱量利用屋面冷卻水塔通過水和空氣的對流換熱將熱量散發(fā)到室外大氣，這是一種顯熱交換。該種形式的中央空調(diào)系統(tǒng)，當(dāng)室外溫度越高，其向室外大氣的散熱能力越差，制冷效果越差，同時耗電增加。另外，這種形式的中央空調(diào)系統(tǒng)，由于單臺冷水機(jī)組制冷量大，運(yùn)行功率大，通常需要高壓啟動，對機(jī)房配電系統(tǒng)有較高要求，需要獨(dú)立配置高壓變壓器，離心式冷水機(jī)組存在“喘震”問題，靈活調(diào)節(jié)性差。

（三）采用水冷螺桿式冷水機(jī)組+燃?xì)忮仩t的中央空調(diào)系統(tǒng)

采用該種形式的中央空調(diào)系統(tǒng)，是以螺桿式冷水機(jī)組為空調(diào)主機(jī)，以冷卻水塔為散熱裝置，通過冷卻水泵、冷卻水循環(huán)管路將冷水機(jī)組與冷卻水塔連接，從而實(shí)現(xiàn)夏季制冷的目的。該種形式的中央空調(diào)系統(tǒng)與“采用離心式冷水機(jī)組+燃?xì)忮仩t的中央空調(diào)系統(tǒng)”唯一的區(qū)別是主機(jī)采用了螺桿式壓縮機(jī)而非離心式壓縮機(jī)。另外，采用螺桿式壓縮機(jī)的冷水機(jī)組性能穩(wěn)定、調(diào)節(jié)性好。

（四）采用溴化鋰直燃機(jī)的中央空調(diào)系統(tǒng)

采用該種形式的中央空調(diào)系統(tǒng)，是以溴化鋰直燃機(jī)為空調(diào)主機(jī)，以冷卻水塔為散熱裝置，通過冷卻水泵、冷卻水循環(huán)管路將直燃機(jī)組與冷卻水塔連接，從而實(shí)現(xiàn)夏季制冷、冬季供暖的目的。該種形式的中央空調(diào)系統(tǒng)以天然氣為主要能源，主機(jī)無壓縮機(jī)，系統(tǒng)耗電量少。但該種形式的中央空調(diào)常常被市場認(rèn)為“節(jié)電不節(jié)錢”。該種形式的中央空調(diào)系統(tǒng)大都應(yīng)用于工業(yè)廢水、廢熱充足的項(xiàng)目，這種項(xiàng)目不以天然氣為主要能源，而是利用工業(yè)廢熱為溴化鋰機(jī)組的驅(qū)動能源，從而實(shí)現(xiàn)真正的“節(jié)電節(jié)錢”運(yùn)行。對于大型商業(yè)項(xiàng)目，一般不建議采用溴化鋰機(jī)組。

（五）采用多聯(lián)機(jī)組的中央空調(diào)系統(tǒng)

采用該種形式的中央空調(diào)系統(tǒng)，大多是以多聯(lián)機(jī)組為主機(jī)的中央空調(diào)系統(tǒng)。這是一種區(qū)別于上述任何一種空調(diào)系統(tǒng)的氟系統(tǒng)中央空調(diào)。該種形式的中央空調(diào)系統(tǒng)將整個項(xiàng)目劃分為數(shù)目眾多的分區(qū)，每個分區(qū)采用一套多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，將每套系統(tǒng)的室外主機(jī)集中放置于屋面。該種形式的中央空調(diào)系統(tǒng)是一種能耗最高、系統(tǒng)最龐大的空調(diào)系統(tǒng)，且該種形式的中央空調(diào)系統(tǒng)是類似于家用空調(diào)的風(fēng)冷空調(diào)系統(tǒng)，其較之上述任何一種空調(diào)系統(tǒng)，最易受到室外溫度的影響。室外溫度越高，其制冷效果越差，耗電量越多;室外溫度越低，其制熱效果越差，而且需要頻繁化霜。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，該種形式的中央空調(diào)系統(tǒng)僅適合于別墅、較小面積辦公等場所。

結(jié)語

經(jīng)對比分析，采用板管蒸發(fā)冷卻式螺桿冷熱水機(jī)組的中央空調(diào)系統(tǒng)，具有較高的系統(tǒng)能效比，無需配置冷卻塔，節(jié)水效果顯著，無需冷凝水排放系統(tǒng)，配置高檔，運(yùn)行可靠，控制先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)，是建筑環(huán)境發(fā)展方向的重點(diǎn)研究領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃翔，孫鐵柱，汪超.蒸發(fā)冷卻空調(diào)技術(shù)的詮釋（3）[J].制冷與空調(diào)，2012，12 （4）：1-3.

[2]狄育慧，劉加平，黃翔.蒸發(fā)冷卻空調(diào)應(yīng)用的氣候適應(yīng)性區(qū)域劃分[J].暖通空調(diào)，2010，40 （2）：108-111.

[3]薛專，蒸發(fā)冷卻空調(diào)全空氣系統(tǒng)運(yùn)行控制策略的研究[D].西安工程大學(xué)，2013.

[4]王皓.中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)常見問題及分析[J].農(nóng)家參謀，2017 （17）.

[5]許忠.中央空調(diào)運(yùn)行管理節(jié)能問題的分析與探討[J].環(huán)球人文地理，2017 （16）.

[6]年衛(wèi)琦，劉雄，楊登科.溶液除濕蒸發(fā)冷卻空調(diào)制冷系統(tǒng)性能研究[J].流體機(jī)械，2008，36 （2）：74-79.