螺杆机与模块机方案对比

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 + 锅炉一、性能特点分析

二、经济性比较

1．一次性投资分析比较

单位：万元

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

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：

2、使用螺杆机加锅炉年费用模拟计算结果：

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1～2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管壁上水垢和污垢的形成和清除问题。

综上,虽然水冷式空调机组较之风冷机组价格要便宜,高峰用电稍小,但由于增加了冷却水系统，因此系统的设备一次总投资与风冷机几乎持平，但全年能耗、安装费用却高于风冷式，加上其它因素，如水冷机在机房占地，建筑美学的劣势，所以近几十年来世界上风冷机组的使用比例逐年上升，仅1988年在美国风冷式机组已占总销售额的78%。目前在我国国内采用风冷机组作为空调系统的冷源已形成强大的发展势头。