多联机空调与集中式中央空调方案设计比较

多联机空调与集中式中央空调方案设计比较

陆妍杰

摘要：本文对多联机与集中式中央空调在造价，运行费用，维护管理等方面进行比较。阐述了各种系统的优缺点。

关键词：多联机冷水机组风冷热泵机组造价运行费用

本文以南通某单位食堂改造项目为例，谈谈多联机组与传统型集中式中央空调系统的各自优缺点，并进行性价比较分析。

●项目概况：

南通某单位食堂原建筑面积1600㎡左右，现改造后建筑面积增加到2300㎡左右，楼层为三层(局部四层)，功能包括职工食堂，包厢，会议室等。每层建筑面积约650㎡，根据甲方要求现增设中央空调设计。

●空调负荷：

单位面积空调冷负荷取310W／㎡，空调面积约2000㎡，总冷负荷为620KW。

●比较方案：

◆螺杆机组+冷却塔+循环水泵+风机盘管

◆风冷热泵+循环水泵+风机盘管

◆多联机中央空调

1原理比较

1.1螺杆机组中央空调系统

螺杆机组的核心是采用螺杆式压缩机。该压缩机是一种回转式的容积式气体压缩机，能在低蒸发温度或高压缩比工况下可单级压缩，通过滑阀装置，使制冷量可在10～100％范围内进行调节。螺杆机组COP值较高，但通过水载体输送到客户末端，有一定的冷量损失，而且只能实现单冷，制热还需另外配置锅炉等加热装置。

1.2风冷热泵集中中央空调系统

风冷热泵机组的输送介质通常为水溶液。它通过室外主机产生空调冷／热水，由管路系统输送至室内的各末端装置；在末端装置处冷／热水与室内空气进行热量交换，产生出冷／热风，从而消除房间冷／热负荷。它是一种集中产生冷／热量，但分散处理各房间负荷的空调系统型式。

该系统的室内末端装置通常为风机盘管。目前风机盘管一般均可以调节其风机转速（或通过旁通阀调节经过盘管的水量），从而调节送入室内的冷／热量，因此该系统可以对每个空调房间进行单独调节，满足各个房间不同的空调需求，同时其节能性也较好。但冷热水输配系统所占有一定安装空间。

1.3多联式空调机组

其工作原理是：由控制系统采集室内舒适性参数、室外环境参数和表征制冷系统运行状况的状态参数，根据系统运行优化准则和人体舒适性准则，通过变频等手段调节压缩机输气量，并控制空调系统的风扇、电子膨胀阀等一切可控部件，保证室内环境的舒适性，并使空调系统稳定工作在最佳工作状态。

多联机空调系统是在空调系统中，通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内换热器的制冷剂流量，适时地满足室内冷热负荷要求的高效率冷剂空调系统。多联机空调系统需采用变频压缩机、多极压

缩机、卸载压缩机或多台压缩机组合来实现压缩机容量控制；在制冷系统中需设置电子膨胀阀或其它辅助回路，以调节进入室内机的制冷剂流量；通过控制室内外换热器的风扇转速积，调节换热器的能力。在变频调速和电子膨胀阀技术逐渐成熟之后，变频多联机空调系统普遍采用变频压缩机和电子膨胀阀。

空调系统在环境温度、室内负荷不断变化的条件下工作，而且系统各部件之间、系统环境与环境之间相互影响，因此多联机空调系统的状态不断变化，需通过其控制系统适时地调节空调系统的容量，消除其影响，是一种柔性调节系统。

分析结果：螺杆机组与风冷热泵通过二次载体水进行传送冷热量，冷热量会有一定的损失，而多联机是直接通过冷媒进行冷热交换，无二次载体，比较节能。

2造价比较

2.1、螺杆式冷水机组+供热锅炉+板式换热器+循环水泵+冷却塔+风机盘管

项目名称造价预算(万元)

螺杆式冷水机组60.0

冷却水循环泵 2.4

冷冻水循环泵 2.0

冷却塔 3.9

供热锅炉+锅炉房8.1

冷水机组土建机房费用 5.3

风机盘管等末端设备27.4

其他材料和安装调试费15.0

合计124.1

2.2风冷热泵系统

项目名称造价预算(万元)

风冷热泵外机65.0

辅助设备(包括水泵，膨胀水箱等)20.0

风机盘管等末端设备27.4

其他材料和安装调试费15.0

合计127.4

2.3多联机系统

项目名称造价预算(万元)

室外机55.0

室内机45.0

工程安装费22.0

合计122.0

分析结果：变频一拖多中央空调的一次性投资和风冷热泵机组，螺杆式冷水机组系统的一次性投资相差不多。

3．运行费用分析

3.1运行时间分析

食堂每天的使用的时间为中午和傍晚两段时间，按每段的使用时间为30分钟计，每天的使用时间为1小时。

冷水机组系统的结构特点（有一个冷媒和水进行冷热交换的过程），所以夏季必须在开饭前40分钟开启室外主机，开饭前10分钟开启室内末端进行房间预冷，因此夏季冷水机组系统真正的运行时间为每天140分钟（2.33小时）。冬季运行时必须在开饭前1小时开启供热锅炉，以使锅炉内的水温达到要求，开饭前40分钟打开循环水泵，以使系统内的空调水得到预热，开饭前10分钟开启室内末端进行房间预热。因此冬季供热锅炉的运行时间为每天180分钟（3小时），空调循环系统的运行时间为每天140分钟（2.33小时）。

风冷热泵系统的结构特点（有一个冷媒和水进行冷热交换的过程），所以必须在开饭前40分钟开启室外主机，开饭前10分钟开启室内末端进行房间预冷，因此风冷热泵系统真正的运行时间为每天140分钟（2.33小时）。

变频一拖多中央空调系统只需在开饭前10分钟开启室内机进行房间预冷，因此变频一拖多中央空调系统真正的运行时间为每天80分钟（1.33小时）。

3.2空调能耗分析

冷水机组系统制冷时的总耗电量约为160.3KW／h（包括冷水机组，循环水泵，冷却塔，风机盘管等），在制热时的总耗电量约为9.75KW／h，耗油量约为46.6K8／h

风冷热泵系统总耗电量约为248KW／h。

变频一拖多中央空调耗电量约为105KW／h（制热和制热的平均数值）

3.3运行费用分析

取每年运行180天，冬季和夏季各90天。电费为1元／KWh，柴油价格为4元／Kg。

冷水机组系统年运行费用为：

1×90×2.33×160.3+1×90×2.33×9.75+4×90×3×46.6=85987元

风冷热泵系统年运行费用为：

1×180×2.33×620／2.5=104011元

（备注：风冷热泵系统的耗电量中还未计算循环水泵的耗电量）

变频一拖多空调系统年运行费用为

1×180×1.33×620／3.5=42408元

分析结果：变频一拖多中央空调运行费用不到冷水机组，风冷热泵系统运行费用的一半。

4.设备使用寿命分析

冷水机组主机的一般设计使用寿命为26000小时，空调末端一般设计使用寿命为16000小时。则整个空调系统的平均使用寿命约为21000小时。

（备注：系统的使用寿命未考虑风管和水管的使用寿命，也未考虑风管和水管的锈蚀对整个系统的影响）。