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【百科】变频多联中央空调与模块式风冷热泵的综合对比

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发表于 2018-9-2 13:29:59 |显示全部楼层
  模块式风冷热泵机组是各个独立的风冷热泵机组组合在一起使用,目前模块式机组是商用空调市场销售非常好的机型。它的优点是可以根据客户的负荷情况改变模块单元机组的数量或允许客户在使用过程中再增加机组,方便客户根据自己的资金和使用情况灵流量开关活采购和使用机组。在模块式风冷热泵机组的结构上,每个模块均有相同口径的进出水管,模块之间只需将水管对接即可,安装非常方便,由于模块机这种特殊的形式,模块机组的进出水管的流速不确定,给模块机组的水流控制带来了一定的难度。确保每个模块得到合适的水流量是模块机组可靠工作的必要保证,不适当的水流量可能导致某个模块单元机组蒸发器结冰、冷凝压力高、压缩机“咬缸”等故障。对于模块机组一般制冷量比较大,一旦发生上述故障,品牌的美誉度将受到非常大的影响。因此模块机组的水流量控制及保护是非常重要的,合适的水流检测方法以及检测部件可以保证机组只在系统水流量大于允许的最小水流量下工作,在很大程度上可以避免空调主机发生故障。
  模块机组因各模块之间共用进出水管,当连接各模块之间水管时,如果模块数量比较少,主水管可采用异程式布局;如果模块数量较多最好采用同程式布局,这样可以确保每个模块之间的水流量一致。
  模块机组各模块之间共用进出水管的管径不仅取决于每个模块制冷量的大小还取决于整个模块机组的最大模块数量。通常模块机主水管的流速控制在0.5~4m/s之内比较合适。因为如果流速比较大,模块之间的水管道沿程阻力较大,容易造成各模块之间的水流分配不均,适当的主水管流速可以忽略在主水管产生的压降。如果单元模块的换热器在额定流量下的压降为30kPa,模块内部主水管的压降在2kPa内,每个模块之间的水流量几乎相同,但如果模块内部水管的压降超过5kPa,模块机组之间的水流量偏差将可能超过10%。对于换热器在额定流量下压降越大,需要机组内部的主水管允许的压降越大、水泵的扬程也越大。
  模块机组的水管管径一般比较大,从工程造价上考虑水管材料一般不会选择铜管等不易腐蚀的材料,往往选择一般的无缝钢管作为水管。整个水管路采用无缝钢管电焊的方式连接,电焊过程中产生的大量焊渣如果不能进行有效的清除。焊渣一旦进入换热器危害非常大,将可能造成换热器局部堵塞。如果机组换热器使用的是钎焊板式换热器或套管式换热器将很难去除,因为这流量开关种换热器不能进行机械清洗,如果使用壳管式换热器将比较容易去除焊渣。如果不能有效清除换热器内的焊渣将导致水侧换热器局部水流量下降,而此时冷媒侧冷媒流量基本维持不变,有可能导致水温逐渐下降甚至低于水的冰点,由于堵塞的水侧流量下降致使与之相邻的冷媒侧不完全蒸发,出现回气管结霜甚至结冰的情况,容易是压缩机产生液击。如果换热器局部堵塞程度比较轻,此时系统的整个水流量并没有发生太大的变化,水流保护开关不起作用。而防冻保护传感器(插入到换热器内部检测水温度)也检测不到该最低温度点,防冻保护并不能起作用,可怕的事情发生了--换热器冻坏直至整个制冷系统报废。为了防止焊渣等杂质堵塞换热器除在施工过程中规范施工外,在厂家的冷水机组设计过程中也能避免这种情况的发生。
  水过滤器是模块机组共用的部流量开关件,是水系统最关键的两个部件之一。水过滤器的选择适当可以有效预防水管施工过程中产生的杂质进入换热器。适当的水过滤器目数和形式是非常关键的,应在安装时预留旁通机组进水管的阀门,安装完成后开机调试前旁通模块流量开关机组换热器进行水管路清洗。此时进水水过滤器内最好使用100目不锈钢冲压滤网,到末端的水过滤器目数应大于100目(临时使用,调试好后旁通阀打开)。如果系统有备用泵时同时开启主备用泵,使水管路内的流速最大,开启24小时后清洗过滤网。这样可以将几乎全部大颗粒杂质积聚在水过滤器内,然后再更换60目的水过滤器即可开机调试。
  通常在模块机组的水管路系统主机工厂采用镀锌无缝钢管,由于钢管在工程施工现场无法实施镀锌工艺,天长日久水管易生锈腐蚀。如果采用钢管内衬耐腐蚀塑料就没有管路腐蚀和产生大量电焊焊渣堵塞水管路的情况,虽然增加安装造价,但大大降低空调机组的维修和维护保养费流量开关用,在寿命期内的综合费用会大大减少。
  控制方式非常灵活和科学化,每层楼设置一套或多套独立的系统,可根据各空调房间的负荷需求情况,进行宽范围的能量调节,只对已开启的空调设备进行耗电叠加,开一台室内机对应消耗一台室内机电量,达到“按需供冷(热)”,有效地利用和分配能源,极大地降低了运行成本,相对传统中央空调节能40%以上。
  系统使用一次冷媒直接蒸发,不需要第二次热量转换,所以制冷制热速度快。能量传递速率是传统中央空调二次冷媒系统的200倍,及时响应室内冷热负荷需求,提高了空调制冷、制热速度。
  安装施工简便,减少工作量。室外主机和室内机体积细小和轻巧,方便安装,只需简单的布管和布线%以上。
  不需要专业的空调机房,主机可任意放在楼顶、阳台或地面等隐蔽处,不占用室内使用空间;而且室内机一般为天花式或天花内藏式设计,无需占用室内空间。
  无需专人管理,无备品备件,单机运行时,一台压缩机故障不影响其他压缩机的正常运行。模块并联时,一个模块出现故障不会影响其他模块的正常运行。
  1、提供8HP、10HP、12HP、14HP、16HP五种模块,所有模块统一尺寸,美观且通用性强,最多可四台机组并联,在8~64HP制冷能力范围内实现以2HP为跨度的不同组合,更加精确地满足用户冷量需求;
  2、采用高性能的高压腔涡旋式变频压缩机,振动小,噪音低,具有极好的排、回油特性,运转十分可靠,能力调节范围宽(20~115Hz);
  3、控制部分的关键零部件:变频模块、芯片、整流桥堆、接触器等均进口于三菱、富士、美国T2、富士/3社、ABB等厂家,在质量上得到了充分的保证;
  4、双风轮设计,采用全新涡轮增压风扇,风量大,噪音小,提高换热效率。并采用质量轻、振动小、防腐蚀的导风圈,降低气流噪音;
  5、采用新型高效整体式换热器,内部为三排φ9.52开桥梯形内螺纹换热管和蓝色亲水铝箔。换热面积可调节,提高了系统部分负荷效率,降低不必要的压力损失;
  7、美的MDV两大专利技术:油平衡和气平衡,确保压缩机在设计的环境温度范围内任意工况下可靠、稳定地运转;
  8、运行稳定可靠:单机运行时,一台压缩机故障不影响其他压缩机的正常运行。模块并联时,一个模块出现故障不会影响其他模块的正常运行;
  12、根据用户需求可选择R407C环保冷媒,热工性质与R22最为接近,臭氧破坏指数ODP值为零,线、多种控制方式:遥控、线控和网络控制。各集中控制系统可与intel网连接,实现多达1024台内机和512台外机的远程控制,并拥有独立计费功能,有效解决分户计费困难的问题。
  14、空调室外机具有高、低压保护开关、启动器故障保护、保险丝、曲轴箱加热器、可熔塞、压缩机过电流保护器、压缩机排气压力过高、吸气压力过底保护、室外冷凝器高温保护、变频模块保护以及内部过载继电器、相位保护器、内置式停电瞬间启动自动保护装置等;
  15、掉电记忆功能保证即使发生断电后,空调也能自动恢复到先前设定的运转模式;
  16、系统提供完整的一系列室内机供用户自由选择9种类型,14种容量, 110多个型号;
  17、机身轻巧,安装简便,可用电梯运输设备到楼顶,使得高层安装更方便,更节省时间和人力。
  1、温度控制差,只能通过温控器对室内风机进行3速调节方式对室温进行控制,室温波动范围大,±3-5度。
  2、控制方式单一,灵活性差;室内机控制采用温控器对室内风机进行3速调节,特别到了非正常使用时间、非空调使用季节,室内机开关对室外机的工作影响不大,室外机一般只能进行统一开关控制
  3、制冷/热慢,需要至少30分钟以上的运行前准备,不能随时随地获得空调供应
  4、除湿性能差;采用二次冷媒系统,温度较高,不利于南方的潮湿气候及酒店类的实际使用情况。
  5、接水盘外露,易积灰,采用自然排水,容易导致冷凝水排水不畅,堵塞排水管道,造成漏水。
  6、室外机可任意放在楼顶、阳台或地面等隐蔽处,不占用室内使用空间,但水泵需占用部分室内房间。
  7、除了安装体积较大的主机外,还要配置水配系统,安装水泵等设备,考虑到水力系统的平衡等问题,对整体设计不能因地制夷的修改,安装施工繁杂,工作量大
  10、整个系统外购件多,产品为不同制造商,品质监控参差,系统复杂,水压高,水管和阀门多,极易发生漏水;同时工作关键部件多,模块较大,系统稳定性能较差,相对故障率较高
  15、根据南方水质情况,每隔1-2年就要对水配管路污垢进行清洗,如维护不良,还要对管路进行更换
  变频多联机的初投资高,但后期运行及维护成本较低,建议采用变频多联中央空调系统。
  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,满足各个房间上同的空调需求,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。
  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、室内负荷上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上断变化,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: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。
  风冷热泵外机+辅助设备(包括水泵,膨胀水箱等) +风机盘管等末端设备+其他材料和安装调试费
  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的一次性投资相差上多。
  3.1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),所以夏季必须提前40 分钟开启室外主机,提前10 分钟开启室内末端进行房间预冷。
  3.2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。
  风冷热泵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,未考虑风管和水管的锈蚀对整个系统的影响。)
  变频一拖多空调设备的设计使用寿命一般为30000 小时以上,最高可达40000 小时。
  分析结果:变频一拖多中央空调使用寿命为冷水机组系统使用寿命的1.4—1.9 倍。
  风冷热泵系统除需清洗室内的过滤网外,还需定期进行清洗室外主机的水过滤器和对管道系统进行清洗和除垢,否则水垢在管道内越积越多后会影响系统的水流量,也会影响空调的使用效果。维护较麻烦,需找专业公司进行维护。
  变频一拖多空调只需定期清洗室内的过滤网外,操作简单,维护方便,可自己进行维护。
  分析结果:变频一拖多中央空调在运行维护的方便程度和费用方面要比冷水机组系统、风冷热泵系统好得多。
  风冷热泵的主机内由于采用大型螺杆式压缩机,并且没有变频控制,因此在开启时的启动电流非常大,对电网有一定的冲击,可能会影响其他电器的使用。另外冷水机组主机和供热锅炉须设置单独的机房放置,那么会占据建筑内的有效空间。(一般冷水机组主机和供热锅炉的机房设置在地下室内,以降低噪音的影响)。
  变频一拖多空调系统由于采用多个小压缩机加变频技术,其开启时的电流只有1 安培,然后再逐渐加大,绝对上会对电网带来冲击。另外室外机可安放于建筑的楼顶或落地放置,上会占据建筑内的有效空间。
  从以上的比较中可以看出:变频一拖多式空调系统在一次性投资方面与冷水机组系统中央空调差不多,但在运行费用、使用寿命、维护管理等方面具有明显优势。
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