14種冷熱源及空調(diào)系統(tǒng)特點介紹

論壇 14 種冷熱源及空調(diào)系統(tǒng)特點介紹 2015 03 20 暖通空調(diào)在線 暖通空調(diào)在線 ehvacr 暖通空調(diào)行業(yè)門戶網(wǎng)站 新媒體應用平臺 業(yè)內(nèi)技術(shù)交流的最大站點 中英文媒體 產(chǎn)品服務于行業(yè) 創(chuàng)新第一 服務為先 暖通空調(diào)在線 暖通技術(shù)門戶 技術(shù)培訓 會議組織 目錄 目錄 一 常規(guī)電制冷空調(diào)系統(tǒng) 二 冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng) 三 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng) 四 電蓄熱空調(diào)系統(tǒng) 五 風冷熱泵空調(diào)系統(tǒng) 六 溴化鋰空調(diào)系統(tǒng) 七 VRV 空調(diào)系統(tǒng) 八 熱泵空調(diào)系統(tǒng) 九 空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng) 十 大溫差低溫送風空調(diào)系統(tǒng)的特點 十一 變風量空調(diào)系統(tǒng)的特點 十二 冰蓄冷與水源熱泵的結(jié)合 十三 水蓄冷系統(tǒng) 十四 溫濕獨控空調(diào)系統(tǒng)系統(tǒng) 一 常規(guī)電制冷空調(diào)系統(tǒng)一 常規(guī)電制冷空調(diào)系統(tǒng) 目前使用較多的空調(diào)形式 經(jīng)過一個多世紀的發(fā)展 制冷主機的形式多種多樣 具 有制冷效率高等的優(yōu)點 它有如下特點 優(yōu)點優(yōu)點 1 系統(tǒng)簡單 占地比其他形式的稍小 2 效率高 COP 制冷效率 一般大于 5 3 3 設備投資相對于其它系統(tǒng)少 不足之處不足之處 1 冷水機組的數(shù)量與容量較大 相應的其他用電設備數(shù)量 容量也增加 運動設 備的增加加大了維護 維修工作量 2 總用電負荷大 增加了變壓器配電容量與配電設施費 3 所使用電量均為高峰電 不享受峰谷電價政策 運行費用高 4 在拉閘限電時出現(xiàn)空調(diào)不能使用的狀況 2003 2004 年夏季空調(diào)主機減半運 行 造成大部分中央空調(diào)達不到效果 5 運行方式不靈活 在過渡季節(jié) 節(jié)假日或休息時間個別區(qū)域供冷 需要開主機 運行 形成大馬拉小車 浪費了機組的配置能力 增加了運行費用 6 對于大型區(qū)域供冷系統(tǒng)較難實現(xiàn)較好的供冷 供水溫度不能降低 管網(wǎng)的投 資大 輸送能耗高 空調(diào)品質(zhì)差 二 冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)二 冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng) 冰蓄冷空調(diào)是在常規(guī)水冷冷水機組系統(tǒng)的基礎上減小制冷主機容量增加蓄冰裝置 利用夜間低谷低價電力時段將冷量通過冰的形式儲存起來 白天需要供冷時釋放出 來 該技術(shù)在二十世紀 30 年代開始應用于美國 在 70 年代能源危機中得到發(fā)達 國家的大力發(fā)展 從美國 日本 韓國 臺灣等較發(fā)達的國家和地區(qū)的發(fā)展情況來 看 冰蓄冷已經(jīng)成為中央空調(diào)的發(fā)展方向 比如 韓國明令超過 2000 建筑 必 須采用冰蓄冷或煤氣空調(diào) 日本超過 5000 的建筑物 就在設計時考慮采用冰蓄 冷空調(diào)系統(tǒng) 很多國家都采取了獎勵措施來推廣這種技術(shù) 比如韓國轉(zhuǎn)移 1KW 高 峰電力 一次性獎勵 2000 美元 美國一次性獎勵 500 美元 等等 中國也加大對蓄能技術(shù)的推廣力度 國家計委和經(jīng)貿(mào)委特地下達 節(jié)約用電管理辦 法 要求各單位推廣蓄能技術(shù) 并逐步加大峰谷電差價 全國采用蓄能技術(shù)的空 調(diào)系統(tǒng)大幅度增加 2001 年 10 月舉辦 APEC 會議的 10 萬 的上?？萍汲?浙江 大學紫金港新校區(qū) 13 萬 廣州大學城 500 萬 等大型建筑采用的就是冰蓄冷空 調(diào)系統(tǒng) 冰蓄冷中央空調(diào)代表當今世界中央空調(diào)的先進水平 預示著中央空調(diào)的發(fā)展方向 有如下特點 優(yōu)點優(yōu)點 1 減少冷水機組容量 降低主機一次性投資 總用電負荷少 減少變壓器配電 容量與配電設施費 2 冷主機制冷效率高 COP 大于 5 3 同時利用峰谷荷電價差 大大減少空調(diào) 年運行費 可節(jié)約運行費用 35 以上 與熱泵和溴化鋰空調(diào)形式比可以節(jié)約 40 以上 3 減少建筑的配電容量 節(jié)約變配電的投資 節(jié)約約 30 空調(diào)的配電投資 免雙線路的高可靠性費用 節(jié)約投資 4 使用靈活 部分區(qū)域使用空調(diào)可由融冰提供 不用開主機 節(jié)能效果明顯 5 可以為較小的負荷 如只用個別辦公室 融冰定量供冷 而無需開主機 6 在過渡季節(jié) 可以融冰定量供冷 而無需開主機 不會出現(xiàn)大馬拉小車的狀況 運行更合理 費用節(jié)約明顯 7 具有應急功能 提高空調(diào)系統(tǒng)的可靠性 在拉閘限電時更能顯示其優(yōu)勢 只要 具備帶動水泵的電力 如發(fā)電機發(fā)電 限電減電力供電 就能夠融冰供冷 不會出 現(xiàn)空調(diào)不能使用的狀況 2003 2004 年夏季空調(diào)主機減半運行 造成大部分中央 空調(diào)達不到效果 只有冰蓄冷空調(diào)的效果沒有受到影響 8 制冷溫度低而穩(wěn)定 空調(diào)效果佳 提高大樓的舒適性和品位 9 有低溫冷源制冷速度快 上班前啟動時間短 上班前啟動時間越長 則空調(diào)無 效運行越多 無謂的浪費越大 10 作為驅(qū)動能源 清潔 環(huán)保 穩(wěn)定 簡單可靠 且峰谷電差價在不久的將來勢 必會更優(yōu)惠 周邊省份在去年均已大幅優(yōu)惠 國外的峰谷差更大 11 對于大型多建筑區(qū)域供冷 可以低溫供水 降低送水能耗 減少管網(wǎng)投資 同 時與每一建筑一個供冷站的形式比可以節(jié)約投資 減少管理費用 減少機房面積 如廣州大學城 500 萬 浙江大學紫金港新校區(qū) 13 萬 杭州商學院 10 萬 杭州市民中心 58 萬 等 12 可以為末端提供低溫冷凍水 降低末端的投資 加強除濕能力 大幅提高空調(diào) 舒適性 如果采用低溫送風系統(tǒng) 更是可以節(jié)約末端的風機能耗 提高空調(diào)品質(zhì) 減少風管的尺寸和投資 13 空調(diào)系統(tǒng)智能化程度高 可以實現(xiàn)系統(tǒng)的全自動運行 而且具備與大樓的 BAS 接口 是目前世界上最先進的空調(diào)系統(tǒng) 不足之處不足之處 1 如果主機和蓄冰裝置等設備均布置于冷凍機房內(nèi) 蓄冰裝置需要占用一定的空 間 解決辦法 可以埋在綠化帶下 布置在汽車坡道下等無用空間 2 機房設備投資比常規(guī)水冷電制冷和溴化鋰機組系統(tǒng)稍高 3 冰蓄冷只能夏天供冷 需要供熱系統(tǒng) 可以采用熱網(wǎng)換熱采暖 熱網(wǎng)容量遠低 于溴化鋰機組所需 只有 50 左右容量 三 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)三 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng) 1 屬于可再生能源利用技術(shù) 水源熱泵是具備了利用地球水體所儲藏的太陽能資源作為冷熱源 進行能量轉(zhuǎn)換的 供暖空調(diào)系統(tǒng) 其中可以利用的水體 包括地下水或河流 地表部分的河流和湖泊 以及海洋 地表土壤和水體不僅是一個巨大的集熱器 收集了 47 的太陽輻射能 量 比人類每年利用能量的 500 倍還多 地下的水體是通過土壤間接的接受太陽 輻射能量 而且是一個巨大的動態(tài)能量平衡系統(tǒng) 地表的土壤和水體自然地保持 能量接受和發(fā)散地相對地均衡 這使得利用儲存于其中地近乎無限地或地能成為可 能 所以說 水源熱泵利用的是清潔的可再生能源地一種技術(shù) 2 便于計量和收費 空調(diào)用電負荷在用戶位置 因此便于空調(diào)的計量與收費 這對于用戶合理使用空調(diào) 系統(tǒng) 節(jié)約空調(diào)系統(tǒng)的能耗 公平 公正 公開地攤派空調(diào)運行管理是很有利的 3 運行安全可靠 水源熱泵機組的空調(diào)系統(tǒng)是可以基本保證全年按用戶的需要開啟空調(diào)系統(tǒng) 特別是 春秋空調(diào)過渡季節(jié)均能運行 也就相當于四管制空調(diào)系統(tǒng) 一般 水源熱泵供 回 水的溫度一年四季相對穩(wěn)定 其波動的范圍遠遠小于空氣的變動 夏季水體作為空 調(diào)的冷源 冬季作為空調(diào)的熱源 水體溫度較恒定的特性 使得熱泵機組運行更可 靠 穩(wěn)定 也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟性 不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點 問題 4 高效節(jié)能 水源熱泵機組可利用的環(huán)境水體溫度冬季為 12 22 水體溫度比環(huán)境空氣溫度 高 所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高 能效比也提高 而夏季水體為 18 35 水 體溫度比環(huán)境溫度低 所以制冷的冷凝溫度降低 機組效率提高 5 靈活應用 有的建筑物內(nèi) 特別在過渡季節(jié) 部分區(qū)域需要供冷 部分區(qū)域需要供熱 水源熱 泵可以同時供冷和供熱 可以實現(xiàn)建筑內(nèi)冷熱量的轉(zhuǎn)移和平衡 從而系統(tǒng)少用能源 水地源空調(diào)以其卓越的節(jié)能環(huán)保特點得到了廣泛認可 06 年我國科技部把建筑節(jié) 能作為十一五科技支撐計劃項目 其中課題六為水地源熱泵應用技術(shù) 07 年 兩會 已把全面推進節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應用作為會議重要議題之一 在短短幾年間 水地源 熱泵中央空調(diào)在大中城市的發(fā)展如火如荼 特別是在北京 山東 長三角等經(jīng)濟發(fā) 達區(qū)域 已經(jīng)成為節(jié)能環(huán)保高檔空調(diào)系統(tǒng)的象征 目前正快速向中 西部地區(qū)發(fā)展 各地紛紛建立水地源空調(diào)示范工程 政府也積極鼓勵企事業(yè)單位選用水地源熱泵空 調(diào) 當前 氣候變暖嚴重威脅到人類的可持續(xù)發(fā)展 應對氣候變化已成為全球面臨的重 大挑戰(zhàn) 氣候變化的原因除了自然因素外 同人類的活動 特別是同使用化石燃料 排放二氧化碳的程度密切相關(guān) 節(jié)能必然成為衡量未來建筑品質(zhì)的必要指標 低碳排放 的概念正受到環(huán)保行業(yè) 學術(shù)研究機構(gòu)的普遍重視 中央空調(diào)系統(tǒng)作為建筑耗電最大的一個設備 其節(jié)能減排的的必要性應該首當其沖 的 根據(jù) 中國節(jié)能技術(shù)政策大綱 3 3 4 發(fā)展地熱源 水源 空氣源熱泵技術(shù)和污水 源熱泵技術(shù) 一般情況下不應采用直接電采暖方式 提倡蓄冷 蓄熱空調(diào)和采暖 盡量利用電網(wǎng)低谷負荷 國務院文件 國發(fā) 2008 03 號 節(jié)能技術(shù)推薦采用水源熱泵與蓄冰技術(shù) 四 電蓄熱空調(diào)系統(tǒng)四 電蓄熱空調(diào)系統(tǒng) 電蓄熱空調(diào)是利用夜間低谷低價電力電鍋爐制熱 制取的熱量以熱水的形式儲存在 蓄熱裝置中 白天將所儲存熱量釋放出來向空調(diào)末端供熱 電蓄熱空調(diào)具有穩(wěn)定的供熱能力 有如下特點 1 利用蓄能技術(shù)移峰填谷 平衡電網(wǎng)負荷 提高電廠發(fā)電設備的利用率 降低電 廠 電網(wǎng)的運行成本 節(jié)約電廠 電網(wǎng)的基礎建設投入 2 利用峰谷荷電價差 大大減少空調(diào)年運行費 3 使用靈活 過渡季節(jié) 節(jié)假日或者下班后部分辦公室使用空調(diào)可由蓄熱定量提 供 無需開機組 節(jié)能效果明顯 運行費用大大降低 4 具有應急功能 提高空調(diào)系統(tǒng)的可靠性 5 自動化程度高 可以作到無人值守 根據(jù)空調(diào)的變化實時跟蹤 需要多少冷量 供多少 不會出現(xiàn)大馬拉小車的狀況 節(jié)能明顯 五 風冷熱泵空調(diào)系統(tǒng)五 風冷熱泵空調(diào)系統(tǒng) 風冷熱泵是靠室外空氣來冷卻的一種空調(diào)形式 其制冷和供暖的性能與室外環(huán)境溫 度密切相關(guān) 它有如下特點 1 冷熱一體 不需要另外配置熱源 2 在不考慮其對建筑外觀的影響和機組運行振動影響時 可以將機組放置于屋頂 不需要專門的空調(diào)機房 在小面積無冷凍機房的建筑比較適合 3 空氣冷卻 不需配置冷卻塔 4 靠空氣冷卻 制冷 制熱性能與室外環(huán)境溫度密切相關(guān) 造成性能不穩(wěn)定 夏 季室外溫度較高 需冷量較多時 其制冷能力變差 冬季室外溫度較低 需供熱較 多時 其供熱能力變差 冬季需要采取特定的除霜手段 影響了制熱效果 供熱溫 度低 使室內(nèi)的溫度在天冷時達不到要求 5 靠空氣冷卻 制冷效率低 名義 COP 低于 3 2 實際運行一般為 2 5 左右 運行費用高 6 因機組放于室外靠風冷卻 時間長了冷凝器上結(jié)滿灰塵 極大的影響了換熱效 率 機組運行效率下降 制冷量也急劇下降 一般 3 年后需重新考核其制冷能力 進行相應處理 有時甚至需加配機組 7 機組選型時需考慮環(huán)境對系統(tǒng)的影響 需要增大配置 投資增加 投資為幾種 空調(diào)形式中最高 8 效率低 總用電負荷大 增加了常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)本身就較大的變壓器配電容量 配電設施費高 且需交納較多的電力貼費和電力施工費 9 由于機組放置于室外 運行 管理 維護難度大 機組容易損壞 維修工作量 大 10 過渡季節(jié) 需冷量或熱量減少時 其制冷或制熱能力卻達到最高水平 大馬拉 小車 形成浪費 也增加了運行費用 六 溴化鋰空調(diào)系統(tǒng)六 溴化鋰空調(diào)系統(tǒng) 溴化鋰機組是利用熱能作為機組的能源 通過溴化鋰和水之間的吸收與釋放 由水 作為制冷劑循環(huán)來達到制冷的目的 根據(jù)提供熱能的方式 溴化鋰機組又分為直燃 型 燃油 燃煤氣或燃天然氣 蒸汽型 熱網(wǎng)蒸汽或自備鍋爐提供蒸汽 和熱水 型 熱網(wǎng)熱水或自備鍋爐提供熱歲 由于不通熱網(wǎng) 因此只能為直燃型 由于水做制冷劑 溴化鋰做吸收劑 使得制冷主機的特性完全不同于其他空調(diào) 其優(yōu)點如下其優(yōu)點如下 1 系統(tǒng)的能源主要為熱能 因此配電容量小 約為常規(guī)電制冷的 1 3 冰蓄冷系 統(tǒng)的 1 2 運行耗電量小 但在停電時仍然不能運行 采用自備發(fā)電機只能保 證部分水泵 整個系統(tǒng)不能供冷 無法象冰蓄冷系統(tǒng)開水泵全融冰可以供冷 如果 出現(xiàn) 2003 年夏季的限電使用開一半機組 則達不到空調(diào)效果 而冰蓄冷可以保證 空調(diào)效果 2 用于有廢熱產(chǎn)生的場合較為可行 如鋼廠 紡織廠等 歐美發(fā)達國家溴化鋰機 組的應用均在有廢熱的場合 3 直燃型 冷熱一體 不需另外配置采暖設備 采暖時就是一臺燃氣鍋爐 但 熱效率比單獨的燃氣鍋爐低一些 4 機房占地面積比冰蓄冷稍小 不足之處不足之處 1 由于溴化鋰機組的特性 制冷量存在衰減 年衰減約為 3 8 因此溴化 鋰機組的容量設計時按 15 的余量配置 2 制冷主機的出水溫度高 實際運行高于 8 眾多的實際工程就均如此 空 調(diào)效果差 制冷速度慢 上班前啟動時間長 降低了大樓的品位 同時由于供水溫 度高 必須加大末端設備的容量才能達到降低室內(nèi)溫度的效果 增大了投資 3 溴化鋰是具有腐蝕性的無機鹽 容易造成機組的腐蝕和制冷量的衰減 4 效率低 能效比 COP 約為 0 8 1 2 屬于節(jié)電不節(jié)能型產(chǎn)品 運行能耗高 運行費用高 在能源緊張的現(xiàn)在 發(fā)達國家根本就不提倡使用 除非有廢熱 5 由于采用水作制冷劑 必須確保系統(tǒng)真空度 但由于工藝以及實際運行后會產(chǎn) 生不凝性氣體 導致真空度下降 制冷量衰減 6 溴化鋰機組部分負荷運行時卸載能力差 因此部分負荷時容易造成 大馬拉小車 狀況 浪費運行費用 如果只有部分區(qū)域冷負荷較小時機組甚至無法啟動 低于機 組的 40 負荷即無法運行 當要求的冷量很小 遠低于溴化鋰機組能夠啟動運 行的容量時無法供冷 在部分負荷下運行 如果