冷热源的选择分析及设计

第五章冷热源的选择分析及设计5.1风冷与水冷机组的比较5.1.1风冷与水冷机组费用上的比较一、风冷机组与水冷冷水机组的初投资的比较

风冷热泵机组所需的附属设施为：冷冻水泵、集水器、分水器而水冷式冷水机组所需的设施为：专用机房、冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵、集水器、分水器。从中可以得出在初期投资中风冷热泵机组要小于水冷式冷水机组。

二、风冷热泵机组与水冷冷水机组的运行费用的综合比较

1、电量的比较：比较两者的耗电量应明确机组装机容量与耗电量的区别及负荷分布对机组效率和耗电量的影响。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式及不均匀的，所以机组在最大负荷下运行的时间是极其有限的。风冷式冷水机组的冷凝温度取决于室外干球温度，而水冷式冷水机组的冷凝温度则取决于室外湿球温度。在一天之内，室外空气干球温度的变化比湿球温度要大得多，在干旱地区甚至可以达到15℃—16℃，而湿球温度在一天之内是变化很小的所以可以认为水冷式机组的冷凝温度在一天之内是几乎不变，而风冷式机组的冷凝温度当室外干球温度下降时随之下降。

2、维护费用的比较：风冷式冷水机组在维护上只需要对机组本身进行维护而水冷式冷水机组不仅要对机组进行维护对冷却设施也需要很多的维护其中冷却塔的维护费用尤为多，例如风机电机轴承的更换、水泵的轴瓦、轴套的更换、冷却塔的冲洗等等。

结论：

（1）风冷式机组的初投资要比水冷式机组的初投资低但单位制冷耗电量要略高于水冷机组，但风冷机组的年度综合费用与水冷机组基本持平或稍低。

（2）从运行上看，只有在机组年运行时间非常长的情况下，水冷机组才有可能在以后慢慢收回高出的那部分投资。

（3）水冷机组冷却水补水量的多少是影响其费用的重要5.1.2同水冷机组相比，风冷机组具有以下优缺点：

不需要占用专门的机房，并且无需安装冷却塔及泵房，维修简单，运行方便，无需专业人员维护。

无冷却水系统，无冷却水系统动力消耗，无冷却水损耗。

空气源热泵体型较大，占地面积大，同时室外机噪声较高，并存在热岛效应，使得外界局部空间环境条件恶化。

冬季在一定的温度和湿度条件下，室外机组需要除霜，浪费能源，相关文献显示除霜损失约占热泵总能耗损失的10%左右；

受室外环境制约：这是空气源热泵的主要缺点。在遇到夏季高温和冬季寒冷的天气时热泵的效率大大降低，而且制热量随室外空气温度降低而减少，制冷量随室外温度升高而降低，这与建筑热负荷需求趋势正好相反；尤其在室外温度低于-8℃时，机组效率极低，甚至无法开机。结论：本设计采用水冷试冷水机组作为冷源。5.2冷水机组的确定5.2.1冷冻站根据以上分析计算冷冻站的设计最大冷负荷，作为选择冷水机类型、台数、确定冷冻站规模的依据。冷冻站的最大计算冷负荷等于设计计算冷负荷乘以冷量消耗系数，对于一般冷水机组冷量消耗系数取1.05～1.10，氨制冷系统取1.10～1.15。本设计将采用一般的冷水机组，在此取1.05。根据冷负荷计算的总冷负荷可知道本建筑中采用水冷式冷水机组承担的设计计算冷负荷为：934kw，所以冷冻站的最大计算冷负荷为：934×1.05=980.7kw。5.2.2冷水机组类型的选择制冷机组种类较多，各种制冷机组的容量范围和性能都各有特点及最佳适应条件。主要应根据用户的经济效益及能耗等优劣状况进行综合分析，全面衡量，一般要考虑以下几点：1．选择冷水机组的考虑因素：

★建筑物的用途。各类冷水机组的性能和特征。当地水源(包括水量水温和水质)、电源和热源(包括热源种类、性质及品位)。建筑物全年空调冷负荷（热负荷）的分布规律。初投资和运行费用。对氟利昂类制冷剂限用期限及使用替代制冷剂的可能性。2．冷水机组的选择注意事项：在充分考虑上述几方面因素之后，选择冷水机组时，还应注意以下几点：对大型集中空调系统的冷源，宜选用结构紧凑、占地面积小及压缩机、电动机、冷凝器、蒸发器和自控组件等都组装在同一框架上的冷水机组。对小型全空气调节系统，宜采用直接蒸发式压缩冷凝机组。对有合适热源特别是有余热或废热等场所或电力缺乏的场所，宜采用吸收式冷水机组。制冷机组一般以选用2～4台为宜，中小型规模宜选用2台，较大型可选用3台，特大型可选用4台。机组之间要考虑其互为备用和切换使用的可能性。同一机房内可采用不同类型、不同容量的机组搭配的组合式方案，以节约能耗。并联运行的机组中至少应选择一台自动化程度较高、调节性能较好、能保证部分负荷下能高效运行的机组。选择活塞式冷水机组时，宜优先选用多机头自动联控的冷水机组。选择电力驱动的冷水机组时，当单机空调制冷量φ＞1163kW时，宜选用离心式；φ＝582～1163kW时，宜选用离心式或螺杆式；φ＜582kW时，宜选用活塞式。电力驱动的制冷机的制冷系数COP比吸收式制冷机的热力系数高，前者为后者的二倍以上。能耗由低到高的顺序为：离心式、螺杆式、活塞式、吸收式(国外机组螺杆式排在离心式之前)。但各类机组各有其特点，应用其所长。选择制冷机时应考虑其对环境的污染：一是噪声与振动，要满足周围环境的要求；二是制冷剂CFCs对大气臭氧层的危害程度和产生温室效应的大小，特别要注意CFCs的禁用时间表。在防止CFCs污染方向吸收式制冷机有着明显的优势。根据以上几点的考虑，本设计选用约克YS系列的螺杆式水冷冷水机组。选择的水冷冷水机组型号为YSBABASO5CCE，其性能技术性能参数为：制冷量492kW,数量2台，总制冷量为984kw>980.7kw。制冷剂为R22，冷冻水进水温度为12℃，出水温度为7℃，冷冻水流量86.4m3/h,水侧阻力59kPa,接管规格150mm；冷却水进水温度32℃，出水温度37℃，冷却水流量100.8m3/h,水侧阻力47kPa，接管规格150mm，外形尺寸：长3522mm5.3机房的布置查参考文献，制冷机房的布置原则如下：1．制冷机房的位置应尽可能靠近负荷中心，力求缩短输送管道，本设计将机房布置在地下室。2．大中型制冷机房的主机宜与辅助设备分间布置。3．在建筑设计中，应根据需要预留大型设备的进出安装和维修的空间，并应配备必要的起吊设备。4．机房需要设置每小时不小于2次的机械通风，配用的电机必须采用防爆型，并设置必要的消防和安全器材。5．制冷机房设备布置的间距见下表5–1。制冷机房设备布置间距表表5–SEQ表5–\*ARABIC1项目间距（m