摘要： 本文對(duì)多聯(lián)機(jī)與集中式中央空調(diào)在造價(jià)，運(yùn)行費(fèi)用，維護(hù)管理等方面進(jìn)行比較。闡述了各種系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。
●項(xiàng)目概況：
南通某單位食堂原建筑面積1600 ㎡左右，現(xiàn)改造后建筑面積增加到2300 ㎡左右，樓層為三層(局部四層)，功能包括職工食堂，包廂，會(huì)議室等。每層建筑面積約650 ㎡，根據(jù)甲方要求現(xiàn)增設(shè)中央空調(diào)設(shè)計(jì)。
●空調(diào)負(fù)荷：
單位面積空調(diào)冷負(fù)荷取310W／㎡，空調(diào)面積約2000 ㎡，總冷負(fù)荷為620KW。
●比較方案：
◆螺桿機(jī)組+冷卻塔+循環(huán)水泵+
◆風(fēng)冷熱泵+循環(huán)水泵+
◆多聯(lián)機(jī)中央空調(diào)
1 原理比較
1.1 螺桿機(jī)組中央空調(diào)系統(tǒng)
螺桿機(jī)組的核心是采用螺桿式壓縮機(jī)。該壓縮機(jī)是一種回轉(zhuǎn)式的容積式氣體壓縮機(jī)，能在低蒸發(fā)溫度或高壓縮比工況下可單級(jí)壓縮，通過(guò)滑閥裝置，使制冷量可在10～100％范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。螺桿機(jī)組COP 值較高，但通過(guò)水載體輸送到客戶末端，有一定的冷量損失，而且只能實(shí)現(xiàn)單冷，制熱還需另外配置鍋爐等加熱裝置。
1.2 風(fēng)冷熱泵集中中央空調(diào)系統(tǒng)
風(fēng)冷熱泵機(jī)組的輸送介質(zhì)通常為水溶液。它通過(guò)室外主機(jī)產(chǎn)生空調(diào)冷／熱水，由管路系統(tǒng)輸送至室內(nèi)的各末端裝置；在末端裝置處冷／熱水與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱量交換，產(chǎn)生出冷／熱風(fēng)，從而消除房間冷／熱負(fù)荷。它是一種集中產(chǎn)生冷／熱量，但分散處理各房間負(fù)荷的空調(diào)系統(tǒng)型式。
該系統(tǒng)的室內(nèi)末端裝置通常為。目前一般均可以調(diào)節(jié)其風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速（或通過(guò)旁通閥調(diào)節(jié)經(jīng)過(guò)盤(pán)管的水量），從而調(diào)節(jié)送入室內(nèi)的冷／熱量，因此該系統(tǒng)可以對(duì)每個(gè)空調(diào)房間進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)，滿足各個(gè)房間不同的空調(diào)需求，同時(shí)其節(jié)能性也較好。但冷熱水輸配系統(tǒng)所占有一定安裝空間。
1.3 多聯(lián)式空調(diào)機(jī)組
其工作原理是：由控制系統(tǒng)采集室內(nèi)舒適性參數(shù)、室外環(huán)境參數(shù)和表征制冷系統(tǒng)運(yùn)行狀況的狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化準(zhǔn)則和人體舒適性準(zhǔn)則，通過(guò)變頻等手段調(diào)節(jié)壓縮機(jī)輸氣量，并控制空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)扇、電子膨脹閥等一切可控部件，保證室內(nèi)環(huán)境的舒適性，并使空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定工作在最佳工作狀態(tài)。
多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)是在空調(diào)系統(tǒng)中，通過(guò)控制壓縮機(jī)的制冷劑循環(huán)量和進(jìn)入室內(nèi)換熱器的制冷劑流量，適時(shí)地滿足室內(nèi)冷熱負(fù)荷要求的高效率冷劑空調(diào)系統(tǒng)。多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)需采用變頻壓縮機(jī)、多極壓縮機(jī)、卸載壓縮機(jī)或多臺(tái)壓縮機(jī)組合來(lái)實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)容量控制；在制冷系統(tǒng)中需設(shè)置電子膨脹閥或其它輔助回路，以調(diào)節(jié)進(jìn)入室內(nèi)機(jī)的制冷劑流量；通過(guò)控制室內(nèi)外換熱器的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速積，調(diào)節(jié)換熱器的能力。
在變頻調(diào)速和電子膨脹閥技術(shù)逐漸成熟之后，變頻多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)普遍采用變頻壓縮機(jī)和電子膨脹閥。
空調(diào)系統(tǒng)在環(huán)境溫度、室內(nèi)負(fù)荷不斷變化的條件下工作，而且系統(tǒng)各部件之間、系統(tǒng)環(huán)境與環(huán)境之間相互影響，因此多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的狀態(tài)不斷變化，需通過(guò)其控制系統(tǒng)適時(shí)地調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)的容量，消除其影響，是一種柔性調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
分析結(jié)果：螺桿機(jī)組與風(fēng)冷熱泵通過(guò)二次載體水進(jìn)行傳送冷熱量，冷熱量會(huì)有一定的損失，而多聯(lián)機(jī)是直接通過(guò)冷媒進(jìn)行冷熱交換，無(wú)二次載體，比較節(jié)能。
2 造價(jià)比較
2.1、螺桿式冷水機(jī)組+供熱鍋爐+板式換熱器+循環(huán)水泵+冷卻塔+
項(xiàng)目名稱造價(jià)預(yù)算(萬(wàn)元)
螺桿式冷水機(jī)組60.0
冷卻水循環(huán)泵2.4
水循環(huán)泵2.0
冷卻塔3.9
供熱鍋爐+鍋爐房8.1
冷水機(jī)組土建機(jī)房費(fèi)用5.3
等末端設(shè)備27.4
其他材料和安裝調(diào)試費(fèi)15.0
合計(jì)124.1
2.2 風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)
項(xiàng)目名稱造價(jià)預(yù)算(萬(wàn)元)
風(fēng)冷熱泵外機(jī)65.0
輔助設(shè)備(包括水泵，膨脹水箱等) 20.0
等末端設(shè)備27.4
其他材料和安裝調(diào)試費(fèi)15.0
合計(jì)127.4
2.3 多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)
項(xiàng)目名稱造價(jià)預(yù)算(萬(wàn)元)
室外機(jī)55.0
室內(nèi)機(jī)45.0
工程安裝費(fèi)22.0
合計(jì)122.0
分析結(jié)果：變頻一拖多中央空調(diào)的一次性投資和風(fēng)冷熱泵機(jī)組，螺桿式冷水機(jī)組系統(tǒng)的一次性投資相差不多。
3．運(yùn)行費(fèi)用分析
3.1 運(yùn)行時(shí)間分析
食堂每天的使用的時(shí)間為中午和傍晚兩段時(shí)間，按每段的使用時(shí)間為30 分鐘計(jì)，每天的使用時(shí)間為1小時(shí)。
冷水機(jī)組系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（有一個(gè)冷媒和水進(jìn)行冷熱交換的過(guò)程），所以夏季必須在開(kāi)飯前40 分鐘開(kāi)啟室外主機(jī)，開(kāi)飯前10 分鐘開(kāi)啟室內(nèi)末端進(jìn)行房間預(yù)冷，因此夏季冷水機(jī)組系統(tǒng)真正的運(yùn)行時(shí)間為每天140 分鐘（2.33 小時(shí)）。冬季運(yùn)行時(shí)必須在開(kāi)飯前1 小時(shí)開(kāi)啟供熱鍋爐，以使鍋爐內(nèi)的水溫達(dá)到要求，開(kāi)飯前40 分鐘打開(kāi)循環(huán)水泵，以使系統(tǒng)內(nèi)的空調(diào)水得到預(yù)熱，開(kāi)飯前10 分鐘開(kāi)啟室內(nèi)末端進(jìn)行房間預(yù)熱。因此冬季供熱鍋爐的運(yùn)行時(shí)間為每天180 分鐘（3 小時(shí)），空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間為每天140分鐘（2.33 小時(shí)）。
風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（有一個(gè)冷媒和水進(jìn)行冷熱交換的過(guò)程），所以必須在開(kāi)飯前40 分鐘開(kāi)啟室外主機(jī)，開(kāi)飯前10 分鐘開(kāi)啟室內(nèi)末端進(jìn)行房間預(yù)冷，因此風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)真正的運(yùn)行時(shí)間為每天140分鐘（2.33 小時(shí)）。
變頻一拖多中央空調(diào)系統(tǒng)只需在開(kāi)飯前10 分鐘開(kāi)啟室內(nèi)機(jī)進(jìn)行房間預(yù)冷，因此變頻一拖多中央空調(diào)系統(tǒng)真正的運(yùn)行時(shí)間為每天80 分鐘（1.33 小時(shí)）。
3.2 空調(diào)能耗分析
冷水機(jī)組系統(tǒng)制冷時(shí)的總耗電量約為160.3 KW／h（包括冷水機(jī)組，循環(huán)水泵，冷卻塔，等），在制熱時(shí)的總耗電量約為9.75KW／h，耗油量約為46.6 K8／h
風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)總耗電量約為248 KW／h。
變頻一拖多中央空調(diào)耗電量約為105 KW／h（制熱和制熱的平均數(shù)值）
3.3 運(yùn)行費(fèi)用分析
取每年運(yùn)行180 天，冬季和夏季各90 天。電費(fèi)為1 元／KWh，柴油價(jià)格為4 元／Kg。
冷水機(jī)組系統(tǒng)年運(yùn)行費(fèi)用為：
1×90×2.33×160.3+1×90×2.33×9.75+4×90×3×46.6=85987 元
風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)年運(yùn)行費(fèi)用為：
1×180×2.33×620／2.5=104011 元
（備注：風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)的耗電量中還未計(jì)算循環(huán)水泵的耗電量）
變頻一拖多空調(diào)系統(tǒng)年運(yùn)行費(fèi)用為
1×180×1.33×620／3.5=42408 元
分析結(jié)果：變頻一拖多中央空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用不到冷水機(jī)組，風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用的一半。
4.設(shè)備使用壽命分析
冷水機(jī)組主機(jī)的一般設(shè)計(jì)使用壽命為26000 小時(shí)，空調(diào)末端一般設(shè)計(jì)使用壽命為16000 小時(shí)。則整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的平均使用壽命約為21000 小時(shí)。
（備注：系統(tǒng)的使用壽命未考慮和水管的使用壽命，也未考慮和水管的銹蝕對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響）。
風(fēng)冷熱泵主機(jī)的一般設(shè)計(jì)使用壽命為26000 小時(shí)，空調(diào)末端一般設(shè)計(jì)使用壽命為16000 小時(shí)。則整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的平均使用壽命約為21000 小時(shí)。（備注：系統(tǒng)的使用壽命未考慮和水管的使用壽命，也未考慮和水管的銹蝕對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響。）
變頻一拖多空調(diào)設(shè)備的設(shè)計(jì)使用壽命一般為30000 小時(shí)以上，最高可達(dá)40000 小時(shí)。
分析結(jié)果：變頻一拖多中央空調(diào)使用壽命為冷水機(jī)組系統(tǒng)使用壽命的1.4—1.9 倍。
5．維護(hù)管理分析
冷水機(jī)組系統(tǒng)除需清洗室內(nèi)的過(guò)濾網(wǎng)外，還需定期進(jìn)行清洗室外主機(jī)旁的靜電和對(duì)管道系統(tǒng)進(jìn)行清洗和除垢，否則水垢在管道內(nèi)越積越多后會(huì)影響系統(tǒng)的水流量，也會(huì)影響空調(diào)的使用效果。另外需定期清洗冷卻塔，否則冷卻塔內(nèi)可能滋生軍團(tuán)菌。而供熱鍋爐需請(qǐng)壓力容器檢測(cè)站，每年進(jìn)行檢測(cè)，否則不準(zhǔn)使用。因此冷水機(jī)組系統(tǒng)的維護(hù)管理非常麻煩，一般需派專人進(jìn)行操作維護(hù)的工作。
風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)除需清洗室內(nèi)的過(guò)濾網(wǎng)外，還需定期進(jìn)行清洗室外主機(jī)的水和對(duì)管道系統(tǒng)進(jìn)行清洗和除垢，否則水垢在管道內(nèi)越積越多后會(huì)影響系統(tǒng)的水流量，也會(huì)影響空調(diào)的使用效果。維護(hù)較麻煩，需找專業(yè)公司進(jìn)行維護(hù)。
變頻一拖多空調(diào)只需定期清洗室內(nèi)的過(guò)濾網(wǎng)外，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，可自己進(jìn)行維護(hù)。
分析結(jié)果：變頻一拖多中央空調(diào)在運(yùn)行維護(hù)的方便程度和費(fèi)用方面要比冷水機(jī)組系統(tǒng)、風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)好得多。
6.其他方面分析
冷水機(jī)組系統(tǒng)，風(fēng)冷熱泵的主機(jī)內(nèi)由于采用大型螺桿式壓縮機(jī)，并且沒(méi)有變頻控制，因此在開(kāi)啟時(shí)的啟動(dòng)電流非常大，對(duì)電網(wǎng)有一定的沖擊，可能會(huì)影響其他電器的使用。另外冷水機(jī)組主機(jī)和供熱鍋爐須設(shè)置單獨(dú)的機(jī)房放置，那么會(huì)占據(jù)建筑內(nèi)的有效空間。（一般冷水機(jī)組主機(jī)和供熱鍋爐的機(jī)房設(shè)置在地下室內(nèi)，以降低噪音的影響）。
變頻一拖多空調(diào)系統(tǒng)由于采用多個(gè)小壓縮機(jī)加變頻技術(shù)，其開(kāi)啟時(shí)的電流只有1 安培，然后再逐漸加大，絕對(duì)不會(huì)對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)沖擊。另外室外機(jī)可安放于建筑的樓頂或落地放置，不會(huì)占據(jù)建筑內(nèi)的有效空間。
分析結(jié)果：使用變頻一拖多中央空調(diào)要比使用風(fēng)冷熱泵、冷水機(jī)組系統(tǒng)更簡(jiǎn)單、靈活。
7．總結(jié)
從以上的比較中可以看出：變頻一拖多式空調(diào)系統(tǒng)在一次性投資方面與冷水機(jī)組系統(tǒng)中央空調(diào)差不多，但在運(yùn)行費(fèi)用、使用壽命、維護(hù)管理等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。因此對(duì)本工程食堂改造工程來(lái)說(shuō)，變頻一拖多式空調(diào)系統(tǒng)無(wú)疑比集中式中央系統(tǒng)更適合。
參考文獻(xiàn)
1．《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》，GB—50019—2003
2．陸耀慶，《實(shí)用空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》
通風(fēng)設(shè)備網(wǎng)：http://www.boshiwj.com