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1、4 冷热源的选择、机房布置 TOC o 1-3 h z u 4.1冷热源的组合形式4.1.1常用冷热源设备4.1.2冷热源的组合形式4.2 冷热源的选择4.2.1冷水机组的性能参数4.2.2冷源的选择4.3 制冷机房的设计与布置 空调工程的任务，就是将室内空气的温度、湿度、气流速度和洁净度控制在一定范围内。为实现上述要求，夏季必须要有充足的冷源，而冬季必须要有充足的热源。中央空调所使用的冷源，按其制冷系统的工作原理可分为蒸气压缩式制冷系统、吸收式制冷系统和喷射式制冷系统三大类。4.1冷热源的组合形式4.1.1常用冷热源设备一、常用冷源设备常用的冷源设备有电动压缩式冷水机组、电动热泵机组、溴化锂
2、吸收式冷水机组。1、 电动压缩冷水机组冷水机组就是把实现制冷循环所需的一台或多台制冷压缩机、电动机、蒸发器、冷凝器、热力膨胀阀、干燥过滤器、电控柜、油分离器等部件紧凄地共用底座组装在一起的专供空调用冷目的整体式制冷装置。压缩机的台数可以是单台、两台或两台以上。两台以上的冷水机组称为多机头机组。活塞式多机头冷水机组的台数最多为8台。水冷式冷水机组一般多为卧式框架结构，压缩机可置于框架的上方或下方，冷凝器和蒸发器放在下方或上方，电控柜安装在框加上。 表4-1电动冷水机组的单机制冷量范围 冷水机组机型涡旋式活塞式螺杆式活塞式螺杆式离心式螺杆式离心式单机名义工况制冷量KW116116700700105
3、4105417581758 电动冷水机组主要有活塞式、涡旋式、螺杆式、离心式等，它们的单机制冷量范围如表4-1所示。水冷往复式冷水机组的性能系数为3.2-4.3；水冷螺杆式冷水机组为：4.5-5.7；水冷离心式冷水机组为4.4-5.86；风冷往复式冷水机组为2.7-2.9。冷源集中设置，运行、维修管理方便，但占据一定有效建筑面积。 图4-1 风冷螺杆式冷水（热泵）机组 图4-2 水冷螺杆式冷水机组 图4-3 活塞式冷水机组 图4-4 涡旋式冷水机组 图4-5 离心式冷水机组 2、热泵机组目前广泛使用的风冷冷水冷热水(热泵)机组，又称为空气水机组，大多为多台半封闭活塞式压缩机组合（或双螺杆压缩机
4、）的机型。这种机组的单冷型与活塞式水冷机组相比只是冷凝器的冷却介质和所用冷却装置不同；而热泵型的则还多了在冬季可改供热水的功能。并相应地多了四通阀等部件。风冷热泵冷热水机组是九十年代在我国开始应用的一种新型空调。主机，此类机组既可供冷又可供热，省却了锅炉房和冷却水系统，安装灵活方便。机组运行采用微电脑控制，可靠性较高。因此在长江流域夏热冬冷地区的许多空调工程中得以广泛采用。 图4-6往复式压缩机的风冷热泵冷热水机组原理图（水环热泵空调系统原理图） （带单元式空调机组的水环热泵混合系统动画） （水源热泵工作原理动画演示（供热方式运行） （水源热泵工作原理动画演示（制冷方式运行） 3、吸收式冷水机
5、组直燃吸收式溴化锂冷热水机，我们称之为“直燃机”，是直接燃烧天然气、煤气、柴油等各种燃料，以水/溴化锂作介质的冷热源设备。由于直燃机不以电为能源(只需极少的电作辅助循环动力)，可以大幅度削减电力投资。在电空调广泛采用的国家和地区，直燃机更具有削减夏季峰值电力、填补夏季燃气低谷的综合经济效益，对于电力行业及燃气行业的健康发展都具有举足轻重的影响。图4-7 溴化锂吸收式冷水机组原理图图4-8 远大直燃机图4-9 远大直燃冷水机 二、常用热源设备1、热水锅炉图4-10 热水锅炉房供热图4-11 热泵供热系统 返回4.1.2冷热源的组合形式1、电动冷水机组供冷、锅炉供热目前应用最广的空调冷热源组合方式
6、，也是传统的冷热源组合方式。夏季用电动冷水机组供冷，冬季用锅炉供暖。这种组合方式的特点: 电动冷水机组能效比高。水冷往复式冷水机组的性能系数为3.2-4.3；水冷螺杆式冷水机组为：4.5-5.7；水冷离心式冷水机组为4.4-5.86；风冷往复式冷水机组为2.7-2.9。 冷源、热源集中设置，运行、维修管理方便。但占据一定有效建筑面积。 对环境有一定影响。制冷系统的CFC问题(如破坏大气臭氧层)，热源(如燃煤锅炉)排出大量的C02、SO2和粉尘等有害物，因此导致生态环境破坏(如全球温暖化和酸雨等)。 2、溴化锂吸收式冷水机组供冷、锅炉供热 溴化锂吸收式冷水机组按工作原理可分为单效型和双效型。这种
7、组合方式的特点： (1)冬季锅炉供暖，夏季锅炉供蒸汽或热水作为溴化锂吸收式冷水机组的动力。与电动制冷相比，提高了锅炉设备利用率，但一次能源的消耗高。双效型机组比电动压缩式冷水机组多消耗约40-70的煤，单效型机组比电动压缩机冷水机组约多消耗180-210的煤。(2)以溴化锂水溶液为工质，无味、无毒，有利于保护臭氧层，但对温室效应影响较大。 (3)在真空下运行，无高压爆炸危险，安全可靠。 (4)运动部件少，运转安静，噪声值仅为75-80dB(A)。 (5)腐蚀性强。溴化锂水溶液对普通碳素钢有较强的腐蚀性，不仅影响到机组的性能与正常运行，而且影响到机组的寿命。 (6)气密性要求高。 3、电动冷水机
8、组供冷、热电厂供热这种组合方式除了具有电动冷水机组供冷的特点外，还具有： (1)热电联产供暖与分散锅炉房供暖相比能耗低。 (2)可取消分散锅炉房，减少CO2、SO2和粉尘等有害物的排放量。 (3) 热媒参数稳定，供热质量高。 4、溴化锂冷水机组供冷、热电厂供热 该组合方式称为热、电、冷三联供系统。 就溴化锂吸收式制冷本身与压缩机制冷相比是不节能的；溴化锂吸收式制冷的热经济性主要表现在发电发电功率不变的情况下，由于吸收式制冷利用了汽轮机的低压抽汽，减少了冷源损失，使制冷供热功率增加，凝汽发电功率减少，发电煤耗降低；压缩机制冷用高品位的电能，溴化锂吸收式制冷用的是低品位的热能。热、电、冷三联供系统
9、是否节能，这要看制冷供热使发电节约的标准煤量是否大于吸收式制冷多好的标准煤量。 5、直燃溴化锂吸收式冷热水机组 夏季供冷冻水，冬季供热水。一机两用，甚至一机三用(供冷、供暖和供生活热水)。特点是： 与独立燃煤锅炉房相比，直燃机燃烧效率高，对大气环境污染小； 设备体积小，机房用地省，同时可省去热源机房（锅炉房）； 可缓解城市燃气的季节性峰谷差问题。直燃机的供热量约为制冷量的84左右，机组选型时应注意冷热负荷的合理匹配。 6、空气源热泵冷热水机组作中央空调的冷热源具有节能效益和地球环保效益。 空气是一庞大的低位热源，取之不尽，用之不竭。随时随地可以利用，是热泵的低位热源之一。 一机冬、夏两用，设备
10、利用率高。 省去水冷冷水机组的冷却水系统，不用建供热锅炉房。 可置于屋顶，不占建筑有效面积。 但是，应注意： (1)当室外空气相对湿度大于70，温度在3-5范围时，设备结霜最严重。选择设备时，一定要注意设备应有良好的除霜措施。 (2)使用空气源热泵冷热水机组时，应设置适当容量的辅助热源。其原因是：建筑物的冬季热负荷随着室外温度下降而增大，但空气源热泵的供热量却随着室外温度的下降而减少。 7、天然冷热源 空调冷热源设计中应优先考虑天然冷热源。如太阳能、蒸发冷却技术、冷却塔供冷技术、全新风运行、地下水、夜间自然冷却等。我们在选择冷热源时，必须全盘考虑各项组合的优缺点，根据实际情况分析不同组合的经济
11、性，有针对性的选择最适合冷热源。(天然冷源加换热设备方案) 返回 4.2 冷热源的选择4.2.1冷水机组的性能参数冷热源经常以冷热水机组的形式出现，衡量冷热水机组性能的技术参数主要有以下几项：（1）制冷运行工况 制冷系统在不同的工作状况下运行，将产生不同的工作效果。运行工况一般以冷水和冷却水的进、出口水温来表示。额定制冷运行工况通常标定为：冷水进出口水温为12C7C，冷却水进出口水温为32C37C，某些进口机组的额定工况水温会有所不同，但一般水温范围：冷水进口水温10C12C、冷水出口温度5C7C；冷却水进口水温30C32C、冷却水出口水温35C37C。 （2）制冷量制冷量指冷水机组在额定工况
12、下运行的输出冷量。（3）制冷工质及充注量制冷工质又称制冷剂。压缩式制冷通常使用的制冷剂又R22、R-123、R-134a等。为了保护大气臭氧层，某些氟利昂类制冷剂将逐步淘汰，会有更多的、更新的制冷剂（氟利昂替代品）出现。吸收式制冷采用溴化锂（LiBr）和水的混合溶液作为制冷工质，其中溴化锂为吸收剂，水为制冷剂。制冷工质充注量是指冷水机组制冷系统维持正常运转所需制冷剂的量。（4）冷量调节范围冷量调节范围，指冷水机组冷量输出的调节能力。一般用额定工况制冷量的百分率表示，无级调节则表示有效调节范围。（5）机组输入功率机组输入功率，压缩式制冷机是指压缩机的电机输出功率，吸收式制冷则是机内各类泵的电机输
13、出功率总和。（6）冷水和冷却水流量冷水和冷却水量，指在额定工况下流经冷水机组的冷水量和冷却水量。（7）水路压头损失水路压头损失，指额定工况下冷水和冷却水，分别流经冷水机组的蒸发器和冷凝器时的阻力。（8）接管尺寸接管尺寸，指冷水系统和冷却水系统与冷水机组连接管的管径。（9）噪声噪声，指冷水机组额定工况下稳定运行时，产生的噪音大小，一般用A声级或N（NR）评价曲线表示。 1163kW时，宜选用离心式；单机制冷量在Q=5821163kW时，宜选用离心式或螺杆式；单机制冷量Q582kW时，宜选用活塞式。 6、各类机组的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间）
14、，但各类机组各有其特点，应用其所长。 7、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；二是制冷剂对大气臭氧层的危害程度和产生温室效应的大小。 8、无专用冷冻机房场地或空调改造加装工程，可考虑模块式冷水机组。 9、离心式冷水机组选用时要注意，一般离心式制冷机组高效的运行范围多在全负荷的40%100%之间，在选择单机制冷量和台数时，应对冷负荷的特征与变化进行分析，使选用的制冷机组尽可能地在高效区内运行，同时应尽量选用单机制冷量大的机组，减少所用的台数。选用单机时，尚需考虑用户的最小冷负荷应大于所选制冷机组的“喘振点”最小负荷极限。 二、冷水机组的选择步骤1、初选机型根据
15、冷水机组的选择原则，确定冷水机组的结构形式，对照空调系统所需的制冷量，初选冷水机组的规格、型号，一般要求机组的名义制冷量应不小于空调系统所需的制冷量。2、根据空调系统的要求，确定冷冻水进、出水温度，一般冷冻水进出水温差为5C6C；根据设计地夏季室外气象条件，确定冷却水进水温度和出水温度，一般冷却水进出水温差为5C6C。3、利用厂家提供的机组性能曲线或性能表，根据实际工况的冷冻水进、出水温度和冷却水进出水温度要求，确定该机组在实际工况条件下的制冷量。4、比较机组在实际工况下的制冷量和空调制冷系统所要求的冷量。要求机组在实际工况下的制冷量，略大于空调制冷系统所要求的制冷量，否则应重新选取。5、根据
16、机组的规格、型号，查取该机组的冷冻水流量、冷却水流量、及机组中冷冻水和冷却水的压降等，为选择冷却塔、冷冻水泵及冷却水泵等作资料准备。 返回4.3 制冷机房的设计与布置（制冷机房及管路三维模型） 1、中央机房应尽可能靠近冷负荷中心位置。高层建筑有地下层可资利用的，宜设在地下层中。设备布置间距要求详见“设计规范”的规定。2、中央机房应采用二级耐火材料或不燃材料建造，并有良好的隔声性能。3、制冷机房的净高应根据制冷机的种类而定：A、采用离心式或者大中型螺杆机，机房净高4.55.0米；B、对于活塞式制冷机或者小型螺杆机，机房净高不应小于34.5米；C、对于吸收式冷水机组，设备顶部距屋顶或楼板的距离，不
17、得小于1.2m；D、采用氟利昂压缩式冷水机组，机房净高不应低于3.6m。4、中央机房内压缩机间，宜与水泵间、控制室间隔开，大型冷冻机房还应根据具体情况，设置维修间、储藏室及厕所等。尽量设置电话，并应考虑事故照明。5、中央机房设在地下层时，应设机械通风，小型机组按每小时3次换气计算；离心式机组，换气量可按V=0.404Q（m/h）计算，Q(kcal/h)为总制冷量。6、机组及机组的突出部分到配电盘不小于1.5米；两台机组之间不小于1.0米，机组与墙壁之间及其他通道不小于0.8米。7、阀门高度一般离地1.21.5米，高于此高度，一般要设置平台。8、中央机房内，应设给水排水设施和排水沟。9、中央机房的设备布置和管道连接，应符合工艺流程，并应便于安装、操作和维修。（施工进行中的制冷机房） （施工进行中的空气处理机房） 图4-12 施工中制冷机房排列安装的水泵 图4-13 施工完成的制冷机房排列安装的水泵 图4-14 制冷机房中冷水机组 图4-15 未施工完成的冷水机组冷却水、冷冻水连管 图4-16 冷水机组冷却水、冷冻水连管 图4-16 施工中制冷机房内的集水器及连管 图4-17 施工完成的制冷机房内的集水器及连管 图4-18 施工完成的制冷机房内的分水器、集水器及连管