暖通设计 | 常见中央空调系统与多联机系统的区别,你不一定知道!
常见中央空调系统:
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风冷型和水冷型:
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系统比较:
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全空气系统:
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定风量系统:
优点:可集中进行运行保养·检修;过渡期可采用直接送新风方式;可采取高洁净度的新风。
缺点:风管所占空间大;各空间的温湿度控制难,耗能较大;风机动力要求大。
变风量系统:
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优点:可进行个别控制;可节约运转费用;与定风量方式相比,对风机所要求的动力要求小;随负荷变动对应迅捷,使用舒适性高。
缺点:因需VAV装置及空调机调节风量装置,故初期设备投资费用高;风量减少会造成空气分布的不良。
全水系统:
制冷和制暖时,使用阀门进行切换。
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风机盘管:
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优点:可进行个别控制;水管输送形式,输送距离长,安装空间小于风管系统;随负荷变动对应快,舒适性较好。
缺点:水管连接,存在漏水隐患;需要追加新风系统。
水-空气系统:
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优点:可对各机组进行调节,实行个别控制;可根据负荷改变增设风机盘管;与全空气系统相比,风管所占空间小。
缺点:各室均设置有机组,保养工作量大;安装水配管,故有可能发生漏水现象;新风送风量少造成全新风制冷运行困难。
多联机系统:
通过室外机对冷媒进行冷却,冷媒经铜管通至室内机,和空气换热对房间制冷/制热。
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优点:可进行个别控制,随负荷变动对应迅捷,使用舒适性高;一次换热,直接膨胀式系统,节能性好;施工简便,周期短;日常保养简单。
缺点:设备初投资较高;需追加新风系统。
多联机的定义:
多联机,亦称变冷媒流量多联式空调系统,由一台室外机连接数台不同或相同型式、容量的直接蒸发式室内机,构成一套单一制冷/热循环空调系统,也简称为VRV或VRF。
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多联机系统的特点及应用:
特点①:一次换热,无需搬送动力。
一次换热,直接蒸发式系统:
多联机是采用一次换热方式的直接蒸发式空调系统,即冷媒在室外机经压缩后,直接通过室内机与室内侧空气进行热交换,因此系统更节能、高效。
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一次换热,无需搬送动力。
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不同空调系统的节能性比较:
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如前面所说明的那样,空调可分为中央空调和独立空调,在完成将室内的热量移送到室外的任务时,两者所使用的媒介不同。
风冷式中央空调使用空气移送热量,用1kg的空气约可移送2.4kcal的热量。
水冷式中央空调使用水移送热量,用1kg的水约可移送5kcal的热量。
独立空调使用冷媒运输热量,用1kg的冷媒约可移送50kcal的热量,可见效率非常高。
而且,如果采用风冷式中央空调,运输空气的风管都是很大的规格,所以大型建筑物中的整体空调很少采用该种形式,接下来的说明都用水冷式中央空调与独立空调进行比较。
特点②:更符合中国建筑的实际需求。
空调能耗约占大楼总能耗的47%。
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部分负荷的构成:
①室内机的开启情况:会议室、洽谈室平时不开启;
加班时需个别开启。
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②外气温度的变化(优于设计温度)。
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③外气温度的变化+室内机开启情况。
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某办公楼全年的建筑负荷特性:
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建筑负荷在40~70%间的比例约占全年总时间的70%,而100%负荷只占总时间的3%不到。因此,考虑空调是否节能应该考虑其在部分负荷下的运行效率。
目前各厂家的多联机都是以COP作为宣传的,但是COP只代表了主机满负荷时的工作效率,但是对于一般的建筑来说,空调基本是在部分负荷下进行运转的。以这上张图表为例。
不同开启情况的效率:
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不同室外温度的效率:
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多联机在部分负荷时的效率更高:
额定COP仅仅代表额定工况下,空调系统的能效,而建筑的实际负荷会因为气温变化、人员变动、使用习惯等因素而不断变化。
多联机采用变频技术,则能根据建筑的实际负荷,做出相应的冷/热量输出变化,即“按需输出”,达到最舒适且节能的空调效果。
因此,仅仅用COP来表示多联机空调系统的能效高低,并不合适。
多联机产品的节能评判指标—IPLV(C):
根据GB21454-2008《多联式空调(热泵)机组能效等级及能源效率限定值》,IPLV(C)已成为衡量多联机节能性的权威指标。
IPLV(C)更能体现多联机组的节能性。
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IPLV(C)综合反映了多联机在部分负荷下的运行效率,根据统一的方法进行测试,更能合理地体现多联机产品的节能性。
多联机在部分负荷时的效率更高:
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变频技术使得空调容量更贴合房间负荷变化;降低空调能耗,减小温度波动。
什么是变频?
变频是用电力半导体器件的通断作用,将工频电源(50HZ)变为另一频率,从而改变电机的转速,达到实现精确控制,按需输出,减少能量浪费的目的。
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直流变频和交流变频的区别?
交流变频和直流变频的主要区别是采用电机的不同,交流变频采用交流电机,直流变频采用直流电机。
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电机效率比较:
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变频技术的应用示例:
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从交流电机(诱导型)向高效率的直流电机发展
-驱动直流电机控制技术的发展(120度通电⇒正弦波)
-主要部件的性能提高(高速处理的微处理器、低损失的动力模块)。
-风扇电机的直流变频化。
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数码技术—数码压缩机的运行原理:
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何谓“负载装态”和“卸载状态”?负载状态是指当PWM阀处于常闭位置时,定涡旋盘与动涡旋盘由于压力的作用而处于啮合状态,此时的压缩机就像定频涡旋压缩机一样工作,传递100%的能量。卸载状态是指当PWM阀处于常开状态时,定涡旋盘与动涡旋盘处于分离状态,致使冷媒从平衡管旁通,此时压缩机不做功,因此能量输出为0%。
由于压缩机一直交替处于负载状态(输出容量为100%)和卸载状态(输出容量为0%)2种状态,在负载状态下,压缩机满容量输出(1);而在卸载状态下,压缩机无输出(0)。在设定的周期里,压缩机这种在1和0之间的转换,称之为数码涡旋。
数码涡旋压缩机的变容控制方式:
-通过控制卸载与负载时间的比例来达到不同的能力输出。
-当周期时间为20s时,10%、50%、100%负荷时的运转情况如下所示:
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数码涡旋压缩机一个工作“周期时间”包括“负载状态”时间和“卸载状态”时间,这两个时间的不同组合决定压缩机的容量调节。通过改变这两个时间,就可调节压缩机的输出容量(10%~100%)。例如:在20秒的周期时间内,若负载状态时间为10秒,卸载状态时间为10秒,则压缩机调节量为(10×100%+10×0%)÷20=50%。
特点③:精确的冷媒控制。
精确的冷媒控制技术:根据多联机系统运转状态判断冷冻油的滞留位置、油回收时的流速、冷媒干燥度等,使压缩机、电子膨胀阀获得最佳控制。
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