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三种制冷机组对比盘点:多联机VS风冷模块VS水冷螺杆机

发表时间:2022-08-27 09:12

本期,我们一起来对比了解下模块式风冷冷(热)水机组、VRV变频多联机组、螺杆冷水机组的性能特点。

一:风冷冷(热)水机组
   

1、原理及构造   
风冷模块式冷热水机组是以空气为冷(热)源,以水为供冷(热)介质的中央空调机组。作为冷热兼用型的一体化设备,风冷模块式冷热水机组省略了冷却塔、水泵、锅炉及相应管道系统等许多辅件,系统结构简单,安装空间小,维护管理方便且节约能源,适用广泛。因此,风冷模块式冷热水机组通常适用于既无供热锅炉,又无供热管网或其它稳定可靠热源,却又要求全年空调的暖通工程,是设计中优先选用的方案。

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2、适用场景及适用参数   

(1)适用场景
主机与风机盘管、空调箱等末端装置所组成的集中式、半集中式中央空调系统具有布置灵活、控制方式多样等特点,尤其适用于商场、医院、宾馆、工厂、办公大楼等场合使用。

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(2)冷量范围
15 RT ~ 75 RT(即以61 KW ~ 261 KW),一般情况以15 RT模块为基础组合,在任何厂商相对比较时,15 RT模块性价比也是最好的。

(3)适用环境工况及冷热水进出水温度
制冷
  • 环境工况:21 ℃ ~ 43 ℃;
  • 冷媒水进出水温度:12 ~ 7 ℃;
  • 室外环境温度越高制冷效果越差。

制热
  • 环境工况 :-15℃(理论上)~ 20℃;
  • 热媒水进出水温度:40 ~ 45℃(一般情况下);
  • 室外环境温度越低,制热效是越差。


3、优缺点
优点:
  • 前期设备投资比变频多联(VRV)便宜15%左右;
  • 制冷量调节范围大,可是实现有级或无级调节;
  • 技术成熟,寿命长,无须专用机房,可直接安装在屋顶或室外空间;
  • 系统结构简单,安装空间小,尤其适用于水源缺乏区域;
  • 省了冷却塔、水泵、锅炉及相应管道系统等庞大的附属设备或附件;
  • 有两套独立的工作系统,其中一套系统有故障不会影响整机正常运行;
  • 室内空气通过水进行冷却,使空气相对湿度保持在人体舒适性范围内。

缺点:
  • 在寒冷地区(如东北地区)制热时要配置电辅助加热设备;
  • 每年都必须进行一次检修及设备清洗。


4、机组基本配置
  • 涡旋压缩机
  • 板式换热器
  • 风机电机
  • 盘管
  • 电气控制元件等组成

二、VRV变频多联机组
 
1、原理及构造
(1)原理
VRV系统即一台室外机配置多台室内机,通过改变制冷剂流量能适应各房间负荷变化的直接膨胀式空气调节系统。通过控制压缩机的冷媒循环量以及进入室内机的冷媒流量,来满足系统对冷热需求的负荷与输出。

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2、VRV的构造:
全称是Varied Refrigerant Volume,简称VRV,是一种变制冷剂流量式空调系统,它以制冷剂为输送介质。系统主要由室内机、室外机、冷媒管以及控制部分组成。一般分为外机、内机。

外机:
主要包含一到三个压缩机(一个模块),然后配套的风冷式换热器(夏季冷凝器,冬季蒸发器),四通阀,膨胀阀,控制板等。

内机:
是一个风机一个换热器也是气风换热器(夏季蒸发器,冬季冷凝器)。

管路系统:
冷媒管路连接室外机室内机,一般一~三台外机一组带5~16台内机。信号线跟冷媒管路一起铺设;冷凝水系统将室内机产生的冷凝水排到下水点。与常规水系统相比没有水泵,没有大型集中式风管,由于不通过水做载冷剂,采用制冷剂直接蒸发式,同等冷量下,换热面积小,内机尺寸紧凑,便于安装与装饰配合通常为20000平米以下空调的首选型式。

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3、VRV变频多联机组 VS 风冷冷(热)水机组

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三、螺杆冷水机组
   

1、原理   
水冷单螺杆冷水机组制冷原图如下:

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压缩过程:
蒸发器中的制冷剂蒸汽被螺杆压缩机吸入后,电机通过压缩机转子对其施加能量,使制冷剂蒸汽的压力提高并进入冷凝器;与此同时,制冷剂蒸汽的温度在压缩终了时也相应提高。

冷凝过程:
由压缩机来的高压、高温制冷剂蒸汽,在冷凝器中通过管内的冷却水放出热量,温度有所下降,同时在饱和压力(冷凝温度所对应的冷凝压力)下,冷凝成为液体。这时,冷却水因从制冷剂蒸汽中摄取了热量,其温度要有所升高。冷却水的温度与冷凝温度(冷凝压力)直接有关。

节流过程:
由冷凝器底部来的高温、高压制冷剂液体,流经节流装置时,发生减压膨胀,压力、温度都降低,变为低压、低温液体进入蒸发器中。

蒸发过程:
低压、低温制冷剂液体在蒸发器内从载冷剂(如冷水)中摄取热量后蒸发为气体,同时使载冷剂的温度降低,从而实现人工制冷,蒸发器内的制冷剂蒸汽又被压缩机吸入进行压缩,重复上述压缩、冷凝、节流、蒸发过程。如此周而复始,达到连续制冷的目的。

油路循环系统:
在压缩机内部,冷冻油依靠系统的高低压差,再通过内设油路,分别对轴承和转子提供润滑和冷却。

压缩机连续排气过程中,冷冻油会随着制冷剂气体一起排出压缩机,如果排出的冷冻油无法重新回到压缩机,将可能导致压缩机失油,严重时会损坏压缩机。回油系统,保证随制冷剂气体排出的冷冻油顺利回到压缩机,确保机组安全可靠运行。

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2、构成
水冷螺杆式冷水机组也是冷水机组的一种,由于它的主要构成部件使用了螺杆式压缩机,所以名称可称谓水冷螺杆式冷水机组。主要由半封闭双螺杆压缩机、壳管式冷凝器及满液式蒸发器、油分离器、节流机构、电气控制系统等组合而成。

(1)蒸发器:在机组运行过程中,蒸发器一直维持较低的温度和压力,以便蒸发的制冷剂气体带走流过其内部冷冻水的热量。

(2)冷凝器:在机组运行过程中,冷凝器一直维持较高的温度和压力,以便流过冷凝器的冷却水带走制冷剂中的热量。

(3)螺杆压缩机:不断将蒸发器中蒸发的制冷剂气体送至冷凝器中,维持系统的高低压差。

(4)油分离器:将随制冷剂气体排出的冷冻油分离出来直接送回压缩机,保证压缩机安全可靠运行。

(5)电控系统:采用PLC或单片机控制系统,可自动调节机组输出制冷量达到用户实际需求;可控制使用侧、热源测水泵及冷却塔风机;显示以下参数:冷冻水进出水温度、冷却水进出水温度、蒸发、冷凝压力等系统参数;可进行当前故障及历史故障记录查询。

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回油系统主要分为两个部分:

油分回油:在压缩机排气和冷凝器之间安装了高效油分离器,随着制冷剂气体排出的冷冻油,绝大部分会被油分离器拦截并通过吸气口直接送回压缩机。

高压引射回油:小部分冷冻油进入冷凝器后,最终会在蒸发器中聚集,依靠高压液体作为动力,可以将聚集在蒸发器中的冷冻油直接带回压缩机。

控制系统介绍:
控制系统采用微电脑控制,控制柜面板上装有电源、运行、故障指示灯,可方便直观地了解当前机组的工作状况。此外,控制柜面板上装有急停开关,当机组发生紧急故障需马上停机时,可按下急停开关,确保机组安全。

由于压缩机是机组的重要部件,因此针对压缩机的保护有:
① 电源缺相、逆相保护;
② 热过载保护;
③ 电流过流保护;
④ 压缩机排气温度保护;
⑤ 压缩机内部过载保护;
⑥ 高低压差保护。

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3、适应领域   

能为宾馆、医院、药厂、影剧院、体育馆、娱乐中心、商业大厦、写字楼、工矿企业等场所的中央空调系统提供冷水,又能为纺织、化工、食品、电子、科研等行业提供工艺冷冻水。

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4、优缺点   

优点:
  • 压缩比可高,EER值高,能量覆盖范围广,用户选择余地大;
  • 通过滑阀调节实现机组平滑适应空调负荷变化,无喘震现象,维护成本低,电机寿命长;
  • 可在10%~100%范围内无级调节,部分负荷时效率高,节电显著。
  • 属正压运行,不存在外气侵入腐蚀问题;
  • 对湿冲程不敏感。

缺点:
  • 价格偏高;
  • 润滑油系统较复杂,耗油量大;
  • 噪音高;
  • 装配精度高,安装、调试复杂;
  • 后期运行费用高。


广东野田三立制冷科技有限公司
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