大中小型商用及多联机空调系统设备
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大中小型商用及多联机空调系统设备

1.多联机空调(热泵)系统

经过工程和技术设计,并在工程现场用规定管道将一台或数台室外机组和数台室内机组连接、安装组成的单一制冷循环直接蒸发式空气调节系统。简称:多联机系统。

设计时,应根据建筑物的用途与功能、使用要求、冷热负荷特点、所在的气侯区以及能源状况等,结合国家有关安全、环保、节能、卫生等方针、政策,会同有关专业通过综合技术经济比较确定具体的多联式机组型式。机组仅在夏季运行时,宜采用单冷型机组;机组全年运行时,宜采用热泵型机组。设计选用的多联式机组,其性能必须符合GB21454《多联式空调(热泵)机组能效限定值及能源效率等级》现行版本的技术参数规定。

多联机空调系统分类通常理解从属于氟系统:主机(室外机)与末端(室内机)之间是采用铜管相连,而铜管内部循环的是氟利昂,即:以氟作为冷(热)源的载体。所以称之为氟系统。制冷剂一般为采用R22、R410A、R407C。

安装施工时,应遵循国家相应规范规定及不同设备品牌具体的特殊的技术要求和安装规范。系统包括如下几个分项节点进行控制管理,系统全部实施完成合格后才可投入运行使用。

室内机组安装、室外机组安装

制冷剂配管的选型、加工、焊接与安装、空调凝结水管的安装、风管的制作与安装

电气与控制系统的施工

系统试验(管道系统气密性试验及抽真空试验)

管道绝热

制冷剂充注

单机调试、系统调试、联合试运转及验收

产品标准:

GB 50019  采暖通风与空气调节设计规范

JGJ 174   多联机空调系统工程技术规程

GB 50243  通风与空调工程施工质量验收规范

GB/T 18837  多联式空调(热泵)机组

GB 21454  多联式空调(热泵)机组能效限定值及能源效率等级

GB/T 1527  铜及铜合金拉制管

GB/T 17791  空调与制冷用无缝铜管

GB/T 15586  设备及管道保冷设计导则

GB 8175  设备及管道保温设计导则

GB 50303  建筑电气工程施工质量验收规程

JGJ 16  民用建筑电气设计规范

JGJ 141  通风管道技术规程

GB 50411 建筑节能工程施工质量验收规范

GB 50189 公共建筑节能设计标准

GB 50242  建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范

GB/T 17794  柔性泡沫橡塑绝热制品

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2.中小型商用空调系统设备

商用中央空调,从字面意义上理解就是商用场所使用的中央空调系统,与家用中央空调相比,制冷能力要大很多,比如说商业综合体,酒店,办公楼,写字楼等所使用的中央空调系统。现在常用的商用中央空调系统一般分为二类:一是水系统,二是氟系统,水系统又包括:磁悬浮中央空调机组、水冷离心式中央空调机组,水冷螺杆式中央空调机组,风冷螺杆式中央空调机组,水/地源热泵中央空调机组,风冷模块热泵中央空调机组。氟系统又包括:单元机像一拖一风管机,一拖一天花机,一拖一商用柜机,VRF多联机:现在常用的大型商用中央空调都是直流变频多联中央空调机组。

商用中央空调是指根据国家相应空调设计规范的设计参数和要求进行选型设计、安装的,用于建筑物的空调系统。它是一种由一台或多台主机通过风道或冷热水管道连接多个末端的方式来控制不同的房间或不同的区域场所的温度,以达到对室内空气进行温湿度调节为目的的一种空调系统。主要由冷热源主机、室内风机盘管、空调箱、新风机组及其连接的风管道、水管道等组成,按其规格可分为大型中央空调、小型中央空调和家用中央空调三种。在这里重点对风冷螺杆式热泵、风冷模块式热泵主机机组所组成的商用中小型空调系统设备介绍。

一般,在设备选型阶段,应进行风冷热泵机组的系统性分析,就是在风冷热泵的选型过程中除了比较各自的制冷量、制热量、能效值(COP/EER)、噪声、运行重量、外形尺寸等参数外,还要对其各自的压缩机型式、冷凝器型式及布置、热力膨胀阀的配置、蒸发器型式、除霜方式、能量调节方式以及热泵系统的自控和安全保护等等加以分析,比较其各自在系统配置方面的优劣点。综合性分析择优选择到适合不同用户建筑物使用功能等方面要求的设备品牌、设备规格和设备型式。其主要的设备特点/优势如下:

1.风冷热泵机组属中小型机组,适用于200-10000平方米的建筑物。

2.空调系统冷热源合一,更适用于同时具有采暖和制冷需求的用户,省去了锅炉房。

3.机组户外安装,省去了冷冻机房、锅炉房,节约了建筑空间和免去大型基础设施投资。

4.风冷热泵机组的一次能源利用率可达90%,节约了能源消耗,大大降低了用户成本。

5.无需冷却塔,同时省去了冷却水泵和管路,减少了附加设备的投资。

6.风冷系统替代冷却水系统,更适用于缺水地区。

商用风冷热泵系统设计主体要求:

风冷热泵机组在南北方不同地区使用中不同程度的都存在这样一种现象,即夏季制冷量不足,冬季制热量不足的现象。造成这种现象的原因是多方面的,除了设备本身的因素外也有工程设计中的问题。主要是设备布置不合理造成气流短路,夏季机组高温排风被循环重新吸入,造成进风温度过高冷凝压力上升,导致机组制冷量下降;冬季正在融霜的机组排出的湿空气被旁边正在供暖的机组吸入造成吸入空气湿度过高,加剧了供暖机组的结霜速度,从而使其融霜时间延长,供暖时间减少,从而使机组的制热量减少。因此风冷热泵应尽可能布置在室外,进风应通畅,排风不应受到阻挡,避免造成气流短路和热岛效应。如有阻挡物,应符合一定的要求。许多生产厂家品牌设备等单位提供的设计手册和样册中亦对机组之间的间距及机组与墙间的距离均有明确的不同的特殊要求时从其要求。未来机械式压缩风冷热泵的技术发展和应用研究将从以下几个主要部分着重进行。

(1)制冷剂侧的热泵控制

(2)压缩机能量控制

(3)压缩机设计

(4)新工质技术

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商用风冷热泵系统关键技术和亟待解决问题介绍:

(1)低温性能的改善

国内很多学者就空气源热泵在低环境温度下热量衰减和能效降低的问题都进行了很多研究,目前低温性能的改善和可靠性的提高主要有以下技术:

a.变频技术:变频技术的原理就是增加压缩机的转速,提升制冷剂循环量,来提高制热量。同时,缺点是不能解决压缩效率降低及排气温度高的问题。

b.双级压缩技术:双级压缩技术的原理是通过二次吸气,提升有效制冷剂循环量及制热量,并显著提升热泵在极低环境温度下的效率。缺点是造价升高、变工况及低压比制热效率低。

c.双级耦合技术:双级耦合技术的原理是用水循环管路将两套单级热泵系统耦合起来,组成一套适合于寒冷地区应用的双级热泵供暖系统。解决北方严寒地区空气源热泵供热时压比大、运行效能差的问题。此项技术的优势在于在低温环境下,第一级供水温度可降低,以降低排气温度;可有效地解决排气温度过高、低温工况下性能衰减严重的问题;运行调节稳定,便于控制。相对于普通的单级热泵系统,双级耦合系统多了一套单级热泵系统和耦合用的水循环管路,由此带来成本较大提高。

d.涡旋压缩机补气技术:该技术的原理是通过中间补气,提升有效制冷剂循环量,降低压缩损失,实现容量和效率双提升。该项技术在近年北方地区煤改电中得到了广泛应用。缺点是在极低温工况性能提升不及双级压缩。

e.三缸双级变容积比压缩机:该压缩机首次在单台压缩机上实现了可变容积比的双级压缩,根据工况调整容积比,使压缩机在各工况下效率最大化,搭载该压缩机的空气源热泵可实现-35 ℃~54 ℃宽温范围稳定运行,在室外环境温度低至-25 ℃时热泵制热量仍不衰减,取消了其它辅助加热手段。该压缩机的开发难度高,制造成本也有一定的增加。

(2) 除霜及无霜技术

空气源热泵运行受环境影响比较大,在低温环境下的结霜问题明显。目前,针对除霜问题,种类方法很多。常用的除霜方式有电加热除霜、逆循环除霜和蓄热除霜等方式。

a.逆循环除霜:逆循环除霜技术利用四通换向阀改变制冷剂流向,机组逆向运行,除霜能量来自压缩机耗功和从室内吸收的热量,使制热状态变为制冷状态,室外机变为冷凝器进行除霜。这种技术在除霜过程中,会从室内吸热,降低了房间的舒适性,而且四通换向阀频繁动作会导致易耗损等问题。

b.蓄热除霜:原理是将蓄热技术和除霜技术有机结合起来。采用相变材料在供热过程中蓄存热量用于除霜,解决除霜时热源不足的问题,缩短了除霜时间,但是成本明显增加。

c.无霜技术:利用固体/溶液除湿换热器首先对被处理的空气进行除湿,从而抑制或延缓结霜。然而,随着干燥剂吸收水蒸气能力的减弱,抑制结霜的作用也逐渐失效。