变频多联机和传统中央空调比较

中央空调系统大致分类:

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变频多联空调系统是一种超级节能的空调系统,变频多联机系统室外机采用变频控制,室外机的输出可根据室内负荷的大小自动调节,而且变频多联机空调在部分负荷时的能耗比(COP值)相当高;

而大型冷水机组只能通过有限的卸载来进行能量调节,尤其在低负荷时的运行能耗相对较大。

因此变频多联机相对于传统冷水机组能节能40-50%。

变频多联机相对于冷水机组节能的三大原因:

A.传输冷量(热量)时的能量损耗

变频多联机空调系统采用冷媒直接蒸发制冷的方式,冷量和热量传递到室内只有一次热交换;而传统风冷热泵冷热水机组或水冷冷水机组能量的传递方式为两次热交换,在传递同样冷量或热量时,能量的不必要损耗大很多。

下表为每传输10万kcal/h冷量两种系统的能量不必要损耗比较:

空调系统名称

VAV(变风量系统)

VWV(变水流量系统)

变冷媒流量系统

典型空调类型

风冷热泵冷热水机组

水冷冷水机组等

变频空调机组系统

能量损耗

7.4kW

4.7kW

2.5kW

热源的COP即使是3.00,系统COP是一半以下!!

系统COP=热源能力/(热源消耗功率+热源補机类消耗功率+空调用风扇消耗功率+空调用水泵消耗功率)

热源COP=热源能力/热源消耗功率

比空气,水是冷媒热搬送都遥远地效率变得高。可变风量空调系统(VAV),水量可变方式(VWV),冷媒量可变方式(VRV)搬送效率比较高的系统。

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因为与冷媒的搬送热量=49kcal/kg(汽化温度0℃时候)大,在100,000kcal/h的搬送里(上)约2.5kW的动力就行。

B.能量调节方式

变频多联空调系统采用变频控制的方式,室外机的能量输出根据室内负荷的变化自动调节,既室内需要多少冷量,室外机就输出多少冷量这一最智能化的控制。即使只有一台室内机在运转,室外机也能正常运转,且耗电量就是这一台室内机所耗的电。

传统中央空调系统一般采用能量卸载的方式进行能量调节。一般调节级数只有3~5级,调节性能较差。尤其是在只有部分室内机在运行时,室外机也是按照额定容量在输出,能量的不必要损耗极大(这也是很多办公大楼休息天和加班期间没有空调可用一个直接原因)。而且,传统中央空调系统在负荷小于20%时,机组是无法正常开机的,变频多联空调系统决无此类问题。

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C.COP值比较

空调系统在实际运行过程中,满负荷运行的时间很短,一般只占全年运行时间的1~3%,其余时间都是在部分负荷下运行的,而其中又有70%的运行时间是在30%~70%这个部分负荷段之间。因此衡量一个空调产品节能性的好坏,其部分负荷的COP值是一个至关重要的因素。变频多联空调系统的部分负荷COP值极高,最高可达3.8kW/kW,而一般风冷热泵冷热水机组的COP值满负荷时只有3.0以下,部分负荷时会降低到2.0以下。

下图是大金10HpVRV空调系统部分负荷时的COP值曲线:

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总结:全年耗电量分析及年度总COP值比较

比较对象:大金VRV & 水冷螺杆式冷水机组+锅炉 & 风冷热泵

建筑物面积:约50000平方米

建筑物用途:办公

比较方式:进行全年度总耗电量比较及全年总COP值(以一年的机器制冷制热容量总和除以一年总耗电量和总能耗)进行比较

A.大金VRV空调系统

一年的机器制冷制热总容量:9,767,520kWh

一年室外机总耗电量:2,550,850kWh

一年室内机总耗电量:454,688kWh

一年机器总耗电量:3,005,538kWh(电费0.85元/度:2,554,707元)

总COP值:3.24

5~11月(制冷月)制冷总容量:5,697,720kWh

5~11月(制冷月)机器总耗电量:1,776,875kWh

5~11月(制冷月)总COP值:3.21

B.水冷螺杆式冷水机组+锅炉

一年的机器制冷制热总容量:9,767,520kWh

热源机(制冷主机):1,424,694kWh

室内空调机(末端部分如风机盘管等):562,500kWh

冷热水泵:536,350kWh

冷却水泵:536,375kWh

冷却塔风扇:78,844kWh

燃料消耗量:1,263,313kWh(15,791,393MJ)

合计:4,402,076kWh(电费0.85元/度:3,741,765元)

总COP值:2.21

5~11月(制冷月)制冷总容量:5,697,720kWh

5~11月(制冷月)机器总耗电量:2,783,213kWh

5~11月(制冷月)总COP值:2.05

注:虽然水冷机组满负荷时的COP值较高,一般可以达到4~5,甚至6以上,但是这个值是满负荷时制冷主机的COP值,它不包括末端、冷却塔、各种水泵、锅炉及其他辅助设施的耗能;同时,水冷机组的卸载性能较差,在部分负荷的COP值较低(因为主机不可能采用变频调节控制,只能采用落后的滑阀卸载的方式),因此体现到年度总COP值(全年总机器制冷制热总容量和全年机器总能耗的比值)较低,一般产品都在2.1左右。

C.风冷螺杆式热泵冷热水机组

一年的机器制冷制热总容量:9,767,520kWh

风冷热泵主机:3,756,368kWh

室内空调机(末端部分如风机盘管等):562,500kWh

合计:4,318,860kWh(电费0.85元/度:3,671,038元)

总COP值:2.26

注:风冷热泵机组的满负荷COP值一般在2.5~3.0之间,辅助设施只有各种水泵、末端等,但是风冷热泵机组同样存在部分负荷的COP值较低这一致命弱点(同样只能滑阀卸载),因此年度总COP值亦较低。但是风冷热泵机组安装、使用、维护、寿命等皆优于水冷机组,且没有锅炉,因此近几年使用量逐渐超过水冷机组。

全年空调运行费用统计:

空调形式

电费(元)

比例

变频多联空调

2,554,707

100%

水冷螺杆式冷水机组

3,741,765

146.5%

风冷热泵

3,671,038

143.7%

一次性投资比较:

设计冷量:5万m2X100kcal/h.m2=500万kcal/h、用途:出租及自用办公楼。

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变频多联机设计冷量5,000,000kcal/h,约合2000Hp(大金VRV2500kcal/h为1Hp)

一次性投资比较(包含第1年的运行费用)


水冷冷水机组+锅炉

风冷热泵

奕频多联机

初投资

1,910

1,848

2,030

运行费用

374.2

367.1

255.5

维修保养费用

57.9

54.6

20

管理人工费用

9

9

自控系统初投资

400

400

80

合计总投资

(空调+自控)

2,310

2,248

2,210

每年费用支出

441.1

430.7

275.5

本文来源于互联网,取材自大金早期相关课件,具有一定商业倾向性,仅供参考。


文章分类: 暖通空调
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