遂寧中央空調回收產品技術在別墅中的應用：別墅作為一種高檔的住宅形式，別墅的擁有者不僅僅是追求生活的舒適，同時在追求生活的方式和生活的品質。這時，人體的舒適感和對空氣品質的要求就突顯出來。在此需求下，中央空調技術在別墅方面被大范圍推廣和應用，服務于這種技術的空調系統被稱為家用中央空調。

家用中央空調主要是指制冷量在8～ 60kW左右 (適用于居住面積100～600m2 使用 )的空調系統而言，它與傳統的分散式家用空調器 (房間空調器 )相比，具有節能、舒適、容量調節方便、噪聲低、振動小，不破壞建筑外觀和由于空調系統“按戶集中”，因此具有安裝方便，使用比較靈活，計量簡單容易等優點，因此受到了市場的青睞和生產廠家的重視。國外在這方面開展較早，美國、日本于二十世紀七、八十年代即已大量地應用家用中央空調系統。從九十年代中期開始，國外產品在國內開始銷售，國內廠家也開始了這方面的研究和開發生產，現已有許多的應用實例。

舒適的室內環境空氣調節的要求包括：適宜的室內溫度（冬季16~24℃，夏季22~28℃），人體感覺舒適的相對濕度（40~60%），沒有被吹的感覺的空氣流速（0.2~0.3m/s），良好的通風和足夠的新風量（30m3/(h·人)），室內的噪音控制在要求值以下（30~50dB(A)）。

一、中央空調系統簡介：

目前，家用中央空調系統有三種方式，即小型集中式中央空調系統，熱泵型中央空調系統，戶式中央空調系統（冷媒系統），現簡單介紹如下：

1、小型集中式中央空調系統

夏季采用小型風冷冷水機組制冷，冬季采用壁掛爐或小型落地爐集中供暖，設置獨立新風系統，空調末端采用風機盤管。

小型中央空調系統屬空氣—水系統，其機組室外側是靠空氣進行熱交換，室內側產生出空調冷 /熱水，由管路系統輸送到空調房間的末端裝置，在末端裝置處冷 /熱水與房間內空氣進行熱量交換，產生冷 /熱風，從而實現空調房間的夏季供冷和冬季供暖效果。它屬于一種集中生產冷熱水，但分散處理各房間負荷的空調系統型式。

優點是空氣質量得到保證，尤其是在近年來，光觸媒在空調上的應用，使得別墅內空氣品質在凈化方面上了一個臺階；各房間氣流組織好，可以保證一定的正壓。在高檔高品質別墅中，運用比較廣泛。

這個方案幾個地方值得考慮，建筑投資，設備投資，管路敷設，系統維護。對于開發商來講，土地的利用率越高越好，用于設施和設備的投資希望控制在合理的低價。采用這種空調方案，系統初投資比較大，系統的維修和保養相對簡單，主要是依賴施工質量。

2、熱泵加輔助電加熱方案：

風冷熱泵方案：

風冷熱泵采用空氣循環散熱方式（風冷），室外機結構緊湊合理，可直接安裝于陽臺、屋頂或地面，適合不同類型的房間，采用自動化控制（電腦控制或變頻控制），可獨立控制各房間的溫度，也可全面調節運行，運轉寧靜，消聲減震。

由于北京地區冬季室外溫度為－10℃左右，風冷熱泵在此種工況下，工作效率較低，需要增加輔助加熱裝置，通常的做法采用室外機增加電加熱措施，或增設鍋爐、壁掛爐等熱源設備，提高冬季的供水溫度。

水源熱泵方案：

水源熱泵（Water Source Heat Pump）是以水為冷熱源的可實現制冷/制熱循環的一種熱泵型空調裝置。

廣義的水源熱泵空調系統可分為以下幾種類型：以地下水或地表水為加熱源和排熱源的熱泵系統（簡稱水源熱泵WSHP）；以土壤為加熱源和排熱源的熱泵系統（簡稱地源熱泵GSHP）；以一個循環水系統為加熱源和排熱源的熱泵系統（簡稱水環熱泵WLHP）。

可供水源熱泵(WSHP)作為加熱源和排熱源的水源包括：地下水（深井水、泉水、地下熱水等）和地表水（河水、湖水、海水等）。 其優點為：水的比熱容大，傳熱性能好，使換熱設備較為緊湊；水溫較為穩定，使熱泵運行性能良好。其缺點為：必須靠近水源；對水質有一定要求，輸送管路和換熱器的選擇必須經過水質分析，才能防止可能出現的腐蝕。

在采用水源熱泵技術時，前期的水文分析尤為重要，必須根據地下水源實際情況，進行可行性的研究分析。適用的原則：水量充足、水溫適當、水質良好、供水穩定、回灌可靠。因此，前期的認真、科學的水文地質勘探工作是非常必要的。

水源熱泵中央空調主機，是冷熱源的核心，它的質量好壞直接影響整個系統的可靠性和使用效果。建議選用國內外有良好信譽的廠家，尤其是技術質量優、生產歷史久、售后服務好的知名品牌。

需要說明的是采用水源熱泵方案也需要增設電加熱裝置或鍋爐、壁掛爐等熱源，提高冬季供水溫度。

水源熱泵空調系統是由水源熱泵機組與水環路組成。根據室內側換熱介質不同，有直接加熱或冷卻空氣的水—空氣熱泵系統；機組室內側產生冷熱水，然后送到空調房間的末端裝置，對室內空氣進行處理的水—水熱泵系統。水—空氣熱泵系統根據機組的形式又有整體式和分離式水源熱泵機組，整體式是所有制冷、風和水系統的部件均裝在一個箱體內，現場連接水管、風管及電路即可實現冷熱供應。分離式是把壓縮機、水側換熱器及制冷附件等裝在室外機組內，然后用兩根制冷劑管路與室內機組連接，室內機組由直接蒸發式表冷器和風機等組成，和 VRV系統一樣，有多種型式供選擇。美國特靈、天龍、怡風、麥克維爾，國內的捷豐、清華同方等有多種型號的整體式水源熱泵機組 (有的產品樣本稱為水氣一體化風管空調器 )，在家用中央空調8～ 3 3 k W的應用范圍內，名義工況下的制冷系數為3 . 4～ 3 . 8，制熱性能系數為4. 1～ 4. 6，室內空氣側余壓為50～ 2 0 0 Pa，臥式機組高度在50 0 mm左右。

日本大金水冷變頻“K”系列 RWX(T型 )分離式水源熱泵機組，制冷量2 3～ 8k W；廣州中宇公司有多種型號的分離式水源熱泵產品。為擴展水源熱泵的應用范圍，中宇公司還開發了室外機與蒸發式水冷卻裝置為一體的分離式熱泵機組。近年來隨著地熱源的發展，國外的水—水熱泵機組也紛紛進入國內市場，如特靈的CGWA/CGHA型水冷冷水機組和水冷熱回收機組，制冷量由10.5～632k W，供熱量由180～750 k W，約克的YEWM/ YCWM(A)型水冷冷水機組和水—水熱泵機組，冷量由6 1～ 1 47k W，熱量由76～ 1 83 k W;怡風 WE型水—水熱泵機組，冷量從7. 4～ 2 8k W，熱量從8. 6～ 2 4k W，名義工況下的制冷系數為4. 0～4. 3，制熱性能系數系數為4.2～4.5。國內遂寧富田公司開發的 FTW型水—水熱泵冷熱水機組，冷量從 1 0 6～ 845k W，熱量從123～973k W;山東富爾達LSQR型水—水熱泵機組 (廠家稱為地溫中央空調機組 )，制冷量16.38～120.6 k W，供熱量12.244～86.5k W;威海濟高的 LSR型水—水熱泵機組 (廠家稱為戶式土壤能量中央空調系統 )，制冷量為2 0～3 5k W，制熱量為2 2 . 4～ 3 8. 1 k W;秦皇島松普公司開發了地源熱泵智能型水—水熱泵機組，按功能分類有標準系列、太陽能輔助加熱系列和蓄冰蓄熱系列，該產品可用一般水源，也可用海水。其戶用產品系列，制冷量由10～60k W，制熱量11～70 k W；大型集中空調用系列，制冷量 84～1 0 3 8k W，制熱量91～1137 W。以上產品在國內均有應用工程實例。

3、風管式戶式中央空調方案：

風管式戶式中央空調實際上是風冷熱泵空調的又一種應用，此種方式是通過風管將冷風或熱風送入室內，而室內機組不是風機盤管，而是一種管道空調機，通過各個風口，送入室內。

風冷熱泵管道式分體空調全空氣系統該系統是用風冷熱泵分體空調機組為主機，它包括室外機和室內機，室內機連接風管，屬空氣—空氣熱泵。該系統是以空氣為輸送介質，其原理與大型全空氣中央空調系統的原理基本相同。室外機產生的冷熱量，通過室內機組將室內回風 (或回風與新風的混合空氣 )進行冷卻或加熱處理后，通過風管送入空調房間消除室內的空調冷熱負荷。這種機組有兩種型式，一種是室內機組為臥式，可以吊裝在房間的樓板或吊頂上，通常稱為管道機；另一種室內機為立式 (柜機 )，可安裝在輔助房間或房間的走道或陽臺上，這種型式通常稱為風冷熱泵單元式空調機。

其特點是可以相對確保室內空氣品質的凈化，可以對溫度、濕度、空氣及清潔度、壓力、噪聲等進行調節。由于室內機、室外機均為風冷式結構，避免了機組運行中漏水及惡劣水質對機組的損害使機組的維護工作變得簡單、容易。

4、VRV變頻空調系統：

變制冷劑流量 (Varied Refrigerant Volume，簡稱 VRV)空調系統，是一種制冷劑式空調系統，它以制冷劑為輸送介質，屬空氣—空氣熱泵。該系統由制冷劑管路連接的室外機和室內機組成，室外機由室外側換熱器、壓縮機和其它制冷附件組成；室內機由風機和直接蒸發器等組成。一臺室外機通過管路能夠向若干個室內機輸送制冷劑液體，通過控制壓縮機的制冷劑循環量和進入室內各個換熱器的制冷劑流量，可以適時地滿足室內冷熱負荷要求。日本 VRV系統技術最先進，大金、三菱、日立等公司均有產品。國內海爾、美的近幾年也開發出了類似 VRV的 MRV和 MDV空調系統。日本 VRV技術以大金公司為代表，其系列產品有：

1）VRV多聯系統家用空調機，可連接 7臺室內機；

2）VRV變頻“K”系列 (可連接 1 6臺室內機)，其產品按功能分有單冷和熱泵系列；按其使用制冷劑不同有 R2 2和 R40 7C系列；

3）VRV系統熱回收“K”系列；

4）VRV水冷式變頻“K”系列；

5）超級 VRV(VRV Plus)系列 (可連接30臺室內機 )；

6）VRV系統冰蓄冷系列等。

其室內機有風管連接型 (機外余壓40～1 0 0 Pa，1 3 k W的室內機高度3 50 mm)、天花板嵌入式、掛壁式、落地式、落地內藏和天花板懸吊式等多種型式50多個不同規格型號供選用。大金RMX-1 4型 VRV家用多聯分體空調系統，制冷劑為 R2 2，制冷量1 4. 5k W，制熱量1 6 . 5k W，壓縮機輸出功率 3 . 5k W，根據室內機的不同型式，室內噪聲為3 2～ 3 9d B，其系統中設有 BP裝置 (冷媒分配器 )，作用是改變制冷劑流量，滿足房間的制冷或供熱要求。

其特點為系統可以根據室內負荷大小自動調節其容量，減少了壓縮機的啟停損失，具有較好的節能效果；室溫得到了精細調節，改善了室內空氣品質；由于放寬了室內外機的高差限制，故擴大了設備安裝的自由；空調系統的操作更為簡便，可靠性得到了進一步提高。

其冷媒為制冷劑，省去了水系統的麻煩，不需要備用裝置，控制裝置為LCD遙控裝置和多功能集中控制板，便于運行管理。

其最大的危害是由高次諧波引起的問題。

5、家用燃氣中央空調：

日本亞馬哈、三洋及國內遠大等均有此類產品供應。該系統由室外機和室內機組成。室外機用燃氣做能源，采用 Li Br吸收式制冷原理，夏天制取1 2 / 7℃冷凍水；冬季利用機組內的熱水器，由熱水器燃燒器加熱其中盤管，產生40 / 45℃熱水。室外機產生的冷(熱 )水由水泵經冷 (熱 )水管路送至室內機 (如風機盤管等 )冷卻或加熱室內空氣，消除空調房間的冷熱負荷。室外機需要的冷卻水，由冷卻水泵送至與機組連接一體的蒸發式冷卻器，冷卻后送至機組的吸收器及冷凝器，完成冷卻水的循環使用。整個機組采用智能變頻控制，實現3 0 %～ 1 0 0 %的能量調節。遠大 BCT系列戶用燃氣空調產品，其制冷及制熱量為12～70 k W。

國內在九十年代開始開發此類產品，應用是本世紀初，有實用案例。該系統的推廣受制于燃燒機和動力部分。因此，在目前情況下，由于進口燃燒機的價格昂貴，導致燃氣式空調價格較貴。

二、中央空調技術經濟分析：

以實際案例來分析幾種空調形式的技術經濟情況。

項目情況：

總建筑面積：150000平方米

居住建筑面積：128765.89平方米，其中地上建筑面積：93853.63平方米；地下建筑面積24912.26平方米。

配套公建建筑面積：9331平方米，其中地上面積為2975平方米；地下面積為6356平方米。

建筑形式：獨棟別墅、雙拼別墅、聯排別墅

空調計算參數：

冬季室內計算參數：t=18~22℃ Ф=40~60% V<=0.2m/s

夏季室內計算參數：t=24~28℃ Ф=40~65% V<=0.3m/s

住宅（別墅）供暖熱負荷指標為100~125w/㎡，制冷負荷指標為158 w/㎡，其中，新風負荷為54 w/㎡

總負荷為16408KW，新風負荷為5608KW

公建空調負荷約為256W/㎡，新風負荷136W/㎡

1、集中式中央空調的初投資

A、機房建設投資

集中式中央空調需要獨立的設備房，機房造價按每平米500元計，以300平米計算，為150000元

B、設備投資

小型風冷冷水機組，吊裝新風機組、臥式暗裝風機盤管、壁掛爐或落地爐、儲水罐。

C、管路投資

風系統和水系統，風系統主要為風管及部件的制作安裝，水系統為水管及閥門的安裝

按空調負荷和建筑面積估算，集中式中央空調的初期投資應在四千萬元以上。

2、風冷熱泵和水源熱泵的初投資

該機組體積較小，可放置在陽臺、屋面，或房前、屋后的地坪上等通風良好位置。由于冷熱管較小，占空間小，因此它一般不受層高限制；室內末端裝置多為風機盤管，一般風機盤管都有風機調速或通過旁通水閥調節水量的措施，因此該系統可以對每個空調房間進行單獨調節，滿足各房間不同的空調負荷要求；室內風機盤管噪聲較小，能滿足室內靜音要求。其主要問題是：

1）性能系數低，調節性能差，部分負荷運行效率低、能耗多、運行費高，機組在名義工況下制冷性能系數COP在2.6 6～ 3.0之間，與家用空調相差無幾；絕大多數廠家產品均為開?？刂?，部分負荷性能系數 APLV會更低，因而造成能耗高、運行費大，一般用戶難于承受；

2）噪聲大，一般約在53～6 5d BA，高于家用空調器的室外機，特別是應用于集合式建筑，家家戶戶都安裝在陽臺上，如果同時開啟，那噪聲的影響可想而知，特別是在夜晚，難于滿足居室 40 d B(A)的要求；

3）很多機組需用戶自設膨脹水箱，對于集合式建筑很難找到設置膨脹水箱位置；

4）初投資偏高。

風冷熱泵和水源熱泵的室外機組的投資相差無幾，但風冷熱泵機組需要增加輔助電加熱設備，水源熱泵對水資源要求嚴格，需要井水（或湖泊等）溫度、流量穩定，必要時需要設立換熱站。這樣算下來，水源熱泵的初投資主要決定于水資源的成本，若有合適的水資源，水源熱泵的初投資會低于風冷熱泵的投資。

室內部分，二者均采用風機盤管和新風末端，費用相同。

同集中式中央空調相比，不需要機房，沒有冷卻塔，采暖設備可以考慮電加熱。

熱泵的投資同樣以空調負荷和建筑面積估算的話，應在三千萬左右。

水源熱泵系統的主要問題是：

1）要有一定的水源和適合的溫度范圍；

2）對采用循環水的水源熱泵系統，一般冬季需有輔助加熱設施；

3）地源熱泵系統一般造價較高，室外采用垂直 U形埋管，DN=2 5mm，每米孔深造價大約為 40～ 50元 (包括管材鉆孔費用等 )，每 1kcal/ h (1 . 1 6 3 W)制冷量，室外埋管費用為 0 . 7～0 . 8元；而且建筑物周圍應有適當空地；要充分掌握當地地質水文資料，用計算機程序模擬計算所需埋管長度及冬夏季吸、排熱量的平衡，這是地源熱泵的關鍵技術，掌握起來有一定難度。

3、風管式和VRV戶式中央空調的初投資

這種系統最大的優點是可以獲得高質量的室內空氣品質，同時可利用室外新風實現過渡季的全新風調節；相對于其它幾種家用中央空調系統造價較低。其主要問題是：1)由于是全空氣系統，空調房間的溫度難于實現獨立控制，如采用變風量末端裝置，會使系統的初投資大大增加；2)全空氣系統需要用風管連接至各個空調房間，風管需要占據一定的空間，對房間的層高有要求；3)和熱泵冷熱水機組一樣，性能系數低，調節性能差，能耗高，運行費大；4)室內噪聲高，多數產品室內機噪聲均在 50d BA以上，室內風系統需采取消聲措施。

二者均為制冷劑冷媒系統，省去了水系統的麻煩，同樣面對冬季寒冷的室外溫度，需要考慮增加輔助電加熱措施或采用輔助的供熱設施，因此，二者的室外部分的投資大致相當。

室內部分，風管機是由一臺主機帶不同數量的風口，由風管進行連接，因此，安裝的費用會稍高；VRV室內機造型多樣，有多種選擇，由于為整體式，設備費用較高，相對安裝費用較低。

同樣按照空調負荷和建筑面積估算，戶式中央空調的初投資在二千萬元左右。

VRV適合于獨立式住宅，也可用于集合式建筑(需要有一個放置室外機組的挑臺或陽臺 )。VRV系統室內機有多種型式，可適應各種室內裝修；制冷劑管路管徑小，便于埋墻敷設或進行偽裝；該系統能實現變頻微電腦控制，可實現節能運行，部分負荷運行效率高，運行費低。因此，VRV系統具有節能、舒適、運轉平穩、噪聲低等優點，而且各房間獨立調節，能滿足不同房間不同空調負荷的要求。其主要缺點是初投資高，一般比家用空調器要高 2～ 3倍；房間新風比較難解決，如果再采用帶熱回收的新風系統，造價會更高；系統的施工要求高，難度大，從管材材質、制造工藝、零配件供應到現場焊接等要求均非常高，否則會對今后的維修管理帶來很大麻煩，這方面的教訓不是個別現象。

4、家用燃氣中央空調

這種空調型式具有常規空調的優點。采用燃氣做能源，省電 80 %以上。對于供電緊張，電價高，但燃氣供應充足，燃氣價較低地區有良好的發展前途和應用前景。

現對燃氣空調與風冷熱泵冷熱水機組的一次能源效率η0進行比較。其中有關參數取值為：發電 (火力)與輸配電效率取目前國內平均值，即η電=0.31。燃氣空調取遠大 BCT1 2型戶式燃氣空調機為樣機，其性能指標為：制冷量12kW，最大耗氣量1.1 m3/h (燃氣熱值為 10kW/m3)，耗電量0.85kW；制熱量12kW，最大耗氣量1.3 m3/h，耗電 0.25kW。風冷熱泵機組取不同廠家9種型號機組產品的平均值：夏季制冷量13.6 k W，制冷能效比2.83；冬季制熱量15.4k W，制熱性能系數3.23。根據如上參數可以計算出：

夏季燃氣空調一次能源效率η01：

η01=12/(1.1×10 +0.85/0.31)=12/13.7=0.876kW/kW

冬季燃氣空調一次能源效率η0 2：

η02=12/(1.3×10 +0.25/0.31)=12/13.81=0.869kW/kW

夏季風冷熱泵冷熱水機組一次能源效率η01′:

η01′=13.6/(13.6/2.83/0.31)=13.6/15.5=0.877kW/kW

冬季風冷熱泵冷熱水機組一次能源效率η02′:

η02 ′=15.4/(15.4/3.23/0.31)=15.4/15.38=1.00kW/kW

從消耗一次能源看，夏季兩者基本相同；冬季風冷熱泵冷熱水機組高于燃氣空調，其比值為1:0 .877，表明燃氣空調消耗的一次能源多。

家用中央空調系統負荷的確定居住房間冷熱負荷及機組制冷量、制熱量的計算，是家用中央空調系統設計選型的先決條件。

※居住房間冷負荷的計算

居住房間的設計冷負荷Φ0設 (k W)按下式計算：Φ0設=n[(1 +n1 ) (ΣΦ0 +Σq0 ) ]

式中ΣΦ0 ——空調房間逐時冷負荷的綜合最大值的總和，k W，由負荷計算確定；

Σq0 ——各房間新風負荷的總和，k W：n1——風機、風管、水管、水泵、水箱等引起的附加冷負荷，一般應根據計算確定，如粗略計算，可取n1=0.05～ 0.10，直接蒸發式取小值，間接式取大值。

n——同時使用系數，由于國內住戶習慣，一般是人在開機，人走關機，因此住宅的同時使用系數必須考慮，n一般取 0.6～0.7。冬季設計熱負荷Φh設與Φ0設 計算方法相同。設計中采用冷熱負荷概算指標時，附加冷負荷系數 n1可不考慮，但同時使用系數 n應當考慮。

※熱泵機組的制冷量與制熱量

機組樣本表示的制冷量與制熱量均為名義工況下的值，各種機組一般采用的名義工況見表2 (如有不同以產品樣本標出值為準 )，但機組不一定在名義工況下工作，此時制冷量、制熱量應進行修正。

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