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1、 螺杆机与直燃机分析 Last revision on 21 December 2020 溴化锂直燃机和螺杆机综合分析 选择什么样的中央空调,对业主来讲是一项长久的事情,直接涉及到初期的投资、每年的运行费用、所使用能源的长远性、设备的性能、维护保养费用等。我们根据工程的具体情况,在此将螺杆式冷水机组推荐方案与溴化锂直燃机作出比较分析。一、效果 1、使用寿命短:溴化锂制冷机比螺杆式制冷机使用寿命短,直燃溴化锂制冷机的设计使用寿命为 10 年,由于办公厂房溴化锂直燃机一台03 年,两台 05 年生产使用,到目前已有 15 年和 10 年;2、冷量衰减:溴化锂直燃机每年机器容量衰减约 7%左右。溴冷
2、机组运行使用三年后,冷量衰减达 30%以上。(参考制冷技术1993 年 03 期)a、溴化锂溶液极强腐蚀性:溴化锂机组用溴化锂溶液作为制冷剂,溴化锂为盐溶液,在高温时对换热管易产生微孔腐蚀,使机组真空度下降,影响机组制冷,此情况在机组启停时最严重,久而久之会是传热管结垢降低制冷量,造成冷量衰减。b、真空度下降:溴化锂机组运行时会产生氮、氧等不凝性气体,需及时排出,否则减少制冷机组寿命和机组真空度下降,但通过通过抽气装置排出不凝性气体,同时也会将制冷机蒸汽排出,久而久之溴化锂溶液浓度升高,而在室温状态下,溴化锂溶液的饱和浓度为 63左右,高于此浓度就有结晶析出。c、制冷剂水质的影响:吸收器内冷却
3、判官易结垢使盘管传热系数降低,降低吸收效率和机组出力。根据溴化锂溶液的热物理特性,冷凝温度上升 1时,溴化锂水溶液的放汽范围减小约 10,即制冷量减少约 10。而对于电力冷水机组,冷凝水温度上升 1。空调工况下制冷性能系数下降约。即制冷量下降约。3、能源利用率低:溴化锂直燃机热负荷为冷负荷、输入功率及燃料燃烧能量之和,螺杆机热负荷为冷负荷与输入功率之和,溴化锂直燃机消耗能量大,热效率低。如表 1、表 2 表 1 螺杆式机组和直燃型冷水机组的一次能耗比较 设备种类 制冷系数 单位煤耗量的制冷量kj/g 螺杆式冷水机组 直燃型冷热水机组 注:a、对于电力冷水机组,发配电综合效率为 35。b、对于直
4、燃型冷热水机组,按机组实际燃料消耗量算成标煤消耗量,不考虑不同燃料间的折算率。表 2 冷凝热量与制冷量比值:设备种类 冷凝热量/制冷量 设备种类 冷凝热量/制冷量 水冷往复式冷水机组 风冷往复式冷水机组-水冷螺杆式冷水机组 双效吸收式冷水机组 水冷离心式冷水机组 直燃型冷热水机组 引自暖通空调1997 年第 6 期 徐稳龙 二、运行成本 a、运行费用 螺杆式制冷机以电能为动力消耗电能,溴化锂直燃式以热能为动力使用燃气为原料,而燃气单价基本为电费单价2 倍左右,溴化锂直燃机运行费用更高;b、维护费用 溴化锂机不可避免其冷量衰减,为减轻衰减幅度,每年需对内部铜管进行清洗,使用两年后每年需对溴化锂溶
5、液再生处理,又因办公厂房的溴化锂直燃机已经超龄,溴冷机内各部件间的密封隔离材料长期处于高温高压气流的冲击下,易老化失效,需定期要换、间断抽真空、对主机进行保养等维护管理费约为电动式冷水机组的 23 倍。电动式冷水机组由电能驱动,即使出现电源系统故障,机组会自动平稳地停机,不存在危险因素,电动式冷水机组监测系统简单准确,易实现无人机房,大大降低维护管理费用。三、占用空间 溴化锂直燃机组本身的占地面积比同容量电动式制冷机组的大,而且直燃机还须设置储油罐或者气压调节站,溴化锂直燃机冷却水流量高于螺杆式冷水机组,冷却水泵及冷却水管配置都大于电动式冷水机组,使机房面积增大。综合对比:项目 压缩式 吸收式
6、 螺杆式机组 溴化锂直燃机组 初投资 比溴化锂直燃机组低 主机价格高,此外还需增加烟囱的材料及安装价格。其冷却水的系统比电制冷机器大。运行费用 低 直燃机组采用的能源由于是一次性能源,不能再生。使用寿命 长,机器容量在使用寿命中没有冷凉衰减。寿命短,约 10 年。并且每年机器容量衰减约 7%左右。大部分溴冷机组运行使用 3 年后,冷量衰减达 30%以上。机组结构 结构简单,操作简单 结构复杂,系统调节不灵活,操作麻烦 节能效果 效率高,降低能耗,节约运行费用。效率低,浪费能源 冷量的衰减 无 因溶液的问题造成每年约 7%的冷量衰减,这是溴化锂机组不能克服的问题 使用可靠性 高 受内部因素的影响
7、大,可靠性低 运行稳定性 高 受内部因素的影响大,稳定性低 冷媒 制冷剂是 R134a 制冷剂是水及溴化锂溶液,需要经常对溴化锂溶液的浓度进行监测,运行中常有结晶现象发生,影响机组的正常运行。安装 安装简单 设备需要烟道、烟囱,对机房和周围环境的防火安全和环保有较高的要求。排烟系统必须符合消防及环保要求。溴化锂机组的安装工作量比电制冷机组的大,且操作复杂、维修量多。维护 操作简单、维修少、维护管理费用低。每年需对内部铜管进行清洗,使用两年后每年需对溴化锂溶液再生处理,加之其他维修,每年正常维修、维护费用均大大高于电制冷机组。所以从系统初投资、运行费用、维护费用、运行稳定性、主机使用寿命等各方面
8、衡量,选用螺杆式冷水机组优于溴化锂机组。案例(引自暖通空调1997 年第 6 期)北京地区某以面积为 18000 的办公楼,其夏季设计空调耗冷量为,冬季设计耗热量为 1644kw。主机(冷水机组或直燃型冷热水机组,锅炉或热交换器)各 2 台,冷水泵,冷却水泵和热水循环泵各设 3 台,均为两用一备,冷热水系统为一次泵变水量系统。初投资(见表 3)电力式冷水机组 热源 直燃机 螺杆机组 活塞机组 锅炉 热网 燃油 燃气 主机/万元 辅机/万元 安装费/万元 总电耗/kw 23 15 电(热)力增容费/万元 电力 电力 电力 热力 电力 电力 电力 煤气 机房面积/210 210 150 30 26
9、0 260 土建投资/万元 总投资/万元 注:表中电力增容费 5000 元/kw,热力增容费万元/mj,日用煤气费气源费 600 元/m3,按机组每天运行 10h 计。表 5 运行管理费 螺杆机组 活塞机组 直燃机 锅炉 热网 主机 辅机 主机 辅机 主机 辅机 主机 辅机 主机 辅机 供冷 耗电量 电费/万元 耗油量/t 耗气量 104m3 燃料费/万元 供热 耗油量/t 耗气量/104m3 燃料费 机房折旧费/万元 设备折旧费/万元 设备维修费/万元 电(热)增容折旧费/万元 年运行成本费/万元 电力式冷水机组 锅炉 热网 然机组 然机组 表 6 年运行成本 万元 螺杆机组 活塞机组 燃油直燃机组 燃气直燃机组 锅炉 热网 锅炉 热网 投资回收期5a 投资回收期8a 投资回收期15a 注:机房按使用寿命50a 折旧;电力式冷水机组按使用寿命 20a 折旧;直燃式冷热水机组按使用寿命 15a 折旧;锅炉 热交换器及辅机按使用寿命15a 折旧;电(热)力增容费按50a 折旧 参考文献:使用供热空调设计手册 民用建筑暖通空调设计技术措施(第二版)郑州纺织工学院学报1993 年第 01 期 龚毅 期刊冶金动力2009 年第 3 期 吴彤丽 制冷技术1993 年 03 期 暖通空调1997 年第 6 期 徐稳龙
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