第二章 主机选型综述
(—)冷水机组类综述
冷水机组是中央空调系统的心脏，正确选择冷水机组，不仅是工程设计成功的保证，同时对系统的运行也产生长期影响。因此，冷水机组的选择是一项重要的工作。
1．选择冷水机组的考虑因素：
★ 建筑物的用途。
各类冷水机组的性能和特征。
当地水源(包括水量水温和水质)、电源和热源(包括热源种类、性质及品位)。
建筑物全年空调冷负荷（热负荷）的分布规律。
初投资和运行费用。
对氟利昂类制冷剂限用期限及使用替代制冷剂的可能性。
2．冷水机组的选择注意事项：
在充分考虑上述几方面因素之后，选择冷水机组时，还应注意以下几点：
对大型集中空调系统的冷源，宜选用结构紧凑、占地面积小及压缩机、电动机、冷凝器、蒸发器和自控组件等都组装在同一框架上的冷水机组。对小型全空气调节系统，宜采用直接蒸发式压缩冷凝机组。
对有合适热源特别是有余热或废热等场所或电力缺乏的场所，宜采用吸收式冷水机组。
制冷机组一般以选用2～4台为宜，中小型规模宜选用2台，较大型可选用3台，特大型可选用4台。机组之间要考虑其互为备用和切换使用的可能性。同一机房内可采用不同类型、不同容量的机组搭配的组合式方案，以节约能耗。并联运行的机组中至少应选择一台自动化程度较高、调节性能较好、能保证部分负荷下能高效运行的机组。选择活塞式冷水机组时，宜优先选用多机头自动联控的冷水机组。
选择电力驱动的冷水机组时，当单机空调制冷量2400kW＞φ＞600kW时，宜选用离心式；φ＝580～2000kW时，宜选用离心式或螺杆式；φ＜580kW时，宜选用活塞式。
电力驱动的制冷机的制冷系数COP比吸收式制冷机的热力系数高，前者为后者的二倍以上。能耗由低到高的顺序为：离心式、螺杆式、活塞式、吸收式(国外机组螺杆式排在离心式之前)。但各类机组各有其特点，应用其所长。
选择制冷机时应考虑其对环境的污染：一是噪声与振动，要满足周围环境的要求；二是制冷剂CFCs对大气臭氧层的危害程度和产生温室效应的大小，特别要注意CFCs的禁用时间表。在防止CFCs污染方向吸收式制冷机有着明显的优势。
无专用机房位置或空调改造加装工程可考虑选用模块式冷水机组。
尽可能选用国产机组。我国制冷设备产业近十年得到了飞速发展，绝大多数的产品性能都已接近国际先进水准，特别是中小型冷水机组，完全可以和进口产品媲美，且价格上有着无可比拟的优势。因此在同等条件下，应优先选用国产冷水机组。
(二)热泵机组类
热泵机组的冷负荷计算方法同于常规空调系统，热负荷计算方法于采暖系统大致相同，但需考虑新风耗热量；
选型时要注意当地是否有足够的水源（包括水量、水温及水质）、电源和热源（包括热源性质、品位高低）；
风冷热泵机组的供水温度一般为45℃，而风机盘管机组和组合式空调机组等样本中提供的供热量，通常都是以60℃进水为前提，所以，必须对这些设备的供热量进行修正；
选择热泵机组时，一般应以冬季供暖负荷作为选择依据，同时校核夏季的冷负荷；
对于商场、餐厅等内部负荷和新风负荷特别大的建筑物，由于供暖负荷一般仅为供冷负荷的60％～70％。所以，宜采用热泵机组与单冷机组联合供应的方式，例如“3十1”模式，即3台风冷热泵机组加1台单冷机组；
风冷热泵机组的额定供热量，通常都是标准工况(环境温度t0＝7℃，出水温度ts＝45℃条件下的数值，当环境温度低于7℃时，供热量将大幅度降低。一般的降低幅度大致如下： t0＝5℃时， 下降百分比为5％～8％； t0＝3℃时， 下降百分比为12％～14％， t0＝0℃时， 下降百分比为25％～32％； t0＝-3℃时，下降百分比为45％～50％； t0＝-5℃时，下降百分比为55％～65％。注：按标准工况设计的风冷热泵机组，实际上在一3℃以下时已不能正常运行；
风冷热泵机组的单台容量较小，宜应用于中小型工程；
冬季室外的空气温度，白天总是高于夜晚。因此，室外供暖计算温度久tw＝-3℃地区，对于仅白天使用的建筑物如办公楼、商场等，可以采用风冷热泵机组。对于全天(24小时)要求供暖的建筑物，采用风冷热泵时则应谨慎对待；
水源热泵系统比较适合于多住户的公寓楼及面积较大的大型别墅。设计时应确保系统水流量计算准确．以便于冷却塔、水泵等设备的选型；
在相对湿度较高的地区，选用热泵时，应特别注意分析运行条件，并采取有效的除霜措施。
(三)地源热泵的机房内热泵机组部分
1．地源热泵的机房内热泵机组部分可以参照下列步骤进行选型：
水源热泵机组的容量不要过大。中央空调冷热源设备选型时，设备制冷(热)量约为设计冷(热)负荷的1.05～1.10。
水源热泵机组选型时，应尽量接近设计冷(热)负荷。若机组偏大时 ，运行时间短，激活频繁。机组容量合适，运行时间长，有利于除湿。
封闭水系统水温的选择，夏季要求水温低些，目的是提高能效，降低耗电功率。冬季水 温不要太高，因为水温高时，虽然制冷量高了，但耗电功率也高了，能效系数变化不大。
设计时要考虑采暖空调对象建筑物的同时使用系数。同时使用系数的取值与建筑物类型有关，与建筑物的数量有关，需通过理论计算和实测确定。《住宅建筑空调负荷计算中同时 使用系数的确定》列出资料是：当住户〈100户时，该系数为0.7；当户数为100～150户时， 为0.65～0.7；当户数为150～200户时为0.6。
2．室外地下换热部分可参照以下步骤进行选择：
地热换热器的选型包括型式和结构的选取，对于给定的建筑场地条件应尽量使设计在满足运行需要的同时成本最低。地热换热器的选型主要涉及以下几个方面：
地热换热器的布置型式，包括埋管方式和联结方式，如图所示。埋管方式可分为水准式和垂直式。选择主要取决于场地大小、当地土壤类型以及挖掘成本，如果场地足够大且无坚硬岩石，则水准式较经济；如果场地面积有限时则采用垂直式布置，很多场合下这是唯一的选择。如果场地土中有坚硬的岩石，用钻岩石的钻头可以成功钻孔。联结方式有串联和并联两种，在串联系统中只有一个流体信道，而并联系统中流体在管路中可有两个以上的流道。采用串联或并联取决于成本的大小，串联系统较并联系统采用的管子管径要大，而大直径的管子成本要高。另外，由于管径较大，系统所需的防冻液也较多，管子重量也相应增大，导致安装的劳动力成本也较大。
塑料管的选择，包括材料、管径、长度、循环流体的压头损失。聚乙烯是地热换热器中最常用的管子材料。这种管材的柔韧性好、且可以通过加热熔合形成比管子自身强度更好的连接接头。管径的选择需遵循以下两条原则：其一，管径足够大，使得循环泵的能耗较小；其二：管径足够小，以使管内的流体处于紊流区、使流体和管内壁之间的换热效果好。同时在设计时还要考虑到安装成本的大小问题。
循环泵的选择。选择的循环泵应该能够满足驱动流体持续地流过热泵和地热换热器，而且消耗功率较低。一般在设计中循环泵应能够达到每吨循环液所需的功率为100W的耗能水准。
(四)水源热泵机组
水源热泵机组的容量不要过大。中央空调冷热源设备选型时，设备制冷(热)量约为设计 冷( 热)负荷的1.05～1.10。水源热泵机组选型时，应尽量接近设计冷(热)负荷。若机组偏大时 ，运行时间短，激活频繁。机组容量合适，运行时间长，有利于除湿。
封闭水系统水温的选择，夏季要求水温低些，目的是提高能效，降低耗电功率。冬季水 温不要太高，因为水温高时，虽然制冷量高了，但耗电功率也高了，能效系数变化不大。
设计时要考虑采暖空调对象建筑物的同时使用系数。同时使用系数的取值与建筑物类型 有关，与建筑物的数量有关，需通过理论计算和实测确定。《住宅建筑空调负荷计算中同时 使用系数的确定》列出资料是：当住户〈100户时，该系数为0.7；当户数为100～150户时， 为0.65～0.7；当户数为150～200户时为0.6。
(五) 直燃机机组
直燃机设计选型时要确保同时满足冷热负荷的需要，但不设过大余量，以防造成主机投资浪费。一个系统最好配置两台以上主机且分别配置独立的冷却水循环泵、冷却塔及冷热水循环泵，这样可以使系统可靠性更高，低负荷时水泵电耗更低。由于直燃机运转时无振动、无磨损，运转可靠，如选用单台主机也具有明显的经济优势而不降低其可靠性。
标准型直燃机供热量是制冷量的80％，即 。如果热负荷大(如制冷时供卫生热水，或供暖时供卫生热水或供暖负荷大于制冷负荷)，则可选择高压发生器加大型以提高供热能力，或选择大冷量机组来实现(这样初投资较大)。每加大一号高压发生器，供热能力增加20％，即Q增加＝0．8×0.2 。如夏季制冷并供应卫生热水(按夏季制冷量选型)则有： ，或 ， ，N为高压发生器的加大号数。如系统需夏季制冷、冬季供暖并供应卫生热水(满足夏季制冷量要求选定机型后校核冬季供热量)则：
①满足夏冬两季使用要求；
②如冬季热负荷大，采取加大高压发生器满足；
③如冬季热负荷大，采取加大机组型号来满足使用要求（ ，指机组加大型号后的制冷量）。若须加大机组型号满足使用要求，则夏季靠调节燃烧器以保证经济运行。在过渡季节系统则靠调节燃烧器火头以保证经济运行。另外，制冷量和供热量的比例也可利用一些阀门来调节实现。
(六) 热泵机组
机组负荷选择风冷热泵机组的容量通常是根据建筑物的夏季冷负荷来选择，同时对冬季热负荷进行校核计算．如果机组供热量大于采暖负荷，则该机组满足冬季采暖要求；如果采暖负荷大于机组供热量，可按下面2种情况考虑：当机组供热量小于等于采暖负荷的50％～60％时，可增加辅助电加热装置；反之则应综合考虑初投资和运行费用来确定机组的容量，即适当加大机组的装机容量．
辅助电加热装量的形式 风冷热泵机组空调系统的辅助电加热装置有以下几种形式可供选择：(1)在风机盘管系统中设置小型锅炉，以此来提高冬季机组的供水温度；(2)在有另外热源(热水或废热水)时，可采用扳式热交换器提高冬季供水温度；(3)采用直烧式(气源可为水煤气、天煤气、柴油等)加热器提高冬季供水温度；(4)采用电加热器提高冬季供水温度．
蓄冷（热）负荷在选择风冷热泵机组时还应考虑建筑物的蓄冷(热)负荷．一般公共建筑，空调设备往往是间歇运行，即白天运行、夜间关闭，这样在第2天运行时，由于建筑物的蓄冷(热)，房间温度需要运行一定的时间后能达到设定值，如果要求缩短这一时间，在选择机组时就要考虑蓄冷(热)负荷．它与预冷(热)时间有关，一般预冷（热）时间按2～3h。
(七)组合式空调器类综述
目前，在各类综合性功能高层建筑的中央空调系统中，往往对所需温度、湿度、新风量、冷（热）负荷的空气气流组织，采用分层或分区进行集中处理，其优点是便于建筑物内的物业管理和使用中的节能。
组合式空调机组的特点是以功能段为组合单元，用户可根据空气调节和空气处理的需要，任选所需各段进行自由排列组合，有极大的自由度和灵活性。
考虑到运行和检修方便、气流均匀等因素，应适当设置中间段。
选型时必须注意到以下几点：
1、向制造厂家提供组合式空调机组所需功能段的组合示意图。示意图上应注明所选机组型号、规格、段号、功能段长度、排列先后次序以及左右式方位等基本要求。
2、组合式空调机组的操作面规定为：
（1）送、回风机有传动皮带的一侧；
（2）袋式过滤器能装卸过滤袋的一侧；
（3）自动卷绕式过滤器设有控制箱的一侧；
（4）冷（热）媒进、出口的一侧，有排水管一侧；
（5）喷水室（段）喷水管接水管的一侧。
当人面对机组操作时，气流向右吹为右式，反之则为左式，选型订货时需说明所需机组的左、右式。
3、选用表冷器、加热器和消声器前，必须设置过滤器（段），以保护换热器和消声器表面清洁度，防止堵塞孔、缝，并应设置中间段。
4、喷水段、表冷段等，除已有排水管接至空调机组之外，还应考虑排水的水封装置。
5、选用喷水室（段）时，应说明几级几排。
6、选用表冷器、加热器（段）时，应注明型式和排数，使用的冷（热）媒性质、温度和压力等。机组用蒸汽供热时，空气温升不小于20℃；以热水加热时，空气温升不小于15℃。
7、选用干蒸汽加湿器需要说明加湿量、供汽压力和控制方法（手动、电动或气动）。
8、选用风机段要说明风机的型号、规格、安装形式、出风口位置，风机段前应设置中间段，保证气流均匀。新风机组的空气焓降应不小于34kJ/kg.
9、注明各风口接口的位置、方向和尺寸，送、回风阀的型式、规格，采用的控制方式（手动、电动或气动）。风机出口应有柔性短管，风机底座应有减振装置。
10、需要留出的观察孔以及仪表安装孔位置和个数，风机供电的引线位置走向。
11、机组的基础应高于室内地平面，基础四周应设有排水沟或地漏，以便排除冷凝水和放空设备底部存水。
12、机组四周或机组与机组（多台时）布置时应留出足够的操作和检修空间。
13、考虑到机组防腐性能，箱体材料最好选用镀锌钢板、玻璃钢或特殊铝合金。对于黑色金属制作的构件表面应作过防腐处理；对于玻璃钢箱体应采用氧指数不小于30的阻燃树脂制作。
14、机组漏风率标准：
（1）机组内静压保持700Pa时，机组漏风率不大于3%
（2）净化空调系统的机组内静压保持1000Pa、洁净度低于1000级时，机组漏风率不大于2%；洁净度高于或等于1000级时，机组漏风率不大于1%。
对机组性能考核要求：机组的风量、余压、供冷量和供热量的实测值应大于或等于其名义值的93%。机组的水阻力和输入功率的实测值不得大于其名义值的110%。
基本参数应符合下列规定：
a机组风量实测值不低于额定值的95%，全压实测值不低于额定值的88%。
b机组额定供冷量的空气焓降应不小于17kJ/kg；新风机组的空气焓降应不小于34kJ/kg。
c机组供热量的空气温升至少应不小于 蒸汽加热时 温升20℃ 热水加热时 温升15℃
机组在85%的额定电压下能正常激活和工作。
机组的盘管及其管路在下列相应条件下应能长期正常运行，且无渗漏：
a冷水盘管在980kPa压力下，或通热水使用时，在980kPa压力、60℃的热水条件下；
b热水盘管在980kPa压力、130℃的热水条件下；
c蒸汽盘管在70kPa压力、112℃的蒸汽条件下。
机组箱内的隔热、隔声材料应具有无毒、无异味、自熄性和不吸水性能。不应使用裸露的含石棉或玻璃纤维的材料。隔热、隔声材料与面板之间应贴牢固、平整、无缝隙，保证在运行时箱体外表面无凝露。
机组应有凝结水处理设置，在运行中箱体外不应有渗漏水，箱体内不应有积水，排水应通畅。
箱体和检查门应具有良好的气密性，机组的漏风率应不大于5%。检查门锁紧性能要好，防止因内、外压差而自行开关。盘管的迎面风、风速超过2.5m/s时，应加设挡水板。喷水段进、出风侧应有挡水板。
机组箱体应具有足够的刚度，在运行中不应产生变形。机组采用黑色金属材料制成的构件，其表面均应做防腐处理。 | 
