大宅用氟机和水机年耗及使用寿命对比
我们对氟机和水机空调从各个角度去讨论,但是没有同一套房子用两套不同的设备去测试,所以都没有一个比较,那么今天我们同一套300平的别墅分别用两种不同的中央空调进行对比,看看大宅用氟机还是水机划算。
300平米多层别墅安装地源热泵+地暖两联供实际图
(因为水机空调的主机可以分为空气源热泵和地源热泵两种,我们只拿地源热泵作为衡量的案例,空气源热泵的耗能理论上是地源热泵的1.3倍。)
其实从原理上看,氟机和水机差的也就是水机二次换热的过程,而且氟机的氟利昂冷媒是全程对于内外机的参与,而水机虽然也用冷媒来传递热量,但是不参与直接供热供冷,而是将热量和水进行交换,让水作为抵达用户房间的终端介质,从这个角度来说,由于水机采用了二次换热,这导致了热量的损失,反而氟机效率更高,机器即启冷媒即动。而水机肯定有能量损失的进而使得水机不节能!
从这位300平业主先安装了氟机+锅炉地热,后因为发生主机故障又听专业人士建议安装地源热泵+地暖两联供前后的比较中,我们发现实际数据显示:地源热泵年耗费几乎是氟机+锅炉地暖系统的55%。
地源热泵+地暖和氟机中央空调+锅炉地暖的年耗比
不是通过分析氟机则更节能吗?然而,从专业的暖通空调角度来看,这种说法却恰恰相反,这个是什么原因呢?
其实影响热泵空调机组能耗的因素是多样的,而二次换热的冷热量损失只是其中之一,并非决定性因素,甚至也不是主要因素。两者的原理来看,影响能耗的主要因素有三个,即压缩机的蒸发冷凝温度和机组的启停与升降频次数还有一个就是氟机中央空调负荷比的问题要考虑。
下面我们就分析下这三个主要方面,解释下为什么面积越大的住宅氟机比水机能耗高。
首先,冬季制热要制冷剂的冷凝温度越高,能耗就越高;反之,冷凝温度越低,能耗就越低。一般来说,提高制冷剂蒸发温度每度,机组的COP(能效比)可以提高约3%。氟机空调将蒸发器作为室内散热末端,因此制热时冷凝温度较高(约60℃左右),而制冷时蒸发温度较低(约4℃左右)。相比之下,水机由于采用了二次换热,并且可以与各种散热末端(如地暖、毛细管、辐射板等)兼容,使得冬季制热时冷凝温度可以降到约40℃,而夏季制冷时蒸发温度提高到约15℃。因此,水机在地暖辐射末端结合使用时,机组的COP可以提高约60%,在夏季制冷时也可提高约30%以上。从这个角度来看,水机的节能效果明显优于氟机。
另个主要影响因素是:氟机空调由于制冷剂和载冷剂都是氟利昂,其热稳定性较差,导致压缩机在持续运行时的声频和启停次数增加,进而提高了能耗。而水机则采用水作为载冷剂,并且还配备有缓冲水箱,水的热稳定性较高,启停和升降频次数大幅减少。因此,在间歇运行模式下,氟机空调可能更为节能,但在持续运行模式下,水机显然更为节能。在家庭应用中,随着地暖、三恒(即恒温、恒湿、恒氧)和五恒(即恒温、恒湿、恒氧、恒净、恒静)等更舒适的暖通方案的普及,末端持续开启成为常态,因此水机的节能优势进一步凸显。
还有一点就是一个跟氟机中央空调相关的概念——中央空调负荷率,我们从上一篇知道,氟机结构分内机外机两个部分,一套中央空调系统内所带的室内机的冷负荷之和室外机冷负荷的比值就是负荷比,计算方法:超配率=室内机制冷量÷室外机制冷量×100%,他们的比值就是该氟机中央空调负荷比。
氟机的内机外机结构图
比如一栋别墅中的内机(室内机或风机盘管)冷负荷总和为46KW,室外机的制冷量为42KW,超配率就是46/42=1.09(109%),这个出现是有现实意义的,毕竟作为用户都希望相同制冷量的外机功率能带动更多的室内内机,能带动的室内机数量就越多,对购买方来说不但节省费用,而且更能验证和发挥中央空调的整体性能。
但氟机负载有个极限,就是内外机负荷比尽量不要超过120%? 因为氟系统采用的是直膨式全氟系统循环,系统循环动力来自于压缩机,一台主机压缩机的动力是有限的,进而决定了内机的数量是有限的,内机数量过多压缩机动力就不够了,原因的根本就是氟利昂系统润滑油无法被完全压缩回压缩机,压缩机无法回油,因此必须限制主机与内机的负荷率,超负荷会导致压缩机故障甚至损毁。 主要是润滑油无法压回压机,所以空调外机必须配大且负荷比不能大于120%,这是根本原因。
但是为什么氟机的负荷比有限制而水机则不需考虑这个问题呢?
水机系统虽然也包含氟路系统循环,但压缩机只需提供到冷凝器之间的动力即可,冷凝器之后的系统循环动力由水泵来完成,水机系统内机的数量跟主机大小没有直接关系,也就是说水机系统并不存在氟机系统中超配的问题,对于水系统来说只要水泵动力也就是足够,末端可以无限超配。
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