5分钟了解 | 多联机、风冷模块和水冷螺杆机的优缺点比较与决策指南

无论是商业建筑、办公室大楼还是工厂园区，制冷机组都是维持舒适室温与宜人工作环境不可或缺的存在。然而，在众多制冷机组中，有三种备受瞩目：模块式风冷冷（热）水机组、VRV变频、多联机组、螺杆冷水机组。它们各自具有独特的特点和优势，今天我们将带您深入探索，比较这其中的差异与优劣。无论您是楼宇管理者、工程师还是普通用户，相信本文能为您了解选择合适的制冷机组提供有益的帮助。

风冷冷（热）水机组

1、原理及构造

风冷模块式冷热水机组是以空气为冷（热）源，以水为供冷（热）介质的中央空调机组。作为冷热兼用型的一体化设备，风冷模块式冷热水机组省略了冷却塔、水泵、锅炉及相应管道系统等许多辅件，系统结构简单，安装空间小，维护管理方便且节约能源，适用广泛。因此，风冷模块式冷热水机组通常适用于既无供热锅炉，又无供热管网或其它稳定可靠热源，却又要求全年空调的暖通工程，是设计中优先选用的方案。

2、适用场景及适用参数

（1）适用场景

主机与风机盘管、空调箱等末端装置所组成的集中式、半集中式中央空调系统具有布置灵活、控制方式多样等特点，尤其适用于商场、医院、宾馆、工厂、办公大楼等场合使用。

（2）冷量范围

15 RT ～ 75 RT（即以61 KW ～ 261 KW），一般情况以15 RT模块为基础组合，在任何厂商相对比较时，15 RT模块性价比也是最好的。

（3）适用环境工况及冷热水进出水温度

制冷

· 环境工况：21 ℃ ～ 43 ℃；

· 冷媒水进出水温度：12 ～ 7 ℃；

· 室外环境温度越高制冷效果越差。

制热

· 环境工况：-15℃（理论上）～ 20℃；

· 热媒水进出水温度：40 ～ 45℃（一般情况下）；

· 室外环境温度越低，制热效果越差。

3、优缺点

优点：

· 前期设备投资比变频多联（VRV）便宜15%左右；

· 制冷量调节范围大，可实现有级或无级调节；

· 技术成熟，寿命长，无须专用机房，可直接安装在屋顶或室外空间

· 系统结构简单，安装空间小，尤其适用于水源缺乏区域；

· 省了冷却塔、水泵、锅炉及相应管道系统等庞大的附属设备或附件；

· 有两套独立的工作系统，其中一套系统有故障不会影响整机正常运行；

· 室内空气通过水进行冷却，使空气相对湿度保持在人体舒适性范围内。

缺点：

· 在寒冷地区（如东北地区）制热时要配置电辅助加热设备；

· 每年都必须进行一次检修及设备清洗。

4、机组基本配置

· 涡旋压缩机

· 板式换热器

· 风机电机

· 盘管

· 电气控制元件等组成

VRV变频多联机组

1、原理及构造

在之前的文章（5分钟读懂 | 中央空调分类及多联机结构原理）中我们曾详细介绍过，VRV系统即一台室外机配置多台室内机，通过改变制冷剂流量能适应各房间负荷变化的直接膨胀式空气调节系统。通过控制压缩机的冷媒循环量以及进入室内机的冷媒流量，来满足系统对冷热需求的负荷与输出。

系统主要由室内机、室外机、冷媒管以及控制部分组成。一般分为外机、内机。

外机：

主要包含一到三个压缩机(一个模块)，然后配套的风冷式换热器(夏季冷凝器，冬季蒸发器)，四通阀，膨胀阀，控制板等。

内机：

是一个风机一个换热器也是气风换热器(夏季蒸发器，冬季冷凝器)。

管路系统：

冷媒管路连接室外机室内机，一般一~三台外机一组带5~16台内机。信号线跟冷媒管路一起铺设；冷凝水系统将室内机产生的冷凝水排到下水点。与常规水系统相比没有水泵，没有大型集中式风管，由于不通过水做载冷剂，采用制冷剂直接蒸发式，同等冷量下，换热面积小，内机尺寸紧凑，便于安装与装饰配合通常为20000平米以下空调的首选型式。

3、VRV变频多联机组 VS 风冷冷（热）水机组

本次我们主要来看一下多联机与风冷机组的对比差异

项目		风冷冷(热)水模块式机组	变频多联机(VRV系统)
简述		1、风冷模块式冷热水机组是以空气为冷 (热)源，以水为供冷 (热)介质的中央空调机组。	1、VRV空调系统全称为Variable Refrigerant Volume系统，即变制冷剂流量系统
		2、具有布置灵活、控制方式多样等特点，尤其适用于商场、医院、宾馆、工厂、办公大楼等场合使用。	2、系统结构上类似于分体式空调机组，采用一台室外机对应一组室内机(一般可达50台)。控制技术上采用变频控制方式，按室内机开启的数量控制室外机内的涡旋式压缩机转速进行制冷剂流量的控制。
		3、风冷模块式冷热水机组配以标准水管接口和单元组合控制功能，使机组运行自如。安装完毕，接上电源、水路即可使用。	3、VRV空调系统与全空气系统，全水系统、空气一水系统相比，更能满足用户个性化的使用要求，设备占用的建筑空间比较小，而且更节能。正是由于这些特点，其更适合那些需经常独立加班使用的办公楼建筑工程项目
		4、当空调面积增减而需要增减主机时，更显出其方便自如。	4、VRV空调系统还具有集中控制管理环节，可以在控制室内对远端各组VRV空调系统进行监控管理，是一种比较完善的控制方式。
初投入		投入较经济、实惠;制冷面积约单价在280-350元/m之间;	属商用领域的高端产品，初投入成本略高;通常在350-450元/m之间;
维护		1、二类中:能效比较高设备，主机集中，日后维护保养成本较低。	1、二类中:能效比高，变频节能系数强，设备主机集中，日后维护保养成本较低。
维护		2、风冷热泵系统每年一次对室内的过滤网和室外主机的水过滤器和对管道系统进行清洗和除垢。	2、变频一拖多空调需要定期清洗室内的过滤网，操作简单，维护方便可自己进行维护。
节能		能效比较高，EER值3.2以上，即耗电量偏低，	能效比高，EER值3.3-4.3;即耗电量最低
节能		开机率的节能:开机率低于30%时，略比氟系统耗能，开机率≥31%≤50%时，所耗能相当，开机率大于50%时，比氟系统节能 (以14KW的主机为例: 当开机率为30%时，制冷4.2KW，所耗功率为2.0~2.4KW);	开机率的节能:开机率低于30%时比水系统节能，开机率≥31%≤50%时，所耗能相当，开机率大于50%时，比水系统耗能 (以15KW的主机为例 :当开机率为30%时，制冷4.5KW，所耗功率为1.8~ 2.0KW) ;
优缺点	室外机	主机最少，主机可放至地面或屋面，室外主机二类中最重，单台模块重量在800kg左右	主机数较少且体积小 (一般客载电梯可运) : 主机可放至地面、屋面或建筑平台，单台主机重量在250kg左右。
	辅助功能	主机集中管理，室内末端自由调节性较强。附加功能少:制冷(热) 、除湿、送风、定时等。相对优势: 故障点较少;	附加功能多，除基本功能外，还有:全热新风模块、除甲醛、睡眠;可扩展功能:网络控制、电话控制、集中控制、远程控制。相对劣势: 故障点略多。
	通讯功能	通讯控制简易;一般强电通讯。	通讯控制科技化、人性化、具有可扩展功能接口(如:远程控制,网络控制)。
	控制功能	控制精确度较低:	控制精度较高:
		1、末端控制器是选配件，生产精度略低;	1、末端控制器均是由设备原厂生，经过多次实验调配;
		2、控制功能较少，属基本控制 (制冷、制热、温度、送风)	2、控制功能较多
		3、控制点较少:根据环境温度来确定风盘的开关，导致提高或降低供回水温度，达到主机的运转功率 (属于间接控制);	3、控制点较多 (传感器较多) : 由内外环温传感器、室内管温传感器、设定温度传感器、室外吸/排气传感器直接来调节压缩机的工作 (属于直接控制) ;
	速效	制冷/热属于二次交换，速度较氟系统略滞后几分钟; 但人体舒适性强，长时间使用后相对不会产生口千鼻燥现象。	直接蒸发，速度较水系统快;一开机几分钟后就会有明显的感受。
	配置	室内外机的配置灵活	室内外机的配置受局限
	舒适度	因是水作载体，盘管表冷温度比较恒定，空气的除湿比较恒定，人体感觉舒适性强。	直接蒸发，盘管表冷温度较低，吸入空气中的水份较多，故除湿量大;但温差极小，人体感觉舒适性强
	维修成本	维修费用低:室内部份无电脑板，最大损坏部件只有电机;	维修费用略高: 有电脑板，易出现故障的部件有: 通讯控制、电机、电脑板;
	联机管	管材采用PP-R管或金属钢管，若干年后回收率较低;而室内外联机管不受管长限制;	管材采用铜管，若千年后回收率较高;内外机管长最长在120m;
	环保	较环保，虽然目前主机仍是采用R22作为冷媒，但传入室内的介质为水，冷媒的采用量较少;	最环保，冷媒介质采用R410，不含氯离子，不对大气层的臭氧进行破坏。是当前市场最环保的产品。
	缺点	在寒冷地区 (如东北地区)制热时要配置电辅助加热设备，设备每年都必须进行一次检修及设备清洗，维保费用多。	系统多，制冷泄漏不易察觉。(连接压力表可查漏）
	使用寿命	地下水式水源热泵机组的般设计寿命为12-15年 (优质水质情况下)，如果存在水质污染、水位低、污浊、杂质大等因素，使用寿命会缩短3-5年。	变频一拖多空调设备的设计使用寿命般为30000 小时 (18年左右) 以上，最高可达40000 小时。

螺杆冷水机组

1、原理

水冷单螺杆冷水机组制冷原图如下：

· 压缩过程：

蒸发器中的制冷剂蒸汽被螺杆压缩机吸入后，电机通过压缩机转子对其施加能量，使制冷剂蒸汽的压力提高并进入冷凝器；与此同时，制冷剂蒸汽的温度在压缩终了时也相应提高。

· 冷凝过程：

由压缩机来的高压、高温制冷剂蒸汽，在冷凝器中通过管内的冷却水放出热量，温度有所下降，同时在饱和压力（冷凝温度所对应的冷凝压力）下，冷凝成为液体。这时，冷却水因从制冷剂蒸汽中摄取了热量，其温度要有所升高。冷却水的温度与冷凝温度（冷凝压力）直接有关。

· 节流过程：

由冷凝器底部来的高温、高压制冷剂液体，流经节流装置时，发生减压膨胀，压力、温度都降低，变为低压、低温液体进入蒸发器中。

· 蒸发过程：

低压、低温制冷剂液体在蒸发器内从载冷剂（如冷水）中摄取热量后蒸发为气体，同时使载冷剂的温度降低，从而实现人工制冷，蒸发器内的制冷剂蒸汽又被压缩机吸入进行压缩，重复上述压缩、冷凝、节流、蒸发过程。如此周而复始，达到连续制冷的目的。

· 油路循环系统：

在压缩机内部，冷冻油依靠系统的高低压差，再通过内设油路，分别对轴承和转子提供润滑和冷却。

压缩机连续排气过程中，冷冻油会随着制冷剂气体一起排出压缩机，如果排出的冷冻油无法重新回到压缩机，将可能导致压缩机失油，严重时会损坏压缩机。回油系统，保证随制冷剂气体排出的冷冻油顺利回到压缩机，确保机组安全可靠运行。

2、构成

水冷螺杆式冷水机组也是冷水机组的一种，由于它的主要构成部件使用了螺杆式压缩机，所以名称可称为水冷螺杆式冷水机组。主要由半封闭双螺杆压缩机、壳管式冷凝器及满液式蒸发器、油分离器、节流机构、电气控制系统等组合而成。

(1)蒸发器：在机组运行过程中，蒸发器一直维持较低的温度和压力，以便蒸发的制冷剂气体带走流过其内部冷冻水的热量。

(2)冷凝器：在机组运行过程中，冷凝器一直维持较高的温度和压力，以便流过冷凝器的冷却水带走制冷剂中的热量。

(3)螺杆压缩机：不断将蒸发器中蒸发的制冷剂气体送至冷凝器中，维持系统的高低压差。

(4)油分离器：将随制冷剂气体排出的冷冻油分离出来直接送回压缩机，保证压缩机安全可靠运行。

(5)电控系统：采用PLC或单片机控制系统，可自动调节机组输出制冷量达到用户实际需求；可控制使用侧、热源侧水泵及冷却塔风机；显示以下参数：冷冻水进出水温度、冷却水进出水温度、蒸发、冷凝压力等系统参数；可进行当前故障及历史故障记录查询。

回油系统主要分为两个部分：

油分回油：在压缩机排气和冷凝器之间安装了高效油分离器，随着制冷剂气体排出的冷冻油，绝大部分会被油分离器拦截并通过吸气口直接送回压缩机。

高压引射回油：小部分冷冻油进入冷凝器后，最终会在蒸发器中聚集，依靠高压液体作为动力，可以将聚集在蒸发器中的冷冻油直接带回压缩机。

控制系统介绍：

控制系统采用微电脑控制，控制柜面板上装有电源、运行、故障指示灯，可方便直观地了解当前机组的工作状况。此外，控制柜面板上装有急停开关，当机组发生紧急故障需马上停机时，可按下急停开关，确保机组安全。

由于压缩机是机组的重要部件，因此针对压缩机的保护有：

① 电源缺相、逆相保护；

② 热过载保护；

③ 电流过流保护；

④ 压缩机排气温度保护；

⑤ 压缩机内部过载保护；

⑥ 高低压差保护。

3、适应领域

能为宾馆、医院、药厂、影剧院、体育馆、娱乐中心、商业大厦、写字楼、工矿企业等场所的中央空调系统提供冷水，又能为纺织、化工、食品、电子、科研等行业提供工艺冷冻水。

4、优缺点

优点：

· 压缩比可高，EER值高，能量覆盖范围广，用户选择余地大；

· 通过滑阀调节实现机组平滑适应空调负荷变化，无喘震现象，维护成本低，电机寿命长；

· 可在10%~100%范围内无级调节，部分负荷时效率高，节电显著

· 属正压运行，不存在外气侵入腐蚀问题；

· 对湿冲程不敏感。

缺点：

· 对湿冲程不敏感。

· 价格偏高；

· 润滑油系统较复杂，耗油量大；

· 噪音高；

· 装配精度高，安装、调试复杂；

· 后期运行费用高。

END

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