摘要：中國目前集中空調的市場形勢良好，在數量上增長很多，但由于競爭導致了價格下降。制冷機的平均價格的大幅下降，也反映了制冷逐漸小型化的趨勢。并詳細介紹如何對中央空調選型。

　　關鍵詞：中央空調　市場　選型　制冷機

　　第一章 中國制冷機組和大型空調設備的發展趨勢

　　中國目前集中空調的市場形勢良好，在數量上增長很多，但由于競爭導致了價格下降。制冷機的平均價格的大幅下降，也反映了制冷逐漸小型化的趨勢。

　　風機盤管還是主要的末端產品。空調箱(組合式空調器)和其它的末端設備有所增加，但他們對風機盤管的主流地位沒有形成重要威脅。

　　一、制冷機規格

　　根據BSRIA(UK)的調查，以產品的制冷量計算，大型設備的市場規模減小了(1000kw ，285 Reftons);但加以價值計算，制冷量在401kw(114ton)和401kw以上的制冷機在2000年占了67%，或達到4.24億美元。并且僅1000kw以上的總銷售額就達3.02億美元，占總市場銷售額的47%.

　　最近幾年，大量的小型制冷機，主要是渦旋式的，應用在家用領域。中型的制冷機的銷售有上升的趨勢，基于以下的原因：?

　　● 螺桿機受到設計人員和用戶越來越多的歡迎。?

　　● 有一種用多臺小型機組代替一臺大型機組的趨勢。這樣在只有部分負荷的情況下，減少了運行頻率，達到節能和更高的穩定性。?

　　經過國企改革和重組，非常大的工業項目投資減少了，在過去這是大型制冷機的主要領域。在其它的領域，有大規模的外資企業投資于新的商業建筑、工廠設施等。?

　　采用國外的先進技術推動了具有更高性能的新產品的出現，主要表現在螺桿、離心壓縮機，熱交換器和電子控制等方面。與此同時，吸收式制冷機的技術則是由國內的領導廠商開發和提高。

　　二、制冷類型

　　在中國銷售的絕大多數的制冷機是風冷的，占了整個市場的76%，而在1997年水冷機組占據了67%的市場。這標志著一個重要的轉變，這種趨勢還將持續下去。

　　1、制冷機類型

　　一個明顯的趨勢是應用螺桿和渦旋技術。活塞機在3年前還處于主導地位，現在的市場份額卻急劇下降到15%左右。?

　　吸收式機組由于電力供應的改善和油價的上漲，市場也在萎縮。?

　　由于沒有太多的如機場、醫院和高等級的寫字樓等大型建設項目，離心機的市場在2000年保持在850臺左右。

　　1.1、吸收式制冷機?

　　1.1.1、概況：吸收式制冷機的發展在很大程度由能源結構狀況決定。在過去的2-3年中，吸收式制冷機的市場由于以下的原因而萎縮：

　　● 電力供應的增加;?

　　● 油價的上漲;?

　　● 電制冷機更換為HCFC(活塞、螺桿、渦旋、離心機);?

　　● 電制冷機效率的提高。

　　1.1.2、發展簡史

　　直到90年代中期，蒸汽機主要是由國內廠商提供，而直燃機組要從日本進口。江蘇雙良在中國處于領先地位。盡管雙良曾于美國特靈在90年代后半段建立了一家合資企業，且雙方于99年(實際是2000年3月，譯者注)已經解除了合資關系，雙良一直是排名第一的中國吸收式制冷機的制造商。雙良并且已經開始積極向海外市場拓展。?

　　90年代初，中國廠商遠大推出了直燃型吸收式冷熱水機組(主要是燃油型)。燃氣直燃機最初采用低熱值的城市煤氣。隨著天然氣管網在大城市的發展，燃天然氣的直燃機也隨之增多。

　　1993-1995市場繁榮期。根據蒙特利爾議定書，中國宣布在2006年前分期淘汰工商業制冷機使用的CFC.由于電制冷機沒有大規模使用新的制冷劑，作為替代，吸收式制冷機得到了快速擴張。另外，政府把吸收式制冷機的應用作為解決當時電力短缺的一種途徑，因此也鼓勵發展吸收式技術。這樣，市場需求突然轉向了吸收式制冷機，同時也吸引了數十個競爭對手進入吸收式制冷機市場。?

　　1995-1998市場穩定期。這時期市場逐步走向成熟。技術提高得很快，許多的市場參與者被淘汰。雙良、遠大、三洋和開利主宰了市場。煙臺荏原和LG同和次之。遠大的直燃機在擴張。?

　　與此同時，電制冷機在更換完制冷劑后，正逐步重新奪回失去的市場。從1998至今，吸收式制冷機面臨著電力制冷機的激烈競爭：電力供應增加，一些地區的電價下降。更甚的是油價卻在上漲。渦旋和螺桿機由于性能和效率的原因越來越受歡迎。高額初期投入和能源供給的方便性，導致一些客戶轉向了其它形式的制冷機。

　　1.1.3、供應

　　吸收式制冷機是唯一具有自主知識產權的集中空調產品。中國已經成為除日本外的第二大吸收式制冷機的生產國。?

　　國內需求的絕大部分是由國內生產來滿足。出口的數量微乎其微。但隨著雙良和遠大的海外拓展倡議的執行，出口將會增加。?

　　值得特別關注的是開利的倡議。它已決定關閉其它的工廠而將上海一冷的工廠作為全球吸收式制冷機市場的供應中心。因此，這也將促進出口。?

　　1.1.4、燃料分析

　　直燃機在中國漸受歡迎的原因是由于不需要鍋爐來供暖，因此就節省了成本。在主要的城市，吸收式制冷機中多數是直燃型的。在有區域熱源的地方還是采用蒸汽/熱水型機組。

　　由于昂貴的油價和燃氣管網的建設，燃氣已成為直燃機的主要燃料，并且未來的趨勢也是如此。而目前單效的吸收式機組在中國已很少見。?

　　1.2、離心機

　　離心機的市場容量大約在700-1200臺之間徘徊。因為要基于大型的基建項目，而過去2-3年大型的基建項目不是很多，因此離心機的市場也較平淡。?

　　離心機市場的特點是采用水冷和通常大于800kw的大型機組。?

　　市場被美國品牌如約克、開利、特靈和麥克維爾所壟斷。進口機組大約占了整個國內市場的50%.這個比例是所有制冷機中最高的。?

　　自從1999年電力供應富余以來，封閉性離心機的市場穩定增長。國內制造的機組也引進了先進的技術。合眾開利已在上海組裝和制造封閉式壓縮機，并且也采用當地其它合資企業的部件來組裝制冷機。而其它的公司還是采用組裝好的進口壓縮機。?

　　1.3、螺桿機

　　螺桿機市場正在增長。因為被認為具有高性能和低噪音，在小于800kw的機型中擠占活塞機的份額。甚至在大于800kw的機型中，與離心機相比又具有靈活性的特點。所以，螺桿機越來越受到用戶和設計院的喜愛。?

　　螺桿機增長的另一個因素是近年來對中型制冷機的需求的增加。在工業領域投資的主體是私有企業和合資企業，他們的工廠大多為中型建筑。螺桿機組自然是最佳的選擇。?

　　螺桿機組中多數是水冷型。但風冷型，特別是風冷熱泵機組逐步增長。日立、大金、約克、特靈、開利、頓漢布什、麥克維爾和吉榮是市場中主要參與者。不過，大約1/4的機組的進口的。所有這些廠家都在中國有組裝工廠。日立即將在廣州萬寶生產風冷螺桿單元式空調機，萬寶廣州已經生產水冷單元式空調。?

　　還有很多中國當地廠商從Bitzer、Hanbell，Fusheng，Refcomp等公司進口壓縮機或用國產的壓縮機來設計和組裝制冷機。這些廠商是大連冰山、浙江王牌、上海富田、重慶嘉陵、武漢冷冷機廠等。意大利品牌如RC、Climavereta、Clivet也較知名。臺灣知名廠商Kuenling也于去年4月在上海建立了工廠。?

　　1.4、活塞機

　　活塞機被渦旋機和螺桿機分割了大量的市場。并且已退出了家用市場，只在商業和工業領域保持了一些市場份額。多數機組的制冷量低于350kw，并且熱泵的比例也在增加。開利、約克、麥克維爾和其它國內品牌如大連冰山、南京五洲、吉榮和煙臺冰輪在市場中處于領先地位。鑒于國內技術的已成熟和市場的萎縮，進口的機組很少見。

　　1.5、渦旋式

　　Copeland和Danfoss是中國最大的渦旋壓縮機供貨商。大多數渦旋壓縮機用于單元式空調機。

　　2000年中國市場共銷售大約2萬臺渦旋制冷機。其中大部分的制冷量為5-35kw，主要用于高級別墅和多居室的公寓。作為戶式中央空調一種主要類型，渦旋機的市場在1999和2000年開始繁榮。未來幾年的情景依然看好。?

　　制冷量大于35kw的機組適用于小型商業領域如辦公室、小酒店、劇院等。這種類型的渦旋機中的大多數實際上是模塊化的渦旋機。只有特靈能提供單臺大型的渦旋機組。?

　　2、最近的趨勢

　　在中國銷售的大多數機組是國內廠商或合資企業在中國境內生產的。關鍵部件現在也本地化了。中國制冷空調工業憑借低成本和不斷提高質量的產品，正在由進口導向逐漸轉向出口導向。

　　2.1、蒸汽壓縮型(容積式)制冷機

　　由于政府的管理和溫和的氣候，空氣源熱泵是長江流域市場的寵兒。冬季用來取暖的燃煤鍋爐在長江以南的區域已被政府禁止使用。因此，包括房間空調器，主要用于制冷，同時也能制熱的熱泵深受這一地區的喜愛。熱泵能用于取暖，因此就可以省去鍋爐。直燃型冷熱水機組的應用也是如此。?

　　采用活塞或渦旋式壓縮機的制冷量為5-10RT的小型風冷或熱泵制冷機的大多數用于戶式中央空調系統。制冷量為20-400RT的風冷、空氣源熱泵和水冷活塞、渦旋或螺桿機主要用于商業建筑。400RT以上的蒸汽壓縮制冷機大多數是半封閉的離心機組。?

　　由于具有高效和高可靠性的特點，封閉螺桿機正在搶占活塞機的市場。同時由于電力富余和初投資低的因素也擠占吸收式制冷機的市場。而螺桿壓縮機的本地化可以降低成本。

　　2.2、吸收式制冷機

　　在過去電力短缺時，政府對總電力消費進行管制，但也沒有對吸收式的銷售給于任何特殊的優惠政策。吸收式的購買是由用戶基于他們個人對產品經濟性、質量、可靠性和售后服務的評估來決定的。?

　　根據行業統計資料，2000年吸收式市場容量大約為2600臺(其中蒸汽雙效占50%，燃油直燃機占25%，燃氣直燃機占25%)。單效和熱水型機組非常少。?

　　2000年，雙良、遠大和大連三洋被認為是市場的領導者。煙臺荏原和LG同和的市場份額增加的同時，開利卻在丟失市場份額。

　　2001年政府建立了新的吸收式制冷機組國家標準，其中規定冷卻水進水溫度從原來的32℃變為30℃，而新的直燃機在制冷時LHV狀態下COP最低為11(在HHV狀態下為10)。這些指標被認為即使是現有的機型也很容易達到。

　　2.3、制冷劑問題

　　自1995年來，中國是世界上最大的CFC使用國。根據蒙特利爾議定書，中國計劃在10年內淘汰使用CFC.?

　　中國淘汰CFC計劃表：?

　　汽車空調系統到2002年? 工商業制冷機到2006年 ?家用空調到2010年?

　　目前使用HCFC-22的制冷機將被使用HFC-407C或-410A的活塞、螺桿和渦旋機替代。制冷機組的制冷劑替換比單元式空調機組的替換要快得多。集中空調系統從CFC(R12)更換為HCFC (R22)的工作已完成。?

　　活塞、螺桿和渦旋機中的絕大多數仍舊使用R22.市場中有一些使用R134A和個別使用R407C的，通常是客戶要求的。70%的離心機已從R22轉向R134A.也有使用其它的替代物如R407C和R123.不過，R134A將是最通常的選擇。

　　2.4、單元式空調機組

　　商業和多居室住宅使用的單元式空調機組的市場容量大約為80萬-100萬臺/年。其中80%以上的是風冷分體式。10%左右是水冷室內單元式。其中大多數是當地組裝的，主要的廠商有：春蘭、海爾、美的、格力、科龍、吉榮和華南。這部分市場正在快速成長。?

　　美的從兩年前引進東芝開利的技術開始制造和銷售VRF空調系統。海爾的技術也來自東芝開利。最初，日本的主要廠商大金采取從日本出口的方式，但由于關稅的原因降低了價格的競爭力，因此大金決定從今年開始在中國進行生產(見8月份JAPN)。?

　　日立剛宣布了一個將日立空調制冷設備(廣州)公司的資本翻倍的計劃。用于增加風冷制冷機和將單元式空調機組國產化。

　　第二章 主機選型綜述

　　(—)冷水機組類綜述

　　冷水機組是中央空調系統的心臟，正確選擇冷水機組，不僅是工程設計成功的保證，同時對系統的運行也產生長期影響。因此，冷水機組的選擇是一項重要的工作。

　　1.選擇冷水機組的考慮因素：

　　★ 建筑物的用途。

　　★ 各類冷水機組的性能和特征。

　　★ 當地水源(包括水量水溫和水質)、電源和熱源(包括熱源種類、性質及品位)。

　　★ 建筑物全年空調冷負荷(熱負荷)的分布規律。

　　★ 初投資和運行費用。

　　★ 對氟利昂類制冷劑限用期限及使用替代制冷劑的可能性。

　　2.冷水機組的選擇注意事項：

　　在充分考慮上述幾方面因素之后，選擇冷水機組時，還應注意以下幾點：

　　★ 對大型集中空調系統的冷源，宜選用結構緊湊、占地面積小及壓縮機、電動機、冷凝器、蒸發器和自控組件等都組裝在同一框架上的冷水機組。對小型全空氣調節系統，宜采用直接蒸發式壓縮冷凝機組。

　　★ 對有合適熱源特別是有余熱或廢熱等場所或電力缺乏的場所，宜采用吸收式冷水機組。

　　★ 制冷機組一般以選用2～4臺為宜，中小型規模宜選用2臺，較大型可選用3臺，特大型可選用4臺。機組之間要考慮其互為備用和切換使用的可能性。同一機房內可采用不同類型、不同容量的機組搭配的組合式方案，以節約能耗。并聯運行的機組中至少應選擇一臺自動化程度較高、調節性能較好、能保證部分負荷下能高效運行的機組。選擇活塞式冷水機組時，宜優先選用多機頭自動聯控的冷水機組。

　　★ 選擇電力驅動的冷水機組時，當單機空調制冷量φ>1163kW時，宜選用離心式;φ=582～1163kW時，宜選用離心式或螺桿式;φ<582kW時，宜選用活塞式。

　　★ 電力驅動的制冷機的制冷系數COP比吸收式制冷機的熱力系數高，前者為后者的二倍以上。能耗由低到高的順序為：離心式、螺桿式、活塞式、吸收式(國外機組螺桿式排在離心式之前)。但各類機組各有其特點，應用其所長。

　　★ 選擇制冷機時應考慮其對環境的污染：一是噪聲與振動，要滿足周圍環境的要求;二是制冷劑CFCs對大氣臭氧層的危害程度和產生溫室效應的大小，特別要注意CFCs的禁用時間表。在防止CFCs污染方向吸收式制冷機有著明顯的優勢。

　　★ 無專用機房位置或空調改造加裝工程可考慮選用模塊式冷水機組。

　　★ 盡可能選用國產機組。我國制冷設備產業近十年得到了飛速發展，絕大多數的產品性能都已接近國際先進水平，特別是中小型冷水機組，完全可以和進口產品媲美，且價格上有著無可比擬的優勢。因此在同等條件下，應優先選用國產冷水機組。

　　(二)熱泵機組類

　　★ 熱泵機組的冷負荷計算方法同于常規空調系統，熱負荷計算方法于采暖系統大致相同，但需考慮新風耗熱量;

　　★ 選型時要注意當地是否有足夠的水源(包括水量、水溫及水質)、電源和熱源(包括熱源性質、品位高低);

　　★ 風冷熱泵機組的供水溫度一般為45℃，而風機盤管機組和組合式空調機組等樣本中提供的供熱量，通常都是以60℃進水為前提，所以，必須對這些設備的供熱量進行修正;

　　★ 選擇熱泵機組時，一般應以冬季供暖負荷作為選擇依據，同時校核夏季的冷負荷;

　　★ 對于商場、餐廳等內部負荷和新風負荷特別大的建筑物，由于供暖負荷一般僅為供冷負荷的60%～70%。所以，宜采用熱泵機組與單冷機組聯合供應的方式，例如“3十1”模式，即3臺風冷熱泵機組加1臺單冷機組;

　　★ 風冷熱泵機組的額定供熱量，通常都是標準工況(環境溫度t0=7℃，出水溫度ts=45℃條件下的數值，當環境溫度低于7℃時，供熱量將大幅度降低。一般的降低幅度大致如下： t0=5℃時， 下降百分比為5%～8%; t0=3℃時， 下降百分比為12%～14%， t0=0℃時， 下降百分比為25%～32%; t0=-3℃時，下降百分比為45%～50%; t0=-5℃時，下降百分比為55%～65%。注：按標準工況設計的風冷熱泵機組，實際上在一3℃以下時已不能正常運行;

　　★ 風冷熱泵機組的單臺容量較小，宜應用于中小型工程;

　　★ 冬季室外的空氣溫度，白天總是高于夜晚。因此，室外供暖計算溫度久tw=-3℃地區，對于僅白天使用的建筑物如辦公樓、商場等，可以采用風冷熱泵機組。對于全天(24小時)要求供暖的建筑物，采用風冷熱泵時則應謹慎對待;

　　★ 水源熱泵系統比較適合于多住戶的公寓樓及面積較大的大型別墅。設計時應確保系統水流量計算準確。以便于冷卻塔、水泵等設備的選型;

　　★ 在相對濕度較高的地區，選用熱泵時，應特別注意分析運行條件，并采取有效的除霜措施。

　　(三)地源熱泵的機房內熱泵機組部分

　　1.地源熱泵的機房內熱泵機組部分可以參照下列步驟進行選型：

　　★ 水源熱泵機組的容量不要過大。中央空調冷熱源設備選型時，設備制冷(熱)量約為設計冷(熱)負荷的1.05～1.10.

　　★ 水源熱泵機組選型時，應盡量接近設計冷(熱)負荷。若機組偏大時 ，運行時間短，啟動頻繁。機組容量合適，運行時間長，有利于除濕。

　　★ 封閉水系統水溫的選擇，夏季要求水溫低些，目的是提高能效，降低耗電功率。冬季水 溫不要太高，因為水溫高時，雖然制冷量高了，但耗電功率也高了，能效系數變化不大。

　　★ 設計時要考慮采暖空調對象建筑物的同時使用系數。同時使用系數的取值與建筑物類型有關，與建筑物的數量有關，需通過理論計算和實測確定。《住宅建筑空調負荷計算中同時 使用系數的確定》列出數據是：當住戶〈100戶時，該系數為0.7;當戶數為100～150戶時，為0.65～0.7;當戶數為150～200戶時為0.6.

　　2.室外地下換熱部分可參照以下步驟進行選擇：

　　地熱換熱器的選型包括型式和結構的選取，對于給定的建筑場地條件應盡量使設計在滿足運行需要的同時成本最低。地熱換熱器的選型主要涉及以下幾個方面：

　　★ 地熱換熱器的布置型式，包括埋管方式和聯結方式，如圖所示。埋管方式可分為水平式和垂直式。選擇主要取決于場地大小、當地土壤類型以及挖掘成本，如果場地足夠大且無堅硬巖石，則水平式較經濟;如果場地面積有限時則采用垂直式布置，很多場合下這是唯一的選擇。如果場地土中有堅硬的巖石，用鉆巖石的鉆頭可以成功鉆孔。聯結方式有串聯和并聯兩種，在串聯系統中只有一個流體信道，而并聯系統中流體在管路中可有兩個以上的流道。采用串聯或并聯取決于成本的大小，串聯系統較并聯系統采用的管子管徑要大，而大直徑的管子成本要高。另外，由于管徑較大，系統所需的防凍液也較多，管子重量也相應增大，導致安裝的勞動力成本也較大。

　　★ 塑料管的選擇，包括材料、管徑、長度、循環流體的壓頭損失。聚乙烯是地熱換熱器中最常用的管子材料。這種管材的柔韌性好、且可以通過加熱熔合形成比管子自身強度更好的連接接頭。管徑的選擇需遵循以下兩條原則：其一，管徑足夠大，使得循環泵的能耗較小;其二：管徑足夠小，以使管內的流體處于紊流區、使流體和管內壁之間的換熱效果好。同時在設計時還要考慮到安裝成本的大小問題。

　　★ 循環泵的選擇。選擇的循環泵應該能夠滿足驅動流體持續地流過熱泵和地熱換熱器，而且消耗功率較低。一般在設計中循環泵應能夠達到每噸循環液所需的功率為100W的耗能水平。

　　(四)水源熱泵機組

　　★ 水源熱泵機組的容量不要過大。中央空調冷熱源設備選型時，設備制冷(熱)量約為設計 冷( 熱)負荷的1.05～1.10.水源熱泵機組選型時，應盡量接近設計冷(熱)負荷。若機組偏大時 ，運行時間短，啟動頻繁。機組容量合適，運行時間長，有利于除濕。

　　★ 封閉水系統水溫的選擇，夏季要求水溫低些，目的是提高能效，降低耗電功率。冬季水溫不要太高，因為水溫高時，雖然制冷量高了，但耗電功率也高了，能效系數變化不大。

　　★ 設計時要考慮采暖空調對象建筑物的同時使用系數。同時使用系數的取值與建筑物類型有關，與建筑物的數量有關，需通過理論計算和實測確定。《住宅建筑空調負荷計算中同時 使用系數的確定》列出數據是：當住戶〈100戶時，該系數為0.7;當戶數為100～150戶時，為0.65～0.7;當戶數為150～200戶時為0.6.

　　(五) 直燃機機組

　　直燃機設計選型時要確保同時滿足冷熱負荷的需要，但不設過大余量，以防造成主機投資浪費。一個系統最好配置兩臺以上主機且分別配置獨立的冷卻水循環泵、冷卻塔及冷熱水循環泵，這樣可以使系統可靠性更高，低負荷時水泵電耗更低。由于直燃機運轉時無振動、無磨損，運轉可靠，如選用單臺主機也具有明顯的經濟優勢而不降低其可靠性。