风冷与水冷制冷机组运行的能效比及投资运行费用的对比分析

水冷机组与风冷冷水机的区别1、水冷冷水机组必须配冷却塔，对于开式冷却循环水系统，由于冷却水吸收热量后，与空气接触，CO2逸入空气中，水中溶解氧和浊度增加，造成冷却循环水系统有4大问题：腐蚀、结垢、菌藻滋生及污泥。

如果不对水质进行处理将严重损坏制冷设备，大幅度降低热交换效率，造成能源的浪费。

因此，对系统水进行缓蚀、阻垢、杀菌灭藻处理是十分重要的。

2、水冷冷水机组与风冷冷水机组，各有其自身的特点，要根据不同的使用环境、空间、及所需机组的制冷量大小、和不同的城市地域等来进行综合考虑加以选择。

水冷冷水机组冷却系统一定要安装电子水处理仪，或强磁水处理仪，不然散热效率衰减太大，使用时间越长，系统的效果越差，每年的水处理成本高，效果不可能达到100%的除垢。

冷却循环水水质是关键。

3、风冷冷水机组采用空气冷却方式，省去了冷却水系统所必不可少的冷却塔、冷却水泵和管道系统，避免水质过差地区造成冷凝器结垢、水管堵塞，还节约了水资源，是目前冷水空调设备产品中，保养维修最经济、简单的机种。

4、水冷/风冷冷水机组都可以用在小系统上，大机组绝大部分都是水冷的。

水冷初投资就主机而言,是比风冷的少一点.但加上冷却塔和机房\电子水处理仪等,也少不到什么地方去!再说就长年运行来说,水冷机组的制冷效率相对会下降，风冷不会。

风冷冷水机组比水冷冷水机组一次性投资要稍高，但是全年运转费用要低于水冷式冷水机组，机房建筑费用在各种空调冷热源系统中为最少，维修保养费用约为水冷式或锅炉的一半费用。

风冷冷水机组的噪音和体积较水冷的大，只能按装在室外。

水冷机组大多按装在地下室内。

5、寿命与效率：水冷冷水机组空调的使用寿命为20年以上(水冷螺杆机)风冷冷水机组空调的使用寿命为6-11年。

COP=机组名义制冷量／压缩输入功率COP值是代表冷水机的能效比，能效比高的是水冷机组，cop值越高,制冷机效率高，节能好。

分体嵌入机COP值 2.4风冷模块COP值 3.44水冷螺杆COP值 5.2水冷冷水机,又可以分为开放式,密封式（有的称为箱型）和螺杆式. 首先要申明,水冷型的冷水机,都要另外加装冷却水塔和水泵,用以抽取热水散热.才能达到效好的冷却效果。

风冷制机组与水冷制冷机组比较一、工程简况本方案工程是一处以办公为主的建筑，建筑面积约4500m2，共四层，空调使用面积大约4000m2,各层使用范围详见布局方案。

空调选用520kw制冷量的主机。

二、风冷模块和水冷螺杆初投资差额（元）240000总初投资费用上比较：风冷模块机组投资比水冷螺杆要高20%左右。

三、风冷模块和水冷螺杆耗电量比较费用比较全负荷时，风冷式冷水机组之冷凝温度高于水冷式机组，故风冷式冷水机组的缩机需要较大的功率，但是空调负荷在整个夏季的分布是极不平均的，甚至在一天之内其小时负荷也差别很大，机组在最大负荷下运行的时间是极其有限的。

按一般统计，空调负荷在90%以上的时间仅占到全部时间的7%～8%，而60%以下负荷则要占到50%～60%，也就是说冷水机组在整个夏季几乎都不是处在全负荷运行之中。

水冷螺杆和风冷模块式冷水机组耗电量比较结论：从表中可以看出，在全负荷时，风冷式冷水机组耗电量的确比水冷式冷水机组大，大约大10%左右，但在2/3负荷时两者基本持平，且风冷机组略低，而在1/3负荷时，风冷机组的耗电量远远低于水冷机组，大约低13%左右。

所以总的来看，风冷式冷水机组的全年耗电量并不会比水冷式机组高多少，加上水冷机组在设备保养方面的费用（冷却塔系统维护保养、水处理、冷凝器清洗等）较风冷机组为高，所以风冷机组总运行费用可能还略低于水冷机组。

（冷却塔见下表）冷却塔维修费用四、年运行费用分析水冷螺杆总用电量：170kw风冷模块总用电量：193kw(一)水冷螺杆机组运行费用分析夏季空调机组的运行时间按4个月，每月30天计算，平均每天运行9小时（办公场所）。

电费按0.5元/kwh（平均数）。

冬季空调系统的运行时间与负荷率同夏季。

1.夏季运行费用分析：空调主机总功率：173kw×2×2+112×2=916kw机房设备总功率：60kw末端设备总功率：210kw夏季运行费用=（916+80+210）×9×30×4×0.6×0.5=39.1万元单位平均费用=39.1万元/28300m2=13.8元/m22.冬季运行费用分析：冬季冷螺杆主机停止，不运行。

风冷制冷机组与水冷制冷机组的耗能比较1、风冷制冷机与水冷制冷机的耗能比较以一台700kw（200RT）冷量的制冷机为例，在同样的工况下，风冷时耗电为185kw，水冷时耗电为140kw，而水冷却时加上冷却塔水泵与风机耗电（15kw+5kw）为160kw。

另外冷却塔的循环水在冷却过程中的飞溅与蒸发要消耗约4t/h的水量。

由于地区的差异，在有的地区若得到4t水所消耗的电量要高于25kw，但有的地区可能耗电还不到25kw。

因此无论是风冷还是水冷所消耗的能量都是差不多的。

当然有的风冷机耗电量较大，如意大利RC公司700kw （200RT）制冷机的输入功率为215kw。

另外用海水冷却也非常节能，由于海水温度终年保持在20℃左右，所以冷却效果很好。

但只有靠近海边的楼宇才能利用，距离远了造价就会成倍增加。

利用海水冷却，一次性投资很高。

2、风冷制冷机适用地区水冷制冷机以湿球温度为基准，对于湿球温度变化不大且较低的地区较为适用。

风冷制冷机以干球温度为基准，在一天之内干球温度变化大的地区使用较为有利。

当干球温度稍低时，制冷效果会更好。

水冷机组的COP均比风冷机组的要高。

为了提高风冷机组COP值，可利用直接蒸发冷却（DEC）扩大传热温差。

在风冷机组冷凝器及入口用DEC预冷冷凝器，使制冷量提高，功率下降。

据资料[1]介绍，采用DEC技术后**地区（t干=34℃，t湿=28.2℃）制冷COP从2.92提高到3.28，**地区（t干=33.2℃，t湿=26.4℃）制冷COP从2.98提高到3.43。

3、中水处理问题引起对风冷制冷机的需求当今世界许多大城市面临水资源短缺的问题，为了节省用水，一般将盥洗、冲厕后的水经过处理后再重复利用，称之为中水处理。

很多地区均作出了中水处理的规定。

但是在工程上冷却塔所消耗的水却占有很大的比例。

以***经协大厦为例，空调冷却补水是整个大厦的用水大户。

中水处理只能得到341.7t/d水，而空调冷却塔却要消耗700t/d水，得到的中水量仅占空调冷却水量的一半。

风冷与水冷制冷机组运行的能效比及投资运行费用的对比分析[摘要] 通过对风冷和水冷制冷机组的能效比分析，得出水冷冷水系统的制冷机组能效比最高；通过对风冷与水冷制冷机组的投资与运行费用的分析，得出直膨式机组的投资和运行费用最具有经济性，从而为工程设计中同样的设计方案和投资选择中提供参考与对比。

[关键词] 风冷水冷能效比（COP）费用对比1．概念介绍COP，即能量与热量之间的转换比率即：单位1的能量，转换为单位0.5的热量，即COP为0.5COP值在ARI标准中，关于冬夏季循环效率提出了以下定义：在冬季供热时，Q1制热量（W）与Q0输入功率（W）的比率定义为热泵的循环性能系数COP（coefficient of performance，W/W）;在夏季制冷时，Q2制冷量（W或Btu/h）与Q0输入功率（W）的比率定义为热泵的能效比EER（energy efficiency ration, W/W 或Btu/W.h）COP=Q1/Q0EER=Q2/Q0为不引起歧义，我们将冬季热泵循环性能系数和夏季热泵的能效比表达形式均采用COP（能效比）表示。

即：COP（冬季）=Q1/Q0COP（夏季）=Q2/Q02. 对比的分类本文以同一厂家的不同（水冷和风冷）设备为参考：a．风冷冷水室外模块机组b．水冷冷水机组（螺杆式）c．直膨式风冷室外模块机组3. 设备参数及计算结果以300KW制冷量的冷水机组为例风冷冷水室外模块机组（R22）参数如下：制冷量：300KW制冷输入功率：105KW制热量：315KW制热输入功率：110.5KW冷冻水供回水温差为：7-12°C热水供回水温差为：45-40°C冷冻水流量为：300/4.2/5=14.28kg/s=51.42m3/h 循环水泵扬程选取30m H2O循环水泵的输入功率：7.5KW补水泵流量取值：2.5m3/h补水泵扬程取值：20m H2O补水泵的输入功率：0.75KW水冷冷水机组（螺杆式）参数如下：制冷量：298.9KW制冷输入功率：62.6KW制热量：350.5KW制热输入功率：78.4KW冷冻水供回水温差为：7-12°C热水供回水温差为：45-40°C冷冻水流量为：298.9/4.2/5=14.28kg/s=51.24m3/h循环水泵扬程选取30m H2O循环水泵的输入功率：7.5KW补水泵流量取值：2.5m3/h补水泵扬程取值：20m H2O补水泵的输入功率：0.75KW冷却塔风机功率：3KW冷却水循环泵功率：7.5KW直膨式风冷室外模块机组（R22）参数如下：制冷量：315KW（5组45KW模块机组）制冷输入功率：13.9 x 7 = 97.3KW制热量：49 x 7 = 343KW制热输入功率：13.3 x 7 =93.1KW计算的结果如下：a．风冷冷水室外模块机组（R22）计算如下：COP(冬季)= 315KW/110.5KW=2.85COP(夏季)= 300KW /105KW =2.86冬季全负荷运行模式的功率汇总：110.5 + 7.5 +0.75 =118.75KW 夏季全负荷运行模式的功率汇总：105 +7.5 +0.75 =113.25KW TIC 投资费用包括：总造价= 室外机组+ 循环水泵（2备一用）+ 补水泵（2备一用）+水管道及相应配件（不考虑水系统末端设备）造价估算值为参考值：总造价= 室外机组（350000）+ 循环水泵（2 x 20000）+ 补水泵及水箱（2 x 5000 + 3000）+管道及配件（30000）总造价=350000+40000+13000+30000=433000元4. 水冷冷水机组（螺杆式）计算如下：COP(冬季)= 350.5KW /78.4KW =4.47COP(夏季)= 298.9KW /62.6KW =4.77冬季全负荷运行模式的功率汇总：78.4 + 7.5 +0.75 + 3 + 7.5 =97.15KW夏季全负荷运行模式的功率汇总：62.6 +7.5 +0.75 + 3 + 7.5=81.35KWTIC 投资费用包括：总造价= 机组+ 循环水泵（2备一用）+ 补水泵及水箱（2备一用）+冷却塔+ 冷却水循环水泵（2备一用）+ 水管道及相应配件（不考虑水系统末端设备）造价估算值为参考值：总造价= 机组（350000）+ 循环水泵（2 x 20000）+ 补水泵及水箱（2 x 5000 + 3000）+ 冷却塔（30000）+ 冷却塔循环水泵（2 x 20000）管道及配件（30000）总造价=350000+40000+13000+30000+40000+30000=503000元4. 直膨式风冷室外模块机组（R22）计算如下：COP(冬季)= 343KW /93.1KW = 3.68COP(夏季)= 315KW /97.3KW = 3.24冬季全负荷运行模式的功率汇总：93.1KW夏季全负荷运行模式的功率汇总：97.3KWTIC 投资费用包括：室外机组+ 铜管管道及相应配件（不考虑水系统末端设备）造价估算值为参考值：总造价= 室外机组（350000）+ 管道及配件（15 x 3000）总造价=350000+45000=395000元4. 结果的分析在此引入COP’，即COP’=Q/系统用电总功率，参见表格中的计算结果。

数据中心应用风冷型系统和水冷型系统之比较与分析
比较：
1.热散热方式不同：数据中心应用风冷型系统采用机械通风驱动的空
调机构来散热，而水冷型系统采用水作为冷却剂，通过水箱进行热交换。

2.散热效率不同：相比风冷型系统，数据中心应用水冷型系统的散热
效率要高，性能更稳定，比较适合更严格要求的环境，如机架或机箱式系统。

3.空间占用不同：与风冷型系统相比，水冷型系统的空间利用率更高，可以在更小的空间内安装更多的系统，为后续的规模扩展提供更多的空间。

4.成本不同：水冷型系统的成本更高，相比风冷型系统，水冷型系统
需要大量的技术支持，这样可以让系统更有效地利用水冷却，从而降低能耗。

分析：
当今，越来越多的数据中心转向水冷型系统，说明水冷系统在减少能耗、提升性能和改善空间利用率方面具有更高性价比优势。

相比于风冷系统，水冷型系统具有如下优势：
1.散热效率高，它的散热能力要比空调散热更强，也比风冷型系统散
热效率高得多；
2.空间占用率更高，水冷型系统不但可以节省空间，还可以提供更高
的空间灵活性，比如可以在较小的空间里设置更多的机架；。

风冷模块、变频多联机、水冷螺杆性能及费用对比一、模块式风冷冷（热）水机组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、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。

主机与、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。

本公司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。

当空调面积增减而需要增减主机时，更显出其方便自如。

1.优点前期设备投资比变频多联（VRV）便宜30%左右。

风冷热泵机组是以电能作为能源，电能是中央空调能源利用效率最高的一种能源使用方式；主机加工简单、操作方便，制冷量调节范围大，可以实现有级或无级调节；主机为全金属构件，技术成熟，使用寿命长；风冷模块机组是以空气为冷（热）源，以水为供冷（热）介质的中央空调机组，作为冷热源兼用型一体化设备，省却了冷却塔、冷却水泵、锅炉及相应管道系统等庞大的附属设备或附件。

系统结构简单，安装空间小，尤其适用于水源缺乏区域。

同时省去了冷却塔冷却水泵和冷却水系统，从而节约了冷却水系统投资和运行费用，无须专用机房，可直接安装在屋顶或室外空间。

风冷模块式机组每个模块均有两套独立的工作系统，如果其中一套系统有故障，不会影响其它系统的正常运行，而且可不停机进行维修，整个空调系统不会受到影响，可靠性强。

主机集中控制，电脑自动调节每个模块的运行时间，机组的使用寿命长。

室内空气通过水进行冷却，减小了送回风温差，使空气相对湿度保持在人体舒适性范围内。

2.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。

风冷机组与水冷机组的主要区别中央空调工作原理及风冷机组与水冷机组的区别中央空调系统通过主机产生冷（热）水，通过管路输送至室内各末端装置，与室内空气进行热量交换，从而实现制冷、制热的目的。

一般分为风冷制冷空调系统和水冷制冷空调系统。

风冷机组是冷暖型空调，通过与外界空气换热，产生冷水和热水。

水冷机组则一般采用螺杆水机，靠冷却塔提供冷却水来制冷。

在经济技术方面，风冷机组的初期投资要稍高于水冷机组，单位制冷耗电量也略高。

但是，风冷机组的年度综合费用与水冷机组基本持平或稍低。

随着冷水机组年运行时间的增加，风冷机组相对于水冷机组的优势也越明显。

水冷机组的冷却水补水量是影响费用的重要因素，加强维护管理，减少水耗量是降低水冷机组费用的重要方面。

风冷机组适用于水资源紧张的中、小系统，对年运行时数越长的制冷系统采用风冷制冷机组越有利。

虽然风冷制冷机组的年度综合费用低于水冷系统，但如果水冷系统管理得法，补水量控制在3%以下，那么风冷制冷机组所增加的初期投资很难回收。

水冷机组的应用范围广，造价较低，技术成熟且应用最广。

冷、热源一般集中设置，运行及维修管理方便。

夏季制冷效率比较高，能效比高。

初期投资相对较低，无保温水管系统大幅度降低了材料费用。

噪音源的数量低于风冷机组。

对机房的要求不高，只需满足一般的通风换气要求即可。

机组使用寿命要高于风冷机组。

体积相对较小，占地面积少。

风冷机组节约水资源，环保，设备利用率高。

安装在室外，如屋顶、阳台等处，无需建造专用机房，不占有效建筑面积，节省土建投资。

夏季供冷、冬季供热，省去了锅炉房，对工程建设和景观设计有利。

省去了冷却水系统和冷却塔、冷却水泵、管网及其水处理设备，节省了这部份投资和运营费用。

现今，在工程界，这种设计形式和技术的配合已经变得非常普遍和成熟。

在某些特定情况下，采用小容量风冷机组作为水冷机组系统的辅助组合设计，是一种很好的选择。

通常情况下，当负荷大、机组制冷量大或者水源丰富的地区时，多采用水冷机组。