中央空調(diào)的系統(tǒng)原理及計算

1、中央空調(diào)的系統(tǒng)原理及計算第1頁，共16頁，2022年，5月20日，3點57分，星期日目錄 1.中央空調(diào)系統(tǒng)的組成 2.制冷機的工作原理。 3.冷卻塔的工作原理。 4.冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的工作原理 5.冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的工作原理 6.風(fēng)機盤管系統(tǒng)的工作原理 7.盤管系統(tǒng) 8.新風(fēng)系統(tǒng) 9.08定額工作內(nèi)容 10.08定額計算規(guī)則 第2頁，共16頁，2022年，5月20日，3點57分，星期日1.中央空調(diào)系統(tǒng)的組成中央空調(diào)系統(tǒng)由冷熱源系統(tǒng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成。制冷系統(tǒng)為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供所需冷量，用以抵消室內(nèi)環(huán)境的冷負(fù)荷；制熱系統(tǒng)為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供用以抵消室內(nèi)環(huán)境熱負(fù)荷的熱量。制冷系統(tǒng)是中央空調(diào)系統(tǒng)至關(guān)重要的

2、部分，其采用種類、運行方式、結(jié)構(gòu)形式等直接影響了中央空調(diào)系統(tǒng)在運行中的經(jīng)濟性、高效性、合理性。制冷系統(tǒng)的分類：空調(diào)用制冷技術(shù)屬于普通制冷范圍，主要是采用液體氣化制冷法。（主要是利用液體氣化過程要吸收比潛熱，而且液體壓力不同，其沸點也不同，壓力越低，沸點越低。）根據(jù)熱量從低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移的不同方式，可分為：蒸氣壓縮式制冷、吸收式制冷。第3頁，共16頁，2022年，5月20日，3點57分，星期日2.1蒸氣壓縮式制冷 主機：由壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器及冷媒（制冷劑）等組成 氣態(tài)制冷工質(zhì)（如氟利昂）經(jīng)壓縮機壓縮成高溫高壓氣體后進(jìn)入冷凝器，與水（空氣）進(jìn)行等壓熱交換，變成高溫高壓液態(tài)。液態(tài)工質(zhì)經(jīng)干燥

3、過濾器去除水份、雜質(zhì)，進(jìn)入膨脹閥節(jié)流減壓，成為低溫低壓液態(tài)工質(zhì)，在蒸發(fā)器內(nèi)氣化。液體氣化過程要吸收氣化潛熱，而且液體壓力不同，其飽和溫度（沸點）也不同，壓力越低，飽和溫度越低。例如，1kg的水，在絕對壓力為0.00087MPa，飽和溫度為5，氣化時需要吸收2488.7KJ熱量；1kg的氨，在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力（0.10133MPa）下，氣化時需要吸收1369.59KJ熱量，溫度可抵達(dá)-33.33。因此，只要創(chuàng)造一定的低壓條件，就可以利用液體的氣化獲取所要求的低溫。依此原理，氣化過程吸取冷凍水的熱量，使冷凍水溫度降低（一般降為7）。制冷工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)吸取熱量，溫度升高變成過熱蒸氣，進(jìn)入壓縮機重復(fù)循

4、環(huán)過程。蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)主要分為水冷式和風(fēng)冷式，如圖2-1和圖-2所示。 第4頁，共16頁，2022年，5月20日，3點57分，星期日制冷壓縮機是蒸氣壓縮式制冷裝置的一個重要設(shè)備。制冷壓縮機的形式很多，根據(jù)工作原理的不同，可分為兩大類：容積式制冷壓縮機和離心式制冷壓縮機。目前常用的壓縮機主要有活塞式壓縮機、渦旋式、螺桿式以及離心式壓縮機，如圖2-3所示。容積式制冷壓縮機是靠改變工作腔的容積，將周期性吸入的定量氣體壓縮。常用的容積式制冷壓縮機有往復(fù)活塞式制冷壓縮機和回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機。離心式制冷壓縮機是靠離心力的作用，連續(xù)地將所吸入的氣體壓縮。這種壓縮機的轉(zhuǎn)數(shù)高，制冷能力大。目前，國外空調(diào)用氟利

5、昂離心式制冷壓縮機的單機制冷量高達(dá)30000kw 第5頁，共16頁，2022年，5月20日，3點57分，星期日制冷劑：制冷劑是制冷裝置中進(jìn)行制冷循環(huán)的工作物質(zhì)，其工作原理是制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)吸收被冷卻物質(zhì)的熱量而蒸發(fā)，在冷凝器中將所吸收的熱量傳給周圍的空氣或者水，而被冷卻為液體，往復(fù)循環(huán)，借助于狀態(tài)的變化來達(dá)到制冷的作用。常用制冷劑有氨（R717）、氟利昂（氟氯代烷）（R22、R134a、R410A等）。 載冷劑：載冷劑是一種中間物質(zhì)，如常用的空調(diào)冷凍水，其在蒸發(fā)器內(nèi)被冷卻降溫，然后遠(yuǎn)距離輸送，來冷卻需要被冷卻的物體。目前常用的載冷劑有水，它只能用于高于0 的條件，當(dāng)要求低于0 時。一般采用鹽水

6、，如：氯化鈉或者氯化鈣水溶液或者采用乙二醇、丙二醇等有機化合物的水溶液第6頁，共16頁，2022年，5月20日，3點57分，星期日2.2吸收式制冷吸收式制冷是液體氣化的一種形式，它和蒸氣壓縮式制冷一樣，是利用液態(tài)制冷劑在低溫低壓下氣化以達(dá)到制冷的目的。所不同的是：蒸氣壓縮式制冷是靠消耗機械功（或電能）使熱量從低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移，而吸收式制冷則是靠消耗熱能來完成這種非自發(fā)過程的。 制冷原理圖2.4表示出吸收式制冷機主要由四個交換設(shè)備組成，即發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器和吸收器，它們組成兩個循環(huán)環(huán)路：制冷劑循環(huán)與吸收劑循環(huán)。左半部是制冷劑循環(huán)，屬逆循環(huán)，由冷凝器、節(jié)流裝置和蒸發(fā)器組成。高壓氣態(tài)制冷劑

7、在冷凝器中向冷卻介質(zhì)放熱被凝結(jié)為液態(tài)后，經(jīng)節(jié)流裝置減壓降溫進(jìn)入蒸發(fā)器；在蒸發(fā)器內(nèi)，該液體被氣化為低壓氣態(tài)，同時吸取被冷卻介質(zhì)的熱量產(chǎn)生制冷效應(yīng)。這些過程與蒸氣壓縮式制冷完全相同。右半部為吸收劑循環(huán)（圖中的點畫線部分），屬正循環(huán)，主要由吸收器、發(fā)生器和溶液泵組成，相當(dāng)于蒸氣壓縮式制冷的壓縮機。在吸收器中，用液態(tài)吸收劑不斷吸收蒸發(fā)器產(chǎn)生的低壓氣態(tài)制冷劑，以達(dá)到維持蒸發(fā)器內(nèi)低壓的目的；吸收劑吸收制冷劑蒸氣而形成的制冷劑-吸收劑溶液，經(jīng)溶液泵升壓后進(jìn)入發(fā)生器；在發(fā)生器中該溶液被加熱、沸騰，其中沸點低的制冷劑氣化形成高壓氣態(tài)制冷劑，進(jìn)入冷凝器液化，而剩下的吸收劑溶液則返回吸收器再次吸收低壓氣態(tài)制冷劑。

8、第7頁，共16頁，2022年，5月20日，3點57分，星期日吸收劑吸收式制冷機中的吸收劑通常并不是單一物質(zhì)，而是以二元溶液的形式參與循環(huán)的，吸收劑溶液與制冷劑吸收劑溶液的區(qū)別只在于前者所含沸點較低的制冷劑量比后者少，或者說前者所含制冷劑的濃度比后者低。二元溶液通常有溴化鋰水溶液、氨水溶液等中央空調(diào)制冷系統(tǒng)的選擇，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷大小、能源提供方式、便利程度等多種客觀條件決定。其中活塞式制冷壓縮機多為中型（標(biāo)準(zhǔn)制冷量60600KW）和小型（小于60KW），但是由于其噪音大、效率低切容易發(fā)生故障，目前使用的已不多；渦旋式制冷壓縮機目前主要用于小型制冷系統(tǒng)，在家用空調(diào)以及商用VRV等小型系統(tǒng)大量使用；而螺

9、桿機具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高及操作維護方便，另外技術(shù)成熟等一系列獨特的優(yōu)點，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于空調(diào)中；離心式壓縮機結(jié)構(gòu)簡單緊湊，運動件少，工作可靠，經(jīng)久耐用運行費用低，一般適用大于500RT的制冷系統(tǒng)中，并且可以實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)，使機組的負(fù)荷在30%100%范圍內(nèi)工作。通常情況下，多采用電制冷，在燃?xì)饣蛉济嘿Y源豐富的地區(qū)，可采用吸收式制冷。 第8頁，共16頁，2022年，5月20日，3點57分，星期日3.冷卻塔的工作原理。第9頁，共16頁，2022年，5月20日，3點57分，星期日中央空調(diào)常用術(shù)語1、舒適性空調(diào): 使空調(diào)房間滿足人們生活的要求,以人體的舒適要求來控制房間的空氣參數(shù). 2、工藝性空調(diào); 又

10、稱恒溫恒濕空調(diào),使室內(nèi)空氣溫度、濕度、氣流速度、潔凈度等參數(shù)控制在一定范圍內(nèi),以滿足生產(chǎn)工藝的要求. 3、制冷量: 空調(diào)器進(jìn)行制冷運行時,單位時間內(nèi),低壓側(cè)制冷劑在蒸發(fā)器中吸收的熱量.常用單位為W或KW。 4、熱泵制熱量； 空調(diào)器進(jìn)行熱泵制熱運行時（熱泵輔助電加熱器應(yīng)同時運行）單位時間內(nèi)送入密閉空間、房間或區(qū)域內(nèi)的熱量。 5、性能系數(shù): 制冷(熱)循環(huán)中產(chǎn)生的制冷(熱)量與制冷(熱)所耗電功率之比為性能系數(shù).制冷時稱為能效比,用EER表示:制熱時稱為性能系數(shù),用COP表示. 6、制冷劑: 制冷劑即制冷工質(zhì),是制冷系統(tǒng)中完成制冷循環(huán)的工作介質(zhì).制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)吸取被冷卻的對象的熱量而蒸發(fā),在冷凝

11、器內(nèi)將熱量傳遞給周圍空氣或水而被冷凝成液休體.制冷機借助于制冷劑的狀態(tài)變化,達(dá)到制冷的目的. 7、載冷劑: 載冷劑是指在間接制冷系統(tǒng)中用以傳送冷量的中間介質(zhì).載冷劑在蒸發(fā)器中被制冷劑冷卻后,送到冷卻設(shè)備冷卻,吸收被冷卻物體或環(huán)境的熱量,再返回蒸發(fā)器被制冷劑重新冷卻,如此不斷循環(huán),以達(dá)到連續(xù)制冷的目的. 8、風(fēng)機盤管: 集中央空調(diào)系統(tǒng)中常用的換熱設(shè)備,由肋片管和風(fēng)機等組成,載冷劑流經(jīng)風(fēng)機盤管(管內(nèi))時與管處空氣換熱,使空氣降溫.風(fēng)機盤管屬于空氣冷卻設(shè)備. 9、水冷冷水機組: 水冷冷水機組屬于中央空調(diào)系統(tǒng)中的制冷機組部分,其載冷劑為水,稱為冷水機組,而冷凝器的冷卻為利用常溫水的換熱降溫來實現(xiàn),故稱

12、為水冷機組.與水冷機相對的稱為風(fēng)冷機組,風(fēng)冷機組的冷凝器由與室處空氣的強制通風(fēng)換熱達(dá)到冷卻目的. 10、冷卻塔; 借助空氣使水得到冷卻的專用設(shè)備,一般安裝在樓房的頂部.在制冷、電力、化工等許多行業(yè)中,.從冷凝器等設(shè)備中排出的熱的冷卻水,都是經(jīng)過冷卻塔冷卻后循環(huán)使用的. 11、VRV系統(tǒng): 是Variable Refrigerant Volume系統(tǒng)的簡稱，即制冷劑流量可變式系統(tǒng)。其形式為一組室外機，由功能機和恒速機，變頻機組成。通過并聯(lián)室外機系統(tǒng)，將制冷管通集中進(jìn)入一個管道系統(tǒng)，可以方便地根據(jù)室內(nèi)機的容量的匹配，對室內(nèi)機的合適的容量從122.5以1.5KW的級差進(jìn)行選擇，即最多一組室外機可連接

13、30臺室內(nèi)機。室內(nèi)機有天花板嵌入式、掛壁式、落地式等。型式不同的室內(nèi)單機可連接到一個制冷回路上，并可進(jìn)行單獨控制。室內(nèi)單機最小容量為0.6KW，最大為3.75KW，室內(nèi)機的容量可在室外機容量的50%到130%內(nèi)調(diào)節(jié)。 12模塊機： 在VRV系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，在1985年，由澳大利亞捷豐集團發(fā)明并申請專。它將傳統(tǒng)的氟利昂管路改變?yōu)樗废到y(tǒng)，將室內(nèi)外機合并為制冷機組，室內(nèi)機改為風(fēng)機盤管。利用載冷劑水的換熱來實現(xiàn)制冷過程，模塊機由于能夠根據(jù)冷負(fù)荷要求自動調(diào)節(jié)啟動機組數(shù)量，實現(xiàn)靈活組合而得名。 13活塞式冷水機組； 活塞式冷水機組就是把實現(xiàn)制冷循環(huán)所需的活塞式制冷壓縮機、輔助設(shè)備及附件緊湊地組裝在

14、一起的專供空調(diào)用冷目的使用的整體式制冷裝置?；钊嚼渌畽C組單機制冷從60到900KW，適用于中，小工程。 14螺桿式冷水機組； 螺桿式冷水機組是提供冷凍水的大中型制冷設(shè)備。常用于國防科研、能源開發(fā)、交通運輸、賓館、飯店、輕工、紡織等部門的空氣調(diào)節(jié)，以及水利電力工程用的冷凍水。螺桿式冷水機組是由螺桿制冷壓縮機組、冷凝器、蒸發(fā)器以及自控?zé)o件和儀表等組成的一個完整制冷系統(tǒng)。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、占地面積小、操作維護方便、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)待優(yōu)點，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。其單機制冷量從150到2200KW，適用于中、大型工程。 15離心式冷水機組； 是由離心式制冷壓縮機和配套的蒸發(fā)器、冷凝器和節(jié)流控制裝

15、置以及電氣表組成整臺的冷水機組。單機制冷量從700至4200KW。其適用于大、特大型工程。 16溴化鋰吸收式冷水機組： 以熱能為動力，以水為制冷劑，以溴化鋰溶液為吸收劑，制取0以上的冷媒水，可用作空調(diào)或生產(chǎn)工藝過程式的冷源。溴化鋰吸收式以熱能為動力，常見的有直燃型、蒸汽型、熱水型三類，其冷量范圍為230到5800KW，適用于中型、大型、特大工程 。第10頁，共16頁，2022年，5月20日，3點57分，星期日第11頁，共16頁，2022年，5月20日，3點57分，星期日冷凍水循環(huán)系統(tǒng) 該部分由冷凍泵、室內(nèi)風(fēng)機及冷凍水管道等組成。從主機蒸發(fā)器流出的低溫冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道（出水），進(jìn)

16、入室內(nèi)進(jìn)行熱交換，帶走房間內(nèi)的熱量，最后回到主機蒸發(fā)器（回水）。室內(nèi)風(fēng)機用于將空氣吹過冷凍水管道，降低空氣溫度，加速室內(nèi)熱交換。 第12頁，共16頁，2022年，5月20日，3點57分，星期日冷卻水循環(huán)部分 該部分由冷卻泵、冷卻水管道、冷卻水塔及冷凝器等組成。冷凍水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)熱交換的同時，必將帶走室內(nèi)大量的熱能。該熱能通過主機內(nèi)的冷媒傳遞給冷卻水，使冷卻水溫度升高。冷卻泵將升溫后的冷卻水壓入冷卻水塔（出水），使之與大氣進(jìn)行熱交換，降低溫度后再送回主機冷凝器（回水）。 第13頁，共16頁，2022年，5月20日，3點57分，星期日盤管系統(tǒng)工作 室內(nèi)的風(fēng)機盤管工作時吸入一部分由風(fēng)柜處理后的新風(fēng)，再吸入一部分室內(nèi)未處理的空氣經(jīng)過工藝處理后，由風(fēng)口送出能夠吸收室內(nèi)余熱余濕的冷空氣，使室內(nèi)溫度濕度達(dá)到所需要的標(biāo)準(zhǔn)，如此循環(huán)工作。第14頁，共