中央空调系统

1、中央空调系统 主讲人：李明帅主讲人：李明帅 主要讲解内容： （1）中央空调系统的简介 （2）中央空调系统优点 （3）制冷系统原理 （4）空调器的基本工作原理 （5）空调影响质量好坏的三项国家标准 （6）空调主机的选型 （7）中央空调系统的节能技术方案 1：中央空调系统的简介 中央空调系统有热源系统和空气调节系统组成。 按负担室内热湿负荷所用的介质可分为：全空气系统 全水系统 空气-水系统 制冷剂系统 按空气处理设备的集中程度可分为：集中式 半集中式 按被处理空气的来源可分为：封闭式 直流式 混合式（一次回风 二次回风）。 主要组成设备有空调主机（冷热源）、组合式空调机组（风柜）、 风机盘管等等

2、。 如图所示：中央空调制冷系统流程图 如图所示：中央空调系统 如图所示：中央空调系统工作原理图 如图所示：中央空调主机 2中央空调系统优点 a:经济节能：主机由微电脑控制，每个区间中央空调主机末端风机盘 管可自行调节温度，区间无人时可关闭，系统根据实际负荷做自动化 运行，开机计费，不开机不计费，有效节约能源和运行费用。 b:环保：主机采用水源热泵型机组，电制冷，没有燃烧过程，避免了 排污；整个系统为密闭式管路系统，可避免霉菌灰尘等杂质对系统的 污染，使环境清新优美，特别适于高档别墅、高级公寓与写字楼的使 用。 c:节约空间：主机体积小巧，不设机房，无需占用设备层，减少公用 设施 和土建投资，室

3、内末端暗藏在吊顶内，极易配合屋内装修。 d:简化管理：于采用不同区间单独控制系统为用户所有，产权关系明 确，可简化空调设施管理。 e:简化管理：于采用不同区间单独控制系统为用户所有，产权关系明 确，可简化空调设施管理。 f:使用寿命长：中央空调一般使用寿命在15到25年，而普通空调超不 过10年。 3制冷系统原理 如图所示：制冷系统原理图 制冷原理： 该技术属于普通的制冷范围，主要采用液体制冷剂气化的制冷方法。 以蒸汽压缩式制冷为例：使制冷剂在压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸 发器等热力设备中进行压缩 放热 节流和吸热四个主要的热力过程， 来完成制冷过程。 （1）蒸发过程 该过程在蒸发器中进行，液态

4、制冷剂在蒸发器中蒸发时吸收热量，使 其周围的介质温度降低或者保持低温，从而达到制冷的目的。其制冷 量大小主要取决于液态制冷剂在蒸发器中蒸发量的多少。流经蒸发器 的制冷剂必须是液态的，若为气态的则不发生相变，不产生制冷效应， 因而要限制毛细管的节流气化效应。 另外，蒸发温度越低，响应的制冷量也会越低，并会使压缩机的功耗 增加，循环的制冷系数下降。 （2）压缩过程 该过程在压缩机中进行，这是一个升温升压的过程。压缩机将从蒸发 器中流出的低压制冷剂蒸汽压缩，使蒸汽的压力提高到与冷凝温度相 对应的冷凝压力，从而保证制冷剂蒸汽在常温下被冷凝液化。 但是，制冷剂经过压缩机压缩后，其温度也上升了。 （3）冷

5、凝过程 该过程在冷凝器中进行，它是一个恒压放热过程。 为了让冷凝剂蒸汽反复使用，需要将从蒸发器流出来的制冷剂蒸汽 冷 凝还原为液态，向环境介质放热。冷凝器按工作中过程分为冷却区段 和冷凝区段。冷凝器的入口处附件是冷却区段，高温的制冷剂过热蒸 汽通过冷凝器的金属盘管和撒热片，将热量传递给空气，并降温冷却 成为饱和蒸汽。冷凝器的出口附件是冷凝区段，制冷剂由饱和蒸汽冷 凝为饱和液体，放出潜热，并传递给空气。 （4）节流过程 由于冷凝器冷凝得到的液态制冷剂的冷凝温度和冷凝压力 要高于蒸发 温度和蒸发压力，在进入蒸发器前需要让它降温降压。 液体制冷剂通过毛细管时，由于流动阻力而降压，并伴随着一定程度 的

6、散热和少许的汽化，因此节流过程是一个降压降温的过程。节流汽 化的制冷剂量越大，蒸发器中的制冷剂量就越少，因此必须减少节流 汽化。 4空调器的基本工作原理 空调分类：工艺性空调 舒适性空调 舒适性空调的基本工况是：制冷：制冷循环 空气循环 制热：电热 热泵制热 除湿 （1）制冷工况 a:制冷循环 该过程包括压缩 冷凝 节流和蒸发4个热力过程。 冷凝剂经过毛细管或者膨胀阀节流降压后，在室内测的蒸发器中等待 蒸发，吸收潜热，变成低压低温的蒸汽，然后经过压缩机压缩，变成 高压高温的蒸汽。最后在室外的冷凝器中冷凝成液体，放出潜热。如 此周而复始，不断循环，达到制冷的目的。 b:空气循环 利用机内的电风扇

7、强迫室内、室外空气按一定路线对流，以提高换热 器的热交换效率。该循环包括：室内空气循环、室外空气循环和新风 循环。 以室内空气循环为例：室内空气从回风口进入空调机，通过滤尘网后， 进入蒸发器进行热交换，冷却后再吸入离心风扇，冷风最后送回室内。 （2）制热工况 如果将一个室内侧的蒸发器改为冷凝器，把室外侧的冷凝器改为蒸发 器，空调就从制冷状态变为制热状态。 在该系统中加上一个电磁四通换向阀，以切换高低压制冷剂在管道中 的流向，使空调既能制冷，又能制热。 （3）除湿工况 空调在制冷工况时，蒸发器的盘管的温度会低于空气温度，因 而室内空气流经蒸发器时，空气中的水蒸气会冷凝成水，落在 积水盘上，排除室

8、外，从而使室内空气的含湿量降低。 所以，空调在制冷运行时，兼有除湿功能。 但是，由于室内空气的绝对含湿量减少，并等于相对含湿量也 减少。影响舒适性空调质量的湿度指标，是相对湿度不是绝对 湿度，所以有些空调器增加了独立的除湿功能。 5空调影响质量好坏的三项国家标准 （1）制冷（热）量 空调器在制冷工况下，单位时间内从密闭空间除去的热量。 计量单位是瓦（W）。 国家标准规定：空调的实际制冷量不小于额定制冷量的95%。 （2）能效比（性能系数） 反应空调在制冷运转时的制冷量与制冷功率的比值。 单位是：W/W 国家标准规定：2500W空调的能效比标准值是2.65； 2500W4500W空调的能效比标准

9、值是2.7。 （3）噪声 国家标准规定：2000W以下的空调室内机噪声45分贝， 室外机噪声=55分贝。 2500W分体空调室内机噪声=48分贝，室外机噪声=58分贝。 6空调主机的选型 （1）负荷计算 a:根据设计手册详细计算。 b:单位面积负荷概算法。 （2）主机的选择 根据计算所得的总冷负荷，参照产品型录选取设备。 冷负荷概算指标，如图： 7中央空调系统的节能技术方案 常规的中央空调系统是按照最大冷热负荷进行选型设计，而全年中最 热或最冷的天气只有几天，因而中央空调大多数时间是在低于额定负 荷即部分负荷状态下运行，造成电能的极大的浪费。 （1）最佳节能方法 由于中央空调系统主要设备是风机

10、 水泵，所以最节能的方法是采用变 频器。目前大多数的中央空调还是采用旧的控制方式，即：通过改变 压缩机组、水泵、风机启停台数，已达到调节温度目的。 该控制方式缺点如下： a:设备长时间全开或者全闭，轮流运行，浪费很大电能。 b:电机直接工频启动，冲击电流大，严重影响设备使用寿命。 c:温控效果不佳。当环境冷热负荷发生变化时，只能通过增减水泵的 数量或使用挡风板来调节室内温度，温度波动大，舒适感差。 中央空调采用变频器优点： a:可以软启动电机，减少对电流的冲击，降低电机轴承磨损，延长轴 承使用寿命。 b:调节风机 水泵流量和压力，可以直接通过更改变频器的运行频率来 完成。减少或者取消阀门和挡板

11、。 c:如果采用温度闭环控制方式，系统可以通过检测环境温度，自动调 节风量，随着天气和热冷负荷的变化自动进行调节，温度变化小，调 节迅速。 d:系统可以通过现场总线与中控室联网，实现集中远程监控。 e:系统的耗电量大幅度减少，噪声减少。 （2）供水系统变频节能改造 在中央空调系统中，主机自身的能耗由机组控制，主机外的能耗机组 不能控制，这部分的电能损耗常常被人忽略。采用变频器控制主机外 水泵电机、冷却塔电机、冷却塔风机是最简单和最有效的方式，一般 节电20%50%。 a:冷却水泵变频控制 b:冷冻水泵变频控制 c:冷却塔风机变频控制 （3）末端设备变风量机组变频控制 变风量机组也是中央空调系统重要的组成部分，其性能指标（风量、 冷量、噪音、用电量）的优劣，除了变风量机组本身的性能外，更重 要的还取决于控制的模式、控制器的性能、品质。 随着中央空调的不断普及，变风量机组调节控制器已经经历了三个