中央空调系统及原理

1、中央空调系统及原理技术工程中心赵诗宇;第一章、空调的基本概念及原理1、空调的定义：?空调是空气调节的简称，它是利用设备和技术对室内空气的 温度、 度、气流速度、洁净度进行调节，以满足人们对环境的舒适要求或生 产对环境的工艺要求。?空气调节四要素（四个度”：温度、湿度、气流速度、洁净度）? 温度调节空气的冷却、加热（显热变化）? 湿度调节空气的减湿、加湿（潜热变化）? 气流调节气流的调节（速度、方向、流经路线等）? 空气净化空气的清净（除尘、消臭）第一草、空调的基本概念及原理2、单冷机组系统循环|r?J I K fill 分高温高压气体低温高压液体Pk冷凝器节流机构低温低压气体低温低压液体压缩式

2、制冷第一草、空调的基本概念及原理3、热泵机组系统循环热泵型分体扫邪机 T作原理图室内机幻I制热工况制冷工况圣夕卜机多第一章、空调的基本概念及原理4、空调常用单位换算说明：1、冷吨：是一个英制的制冷量单位。冷吨表示1吨0c的饱和水在241、时冷冻到0c的冰所需要的制冷A 美国是采用200磅（907.2kg为一吨。因此 1 美国冷吨=12659 kj/即：1 RT=3.516kw2、匹与制冷量的关系在小型空调工程中1H4旨给压缩机输入735WJ功率所能产生的制冷量。与一般的功率单位匹意义是不一样的。这里的1HP1根据能效比算出来的。日本一般认为空调压缩机的能效比平均为3.4则军入735WJ电能所产

3、生的制冷量为2500W因此可以说1H陛调的制冷量相当于2500WI制冷量。小1匹一般为2200"大1匹一般为2800W第二章空调系统的分类1、按服务对象分类2、按负担室内热湿负荷所用的 介质分类&按空气处理设备的设置情况分类第二章空调系统的分类按系统服务对象分类1、舒适型空调系统（以人和环境为主要对象）2、工艺型空调系统（以保证产品质量和工艺过程为主要对象）、按负担室内热湿负荷所用的介质分类1、全空气空调系统（以组合式空调器为主要处理手段）2、空气-水空调系统（以风机盘管痊调机组为主要处理手段）3、全水空调系统（以风机盘管为主要处理手段）4、制冷剂直接蒸发系统（加先藤木n在调

4、玄纬、星丁而木n人调玄纬 ）1、全空气空调系统系统介绍1.侄空气系统的定义?利用空气作为负担室内负荷的介质.（将经过处理的空气利用系统输送设备送入空调区域1.桂空气系统的特点?系统功能强大，可满足不同需求；?系统卫生条件好；?系统设备布置集中，管理方便；?介质输送过程中无水介质，使用中安全性好；?系统控制点少；?系统运行噪声小.?由于空气的比热容小，为承担空调负荷系统所需的 送风量很大；?系统设备体积较大，大部分需独立机房进行安装；?系统的部分负荷调节成本大，末端系统可调性能差?风管尺寸大对标高及吊装空间要求高；1 .卷空气系统的分类?单风管定风量系统?单风管变风量系统?双风管系统1.3. 隼

5、风管定风量系统（单风管系统）?指全空气、低风速、定风量的集中空调系 统；?冬夏共用一条送回风管道；?送风量恒定，通过改变送风温度来调节室 内负荷?简称CAV（统'，整I 1.4. 学风管变风量系统（单风管系统）?指全空气、低风速、变风量的集中空调系 统；?冬夏共用一条送回风管道；?送风温度恒定，通过改变送风量来调节室 内负荷1.3.双风管空调系统（双风管系统）?指由独立的风管（冷、热风管）进行混合 送风；?系统回风管路共用；?宜采用双风机系统；?造价昂贵，混合时能量损失大；?目前在工程实践中已很少使用。2、空气-水空调系统系统介绍2.1空气-水系统的定义?同时利用水和空气作为负担室内负

6、荷的介 质系统；（即利用空气、水向室内输送冷量或热量。）2.2 系统形式?风机盘管+ 新风系统?系统设备：风机盘管机组+A合式空调机组 立（卧吊顶）式空调机组2.3 系统形式分析?风机盘管机组作用：?就地处理空气；?保证室内空气的温度和湿度；?室内负荷大部分由水来承担。?新风机组作用：?向房间送入新风、稀释室内污染物、满足 房间卫生要求；?风量较小、管道断面小、只负担小部分负&全水空调系统系统介绍出风3.1全水系统的定义?不向房间供给新风的风机盘管空调系统3.2回风煌开关N零线 22OV 3.3系统形式分析?系统全部采用风机盘管机组；?不向房间送入新风；?对系统进行变流量控制的方法简单

7、、成不 低廉；?卫生条件差；?投资低廉。4直接蒸发空调系统系统介绍4.1 直接蒸发系统的定义?自带冷（热）源的空调机组以 冷媒为介质 通过表冷器直接与室内空气进行冷热交换 的空调系统。4.2 系统形式（1）?独立的 空调机组：冷源部分+ 令媒输送系统燧风换热装受?多联机空调系统4.2 系统形式（2）?独立的 空调机组：冷源部分+ 冷媒输送系统燧风换热装置?风冷冷风式空调机组4.3 系统形式分析?系统冷媒全部宜接蒸发；?冷热交换效率高（一次交换系统）；?风冷系统受外界气候条件影响大；?单机冷量小，不适合大型项目使用；?投资较高。3、按空气处理设备的设置情况分类 ! ) /ate 1 1 工、L网

8、为；*=jL(1)集中式空调系统备女I 'I这种系统的所有空气处理设备如风机、加热器/冷却器、过滤器、 加湿器等都集中在一个空调机房内，其冷、热源一般也集中设置。集中式空调系统按送风量是否变化可分为定风量系统与变风量系统 两种。(2) 年/11 tV M寸iW系克(2)半集中式空调系统采用半集中式空调系统时，在空调机房中经过集中处理的部分或全 部空气，将送到各空调房间或空调区域后再由末端装置进行补充处理。半集中式空调系统主要包括诱导式空调系统和风机盘管空调系统。(3)分散式空调系统是指将空气处理设备分散在被调房间内的系统。这种系统把空气处r.i-t r r -i、，八、 rA ZeZv

9、-rliii中央空中央空调系统类型总结中央空调系统分类表按空气处理设备的设置情况分按负担室内热湿负荷所用介质分集中式空调系统华集中式空调系统分散式空调系挑具体形式全空方式双风道式（冷风 与热风分开）回瓯Til蜘定睚式变风量式无末端7有末端¥二次回函单风道式全新耐（直新同空调流式）诱导器式全空气诱导器式空气水方式空7水诱导罂式风机盘管加新双全水方式风机盘管式就分体壁版掖冷却式（嬲系统）柜式空调一机多联式、空调系统的组成第(2)中央空调系统制冷工况工作过程集中式中央空调系统的制冷工作过程是通过四个循环来实现的，分别为:(1)制冷剂循环：在制冷机组中，制冷剂从压缩机 一冷凝器一节流 器一压

10、缩机。(2)冷却水循环：冷却水的作用是将制冷机组冷凝器里制冷剂释放的热量排除掉。冷却水系统由冷凝器、冷却水泵、冷却塔和连接水管及附件组成。冷 却水从冷凝器里带走的热量，在冷却塔中直接释放给大气(3)冷冻水循环：由制冷机组的蒸发器、空调机组的表面冷却器、提供水 流动力的水泵及它们之间的连接水管和附件所组成的密闭循环系统。这个循环 系统通过冷冻水源源不断地把制冷机组产生的冷量送到空调机组的表冷器去处 理空气。好的空气送入空调房间并把房间内的空气取回来，以达到室内空气调节的目的7125冷却塔空调末端低温低压气体1、冷热源系统按用途分技工作原理 分按制冷剂（工质）分技驱动能源 分其它冷源系统（单冷型）

11、1氨制冷活塞式冷热蒸汽压缩式电动按压缩螺杆式主机 彼备水系 统（执 泵）按低位 热源分 夷空气源热泵制冷箍利昂制冷机种类离心式水源热泵涡旋式土壤源热泵吸收式制冷氨水吸收漠化锂吸收蒸汽型按热能利用程度单效按蹦 器布置 情况太阳能热泵热水型双效直燃型多效热源系统期炉燃煤;燃气电燃油换热站来自城市供暖管网蓄冷系统冰蓄冷系统水蓄冷系统蒸气压缩式制冷工作原理图2-9 蒸汽压缩式制冷系统工作原理图制冷压缩机将蒸发器中的制冷剂高温低压蒸汽吸入压缩机内，经过压缩机的压缩做功，使制冷剂成为压力和温度都较高的蒸汽进入冷凝器；在冷凝器内，由冷却水将制冷剂气体的热量带走，送入冷却塔并释放到大气中，使高温高压制冷剂蒸汽

12、冷凝为低温高压液体；该低温高压液态制冷剂经膨胀阀后体积增大，变为低温低压汽液混合物；膨胀阀与蒸发器相连，制冷剂进入蒸发器后体积进一步增大，压力猛然降低，制冷剂立即汽化，并从冷冻水中大量吸热，使冷冻水温度降吸收式制冷工作原理冷凝器蒸气3+当帘J *剂一吸收剂 反王格 1吸收剂溶液睇胀阀JX蒸发器吸收器©泉?图中四个热交换设备组成了两个循环环路：制冷剂环路和吸收剂环路。?图中左半部分为制冷剂环路，属于逆循环，由冷凝器，膨胀阀和蒸发器组成，具工作过 程与蒸汽压缩式制冷过程相同。?图中右半部分为吸收剂环路，属于正循环，由吸收器，溶液泵和发生器组成，其作用相 当于代替蒸汽压缩式制冷系统的压缩机

13、。在吸收器中，用液态吸收剂吸收蒸发器产生的 低压气态制冷剂，以达到维持蒸发器内低压的目的；吸收剂吸收了制冷剂蒸汽而形成的 制冷剂一吸收剂溶液，经溶液泵升压后进入发生器；在发生器中该溶液被加热、沸腾, 其中沸点低的制冷剂气化形成高压气态制冷剂，又与沸点高的吸收剂分离；然后气态制 冷剂讲入冷林玛渐仆 前执 渐太吸烟剂该同吸烟俄再次吸烟祝乐与木制冷剂C?冷源：制冷机组?热源：锅炉（热力）热交换器热泵机组?热泵是夏季能供冷，冬天又能供热的设备 。热泵与制冷机从热土 学原理上说是相同的，都是按热机的逆循环工作的，因此热泵的 机组同样包括蒸汽压缩式、吸收式等，但热泵与制冷机有两点主 要区别：其一，两者使用

14、目的不同，制冷机单纯用于制冷，而热 泵既能制冷，又能供热；其二，为适应上述特点，两者的工作温 度范围是不同的。?当对热泵系统分类时常按低位热源分类，即分为空气源热泵系经水源热泵系统、土壤源热泵系统和太阳能热泵系统2、空气热湿处理设备（空调系统）（1）组合式空调机组组合式空调机组是将各种空气处理设备（加热、冷却、加湿、 净化、喷水、挡水、消声和隔热等）和风机、阀门等组合成一个整 体的箱形设备。箱内的各种设备可以根据空气调节系统的组合顺 序排列在一起，以便能实现各种空气的处理功能。全功能的组合 式空调机组由新风回风混合段、消音段、回风机段、热回收段、 初效过滤段、中间段、表冷器冷却段（含挡水板段）

15、、再加热段、 二次回风段、送风机段、消声段、中间段、中效过滤段和送风段 等组成。组合式空气处理机组结构图组合式空调机组实物(2)新风机组'新风机组可以看作简化 的空气处理机组，其主要作 用是调节室内空气清新度，二 同时也负担一部分室内冷热 负荷。通常与风机盘管配合 使用，由风机盘管负责室内 主要的冷热负荷调节。 .雄风KM.OO离心通风机(3)风机盘管过滤网（可选）HFCF机组接线盒积水盘排水阀风扇支座出风口翻边电加热器可选）管道接口支座风机盘管的控制:?风机盘管的运转可用一个电机转速开关（三速开关）或一个温控器控 制。?墙式温控器包括一个电机转速选择开关、一个 ON/OFF开关和一4

16、 度控制元件。温控元件控制冷冻水阀的开关，并常配有一个温度设定 转盘。转速开关标有 “关/高/中/低”，可控制电机的转变 从而调节风量。?温控器的种类按智能化程度可以分为：三速开关、机械膜盒式温 控器、以及液晶风机盘管温控器。?三速开关，是最简单的空调开关控制器，它是通过手动切换风机 盘管风机的高、中、低三档风速转换，通过调节风机送风量的大 小，从而达到调节室内温度的目的。现有拨动式的和旋钮式的两拨动式三速开关旋钮式三速开关机械式膜盒式温控器，主要是通过温控器中的双金属膜片测试室 内温度，当室内温度没有达到设定温度时，风机和电动阀依旧工 作；当室内温度达到设定温度时，电动阀关闭，风机低速运行。

17、 相比三速开关，它在功能和性能上都有了很大提升，如：可以自 设温度.诜择制热制冷状态。?液晶式中央空调风机盘管温控器，在机械膜盒式温控器的技术上 又有了很大的进步，它是集成编程器与软件合并实现智能化控制 温度的开关，可以自由调节室内温度，并可按照用户的要求设定 各种时间段的开关和各种预设好的模式下自动运行调节室温，使 之达到舒适温度，保证资源的合理利用，也更加人性化、智能化。3、冷却塔冷却塔的作用是将 制冷机组产生的热量通 过冷却水经冷却塔释放 掉。相当于家用户式空 调的室外机。冷却塔中冷却水循环图4、空气输送和分配设备（空调风系统）空气输送和分配方式：直流式：全新风循环式：全封闭，无新风混合

18、式：既有新风，又有回风设备：进风口风管风机送风口条形送风口回风口空调风管示意图5、空调水系统集水器分水器水泵房空调水系统著冻水系统而却水系统+ 冷凝水系统冷冻水系统：输送低（高）温水的系统；（闭式水循环系 统）冷却水系统：为主机冷凝器提供冷却水的系统；冷凝水系统：回收系统设备工作时产生的凝结水的系统。冷冻水系统1、同程式水系统?同程式系统：每个用户的冷冻水流经管道的物理长度相同。?优点：流工作量经各终端用户的压力损失比较接近，当各 个末端的阻力特性比较相似时，有利于水力平衡，可以简 化水系统设计并减少系统初调节的。2、异程式水系统?异程式系统：每个用户的冷冻水流经管道的物理长度不同, 优缺点：

19、所需要主干管路较短，可以节省管道的初投的资 及管路占用空间，但是各用户的压力损失相差较大，需要 调节阀门以平衡各个用户之间的压力损失，保证每个末端用户都能够得到需要的水量供应，水系统设计和调节的工作相对复杂。供水立管回水干管&同程式和异程式在工程中的应用?如支管上末端设备的阻力很大，而主干管上阻力较小，宜 采用异程式；（如组空机组、新风机组等设备）?如支管上末端设备的阻力较小，彼此较为接近，而主干管上阻力比例占的较大，宜采用同程式；（如风机盘管系统?为了节省管材和建筑空间，可考虑总立管采用异程式，水 平干管选用同程式；?根据项目及系统分区特点灵活选用4、定流量空调水系统?定义：系统中循

20、环水量保持恒定，通过改变供回水温度 （或末端设备的风量）来进行负荷调节。?优点：系统简单，操作方便，不需复杂的自控系统。?缺点：系统循环水泵的能耗始终处于最大值。?适用于：空调面积不大、间歇性使用的建筑。?特别适用于：只有一台冷水机组和一台循环泵的空调系统5变流量空调水系统?定义：系统中供回水温度保持恒定，通过改变循环水量来 进行负荷调节。（如风机盘管的回水管安装电动两通阀）?优点：系统节能，运行方便。?缺点：系统运行需自控设备的支持。?适用于：空调面积较大，功能用途复杂的建筑。?特别适用于：多台冷水机组和多台循环泵的且使用时间不 统一的空调系统。&空调水系统的竖向分区?系统是否有必要分区取决于：系统底部的冷水机组、末端 设备、管件和阀门的承压能力。?系统中设备入口的运行压力应小于设备本身的承压能力！?规范要求：建筑高度100啾内的不必要分区； ?规范要求：建筑高度超过110M6必须分区7、水系统定压?保证系统任何一点的压力高于大气压，避免外接气体进入 系统。?通常采用高位膨胀水箱进行定压。?膨胀水箱设在比系统最高点高出1.11.5M位置。?当无法设置高位膨胀水箱时，可采用落地膨胀水箱进行定 压。冷却水系统1、冷却水系统的构成?冷却塔、冷却水循环泵、电子水处理仪、管道、阀门，4接自来水管S排水管.电子水处理仪进水1蒸发便1 （冷冻水）I出水2、冷却