中央空调系统工艺原理

1、热泵实质是热泵实质是能实现蒸发器与冷凝器功能转换的制冷机制冷设备完成热量转换主要有制冷设备完成热量转换主要有3个环节个环节：1）吸热吸热：在蒸发器中完成制冷剂吸热蒸发成气态2）放热放热：在冷凝器中完成气态制冷剂放热冷凝成液态3）工质循环工质循环：靠压缩机完成将制冷剂在蒸发器和冷凝器之间来回驱动中央空调系统工艺原理中央空调系统工艺原理间接制冷中央空调系统（冷水机组）工艺原理间接制冷中央空调系统（冷水机组）工艺原理基本原理：基本原理： 制冷剂将冷量传递给载冷剂（冷冻水）载冷剂（冷冻水），通过载冷剂（冷冻水）的循环，把冷量带到空调末端设备（空调机组或风机盘管）的热交换系统把冷量传给室内环境，同时吸收

2、室内热量并通过冷冻水循环冷冻水循环将热量转移到冷水机组： 在制冷机组蒸发器中，冷冻水将热量传递给制冷剂，通过压缩机驱动制冷剂循环，将热量转移到冷凝器： 冷凝过程中放出的热量，通过冷却水循环排放到另一个水回路冷却水系统冷却水系统，冷却水系统通过冷却塔冷却塔将热量排放到大气中去。热量和冷量逆向转移流程热量和冷量逆向转移流程制冷性能的重要指标：cop冷冻水的制造过程冷冻水的制造过程通过冷冻水的循环，房间的空气在空调末端设备热交换过程中将热量传递给原本7的冷冻水；冷冻水在循环水泵驱动下，携带着热量的12冷冻水流入冷水机组蒸发器内的换热管；蒸发器换热管外的液态制冷剂吸收其热量而蒸发成气态，同时使其温度再

3、次降低至7：7的冷冻水在循环泵驱动下再次房间空调末端的风机盘管或表冷器与室内空气进行热交换，使房间温度降低，冷媒温度又升高至12，如此循环。7的低温冷冻水是在冷水机组蒸发器中制造出来的。压缩制冷过程压缩制冷过程压缩机类型压缩机类型：往复式，涡旋式、螺杆式、离心式压缩过程压缩过程：将蒸发器内的低压低温制冷剂气体吸入压缩机，经压缩做功，使其成为高压高温气体排入冷凝器：冷凝和冷却过程冷凝和冷却过程：高温高压气体在冷凝器内与冷却水进行热交换，把热量传给冷却水，使气态制冷剂凝结为液态。节流膨胀过程节流膨胀过程：高压液态制冷剂经节流机构绝热膨胀，减压后进入蒸发器。蒸发过程蒸发过程：低压液态制冷剂在蒸发器内

4、被带来被控房间温度的高温冷冻水气化，同时降低冷冻水温度，这就是所需制造的低温冷冻水。气态制冷剂又被压缩机吸入，开始下一个循环。冷却水的制造过程冷却水的制造过程携带着在冷凝器中吸收来的热量的37的冷却水，在冷却水泵的驱动下，进入冷却塔，冷却塔将热量排放到大气中去；从冷却塔流出的32的冷却水携带着从大气中获得冷量，又流回冷凝器进行热交换，将冷量传给制冷剂并吸收其热量升高到37，再次流到冷却塔换热降温，如此循环。完整、简要的冷水机组和空调水系统图完整、简要的冷水机组和空调水系统图空调水系统管路的类型空调水系统管路的类型（1）开式系统：）开式系统：管路之间有蓄水箱或水池，并与大气相通，无需排气泄压1）

5、优点：蓄水箱或水池有蓄冷能力，可减少冷水机组开启时间，减少损耗；2）缺点：循环水含氧量高，易腐蚀管路； 要求水泵有较大扬程，相应能耗大； 回水管经较大，增加投资。3）应用场合应用场合： 采用淋水式冷却塔的冷却水系统； 采用蓄冷池蓄冷以削减高峰负荷时； 要求冷水温度波动小或机组的冷量调节不能满足负荷变化时。（2）闭式系统：）闭式系统：管路之间无蓄水箱或水池，管路不与大气相通，需用膨胀水箱排气泄压。1）优点： 管道和设备不易被氧气腐蚀 水泵所需扬程小，相应能耗也小 不需回水泵，系统投资小2）缺点： 蓄冷能力小，低负荷时机组也需经常 起动； 膨胀水箱的补水有时需另设加压泵；3）应用场合应用场合： 当

6、空调系统采用风机盘管、诱导器 和水冷式表冷器做冷却时； 高层建筑的冷冻水系统； 热水系统。空调水系统管路的制式空调水系统管路的制式二管制、三管制、四管制二管制、三管制、四管制（1）两管制两管制a）特征：冷水和热水采用相同的供水管和回水管管路上只有一根供水管和一根回水管。夏季循环冷水，冬季循环热水，用阀门切换b）应用：系统简单，施工方便，初投资小，但不能用于同时需要又供冷又供热的场所，如酒店的大型宴会厅等。（2）三管制三管制a）特征：分别设置冷水供水管、热水供水管、回水管三根管路，冷水和热水共用一根回水管。b）应用：能满足同时供冷和供热的需求，管路比二管制复杂，投资较高，且存在冷、热水回水混合的

7、热能损失、控制精度不够和对设备的腐蚀问题，能耗比四管制大。（3）四管制四管制a）特征：冷水和热水均单独设置供水管和回水管，分别供冷和供热b）应用：能满足同时供冷和供热的需求，温湿度控制精度好，且由于冷水和热水管路在末端设备中完全分离，有助于系统稳定运行和减少对设备的腐蚀。但管路十分复杂，初投资很高，占用建筑空间也多空调水的一次泵系统与二次泵系统空调水的一次泵系统与二次泵系统空调水系统的压力平衡流量平衡空调水系统的压力平衡流量平衡（1）系统停运时的最高压力系统停运时的最高压力A点静水压力：PA=gh（2）系统启动时的最高压力系统启动时的最高压力B点：PB=gh1+P （P：水泵全压）（3）系统正

8、常运行时的最高压力系统正常运行时的最高压力A点和B点均可能承受最大压力：PB=gh1+P-PBd ，PA=gh+Pg-Pad（4）空调系统承压空调系统承压一般在1.0Pa1.7MPa，最高不超过2.5MPa，所以要分区。（5）供回水集管上的旁通阀供回水集管上的旁通阀为了在末端设备流量变化时，确保流过蒸发为了在末端设备流量变化时，确保流过蒸发器的流量大于安全流量器的流量大于安全流量。末端流量减少时，供回水管间的压差升高，就调大旁通阀的开度以增加旁通管流量，从而增加流回蒸发器的流量，保持蒸发器流量不变，反过来，则调小旁通阀开度，减少流回蒸发器的流量空调水系统中的膨胀水箱空调水系统中的膨胀水箱膨胀水

9、箱膨胀水箱是闭式空调水系统中的重要设备，对水体积的膨胀和收缩起调剂补偿作用。（1）容纳系统内因水温升高而膨胀的体积，避免压力过高导致爆管事故。（2）通过对箱内最低水位或压力的检测，为水系统自动补充水量。（3）通过膨胀管与水系统管路连接，确定系统的定压点，恒定水系统压力闭式膨胀水箱闭式膨胀水箱1）通过浮球阀自动补水，通过排水管排水2）信号管：检测最低水位，远程报警3）一般设置在系统的最高处。原理原理：橡胶囊袋外充入的空气压力与系统水压相等，正常时水不会进入囊内。当系统水温升高，水体积膨胀，水就被压入囊袋内，从而压缩囊袋外的空气，使其气压增加。当系统水温恢复到原来状态时，水系统恢复到原来的体积，进

10、入囊袋中的水在囊袋外升高的的气压作用下又返回到系统管路中。检测点：检测点：囊袋外的空气压力或囊袋内的水的压力控制点：控制点：根据压力设定值决定是否给系统补水或排水。允许系统压力有一个波动范围，此范围对应于水箱中气体体积变化范围。空调水系统中的闭式膨胀水箱（定压罐）空调水系统中的闭式膨胀水箱（定压罐）冷冻水系统的配管方式与控制之间关系冷冻水系统的配管方式与控制之间关系一次泵分列配置一次泵分列配置：泵与冷水机组一一对应，只要启停时联锁控制电动阀门开关。一次泵并联配置一次泵并联配置：冷水机组侧增设控制阀，优点是解决了备用泵的问题，缺点：1）增开机组时，如先开控制阀再启动水泵，则正在运行机组的流量会减

11、少，导致系统不稳定。2）如先启动增开的水泵，再开控制阀，则正在运行机组会过流量，要安装定流量阀。冷却水系统的配管方式与控制之间关系冷却水系统的配管方式与控制之间关系冷水机组与冷却水泵一一对应相连冷水机组与冷却水泵一一对应相连：冷水机组与冷却水泵之间可以冷水机组与冷却水泵之间可以不设电动控制阀不设电动控制阀冷水机组与冷却水泵一一对应相连，出水和回水管分别合并为一根冷水机组与冷却水泵一一对应相连，出水和回水管分别合并为一根干管：需在每根出水分支管上增设电动控制阀，工艺上还要增加冷干管：需在每根出水分支管上增设电动控制阀，工艺上还要增加冷却塔回水均压管却塔回水均压管冷水机组冷却泵分别并联后一根干管相连，冷却泵与冷却塔回水一冷水机组冷却泵分别并联后一根干管相连，冷却泵与冷却塔回水一一对应相连，