建筑环境与设备监控技术

建筑环境与设备监控技术姓名：赵XX指导老师：于XX时间：2016.06.20太阳能空调太阳能空调太阳能空调，就是利用太阳能做能源，溴化锂制冷机用水做冷媒的空调设备。整机没有任何氟利昂类化学产品，达到完全无污染和接近零运行费用。据有关专家介绍，太阳能空调的应用正好与季节相吻合。夏季温度最高，空调负荷最大，需要的制冷量也最大，而此时阳光辐射最强，太阳能输出的能量也最大，太阳能空调提供的冷量也最大。我国太阳能资源丰富，而且阳光辐射较强的时间也相当长，南方每年大约有6-8个月，北方也有4-6个月，所以太阳能作能源运行空调应该是大有可为的。我国太阳能空调的发展起步阶段坚持阶段实用阶段70年代末至80年代初小型氨—水吸收式制冷试验样机

80年代中后期至90年代初当时许多技术难题未能解决,一时难以看到成效而得不到支持,研究的队伍和规模大大缩小,仅存少数单位仍坚持基础性研究和机组试验“九五”计划期间国家科技部把“太阳能空调”列为重点科技攻关项目,计划建成示范性系统,以促进太阳能空调的推广应用太阳能空调的优点季节适应性好环境污染小噪声污染小一机多用，四季常用太阳能空调在现阶段的局限性在强调太阳能空调具有诸多优点的同时，也应当看到它现阶段存在的一些局限性，以进一步加强研究开发。由于现有太阳能集热器价格较高，造成太阳能空调系统的初始投资偏高。由于太阳能集热器采光面积及空调建筑面积的配比受到限制，目前只适用于层数不多的建筑。大型的溴化锂吸收式制冷机，目前尚只适用于单位的中央空调。太阳能空调：分为太阳能制冷和太阳能采暖太阳能制冷：指利用太阳能提供动力来驱动制冷机制取冷量，并最终实现建筑物内的空气调节。太阳能采暖：利用太阳能集取热量直接或间接为建筑提供热量。太阳能空调太阳能制冷制冷就是使某一系统的温度低于周围环境介质的温度并维持这个低温。制冷过程是指从被冷却系统取出热量并转移热量的过程。人工制冷过程是指在外界的补偿下将低温物体的热量向高温物体传送的过程。制冷以使用的补偿过程的不同可分为两大类消耗热能消耗机械能太阳能制冷系统的类型太阳能制冷可以通过太阳能光电转换制冷和光热转换制冷两种途径来实现1、太阳能光电转换：以电能制冷2、太阳能光热转换：以热能制冷前一种方法成本太高，以目前的光电池价格来算，在相同的制冷功率情况下，造价约为后者的4至5倍。第二种方法除了供冷之外，还能同时供热，太阳能的利用率更高。国际上太阳能空调的应用主要是后一种方法。太阳能制冷系统的类型太阳能制冷可以通过太阳能光电转换制冷和光热转换制冷两种途径来实现1、太阳能光电转换：以电能制冷2、太阳能光热转换：以热能制冷前一种方法成本太高，以目前的光电池价格来算，在相同的制冷功率情况下，造价约为后者的4至5倍。第二种方法除了供冷之外，还能同时供热，太阳能的利用率更高。国际上太阳能空调的应用主要是后一种方法。太阳能光热转化制冷系统主要有以下几种类型：太阳能吸收式制冷系统（消耗热能）太阳能吸附式制冷系统（消耗热能）太阳能除湿式制冷系统（消耗热能）太阳能蒸汽喷射式制冷系统（消耗热能）太阳能蒸汽压缩式制冷系统（消耗机械能）太阳能吸收式制冷系统吸收式制冷的工作原理1.什么是吸收式制冷、吸收剂、制冷剂？

吸收式制冷是利用两种物质所组成的二元溶液作为工质来运行的，利用工质对的质量分数变化完成制冷剂的循环。这两种工质在同一压强下有不同的沸点，其中高沸点的组分称为吸收剂，低沸点的组分称为制冷剂。常用的吸收剂—制冷剂组合有两种：一种是溴化锂—水，通常适用于大中型中央空调；另一种是水—氨，通常适用于小型家用空调。2.吸收式制冷机的组成吸收式制冷机主要由发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器等组成。制冷剂回路主要由冷凝器、节流装置、蒸发器等组成。吸收剂回路主要由吸收器、发生器、溶液泵等组成。基本组成发生器generator

吸收式制冷机中，通过加热析出制冷剂的设备。

吸收器absorber

吸收式制冷机中，通过浓溶液吸收剂在其中喷雾以吸收来自蒸发器的制冷剂蒸气的设备。*基本组成冷凝器generator

转移热量—使高压、高温制冷剂蒸汽能向高温环境自由放热。

蒸发器absorber

蒸发吸热获得制冷效果—使低压制冷剂液体在较低环境温度下吸收热量蒸发为气体，从而获得制冷效果*3.吸收式制冷的工作原理（1）制冷剂循环

高压气态制冷剂在冷凝器中向冷却介质放热被凝结为液态后，经节流装置减压降温进入蒸发器；在蒸发器内，该液体被气化为低压气态，同时吸取被冷却介质热量产生制冷效应*3.吸收式制冷的工作原理（2）吸收剂循环

在吸收器中，用液态吸收剂不断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；吸收剂吸收制冷剂蒸气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，进入冷凝器液化，而剩下的吸收剂浓溶液则返回吸收器再次吸收低压气态制冷剂。

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溴化锂-水溶液是目前空调用吸收式制冷机采用的工质对。（1）溴化锂的性质

无水溴化锂是无色粒状结晶物，性质和食盐相似，化学稳定性好，沸点很高，极难挥发，极易溶解于水。此外，溴化锂无毒、无臭、有咸苦味，对皮肤无刺激。（2）溴化锂水溶液的性质

溴化锂水溶液的沸点与压力、溶液浓度有关，在相同温度条件下，溴化锂溶液浓度越大，其吸收水分的能力就越强4.溴化锂吸收式制冷的工作原理*(a)制冷剂循环

发生器中产生的高压蒸气在冷凝器中冷凝成高压低温液态水，经节流阀进入蒸发器，在低压下蒸发，产生制冷效应。这些过程与蒸气压缩式制冷循环在冷凝器、节流阀和蒸发器中所产生的过程完全相同；

*(b)吸收剂循环发生器中流出的浓溶液降压后进入吸收器，吸收由蒸发器产生的冷剂蒸气，形成稀溶液，用泵将稀溶液输送至发生器，重新加热，形成浓溶液。这些过程的作用相当于蒸气压缩式制冷循环中压缩机所起的作用。*二、溴化锂吸收式制冷机的特点

1.主要优点（1）利用热能为动力，特别是可利用低势热能。（2）整个机组除功率较小的屏蔽泵外，无其他运动部件，运转安静。（3）以溴化锂水溶液为工质，有利于满足环保的要求。（4）制冷机在真空状态下运行，无高压爆炸危险，安全可靠（5）制冷量调节范围广，可在较宽的负荷内进行制冷量的无级调节。（6）对外界条件变化的适应性强，可在一定的热媒水进口温度、冷媒水出口温度和冷却水温度范围内稳定运转。*（1）溴化锂水溶液对一般金属有较强的腐蚀性，会影响机组的正常运行和使用寿命。（2）溴化锂吸收式制冷机的气密性要求高，即使漏入微量的空气也会影响机组的性能，这就对机组制造提出严格的要求。（3）浓度过高或温度过低时，溴化锂水溶液均易形成结晶，防止结晶是溴化锂吸收式制冷机设计和运行中必须注意的重要问题。2.主要缺点*3.溴化锂吸收式制冷机的主要附加措施（1）防腐蚀措施

在溴化锂水溶液中加入缓蚀剂是一种有效的防腐措施。（2）抽气措施

由于机组内的工作压力远低于大气压力，难免有少量空气渗入，制冷机必须设有抽气设备。（3）防结晶措施

一般在发生器中设有浓溶液溢流管，它不经过换热器而与吸收器的稀溶液相通。*三、太阳能吸收式制冷的工作原理

1.什么是太阳能吸收式制冷？

所谓太阳能吸收式制冷，就是利用太阳集热器将水加热，为吸收式制冷机的发生器提供其所需要的热媒水，从而使吸收式制冷机正常运行，达到制冷的目的。*2.太阳能吸收式空调系统的组成

太阳能吸收式空调系统主要由太阳集热器、吸收式制冷机、空调箱（或风机盘管）、锅炉、储水箱和自动控制系统等组成。太阳能集热器可采用真空管太阳集热器和平板型太阳集热器。前者可提供较高热媒水温度，而后者只能提供较低热媒水温度。热媒水的温度越高，制冷机的性能系数(COP)就越高，空调系统制冷效率就越高。*

在夏季，被太阳能集热器加热的热水首先进入储水箱，当热水温度达到一定值时，由储水箱向吸收式制冷机提供热媒水；

从吸收式制冷机流出并已降温的热水流回到储水箱，再由太阳能集热器加热成热水；

当太阳能不足以提供高温热媒水时，可由辅助锅炉补充热量。

吸收式制冷机产生的冷媒水通过储冷水箱送往空调箱（或风机盘管）内蒸发、吸热，以达到制冷空调的目的，之后冷媒水经储冷水箱返回吸收式制冷机。3.太阳能吸收式空调系统的工作原理*

当太阳能不能满足要求时，可由辅助燃油锅炉补充热量。

在非空调采暖季节，只要将太阳能集热器加热的热水直接通向生活用储水箱中的热交换器，就可将储水箱中的冷水逐渐加热以供使用。

在冬季，同样先将太阳能集热器加热的热水进入储水箱，当热水温度达到一定值时，由储水箱直接向空调箱（或风机盘管）提供热水，以达到供热采暖的目的。*太阳能溴化锂吸收式制冷系统具有夏季制冷、冬季采暖、全年提供生活热水等多项功能，在世界各国应用较为广泛。日本不仅生产大型溴化锂吸收式制冷机，而且还商品化生产多种规格的小型溴化锂吸收式制冷机，有制冷功率为4.6～174KW的系列产品。我国目前尚未实现小型溴化锂吸收式制冷机的商品化生产，在一定程度上限制了太阳能吸收式空调的推广应用。*太阳能除湿空调系统太阳能除湿空调系统的组成太阳能集热系统辅助加热装置转轮除湿空调机组自动控制系统太阳能空气集热器全玻璃真空管式空气集热器是以全玻璃真空管为吸热元件的集热器。它是由联集管，支架，真空管和插管来组成的。如图1所示。从图2可以看出，联集管是由内胆，外皮，保温材料组成。保温材料是对集热后的空气起到保温的作用。空气集热器原理它的基本原理是真空管管壁膜层吸收太阳能的辐射，将光能转化成为热能。利用风机将低温空气强制吹入集热器，低温的空气从左端的内管进入，由于内盖作为隔板的原因，被迫进入各个插管，当到达真空管底部的时候，在真空管和插管的夹层内返回到内管和外管的夹层中，在将过真空管的时候被加热；进入右半边的时候，再先经过真空管和插管的夹层后进入插管，汇流到内管内后流出。这个时候，空气被加热两次。从而得到较高的空气温度。太阳能空气集热器特点1、升温块，2、集热温度高，3、不易炸管4、无防冻5、防腐要求低空气集热器性能曲线冷却除湿：利用冷却方法，使水蒸气在露点温度下凝结分离。压缩除湿：利用压缩方法，提高水蒸气分压，使之超过饱和点，成为水分分离出来。干燥剂除湿：利用干燥剂的亲水性，使水蒸气在表面水蒸气分压力差的作用下，从空气进入干燥剂。常用除湿方法常用除湿方法优缺点冷却除湿优点：深度除湿、可控缺点：能耗大、污染压缩除湿优点：深度除湿、除湿量可控缺点：能耗大、对系统结构要求高干燥剂除湿优点：可利用地品味能源、无污染缺点：除湿量难控制常用固体除湿剂：硅胶、氧化铝、分子筛等温吸附曲线右图：相对湿度吸附率常用液体除湿剂：氯化锂、氯化钙、三甘醇等温吸收曲线左图新型复合干燥剂组成：

1、多孔材料

2、吸湿性盐性能：等温吸附曲线再生温度对除湿量的影响太阳能除湿空调系统形式11、空气集热器驱动太阳能除湿空调系统形式2太阳能除湿空调系统3太阳能除湿空调系统形式4除湿转轮工作原理蒸发冷却器太阳能蒸汽压缩式制冷系统一、蒸汽压缩式制冷的工作原理

1.什么是蒸汽压缩式制冷？

蒸汽压缩式制冷是一种传统的制冷方式。它是利用沸点很低的制冷剂相态变化过程所发生的吸放热现象，借助于压缩机的抽吸压缩、冷凝器的放热冷凝、节流阀的节流降压、蒸发器的吸热汽化的循环过程，达到使被冷对象温度下降目的的制冷方法*蒸汽压缩式制冷循环2.蒸汽压缩式制冷机的组成蒸汽压缩式制冷机主要由压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器等组成，各部分之间用管道连接成一个封闭系统。*蒸汽压缩制冷的四要素1、压缩机—蒸汽压缩，抬高蒸汽温度以实现向高温环境散热2、冷凝器—实现散热，达到热量转移的目的3、节流元件—阻隔系统高低压腔，以实现高压冷凝、低压蒸发的效果，同时控制流量4、蒸发器—实现吸热，达到对低温环境制冷的目的*压缩机的作用1、获得高压—使制冷剂蒸汽能在高压状态下冷凝为液体；2、获得高温—使制冷剂蒸汽温度高于环境，能将热量自由传递给环境，实现热量转移

气体被压缩，体积减小，分子碰撞几率增加，即内能增加，因此温度升高。如高压打气筒使用过程中温度会升高。*压缩机制冷系统的心脏—给制冷系统提供制冷剂循环流动的动力，同时创造一个高压和低压的环境。『故障现象』不启动噪音大『注意事项』防止接线错误防止压缩机电容用错不能空气运行禁止排气堵死吸气开启运行不能敞开长期放置*制冷压缩机的分类：*图示为制冷压缩机分类及其结构示意简图

*活塞连杆式制冷压缩机工作原理**活塞斜盘式制冷压缩机工作原理*行星制冷压缩机工作原理*滚动转子式压缩机30年代美国VILTER公司推出效率高、体积小零件少、重量轻*原理：电机旋转带动偏心的活塞在汽缸内旋转，在连续的旋转运动中活塞不断地吸入和压缩气体。图1为吸气过程。图2为压缩过程。图3为排气过程及下一个的吸气过程。图4为排气结束及下一个吸气过程,运动过程较活塞式趋于平稳和连续。有排气阀无吸气阀。压缩机*转子转子平衡块曲轴上缸盖汽缸活塞下缸盖叶片压缩机*冷凝器的作用1、转移热量—使高压、高温制冷剂蒸汽能向高温环境自由放热。同时为提高放热量，必须使制冷剂蒸汽液化冷凝为液体，从而释放出大量的潜热。冷凝器向高温环境散热量越大，所获得的制冷量也会越大。

气体被冷凝为液体的温度点与压力有关，R22在正常1个大气压下-41℃冷凝，在20个大气压下51℃冷凝。如打火机气体。*自然对流空气冷却空气强制对流氨卧式壳管式氟利昂套管式平行流*节流元件的作用1、阻隔高低压—使制冷系统分为高压和低压两个腔体，从而实现高压冷凝放热、低压蒸发吸热。高压低压*毛细管热力膨胀阀电子膨胀阀*蒸发器的作用1、蒸发吸热获得制冷效果—使低压制冷剂液体在较低环境温度下吸收热量蒸发为气体，从而获得制冷效果，并使制冷剂变为气体后吸入压缩机重复制冷循环。液体被蒸发为气体的温度点与压力有关，R22在正常1个大气压下-41℃蒸发，在6个大气压下7℃蒸发，因此可以从27℃环境中吸收热量达到制冷效果。如制冷剂瓶放气能使瓶子降温。*卧式满液式干式壳管式空气强制对流*3.蒸汽压缩式制冷的工作原理*27℃40℃室外温度高于室内温度时的制冷循环＞40℃＜27℃*二、太阳能蒸汽压缩式制冷的工作原理

1.太阳能蒸汽压缩式制冷与常规蒸汽压缩式制冷的区别

太阳能蒸汽压缩式制冷系统中的压缩机由热机驱动常规