房屋卫生设备-12空调用制冷系统

房屋卫生设备12空调用制冷系统空调用制冷系统空调用制冷系统

制冷是以消耗一定的能量为代价，实现使低温物体的热量向高温物体转移的一种技术。实现制冷可以通过两种途径：一是利用天然冷源，二是利用人工冷源。天然冷源包括一切可能提供低于正常环境温度的天然事物，如深井水、深海水、天然冰等。天然冷源具有廉价和不需要复杂技术设备等优点，但是受到时间、地区等条件的限制，因而不可能经常满足空调工程的需要，因此当前世界上使用的冷源主要是人工冷源，即人工制冷。

制冷原理1空调用制冷系统1.1空调制冷系统的组成及原理常见的空调用制冷系统有蒸气压缩式制冷系统、溴化锂吸收式制冷系统和蒸气喷射式制冷系统。在空调系统中应用最广泛的是蒸气压缩式制冷和溴化锂吸收式制冷系统。1.蒸气压缩式制冷的工作原理蒸气压缩式制冷系统主要由制冷压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀四个主要部件组成，并由管道连接，构成一个封闭的循环系统，如图3.60所示。制冷剂在制冷系统中经历蒸发、压缩、冷凝和节流四个主要热力过程。空调用制冷系统1图3.60

蒸气压缩式制冷系统1—压缩机；2—冷凝器；3—节流机构；4—蒸发器空调用制冷系统低温低压的液态制冷剂在蒸发器中吸取被冷却介质的热量，蒸发成为低温低压的制冷剂蒸气被压缩机吸入，经过压缩后变成高温高压的制冷剂蒸气，当压力升高到稍高于冷凝器内的压力时，高温高压的制冷剂蒸气排至冷凝器，在冷凝器内与冷却介质进行热交换而冷凝为中温高压的制冷剂液体，制冷剂液体经膨胀阀降压后变成低温低压的制冷剂湿蒸气进入蒸发器，在蒸发器内蒸发吸收被冷却物体的热量，这样被冷却物体便得到冷却。因此，制冷剂在系统中经压缩、冷凝、节流、蒸发四个过程依次不断循环，进而达到制冷目的。蒸气压缩式制冷系统按照制冷剂分有氨制冷（如图3.61）和氟利昂制冷系统（如图3.62）。空调用制冷系统1图3.61

氨制冷系统1—氨压缩机;2—冷凝器;3—氨贮液器;4—双头螺旋管冷水箱;5—浮球阀；6—氨过滤器;7—手动调节阀;8—油包;9—贮油器;10—氨油分离器;11—紧急泄氨器空调用制冷系统1图3.62

氟利昂制冷系统1—氟利昂压缩机;2—油分离器;3—冷凝贮液管;4—过滤干燥器;5—电磁阀;6—气液换热器;7—热力膨胀阀;8—液体分配器;9—蒸发器;10—高低压力继电器;11—感温包空调用制冷系统2.溴化锂吸收式制冷系统溴化锂吸收式制冷系统的工作原理如图3.63所示，其主要由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器四个热交换设备组成。系统内的工质是由溴化锂和水组成的二元溶液，其中水为制冷剂，溴化锂为吸收剂。四个热交换设备组成两个循环环路：制冷剂循环和吸收剂循环。制冷剂循环环路由冷凝器、蒸发器和节流装置组成。高压气态制冷剂在冷凝器中向冷却水放热被冷凝成液态后，经节流装置减压后进入蒸发器。在蒸发器内，制冷剂液体被气化为低压制冷剂蒸气，同时吸取被冷却介质的热量产生制冷效应。空调用制冷系统1图3.63

单级溴化锂吸收式制冷原理图空调用制冷系统吸收剂循环环路由吸收器、发生器和溶液泵组成。在吸收器中，液态吸收剂吸收蒸发器产生的低压气态制冷剂形成的制冷剂—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至沸腾，其中制冷剂气化形成高压气态制冷剂，又与吸收剂分离。然后前者进入冷凝器液化，后者则返回吸收器再次吸收低压气态制冷剂。溴化锂吸收式制冷剂系统按其结构不同，分为单筒、双筒、多级等几种形式。常用双筒式溴化锂吸收式制冷系统，如图3.64所示。空调用制冷系统1图3.64

双筒式溴化锂吸收式制冷系统图空调用制冷系统1.2制冷剂与载冷剂制冷剂是制冷机中的工作介质。制冷剂在制冷机中循环流动，在蒸发器内吸取被冷却物质的热量而蒸发，在冷凝器内将热量传递给周围介质而被冷凝成液体，制冷系统借助于制冷剂状态的变化，从而实现制冷的目的。载冷剂是在间接供冷系统中用以传递制冷量的中间介质。载冷剂在蒸发器中被制冷剂冷却后送到冷却设备中，吸收被冷却物质的热量，再返回蒸发器中重新被冷却，如此循环反复，以达到传递制冷量的目的。空调用制冷系统1.制冷剂（1）制冷剂的种类按制冷剂的标准蒸发温度分为高温制冷剂、中温制冷剂和低温制冷剂三类。①高温制冷剂标准蒸发温度ts＞0℃,冷凝压力Pc为0.2～0.3MPa。常用的高温制冷剂有R123等。②中温制冷剂-60℃＜ts＜-0℃,0.3MPa＜Pc＜2.0MPa.常用的中温制冷剂有氨、R12、R22、R134a、丙烷等。③低温制冷剂ts≤-60℃。常用的低温制冷剂有R13、乙烯、R744等。空调用制冷系统按制冷剂组成成分可分为卤代烃、饱和碳氢化合物、不饱和碳氢化合物和卤代烯、共沸混合制冷剂、非共沸混合制冷剂、无机化合物等。制冷剂的种类很多，但目前在制冷系统中采用的制冷剂也就是R11、R12、R13、R134a、R123、R142、R502、R717、R22等十几种。空调用制冷系统（2）常用制冷剂的性质目前常用的制冷剂有水、氨和氟利昂。①水

水是所有制冷剂中来源最广、最为安全而便宜的工质。水的标准蒸发温度为100℃，冰点0℃，适用于制取0℃以上的温度。水无毒、无味、不燃、不爆，但水蒸气的比容大，蒸发压力低，使系统处于高真空状态。水常在空调用的吸收式制冷机和蒸气喷射式制冷机中作制冷剂。空调用制冷系统②氨氨的标准蒸发温度为-33.4℃，凝固温度为-77.7℃，氨的蒸发压力和冷凝压力适中，单位容积制冷能力较大，流动阻力小，导热率大，价格低廉，对大气臭氧层无破坏作用。氨的最大缺点是有强烈刺激作用，对人体有危害，目前规定氨在空气中的浓度不应超过20mg/m3。氨是可燃物，空气中氨的体积百分比达16～25%时，遇火焰就有爆炸危险。但氨价格低廉，目前仍被广泛使用。氨的吸水性很强，但要求液氨中含水量不得超过0.12%，以保证系统的制冷能力。氨几乎不溶于润滑油。对黑色金属无腐蚀作用，若氨中含有水分时，对铜和铜合金有腐蚀作用。空调用制冷系统③氟利昂氟利昂是应用较为广泛的制冷剂。它本身无毒、无臭、不燃、与空气混合遇火也不爆炸，适用于公共建筑或实验室的空调制冷系统。氟利昂中不含水分时，对金属无腐蚀作用。但是，氟利昂的放热系数低，价格较高，极易渗漏又不宜被发现。空调用制冷系统几种常用氟利昂的性能如下：氟利昂12（R12）---R12在大气压下的沸点为-29.8℃，凝固点为-158℃。它的冷凝压力较低。R12无色、无味、毒性小、不燃烧、不爆炸，但当温度达到400℃以上遇明火时，会分解出具有剧毒性的光气。R12的最大缺点是单位容积制冷能力较小，对大气臭氧层有严重破坏作用，产生温室效应，危机人类赖以生存的环境，2010年1月1日起在我国将完全停止生产和消费。空调用制冷系统氟利昂22（R22）---R22的标准蒸发温度为-40.8℃，凝固点为-160℃。R22无色、无臭、不燃、不爆，毒性比R12稍大，它的热力学性能与R12不相上下，而且安全可靠，故是一种良好的制冷剂。它广泛用于冷藏、空调、低温设备中，在活塞式、离心式压缩机系统中均采用。但它对大气臭氧层有轻微破坏作用，冰产生温室效应，是第二批被列入限用与禁用的制冷剂之一，我国将从2040年1月1日起禁止生产和使用。空调用制冷系统氟利昂13（R13）---R13的凝固点低，-181℃，大气压下蒸发温度可达-81.5℃，毒性比R12小，不燃、不爆。其优点是在低温下蒸气比容小，缺点是临界温度低，常温下压力较高。因此，适用于-80～100℃制冷装置。R13微溶于水，系统中应设干燥器。它不溶于油。R13对大气臭氧层也有破坏作用，发展中国家从2010年1月1日起停止生产和消费。氟利昂123（R123）---R123的标准蒸发温度为27.9℃，凝固温度为-107℃，属于高温制冷剂，适用于离心式制冷压缩机。与润滑油能互溶，具有一定毒性，传热系数较小。由于它具有优良的大气环境，是目前理想的制冷剂之一。空调用制冷系统2.载冷剂载冷剂又称冷媒，是指间接冷却系统中传递热量的物质。载冷剂在蒸发器中被制冷剂冷却后，送到被冷却物体或冷却设备中，吸收被冷却物体的热量，再返回蒸发器将吸收的热量传递给制冷剂，载冷剂重新被冷却，如此不断循环，以达到连续制冷的目的。常用的载冷剂有水、无机盐水溶液和有机溶液。它们适用于不同的载冷温度。空调用制冷系统（1）水水是最廉价和最易取得的载冷剂。水具有比热大、密度小、不燃不爆、无毒、化学稳定性好和价低易得等优点，但水的冰点高，因此只适用于载冷温度在0℃以上的场合。在集中式空调系统中，水是最适宜的载冷剂。冷水机组产出7℃左右的冷水，送到建筑物房间的末端冷却设备中，供房间空调降温使用。此外，冷水还可以直接喷入空气，实现温度和湿度调节。空调用制冷系统（2）无机盐水溶液无机盐水溶液具有较低的凝固温度，适合于在中、低温制冷装置中载冷。常用作载冷剂的无机盐水溶液有氯化钙水溶液、氯化钠水溶液和氯化镁水溶液。其优点是：适用的温度范围广，价格便宜，热容量较大，但盐水溶液对金属有强烈的腐蚀作用。（3）有机溶液常用的有机溶液载冷剂主要有乙二醇、丙二醇、丙三醇和三氯乙烯等。它们都是无色、无味、非电解性溶液，且冰点都在0℃以下，是良好的载冷剂。空调用制冷系统

蒸气压缩式制冷系统中，制冷压缩机、冷凝器、蒸发器和节流装置称为制冷系统的四大基本设备。除此之外，还有一些辅助设备，如油分离器、空气分离器、气液分离器、集油器、贮液器、安全阀等。

制冷设备2空调用制冷系统2.1制冷压缩机制冷压缩机是蒸气压缩式制冷系统中最主要的设备，相当于制冷系统的“心脏”。其作用是：抽吸来自蒸发器的制冷剂蒸气，提高其温度和压力后，将它排至冷凝器。制冷压缩机的形式很多，根据作用原理不同可分为两大类：容积式制冷压缩机和离心式制冷压缩机。容积式制冷压缩机是靠改变工作腔容积，将周期性吸入的定量气体压缩。常用的容积式制冷压缩机有往复活塞式制冷压缩机、回转式制冷压缩机。离心式制冷压缩机是靠离心力的作用，连续地将所吸入的气体压缩。空调用制冷系统1.活塞式制冷压缩机①活塞式制冷压缩机活塞式制冷压缩机是利用气缸中活塞的往复运动来压缩气缸中的气体，通常是利用曲柄连杆机构将原动机的旋转运动转变为活塞的往复直线运动。活塞式制冷压缩机广泛应用于中小型制冷装置中。如图3.65所示。该种压缩机质轻体小，平衡性能好，噪声和振动较低，且可以通过调节部分气缸的启停来调节压缩机的制冷能力。空调用制冷系统1图3.65

活塞式制冷压缩机的外形与原理（a）活塞式压缩机工作原理；（b）4缸V型活塞式压缩机外形1—曲轴箱；2—进气腔；3—气缸盖；4—气缸套及进排气阀组合件；5—缓冲弹簧；6—活塞；7—连杆；8—曲轴；9—油泵；10—轴封；11—油压推杆机构；12—排气管；13—进水管；14—水套空调用制冷系统②螺杆式制冷压缩机螺杆式制冷压缩机是一种容积型回转式压缩机，它是靠回转体的旋转运动替代活塞式制冷压缩机中活塞的往复运动，以改变气缸的工作容积，从而将一定数量的气态制冷剂进行压缩。螺杆式压缩机是回转式压缩机中较常见的一种，其特点是构造简单，容积效率高，运转平稳，实现了高速和小型化，制冷量也大。按照螺杆转子数量的不同，螺杆式制冷压缩机有单螺杆和双螺杆两种。单螺杆式制冷压缩机主要由一个螺杆转子和两个星轮组成；双螺杆制冷压缩机主要由两个相啮合的螺杆转子组成。空调用制冷系统2.离心式制冷压缩机离心式制冷压缩机的构造和离心水泵相似，如图3.66所示。低压气态制冷剂从侧面进入叶轮中心后靠叶轮高速旋转产生的离心力作用，获得动能和压力能，流向叶轮的边缘。这种压缩机通常用于蒸发温度高和制冷量较大的场合。其特点是制冷能力大，结构紧凑，质量轻，占地面积小；运行平稳，工作可靠，维护费用低。空调用制冷系统1图3.66

单级离心式压缩机示意图空调用制冷系统2.2蒸发器蒸发器是制冷装置中的一种热交换设备。它的作用是通过制冷剂蒸发（沸腾），吸收载冷剂的热量，从而达到制冷目的。在蒸发器中，制冷剂在较低的温度下沸腾，转变为蒸气，并吸收被冷却物质或介质的热量。所以，蒸发器是制冷系统中制取冷量和输出冷量的设备。空调用制冷系统空调用制冷装置中的蒸发器主要有两种类型：一种是直接用来冷却空气的，即直接蒸发式表面冷却器，这种类型的蒸发器只能用于无毒害的氟利昂制冷系统，它直接装在空调机房的空气处理室中；另一种是冷却盐水或普通水用的蒸发器，如氨制冷系统常采用的水箱式蒸发器，其外壳是一个矩形截面的水箱，内部装有直立管组或螺旋管组，管内的制冷剂不断蒸发吸热，管外的水逐渐被冷却。空调用制冷系统2.3冷凝器冷凝器是一种间壁式热交换设备。制冷压缩机排出的高温高压气态制冷剂通过传热间壁将热量传给冷却介质，从而凝结为液态制冷剂，使制冷剂在系统中循环使用。根据冷却介质种类的不同，冷凝器可归纳为三类，即：水冷、风冷、水—空气冷却。空气调节用制冷装置中主要使用前三种冷凝器。空调用制冷系统2.4节流装置节流装置是组成制冷系统的重要部件，在功能上它具有如下的作用：（1）对高压液态制冷剂进行节流降压，保证冷凝器与蒸发器之间的压力差，以便使蒸发器中的液态制冷剂在要求的低压下蒸发吸热，从而达到制冷降温的目的；同时使冷凝器中的气态制冷剂在给定的高压下放热、冷凝。（2）调整供入蒸发器的制冷剂流量以适应蒸发器热负荷的变化，使制冷装置更加有效地运转。常用的节流装置有手动膨胀阀、浮球式膨胀阀、电子膨胀阀和毛细管等。空调用制冷系统2.5其它辅助设备制冷装置中除了必不可少的压缩机、冷凝器、蒸发器和节流机构四大设备之外，还需要设置许多辅助设备，以实现润滑油的分离，制冷剂的贮存与净化，气液分离，安全保护等，这些设备的功能在于改善制冷机的工作条件，保证制冷机的正常运转和提高运行的经济性。空调用制冷系统1.贮液器贮液器又称贮液筒，在制冷系统中起稳定制冷剂循环量的作用，并可用来存贮液态制冷剂。贮液器按功能和用途可分为高压贮液筒和低压贮液筒两种。高压贮液筒与冷凝器安装在一起，用以贮存由冷凝器来的高压液体，不至于使液体淹没冷凝器的传热面积，并适应工况变动而调节和稳定制冷剂的循环量。高压贮液器一般由钢板卷制焊接而成，筒体上设有进出液管、平衡管、压力表、安全阀、放空气管等许多管接头及液面指示器等。高压贮液器的液体充注量一般不超过筒体容积的70%～80%。空调用制冷系统2.油分离器润滑油是高速运转的压缩机中必需的润滑剂。制冷压缩机在工作时，总会有少量滴状润滑油随高压气体一起被压入排气管，并可能进到冷凝器和蒸发器内。如果不在排气管线上装置油分离器，对氨制冷系统来说，这些润滑油进入冷凝器，特别是进入蒸发器以后，将在传热面上形成严重的油污，降低冷凝器和蒸发器的传热系数；对于氟利昂制冷系统，如果回油不良或管路太长时，蒸发器内将可能积存较多的润滑油，使系统的制冷能力大大降低，蒸发温度越低，其影响越严重。空调用制冷系统油分离器一般设置在冷凝器前压缩机的排气管路中。现今国内常用的油分离器型式，氨用的有洗涤式和离心式等两种；用于氟利昂系统的主要是过滤式油分离器。3.气液分离器气液分离器是将制冷剂蒸气与制冷剂液体进行分离的设备，用于重力供液系统。气液分离器设置在蒸发器出口位置，靠气流速度的降低和方向的改变，将低压气态制冷剂中携带的液滴分离出来，以防止压缩机发生湿压缩或液击现象。空调用制冷系统4.过滤器过滤器用于清除制冷剂中的机械杂质，以防止金属屑、焊渣、氧化皮等污物进入压缩机，损伤阀片和气缸。按用途可分为液体过滤器和气体过滤器两种。干燥过滤器用于氟利昂制冷系统中，既能清除机械杂质，同时又能吸附制冷剂中的水分。膨胀阀等各种调节控制用的阀类前也应安装过滤器，以防止污物阻塞阀孔或破坏阀芯的严密性。空调用制冷系统氨液过滤器一般装在调节阀、电磁阀、氨泵前的液体管路上，用来过滤氨液中的固体杂质，以防止污物堵塞或损坏阀件，并保护氨泵，以免发生运转故障。氨气过滤器装在压缩机的吸气管路中，用来过滤和清除氨气中机械杂质和其他污物，以防止它们进入压缩机。氨过滤器为2～3层钢丝网，网孔为0.4mm。氟利昂制冷系统中常采用干燥过滤器。它的作用是干燥氟利昂制冷系统中的水分及过滤掉系统中的杂质污物，防止一些固体杂质破坏电磁阀的密封面和在膨胀阀或毛细管中产生冰堵。氟利昂过滤器采用铜丝网，滤气时的网孔为0.2mm，滤液时网孔为0.1mm。空调用制冷系统5.干燥器制冷系统中不但有污物，还会有水分，这是由于系统干燥不严格以及制冷剂不纯。含有水封的制冷剂在系统中循环流动，当流至膨胀阀孔时，温度急剧下降，其溶解度相对降低，于是一部分水分被分离出来停留在阀孔周围，并且结冰堵塞阀孔，严重时不能向蒸发器供液，造成故障。同时，水长期溶解于制冷剂中会分解而产生盐酸等，不但腐蚀金属，还会使冷冻油乳化，因此要利用干燥剂将制冷剂中的水分吸附干净。空调用制冷系统6.安全阀安全阀是保证制冷设备在规定压力下工作的一种安全设备。安全阀可安装在制冷压缩机上，连通进、排气管。当压缩机排气压力超过允许值时，阀门开启，使高低压两侧串通，保证压缩机的安全。安全阀也应安装在冷凝器、贮液器和蒸发器等容器上面，其目的是防止环境温度过高时，容器内的压力超过允许值而发生爆炸。空调用制冷系统7.紧急泄氨器为防止制冷设备在产生意外事故时引起爆炸，把制冷系统内各种有大量液氨存在的容器用管路与紧急泄氨器连接，当情况紧急时，可将紧急泄氨器的液氨排出阀和通往紧急泄氨器的自来水阀打开排出。空调用制冷系统

制冷机组就是将制冷系统中的部分设备或全部设备配套组装在一起，成为一个整体。制冷机组按其供冷的方式可分为冷水机组和直接蒸发式空调机组。冷水机组是生产冷水的制冷装置，它将制冷系统中的设备配套组装成一个整体，为用户提供所需要的冷量和用冷温度。冷水机组结构紧凑、使用灵活、管理方便，而且占地面积小，安装简单，是空调工程中常用的制冷机组。

空调用制冷机组3空调用制冷系统3.1冷水机组的分类按冷水机组驱动动力的种类冷水机组可分为电力驱动和热力驱动两种。电力驱动的冷水机组大多是采用蒸气压缩式制冷原理制造的蒸气压缩式冷水机组，按其所使用的压缩机的机头又分为活塞式（往复式）、螺杆式、离心式、涡旋式冷水机组。热力驱动的冷水机组多采用溴化锂吸收式制冷原理生产的冷水机组，又称为溴化锂吸收式冷水机组。按其所用的热源不同又分为蒸汽型、热水型、直燃型冷水机组；按其能量的利用程度又分为单效和双效型的吸收式冷水机组。空调用制冷系统按冷水机组冷凝器冷却方式的不同分为水冷式、风冷式和蒸发冷却式。按其结构设计的不同分为模块化的冷水机组和常规的冷水机组。模块化的冷水机组是由几个功能结构相同的冷水机组的单元组成。各种冷水机组的冷量范围见表3.1空调用制冷系统1种类制冷剂单机制冷量（kW）蒸气压缩式冷水机组活塞式R12,R134a10～1200涡旋式R22≤245螺杆式R22112～2200离心式R123,R134a,R22703～4503溴化锂吸收式冷水机组热水式175～23260蒸汽式175～23260直燃式175～23260表3.1冷水机组的冷量范围空调用制冷系统3.2活塞式冷水机组采用活塞式压缩机的冷水机组称为活塞式冷水机组。活塞式制冷机组由活塞式压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等组成，机组配有能量调节和自动保护装置，对于小型机组适用于R12、R22、R502等制冷剂，气缸直径小于70mm，配用功率不小于0.37kW；对于中型机组适用于R12、R22、R502、R717等制冷剂，气缸直径为70～170mm，当冷水机组采用多台压缩机时可提高冷水机组的供冷范围。空调用制冷系统根据机组配用冷凝器冷却介质不同，活塞式冷水机组又可分为水冷和风冷两种。根据机组配备的压缩机形式可分为开启式、半封闭式和全封闭式。根据一台机组配备的压缩机数量还可以分为单机头和多机头两类。活塞式制冷机组具有结构紧凑、占地面积小、安装快、操作简单和管理方便等优点。目前国产活塞式冷水机组常用的制冷剂为R22，大多采用70、100、125系列制冷压缩机组装。在冷水机组的冷凝器和蒸发器中，采用了各种高效传热管，提高了制冷剂与冷却水或制冷剂与冷冻水的换热效果，降低传热温差，提高运行的经济性。空调用制冷系统以图3.67所示FJZ-40A冷水机组为例，分析活塞式冷水机组的工作流程。由图可见，制冷剂在蒸发器内蒸发后，由回气管进入压缩机吸气腔，经压缩机压缩后进入冷凝器，高温高压蒸气经冷凝后进入热交换器管程，被经过热交换器壳程回到压缩机的蒸气进一步过冷，冷却后的液体流经干燥过滤器及电磁阀，并在热力膨胀阀内节流降压到蒸发压力进入蒸发器，蒸发吸收热量，冷却冷媒水，蒸发后的蒸气又重新进入压缩机，如此循环。空调用制冷系统1图3.67

FJZ-40A冷水机组流程图空调用制冷系统3.3螺杆式冷水机组以各种形式的螺杆压缩机为主机的冷水机组称为螺杆式冷水机组，它是由螺杆式制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置、油分离器、油冷却器、油泵、电气控制箱和其他控制元件等组成的一个完整的制冷系统。螺杆式冷水机组的流程与活塞式冷水机组基本相同，但是润滑油系统更复杂一些。按压缩机的结构分，螺杆式冷水机组有单螺杆、双螺杆两大类；按压缩机密封形式分有开启式螺杆冷水机组、半封闭螺杆式冷水机组和全封闭螺杆式冷水机组，其中以半封闭螺杆式冷水机组应用最多。空调用制冷系统螺杆式冷水机组具有结构紧凑、运行平稳、能量能无级调节、节能性好、体积小、质量轻及占地面积小等优点。空调用螺杆式冷水机组多以氟利昂R22作为制冷剂，但目前已开始转而采用R134a等其他制冷剂。螺杆式冷水机组多用于150～1408kW的制冷量范围，是为空调提供冷水的中型设备，目前广泛用于办公楼、宾馆、饭店、酒店、商场、影剧院、歌舞厅、学校、医院等场所。空调用制冷系统螺杆式冷水机组的工作流程如图3.68所示，它由制冷系统和润滑油系统两部分组成。制冷系统的工作流程为：制冷剂在蒸发器中气化，所产生的蒸气经过吸气过滤器进入压缩机。制冷剂在压缩机中被压缩为高压气体，同时润滑油喷入压缩机中与制冷剂一起被压缩，压缩后润滑油和制冷剂进入油分离器，其中无油的制冷剂进入冷凝器，在冷凝器中变为饱和液体后进入过冷器过冷，变为过冷液体，然后流向节流阀，经过节流降压降温后进入蒸发器。润滑油系统由油分离器、油冷却器、油过滤器、油泵、油压调节阀、油分配器和四通阀组成。空调用制冷系统其工作流程为：从油分离器分离出来的润滑油，为避免油温过高降低润滑性，先经过油冷却器进行冷却，然后在油泵作用下经过油粗过滤器、油精过滤器进入油分配器，接着分成两路进入压缩机，一路去润滑轴承并起冷却作用，另一路去压缩机喷射。空调用制冷系统1图3.68

螺杆式冷水机组典型工作流程1—螺杆式制冷压缩机；2—吸气过滤器；3—蒸发器；4—冷凝器；5—氟利昂干燥过滤器；6—油分离器；7—安全旁通阀；8—油冷却器；9—油粗过滤器；10—油泵；11—油精过滤器；12—油压调节阀；13—油分配器；14—四通阀空调用制冷系统3.4离心式冷水机组以离心式压缩机为主机的冷水机组称为离心式冷水机组，它是由制冷压缩机、蒸发器、冷凝器以及其他辅助设备、自动保护装置组成。离心式冷水机组按驱动方式分类有燃气轮机驱动、蒸汽轮机驱动和电驱动三种形式；按冷凝器冷凝方式分有水冷式和风冷式冷水机组；按蒸发器和冷凝器结构形式分有单筒式和双筒式冷水机组；按制冷剂使用种类可分为R11、R12、R22型冷水机组；按机组能量利用程度可分为单一制冷型、热泵型、热回收冷水机组。空调用制冷系统离心式制冷机组具有单机制冷量大，结构紧凑，质量轻，没有气阀、填料、活塞环等易损件，工作比较可靠，操作方便等优点。但它的工况范围比较狭窄，不宜采用较高的冷凝温度和过低的蒸发温度，在过高的冷凝温度和过低的负荷下容易发生喘振现象。离心式冷水机组是大、中型工程中应用最多的机型，尤其是在单机制冷量1000kW以上时，设计时宜选用离心式机组，因为它具有比螺杆式更高的性能系数。离心式冷水机组适用于制冷量大于1163kW的大中型建筑物，如宾馆、剧院、博物馆、商场、高层建筑、写字楼等大、中型空调制冷系统。空调用制冷系统单级离心式冷水机组的工作流程如图3.69所示，由蒸发器气化吸热后制冷剂气体由压缩机的进气室进入叶轮的吸入口，由于叶轮高速旋转，把叶片间的气体以高速度甩出去，气体在被甩出去的过程中，叶轮对气体做了功，因此气体的速度增大，同时压力也增高。从叶轮出来的高速气体进入叶轮后面的扩压器，速度降低，压力进一步提高，速度能转化为压力能。从扩压器出来的气体进入冷凝器中，其热量被冷却水带走，制冷剂蒸气冷凝为液体状态。液态制冷剂自冷凝器下部节流至蒸发器侧的浮球阀室，液态制冷剂经节流降压后流入蒸发器下部蒸发，如此循环往复，达到连续制冷的目的空调用制冷系统1图3.69

单级离心式冷水机组工作流程图空调用制冷系统3.5涡旋式冷水机组该机组是用涡旋式制冷压缩机为机头，由于涡旋式压缩机的制冷量较小，因此涡旋式冷水机组一般采用多个压缩机组合，制冷量在245kW以下，且多为风冷式冷水机组或冷热水机组，只适用于中小制冷量的场所。涡旋式冷水机组效率高、振动小、噪声低、结构简单、体积小、质量轻、易损件少且可靠性高。空调用制冷系统3.6模块化冷水机组模块化冷水机组又称积木式冷水机组，采用单元组合化设计、单元片并联组合而成，每个单元片内有两个完全独立的制冷系统、两台全封闭活塞式单速（双速）电机、两套冷凝器、两套蒸发器及控制器组成，每片制冷量为130kW，每单元的尺寸为460mm×1250mm×1622mm。模块化冷水机组最多可组成13片，最大容量为1690kW，但一般以小于或等于8片为宜（主要是由于管内流速的限制）。空调用制冷系统模块化冷水机组采用的制冷剂为R22，为水冷却式，冷却水温度范围为28.4～40℃，提供的冷冻水温度范围为5～8℃。模块化冷水机组的最大优点是调节性能好、传热效率高、占地面积小、启动电流小、噪声低，特别是对于非满负荷运行尤为适用。其缺点是蒸发器、冷凝器进出水环境无相应的启闭装置，对于大型空调建筑及区域性空调，模块化冷水机组处于劣势。空调用制冷系统

小型制冷机房一般附设在主体建筑内，氟利昂制冷设备也可设在空调机房内。规模较大的制冷机房，特别是氨制冷机房，应单独修建。4.1对制冷机房的要求

单独修建的制冷机房宜布置在厂区夏季主导风向的下风侧。如在动力站区域内，一般应布置在乙炔站、锅炉房、煤气站、堆煤场等的上风侧，以保证制冷机房的清洁。制冷机房的位置应尽可能设在冷负荷中心处，力求缩短冷冻水管网。当制冷机房为该区域主要用电负荷时，还应考虑靠近变电站。

空调用冷（热）机房布置4空调用制冷系统氨制冷机房不应靠近人员密集的房间或场所（对于民用建筑，不能设置于建筑内）以及有精密贵重设备的房间等，以免发生事故时造成重大损失。空调用制冷机房主要包括主机房、水泵房和值班室等。冷冻冷藏用的制冷机房，规模小者可为单间房屋，不做分隔；规模较大者，按不同情况可分隔为主机间（用于布置制冷压缩机）、设备间（布置冷凝器、蒸发器和高压贮液器等辅助设备）、水泵间（布置水箱、水泵）、变电间（耗电量大时应有专门变压器）以及值班控制室、维修贮存室和生活间。房高应不低于3.2～4.0m，设备间也不低于2.5～3.0m（净高度）。空调用制冷系统制冷机房应采用二级耐火材料或不燃材料建造，墙面应有隔声和消声措施。机房最好为单层建筑，设有不相邻的两个出入口，机房门窗应向外开启。机房应预留能通过最大设备的出入口或安装洞。此外，制冷机房应有每小时不少于3次换气的自然通风措施。氨制冷机房内严禁采用明火采暖，并应有每小时不少于12次换气的事故通风设备，排风机应选用防爆型。制冷机房还应设置给水与排水设施。空调用制冷系统4.2机房尺寸 机房尺寸与设备容量、台数、布置方式、设备形式等有关，并应考虑设备的日常操作、检修、维护等的要求。1.制冷机房制冷