中央空调设备及系统讲义

中央空调系统及工程介绍分类空调系统系统特征系统应用按空气处理设备的设置情况分类中央空调系统集中系统集中进行空气的处理、输送和分配单风管系统双风管系统变风量系统半集中系统有集中的中央空调器，并在各个空调房间内还分别有处理空气的“末端装置”末端再热式系统风机盘管机组系统诱导器系统全分散系统每个房间的空气处理分别由各自的整体式空调器承担单元式空调系统窗式空调器系统分体式空调器系统半导体空调器系统按负担室内空调负荷所用的介质来分类全空气系统全部由处理过的空气和水共同负担室内空调负荷一次回风系统一、二次回风式系统空气-水系统由处理过的空气和水共同负担室内空调负荷再热系统和诱导器系统并用全新风系统和风机盘管系统并用全水系统全部由水负担室内空调负荷，一般不单独使用风机盘管系统冷剂系统制冷系统蒸发器直接放室内吸收余热余湿单元式空调器系统窗式空调器系统分体式空调器系统按集中系统处理的空气来源分类封闭式系统全部为再循环空气，无新风再循环空气系统直流式系统全部用新风，不使用回风全新风系统混合式系统部分新风，部分回风一次回风系统一、二次回风系统按风管中空气流速分类低速系统考虑节能与消声要求的矩形风管系统，风管截面积较大民用建筑主风管风速低于8m/s；工业建筑主风管风速低于15m/s高速系统考虑缩小管径的圆形风管系统，耗能多，噪声大民用建筑主风管风速高于10m/s；工业建筑主风管风速高于15m/s二、中央空调系统组成及主要设备1、中央空调系统组成建筑空调系统的基本组成形式可分为五大组成部分，分别是：

★空气处理设备（末端）★冷源和热源（主机）★空调风系统★空调水系统★控制、检测系统但是空调系统在一百多年的发展历史中，人们不断探索、不断创新，利用自然界给予人类的丰富多彩的能源形式，在这五大组成部分的基础上，发展了多种多样的空调系统形式。目前较常见的中央空调形式有：

（1）风冷热泵机组+空调末端形式

（2）水冷制冷机组+冷却塔+热水锅炉（或其他热源）+空调末端形式

（3）溴化锂机组+冷却塔+热源+空调末端形式

（4）水源热泵机组+空调末端形式

（5）风冷管道式空调系统形式

（6）多联机空调系统形式

空调风系统示意图空调水系统示意图2、中央空调系统主要设备1）、制冷（热）机组(空调主机）制冷原理:1-2：蒸发过程：液体工质在低压低温下吸收被冷却介质的热量，气化后变为干饱和蒸汽。2-3：压缩过程：吸热后的工质经过压缩机压缩，变为高温高压的过热蒸汽。3-4：冷凝过程：进入冷凝器的工质向冷却介质释放热量后，凝结成饱和液体。4-1：节流过程：冷凝后的工质经热力膨胀阀节流降压，变为湿蒸汽。除以上四大部件外，为保证系统能正常运行，还配有其他一些部件：储液器、干燥过滤器、中间热交换器、液镜、电磁阀、高低压力继电器等。★水冷机组:有活塞式、螺杆式（分单螺杆和双螺杆）、离心式，如开利、麦克维尔、特灵、约克、顿汉布什、天加、台佳、浙江盾安等；这类制冷主机只能制冷，不具有制热的功能，也是常选用的中央空调主机，在市场上占有很大的比例。水冷螺杆式冷水机组水冷活塞式机主水冷离心式机组★风冷热泵机组：可以制冷和制热，但COP比较低，造价高。差不多所有空调主机厂家都可以生产。溴化锂蒸汽型制冷机组溴化锂直燃型机组：制冷为吸收式，需用天然气，与蒸汽型的区别在于多了一套燃气设备，夏天可以制冷，冬天可以制热，使用局限于有天然气的地区。生产厂家有烟台荏原、大连三洋、长沙远大、江苏双良等。溴化锂直燃型机组★水环式中央空调机组:特点是制冷主机放在室内，通常吊在天花吊顶内，主机和室内机一对一，主机冷却水可用冷却塔、井水、河水、湖水、地热等。代表厂家有广州中宇、美国美意、麦克维尔等。分体式机组整体式（带独立冷热源）★水源（地源）热泵机组:与普通冷水机组的区别在于冷却系统不同，一般冷水机组冷却水用冷却塔冷却，而水源（地源）热泵机组采用地下水、河水、湖水、海水、污水或地热等，机组可以制冷、制热、而且在制冷的同时可以制取生活热水。水源热泵最大的优点是节能，COP可以高达7.2。但是用范围受到一定的限制，在北方冬季采暖具有很好的性价比，具有代表的厂家有山东富尔达、山东（济宁）蓝德等。水源热泵机组水源热泵机组原理图水源热泵系统图★环保空调：制冷原理：利用水的蒸发制冷，节能环保空调机核心部件是直接蒸发式换热器（湿帘）。使用条件：环保空调一般在工厂开敞式车间使用，尤其是粉尘较多的车间使用最为理想，但使用此种空调降温效果较差，车间湿度大，使用的局限性较大。如东莞科瑞莱、宁波菱羊、湘潭喜儿等。环保空调机组2）、空气处理设备（末端）★风机盘管：风机盘管机组由盘管（热交换器一般采用二或三排管，铜管铝片）和风机（采用前向多翼离心风机或贯流风机）组成。它使室内回风直接进入机组进行冷却去湿或加热处理。与风机盘管机组相连接的有冷、热水管路和凝结水管路。

风机盘管的优点：布置灵活，各房间可独立调节室温，房间不住人时可方便地关掉机组（关风机），不影响其它房间，从而比其它系统较节省运行费用。此外，房间之间空气互不串通。又因风机多档变速（一般为三速），在冷量上能由使用者直接进行一定的调节。缺点：对机组制作有较高的质量要求，否则在建筑物大量使用时会带来维修方面的困难。当风机盘管机组没有新风系统同时工作时，冬季室内相对湿度偏低，故此种方式不能用于全年室内湿度有要求的地方。风机盘管由于噪声的限制因而风机转速不能过高，所以机组剩余压头很小，气流分布受限制，适用于进深小于6米的房间。风机盘管的分类：按结构形式分有立式、卧式、立柱式、吸顶式；按安装形式分有明装和暗装。★组合式空调器：组合式空调器是由各种空气处理功能段组成的，不带冷、热源，冷媒为水，热媒为热水或蒸汽，能够完成空气的运输、混合、冷却、加热、消声等功能。这种机组应用于管道其阻力等于或大于100Pa的空调系统。机组功能段：对空气进行一种或几种处理功能的单元体。机组功能段包括：过滤段（初效、中效、亚高效、高效）、消声段、风机段（包括送风机段和回风机段）、加热段（包括一次加热和二次加热段）、冷却段、加湿段、混合段、中间段、喷淋段等。各功能段简介：混合段：回风与新风混合，位于机组上方或侧面，装有对开多叶调节器。消声段：消声器以消除回风至空调机组的噪声。中间段：为检修方便，专设单独中间段，根据要求可用可不用。过滤段：空气中的灰尘不仅影响人们的身体健康，而且影响产品质量，如某些生产过程中精密加工、电子、半导体、制药、精细化工都对空气中含尘量和颗粒大小有严格的限制，空气净化处理就是去除空气中灰尘的设备。风机段：段内装有离心风机。喷淋段：水直接喷向需要处理的空气里，产生热湿交换，根据所喷淋水温不同，可以空气减湿、等湿、增湿降温和升温，还可以对空气进行净化处理。加热段：段内装有加热器，排数1、2、4排不等，也可以根据不同要求配制加热器，热媒采用热水或蒸汽。冷却段：采用肋管式表面换热器，它由管子和肋片构成，用冷水做冷媒和空气进行热交换。回风段，1、2次回风，节能组合式空调器3）、附属设备附属设备包括冷却塔、水泵、水处理器、集分水器等。★冷却塔：给冷水机组冷凝器提供冷却水的设备，有圆形逆流式、方形横流式、方形逆流式、侧出风式、密闭式等形式的冷却塔，分为工业塔和民用塔。圆形逆流冷却塔方形逆流式冷却塔方形横流式冷却塔密闭式冷却塔★水泵：中央空调系统中提供冷冻水和冷却水的循环动力。一般都选用离心式水泵。

卧式立式4）、空调配件：各种阀门、风口、支吊架、木托、管码等。通风与空调分部工程的子分部划分子分部工程分项工程送、排风系统部件制作风管系统安装通风设备安装消声设备制作与安装防、排烟系统风管与商设备防腐排烟风口常闭正压风口与商设备安装除尘系统风管与商设备防腐除尘器与排污设备安装空调系统风机安装系统调试空调设备安装消声设备制作与安装风管与设备绝热净化空调系统空调设备安装消声设备制作与安装风管与设备绝热高效过滤器安装、净化设备安装制冷系统制冷机组安装、制冷剂管道及配件安装制冷附属设备安装、管道及设备的防腐与绝热、系统调试空调水系统

冷热水管道系统安装、冷却水管道系统安装冷凝水管道系统安装、阀门及部件安装冷却塔安装、水泵及附属设备安装管道与设备的防腐与绝热、系统调试3）、设备安装通风与空调工程设备安装包括通风机，空调机组，除尘器，整体式、组装式及单元式制冷设备（包括热泵），制冷附属设备以及冷（热）水、冷却塔、凝结水系统的设备。设备就为前应对其基础进行验收，合格后方可安装。设备的搬运和吊装必须符合产品说明书的有关规定，做好设备的保护工作，防止因搬运或吊装而造成设备的损伤。设备安装要求应按现行国家标准《机械设备安装过程施工及验收通用规范》（GB50231）规定执行5）、风管、部件及空调设备绝热施工风管、部件及空调设备居热工程施工应在风管系统严密性试验合格后和防腐处理结束后进行。普通薄钢板在制作风管前，宜预涂防锈漆一遍，支、吊架的防腐处理应与风管或更多相一致，明装部分最后一遍色漆，宜在安装完毕后进行。6）、通风与空调工程系统调试通风与空调工程安装完毕，必须进行系统的测定和调整（简称调试），主要包括：设备单机试运转及调试；系统无生产负荷下的联合试运转及调试。7）、通风与空调工程竣工验收★通风与空调工程的竣工验收，是在工程施工质量得到保证的前提下，施工单位通过整个过程无生产负荷系统运转与调试和观感质量的检查，按规范的要求，将质量合格工程移交建设单位的验收过程。★竣工验收应由建设单位负责组织，施工、监理、设计等单位共同参与，合格后即应办理竣工验收手续。★竣工验收资料包括：图纸会审记录、设计变更通知书和竣工图；主要材料、设备、成品、半成品和仪表的出厂合格证明及试验报告；隐蔽工程检查验收记录；工程设备、风管系统、管道系统安装及检验记录；管道试验记录；设备单机试运转记录；系统无生产负荷试运转与调试记录；分部（子分部）工程质量验收记录；观感质量综合检查记录；安全和功能检验资料的核查记录。8）、通风与空调工程综合效能的测定与调整通风与空调工程在交工前，要进行带生产负荷的综合效能试验的测定与调整。这应在已具备生产试运行的条件下进行，由建设单位、施工单位配合。3、通风与空调工程施工中与相关专业的配合为顺利进行通风与空调工程的施工，在施工中应注意与土建工程、其他专业工程、设备供应商及装修装饰工程密切协调配合。1）、与土建的配合施工前应充分考虑土建结构的形式对本工程的影响，先要复核预留孔、洞的形状尺寸及位置，复核预埋支、吊件的位置和尺寸，以及梁柱的结构形式等，避免施工过程中的剔凿，及早确定风管支、吊架的固定形式。2）、与其他专业工程的协调配合由于风管体积较大，一般管路的安排和施工应优先于其他专业工程，但有时由于客观原因也会产生风管避让的现象。因此，施工前除要核对通风与空调专业的施工图外，还应核对其他专业的施工图，进行综合布线，并尽早与相关专业教学沟通，以免造成不必要的材料浪费和返工损失。3）、与设备供应商的协调配合在通风与空调系统中，风管要与设备、阀门部件及各种风口链接，因此，在施工前应与供应商及时沟通，确定这些设备及阀部件的接口形式及尺寸大小，以便确定风管与设备连接端部的做法。特别是进口工艺设备的链接件采购周期可能较长，因此必须提前了解清楚其接口方式，以免影响工程进度。4）、与装饰装修工程的协调配合风管系统安装的后期阶段要与装饰装修工程衔接，施工时会出现作业面和施工程序的轮番交叉，要注意风口与装饰工程结合处的处理形式，特别是对装饰装修工程的成品保护，以免影响工程的观感质量和验收。（二）、风管系统的施工要求风管系统主要由输送空气的管道、阀部件、支吊架及链接件组成，施工的主要内容包括风管的制作、风管部件制作、风管系统安装及风管系统的严密性试验等四个环节。风管系统按其系统的工作压力划分为三个类别：系统工作压力P≤500Pa为低压系统；500Pa﹤P≤1500Pa为中压系统；P>1500Pa为高压系统。1)、对风管板材的要求★金属风格及部件的板材厚度及材质应符合施工验收规范的规定。★非金属复合风管的敷面材料必须为不燃材料，具有保温性能的风管内部绝热材料应为不低于《建筑材料燃烧性能分级方法》（GB8624）中规定的难燃B1级，所用粘合剂应与其管材材质相匹配，且对人体无害，符合环保要求。★PVC材质的法兰连接件应为B1级难燃材料。2）、对板材拼接的要求★镀锌钢板及含有保护层的钢板的拼接，应采用咬接或铆接，且不得有十字形拼缝。★不锈钢板厚度小于或等于1mm时，板材拼接可采用咬接；板材厚度大于1mm时宜采用氩弧焊或电弧焊，不得采用气焊。★铝板风管板材厚度小于或等于1.5mm时，板材拼接可采用咬接，按不的采用按扣式咬口；板厚度大于1.5mm时，宜采用氩弧焊或气焊。★塑钢板的涂塑面应设在风管内侧，加工时应避免损坏涂塑层，损坏部分应及时修补3）、对风管加固的要求★根据风管断面尺寸、长度、板材厚度以及管内工作压力等级，应采取相应的加固措施。中压和高压系统风管，其管段长度大于1250mm时，应采用加固框补强。高压系统风管的单咬口缝，还应有防止咬口缝胀裂的加固或补强措施。3）、风管系统严密性试验要求风管系统安装完毕，应按系统类别进行严密性试验，漏风量应符合设计和施工质量验收规范的规定。低压风管系统的严密性试验，在加工工艺得到保证的前提下，采用漏光法检测。★低压风管系统大多是一般的通风、排气和舒适性空调系统，少量漏风对系统的运行影响不大。因此，他的严密性试验是在加工工艺得到保证的前提下，采用漏光法检测。当检测不合格时，说明风管加工质量存在问题，应按规定的抽检率做漏风量的测试，作进一步的验证。★中压风管系统大多数用于低级别的净化空调系统，恒温恒湿系统和排烟系统，对风管质量要求较高，因此，中压风管的严密性试验，应在漏光法检测合格后，做漏风量测试的抽检，抽检率为20%，且不得少于一个系统。★高压风管系统的泄漏，会对系统的正常运行产生较大的影响，因此对他应全部进行漏风量测试。3、通风与空调工程系统的调试通风与空调工程安装完毕，必须进行系统的测定和调试，工程交工前，应进行系统生产负荷的综合效能试验的测定与调整，使其达到室内环境的要求。

通风与空调系统的调试及综合效能测定、调整程序组织调试小组系统调试前的各项检查智能化及防排烟系统设备检查系统调试准备设备单机试运转及调整系统风量和水量的测定与调整智能化及防排烟系统单体设备调试智能化及防排烟系统控制设备联动调试系统无生产负荷联合试运转及调试资料整理及系统竣工验收系统综合效能测定及调整1、通风与空调系统的调整测试和联合试运转1）、通风与空调系统调试的目的通风与空调工程安装完毕，进行系统的调整和测试，属于无生产负荷的联合调试，目的是验证过程的施工质量，及时发现并解决存在的问题，找出原因，提出修改建议和解决办法，为工程竣工移交后的安全、经济合理运行打好基础。系统调试主要考核室内的空气温度、相对湿度、气流速度、噪音或空气的洁净度能否达到设计要求，是否满足生产工艺或建筑环境要求。空调系统带冷（热）源的正常联合试运转，应根据竣工季节与设计条件是否相符合作出决定，如，夏季可仅做带冷源的试运转，冬季可仅做带热源的试运转；过度季节可根据环境温度、设备运行条件，确定带冷源或热源运转以及运行时间的长短。2）、通风与空调系统调试的组织通风与空调系统联合试运转及测试调整有施工单位负责组织实施，设计单位、监理单位和建设单位参与。3）、系统调试前的准备工作★系统调试方案报送监理工程师审核批准。★系统调试所用测试仪器仪表，其测量精度满足实际测试要求，性能稳定可靠并在其检定有效期内。★现场通风、空调房间及机房，围护结构齐全、清洁干净，达到质量验收标准。★与其他专业配套的施工项目已施工完毕。★检查各相关设备并进行单机试运转。★测定冷却水系统压力、温度及总流量，平衡调整个冷却塔水量。★测定防排烟系统风量、风压及疏散楼梯间等处的静压差，并调整至符合设计与消防的规定。★测定舒适性空调房间温度、相对湿度。在达不到设计要求时可测定送风温度、相对湿度及风量，并追溯至空调机测定其送风及新风入口温度、相对湿度和风量，以及判断系统是否存在问题。★测定恒温恒湿系统房间内空气温度、相对湿度及波动范围，依据其精度要求，整定二次加热器及加湿器的工作状态。★对有静压差要求的场所，调整送、回（排）风量额或调节恒压风阀以满足其设计条件。★测定空调房间室内噪音是否符合设计规定。★测定通风机、制冷机、空调器等机房外侧庭院及与机房相连接的风口、风亭处的噪声值，应符合现行国家标准《城市区域环境噪音标准》（GB3096）的规定。★通风与空调系统的调试，最终使系统风量、各房间送风量、房间压差达到设计要求，水系统调试使水系统流量、温度正常，房间温度湿度达到设计要求。★净化空调系统的调试应根据洁净室不同的级别以及不同的设计参数，决定所需要的测试项目。测试应在系统维护结构完成，空调设备单机试车正常，系统联动完成，风量、压差平衡完成之后进行。过滤器检漏、洁净度测试、浮游菌和沉降菌测试，宜在系统温湿度调试完毕并控制正常之后进行。2、通