中央空调系统1•第1页中央空调系统空调基本概念1、空调定义：空调是空气调整简称，它是利用设备和技术对室内空气（或人工混合气体）温度、湿度、清洁度及气流速度进行调整，以满足人们对环境舒适要求或生产对环境工艺要求。满足人类或其它生物对舒适感要求空调，普通称之为舒适性空调；而主要用来满足工艺生产过程和设备运行要求，及人体舒适度要求空调，普通称之为工艺性空调。2•第2页中央空调系统空调基本概念2、空调制冷量与制热量制冷量：单位时间内，空调器在名义制冷工况下从空间区域或房间内排除热量。制热量：单位时间内，空调器在名义制热工况下向空间区域或房间内释放热量。3•第3页中央空调系统•中央空调系统由冷热源系统和空气调整系统组成。有主机和末段系统。按负担室内热湿负荷所用介质可分为全空气系统、全水系统、空气-水系统、冷剂系统。按空气处理设备集中程度可分为集中式和半集中式。按被处理空气起源可分为封闭式、直流式、混合式(一次回风二次回风)。主要组成设备有空调主机(冷热源)风柜、风机盘管等等.制冷系统为空气调整系统提供所需冷量，用以抵消室内环境冷负荷；制热系统为空气调整系统提供用以抵消室内环境热负荷热量。制冷系统是中央空调系统至关主要部分，其采取种类、运行方式、结构形式等直接影响了中央空调系统在运行中经济性、高效性、合理性。4•第4页中央空调系统分类一、按负担室内热湿负荷所用介质分类1、全空气系统空调房间室内热湿负荷全部由经过处理空气来负担，利用空调装置送出风调整室内空气温度、湿度。5•第5页中央空调系统分类2、全水系统全部由经过处理水负担室内热湿负荷，利用冷冻机处理后冷冻水(或锅炉制出热水)送往空调房间风机盘管中对房间温度、湿度进行处理。6•第6页中央空调系统分类3、空气-水系统由经过处理空气和水共同负担室内热湿负荷，经典装置是风机盘管加新风系统。4、冷剂系统利用直接蒸发制冷剂吸热来调整室内温度、湿度。7•第7页中央空调系统分类二、按处理设备情况分类1、集中式空调空气处理设备和送、回风机等集中设在空调机房内，经过送、回风管道与被调整空调场所相连，对空气进行集中处理和分配。8•第8页中央空调系统分类2、半集中式空调送入空调房间新风由空调机房集中处理，空调房间内空气由分散在房间内装置处理系统9•第9页中央空调系统分类两种空调优缺点集中式中央空调半集中式中央空调处理空气量大，有集中冷源和热源，运行可靠，便于管理和维修，但机房占地面积较大适适用于空气调整房间较多，且各房间要求单独调整建筑物10•第10页中央空调系统分类依据制冷方法分类△蒸气压缩式制冷△吸收式制冷离心式活塞式（往复式）螺杆式燃气型蒸汽型热水型燃油型依据冷凝器冷却方式分类水冷式风冷热泵式风冷式11•第11页序号形式动力性质主要生产厂家备注1吸收式制冷机燃油和燃气江苏双良、远大、三洋、开利、烟台荏原和LG同和吸收式制冷机是唯一含有自主知识产权集中空调产品。中国已经成为除日本外第二大吸收式制冷机生产国。2离心机电力约克、开利、特灵和麦克维尔特点是采取水冷和通常大于800kw大型机组3螺杆机电力日立、大金、约克、特灵、开利、顿汉布什、麦克维尔和吉荣；大连冰山、浙江王牌、上海富田、重庆嘉陵、武汉冷冷机厂含有高性能和低噪音多数是水冷型。但风冷型，特别是风冷热泵机组逐步增加4活塞机电力开利、约克、麦克维尔和其他国内品牌如大连冰山、南京五洲、吉荣和烟台冰轮多数机组制冷量低于350kw5涡旋式电力只有特灵能提供单台大型涡旋机组Copeland和Danfoss是中国最大涡旋压缩机供给商。大多数12•第12页中央空调系统分类三、按照冷却形式分类1、水冷机组主要设备：•制冷主机•冷却塔•冷冻水泵•冷却水泵•补给水泵•电子水处理仪或全自动软化水处理装置•水过滤器•膨胀水箱•末端设备冷却塔空调末端冷却水冷冻水冷媒冷凝器蒸发器主机13•第13页中央空调系统分类电制冷水冷式冷水机组电制冷水冷式冷水机组属于蒸汽压缩式制冷范围，普通主要由压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀、自动控制和保护装置组成。顾名思义水冷式冷水机组冷凝器利用水冷却，普通利用循环冷却水，伴随科技发展和节能需要，也有采取地表水、地下水冷却。在实际工程中我们依据压缩机类型普通分为离心式冷水机组、螺杆式冷水机组、活塞式冷水机组和涡旋式冷水机组。离心式冷水机组单机容量大，制冷性能系数COP值高，但在部分负荷下运行时轻易发生“喘振”现象。螺杆式冷水机组因为在压缩机结构上特点，在部分负荷下仍能稳定、高效地运行，常被用于负荷波动大、需要调整场所。活塞式冷水机组和涡旋式冷水机组均为小容量制冷机，其中活塞式冷水机组因为振动大、运行维护复杂，当前利用较少，而涡旋式冷水机组运行噪声小，调整方便，在小型工程中利用较多。14•第14页中央空调系统分类2、风冷机组主要设备：•制冷主机•冷冻水泵•补给水泵•电子水处理仪或全自动软化水处理装置•水过滤器•膨胀水箱•末端设备空调末端冷冻水冷媒冷凝器蒸发器室外空气主机15•第15页1、经济节能：主机由微电脑控制，每个区间末端风机盘管可自行调整温度，区间无人时可关闭，系统依据实际负荷做自动化运行，开机计费，不开机不计费，有效节约能源和运行费用。2、环境保护：主机采取水源热泵型机组，电制冷，没有燃烧过程，防止了排污；整个系统为密闭式管路系统，可防止霉菌灰尘等杂质对系统污染，使环境清新优美，尤其适于高档别墅、高级公寓与写字楼使用。3、节约空间：主机体积小巧，不设机房，无需占用设备层，降低公用设施和土建投资，室内末端暗藏在吊顶内，极易配合屋内装修。4、个性化：中央空调系统以区间为单元，满足用户不一样区间需求，室内末端安装采取暗藏方式，不影响室内审美观，不占据室内空间，适应用户个性化需求。16•第16页5、简化管理：于采取不一样区间单独控制系统为用户全部，产权关系明确，可简化空调设施管理。 6、提升档次：中央空调主机能够防止破坏楼体整体 外观，使用户充分享受高档综合环境同时，提升 产品质量及量贩档次。 7、投资方便：可依据量贩发展情况，分期分批投资 添置空调系统，同时量贩档次提升，所以资金周 转快，有效地利用资金更深入开发。 17 • 第17页 中央空调系统普通主要由制冷压缩机系统、冷媒(冷冻和冷热)循环水 系统、冷却循环水系统、盘管风机系统、冷却塔风机系统等组成。制 冷压缩机组经过压缩机将空调制冷剂(冷媒介质如R134a、R22等)压 缩成液态后送蒸发器中，冷冻循环水系统经过冷冻水泵将常温水泵入 蒸发器盘管中与冷媒进行间接热交换，这么原来常温水就变成了低温 冷冻水，冷冻水被送到各风机风口冷却盘管中吸收盘管周围空气热量 ，产生低温空气由盘管风机吹送到各个房间，从而到达降温目标。冷 媒在蒸发器中被充分压缩并伴随热量吸收过程完成后，再被送到冷凝 器中去恢复常压状态，方便冷媒在冷凝器中释放热量，其释放热量正 是经过循环冷却水系统冷却水带走。冷却循环水系统将常温水经过冷 却水泵泵入冷凝器热交换盘管后，再将这已变热冷却水送到冷却塔上 ，由冷却塔对其进行自然冷却或经过冷却塔风机对其进行喷淋式强迫 风冷，与大气之间进行充分热交换，使冷却水变回常温，方便再循环 使用。在冬季需要制热时，中央空调系统仅需要经过冷热水泵(在夏 季称为冷冻水泵)将常温水泵入蒸汽热交换器盘管，经过与蒸汽充分 热交换后再将热水送到各楼层风机盘管中，即可实现向用户提供供暖 热风。 18 • 第18页 中央空调制冷原理图 19 • 第19页 中央空调制冷循环原理图 20 • 第20页 中央空调供热循环原理图 注意这个蒸发器/ 冷凝器。制冷时， 他就是冷凝器。制 热时，它是蒸发器 。 在制冷与制热时 ，四通阀发挥作用 ，制冷剂流向发生 了改变。 这里是四通阀 21 • 第21页 中央空调制冷系统 主要经过冷冻水循环，制冷剂循环，冷却水循环 三个循环把室内热量传到室外。 压缩机出来冷媒高温高压气体，流经冷凝器，降 温降压，冷凝器经过冷却水系统将热量带到冷却 塔排出，冷媒继续流经节流装置，成为低温低压 液体，流经蒸发器，吸热，再经压缩。在蒸发器 两端接有冷冻水循环系统，制冷剂在此处吸收热 量使冷冻水降温，然后流到用户端，再经风机盘 管进行热交换，将冷风吹出。 22 • 第22页 制冷剂循环 主机部分由压缩机、蒸发器、冷凝器、压缩机及 冷媒（制冷剂）等组成，其工作循环过程以下： 首先低压气态冷媒被压缩机加压进入冷凝器并逐 步冷凝成高压液体。在冷凝过程中冷媒会释放出 大量热能，这部分热能被冷凝器中冷却水吸收并 送到室外冷却塔上，最终释放到大气中去。随即 冷凝器中高压液态冷媒在流经蒸发器前节流降压 装置时，因为压力突变而气化，形成气液混合物 进入蒸发器。冷媒在蒸发器中不停气化，同时会 吸收冷冻水中热量使其到达较低温度。最终，蒸 发器中气化后冷媒又变成了低压气体，重新进入 了压缩机，如此循环往复。 23 • 第23页 压缩机 蒸气压缩式制冷压缩机 容积式制冷压缩机 离心式制冷压缩机 往复活塞式制冷压缩机 回转式制冷压缩机 旋转式 涡旋式 螺杆式 24 • 第24页 压缩机 说明： 1）容积式制冷压缩机是靠改变工作腔容积，将周期性地吸收到定 量气体压缩。离心式压缩机是靠离心力作用，连续地将所吸收到气体 压缩。 2）回转式制冷压缩机是靠回转体旋转运动替换活塞式压缩机中活 塞往复运动，以改变气缸工作容积，从而将一定数量低压气态制冷剂 进行压缩。 3）当前惯用压缩机主要有活塞式压缩机、涡旋式、螺杆式以及离 心式压缩机。其中活塞式制冷压缩机多为中型（标准制冷量 60~600KW）和小型（小于60KW），不过因为其噪音大、效率低切 轻易发生故障，当前使用已不多；涡旋式制冷压缩机当前主要用于小 型制冷系统，在家用空调以及商用VRV等小型系统大量使用；而螺杆 机含有结构简单、可靠性高及操作维护方便，另外技术成熟等一系列 独特优点，已经广泛应用于制冷、空调和各种工艺流程中；离心式压 缩机结构简单紧凑，运动件少，工作可靠，经久耐用运行费用低，普 通适用大于500RT制冷系统中，而且能够实现无级调整，使机组负荷 在30%~100%范围内工作。 25 • 第25页 压缩机 4）评价制冷压缩机消耗能量方面先进性指标： a、制冷压缩机性能系数COP即：单位轴功率制冷 量。 轴功率（压缩机耗功率）指电动机传至压缩机 机轴上功率，主要包含直接用于压缩空气所耗功 率和克服运动机构摩擦阻力所耗功率。 b、能效比EER ：单位电动机输入功率制冷量大 小。 此指标考虑到驱动电机效率对能耗影响。 26 • 第26页 压缩机 压缩过程：压缩过程在压缩机中进行，这 是一个升压升温过程。压缩机将从蒸发器 流出低压制冷剂蒸气压缩，使蒸气压力提 升到与冷凝温度对应冷凝压力，从而确保 制冷剂蒸气能在常温下被冷凝液化。而制 冷剂经压缩机压缩后，温度也升高了。 27 • 第27页 冷凝器 冷凝过程：冷凝过程在冷凝器中进行，它是一个 恒压放热过程。为了让制冷剂蒸气能被重复使用 ，需将蒸发器流出制冷剂蒸气冷凝还原为液态， 向环境介质放热。 冷凝器按工作过程可分为冷却区段和冷凝区段。 冷凝器入口附近为冷却区段，高温制冷剂过热蒸 气经过冷凝器金属盘管和散热片，将热量传给周 围空气，并降温冷却，变成饱和蒸气。冷凝器出 口附近为冷凝区段，制冷剂由饱和蒸气冷凝为饱 和液体放出潜热，并传给周围空气。 28 • 第28页 膨胀阀 因为冷凝器冷凝得到液态制冷剂冷凝温度 和冷凝压力要高于蒸发温度和蒸发压力， 在进入蒸发器前需让它降压降温。液态制 冷剂经过毛细管时因为流动阻力而降压， 并伴伴随一定程度散热和少许汽化，所以 节流过程是一个降压降温过程。节流汽化 制冷剂量越大，蒸发器中制冷量就越少， 因而必须降低节流汽化。 29 • 第29页 蒸发器 蒸发过程：蒸发过程是在蒸发器中进行。液态制 冷剂在蒸发器中蒸发时吸收热量，使其周围介质 温度降低或保持一定低温状态，从而到达制冷目 标。蒸发器制冷量大小主要取决于液态制冷剂在 蒸发器内蒸发量多少。气态制冷剂流经蒸发器时 不发生相变，不产生制冷效应，因而应限制毛细 管节流汽化效应，使流入蒸发器制冷剂必须是液 态制冷剂。另外，蒸发温度愈低，对应制冷量也 略为降低，并会使压缩机功耗增加，循环制冷系 数下降。 30 • 第30页 制冷剂 1、制冷剂是制冷装置中进行制冷循环工作物质，其工作原 理是制冷剂在蒸发器内吸收被冷却物质热量而蒸发，在冷
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