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1、,贵州汇通华城股份有限公司2011.10,中央空调系统基础知识,目 录,一 中央空调系统概览二 制冷主机三 空调水及其管网系统四 （末端）空调系统,1 中央空调系统概览,大中型中央空调系统一般由以下三部分构成： 冷热源站 冷（热）水机组、冷冻（温）水泵、冷却水泵、冷却塔。 空调水及其管网系统 空调末端装置 组合式空调机组、风机盘管机组、新风机组、风道等。,空调：是空气调节的简称，就是对空气进行适当处理，以制造满足人们生活和生产需要的人工室内气候环境。需要的设备支撑：制冷（热）+输配+空气处理,空调末端,制冷站,热量,热量,1.1 中央空调系统热量传递,中央空调系统的作用： （制冷时）通俗来讲，
2、就是将室内热量转移至外界环境中，确保室内环境的舒适性（工艺性）要求。,空调末端,制冷站,1.2 中央空调水系统循环,12,7,37,32,中央空调系统的工质循环示意图,中央空调系统工作流程图,1.3 中央空调系统 主要构件及作用,1.3.1 制冷主机,制冷主机：将具有较低温度的被冷却物体的热量转移给环境介质从而获得冷量的机器。,通俗来讲，就是将热量从低温物体转移到高温物体的机器。,作用：为中央空调系统提供低温冷源。,12,7,1.3.2 冷冻水泵,冷冻水泵：维持冷冻水循环的机械动力设备。,作用：维持冷冻水循环，使冷冻水不断将从空调末端的得热传送至制冷主机蒸发器。,12,7,1.3.3 冷却水泵
3、,冷却水泵：维持冷却水循环的机械动力设备。,作用：维持冷却水循环，使冷却水不断将从制冷主机冷凝器的得热传送至冷却塔。,37,32,1.3.4 冷却塔,冷却塔：将循环冷却水在其中喷淋，使之与空气直接接触，通过蒸发和对流把携带的热量散发到大气中去的冷却装置。,作用：对冷却水进行降温，将冷却水携带的热量散发到大气中。,37,32,1.3.5 分水器、集水器,分水器：冷冻水系统中，用于连接各个供水支路与制冷站冷冻水供水总管的配水装置。,作用：联络供水支路与制冷站供水总管。,集水器：冷冻水系统中，用于连接各个回水支路与制冷站冷冻水回水总管的集水装置。,作用：联络回水支路与制冷站回水总管。,1.3.6 空
4、气处理机组,空气处理机组：用于调节室内空气温湿度和洁净度的设备 。,主要作用：（夏季）将空气与冷冻水进行热交换，对空气进行降温除湿后，再加压送至室内。,2 制冷主机,2.1 分类按制冷原理的不同，分为： 压缩式制冷机又称为电制冷主机。 吸收式制冷机又称为溴机。,2.2 压缩式制冷机组,（1）压缩冷水机组的构成 压缩式冷水机组四大部件压缩机、冷凝器、节流 阀、蒸发器。,冷凝器condenser冷却经制冷压缩机压缩后的高温制冷剂蒸汽并使之液化的热交换器。作用：将制冷工质携带热量传递至冷却水。,冷凝器,蒸发器evaporator,使制冷剂液体吸热蒸发为气体的热交换器。作用：通过制冷剂蒸发吸热过程，将
5、冷冻水携带热量传递至制冷剂。,蒸发器,干式蒸发器,（2）压缩式冷水机组中的循环液体 制冷剂 又叫做制冷工质，简称工质。 压缩式制冷机常以氨和氟利昂为制冷剂。, 载冷剂通俗来讲，载冷剂就是承载冷量的液体物质。作用：为末端空调设备提供冷源。工作温度在5以上的载冷剂系统，采用水作载冷剂，称为冷水或冷媒水，也称冷冻水。常见：水、盐水、乙二醇。,12,7, 冷却剂冷却剂的作用：把制冷产生的热量“搬运”到冷却塔中央空调以水冷却剂，称为冷却水。,37,32,利用工质相变产生的潜热，通过压缩、冷凝、节流、蒸发4个过程循环实现制冷。,（3）压缩式冷水机组的制冷原理,制冷剂：氨、氟利昂,冷却剂：冷却水,载冷剂：水
6、、盐水、乙二醇,（4）压缩机的基本性能参数, 性能系数 COP Coefficient of Performance在一定工况下，制冷机的制冷量Q0与所消耗功率PZ之比，单位为kCal/kCal COP = Q0 / PZ。, 活塞式制冷机,（5）压缩式制冷设备, 螺杆式制冷机提供冷冻水的大中型制冷设备，单机制冷量可达 1500kW。采用滑阀进行10%100%负荷调节。,COP：一般大于4.6；造价：0.60.7元/kCal。, 热泵制冷机组 常见类型：水源热泵、空气源热泵、地源热泵。,COP：一般为46。,水源热泵 优点： 高效节能 一机多用，兼制冷采暖,水源热泵 缺点： 受水源及地质结构条
7、件限制 初投资较高,水源热泵系统,热量,热量, 离心式制冷压缩机离心式冷水机组的优点： 单机制冷量大，制冷量可达30000kW； 结构紧凑，重量轻，尺寸小，因而占地面积小； 没有气阀、填料、活塞环等易损件，因而工作可靠； 运转平稳，振动小，噪声低； 性能系数高； 调节方便，采用导叶调节负荷范围30100%； 易于实现多级压缩和节流。,离心式制冷机的缺点： 单级压缩机在低负荷时易发生喘振； 运行工况偏离设计工况时，效率下降较快，变工况适应能力不强； 材料强度、加工精度要求较高； 制冷量随蒸发温度降低而减少快，随转数降低而急剧下降。,COP：一般大于5.1；造价：0.50.6元/kCal。,（1）
8、四个热交换装置 发生器 冷凝器 蒸发器 吸收器,2.3 吸收式制冷机组, 冷凝器使汽态制冷剂因放出热量而凝结成液态制冷剂的一种容器，是制冷剂（水蒸汽）与冷却剂（冷却水）之间进行热交换的装置。即制冷剂冷凝放热给冷却剂。 蒸发器加热液态制冷剂使其蒸发变成汽态制冷剂而产生制冷效果的一种容器，是载冷剂（冷冻水）与制冷剂（水）之间进行热交换的装置。即制冷剂蒸发吸热吸收载冷剂携带的热量。, 吸收器用于将制冷剂蒸汽吸收转换成制冷剂溶液的一种容器，它通过冷却水流经吸收器中的换热管，将吸收过程中放出的热量带走。 发生器内盛有吸收剂与制冷剂二元溶液的一种容器装置。通过加热将使溶液中的制冷剂水因蒸发和沸腾而分离出来
9、。,（2）四个主要过程 发生过程 吸收剂稀溶液液态制冷剂汽化吸收剂浓溶液 液态制冷剂经汽化变成汽态制冷剂 冷凝过程 汽态制冷剂经液化变成液态制冷剂 蒸发过程 液态制冷剂经汽化变成汽态制冷剂 吸收过程 吸收剂浓溶液汽态制冷剂液化吸收剂稀溶液 汽态制冷剂经液化变成液态制冷剂,（3）单效溴化锂吸收式制冷机原理,1. 制冷流程与压缩式制冷循环一样也有冷凝器、蒸发器和节流机构2. 压缩过程不一样, 吸收式是通过热化学压缩机完成压缩过程3. 压缩式制冷循环是消耗电功率的而吸收式是消耗热能的,大气压 高压 次高压 次低压 低压,（4） 溴化锂吸收式冷水机组的特点 优点 以热能为动力，故耗电少； 安全、无公害
10、； 冷量调节范围宽； 对外界条件变化的适应性强； 安装简便，对安装基础要求低； 制造简单，操作、维修、保养方便。,缺点 溴化锂溶液对制冷机内金属具有较强的腐蚀性，影响机组寿命，腐蚀产生的杂质还影响机组性能和正常运行。 机组在真空下运行，空气容易漏入。 排热负荷较大，所需的冷却水量也较大。 机房占地面积较大且较高，设备重量也较重。,COP：一般大于1.1；造价：0.50.6元/kCal,2.4 相关名词/术语,1） IPLV:水冷式电动蒸气压缩循环冷水(热泵)机组的综合部分负荷性能系数。,2） WTFchw,2.4 相关名词/术语,3） COP（制冷性能系数）,2.4 相关名词/术语,4） WT
11、Fcw（冷却水输送系数）,2.4 相关名词/术语,5） 各种能源 折 标准电系数,2.4 相关名词/术语,6） 空调系统中常见能量单位换算1 焦耳 (J) = 1牛顿米(Nm) = 1瓦秒(Ws)=0.2389卡路里(Cal),2.4 相关名词/术语,7）潜热和显热显热：物体在加热（或冷却）过程中，温度升高（或降低）而不改变其原有相态所需吸收（或放出）的热量。 潜热：物质发生相变（物态变化），在温度不发生变化时吸收或放出的热量。,2.4 相关名词/术语,3 空调水及其管网系统,管网的功能：将空调系统中各种设备按照工艺过程连接起来。,冷冻水供水总管,冷冻水供水支管,冷冻水供水水平支管,冷却水回水
12、总管,3.1 冷（温）水系统由供、回水设备（冷温水泵、分水器、集水器、水过滤器、水处理装置等）及管网构成。冷冻水作用：制冷时，将用户端的热量转移到空调主机。温水作用：采暖时，将空调主机的热量转移到用户端。,12,7,60,50,冷冻水温度？,温水温度？,3.2 冷却水系统由冷却水泵、冷却塔及管路等构成。作用：是将空调的热量从制冷机转移到室外大气中去。,37,32,冷却水温度？,3.3 水系统管网的典型形式 p190 按循环水的是否与空气接触来分，分为开式和闭式两种； 按系统中水泵设置方式，分为一级泵系统、二级泵系统、 三级泵系统和混合式系统四种； 按循环水流动途径，分为同程式和异程式两种； 按
13、供、回水管管数，分为二管制、三管制和四管制三种； 按用途，分为冷冻（温）水系统和冷却水系统； 按水泵输出流量的变化，分为定流量系统和变流量系统。, 开式系统与闭式系统 开式系统, 闭式系统,因闭式系统的水泵扬程仅需克服管路循环阻力，通常水泵的设计扬程裕量较大，节能空间比开式系统大。, 一级泵系统与二级泵系统 一级泵系统 一级泵系统如下图：,一级泵系统比较简单，控制元件少，运行管理方便，适用于中小型空调系统。, 二级泵系统,二级泵系统由两个环路组成一次环路：回水总管 空调主机 一级水泵 供水总管。一次环路负责冷冻水的制备。二次环路：供水总管 二级水泵 空调末端设备 回水总管。二次环路负责冷冻水的
14、输配。,二级泵系统特点1）初投资较大，自控要求较高，机房占地面积较大。2）适用于高层建筑、大型中央空调系统。 300 m3/h3）一次泵的台数配置一般根据“一机配一泵”的原则，一次泵扬程一般小于15 mH2O 就能满足要求了。4）对于100 m左右的高层建筑，如果采用闭式系统，则二次泵扬程一般为20 30 mH2O 。, 同程式系统与异程式系统 同程式系统 特点：水流经过每一并联环路的管道路程基本相等,（a） 竖向干管同程式 （b）水平支管同程式同程式系统管路布置方式示意图, 异程式系统特点：水流经过每一并联环路的管道路程不相等,（a）竖向干管异程式 （b）水平支管异程式异程式系统管路布置示意
15、图,3.4 变流量水系统的实现方式 节流调节在水泵出口安装控制阀门，通过改变阀门的开度调节水流量。, 变频调速调节离心泵适用于比例定律： 流量Q与转速n成正比的关系： Q1/Q2 = n1/n2 压力P与转速n2成正比的关系： P1/P2 = (n1/n2)2 功率N与转速n3成正比的关系： N1/N2 = (n1/n2)3则有：,变频调速调节特性曲线,变频调速的节电比率表,中央空调水系统的分类,中央空调水系统的分类,自修,3.5 水系统的设计原则 （1）应具备足够的输送能力（2）力求水力平衡（3）防止大流量小温差（4）贯彻节能性设计理念（5）处理好水系统的定压、补水、排水与排气（6）解决好水处理与水过滤（7）切勿忽视管道的保冷与保温,
