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1、空调系统介绍2004.7第一部分空调、制冷原理介绍空调简介 空调目的：在某一特定空间内，对空气温度、 湿度、流动速度、清洁度等进行人工调节，以 满足人体舒适度和生产舒适和工艺生产过程的 要求。 空调方法：采用换气的方法保证内部环境的空 气新鲜；采用热、湿交换的方法保证内部环境 的温湿度，以及采用净化的方法保证空气的清 洁度。制冷原理 制冷一般来说有两种方式：蒸汽压缩式制冷、 吸收式制冷。 两者都是利用液态制冷剂在低压低温下气化达 到制冷的目的，所不同的是前者消耗机械工使 热量从低温物体向高温物体转移，而后者则靠 消耗热能完成这一过程。蒸汽压缩式制冷 制冷循环名词之一：制冷剂 在制冷装置中进行制
2、冷循环的工作物质。常用 的为无机化合物（氨、水、二氧化碳等）以及 卤代烃（氟利昂）。 对制冷剂的要求：蒸发压力、冷凝压力适中；单位容积制冷量大；凝固温度适当低一点。其它还有一些物理、化学方面的要求，如在润 滑油当中的可溶性、导热系数、密度、腐蚀性 等。 名词之二：载冷剂 需要用制冷装置间接冷却被冷却物，或者将制 冷装置产生的冷量远距离输送，它在蒸发器内 被冷却降温，然后用它冷却被冷却物。 常用为水，即冷冻水。但是温度必须高于零度 。当温度较低时，可以采用盐水、或者乙二醇 等。 对载冷剂的要求：温度范围内不凝固、不气化 ；无腐蚀，比热大；比重小，粘度小。名词之三：冷却剂 用来冷却高压气态制冷剂的
3、物质，使之液化。 也就是过热蒸汽流经冷凝器的放热面，将热量 传给冷却剂（水、空气等），而自身被冷却为 饱和气体，并进一步冷却为高压液体。 常用为水冷、空冷、水空气冷却（蒸发式、 淋水式）。 只要冷却水充足，水冷式的初投资及运行费用 较低。但目前水资源紧张，空冷式越来越广泛 。吸收式制冷 吸收式制冷原理大致和蒸汽压缩式原理一样， 不过是利用消耗热能而非消耗电能。 而且它使用的工质不同于蒸汽压缩式，为两种 沸点相差较大的物质组成的二元溶液，其中沸 点低的叫做制冷剂，高的叫做吸收剂。常用的 两种为氨水溶液和溴化锂水。吸收式制冷原理图吸收式制冷说明 左半部分为制冷剂循环，和蒸汽压缩式制冷类 似，右半部
4、分为吸收剂循环。 对于制冷剂循环，吸收器相当于压缩机的吸入 侧，发生器相当于压缩机的压出侧。第二部分空调系统空调系统分类1.按空气处理设备的设置 集中系统：所有空气处理设备（风机、冷 却器、加湿器、过滤器等）都设在一个集中的 空调机房内。 半集中系统：除了集中空调机房外，还设 有分散在房间内的二次设备（末端装置），主 要是在空气进入被调房间之前，对来自集中处 理设备的空气进一步处理。空调系统分类 全分散系统（局部机组）：把冷、热源和空气 处理、输送设备（风机）集中设置在一个箱体 内，形成一个紧凑的空调系统，可以灵活布置 在房间内，不需要集中的机房。空调系统分类2.按负担室内负荷所用的介质种类
5、全空气系统：空调房间内的室内负荷全部 由经过处理的空气来负担。 全水系统：空调房间的热湿负荷全靠水作 为冷热介质来负担。 空气水系统：同时使用空气和水来承担 房间的热湿负荷。 冷剂系统：将制冷系统的蒸发器直接放在 室内来吸收余热余湿。空调系统分类3.按集中式空调系统处理的空气来源 封闭式系统：所处理的空气全部来自空调 房间本身，没有室外空气补充。 直流式系统：所处理的空气全部来自室外 ，室外空气经处理以后送入室内，然后全部排 出室外。常常设置热回收设备。 混合式系统：介于上述两种之间，采用一 部分回风，既满足卫生要求，又经济合理。空调系统选择选择建筑空调方式的时候，应该考虑因素： 建筑物的性质
6、、用途（旅馆、办公楼等） 。 空调负荷特点（周边区和内区划分）。 温湿度调节性能的要求。 初投资和运行费用。 空调机房面积和位置的要求。 对风道、管道或者管井的要求。全空气系统商场、影剧院、体育馆，宾馆和办公楼的大堂等全空气系统应用场合全空气系统系统图解 运行方式：各房间室内空气通过回风道或走 廊回到空调机房，与部分室外空 气混合后，再降温除湿，然后通 过送风道送到各个房间。 系统原理：全空气系统特点 充分换气，室内卫生条件好。 如有回风机时，过渡季节可以增加新风量 ，制冷机可以少开、停开甚至以全新风运行。 由于空气处理设备集中布置，系统简单， 维护管理方便，空气可集中过滤和净化。 风道断面大
7、，占用建筑空间。VAV（变风量）系统VAV原理由于实际上房间热湿负荷不可能经常处于 最大值，而是全年的大部分时间低于最大值。 当负荷减少时，定风量（CAV）是利用调节再 热量改变送风温差来维持的，这样浪费能量。 VAV可以根据室内温湿度的变化，改变送 风量，而不改变送风参数。变风量空调系统都 是通过特殊的送风装置来实现的。VAV特点选择设备时，考虑同时使用系数，规格、 尺寸较小。节电，采用末端变风量装置控制系统静压 ，调节风机总风量，风机耗能大大减少。 末端装置有定风量机构，不需要阻力平衡 。风量过小时，新风量和室内气流组织有一 定影响。散湿量大时，要保持一定的相对湿度较困 难。风机盘管新风系
8、统风机盘管新风系统系统图解 运行方式：单独的新风机将新鲜空气送入房 间，同时房间内的回风通过专供 各个房间的风机盘管冷却后也返 回房间 。 系统原理：风机盘管新风特点布置灵活，各房间单独调节。节省建筑空间。 安装简单，运行费用较少。机组分散设置，维护管理不便。小型机组气流分布受限制。过渡季节不能用全新风。可变冷媒量（VRV）系统VRV原理一台室外机带数台（一般最多8台）室内机 。室内机有蒸发器和风机，室外机内有压缩 机和风冷冷凝器以及变频控制器等。室外机与 室内机有两根冷剂管道相连。 多联机（VRV）系统应用场合小型办公楼，小型商场，家庭。多联机（VRV）系统系统图解局部空调机组局部空调机组分
9、类按冷凝器冷却方式：水冷式，风冷式。按供热方式：普通式，热泵式。 按机组的整体性：整体式、分体式。按容量大小：窗式、立柜式。窗式和柜式空调应用场合家庭，小型办公楼，商店，饭店，医院。窗式和柜式空调系统特点第三部分空调冷源及其它制冷机选择如前所述，空调中应用最为广泛的是压缩式（活塞 、螺杆、离心）和吸收式两种，这两种可以单独使用 ，也可以联合运行。选择时： 考虑冷负荷变化规律，合理选择机型、单机容量、 台数，提高运行效率，降低运行费用。 冷水机组一般选用2-4台。考虑互为备用。 一般说，电力制冷比吸收式制冷耗能要少，但对于 电力缺乏、有现成热源的场合，可以优先考虑溴化锂 吸收式制冷。制冷机选择
10、单机冷量大于1163kW时，采用离心式； 5821163kW，离心式或者螺杆式；小于 582kW时，采用活塞式。 选择制冷剂时，考虑对环境的影响。不同冷源特点比较活塞式冷水机组 加工容易、造价低。 COP较低，但相对于离心式压缩机，压缩 比较高，不会出现喘振。 往复式运动惯性力大，转速 不能太高，因 此单机容量较小。螺杆式冷水机组 结构简单，机组重量轻。 运动部件少，无往复运动惯性力，震动小 。 与活塞式相比，无余隙容积，容积效率较 高。 油处理设备复杂，要求使用分离效率高的 油分离器。 加工精度和装配精度要求高。离心式冷水机组 叶轮转速高，单机容量大。 与相同容量的螺杆式相比，结构紧凑，重量
11、轻，占 地面积小。 与吸收式相比，便宜、维护方便。 运转时制冷剂不混杂润滑油，蒸发器和冷凝器传热 性能好。 冷凝压力过高或者蒸发温度过低，会发生喘振。 转速较高，对材料的强度、加工精度和制造质量都 提出了较高要求。吸收式冷水机组常用的是溴化锂机组。直燃式就是将高压发生器改为 直接燃烧煤气或者油的发生器，热力系数高，结构紧 凑。 加工简单，运动部件少，噪声低，振动小。 以蒸汽、煤气、油或热水为能源，用电量少。 制冷量调节范围大，可实现无级调节。 溴化锂溶液无毒，对臭氧层无破坏作用。 与压缩式相比，设备重量和所占面积大，机房高度 高。 排热量大，冷却塔等附属设备容量为压缩式两倍左 右。空气源热泵（
12、ASHP）机组也称风冷热泵机组，通过冷剂管路四通阀的 转换，夏季供冷、冬季供热，利用一台机组可 以解决全年的空调需求，在我国长江以南一带 ，由于环保要求，冬季不能使用燃煤锅炉，又 没有条件使用燃气或者燃油时，供暖只能利用 电力，这时候就采用风冷热泵。空气源热泵（ASHP）机组 利用低位热能（室外空气中的热量）升位 供能，经济合理，省去了锅炉房的建设。 机组整体性好，结构紧凑，安装方便，通 常置于屋顶，省去了制冷机房。 与水冷式相比，不需要冷却水泵、冷却塔 。 常年使用，寿命比较短。冰蓄冷背景对于城市电网，冬夏、昼夜之间均存在高 峰与低谷的问题。为鼓励夜间用电，很多国家 分时计价，在空调工程中，可以采用冰蓄冷技 术在大楼非工作时间制冷并予以储存，到翌日 工作时使用，这样可以缓解城市用电紧张的矛 盾。虽然蓄冷设备需要增加初投资，晚间制冷 时，蒸发温度较低，电耗并不节约，但是通过 差价还是可以获利的。冰蓄冷特点 利用的是潜热，大幅度减少蓄冷槽的体积 。 蓄冰槽可以放在地下，也可以放在屋上， 使用灵活。 蓄冰方法较多，可因地制宜的选择。 空气侧利用低温送风，防止凝露，应注意 保温。
