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1、冷热源基础知识,1、什么是冷热源？ 热源的种类：燃煤、燃油、电锅炉、城市热力网 冷源的种类： 利用天然冷源（如：深井水、天然冰等） 利用人造冷源 2、冷热源的作用 为空调系统提供必要的冷量和热量 3、制冷 利用人工的方法，把某物体或某空间的温度降低到低于周围环境的温度，并使之维持在这一低温的过程,制冷机：实现制冷所需的机器和设备。 特点：必须消耗机械功或高温热源提供的热量，从而实现热量的转移。 制冷剂：制冷系统中把热量从被冷却介质传给外部环境介质的内部循环流动的工作介质。 制冷循环：在制冷机中，制冷剂进行周而复始的吸热、放热的热力循环。 4、制冷系数、供暖系数,制冷系数：在完成制冷循环时从从被
2、冷却系统中取出的热量与完成循环所消耗的净功的比值。Cop:制冷能效 供暖系数：指热泵循环中向高温热源放出的的热量与完成循环所消耗的净功的比值。 EER:制热能效比,逆卡诺循环：在两个恒温热源之间进行的理想循环。,压缩机,活塞式制冷压缩机 1、基本结构,2、活塞式制冷压缩机工作过程,四大过程： 1.压缩过程 通过压缩过程将制冷剂的压力提高。 2.排气过程 通过排气过程，制冷剂进入冷凝器。 3.膨胀过程 通过膨胀过程将制冷剂的压力降低。 4.吸气过程 通过吸气过程，从蒸发器吸入制冷剂。,蒸发器,蒸发器：蒸发器是制冷系统中的一种热交换设备，在蒸发器中制冷剂的液体在较低的温度下沸腾，转变为蒸气，并吸收
3、被冷却物体或介质的热量。蒸发器是制冷系统中制取和输出冷量的设备。蒸发器一般位于节流阀和制冷压缩机回气总管之间。,冷凝器,在制冷系统中，冷凝器是一个使制冷剂向外放热的换热器。压缩机的排气（或经油分离器后）进入冷凝器后，将热量传递给周围介质水或空气，制冷剂蒸气冷却凝结为液体。,节流装置,1.节流机构的作用和工作原理 当制冷剂流体通过一小孔时，一部分静压力转变为动压力，流速急剧增大，成为湍流流动，流体发生扰动，摩擦阻力增加，静压下降，使流体达到降压调节流量的目的。 节流是压缩式制冷循环不可缺少的四个主要过程之一。 2.节流机构的作用有两点： 一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流降压为蒸发压力
4、； 二是根据系统负荷变化，调整进入蒸发器的制冷剂液体的数量。,热力膨胀阀 热力膨胀阀普遍用于氟利昂制冷系统中，通过感温机构的作用，随蒸发器出口处制冷剂的温度变化而自动变化，达到调节制冷剂供液量的目的。 热力式膨胀阀主要由阀体、感温包和毛细管组成。热力式膨胀阀按膜片平衡方式不同有内平衡式和外平衡式两种类型。,热力膨胀阀由阀体、推杆、阀座、阀针、弹簧、调节杆、感温包、联接管、感应膜片等部件组成。,2.毛细管 毛细管是最简单的节流装置， 毛细管是一根有规定长度的直径很细的紫铜管，它的内径一般为0.52mm,冷水机组工作原理,冷凝器,节流阀,蒸发器,压缩机,高温高压气态氟,低温高压液态氟,低压气液混合
5、态,低温低压气态氟,空调机组,新风机组,风机盘管,冷却水泵,冷水机组,冷却水塔,冷冻水泵,32,12,7,37,集水器,旁通电动阀,分水器,冷冻水回水温度,冷冻水给水温度,冷冻水给水压力,冷却水给水温度,冷却水回水温度,冷冻水回水压力,冷冻回水流量,水流开关,水流开关,冷冻水 旁通阀,冷却水 给水压力,冷却水 回水压力,冷机前端设备安装,家用空调又称房间空气调节器:对密闭空间、房间或区域里空气的温度、湿度、洁净度及空气流动速度（简称“空气四度”）等参数进行调节和控制;包括制冷系统、通风系统、电气控制三部分.,家用空调构成,温度,湿度,温度,湿度,洁净度,流动速度,基本功能,循环由压缩机, 冷凝
6、器, 毛细管, 制冷器等重要部分构成.以上各部分完全封闭地结合在一起, 我们把它叫做制冷循环系统(CYCLE). 在循环系统内加入制冷剂, 循环中的制冷剂在高压下经冷凝由气体转变成液体, 同时放出热量,热量经冷凝器散发出去;冷凝液态制冷剂经节流部件节流后,在低压下由液体转变为气体, 在气化过程中吸收热量(气化潜热),在这种反复转变过程中起到制冷作用.,制冷循环系统构成,冷凝器/冷凝器(CONDENSER),压缩机(COMPRESSOR),蒸发器(EVAPORATOR),毛细管(CAPILLARY),制冷剂,制冷循环系统构成,把热释放气态制冷剂 转变为液态制冷剂,液态制冷剂蒸发的时候, 吸收周围
7、的热 起到制冷作用.,释 放 热 空 气,压缩低温, 低压制冷剂 流入到循环中,为了使之容易蒸发, 蒸发器减小气压,释放冷空气,吸入热空气,制冷循环系统动作原理,蒸发器,冷凝器,毛细管,压缩机,80100,19Kg/,4.55.5 Kg/,释放热,吸收热,低温,低压 气体,高温,高压气体,常温,高压 液体,低温,低压液体,3940,5,1012,室内机,室外机,3-Way阀,2-Way阀,干燥器,制冷循环系统部件的作用,室内热交换器 (Evaporator),室外热交换器 (Condenser),毛细管,压缩机,热释放,热吸收,低温,低压 气体,高温, 高压 气体,检查阀门 (Check Va
8、lve),室内机,室外机,3-Way valve,2-Way valve,4-Way Valve, 制冷剂流程图 冷气 : 热气 :,制热循环系统(HEAT PUMP),常温,高压 液体,低温,低压 液体,空调水系统,空调水系统有两部分组成： 1）、冷冻水系统（热水系统） 2）、冷却水系统 冷却水循环系统：冷却水通过冷水机组把制冷剂吸收的热量带走，在经过冷却塔把热量释放到空气中，最终再回到冷水机组。 冷冻水循环系统：冷冻水带走制冷剂的冷量，送到空调系统末端与空气换热，温度升高后再回到冷水机组，完成冷冻水循环。,空调水系统 与冷却水系统示意图 1-水冷冷水机组 2-锅炉 3-冷冻水泵 4-热水泵
9、 5-冷却水泵 6-冷却塔 7-分水器 8-集水器 9-压差控制阀 10-空调设备 11-自动排气阀 12-膨胀水箱 13-阀门,冷却水系统,空调水系统,夏季供冷时,空调水系统和冷却水系统的工艺流程,冬季供暖时,空调水系统和冷却水系统的工艺流程,夏季供冷和冬季供暖的转换，通过冷水机组和锅炉进出水管上的阀门启、闭实现。,当系统中部分空调设备不使用时，水流量减少，水系统阻力将增大。 为了保持系统内压力稳定，当分水器和集水器间压差超过压差控制阀9的设定值时，阀门开启，部分水量由分水器7经旁通管直接流入集水器8，然后返回至冷水机组或锅炉, 以保证冷水机组或锅炉的定流量运行。,对于间断使用的空调水系统(
10、如写字楼的空调水系统)，当早晨冷水机组和水泵提前运行时，往往房间内的风机盘管还未完全开启，此时，循环水量也可通过压差旁通管回流。,膨胀水箱12的主要作用 膨胀水箱起到补水和定压作用。,水系统中管道的高处容易积聚空气。当管道内存有空气时，会形成所谓“气堵”，影响水的流动。 自动排气阀11是为随时排除系统内的空气而设置的。,空调水系统的形式,空调水系统的功能是输送冷热量，以满足空调设备处理空气的需要。 空调水系统的形式由于分类方式不一样，有很多类型，常见的有： 闭式系统和开式系统 两管制系统、三管制系统和四管制系统 同程式系统和异程式系统 定流量系统和变流量系统 一次泵系统、二次泵系统和混合式系统
11、,1.闭式和开式系统 按在管路系统中循环的水是否与空气直接接触进行热湿交换划分。 (1)闭式系统 密闭式管路水循环系统的简称。 系统中的水是封闭在管路中循环流动的，不与大气接触。 通常在系统的最高点以上设有开式膨胀水箱。,闭式系统,闭式系统的主要优点 管路系统中不易产生污垢和腐蚀； 水泵的扬程只需克服循环阻力，而不用考虑克服系统的静水压力，从而水泵扬程小，电机功率配置小，耗电较省； 不用贮水池，回水不需另设水泵，因此系统简单，一次投资比较经济。 闭式系统的主要缺点 蓄能能力小，低负荷时，冷热源设备也需经常开动； 膨胀水箱一定要装在系统的最高点，且补水有时还需另加加压水泵； 膨胀定压水罐的安装高
12、度虽然不受限制，但必须配加压水泵。,(2)开式系统 开放式管路水循环系统的简称。 通常为用喷水室处理空气的空调系统或设置蓄冷水池的空调系统。 该系统不是封闭的，有喷水室或蓄冷水池与空(大)气相通，水在系统中循环流动时，要与被处理的空气或大气接触，并会引起水量变化。,开式系统,开式系统的主要优点 用喷水室处理空气时适应范围比较大； 采用蓄冷水池是利用其蓄冷能力，减少冷热源 设备的开启时间，削减用电负荷峰值，达到部分 节能或减小冷热源设备装机容量的目的。 开式系统的主要缺点 水易受污染，产生水垢影响热交换； 与空气接触过的水含氧量高，管道和设备易腐 蚀，降低其使用寿命； 换热的末端装置与制冷机房或
13、锅炉房高差较大 时，水泵需克服高度差造成的静水压力，使水 泵扬程增大，多耗电； 当回水不能自流回到制冷机房或锅炉房时需增 加回水泵。,2.两管制、三管制和四管制系统 按连接空调设备的冷热水供回水管道由几根组成 划分。 (1)两管制系统 又称为双水管系统。 系统中的空调设备仅外接有一根供水管和一根回 水管。 两管制系统只能以同一水温供水给系统中的各空 调设备，不能满足系统作用范围内在某些时候有 的房间要供冷，有的要供暖的要求。,(2)三管制系统 又称为三水管系统。 其冷水和热水供水管路是分设的。 在空调设备的进水管处设有由室内温控器控 制的三通阀，根据室温控制需要使冷水或热 水进入空调设备(不同
14、时进入)。 为了经济使用一根回水管路。 特点 适应负荷变化的能力强，各空调设备可根据 用户要求分别供冷或供暖，并能随意转换，使 得每个空调设备都能独立供冷或供暖。 由于各空调设备的冷热回水都进入同一根回 水总管，冷热混合能量损失大，同时造成冷 热源设备的供回水温差加大，耗能多，效率低。,(3)四管制系统 又称为四水管系统。 其冷水和热水供回水管路全部分设。 供水方式有两种。 1）空调设备只有一个热交换器(俗称单盘管)时，在热交换器的进出水管处均设置由室内温控器控制的三通阀，根据室温控制需要使冷水或热水进出空调设备(不同时进出)。,四管制系统,2）空调设备有两个热 交换器(俗称双盘管)，分 别接
15、冷水管路系统和热水 管路系统，使冷、热两个 水系统完全独立。 优点 既可以同时满足各个房 间不同的供冷和供暖要 求，还可以满足同一房 间供冷和供暖能随时转 换的要求。 解决了三管制系统存在 的回水管混合热损失等 问题。,四管制系统,四管制系统的主要缺点 管道多； 占用空间大； 水管线路复杂； 初投资较高。 使用场合 通常只是在一些同一时间有的房间要供冷，有的房间却要供暖这种要求很高，且投资允许的高级宾馆或酒店有少量使用。,3.同程式和异程式系统 按同一并联环 路中，各空调 设备的供回水 管路的管道总 长是否大致相 等划分。 (1)同程式系统 各并联环路的 管道总长度基 本相等的水系 统。,同程式系统 a)垂直同程系统 b)水平同程系统,同程式系统特点 系统中有一根同程管，使得并联的各支路水阻力相等或大致相等。 并联管路间不需要怎么调节很容易实现阻力平衡。 系统的水力稳定性好，流量分配均匀。,同程管,同程式系统 a)垂直同程系统 b)水平同程系统,(2)异程式系统 各并联环路管道总长度不相等的水系统。 优点 管路简单、节省管材，管道占用空间 少、初投资费用较省。 缺点 各并联环路间阻力很难自已平衡，导 致流量分配不均匀，调节难度较大。,异程式系统,公共
