章节.24章节.3空调冷源系统

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1、1,第4章 空调系统自动化原理,第4章 空调系统自动化原理,2,回水温度控制方法,当供水温度高于设定温度运行一段时间（通常为10-15min），表明制冷量不够，应启动另一台制冷机组，反之，停一台机组。 这种控制方法装置简单，成本较低；但其系统适应性较差，尤其在温差小时，误差较大，一般认为其判据不够明确，通常用于制冷机的低温保护和报警。,第4章 空调系统自动化原理,3,流量控制法,检测系统总的循环水量与制冷机组的额定流量，决定冷水机组的运行台数。 旁通管安装流量计，根据对旁通管流量的检测控制机组和水泵的投入。 当 Q Q 0.35 Qmax 停掉一台水泵， （两台运行） 当 Q 0.70 Qma

2、x 再停掉一台水泵，（一台运行）,第4章 空调系统自动化原理,4,旁通阀的开度为控制依据,当旁通阀开度达到90%时，关闭一台机组及相应一次泵； 当其开度达到10%时，则开启一台机组及相应一次泵。 因为旁通阀的开度能反映用户侧的实际水量需求，所以这种控制实质上也是流量控制的一种方式。,第4章 空调系统自动化原理,5,温度、流量和阀门开度综合控制,当 Q 旁通阀开度 90% 停掉一台机组和水泵；,第4章 空调系统自动化原理,6,第4章 空调系统自动化原理,4.1 空调系统的组成与分类 4.2 空调的冷源系统监控 4.3 空调冷源水系统的自动控制 4.4 空调热源系统及集中供热系统自动控制 4.5

3、空调末端自动化 4.6 风机盘管的控制 4.7 通风系统自动控制,第4章 空调系统自动化原理,7,4.1.5 中央空调的组成,中央空调常用术语 空调系统的组成 空调系统的分类,第4章 空调系统自动化原理,8,4.1.5 中央空调的组成,1舒适性空调：使空调房间满足人们生活的要求，以人体的舒适要求来控制房间的空气参数。 2工艺性空调：又称恒温恒湿空调，使室内空气温度、湿度、气流速度、洁净度等参数控制在一定范围内，以满足生产工艺的要求。 3制冷量：空调器进行制冷运行时，单位时间内，低压侧制冷剂在蒸发器中吸收的热量，常用单位为W或KW。 4热泵制热量：空调器进行热泵制热运行时（热泵辅助电加热器应同时

4、运行）单位时间内送入密闭空间、房间或区域内的热量。,第4章 空调系统自动化原理,9,4.1.5 中央空调的组成,5COP(Coefficient Of Performance)。制冷量（制热量）和输入功率的比值，COP用于评价空调系统的能效情况。 冬季供热，制热量/输入功率 定义为热泵的循环性能系数COP 夏季制时，制冷量/输入功率 定义为热泵的能效比EER（energy efficiency ration, W/W ） 两种表达形式均采用COP（能效比）表示。 COP值 在相同的工况下，其比值越大说明这个热泵系统的效率越高越节能； 有效输入功率指在单位时间内输入空调系统内的平均电功率。 包括

5、：压缩机运行的输入功率、热交换传输装置的输入功率、所有控制和安全装置的输入功率。,第4章 空调系统自动化原理,10,4.1.5 中央空调的组成,6制冷剂：即制冷工质，是制冷系统中完成制冷循环的工作介质，制冷剂在蒸发器内吸取被冷却的对象的热量而蒸发，在冷凝器内将热量传递给周围空气或水而被冷凝成液体，制冷机借助于制冷剂的状态变化，达到制冷的目的。 7载冷剂：在间接制冷系统中用以传送冷量的中间介质。载冷剂在蒸发器中被制冷剂冷却后，送到冷却设备冷却，吸收被冷却物体或环境的热量，再返回蒸发器被制冷剂重新冷却，如此不断循环，以达到连续制冷的目的。 8风机盘管：集中央空调系统中常用的换热设备，由肋片管和风机

6、等组成，载冷剂流经风机盘管(管内)时与管处空气换热，使空气降温，风机盘管属于空气冷却设备。,第4章 空调系统自动化原理,11,4.1.5 中央空调的组成,空调系统可分为工艺性空调系统和舒适性空调系统。 中央空调系统一般可分下列五个环节：,第4章 空调系统自动化原理,12,第4章 空调系统自动化原理,13,目前较常见的中央空调形式有：,(1)风冷热泵机组+空调末端； (2)水冷制冷机组+冷却塔+热水锅炉(或其他热源)+空调末端 (3)溴化锂机组+冷却塔+热源+空调末端； (4)水源热泵机组+空调末端； (5)风冷管道式空调系统； (6)多联机空调系统。,第4章 空调系统自动化原理,14,4.1.

7、6 空调系统的分类,第4章 空调系统自动化原理,15,1. 全空气集中式空调系统,第4章 空调系统自动化原理,16,2. 空气水式或全水式半集中式空调系统,第4章 空调系统自动化原理,17,3. 局部式空调系统 4. 舒适性空调和工艺性空调,第4章 空调系统自动化原理,18,第4章 空调系统自动化原理,19,4.2 空调的冷源系统监控,冷源 为空气处理设备集中提供一定温度的冷媒水。 热源 为空气处理设备集中提供一定温度的热媒水。 空调机组通过冷水或热水作为媒介实现温湿度的调节 空调采用制冷机（冷水机组）， 热源通常为蒸汽或热水，可由城市集中供热或自备锅炉提供。 直燃型溴化锂机组和风冷热泵机组可

8、通过模式转换，直接转换成热源装置为空调末端设备提供热源。,空调冷源系统的分类,第4章 空调系统自动化原理,20,第4章 空调系统自动化原理,21,4.2.1 压缩式制冷机组,目前，空调的冷源来自冷水机组。常用的有活塞式、螺杆式、离心式等压缩式冷水机组及溴化锂吸收式制冷机组。 根据冷凝器的冷却介质不同，还将压缩式冷水机组分为风冷式和水冷式两种。 活塞式、螺杆式和溴化锂吸收式制冷机有冷水机组和冷热水机组。,第4章 空调系统自动化原理,22,1. 压缩制冷系统的组成及工作原理,压缩机的分类,第4章 空调系统自动化原理,23,第4章 空调系统自动化原理,24,节流部件,节流部件既是维持冷凝器中的高压和

9、蒸发器为低压的重要部件，又是制冷剂流量的调节控制器件。 在大、中型制冷装置中应用的节流部件为节流阀，常用的节流阀有热力膨胀阀、热电膨胀阀和电子膨胀阀等。,热力膨胀阀,第4章 空调系统自动化原理,25,电子膨胀阀, 电磁式电子膨胀阀的控制形式 电动式电子膨胀阀的控制形式,第4章 空调系统自动化原理,26,电子膨胀阀的应用,第4章 空调系统自动化原理,27,2. 水冷螺杆式冷水机组的控制,（1） 机组的一般运行参数： 蒸发器出水温度 7； 蒸发压力 0.460.49MPa ； 冷凝压力 1.241.38MPa ； 吸气过热度 0.61.1； 排气过热度 36 ； 液体过冷度 2.74.4,第4章

10、空调系统自动化原理,28,机组模拟信号的检测,第4章 空调系统自动化原理,29,机组开关量信号的检测,第4章 空调系统自动化原理,30,系统控制,1）机组开机控制 冷冻水泵、冷却水泵起动、油泵起动及压缩机起动。 2）机组停机控制 3）油泵起停控制 4）压缩机起停控制 5）能量增减控制,第4章 空调系统自动化原理,31,3. 吸收式制冷机组,第4章 空调系统自动化原理,32,4. 热泵机组与地源热泵,把低位能的热能输送至高位能的热能的机械装置为热泵。完成低能级热量的逆向传输。 1）压缩制冷循环方式 系统包括： 压缩、冷凝、节流和蒸发 4个热力过程。 2） 制热方式有两种 电热方式 通过电热丝加热

11、。 热泵制热 气态制冷剂冷凝放热。将蒸发器改作冷凝器，而将冷凝器改作蒸发器，从制冷状态转变为制热状态。,第4章 空调系统自动化原理,33,第4章 空调系统自动化原理,34,2）地源热泵,图3.30 地源热泵示意图,第4章 空调系统自动化原理,35,5. 几种常用冷水机组的特点,1）活塞式冷水机组 可以根据负荷要求自动控制压缩机台数及压力、温度、制冷量等参数。制冷量可实现25%-100%分级调节。 优点是制造工艺成熟，热力性能较好。开启式和半封闭式压缩机使用维护方便，且造价低，易于控制。缺点是与其它制冷压缩机相比，机器零件复杂，体积较大，检修周期短。,第4章 空调系统自动化原理,36,1空调的冷

12、源,2)螺杆式冷水机组 可设定冷媒水出水温度和控制精度，调节压力比和多台机组最佳匹配运行。可自动检测运行参数及显示故障种类。其制冷量在10%-100%范围内，可实现无级的调节。 与活塞式压缩机相比其优点是体积小，重量轻，输气系数高，结构简单，适应工况范围宽。 缺点是开启式螺杆式压缩机的噪声较大，润滑系统复杂。目前市场上使用的风冷螺杆式冷水机组，多是用在半封闭式压缩机。,第4章 空调系统自动化原理,37,1空调的冷源,3)离心式冷水机组 蒸发器和冷凝器可做在一个筒体中，作为压缩机的机座。使用面积和空间小，对基础要求不高。其制冷量可在10%-100%范围内无级调节，考虑到小制冷量下效率较低，制冷量

13、一般在30%-100%范围内调节。 与活塞式压缩机相比其优点是转速高，尺寸小，质量轻，振动小，寿命长，制冷剂含润滑油量少等优点。缺点是零件加工精度高，结构密封要求严。,第4章 空调系统自动化原理,38,1空调的冷源,4)溴化锂吸收式制冷机 以水为制冷剂，对环境无破坏作用；对热源温度要求不高，温度在65以上的热水就可以驱动制冷机工作； 机组振动小，对基础要求不高等。但机组的热力系数低，冷却水耗量较压缩式冷水机组高，同制冷量下体积较压缩式冷水机组大。 制备5-7的冷冻水。,第4章 空调系统自动化原理,39,1空调的冷源,（4）冷水机组选型中应考虑的因素 应当根据当地能源条件、水源及水质条件、冷水机

14、组容量大小、运行经济性等情况，通过技术经济比较确定。,4.2.2 暖通空调的热源设备,1. 暖通空调的热源设备分类 （1）蒸汽锅炉供热 （2）热水锅炉供热 （3）自备热源装置,第4章 空调系统自动化原理,40,第4章 空调系统自动化原理,41,2. 热交换方法,热媒水通常是50-60 蒸汽锅炉所产生饱和蒸汽或是90-95高温热水 电厂所产尾段蒸汽是过热蒸汽。 换热方法基本分为两种： 间接换热和直接换热。 间接换热是将高品位热能通过传导变为热水； 直接换热是将高品位热能与水直接混合形成热水。,第4章 空调系统自动化原理,42,2. 热交换方法,1）间接换热 如果一次测是过热蒸汽，需先将过热蒸汽经

15、过水泵喷淋降温变为饱和蒸汽，然后再进行汽水一级换热和水水二级换热，一般只进行汽水一级换热，可能造成冷凝水温度过高（一般超过100），而能源浪费大。换热器必须使用软水，否则因结垢必须定期清理，蒸汽压力一般不小于0.2MPa，否则换热器中蒸汽与冷凝水将造成水击现象。 间接换热最大的优点是蒸汽与水为两个独立的系统，故两系统压力互不影响。,第4章 空调系统自动化原理,43,2）直接加热,蒸汽与水直接混合，特点是：可利用过热蒸汽直接换热、换热速度快、热效率高，可以做到基本无热损。在洗浴系统热效率为100，采暖、空调系统为95左右，冷凝水排出温度低于70。 直接换热对水质无要求：采暖、空调可直接加生水进行

16、换热。直接换热还具有除氧功能，可以延长换热器及系统使用寿命。 直接换热的不足之处是汽水为一个整体系统，这样蒸汽压力波动，会造成供热系统压力波动。,4.3 空调冷源水系统的自动控制,集中式和半集中式空调系统的冷媒水和冷却水的输送系统。 主要目的： 使冷媒水所载冷量和冷却水所带走的热量与不断变化的空调末端负荷相匹配，并降低整个输配系统的运行费用。,第4章 空调系统自动化原理,44,第4章 空调系统自动化原理,45,3.3.1 基本概念,1. 定流量系统 系统中循环水量保持不变，当空调负荷变化时，通过改变供、回水的温差来适应。 定流量系统简单、操作方便，不需要复杂的自控设备，但是输水量是按照最大空调冷负荷来确定的，因此循环泵的输送能耗处于最大值，特别是空调系统处于部分负荷时运行费用大。 该系统一般适用于间歇性使用建筑(例如体育馆、展览馆、影剧院、大会议厅等)的空调系统，以及空调面积小，只有一台冷水机组和一台