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1、第七章 冷剂式空调系统1. 定义:空调房间的负荷由制冷剂直接负担的系统,又称机组式系统.2. 供冷(或供热)方式:制冷系统蒸发器(或制冷凝器)直接从空调房间吸收(或放出)热量.3. 机组组成:空气处理设备(空气冷却器、空气加热器、加湿器、过滤器等)通风机和制冷设备(制冷压缩机、节流机构等).4. 设计选用:制造厂家整机供应,用户按机组规格、型号选用不需对各部件与设备分别进行选择计算.5. 常用类型:（1）房间空调系统; （2）单元式空调机系统;（3）变制冷剂流量空调系统;（4）水环热泵空调系统.7-1冷剂式空调系统的特点与集中式空调系统(中央空调)机比,机组式系统有如下特点:1. 结构紧凑,体
2、积小,占地面积小,自动化程度高2. 空调机组可设于房间内,也可安于机房内,占面积小.3. 机组分散布置,各房间可根据需要停开各自的空调机组,可满足不同的使用要求;各房间不会相互污染、串声，发生火灾时,也不会通过风蔓延，对防火有利.但维修与管理麻烦.4. 机组安装简单、工期短、投产快、风冷式接上电源即可使用。5. 热泵机组有显著节能效益和环保效益.6. 机组就地制冷、热、冷、热量输送损失小.7. 能量消费计量方便，便于分户计量、收费。8. 机组能源选择和组合受限制。目前，普遍采用电力驱动.9. 制冷性能系数较小,一般在2.53.机组不能按室外气象参数变化和室内负荷变化实现全年多工况进行调节，过度
3、季也不能用全新风.10. 整体式机组、房间内噪音大、分体式噪音低。11. 设备使用寿命较短,一般的10年。12. 对建筑外观有影响，可破坏主面，噪声、凝结水、冷凝器热风对环境污染。7-2 空调机组的分类一.按空调调机组外型分为:单元柜式空调机组，高式空调器和分体式.1. 单元柜式:全部设备安装在柜式箱体内，可安装在空调房间或邻室内。目前国产机组制冷量范围为7116.3KW常见制冷量为23KW和35KW.2. 窗式:全部设备装在箱内,冷量1.57KW.电源单相或三相3. 分体式:室外机、室内机、壁挂式、落地式、吊顶式、嵌入式等。二.按用途分分为：恒温恒湿、冷风机、房间空调器和特殊用途机组。1.
4、恒温恒湿空调机组：适用于精密机械、光学仪器、电子仪表等车间及计量室。科研实验等有恒温恒湿要求的房间，基准要求可控制在2025，精度 1，相对湿度5060%10%。2. 类型：1) 冷风机组，用于夏季降温去湿，适用于民用与建筑的舒适性空调，温度2427，湿度40%70%2) 房间空调器,冷量在12KW以下,风冷式.冷风型(或热泵型)的小型空调机组,主要用于家庭或房间的舒适性空调.3) 特殊用途空调机组,根据被调房间的特殊要求，有工厂组装。如:电子计算机房专用,标准机房专用,低湿空调机组,净化空调机组和谷物冷却机等.三.按空调机组制冷系统的工作情况分分为:热泵式和单冷式1. 热泵式:通过换向阀的选
5、择，各季供热,夏季供冷.2. 单冷式:仅在夏季制冷循环四.按空调机组中冷凝器冷却方式分 分为:水冷式和风冷式.1 水冷式:冷凝器用水冷却,带走冷凝热，冷却塔水循环使用,正常不允许直接使用地下水或自来水.2 风冷式:冷凝器用空气冷却带走冷凝热，制冷性能系数底于水冷,制冷量略小，但无须没冷却泵和泵,安装运行简便. 7-3 房间空调器一.窗式空调器1. 工作原理:图7-1,由两部分组成,空气处理部分和制冷系统部分.1). 空气循环路线:室内空气过滤器蒸发器 离心风机逆风室内 室外新风新风阀8 排风阀9室外 2). 制冷循环路线:压缩机1冷凝器2 毛细管4蒸发器3压缩机12. 热泵式工作原理:增加一个
6、四通换向阀,如突7-2,夏季供冷时，通过四通换向阀把室内换热器变为蒸发器,冷却室内空气,同时把室外换热器变为冷凝器,将冷凝热量放到室外空气.冬季供热正好相反.二. 分体式空调器1. 工作原理:图7-3,室内机有蒸发器2,风机1,过滤器3,进风4,逆风5,室内机有压缩机6,冷凝器7,风机8等.2. 类型;单冷.热泵.柜式.壁挂.吸顶.风冷.3. 安装注意:室内机与室外机间距离不大于5m为好,最长不超10m,高差不超5m三.一台室外机两台或更多室外机型空调器1. 原理:又称一机多式或一拖多,原理与一拖一类似,室外机大些,也可按热泵运行.2. 常见形式:图7-4.5.6 7-4.一拖二.7-5两套独
7、立,室外机合在一个机壳内,7-6一个一拖一.一个一拖二.四.房间空调器的选择1. 目前市场上房间空调器状况:品种繁多,品牌繁多,型号各异.功能多样,价格相差悬殊.性价比问题.2. 选择步骤:1). 了解主要性能指标(制冷量.制热量.风量.输入功率.性能系数.噪音)并了解安装,使用,保养和维护方面的知识.2).根据房间功能,对空调要求,安装条件,气候条件选机型.单冷,热泵.立面影响,一拖一.一拖多,变频器.3).根据房间总冷量选空调气容量,住宅冷负荷70-100w/间歇工作,可按120-140w/选用.7-4.单元式空调机组商业建筑和工业建筑中常用设备.1. 组成:空气处理设备,制冷设备,风机和
8、自控系统.2. 功能:直接对空气加热,冷却,加湿，去湿3. 优点:结构紧凑,占地面积小,能量调节范围广,调节方便,安装和使用方便,近年来被较高地用于中小型空调系统中.一、HR-20热示式恒温恒湿空调机1. 工作原理:图7-7,1).夏季供冷,空气侧换热器6为蒸发器,水侧换热器2为冷凝器,一组风冷冷凝器为空气二次加热器8,利用了部分冷凝热量.制冷剂流程:压缩机1 四通换向阀10二次加热器8干燥器3双 水侧加热器2向膨胀阀4空气侧换热器6四通换向阀10液体分离器5压缩机1.2).冬季供热,这时空气侧换热器为冷凝器，水侧换热器为蒸发器.制冷剂流程为:压缩机1四通换向阀10空气侧换热器6双向膨胀阀4干
9、燥器3水侧换热器2四通换向阀10液体分离器5压缩机1.2. 技术指标与特点:下夏季制冷量23KW,冬季制热量为14KW.用部分冷凝热量做再次加热，省电加热电能，节能冷却水消耗。运行表明，用冷凝热量作用再次加热后,可达1恒温要求。系统中有液体分离器，可防止液击发生.二.屋顶式空调机1.类型：大、中型单元整体式机组,制冷、加热、送风、空气净化，电器控制组装于一体,多交于屋顶,见图7-8.2.组合段:压缩冷凝段、蒸发过滤段、送风段三段.3.特点:1).结构紧凑,自带冷凝,风冷，模块化设计,组合方便。 2).结构上考虑了防雨措施,可不设遮雨及遮阳设施. 3).自动化程度高 4).自设减震装置 5).制
10、冷量大,制冷回路简单，可靠性高,冷凝器、蒸发器铜管铝片,K值高. 6).不占房间有效面积三、计算机房专用空调机组根据计算机房特殊要求设计制造,分水冷与风冷机组,与普通恒温恒湿机组比,有如下特点:1).机组采用大风量（一般为恒温恒湿两倍),提高蒸发温度,使送风焓差小,显热比大,适于机房湿负荷小的特殊要求.水冷式处理空气的焓差为8.5-9.9KJ/KS,每/h风量与冷量(W)之比为1:2.5-3.3.风冷式焓差为8-9 KJ/KS,风量与冷量之比为1:2.5-3.5.2).机组有初效和中效两级过滤器,满足洁净度要求.机房在静态条件下,空气含尘量为每升空气中大于或等于0.5的尘埃粒子少于18000粒
11、.3).机组常为下送风,上回风.机房送风大都从活动地板下部送风,顶部回风.上回风下送风形式,使机组安装简便灵活,投资少,占地少,还可以直接放入机房内使用.4).计算机可能全年连续运行,专用空调机组必须高可靠性,为此,机组通常设两套独立的制冷系统.5).自控送风温湿度的调节范围及精度为17-202,45%-65%5%.6).为节能,有时机组设有自然供冷系统。当室外气温低于1.6时,乙二醇自然冷却系统就可提供全部冷量.在1.6-18.3时,可提供部分冷量,减少压缩机运行小时数.四.低温空调机组1. 用途:有低温空调环境要求的场合.如感光器材,录音带,见教材贮藏，种子的贮存和培育,某些生产工艺过程.
12、与常规空调机组在结构、流程和参数方面有较大差异,现以HD-9型低温空调机组为例,见教材P1592. 工作原理:图7-9,制冷剂流程为:压缩机1 电磁阀12二次加热器7冷凝器2干燥过滤器3热交换/集液器4膨胀阀5蒸发器6热交换/集液器4压缩机1.空气流程为:过滤器16蒸发器6二次加热器7风机8送风11.3. 特点:1).小焓降大风量. 2).蒸发器采用铜管串整体波纹铝片结构，管径160.75，铝片厚0.2-0.3，片距6，管子按三角形排列。3).采用全环风系统4).设有热气冲霜系统.当蒸发器霜层太厚时,蒸发器前后的微压差信号使电磁阀11开启,从压缩机出来高温高压气态制冷剂,积水加热器13进入蒸发
13、器中加热融霜.部分蒸汽凝成的液体进入热交换/集液器4中,防止大量液体返回压缩机,但又保证油及液体少量返回压缩机,使返回液体吸收电机热汽化,避免液击,除霜完成,电磁阀11关闭,正常工作. 五 .单元式空调机组选择设计要点1. 确定室内要求,计算冷负荷和湿负荷,确定新风量及新风负荷2. 根据用户实际条件与参数选择冷却方式-水冷或气冷;确定空调系统的集中程度-集中或分散;确定机组放量方式-机房式就地.3. 确定机组型号与号数.根据房间总冷负荷(包括新风)机h-d图上处理过程的要求,查机组特性曲线或性能表,确定机组容量与台数.使机组总冷量满足房间总冷负荷,总风量符合房间换气次数要求.4. 集中系统还需
14、要进行气流组织,风量分配与风管道的设计计算风系统总阻力应小于机组给出的机外余压.余压不足,需另加风机,串联.对噪声有要求房间,要进行消声设计.7-5 变制冷剂流量系统VRV系统20世纪80年代初,日本创立和采用VRV变制冷剂流量系统(Vainable Refrigerant Volume),代表单元式机组发展的新水平.VRV系统优点:1).制冷剂直接冷却,单位质量传送的热量几乎是水的10倍,空气的20倍;2).可根据负荷变化,瞬间进行容量调整;3).横块式结构,组合灵活多变.克服集中式中空调风管断面大,占用机房面积,维修费高等缺点.一.VRV系统的组成1. 组成:室外机.室内机.制冷剂配管和反
15、控制器件及系统.2. 变频控制K系列VRV系统:图7-10分三个系列.热回收.热泵单冷型.3. 热回收系列:可同时供冷和供暖,实现同时对周边区供暖和内区供冷,实现了回收内区的热量,室外机与室内机连接管路有三条1根液体管和2根气体管(吸气和排气管),通过RS装置将室外机液管,吸气管和排气管与室内机液管,气管连接.4. 热泵.单冷式:有3种规格,分别最多可接8.13,16台室内机. 室内机有壁挂.主式明装, 主式暗装,卧式明装,卧式暗装,长式.5. 超级K系列VRV系统图7-11为起级K系统VRV系统,室外机由2台或3台标准型室外机组合而成,其中1台变频,另1台或2台是恒速型.两台标准室外室外机系统.最多可接20台室内机,3台可接30台,(图7-11为3台标准室外机)与K系列不同:增
