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1、中央空调的系统原理及计算第1页，本讲稿共16页目录1.中央空调系统的组成2.制冷机的工作原理。3.冷却塔的工作原理。4.冷却水循环系统的工作原理5.冷冻水循环系统的工作原理6.风机盘管系统的工作原理7.盘管系统8.新风系统9.08定额工作内容10.08定额计算规则第2页，本讲稿共16页1.中央空调系统的组成中央空调系统由冷热源系统和空气调节系统组成。制冷系统为空气调节系统提供所需冷量，用以抵消室内环境的冷负荷；制热系统为空气调节系统提供用以抵消室内环境热负荷的热量。制冷系统是中央空调系统至关重要的部分，其采用种类、运行方式、结构形式等直接影响了中央空调系统在运行中的经济性、高效性、合理性。制冷
2、系统的分类：空调用制冷技术属于普通制冷范围，主要是采用液体气化制冷法。（主要是利用液体气化过程要吸收比潜热，而且液体压力不同，其沸点也不同，压力越低，沸点越低。）根据热量从低温物体向高温物体转移的不同方式，可分为：蒸气压缩式制冷、吸收式制冷。第3页，本讲稿共16页2.1蒸气压缩式制冷蒸气压缩式制冷主机：由压缩机、蒸发器、冷凝器及冷媒（制冷剂）等组成主机：由压缩机、蒸发器、冷凝器及冷媒（制冷剂）等组成气态制冷工质（如氟利昂）经压缩机压缩成高温高压气体后进入冷凝器，与水（空气）进行等压热交换，变成高温高压液态。液态工质经干燥过滤器去除水份、杂质，进入膨胀阀节流减压，成为低温低压液态工质，在蒸发器内
3、气化。液体气化过程要吸收气化潜热，而且液体压力不同，其饱和温度（沸点）也不同，压力越低，饱和温度越低。例如，1kg的水，在绝对压力为0.00087MPa，饱和温度为5，气化时需要吸收2488.7KJ热量；1kg的氨，在1个标准大气压力（0.10133MPa）下，气化时需要吸收1369.59KJ热量，温度可抵达-33.33。因此，只要创造一定的低压条件，就可以利用液体的气化获取所要求的低温。依此原理，气化过程吸取冷冻水的热量，使冷冻水温度降低（一般降为7）。制冷工质在蒸发器内吸取热量，温度升高变成过热蒸气，进入压缩机重复循环过程。蒸气压缩式制冷系统主要分为水冷式和风冷式，如图2-1和图-2所示。
4、第4页，本讲稿共16页制冷压缩机是蒸气压缩式制冷装置的一个重要设备。制冷压缩机的形式很多，根据工作原理的不同，可分为两大类：容积式制冷压缩机和离心式制冷压缩机。目前常用的压缩机主要有活塞式压缩机、涡旋式、螺杆式以及离心式压缩机，如图2-3所示。容积式制冷压缩机是靠改变工作腔的容积，将周期性吸入的定量气体压缩。常用的容积式制冷压缩机有往复活塞式制冷压缩机和回转式制冷压缩机。离心式制冷压缩机是靠离心力的作用，连续地将所吸入的气体压缩。这种压缩机的转数高，制冷能力大。目前，国外空调用氟利昂离心式制冷压缩机的单机制冷量高达30000kw第5页，本讲稿共16页制冷剂：制冷剂：制冷剂是制冷装置中进行制冷循
5、环的工作物质，其工作原理是制冷剂在蒸发器内吸收被冷却物质的热量而蒸发，在冷凝器中将所吸收的热量传给周围的空气或者水，而被冷却为液体，往复循环，借助于状态的变化来达到制冷的作用。常用制冷剂有氨（R717）、氟利昂（氟氯代烷）（R22、R134a、R410A等）。载冷剂：载冷剂：载冷剂是一种中间物质，如常用的空调冷冻水，其在蒸发器内被冷却降温，然后远距离输送，来冷却需要被冷却的物体。目前常用的载冷剂有水，它只能用于高于0的条件，当要求低于0时。一般采用盐水，如：氯化钠或者氯化钙水溶液或者采用乙二醇、丙二醇等有机化合物的水溶液第6页，本讲稿共16页2.2吸收式吸收式制冷制冷吸收式制冷是液体气化的一种
6、形式，它和蒸气压缩式制冷一样，是利用液态制冷剂在低温低压下气化以达到制冷的目的。所不同的是：蒸气压缩式制冷是靠消耗机械功（或电能）使热量从低温物体向高温物体转移，而吸收式制冷则是靠消耗热能来完成这种非自发过程的。制冷原理制冷原理图2.4表示出吸收式制冷机主要由四个交换设备组成，即发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器，它们组成两个循环环路：制冷剂循环与吸收剂循环。左半部是制冷剂循环，属逆循环，由冷凝器、节流装置和蒸发器组成。高压气态制冷剂在冷凝器中向冷却介质放热被凝结为液态后，经节流装置减压降温进入蒸发器；在蒸发器内，该液体被气化为低压气态，同时吸取被冷却介质的热量产生制冷效应。这些过程与蒸气压缩式制
7、冷完全相同。右半部为吸收剂循环（图中的点画线部分），属正循环，主要由吸收器、发生器和溶液泵组成，相当于蒸气压缩式制冷的压缩机。在吸收器中，用液态吸收剂不断吸收蒸发器产生的低压气态制冷剂，以达到维持蒸发器内低压的目的；吸收剂吸收制冷剂蒸气而形成的制冷剂-吸收剂溶液，经溶液泵升压后进入发生器；在发生器中该溶液被加热、沸腾，其中沸点低的制冷剂气化形成高压气态制冷剂，进入冷凝器液化，而剩下的吸收剂溶液则返回吸收器再次吸收低压气态制冷剂。第7页，本讲稿共16页吸收剂吸收剂吸收式制冷机中的吸收剂通常并不是单一物质，而是以二元溶液的形式参与循环的，吸收剂溶液与制冷剂吸收剂溶液的区别只在于前者所含沸点较低的制
8、冷剂量比后者少，或者说前者所含制冷剂的浓度比后者低。二元溶液通常有溴化锂水溶液、氨水溶液等中央空调制冷系统的选择，应根据负荷大小、能源提供方式、便利程度等多种客观条件决定。其中活塞式制冷压缩机多为中型（标准制冷量60600KW）和小型（小于60KW），但是由于其噪音大、效率低切容易发生故障，目前使用的已不多；涡旋式制冷压缩机目前主要用于小型制冷系统，在家用空调以及商用VRV等小型系统大量使用；而螺杆机具有结构简单、可靠性高及操作维护方便，另外技术成熟等一系列独特的优点，已经广泛应用于空调中；离心式压缩机结构简单紧凑，运动件少，工作可靠，经久耐用运行费用低，一般适用大于500RT的制冷系统中，并
9、且可以实现无级调节，使机组的负荷在30%100%范围内工作。通常情况下，多采用电制冷，在燃气或燃煤资源丰富的地区，可采用吸收式制冷。第8页，本讲稿共16页3.冷却塔的工作原理。第9页，本讲稿共16页中央空调常用术语中央空调常用术语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运行
10、）单位时间内送入密闭空间、房间或区域内的热量。5、性能系数:制冷(热)循环中产生的制冷(热)量与制冷(热)所耗电功率之比为性能系数.制冷时称为能效比,用EER表示:制热时称为性能系数,用COP表示.6、制冷剂: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休体.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:载冷剂是指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
11、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.9、水冷冷水机组:水冷冷水机组属于中央空调系统中的制冷机组部分,其载冷剂为水,称为冷水机组,而冷凝器的冷却为利用常温水的换热降温来实现,故称为水冷机组.与水冷机相对的称为风冷机组,风冷机组的冷凝器由与室处空气的强制通风换热达到冷却目的.10、冷却塔;借助空气使水得到冷却的专用设备,一般安装在楼房的顶部.在制冷、电力、化工等许多行业中,.从冷凝器等设备中排出的热的冷却水,都是经过冷却塔冷却后循环使用的.11、VRV系统:是Variab
12、leRefrigerantVolume系统的简称，即制冷剂流量可变式系统。其形式为一组室外机，由功能机和恒速机，变频机组成。通过并联室外机系统，将制冷管通集中进入一个管道系统，可以方便地根据室内机的容量的匹配，对室内机的合适的容量从122.5以1.5KW的级差进行选择，即最多一组室外机可连接30台室内机。室内机有天花板嵌入式、挂壁式、落地式等。型式不同的室内单机可连接到一个制冷回路上，并可进行单独控制。室内单机最小容量为0.6KW，最大为3.75KW，室内机的容量可在室外机容量的50%到130%内调节。12模块机：在VRV系统的基础上发展而来，在1985年，由澳大利亚捷丰集团发明并申请专。它将
13、传统的氟利昂管路改变为水路系统，将室内外机合并为制冷机组，室内机改为风机盘管。利用载冷剂水的换热来实现制冷过程，模块机由于能够根据冷负荷要求自动调节启动机组数量，实现灵活组合而得名。13活塞式冷水机组；活塞式冷水机组就是把实现制冷循环所需的活塞式制冷压缩机、辅助设备及附件紧凑地组装在一起的专供空调用冷目的使用的整体式制冷装置。活塞式冷水机组单机制冷从60到900KW，适用于中，小工程。14螺杆式冷水机组；螺杆式冷水机组是提供冷冻水的大中型制冷设备。常用于国防科研、能源开发、交通运输、宾馆、饭店、轻工、纺织等部门的空气调节，以及水利电力工程用的冷冻水。螺杆式冷水机组是由螺杆制冷压缩机组、冷凝器、
14、蒸发器以及自控无件和仪表等组成的一个完整制冷系统。它具有结构紧凑、体积小、重量轻、占地面积小、操作维护方便、运转平稳待优点，因而获得了广泛的应用。其单机制冷量从150到2200KW，适用于中、大型工程。15离心式冷水机组；是由离心式制冷压缩机和配套的蒸发器、冷凝器和节流控制装置以及电气表组成整台的冷水机组。单机制冷量从700至4200KW。其适用于大、特大型工程。16溴化锂吸收式冷水机组：以热能为动力，以水为制冷剂，以溴化锂溶液为吸收剂，制取0以上的冷媒水，可用作空调或生产工艺过程式的冷源。溴化锂吸收式以热能为动力，常见的有直燃型、蒸汽型、热水型三类，其冷量范围为230到5800KW，适用于中
15、型、大型、特大工程。第10页，本讲稿共16页第11页，本讲稿共16页冷冻水循环系统该部分由冷冻泵、室内风机及冷冻水管道等组成。从主机蒸发器流出的低温冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道（出水），进入室内进行热交换，带走房间内的热量，最后回到主机蒸发器（回水）。室内风机用于将空气吹过冷冻水管道，降低空气温度，加速室内热交换。第12页，本讲稿共16页冷却水循环部分该部分由冷却泵、冷却水管道、冷却水塔及冷凝器等组成。冷冻水循环系统进行室内热交换的同时，必将带走室内大量的热能。该热能通过主机内的冷媒传递给冷却水，使冷却水温度升高。冷却泵将升温后的冷却水压入冷却水塔（出水），使之与大气进行热交换，降低温度后
16、再送回主机冷凝器（回水）。第13页，本讲稿共16页盘管系统工作室内的风机盘管工作时吸入一部分由风柜处理后的新风，再吸入一部分室内未处理的空气经过工艺处理后，由风口送出能够吸收室内余热余湿的冷空气，使室内温度湿度达到所需要的标准，如此循环工作。第14页，本讲稿共16页中央空调原理的新风系统工作室外的新鲜空气受到风处理机的吸引进入风柜，并经过过滤降温除湿后由风道送入每个房间，这时的新风不能满足室内的热湿负荷，仅能满足室内所需的新风量，随着室内风机盘管处理室内空气热湿负荷的同时，多余出来的空气通过回风机按阀门的开启比例一部分排出室外，一部分返回到进风口处以便再次循环利用。第15页，本讲稿共16页定额工作内容及计算规则见附件第16页，本讲稿共16页