中央空调系统原理

目录一、中央空调系统1二、空调节能方案三、案例分析2中央空调系统3中央空调系统空调的基本概念1、空调的定义：空调是空气调节的简称，它是利用设备和技术对室内空气（或人工混合气体）的温度、湿度、清洁度及气流速度进行调节，以满足人们对环境的舒适要求或生产对环境的工艺要求。满足人类或其它生物对舒适感的要求的空调，一般称之为舒适性空调；而主要用来满足工艺生产过程和设备的运行要求，及人体的舒适度要求的空调，一般称之为工艺性空调。4中央空调系统空调的基本概念2、空调的制冷量与制热量制冷量：单位时间内，空调器在名义制冷工况下从空间区域或房间内排除的热量。制热量：单位时间内，空调器在名义制热工况下向空间区域或房间内释放的热量。5中央空调系统•中央空调系统由冷热源系统和空气调节系统组成。有主机和末段系统。主要组成设备有空调主机(冷热源)风柜、风机盘管等等.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。6中央空调系统的分类根据制冷方法分类△蒸气压缩式制冷△吸收式制冷离心式活塞式（往复式）螺杆式燃气型蒸汽型热水型燃油型根据冷凝器的冷却方式分类水冷式风冷热泵式风冷式目前市场较多应用的系统7•冷水机组-末端系统•多联机系统•溴化锂系统安捷改造重点：冷水机组-末端系统8冷水机组-末端系统电制冷水冷式冷水机组电制冷水冷式冷水机组属于蒸汽压缩式制冷范畴，一般主要由压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀、自动控制和保护装置组成。顾名思义水冷式冷水机组的冷凝器利用水冷却，一般利用循环冷却水，随着科技的发展和节能的需要，也有采用地表水、地下水冷却的。在实际工程中我们根据压缩机类型一般分为离心式冷水机组、螺杆式冷水机组、活塞式冷水机组和涡旋式冷水机组。离心式冷水机组单机容量大，制冷性能系数COP值高，但在部分负荷下运行时容易发生“喘振”现象。螺杆式冷水机组由于在压缩机构造上的特点，在部分负荷下仍能稳定、高效地运行，常被用于负荷波动大、需要调节的场合。活塞式冷水机组和涡旋式冷水机组均为小容量制冷机，其中活塞式冷水机组由于振动大、运行维护复杂，目前运用较少，而涡旋式冷水机组运行噪声小，调节方便，在小型工程中运用较多。9冷水机组-末端系统1、水冷机组主要设备：•制冷主机•冷却塔•冷冻水泵•冷却水泵•补给水泵•电子水处理仪或全自动软化水处理装置•水过滤器•膨胀水箱•末端设备冷却塔空调末端冷却水冷冻水冷媒冷凝器蒸发器主机1011冷水机组-末端系统2、风冷机组主要设备：•制冷主机•冷冻水泵•补给水泵•电子水处理仪或全自动软化水处理装置•水过滤器•膨胀水箱•末端设备空调末端冷冻水冷媒冷凝器蒸发器室外空气主机1213中央空调制冷机组和大型空调设备序号形式动力性质主要生产厂家备注1吸收式制冷机燃油和燃气江苏双良、远大、三洋、开利、烟台荏原和LG同和吸收式制冷机是唯一具有自主知识产权的集中空调产品。中国已经成为除日本外的第二大吸收式制冷机的生产国。2离心机电力约克、开利、特灵和麦克维尔特点是采用水冷和通常大于800kw的大型机组3螺杆机电力日立、大金、约克、特灵、开利、顿汉布什、麦克维尔和吉荣；大连冰山、浙江王牌、上海富田、重庆嘉陵、武汉冷冷机厂具有高性能和低噪音多数是水冷型。但风冷型，特别是风冷热泵机组逐步增长4活塞机电力开利、约克、麦克维尔和其他国内品牌如大连冰山、南京五洲、吉荣和烟台冰轮多数机组的制冷量低于350kw5涡旋式电力只有特灵能提供单台大型的涡旋机组Copeland和Danfoss是中国最大的涡旋压缩机供应商。大多数涡旋压缩机用于单元式空调机14中央空调制冷原理图3715中央空调制冷系统主要通过冷冻水循环，制冷剂循环，冷却水循环三个循环把室内的热量传到室外。压缩机出来的冷媒高温高压的气体，流经冷凝器，降温降压，冷凝器通过冷却水系统将热量带到冷却塔排出，冷媒继续流经节流装置，成为低温低压液体，流经蒸发器，吸热，再经压缩。在蒸发器的两端接有冷冻水循环系统，制冷剂在此处吸收热量使冷冻水降温，然后流到用户端，再经风机盘管进行热交换，将冷风吹出。中央空调系统的组成及原理冷却塔空调箱冷冻机空气空气冷冻水冷却水热量环境新鲜空气冷热源系统水系统风系统控制系统中央空调系统的组成及原理水系统2.中央空调系统的组成及原理风系统19制冷剂循环主机部分由压缩机、蒸发器、冷凝器、压缩机及冷媒（制冷剂）等组成，其工作循环过程如下：首先低压气态冷媒被压缩机加压进入冷凝器并逐渐冷凝成高压液体。在冷凝过程中冷媒会释放出大量热能，这部分热能被冷凝器中的冷却水吸收并送到室外的冷却塔上，最终释放到大气中去。随后冷凝器中的高压液态冷媒在流经蒸发器前的节流降压装置时，因为压力的突变而气化，形成气液混合物进入蒸发器。冷媒在蒸发器中不断气化，同时会吸收冷冻水中的热量使其达到较低温度。最后，蒸发器中气化后的冷媒又变成了低压气体，重新进入了压缩机，如此循环往复。20冷却水循环由冷却泵、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，降低温度后再送回主机冷凝器（回水）。冷水流过需要降温的生产设备（常称换热设备，如换热器、冷凝器、反应器），使其降温，而冷水温度上升。冷却水系统分为直流冷却水系统和循环冷却水系统。如果冷水降温生产设备后即排放，此时冷水只用一次，称直流冷却水系统；使升温冷水流过冷却设备使水温回降，用泵送回生产设备再次使用，称循环冷却水系统。21冷却塔冷却塔通过热水在塔内喷淋，与周围空气进行热交换（包括显热交换和水蒸发引进的潜热交换），使水的温度降低。22冷冻水循环由冷冻泵、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），进入空调末端设备进行热交换，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。水泵冷却水泵冷冻水泵使冷水或热水循环于主机和末端设备之间。使冷却水循环于主机和冷却塔之间。卧式离心泵管道泵26末端系统一、末端设备1、风机盘管风机盘管是中央空调系统使用最广的末端设备，风机盘管的全称为中中央空调风机盘管机组。主要由电机和冷疑管及接水盘构成。电机的作用:将风从进水口吹到冷疑管.风再从出水口出来就是冷风了。冷疑管的作用:将中央空调主机上面的冷水在里面流通。接水盘的作用:接从冷疑管旁边蒸发出来的水份,再经排水管流走。27风机盘管种类卧式暗装(带回风箱)风机盘管。卧式明装风机盘管。立式暗装风及盘管。立式明装风机盘管。卡式二出风风机盘管。卡式四出风风机盘管。壁挂式风机盘管。28末端系统2、新风机组（MAU）MAU是提供新鲜空气的一种空气调节设备。功能上按使用环境的要求可以达到恒温恒湿或者单纯提供新鲜空气。工作原理是在室外抽取新鲜空气经过除尘、除湿（或加湿）、降温（或升温）等处理后通过风机送到室内，在进入室内空间时替换室内的原有空气。新风机组立式风柜吊顶式风柜32MAU机组图进风段初效过滤段表冷段挡水段热水加热段加湿段风机段均流段中效过滤段出风段33末端系统（续）3、组合式空调机组(AHU)组合式空调机组是由各种空气处理功能段组装而成的一种空气处理设备。组合式空调器实例组合式空调机组送风竖井送风高压静电除尘器控制柜无纺布可冲洗初效过滤器高压静电中效除尘段空气防霜电加热器加热段、表冷段消声段空气湿度传感器可旋转清洗喷管蒸汽加湿水质软化设备棉滤纸一次性初效过滤段紫外线灭菌段电加热蒸汽加湿及设备送风机段新风36末端系统4、新风交换机是一种含有全热交换芯体的新风、排风换气设备。一方面把室内污浊的空气排出室外，另一方面把室外新鲜的空气经过杀菌，消毒、过滤等措施后，再输入到室内，在空气交换的过程中采用先进的热交换技术，从而达到能量回收的功能，减少室内的能量损耗让房间里每时每刻都是新鲜干净的空气。37末端系统新风交换机功能：1、新风交换，送入室外新鲜空气，排出室内污浊空气。2、吸附---机内储有活性炭，能有效清除二氧化硫、一氧化碳、氨、甲醛、二氧化碳等有害气体3、杀菌---负离子杀菌，浓度达到104-106个/立方,可以杀除空气中的病毒、细菌、螨虫等有害生物。4、环保节能---采用高效热交换装置，空气交换过程中，室内的热能和冷能不会排到室外，热交换率达到72%。5、保持湿度---在空气交换的同时，热交换器内的纤维保留室内水份，通过新鲜空气带入室内，使室内保持适宜的湿度!热回收新风机39板式换热器原理板式换热器是由许多波纹形的传热板片，按一定的间隔，通过橡胶垫片压紧组成的可拆卸的换热设备。板片组装时，两组交替排列，板与板之间用粘结剂把橡胶密封板条固定好，其作用是防止流体泄漏并使两板之间形成狭窄的网形流道，换热板片压成各种波纹形，以增加换热板片面积和刚性，并能使流体在低流速下形成湍流，以达到强化传热的效果。板上的四个角孔，形成了流体的分配管和泄集管，两种换热介质分别流入各自流道，形成逆流或并流通过每个板片进行热量的交换。4041板式换热器板式换热器的特点：（1）体积小，占地面积少；（2）传热效率高；（3）组装灵活；（4）金属消耗量低；（5）热损失小；（6）拆卸、清洗、检修方便；（7）板式换热器缺点是密封周边较长，容易泄漏，使用温度只能低于150oC，承受压差较小，处理量较小，一旦发现板片结垢必须拆开清洗。作用：调节、关断水流。水阀蝶阀球阀闸阀截止阀水阀平衡阀止回阀46空调常用单位换算功与能量的关系能量=功×时间1焦耳（j）=1瓦（w）×1秒（s）（1）能量单位：国制：j、kj；英制：cal、kcal1j=0.2388cal(2)功率单位：国制：w、kw；英制：kcal/h(大卡）1kcal/h=1.163w1kw=860kcal/h习惯上的常用单位：马力（匹）HP、冷吨RT1HP=735w1RT=3.516kw=3024kcal/h47空调常用单位换算说明：1、冷吨：是一个英制的制冷量单位。1冷吨就是在24小时内冻结1吨0℃的水变成0℃的冰，所需要的冷量。美国是采用2000磅（907.2kg)作为一吨。因此1美国冷吨=12659kj/h；即：1RT=3.516kw2、匹与制冷量的关系在小型空调工程中1HP指给压缩机输入735W的功率所能产生的制冷量。与一般的功率单位匹意义是不一样的。这里的1HP是根据能效比算出来的。日本一般认为空调压缩机的能效比平均为3.4，则输入735W的电能所产生的制冷量为2500W。因此可以说1HP空调的制冷量相当于2500W的制冷量。小1匹一般为2200W，大1匹一般为2800W。机房勘察现场流程•1、主机（是否变频）——数量冷量两器流量进出水温功率名牌拍照•2、水泵（是否变频）——分清冷冻水和冷却水数量流量扬程功率名牌拍照•3、查管路确认一次泵还是二次泵记录水管手动阀门处直径•4、询问冷却塔或地源情况，回水温度等•5、询问制冷期加减载情况耗电情况最好可以提供日常记录•6、如果已有自控，询问控制原理及界面展示(拍照)•7、询问机房连接末端业态，业态用冷需求。48