中央空调相关知识

目录第一部分中央空调概述第一章中央空调概述第二章中央空调有关术语第三章中央空调机组分类第四章蒸气压缩机制冷原理第二部分中央空调知识及方案设计第一章建筑物空调负荷估算1.1室内、外空气的空调设计参数1.2空调房间的冷负荷1.3空调房间的湿负荷1.4建筑物空调房间冷、热负荷估算第二章中央空调工程系统设计2.1空调系统的分类2.2常用空调系统的比较2.3风系统设计原则2.4风机盘管加新风空调系统2.5全空气集中式单风道空调系统2.6中央空调的水系统及管网第一章中央空调概述中央空调与现代建筑、工农业生产息息相关。尤其是现代建筑，中央空调已是不可缺少的设施之一。通常我们所说的中央空调是指中央空调机组、空气处理末端及控制等设备组成的空调系统。中央空调系统的功能是对一个建筑物（群），以集中、半集中的方式对空调区域的空气进行净化（或纯化）、冷却（或加热）、加湿（或除湿）等处理，创造出一个生活或生产工艺标准所需的环境（其中包括温度、湿度、洁净度和新鲜度）。常规的中央空调应包括如下部分：1、中央空调机组：其功能是提供空气调节所需要的冷（热）水源。按制冷方式划分有电制冷与热制冷。电制冷机组有：活塞式冷（热）水机组、离心式冷水机组、螺杆式冷（热）水机组。热制冷机组有：直燃型溴化锂吸收式冷（热）水机组。2、空气处理末端设备：其功能是对空气进行降温、加热、加湿、除湿以及净化过滤等。常规设备有风机盘管、风柜、组合式空调机组、新风机组等。3、风管系统：其功能是引入室外新风、输送处理过的空气到各空调区域或把待处理的空气输送到空气处理末端设备。常规设备有各类送风口和通风机等。4、空调水系统：其功能是把机组冷冻水输送到空气处理设备或末端的水力管路系统，对于冷水机组来说，还有把机组热量输送到冷却塔的冷却水系统，输送冷冻水或冷却水的动力设备是水泵。5、控制系统：其功能是在空调系统运行中，对机组、空气处理设备与口条过程进行人工或自动调节与监控。常规控制装置包括传感元件、执行与调节机构。中央空调系统的设计、安装是一个专业强的行业。对于一个中央空调工程，只有通过正确的热负荷计算设计、水力管路设计、合理选择机组、末端与控制等，规范安装，科学运行管理，才能达到满意的空调效果。第二章中央空调常用术语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，使室内的温度、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允许时（热泵辅助电加热应同时运行）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体。制冷机借助制冷剂的状态变化，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，以达到连续制冷的目的。8、风机盘管：集中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）时与管外空气换热，使空气降温。风机盘管属于空气处理冷却设备。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，与水冷机组相对的称为风冷机组，风冷机组的冷凝器由与室外空气的强制通风换热达到制冷目的。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冷却水，都是经过冷却塔冷却后循环使用的。11、VRV系统：是VariableRefrigerantVolume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，将制冷管道集中进入一个管道系统，可以方便得根据室内机的容量的匹配，对室内机的合适的容量从122.5KW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%至130%内调节。12、模块机在VRV系统的基础上发展起来，在1985年，由澳大利亚捷风集团发明并申请专利。它将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，实现灵活组合而此得名。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、辅助设备急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至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、蒸发器以及自控元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、运转平稳等优点，因而获得了广泛的应用，其单机制冷量从150至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至5800KW，适用于中型、大型、特大型工程。常见功率单位换算：1HP=0.735KWHP：马力，匹1Kcal/h=1.163WKcal/h：大卡1KW=860Kcal/hKW：千瓦1USRT=3.5KWUSRT美国冷吨第三章中央空调机组分类中央空调机组是中央空调系统的核心部分。合理选择机组，对于一个中央空调项目来说至关重要。就冷（热）水机组的制冷方式和结构分类，可划分为以下几种类型：第四章蒸气压缩式制冷原理中央空调冷（热）水机组蒸汽压缩机制冷机溴化锂吸收式制冷机活塞式冷水机组离心式冷水机组螺杆式冷水机组模块式冷水机组开启式冷水机组半封闭式冷水机组全封闭式冷水机组R22冷水机组R123冷水机组R134a冷水机组水冷开式冷水机组风冷半封闭冷水机组风冷半封闭冷热水机组水冷冷水机组风冷冷水机组风冷冷热水机组水冷半封闭冷水机组风冷半封闭式冷水机组风冷半封闭式冷水机组水冷半封闭冷水机组风冷全封闭冷水机组风冷全封闭冷热水机组以模块式风冷冷（热）水机组为例，来说明蒸气压缩式制冷循环的工作原理。制冷循环：压缩机吸入蒸发器中的低压过热制冷剂蒸汽，经压缩机压缩成高温高压的过热蒸汽，在冷凝器（风冷式换热器）中向环境散热。从而冷凝成饱和或过冷的制冷剂液体，经膨胀阀节流降压流入蒸发器（板式换热器），吸收冷媒水的热量汽化后，再被压缩机吸入压缩，开始了新的循环。这样，经蒸发器的冷媒水被冷却，从而被送入空调区域。热泵循环：通过四通换向阀，使制冷剂流向相反。经压缩机压缩的高温高压制冷剂蒸汽经四通阀直接排入板式换热器中向冷媒水放出热量，从而产生制热效果，被冷凝后的制冷剂液体流经膨胀阀节流降压，在风冷式换热器中吸收环境的热量而蒸发，再吸入压缩机压缩构成热泵循环。第二部分中央空调知识及方案设计第一章建筑物空调负荷估算1.1室内、外空气的空调设计参数在我国的“采暖通风与空气调节设计规范”中规定，舒适性空调的室内设计参数为：夏季：温度24～28℃相对湿度40%～65%风速≯0.3m/s冬季：温度18～22℃相对湿度40%～60%风速≯0.2m/s选用室内设计参数关系到空调耗能量，按日本统计结果，改变室内设计参数的节能效果如表所示。室内设计参数改变的节能效果夏季（kw/m2.年）冬季（kw/m2.年）室内温度242628222018新风负荷231712.232.621.713.5其它25.8238.76.65.14.0总计48.84030.939.226.817.5节约率（%）01836.6031.6551.1.1、室外空气的空调设计参数室外空气参数对空调设计而言，主要从两个方面影响系统的设计容量：①、由于室内外存在温差通过建筑围护结构的传热量②、空调系统采用的新鲜空气量在状态不同于室内空气状态时，需要花一定的能量将其处理到室内空气状态。我国《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19—87中规定选择下列统计值作为室外空气设计参数：1、采用历年平均不保证1天的日平均温度作为冬季空调室外空气计算温度；2、采用历年最冷月平均相对湿度作为冬季空调室外空气计算相对湿度；3、采用历年平均不保证50小时的干球温度作为夏季空调室外空气计算干球温度；4、采用历年平均不保证50小时的湿球温度作为夏季空调室外空气计算湿球温度；5、采用历年平均不保证5天的日平均温度作为夏季空调室外空气计算日平均温度；我国主要城市的室外空气气象参数见相关手册1.1.2、室内空气的空调设计参数室内空气参数的确定主要取决于对舒适性的要求，并考虑地区、经济条件和尽可能节能等因素。民用与公共建筑内空调房间的室内空气参数建筑类别房间类型夏季冬季备注温度（℃）相对湿度温度（℃）相对湿度住宅卧室与起居室26~2845~6518~20≥30设计见规范GBJ96-86旅馆客房24~2750~6518~2240~50GB50189-93JGJ62-90宴会厅、餐厅24~2755~6518~2240~50娱乐厅25~2740~6018~2040~50大厅、休息室26~2850~6516~1840~50服务部门医院病房25~2745~6518~2240~55特殊病房有空气净化要求有空气净化要求防静电JGJ49-88手术室、产房25~2740~6022~2640~60检查室诊断室27~2740~6018~2240~60办公室一般办公室26~286518~20≥30JGJ67-89高级办公室24~2740~6020~2240~60会议室25~276516~18≥30计算机房25~2745~6516~18≥30影剧院观众厅26~28≤6516~18≥35JGJ57—88JGJ58--88舞台25~27≤6516~20≥35化妆25~27≤6018~22≥35休息室28~30≤6516~18学校教室26~28≤6516~18GBJ99-86礼堂26~28≤6516~20实验室25~27≤6516~20图书馆阅览室26~2845~6516~18≥30JGJ38-87博物馆展厅26~2845~6016~1840~50JGJ66-91美术馆珍藏、贮放室22~2445~6012~1645~60重要艺术品收藏库要求全年恒温恒湿1.2、空调房间的冷负荷空调房间的冷负荷包括：①建筑围护结构传入室内热量（太阳辐射进入的热和室内外空气温差经围护结构传入的热量）形成的冷负荷；②人体散热形成的冷负荷；③灯光照明散热形成的冷负荷；④设备散热形成的冷负荷；⑤食物散热形成的冷负荷；⑥空气渗透带入室内的冷负荷。以上冷负荷的计算可参见相关设计手册1.3、空调房间的湿负荷空调房间内的散湿量有人体散湿、敞开水面蒸发散湿等。①人体散湿量W=0.001nn/g㎏/h式中g---成年男子的小时散湿量g/hn---室内总人数，n---群集系数②敞开