中央空调系统基础知识讲座

中央空调系统基础知识讲座本讲座主要内容一、概述二、制冷工作原理三、空调系统常用术语四、空调系统及制冷主机分类五、中央空调系统设计第一讲概述概述1、什么是建筑的环境？2、什么是空调？建筑与建筑环境建筑与建筑环境1、建筑：由围护结构构成的人类在其中生活与工作场所。2、建筑环境：建筑场内冷、暖、湿度、空气洁净度、空气流速声、光等组成。3、环境作用起作用于人类的健康、寿命、工作效率、产品质量、科研开发等建筑与建筑环境4、对环境的要求舒适性：温湿度宜人，空气清新，光照柔和，宁静舒适。工艺性：生产与科学实验，恒温：标准量具生产；恒湿：纺织；恒温恒湿：合成纤维生产；洁净：电子工业、生物工程；无菌：医药，医疗。空气调节空气调节（AirConditioning）——简称空调定义：用来对房间或空间内的温度、湿度、洁净度和空度流动速度进行调节，并提供足够量的新鲜空气的建筑环境控制系统。空气调节空调的任务：向室内提供冷量、热量、加湿或减湿，稀释室内的污染物，保证室内具有适宜的冷热舒适条件和良好的空气品质。空调工作原理：当室内得到热量或失去热量时，从室内取走热量或向室内补充热量，当室内得到湿量或失去湿量时，从室内排走湿量或补充湿量，当有污染气体时，排走污染空气，补入等量的清洁空气。需要记住什么？1、建筑环境的概念2、空调的定义、任务、原理本章结束！谢谢！第二讲制冷工作原理制冷工作原理1、空调主机怎么能源源不断的制取冷量呢？2、空调主机由哪几部分构成的呢？是怎么工作的呢？各部分都是起什么样的作用呢？3、空调在冬季是怎么产生热量的？为什么室外温度低制热效果却不好呢？放热吸热放热吸热热力学小知识固体液体气体气体液体固体找到一种可以在室温下吸热气化的物质？氟利昂R22的特性蒸发（气化）温度低空调机组中8~12℃冷凝（液化）温度高空调机组中40~45℃制冷工作原理压缩机将低压的制冷剂（氟利昂）气体压缩成高温高压的制冷剂气体进入冷凝器后，通过冷却系统（水冷或风冷）冷却变为中温高压的液体，经过节流装置（膨胀阀），再变为低温低压的制冷剂气体，通过蒸发器，在低压下蒸发，此过程中，制冷剂将吸收热量，产生冷气。通过上述循环，将封闭环境的空气进行冷却降温。制冷工作原理冷凝器室内室外蒸发器低温低压气体8-12℃低温低压液体6-8℃高温高压气体90-110℃中温高压液体40-45℃制热工作原理蒸发器室内室外冷凝器低温低压气体低温低压液体高温高压气体中温高压液体制冷部件—压缩机消耗一定的外界功，将蒸发器内的氟利昂蒸汽吸入，并压缩到冷凝压力后，排入冷凝器中制冷部件—蒸发器制冷剂吸收被冷却介质（冷冻水）的热量后，由液态转变为气态制冷部件—冷凝器制冷剂向外界散热，由气态转变为液态制冷部件—节流装置冷凝后的高压液体经节流机构后，变为低压液体毛细管膨胀阀辅助部件—四通换向阀（热泵机组）制冷和制热切换辅助部件—储液器平衡和稳定系统内的制冷剂循环量一般设置在冷凝器和节流元件之间冷水机组工作简述属于二次换热设备，在冷水机组内的工作原理与家用空调类似，只是在制冷剂蒸发侧不同。家用空调是直接将冷量交换给了需要处理的空气，而冷水机组是将冷量交换给循环水。循环水泵将被冷却了的水送到需要进行空气调节的房间内的风机盘管，通过风机盘管将冷量传送给空气。冷冻水系统主要由循环水泵、补水装置、膨胀水箱、排气阀、循环水管、风机盘管等末端设备部件组成：溴化锂吸收式机组工作原理溴化锂吸收式机组工作原理蒸汽压缩式制冷机的工作循环由压缩、冷凝、节流、蒸发四个基本过程组成。吸收式制冷机的基本工作过程实际上也是这四个过程，不过在压缩过程中，蒸汽不是利用压缩机的机械压缩，而是使用另一种方法完成的。如图2—1所示，由蒸发器出来的低压制冷剂蒸汽先进人吸收器，成在吸收器中用一种液态吸收剂来吸收，以维持蒸发器内的低压，在吸收的过程中要放出大量的溶解热。热量由管内冷却水或其他冷却介质带走，然后用溶液泵将这一由吸收剂与制冷剂混合而成的溶液送人发生器。溶液在发生器中被管内蒸汽或其他热源加热，提高了温度，制冷剂蒸汽又重新蒸发析出。此时，压力显然比吸收器中的压力高，成为高压蒸汽进入冷凝器冷凝。冷凝液经节流减压后进入蒸发器进行蒸发吸热，而冷(媒)水(或称冷冻水)降温实现了制冷。发生器中剩下的吸收剂又回到吸收器，继续循环。由上可知吸收式制冷机是以发生器、吸收器、溶液泵代替了压缩机。需要记住什么？1、制冷工作原理2、空调机组制热的原理3、空调机组的主要部件及作用本章结束！谢谢！第三讲空调系统常用术语基本术语名义制冷量W、kW、kcal/h、Btu/h、USRT名义制热量同上消耗功率W、kW能效比（EER、COP）循环风量（名义风量）m3/h基本术语能效比定义：在额定工况和规定条件下，空调进行制冷运行时实际制冷量与实际输入功率之比。意义：一个综合性指标，反映了单位输入功率在空调运行过程中转换成的制冷量。空调能效比越大，在制冷量相等时节省的电能就越多。制冷能效比EER和制热能效比COP：(1)空调器的能效比，就是名义制冷量(制热量)与运行功率之比，即EER和COP。基本术语(2)EER是空调器的制冷性能系数，也称能效比，表示空调器的单位功率制冷量。(3)COP是空调器的制热性能系数，表示空调器的单位功率制热量。(4)数学表达式为：EER=制冷量/制冷消耗功率COP=制热量/制热消耗功率(5)EER和COP越高，空调器能耗越小，性能比越高。常用单位风量、流量m3/h、m3/s、l/s压力、扬程Pa、kPa、MPa、bar负荷、制冷量、功率W、kW、kcal/h、Btu/h、USRT、匹1kg纯水温度升高或降低1摄氏度，所吸收或放出的热量为1kcal，即1kcal＝4.1868kJ常用空调计量单位及换算1bar=105Pa=0.1MPa=1.02kg/cm21kW=860kcal／h1kcal／h＝1.163W，1W＝0.8598kcal／h；1Btu／h＝0.2931W，1W＝3.412Btu／h；1USRT＝3.517kW，1kW＝0.28434USRT；1kcal／h＝3.968Btu／h，1Btu／h＝0.252kcal／h；1USRT＝3024kcal／h，10000kcal／h＝3.3069USRT；1匹＝0.735kwxcop本章结束！谢谢！第四讲空调系统及制冷主机分类空调系统的分类按承担热负荷，冷负荷和湿负荷的介质分类分为五大类（1）全水系统：——系统中全部用水承担室内的冷、热负荷，介质为热水时，向室内提供热量，如热水供暖，为冷水时，（常称冷冻水）向室内提供冷量，承担室内冷负荷和湿负荷，风机盘管系统。（2）蒸汽系统：——以蒸汽为介质向建筑物供应热量，蒸汽供暖系统，暖风机系统，也可用于空气处理机中加热，加湿空气，加热全水系统的水，热水供应的水。空调系统的分类按承担热负荷，冷负荷和湿负荷的介质分类（3）全空气系统——以空气为介质，向室内提供热量或冷量。如全空气空调系统，向室内提供处理后冷空气以除去室内显热冷负荷和潜热冷负荷。（4）空气－水系统——以空气和水为介质，共同承担室内负荷。风机盘管+新风系统（5）冷剂系统——以制冷剂为介质，直接对室内空气进行冷却去湿或加热，又称机组式系统。空调系统的分类按空气处理设备的集中程度分类分为三大类（1）集中式系统——空气集中于机房内进行处理（冷却，加热去湿加湿过滤等）房间内只有空气分配装置，全空气系统大部分高于集中式系统，机组式中，若采用大型带制冷机的空调机也属集中式，要占用机房面积，控制管理比较方便。（2）半集中式系统——对空气的处理的设备分设在各个被调节和控制的房间内，又集中部分处理设备，冷热水制备，新风集中处理。全水系统，空气-水系统，水环热泵系统、变制冷剂流量系统、都属这类系统。空调系统的分类按空气处理设备的集中程度分类特点：占用机房少，易满足房间各自温湿度控制要求，管理维修的不方便，有风机的有噪音。（3）分散式系统——热湿处理设备全部分散于各房间内，分体空调电暖器，窗式空调。特点：不需专用机房，空气、水系统，维修管理不变，不美观，效率较低有噪音。空调系统的分类按用途分类（两类）（1）舒适性空调——保证创造舒适健康环境的空调系统，民用建筑，商用建筑，公共建筑，住宅，办公楼等见教材/特点：温度、湿度精度要求不高。（2）工艺性空调——为生产工艺过程和科学实验创造必要环境条件的空调系统。特点：按工艺类型不同，功能，系统形式的差别很大，精度有时要求较高。电子：含尘浓度组织：相对湿度计量室：温度医药：无菌制冷主机的分类冷凝方式：水冷、风冷、井水、地热压缩机形式：活塞式、螺杆式、涡旋式根据冷凝方式及压缩机形式的不同搭配，常用主机形式如下：水冷螺杆式风冷螺杆式水冷涡旋式风冷涡旋式水源热泵机组地源热泵机组……本章结束！谢谢！第五讲中央空调系统设计中央空调系统设计主要介绍常规中央空调系统设备的设计选型1.水冷冷水机组空调系统2.风冷冷水机组空调系统水冷冷水机组空调系统主要设备有（1）水冷螺杆冷水机组（2）冷却塔（3）冷冻水泵（4）冷却水泵（5）补水泵（6）电子水处理仪或全自动软化水处理装置（7）水过滤器（8）膨胀水箱（9）末端装置（空气处理机组、风机盘管等）水冷螺杆冷水机组水系统流程图1水冷螺杆冷水机组水系统流程图2水冷冷水机组的选择根据建筑的空调面积和房间功能进行空调冷负荷计算统计建筑空调总冷负荷大部分建筑需要考虑房间的同时使用率，一般建筑的同时使用率为70~80%，特殊情况需根据建筑功能和使用情况确定。制冷机冷负荷为建筑空调总冷负荷与同时使用率的乘积。根据计算的制冷机冷负荷即可选择制冷主机。制冷主机台数可根据建筑业主和建筑所备机房情况进行确定建筑物冷负荷估算指标建筑物冷负荷W/m2逗留者m2/人照明W/m2送风量l/sm2显冷负荷总冷负荷办公室中部区659510605周边11016010606个人办公室16024015608会议室1852703609学校教室1301902.5409图书馆1301906309自助餐厅1502601.53010公寓高层，南向110160102010高层，北向8013010209戏院、大会堂11026012012实验室150230105010图书馆、博物馆9515010408医院手术室1103806208公共场所5015010308建筑物冷负荷W/m2逗留者m2/人照明W/m2送风量l/sm2显冷负荷总冷负荷卫生所、诊所130200104010理发室、美容院11020045010百货商店地下1502501.54012中间层13022526010上层1102003408药店11021033010零售店1101602.54010精品店11016053010酒吧13026021510餐厅11032021712饭店房间8013010157公共场所11016010158工厂装配室1502603.5459轻工业160260153010水泵的选择1、水泵的主要形式卧式离心泵立式离心泵水泵的选择2、水泵的型号含义SLS200-250叶轮名义直径泵进出口公称直径SLS单级单吸立式离心泵水泵的选择3、水泵的选择步骤冷却水流量：一般按照产品样本提供数值选取，或按照如下公式进行计算，公式中的Q为制冷主机制冷量L(m3/h)=Q(kW)（4.5~5）℃x1.163X(1.15~1.2)冷冻水流量：在没有考虑同时使用率的情况下选定的机组，可根据产品样本提供的数值选用或根据如下公式进行计算。如果考虑了同时使用率，建议用如下公式进行计算。公式中的Q为建筑没有考虑同时使用率情况下的总冷负荷。L(m3/h)=Q(kW)（4.5~5）℃x1.163第一步：水泵流量的确定水泵的选择第二步：水系统水管管径的计算在空调系统中所有水管管径一般按照下述公式进行计算：L(m3/h)0.785x3600xV(m/s)D(m)=公式中：L----所求管段的水流量（第一步已计