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空调基础知识培训 苏晓伟2015 7 30 1 第一章制冷与空调系统 空调即空气调节 airconditioner 是指用人工手段 对建筑 构筑物内环境空气的温度 湿度 洁净度 速度等参数进行调节和控制的过程 根据服务对象的不同可分为舒适性空调和工艺性空调两类 舒适性空调 满足人或其他生物的舒适感要求 工艺性空调 满足工业生产过程或设备运行的要求 同时兼顾人体舒适为了实现空调要求 夏季必须有充足的冷源 而冬季必须有充足的热源 获取空调冷源的过程就是制冷 制冷过程实质就是一物理过程 从低于环境温度的物体 空间 吸取热量 并将热量转移到环境 2 一 热力学常用参数与单位换算 温度 表示物体冷热程度的量度 用温标表示 有摄氏温标 和华氏温标 湿度 表示空气干湿程度的物理量 常用绝对湿度 相对湿度 含湿量表示相对湿度 湿空气的绝对湿度与同温度下饱和湿空气的绝对湿度之比 人体感觉到舒适的相对湿度为40 60 低于会感到干燥 高于会感到湿闷 制冷量 在单位时间从某物体 空间 转移的热量即空调设备从环境中吸取转移的热量 其单位为KJ h能效比 EER COOLING 单位电动机输入功率的制冷量大小 是反映空调器制冷运转时的制冷量与制冷功率之比 单位W W 国家标准规定 2500W空调的能效比标准值2 65 性能参数 COP HEATING 制冷压缩机的性能参数COP值 即 单位轴功率的制冷量 轴功率 压缩机的耗功率 指电动机传至压缩机机轴上的功率 主要包括直接用于压缩空气的所耗功率和克服运动机构的摩擦阻力所耗功率 单位换算 3 6KJ h 1W1P 2500W 制冷量 中央空调四个度温度 湿度 洁净度 舒适度 3 二 制冷及原理由于热量只能自发从高温向低温传递 因此制冷必须消耗能量 电能 热能或太阳能 实现制冷的设备称为制冷机 当前制冷设备有 压缩式制冷和吸收式制冷两大类 压缩式制冷原理压缩式制冷机是根据热力学定律进行逆卡诺循环实现制冷的 原理如下 4 制冷循环 压缩机将制冷工质压缩成高温高压的蒸汽 排出后通过冷凝器冷却使得蒸汽变成高压常温的液体 然后通过膨胀阀节流使得制冷剂的压力和温度都降低 这种低压过冷的液态制冷剂通过蒸发器吸收外界的热量而又变成气态 最后被压缩机吸入 重复第二个循环 系统连续不断运行 蒸发器不断的吸收室内的热量 最终达到制冷 实现降温的目的制热循环 实际循环过程与制冷一致 只是制造时通过四通阀换向 实现制热转换 同时制冷系统设置一些特殊的阀件使得原制冷是蒸发器变成冷凝器 原制冷是冷凝器变成蒸发器 向外界环境吸取热量 5 三 制冷循环中的四大部件1 压缩机 压缩机是整个空调系统的核心 也是系统动力的源泉 整个空调的动力 全部由压缩机来提供 压缩机就相当于把一个实物由低势位搬到高势位地方去 在空调中它的目的就是把低温的气体通过压缩机压缩成高温的气体 最后气体在换热器中和其他的介质进行换热 所以说压缩机的好坏会直接影响到整个空调的效果 制冷压缩机种类和形式很多 根据原理可分容积型和速度型两类 其中容积式是最为普遍的 类似于单车打气筒 压缩机分类 活塞压缩机 涡旋压缩机 螺杆压缩机 离心压缩机 6 2 冷凝器 压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽 使之压力升高后送入冷凝器 在冷凝器中冷凝成压力较高的液体 经节流阀节流后 成为压力较低的液体后 送入蒸发器 在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽 从而完成制冷循环 对某些应用来说 气体必须通过一根长长的管子 通常盘成螺线管 以便让热量散失到四周的空气中 铜之类的导热金属常用于输送蒸气 为提高冷凝器的效率经常在管道上附加散热片以加速散热 散热片是用良导热金属制成的平板 制冷设备利用空气对冷凝器进行冷却的称之为风冷机组 换热器为翅片式制冷设备利用水对冷凝器进行冷却的称之为水冷机组 换热器有壳管式和套管式 板式换热式 7 3 膨胀阀 膨胀阀是制冷循环中的节流机构 它的作用是对进入蒸发器的液态制冷剂进行节流降压 并实现流量控制 热力膨胀阀是一种改进型的自动膨胀阀 膜片或波纹管上的压力来自远距离的感温包的响应 感温包内充有与制冷剂相似的工质 感温包安装在蒸发器的吸气管上 用毛细管与膨胀阀膜片腔室相连 制冷运行时 热力膨胀阀的感温包对吸气管上所在的点的吸气过热度起响应 从而自动调节阀的开启度 使蒸发温度得到自动调节 8 4 蒸发器 蒸发器是制冷装置中的另一种热交换器 液态制冷剂在其中从系统外吸收热量蒸发成其他 从而实现制冷的目的 在制冷系统中蒸发器是产冷部件 也就是我们所说的末端 9 第三章 中央空调系统1 中央空调系统中央空调是指同一建筑物中 对空气进行净化 冷却 或加热 加湿 或除湿 等处理 输送和分配的空调系统 中央空调的作用就是创造一个标准温度 标准湿度 标准洁净度和新鲜度的室内空气环境 以满足生活舒适度或生产工艺性的空调要求 2 中央空调系统的构成 1 主机 冷冻站 安装冷热源设备 2 输送分配系统 水系统和风系统 冷媒分配 3 空调末端装置 空气处理设备 空调机组 风机盘管 新风机组等 4 控制部分 电气控制柜 箱 远程控制器 温控器等 10 2 空调系统按空气处理设备的设置情况分类 11 1 集中式空调系统 是一种把空气集中起来进行处理然后输送分配到各个房间去的一个系统 特点 运行管路方便 处理风量大 服务面积大 但机房占地面积大 风管占用空间大 防火防爆效果不好 不能满足各个房间不同需求 能耗大 适应范围 大商场 影剧院 车间等同时使用比较高的大型场所 12 2 半集中式空调系统 除安装在集中的空气处理器外 在各自空调房间内还安装有处理的末端设备 如 风机盘管 特点 只需新风机房 面积 灵活性大 节能效果好 空调面积不大 可用吊顶新风机组 不占用机房 各个空调房间不会相互污染 并且可满足不同的要求适应范围 酒店和办公楼 13 3 几种常见空调主机形式 一 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 1 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 2 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 14 二 风冷冷冷水机组 水冷式冷水机和风冷式冷水机 他们两者的区别主要在于冷凝器的不同 水冷冷水机的冷凝器主要通过循环冷却水来带走热量 与水冷式不同 风冷式冷水机采用风扇做为散热 通常采用翅片式的冷凝器 翅片其实是指铝片 即将需要换热的部位采用外部安装铝片 以达到高效散热 再通过强力风扇将热气抽出 1 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 2 风冷冷水螺杆机 风冷螺杆和水冷螺杆的区别是一个冷凝器采用翅片式的冷凝器 另一种是管壳式冷凝器 适用于较大冷量的厂房 商场 15 三 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 16 市场分析 2013l冷年上半年 2014冷年上半年主要产品市场占有率对比图 2014冷年上半年主要产品增长率对比图 17 4 各类建筑物空调负荷计算1 什么是空调负荷 为了保持房间一定的温度 需要向房间供应的冷量称为冷负荷 为了补偿房间失去的热量而需向房间供应的热量称为热负荷 为了维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷 2 影响负荷大小的因素有哪些 气候条件使用面积窗的数量 朝向外墙的朝向维护结构隔热效果房间用途房间内的人数用电器散热 18 不同的建筑冷量可按照以下经验值估算 19 1 如何选择制冷主机 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负荷与同时使用率的乘积 根据计算的制冷机冷负荷既可选择制冷主机 制冷主机台数可以根据建筑业主和建筑所备机房情况进行确定 主机形式可以根据业主实际情况或根据工程情况对多种方案进行比较确定 选择最适合该工程的主机形式 20 1 如何选择制冷主机 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负荷与同时使用率的乘积 根据计算的制冷机冷负荷既可选择制冷主机 制冷主机台数可以根据建筑业主和建筑所备机房情况进行确定 主机形式可以根据业主实际情况或根据工程情况对多种方案进行比较确定 选择最适合该工程的主机形式 21 案例 珠海钰海环球金融中心十楼设为办公室 建筑