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中央空调系统知识 工程部七月份培训2011 7 目录 第一部分中央空调基础知识一 有关空调的基础知识二 中央空调工作原理第二部分中央空调方案设计基础知识介绍一 末端设备选型二 空调水系统设计三 空调风系统设计第三部分中央空调工程造价第四部分中央空调施工简介 第一部分中央空调基础知识 一 有关中央空调的基础知识1 空调专业的基本概念1 1什么是空调 答 对空气进行适当的处理 使室内空气的温度 相对湿度 压力 洁净度和气流速度等参数能保持在一定范围内 这种制造室内气候环境的技术措施 称为空气调节 简称空调 1 2空气调节的任务 答 在一定的范围内保持室内的温度和相对湿度 是空调最基本的任务 空调环境要求的最佳温度和最佳相对湿度 分别称为温度基数和相对湿度基数 空调环境允许的温度和相对湿度的波动值 称为空调精度 舒适性空调对空调精度无严格的规定 工艺性空调 净化性空调对空调精度则有明确规定 1 3什么是制冷剂 其工作原理是什么 答 在被冷却对象和环境介质之间传递热量 并最终把热量从被冷却对象传给环境介质的制冷机中进行制冷循环的工作物质 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 1 4什么是载冷剂 其工作原理是什么 答 将制冷装置的制冷量传递给被冷却介质的媒介物质 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 1 5什么是动压 静压 全压 答 在选择空调或风机时 常常会遇到静压 动压 全压这三个概念 根据流体力学知识 流体作用在单位面积上所垂直力称为压力 当空气沿风管内壁流动时 其压力可分为静压 动压和全压 单位是mmHg或kg m2或Pa 我国的法定单位是Pa 静压 Pi 由于空气分子不规则运动而撞击于管壁上产生的压力称为静压 动压 Pb 指空气流动时产生的压力 只要风管内空气流动就具有一定的动压 其值永远是正的 全压 Pq 全压是静压和动压的代数和 Pq Pi十Pb全压代表lm3气体所具有的总能量 若以大气压为计算的起点 它可以是正值 亦可以是负值 2 空调的分类2 1按照使用目的 空调可分为哪几类 舒适空调 要求温度适宜 环境舒适 对温湿度的调节精度无严格要求 用于住房 办公室 影剧院 商场 体育馆 汽车 船舶 飞机等 工艺空调 对温度有一定的调节精度要求 另外空气的洁净度也要有较高的要求 用于电子器件生产车间 精密仪器生产车间 计算机房 生物实验室等 2 2按照空气处理方式 可分为哪几类 集中式 中央 空调 空气处理设备集中在中央空调室里 处理过的空气通过风管送至各房间的空调系统 适用于面积大 房间集中 各房间热湿负荷比较接近的场所选用 如宾馆 办公楼 船舶 工厂等 系统维修管理方便 设备的消声隔振比较容易解决 半集中式空调 既有中央空调又有处理空气的末端装置的空调系统 这种系统比较复杂 可以达到较高的调节精度 适用于对空气精度有较高要求的车间和实验室等 局部式空调 每个房间都有各自的设备处理空气的空调 空调器可直接装在房间里或装在邻近房间里 就地处理空气 适用于面积小 房间分散 热湿负荷相差大的场合 如办公室 机房 家庭等 其设备可以是单台独立式空调相组 如窗式 分体式空调器等 也可以是由管道集中给冷热水的风机盘管式空调器组成的系统 各房间按需要调节本室的温度 2 3按照制冷量可分为哪几类 大型空调机组 如卧式组装淋水式 表冷式空调机组 应用于大车间 电影院等 中型空调机组 如冷水机组和柜式空调机等 应用于小车间 机房 会场 餐厅等 小型空调机组 如窗式 分体式空调器 用于办公室 家庭 招待所等 2 4按新风量的多少来分 空调可以分为哪几类 直流式系统 空调器处理的空气为全新风 送到各房间进热湿交换后全部排放到室外 没有回风管 这种系统卫生条件好 能耗大 经济性差 用于有有害气体产生的车间 实验室等 闭式系统 空调系统处理的空气全部再循环 不补充新风的系统 系统能耗小 卫生条件差 需要对空气中氧气再生和备有二氧化碳吸式装置 如用于地下建筑及潜艇的空调等 混合式系统 空调器处理的空气由回风和新风混合而成 它兼有直流式和闭式的优点 应用比较普遍 如宾馆 剧场等场所的空调系统 按送风速度分 高速系统 主风道风速20 30m s 低速系统 主风道风速12m s以下 3 有关空调的常用术语3 1名义制冷量 答 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 就叫名义制冷量 3 2名义制热量 答 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 3 3能效比 EER COOLING 答 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 2500W至多4500W空调的能效比标准值为2 70 3 4性能参数 COP HEATING 答 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 4 常用空调计量单位及换算 一千瓦 KW 860大卡 Kcal h 一大卡 Kcal h 1 163瓦 w 1冷吨 USRT 3024大卡 Kcal h 1冷吨 USRT 3517瓦 W 5 几种常见空调主机形式 1 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 2 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 3 模块机在VRV系统的基础上发展热来 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 4 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 5 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 6 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 7 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 二 中央空调工作原理 1 压缩式空调制冷工作原理 答 空调在作制冷运行时 低温低压的制冷剂气体被压缩机吸入后加压变成高温高压的制冷剂气体 高温高压的制冷剂气体在室外换热器中放热 通过冷凝器冷凝 变成中温高压的液体 热量通过室外循环空气带走 中温高压的液体再经过节流部件节流降压后变为低温低压的液体 低温低压的液体制冷剂在室内换热器中吸热蒸发后变为低温低压的气体 室内空气经过换热器表面被冷却降温 达到使室内温度下降的目的 低温低压的制冷剂气体再被压缩机吸入 如此循环 流程图 2 空调系统组成部分空调系统有四大件 它们是压缩机 冷凝器 蒸发器和节流部件 2 1压缩机知识简介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 压缩机分类 根据蒸气的原理 压缩机可分为容积型和速度型两种基本类型 根据压缩方式 容积型压缩机可分为活塞式和回转式两大类 回转式又可分为滚动活塞式 滑片式 单螺杆式 双螺杆式 涡旋式 速度型压缩机有离心式 从压缩机结构上来看 又可将压缩机分为开启式 半封闭式和全封闭式 开启式压缩机的主轴伸出机体外 通过传动装置 传动带或联轴节 与原动机相连接 在伸出部分必须有轴封装置 使主轴和机体间密封来防止制冷剂泄露 封闭式压缩机的结构是将电动机和压缩机连成整体 装在同一机体内 因而可以取消轴封装置 避免了泄漏制冷剂的可能 这样 电动机便处于四周是制冷剂的环境中 称为内装式电动机 封闭式压缩机又可分为半封闭和全封闭两种型式 半封闭式的机体用螺栓连接 因此和开启式一样可以拆开维修 全封闭式的机体则装在一个焊接起来的外壳中 无法拆开维修 2 2换热器知识简介根据在空调上的作用不同 换热器可分为冷凝器和蒸发器 现在就冷凝器和蒸发器的分类和区别述说一下 1 冷凝器 冷凝器的作用是将压缩机排出的高温高压的制冷剂过热蒸汽冷却成液体或气液混合物 制冷剂在冷凝器种放出的热量由冷却介质 水或空气 带走 冷凝器按其冷却介质和冷却的方式 可以分为水冷式 空气冷却式 水和空气混合冷却式三种类型 水冷式冷凝器冷凝器中制冷剂的热量被冷却水带走 冷却水可以一次流过 也可以循环使用 当循环使用时 需设置冷却塔或冷却水池 水冷式冷凝器分为壳管式 套管式 板式 螺旋板式等几种类型 空气冷却式冷凝器冷凝器中制冷剂放出的热量被空气带走 制冷剂在管内冷凝 这种冷凝器中有自然对流空气冷却式冷凝器和强制对流空气冷却式冷凝器 通常 空气冷却式冷凝器也叫风冷冷凝器 水和空气联合冷却式冷凝器冷凝器中制冷剂放出的热量同时由冷却水和空气带走 冷却水在管外喷淋蒸发时 吸收气化潜热 使管内制冷剂冷却和冷凝 因此耗水量少 这类冷凝器中有淋水式冷凝器和蒸发式冷凝器两种类型 2 蒸发器 蒸发器的作用是利用液态低温制冷剂在低压下易蒸发 转变为蒸气并吸收被冷却介质的热量 达到制冷目的 2 3节流结构知识简介节流部件 节流部件是制冷系统不可缺少的四大部件之一 它的作用是使冷凝器出来的高压 2 4气液分离器知识简介在蒸发器中 由于液体在蒸发器中蒸发 由液体变为气体的过程 由于考虑负荷的变化 可能会有一部分的制冷剂未全部蒸发 而会直接进入到压缩机 由于液体的不可压缩性 所以在未进入压缩机之前 首先要通过气液分离器 以确保进入压缩机全部为汽体 保证压缩机能正常的运转 2 5储液器知识简介制冷系统中的高压储液器 也称储液筒 是装在冷凝器和膨胀阀之间的 它的功能可归纳为以几个方面 储存冷凝器的凝液避免凝液在冷凝器中积存过多而使传热面积变小 影响冷凝器的传热效果 适应蒸发器的负荷变动对供应量的需求在蒸发负荷增大时 供应量也增大 由储液器的存液补给 负荷变小时 需要液量也变小 多余的液体储存在储液罐里 作为系统中高低压侧之间的液封因为出液管是插在液面下 故可防止高压侧的蒸汽和不凝性的气体进入低压侧 同时 储液器也起到过滤和消音的作用 2 6油气分离器知识简介油气分离器安装在压缩机和冷凝器之间 它的工作原理为 压缩机的排气是氟里昂和润滑油的混合气体 通过油分离器的较大的腔体减速 雾状的油就会聚集在冲击的表面上 当聚集成较大的油滴后 流向油分离器的底部 并通过回油装置返回压缩机 2 7四通换向阀知识简介四通换向阀适用于中央空调 单元式空调器等热泵型空调系统 它被用来切换制冷工质的流通路径 以达到制冷和制热的目的 2 8水泵知识简介水泵 是用于加速水流动的工具 以达到加强水在换热器中换热的效果 2 9膨胀水箱的作用 1 因温度变化而引起水的体积变化 膨胀水箱用来贮存这部分膨胀水 2 对系统起稳压定压的作用 3 能给系统补偿部分水 2 10冷却塔知识简介冷却塔的作用