中央空调基本知识

中央空调基础知识 目录 1 空调的基本概念2 空调的分类3 有关空调的常用术语4 常用空调计量单位及换算5 几种常见空调主机形式6 空调系统制冷系统基础7 负荷计算 空调的基本概念 1 什么是空调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 2 空气调节的任务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 空调的基本概念 3 什么是制冷剂 其工作原理是什么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 常用制冷剂有液氨 R22 R123 R134a R410a R407C R404a 比较节能环保的制冷剂有R134a R410a R404a 我公司大多为R134a R407C 4 什么是载冷剂 其工作原理是什么载冷剂指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 空调的基本概念 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 5 什么是显热对固态 液态或气态的物质加热 只要它的形态不变 则热量加进去后 物质的温度就升高 加进热量的多少在温度上能显示出来 即不改变物质的形态而引起其温度变化的热量称为显热 如对液态的水加热 只要它还保持液态 它的温度就升高 因此 显热只影响温度的变化面不引起物质的形态的变化 例如机房中 其计算机或程控交换机的发热量很大 它属于显热 显热变化可以用温度测量仪器进行测量 空调的基本概念 6 什么是潜热对液态的水加热 水的温度升高 当达到沸点时 虽然热量不断的加入 但水的温度不升高 一直停留在沸点 加进的热量仅使水变成水蒸气 即由液态变为气态 这种不改变物质的温度而引起物态变化 又称相变 的热量称为潜热 如计算机房中 工作人员人体发热以及换气带进来的空气含湿量 这些热量称为潜热 全热等于显热与潜热之和 如果使液体变为气体 那么该潜热为汽化潜热 蒸发器 如果使气体变为液体 则该潜热称为凝结潜热 冷凝器 潜热变化不能用温度测量仪器进行测量 空调的基本概念 7 冷负荷 热负荷 湿负荷为连续保持空调房间恒温 恒湿 在某一时刻需向房间供应的冷量称为冷负荷 相反 为补偿房间失热量需向房间供应的热量称为热负荷 为维持室内相对湿度恒定需向房间除去的湿量称为湿负荷 空调的分类 1 按照使用目的分 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 按照空气处理方式分 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 空调的分类 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 如定风量系统 变风量系统 单风管系统和双风管系统 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 如诱导器系统 风机盘管系统 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 空调的分类 3 按照制冷量可分 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 4 按新风量的多少来分 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 空调的分类 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 5 按负担室内热湿负荷所用介质来分类全空气空调系统全水式空调系统空气水空调系统制冷剂直接蒸发式空调系统 空调的分类 有关空调的常用术语 1 名义制冷量单位时间内 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 就叫名义制冷量 2 名义制热量单位时间内 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 3 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 2500W至多4500W空调的能效比标准值为2 70 有关空调的常用术语 4 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 5 匹 大卡 冷吨1冷吨就是使1吨0 的水在24小时所内变为0 的冰所需要的制冷量 一匹的定义就是输入1马力的功率所能产生的功率大小 1卡就是我们所吃的食物燃烧之后 使1克的水温度上升摄氏1度时的所需的热量 千卡就是使1公升的水温度上升摄氏1度所需的热量 千卡又叫做大卡 常用空调计量单位换算 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 1匹 2499w 1马力 735w 几种常见的主机形式 1 蒸汽压缩式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 a 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 b 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 几种常见的主机形式 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 c 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 几种常见的主机形式 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 几种常见的主机形式 开启式冷水机组活塞式冷水机组半封闭式冷水机组中全封闭式冷水机组央蒸汽压缩式制冷机组R22冷水机组空离心式冷水机组R123冷水机组调R134a冷水机组冷水冷开式冷水机组热螺杆式冷水机组风冷半封闭冷水机组水风冷半封闭冷热水机组机水冷冷水机组组模块式冷水机组风冷冷水机组风冷冷热水机组溴化锂吸收式制冷机组 空调系统制冷技术基础 蒸汽压缩式制冷原理流程图 蒸汽压缩循环四大部件压缩机冷凝器节流 膨胀 装置冷凝器 空调系统制冷技术基础 空调系统制冷技术基础 空调系统水系统 GB 冷水供回水温度 7 12 热水供回水温度 60 50 冷 热水系统一般由冷水机组 热交换器 循环水泵 分 集水缸 风机盘管 空气处理箱等组成 冷却水系统一般由水冷式冷凝器 循环水泵 冷却塔 冷却水箱 除污器和水处理装置组成 冷却水水温 37 32 空调系统制冷技术基础 空调水及管网系统 空调系统制冷技术基础 水系统管网的典型形式 按循环水的循环方式 分为开式和闭式两种 按系统中水泵设置方式 分为一级泵系统 二级泵系统 三级泵系统和混合式系统四种 按循环水流动途径 分为同程式和异程式两种 按供 回水管管数 分为二管制 三管制和四管制三种 按用途 分为冷 温 水系统和冷却水系统 按水泵输出流量的变化 分为定流量系统和变流量系统 空调系统制冷技术基础 空调系统制冷技术基础 空调系统制冷技术基础 空调系统制冷技术基础 空调系统制冷技术基础 定流量系统与变流量系统 定流量系统定流量系统是通过改变供回水温差来满足末端负荷变化要求的 系统中水流量是恒定不变的 当末端负荷减少时 水系统供回水温差随之减小 使系统输送给负荷的能量减少 以满足负荷减少的要求 但水系统的输送能耗并未改变 因此冷媒运送效率急剧下降 采用工频控制水泵流量恒定不变 空调系统制冷技术基础 变流量系统变流量系统是通过改变水流量来满足空调末端负荷变化要求的 所以供水量跟随负荷的变化而改变 当末端负荷减少时 水系统供水流量随之减小 使系统输送给负荷的能量减少 以满足负荷减少的要求 因水流量减少能够大幅度降低水系统的输送能耗 因而具有显著的节能效果 采用变频系统来适应房间负荷变化 达到节能效果 空调系统制冷技术基础 目前的中央空调系统设计 大都采用冷源侧 即空调主机 定流量运行而用户侧变流量运行的控制方式 之所以采用这种局部定流量 局部变流量的运行方式 原因有两个 一是这种系统简单 不需要较复杂的自控设备 二是普遍认为 减小空调主机水流量是有危险的 水流量减小会造成蒸发器内水的流速不均匀或流速减慢 甚至在管道转变处形成不流动的死水 极容易导致水温过低 甚至出现结冻 主机可能出现喘振 从而对主机造成破坏 空调系统制冷技术基础 负荷计算 通过围护结构传入的热量 透过外窗进入的太阳辐射热量 人体散热量 照明散热量 设备等其他内部热源的散热量 食品或物料的散热量 渗透空气带入的热量 伴随各种散湿过程产生的潜热量 空调负荷 负荷计算 1 热负荷的计算供暖系统设计热负荷是供暖设计中最基本的数据 它直接影响供暖系统方案的选择 供暖管道管径和散热器等设备的确定 关系到供暖系统的使用和经济效果 供暖系统设计热负荷供暖系统的热负荷是指在某一室外温度tw下 为了达到要求的室内温度tn 供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量 冬季供暖通风系统的热负荷 应根据建筑物或房间的得 失热量确定 失热量有 1 围护结构传热耗热量Q1 2 加热由门 窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量 负荷计算 Q2 称冷风渗透耗热量 3 加热由门 孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量Q3 称冷风侵入耗热量 4 水分蒸发的耗热量Q4 5 加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量Q5 6 通风耗热量 通风系统将空气从室内排到室外所带走的热量Q6 7 生产车间最小负荷班的工艺设备散热量Q7 8 非供暖通风系统的其他管道和热表面的散热量Q8 9 热物料的散热量Q9 10 太阳辐射进入室内的热量Q10 负荷计算 对于没有由于生产工艺所带来得失热量而需设置通风系统的建筑物或房间 如一般的民用住宅建筑 办公楼等 建筑物或房间的热平衡就简单多了 失热量只考虑上述的三项耗热量 得热量只考虑太阳辐射进入室内的热量 2 冷负荷的计算围护结构冷负荷1 外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷2 内围护结构冷负荷3 外玻璃瞬变传热引起的冷负荷4 透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷 负荷计算 室内热源散热形成的冷负荷1 设备和用具显热散热形成的冷负荷计算2 照明散热形成的冷负荷3 人体散热形成的冷负荷此外还有风道风机温升及