中央空调系统知识及选型课件

1、山东绿特系统有限公司二零一二年十二月二十一日技术支持 刘凤 中央空调系统知识及选型目 录一、中央空调系统运行原理二、中央空调系统分类及介绍三、中央空调系统设计、选型热泵组成及工作原理（蒸汽压缩式热泵系统）气态循环工质被压缩升温，并把工质输送到冷凝器。循环工质再冷凝器中释放热量。（等温放热）液态循环工质吸热蒸发。（等温吸热）对循环工质进行节流降压（膨胀降温）第一部分、中央空调系统运行原理中央空调系统主要有三部分组成：机房能量提升系统、室外冷热源能量采集系统、室内末端能量释放系统能量采集系统能量提升系统（热泵）能量释放系统夏季运行，制冷冬季运行，供热1、机房能量提升系统中热泵机组内部制冷剂循环2、

2、室外冷热源能量采集系统与机房能量提升系统之间的水循环3、室内末端能量释放系统与机房能量提升系统之间的水循环夏季制冷运行原理：末端空调水与蒸发器连接，室外冷源水与冷凝器连接，机组内压缩机通过消耗少量的电能驱动内部制冷剂循环，在蒸发器内吸收来自末端空调水从房间内带来的热量蒸发，然后到冷凝器内再与室外冷源水换热将热量释放出去，然后再回到蒸发器内吸热，这样制冷剂周而复始的吸热、放热就完成了热量从末端房间转移到室外冷源中达到了夏季制冷的目的。冬季供热运行原理：末端空调水与冷凝器连接，室外冷源水与蒸发器连接，机组内压缩机通过消耗少量的电能驱动内部制冷剂循环，在蒸发器内吸收来自室外热源水中的的热量蒸发，然后

3、到冷凝器内再与室内空调水换热将热量转移到房间内，然后再回到蒸发器内吸热，这样就完成了从热源中提取热能送到末端房间内供暖的目的。夏季制冷与冬季供暖的转换方式：如何实现夏季制冷空调水与蒸发器连接冬季供暖空调水与冷凝器连接的转换呢？通过以下两种方式1、机组内部通过四通换向阀转换-内转换2、机组外部通过八个阀门转换-外转换第二部分、中央空调系统分类及介绍机组分类1、根据压缩机不同分为：涡旋式和螺杆式2、根据冬天热水出水温度不同分为：标准型、中高温型、超高温型(1) 标准型:出水温度45，常用于末端为风机盘管、地板辐射采暖、空调器等系统(2)中高温型:出水温度最高可达65，用用于末端为暖气片的新建或旧楼

4、改造系统。(3)超高温型：最高出水温度可达90，打破常温热泵（45-60)供水温度的瓶颈，解决高寒地区的热泵供暖，另外也可用于厂房、石油、化工、冶金等其他高温热水。3、根据换热器不同分为:壳管式、套管式、满液式、逆流式系统按冷热源不同分为：水源、地源、空气源、污水源、海水源、水冷冷水机组+冷却塔单制冷系统其中水源又分为地下水、地表水（江、河、湖）、地热尾水、工业余热水一、水源热泵中央空调系统利用水（地表水、地下水、地热尾水、工业余热水等）作为冷热源的热泵特点：水热容量大，全年温度稳定，传热性能好，制冷和供热效率。地热尾水提取工业余热水中的废热用来供暖或制热水节能、经济地下水源井换热系统：1、水

5、源井设计应符合现行国家标准供水管井技术规范GB 50296的相关规定，并应包括下列内容： 1)水源井抽水量和回灌量、水温和水质； 2)水源井数量、井位分布及取水层位； 3)水管配置及管材选用，抽灌设备选择； 4)井身结构、填砾位置、滤料规格及止水材料； 5)抽水试验和回灌试验要求及措施； 6)井口装置及附属设施。2、供回水数目应满足持续出水量和完全回灌的需求且最好供回水井能互换3、水源井位的设置应避开有污染的地面或地层，井口应严格封闭，井内装置应使用对地下水无污染的材料。4、水源井井口处应设检查井。井口之上若有构筑物，应留有检修用的足够高度或在构筑物上留有检修口。5、地下水换热系统应根据水源水

6、质条件采用直接或间接系统；6、水温要求 我国地域广阔，纬度跨越353，水温全国差别很大，在东北北部地区水温在4左右，中部南部在1014，华北地区水温在1418，中南地区则在22。 我们对水温要求适宜，在冬季一般不低于8，最高不宜高于257、回灌要求（1）要求所用井水100%回灌。（2）井水回灌方式：加压回灌、常压回灌、真空回灌。（3）不同地质条件井水回灌的确定基岩裂隙：100% 砾卵石：80% 粗沙：50-70% 细纱：30-50%8、水井的要求地下水取水构筑物有管井、大口井、结合井和辐射井等类型。最常见的型式是管井。尺寸：50-1000mm，常用为250-400mm。深度：20-1000m，

7、常用为300m以内。 在整个采暖和制冷过程中，只向水源中吸热或者排热，并不消耗水量也不污染水。因此是一种可持续发展性强的绿色环保空调产品！二、地源热泵中央空调系统利用地下土壤作为冷热源2.3 地源热泵应用室外地埋管换热系统（1.）水平式埋管 水平埋管主要有单沟单管、单沟双管、单沟二层双管、单沟二层四管、单沟二层六管等形式。水平埋管与垂直埋管比较施工相对简单但由于利用的是横向土壤所以埋管占地面积大，在我国应用较少水平地埋管图（2.）垂直埋管 垂直埋管根据埋管形式不同， 一般有单U型管，双U型管，套管式管，小直径螺旋盘管和大直径螺旋盘管，立柱状管等形式； 埋地深度不同分为浅埋（30m）、中埋（ 3

8、180m）和深埋（80m）。 目前，使用最多的是单U形管和双U形管，U形管型是在钻井的管井内安装U形管，一般管井直径在100200mm，井深20200m，U形管管径在50mm以下。由于施工简单，换热性能好，承压高，管路接头少，不易泄漏等原因，目前应用较多。绿特水地源热泵产品介绍绿特水地源热泵产品介绍热水罐深度可达400米竖孔式换热器热泵低温地板采暖垂直地埋管示意图 无需地下水地埋管管材宜采用聚乙烯管（PE80或PE100）或聚丁烯管；通常采用公称外径为DN25或DN32的管子。竖直地埋管换热器埋深宜大于20m,一般埋管深度在60120m；钻孔孔径不宜小于100mm，通常为150-200mm；钻

9、孔间距应满足换热要求，宜为36m。水平连接管的深度应在冻土层以下0.6m，且距地面不宜小于1.5m；供回水环路集管的间距不应小于0.6m。竖直地埋管双U换热器每延米换热量（估算值）：制冷时为60w/延米；制热时为50w/延米。若为岩石或致密砂土时制冷换热量为70 80 w/延米；若采用单U换热器时制冷换热量为40 45w/延米。实际施工中需进行地埋管热物性实验。一个工程需要竖直地埋管换热器的长度及总的竖孔井数：可由该建筑总的向土壤放出或吸收的冷热负荷值，除以地埋管换热器每延米换热量，取最大值即为该工程所需竖直地埋管换热器的长度。根据竖直地埋管换热器的埋深和地埋管换热器总长度可算出总的竖孔井数。

10、 水地源热泵中央空调系统特点1、属清洁于可再生能源技术地水源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层的地热资源是地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还多。2、属经济有效的节能技术地能或者地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这种特性使得水地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。另外，地能温度相对稳定，使热泵机

11、组运行更可靠、稳定。 3、环境效益显著地源热泵在运行中只是从土壤或水中吸热和排热，没有任何污染，没有燃烧，没有排烟，也没有飞舞，不需要堆放燃料废物的场地4、一机多用，应用广泛水地源热泵可供暖、空调还可供生活热水，一机多用，一套热泵系统可以代替原来的锅炉和空调两套系统。无燃烧无排烟无冷却塔噪音及霉菌污染水地源热泵与锅炉（电、燃料）供暖比较电能1kw地源热泵提升34kW释放45kW电能1kw释放0.9kW燃料能1kw释放0.70.8kW电锅炉燃煤锅炉节能显著！三、空气源热泵中央空调系统机组直接放在室外利用空气作为冷热源特点：当时外环境条件恶劣时，系统稳定性差，存在结霜问，效率低下。主要是适用于南方

12、地区冬季和夏季、北方地区夏季和过渡季节四、污水源热泵中央空调系统 以污水最为冷热源，通过电能的输入，利用热泵技术，将污水中的低品位能量开发利用，使其产生可利用的高品位能量。系统特性： 1. 主要来源为城市污水，排放量大水源稳定，解决了地下水贫乏地区无法使用水源热泵的问题，机组运行水源温度范广7-30。 2. 不受建筑冷热平衡的限制，不打井、不埋管、将污水变为废宝，适用于各种类型的建筑的供暖、制冷及生活热水 3、适用场合：污水处理厂及周边，建筑物附近有污水干渠且污水量充足。五、海水源热泵中央空调系统 利用海水作为冷热源，由于海水水质较差氯离子等腐蚀性化学元素含量高，前国内外使用海水作为冷热源的热

13、泵系统大多是采用间接式，不让海水直接进机组，在海水与机组之间加装一套价格昂贵的钛合金不锈钢换热器。 绿特公司海水热泵机组换热器水侧采取相应的防腐措施后，海水可以直接进入机组，降低了设备投资费用，提高了机组效率，节约了运行费用，为海水源热泵技术的推广创造了有利条件。六、水冷冷水机组+冷却塔夏季单制冷系统单制冷机组，室外以冷却塔作为冷源夏季为室内降温，可曾设热回收器，夏季提供生活热水圆形逆流冷却塔方形横流冷却塔水冷冷水机组冷却冷凝器用冷却塔七、室内末端系统设备介绍7.1、风机盘管系列卧式暗装风机盘管壁挂式风机盘管卧式明装风机盘管立柜式风机盘管立式明装风机盘管卡式四吹风风机盘管室内地暖管地暖用分集水

14、器新型暖气片老式铸铁暖气片组合式空气处理机组组合式空调机组可用于送风、供冷、供热、加湿、空气净化、消音等多种空气处理功能，广泛的应用于舒适性空调系统和工艺性空调系统。供冷供热量风量风压较大，一般用于比较开阔、空气洁净度较高的场所，如高档宾馆、超市、商场等。新风换气机热回收技术示意图接供回水管，带表冷器的新风机组第三部分、中央空调系统设计、选型 室内末端能量释放系统设计：第一步，确定室内末端设备形式第二歩，综合工程地点、大小、使用功能等各种因素确定建筑物所需冷热负荷大小、室内各房间末端设备选型、定位。第三歩，室内末端管路（水平和垂直）设计，一直接至机房室外冷热源能量采集系统设计：第一步，确定冷热

15、源形式，根据当时实际情况，选用水源、地源或空气源等，第二歩，当选定好具体的冷热源后，就要结合整个工程的室外总的平面图确定打井或地埋管位置，第三歩，室外连管，将各个井或地埋管利用管路连接至机房内机房系统能量提升系统设计：1、根据系统不同的冷热源确定相对应的主机打水井、地埋管、冷却塔、江河湖海地表水、海水、城市污水、工业废水等2、确定机组（系统）使用类型根据现场、系统及甲方要求确定主机类型，单制冷的、单供暖的、冷热两用、一机三用利用机组热回收免费制取生活热水又或着标准的、中温的、高温的。另外，对于热回收机组又分为部分热回收和全热回收，部分热回收负荷一般为机组制冷量的30，冬天当机组供暖时同时制取大

16、量卫生热水，会影响机组的供暖效果。而全热回收机组虽然热回收量大，但冬季供暖和制取卫生热水不能同时使用。所以，对于卫生热水量要求较大的系统建议单独上一套热水系统。3、确定压缩机、换热器的形式（涡旋、螺杆、干湿、满液、逆流）一般设计人员会根据整个系统的需求选取相应的机组，但对于指定了压缩机、换热器类型的客户，我们会客户要求选择与之相匹配的既能达到系统冷热量又能满足客户需求的机组4、确定主机冷热负荷两种方法（1）建筑面积*建筑面积单位负荷指标 （2）空调面积*空调面积单位负荷指标*同时使用率 或着末端总的冷热负荷*末端同时使用率机房设备主机、循环水泵、定压补水系统、水处理设备、配电自控设备1、主机2、循环水泵：空调侧、地埋管侧、冷却水侧等作为整个系统的循环动力水泵主要参数：流量、扬程、功率流量根据主机冷热负荷和供回水温差而定扬程一般为32-38米用来克服系统阻力，3、定压补水系统（1）传统的补水形式：补水箱、补水泵、稳压罐（落地式膨胀水箱）点接点补水（2）变频定压补水：补水箱、补水箱、变频定压补水装置（变频器、远传压力表）（3）高位膨胀水箱补水：水箱置于系统