空调系统简介

1、空调系统介绍空调系统定义2制冷空调就是将热量从一个地方或物体逆向强制转移到另一个地方或物体。Q1+W = Q2空调室内环境温度T1蒸发温度Te冷凝温度Tc室外环境温度T2耗功W热负荷Q1排热量Q2空调系统的本质3完整的空调系统室内空气循环室外空气循环空调区域空气处理设备蒸发器冷凝器冷却塔室外环境空调主机压缩机冷冻水循环冷却水水循环制冷循环4空调设计参数的确定5室内设计参数季节温度相对湿度%风速m/s洁净度异味噪音辐射温差夏季24-2626-2840-60=70=0.25=0.3按要求按要求按要求垂直5水平=30=0.2按要求按要求按要求垂直5水平10舒适性空调工艺性空调-按工艺要求6室外设计参

2、数夏季室外干球计算温度采用历年平均不保证50小时的干球温度。（即每年超出这温度的时间为50小时，并取近若干年此温度的平均值）风冷机组冷却夏季室外湿球计算温度采用历年平均不保证50小时的湿球温度。 水冷机组冷却=夏季室外湿球计算温度+冷却塔换热温差冬季室外计算温度采用历年平均不保证1天的日平均温度。 热泵机组吸热冬季室外计算相对湿度采用累年最冷月日平均相对湿度。热泵机组化霜主要城市的设计参数城市夏季干球夏季湿球冬季干球冬季相对湿度%北京33.526.4-9.944上海34.427.9-2.275广州34.227.85.272重庆35.526.52.2837负荷计算8负荷种类阳光室外35传热人员灯

3、光电气设备传热屋顶墙窗灯光人员设备渗透通风室内24 辐射/渗透9负荷的概算10系统分类11回风口热量排风风阀回风机排风回风回风管送风管送风口盘管新风滤网冷却泵空调系统示意回风风阀锅炉冷水机组冷却塔冷冻泵热水泵热量送风机新风风阀冷却水管冷冻水管热量末端设备12空调系统示意2膨胀机构压缩机蒸发器冷凝器空气循环制冷循环13系统分类根据载冷剂输送方式分类全空气系统全水系统直膨系统空气-水系统14风管系统15风管系统需考虑的问题 安装空间 建安成本 风管阻力损失 噪音水平 保温及漏风率 国家/地区的相关法规标准和现场有关的规范（GB50736-2012）风管长宽比不宜大于4风管、配件及柔性接头应采取相应

4、的防腐材料或防腐措施风管内空气速度宜按后表各环路阻力损失超过15%的，应有相应调节装置风管与空调箱或风机的连接处应有柔性接头，长度宜为150-300mm空调箱或风机的进出风口宜装多页式或花瓣式调节阀多台空调箱或风机并联运行，应各自设置止回阀或自动关断装置矩形风管曲率半径小于1.5倍平面边长（且平面边长500mm），应设置弯管导流叶片风管主干支管应设置测定孔、检查孔和清洗孔风管内安装电加热时，电加热前后各800mm内的风管和保温均应采用不燃材料16风管的阻力损失沿程损失局部损失总风管损失=沿程损失+局部损失局部损失（改变方向/改变通径）沿程损失（直管段）+=局部损失（可用沿程长度折算法）17风管

5、阻力损失估算风管布置局部损失估算系数简单1.2普通1.4复杂1.6对普通风管估算可用：每10m风管，沿程损失2-5Pa每10m风管，总损失7-10Pa回风管可乘0.8低速风管内的空气流速风管分类住宅（m/s）公共建筑（m/s）干管3.5-4.5最大6.05.0-6.5最大8.0支管3.0最大5.03.0-4.5最大6.5支管上接出的风管2.5最大4.03.0-3.5最大6.0风机入口3.5最大4.54.0最大5.0风机出口5.0-8.0最大8.56.5-10.0最大11.018水泵19水泵曲线和相似定理相似定律：流量与转速 成正比；与叶轮直径 成正比。扬程与转速的平方成正比；与叶轮直径的平方成

6、正比。功率与转速的立方成正比；与叶轮直径的立方成正比。水泵消耗功率产生水的流量和扬程；流量携带了空调系统的热量，扬程提供了将流量输送出去的动力。扬程（m）流量（L/s）水泵曲线系统阻力20水泵的扬程HdHsHsHu闭式系统开式系统水泵吸入压力=Hs水泵排出压力=HdHs = Hd所以闭式系统水泵的扬程仅用于克服水管阻力水泵吸入压力=Hs-Hu水泵排出压力为Hd高度差=Hu所以开式系统水泵的扬程用于克服水管阻力+高度差21水系统静压吸入端静压排出端静压高度差水系统处于静止状态下，各设备承受的压力开式系统中：设备所承受静压由设备所处系统位置决定闭式系统中：设备所承受静压由定压装置决定22水泵吸入压

7、力要求水泵排出水泵吸口水泵吸口法兰面的压力为防止吸空造成汽蚀或过热，启动或运行水泵时一定要在水泵吸入口的法兰面处维持有一定的水压。水叶轮轴封23冷冻水系统24冷冻水系统分类一管制系统二管制系统三管制系统四管制系统25同/异程管同程管异程管调节阀水先进先出，每个末端设备的压力损失不同，必须装调节阀水先进后出，每个末端设备的压力损失相同，可以不装调节阀26冷冻水系统主要部件平衡阀：用于系统水力平衡调节放空阀：用于排出系统内的空气流量开关：用于流量保护软接头：用于缓冲机组或系统的震动蒸发器：用于冷冻水换热压力表：用于确定流经蒸发器的流量温度计：用于测量冷冻水进出水温度排水阀：用于排污排水缓冲水箱：用

8、于维持冷冻水系统最小水容量以保证系统惰性稳定水过滤器：用于过滤水中杂质膨胀水箱：用于调节冷冻水因温度变化而产生的容积变化补水管/阀：用于冷冻水补充27机组热交换器中的水流量水在机组热交换器中的流速范围，要求为0.91-3.65m/s ，一般为2.44-3.05m/s。当水流速小于0.91m/s时，机组会由于层流效应导致换热变差，继而导致机组报警调停；此时对应的水流量一般在30-38%。应次机组的最小水流量必须保持在40%以上。机组水流量=热交换器中的流速X热交换器的通径面积 热交换器的通径面积=换热管数X换热管截面积28旁通压差负载负载T1T2回水溫度出水温度冷冻水泵末端设备P旁通阀冷机冷机冷

9、机冷冻水一次定流量系统（串联/1对1系统）根据室内温度或回风温度来控制末端回水阀开度/开关根据调节阀二端压差来控制调节阀的开度（旁通量）冷冻水的旁通量就造成了冷冻水回水温度的变化，而使机组自动调节冷量这样保证了流经机组蒸发器的冷冻水是定流量，负载侧冷冻水的流量随负载变化当调节阀失效或根本没有的情况下，机组的冷量控制、安全保护均会发生问题这是由于大部分机组的控制逻辑是基于定流量来计算冷量的 （Q=M*C*T冷冻水）29冷机冷机冷机负载负载T1T2P回水溫度出水温度冷冻水泵旁通阀末端设备旁通压差冷冻水一次定流量系统（并联系统）建议相同冷量机组系统中使用容易提供备泵机组需要安装电动冷冻水阀30冷冻水

10、一次定流量二次变流量系统根据室内温度或回风温度来控制末端回水阀开度/开关根据二次最不利环路两端压差来控制二次泵的频率（二次变流量）二次泵的水流量变化造成平衡管中水流量/流向的变化（所以平衡管一定是个空管）流经一次侧机组蒸发器的冷冻水是定流量，二次侧冷冻水的流量随负载变化根据供回水总管上的温度传感器可自控机组的冷量和开停冷机冷机冷机负载负载T1T2P平衡管一次冷冻水泵VFDVFD二次冷冻水泵&变频器末端设备最不利环路两端压差出水温度回水溫度注：可在平衡管上加装流向开关31冷冻水一次变流量系统冷机负载负载T1T2P回水溫度出水温度冷冻水泵&变频器旁通阀末端设备最不利环路两端压差F回水流量注：最不利

11、环路两端压差难以确定，应该在各路支管上多取几个取样点T3负荷端回水温度VFDVFDVFDP最不利环路两端压差冷机冷机根据室内温度或回风温度来控制末端回水阀开度/开关根据最不利环路两端压差来控制泵的频率（一次变流量）也可使用供回水定温差的方式控制旁通阀仅为维持通过机组蒸发器的最小流量（建议50%以上）机组要具有适应一次变流量的能力，否则可能造成机组的冷量控制、安全保护均会发生问题32冷冻水各温差的意义冷冻水进出水温差蒸发器换热温差冷冻水进出水温差=冷冻水进水温度-冷冻水出水温度冷冻水进出水温差标示了流经蒸发器的冷冻水流量标准值应参考厂家说明，如选型报告一般宜读取满载时的数据进行核对蒸发器换热温差

12、=冷冻水出水温度-蒸发器制冷剂饱和温度蒸发器换热温差标示了蒸发器的换热效率（机组整个制冷系统的效率）标准值应参考厂家说明，如选型报告一般宜读取满载时的数据进行核对33冷却水系统34冷却水系统一次性系统水源控制阀循环系统35冷却水温度控制-冷却塔风机控制冷凝器冷凝器冷凝器冷却泵冷却塔冷却塔控制器冷却水出水冷却水进水流量开关通过冷却水进水温度或机组冷凝压力来控制冷却塔的多速风机或变频风机尽量将冷却水控制到机组容许的最低冷却水进水温度机组的运行和启动对应的最低冷却水温度，应根据厂家要求36冷却水温度控制-冷却水量控制冷凝器冷凝器冷凝器冷却泵冷却塔旁通比例调节阀冷却水出水冷却水进水流量开关通过机组冷凝

13、压力来控制旁通比例调节阀，以保证机组的正常运行如使用冷却水进水温度来控制，应结合冷却塔风机的变速控制，即旁通比例调节阀保证启动时的最低冷却水进水温度，而冷却塔风机保证运行时的最低冷却水进水温度开利机组冷却水进水一般要求，启动最低13，运行最低1937冷却水温度控制-三通比例阀控制1水泵三通比例调节阀冷却塔水冷式制冷机组冷却水旁通控制在冷却塔侧（水泵和机组在旁通管同侧），可采用冷却水温或冷凝压力来控制。38冷却水旁通控制在机组侧（水泵和冷却塔在旁通管同侧），尽量使用冷凝压力来控制；如一定要用冷却水温度控制，则应采用机组冷却水出水温度控制。并且需考虑安装最小流量阀。水冷式制冷机组冷凝器最小流量阀三

14、通比例调节阀控制器冷却水温度控制-三通比例阀控制239冷却水温度控制-二通比例阀控制最小流量阀二通比例调节阀水泵冷却塔水冷式制冷机组使用二通比例调节阀冷却水旁通控制，应用冷凝压力来控制；并且需考虑安装最小流量阀。40冷却水温度控制-并联冷却塔在几台机组并联冷却塔系统中水平衡应进行调试在加机过程中要考虑并联系统的对机组的影响热水进冷水出41冷却塔的参数17-517-5Copyright Carrier Corp. 200617-CSD700 Ver5.0 Jul 2006Copyright Carrier Corp. 200610Chapter 17 Cooling Towers进风湿球温度进风

15、湿球温度冷却塔出水温度冷却塔换热温度进风湿球温度是确定冷却塔最重要的参数中国常用值为28冷却塔换热温差=冷却塔出水温度（机组冷却水进水温度）-进风湿球温度在空调应用中常用值为442冷却塔的参数217-517-5Copyright Carrier Corp. 200617-CSD700 Ver5.0 Jul 2006Copyright Carrier Corp. 200610Chapter 17 Cooling Towers排热量冷却塔进出水温差冷却塔排热量=制冷量+压缩机耗功一般电冷水机组应运中，排热量为制冷量的1.15（新型）-1.25（旧型）倍，吸收式约为1.8（单效）-2.5（双效）在空

16、调应用中冷却塔的进出水温差一般在5-6 冷却水温度每下降1.1,冷水机组效率约提高2%43冷却塔的参数317-517-5Copyright Carrier Corp. 200617-CSD700 Ver5.0 Jul 2006Copyright Carrier Corp. 200610Chapter 17 Cooling Towers蒸发量散失每蒸发1Kg水大约可从冷却水中带走9200kcal的热量进风湿球温度越低蒸发效率越高蒸发量约为塔流量的1%散失不可避免散失量很小约为塔流量的0.001-0.002%44冷却塔的参数417-517-5Copyright Carrier Corp. 2006

17、17-CSD700 Ver5.0 Jul 2006Copyright Carrier Corp. 200610Chapter 17 Cooling Towers排污补水由于蒸发冷却水会被浓缩浓缩倍数=系统水硬度/补充水硬度所以适时排污是必须的具体排污量和频率，一般由专业水处理公司，根据水化验结果（一般为浓缩倍数）来确定由于蒸发、散失和排污等，冷却水需及时补充45冷却塔的安放Placement of Cooling Towers安装位置要有足够的空间，以保证冷却塔有足够的空气吸入，如存在位置问题可考虑使用单侧进风的冷却塔阻碍物会降低空气流量，同时也降低了冷却塔的冷却能力1.1的回风短路，甚至可造

18、成19%的冷却塔的冷却能力下降防止在季风风向处有阻碍物，造成表面凝露17-CSD700 Ver 5.0 Jul 200646冷却水系统温差的意义冷却水进出水温差冷凝器换热温差冷却水进出水温差=冷却水出水温度-冷却水进水温度冷却水进出水温差标示了流经冷凝器的冷冻水流量标准值应参考厂家说明，如选型报告一般宜读取满载时的数据进行核对冷凝器换热温差=冷凝器制冷剂饱和温度-冷却水出水温度冷凝器换热温差标示了冷凝器的换热效率标准值应参考厂家说明，如选型报告一般宜读取满载时的数据进行核对冷却塔换热温差冷却塔换热温差=冷却水进水温度-室外湿球温度冷却塔效率温差标示了冷却塔的效果和效率标准值应参考冷却塔厂家的技

19、术说明一般宜读取满载时的数据进行核对47阀48控制流量通断闸阀旋塞阀全开时水阻力小用于控制流体通断，但不能用于扼流或平衡占地较大全开时水阻力小用于控制流体通断，也用于扼流或平衡在通断或扼流时，能指示阀的开度位置49流量调整和扼流截止阀角阀可以用于扼流可以作为自动控制用比例调节阀开度百分比和流量百分比差不多对应全开阻力较大用于平衡时，建议拆除操作盘可以用于扼流可以作为自动控制用比例调节阀适宜管路转向处全开阻力约为截止阀的一半用于通断或平衡时，安装指示器表示阀开度50流量调整和扼流2蝶阀可以快速开启可以用于扼流利于狭小空间使用没有球阀的存水问题流量系数高全开阻力相对较小51止回止回阀背压阀用于水平

20、或垂直管路安装，一般用于开式系统仅用于垂直管路安装，一般用于水泵出口52动力系统53电缆的选用导线及电缆的选择应由专业的、有资质的相关技术人员进行设计、计算后得到。任何不正确的选择将导致线缆耐压击穿、过载、短路等故障，进而引起火灾、设备损坏或造成人身伤害等。导线及电缆的选择原则：1. 电缆型号应根据线路的额定电压、环境条件、敷设方式和用电设备的特殊要求等进行选择，另外还需考虑线缆的机械强度及对线路造成的压降。2. 电缆的持续允许载流量应按敷设处的周围介质温度进行校正。3. 沿不同冷却条件的路径敷设电缆时，当冷却条件最差段的长度超过十米时，应按该段冷却条件来选择电缆的截面。4电缆应按短路条件验算其热稳定度。电缆持续允许载流量与下列因素（包括但不仅限于）有关：1. 导线的材料（如：铜芯、铝芯等）2. 绝缘层（如：塑料绝缘、橡皮绝缘、氯丁橡皮绝缘、聚氯乙烯绝缘等）3. 电缆型号及生产厂家（如：BV、BLV、BVV、BVR、BX、RV、RVB、RVV 等）4. 敷设处的环境温度，必要时需要乘以相应的校正系数5. 敷设方式（如：明敷、穿管敷设等）6. 采用明敷方式时，如有多根电缆并列敷设，载流量需乘以校正系数。7. 穿管类型（如：钢管、塑料管等）8. 穿管管径9. 穿管电缆根数。设备供应商应提供设备的电气数据，而不是帮助选电缆