空调与节水20141125

1、空调与节水,詹大栋,一、空调系统的组成与分类 二、制冷机的分类、组成与工作原理 三、冷冻（媒）水系统与冷却水系统 四、冷却塔的结构、工作原理与分类,五、冷却循环水量与补水量的确定 六、热水系统 七、空调冷凝水的利用 八、计量网络图与水平衡方框图,一、空调系统的组成与分类,1.空调系统的组成 风机、过滤器、加热器、冷却器、加湿器、减湿器、制冷机组和风道等 2. 空调系统的分类 （1）按空气处理设备的集中程度分 集中空调系统 半集中空调系统 局部式空调系统,一、空调系统的组成与分类,（2）按负担冷热负荷的介质来分 全空气系统 全水系统 空气-水系统 制冷剂式系统 （3）按空气冷却盘管中不同的冷却介

2、质来分 直接蒸发式系统 间接冷却式系统,二、制冷机的组成、分类与工作原理,1. 制冷机 一种将热量从低于环境介质温度的物体中转移到环境介质中去，这种机器称为制冷机。 2. 制冷机分类 蒸汽压缩式制冷机、吸收式制冷机和蒸汽喷射式制冷机三种类型，其中尤以蒸汽压缩式制冷机应用最为普遍。,二、制冷机的分类、组成与工作原理,3. 蒸汽压缩式制冷机的组成,二、制冷机的分类、组成与工作原理,为了能连续不断地制冷，需用压缩机将已汽化的低压蒸汽从蒸发器中吸出，并对其做功，压缩成为高压的过热蒸汽，再排入冷凝器中(提高压力是为了使制冷剂蒸汽容易在常温下放出热量而冷凝成液体)。在冷凝器中利用冷却水或空气将高压的过热蒸

3、汽冷凝成为液体并带走热量，制冷剂液体又从冷凝器底部排出。如此周而复始，实现连续制冷。,4. 压缩式制冷机的工作原理,二、制冷机的分类、组成与工作原理,概括地说，这种制冷方法是使制冷剂在低温低压的条件下汽化而吸取周围介质的热量，并在常温高压的条件下冷凝液化而放出热量由冷却水(或空气)带走。欲使制冷剂实现这样的热量转移，必须提供与蒸发温度和液化温度相对应的低压和高压条件，而这一条件正是由压缩机创造的。因此，在蒸汽压缩式制冷循环中，只能有了压缩机，制冷机才能将低温物体的热量不断地转移给常温介质，从而达到制冷的目的。,4. 压缩式制冷机的工作原理,二、制冷机的分类、组成与工作原理,5.制冷压缩机的种类

4、与分类,二、制冷机的分类、组成与工作原理,6. 冷负荷（制冷量）的确定 （1）按建筑面积估算 Q0=Fq0 /1000 kW F 建筑面积 m2 q0 单位面积冷负荷 W/m2 （2）查制冷机铭牌的技术参数,二、制冷机的分类、组成与工作原理,注：资料查自暖通空调设计手册,三、冷冻（媒）水系统与冷却水系统,1. 冷冻水循环系统 该部分由冷冻泵、室内风机盘管、冷冻水管道及蒸发器等组成。从主机蒸发器流出的低温冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道（出水），进入室内进行热交换，带走房间内的热量，最后回到主机蒸发器（回水），室内风机用于将空气吹过冷冻水盘管，降低空气温度，加速室内热交换。,三、冷冻（媒）水系统

5、与冷却水系统,2. 冷却水循环系统 该部分由冷却泵、冷却水管道、冷却水塔及冷凝器等组成。冷冻水循环系统进行室内热交换的同时，必将带走室内大量的热能。该热能通过主机内的冷媒传递给冷却水，使冷却水温度升高。冷却泵将升温后的冷却水压入冷却水塔（出水）使之与大气进行热交换，降低温度后再送回主机冷凝器（回水）。,三、冷冻（媒）水系统与冷却水系统,集中空调系统图一,四、冷却塔的结构、工作原理与分类,1. 冷却塔 冷却塔又称凉水塔，冷水塔，冷却水塔，是利用水和空气的接触，主要通过蒸发作用来散去工业上或制冷空调中产生的废热的一种塔式结构的设备。 2. 冷却塔的结构,四、冷却塔的结构、工作原理与分类,冷却塔结构

6、图,四、冷却塔的结构、工作原理与分类,3.冷却塔的工作原理 利用水本身的汽化潜热及水和空气两者的温差，通过蒸发散热与热传导等方式使水降温。 冷却塔工作原理图,四、冷却塔的结构、工作原理与分类,4. 冷却塔的分类 （1） 按通风方式分有自然通风冷却塔、机械通风冷却塔、混合通风冷却塔。 （2）按热水和空气的流动方向分有逆流式冷却塔、横流（交流）式冷却塔、混流式冷却塔。 （3）按用途分一般空调用冷却塔、工业用冷却塔、高温型冷却塔。 （4）按被冷却介质与外界空气接触方式分有开式冷却塔与闭式冷却塔,四、冷却塔的结构、工作原理与分类,闭式冷却塔结构图,当敞开式循环冷却水系统不能满足某些制冷设备的水质要求时

7、， 可采用密闭式循环冷却水系统。,五、冷却循环水量与补水量的确定,1. 冷却循环水量的确定 （1）由制冷量估算 Wr=Qc /C t m3/s Qc制冷机散热量 kW Qc=（1.21.3 ）Q0 C 冷却水比热 4.19 kJ/kg t 冷却水进出口温差 水的密度 1000 kg/m3 （ 2 ）由冷却泵额定流量 、台数确定 Wr=nL m3/h L 冷却泵额定流量 m3/h n 冷却泵实际使用台数,五、冷却循环水量与补水量的确定,2.循环冷却水补水量的确定 冷却塔的水量损失包括三部分： 蒸发、风吹、排污 W=W1+W2+W3 m3/h 式中： W 冷却塔水量损失，即补水量； W1 蒸发损失

8、水量； W2 风吹损失水量； W3 排污损失水量。,五、冷却循环水量与补水量的确定,（1）蒸发损失水量 W1=P1Wr m3/h 式中 Wr 冷却循环水量 m3/h P1 蒸发损失水率 ， P1=kt 式中t 冷却塔进出水温差 k 气温系数，可由下表查得 气温系数 k,五、冷却循环水量与补水量的确定,（2）风吹损失水量 W2=P2Wr m3/h 式中 Wr 冷却循环水量 m3/h P2 风吹损失水率 %，可由下表查得,风吹损失水率 （%）,节能节水专用设备企业所得税专用设备优惠目录中提出的要求： 节水型冷却塔冷却水量1000 m3/h 的冷却塔不得有明显飘水现象，冷却水量1000 m3/h 的

9、冷却塔飘水率0.01%。,五、冷却循环水量与补水量的确定,（3）排污损失水量 W3=W-W1 - W2 =W1 /（N-1）- W2 式中 W 冷却塔水量损失，即补水量 m3/h W1 蒸发损失水量 m3/h N 浓缩倍数 W2风吹损失水量 m3/h,注： 以上计算公式及有关数据主要参考： GB/T50102-2003工业循环水冷却设计规范与 GB50050-2007工业循环冷却水处理设计规范,五、冷却循环水量与补水量的确定,冷却循环水损失水量，即补水量 W =W1 N /（N-1） =Wr P1 N /（N-1） m3/h =Wr k t N /（N-1） m3/h 若冷却塔进出水温差 5

10、，冷却水浓缩倍数为4，气温系数取0.0016，则： W = Wr （0.001654 /（4-1） =0.0107 Wr m3/h 即补水率为1.07%。 注： 以上计算公式及有关数据主要参考： GB/T50102-2003工业循环水冷却设计规范与 GB50050-2007工业循环冷却水处理设计规范,五、冷却循环水量与补水量的确定,公式推导1 原含盐浓度： A /W 水蒸发后含盐浓度：A /（W-W1 ） A /（W-W1 ） =N（A /W） 1/（W-W1 ） =N/W N（W-W1 ） = W W = W1 N/（N- 1 ）,五、冷却循环水量与补水量的确定,公式推导2 W=W1+W2+

11、W3 W = W1 N/（N- 1 ） W3 = W - W1- W2 = W1 N/（N- 1 ） - W1- W2 = W1 /（N- 1 ） - W2,五、冷却循环水量与补水量的确定,3.循环冷却水补水率的确定 上海市节约用水“三同时、四到位”管理规定 水冷机组：“均应建设相应水循环系统工程，其水循环利用率为95以上”；“间接冷却水循环利用率为95以上”。 GB50015-2009建筑给水排水设计规范 对于建筑物空调、冷冻设备的补充水量，应按冷却水循环水量的1%2%确定。,五、冷却循环水量与补水量的确定,GB 50555-2010民用建筑节水设计标准 应保证冷却水循环率不低于98%。 全

12、国民用建筑工程设计技术措施给水排水2009年版 密闭式循环冷却水系统的补充水量宜为循环水量的0.1%；闭式冷却塔淋水系统的补充水设计流量与开式系统相同，宜为循环水量的1.2%1.5%。,六、热水系统,1. 热水系统 该部分由热水泵、热交换器或室内风机盘管、热水管道及热源等组成。从热源流出的热水由热水泵加压送入热水管道（出水），进入室内进行热交换，供给房间热量，最后回到热源（回水），室内风机用于将空气吹过加热后的盘管水，升高空气温度，加速室内热交换。 2. 热源 （1）蒸汽热交换器 （2）热水锅炉 （3）热泵供热 （4）太阳能热水器等,六、热水系统,集中空调系统图二,七、空调冷凝水的利用,一般空调环境1kW冷负荷每小时约产生0.4kg0.8kg的冷凝水，可利用的冷凝