中央空调理论基础知识(编辑修改稿)

中央空调理论基础知识(编辑修改稿)内容摘要：

制冷剂 （ 5） 单效溴化锂吸收式制冷机原理 ◆ 蒸汽型单效制冷机 ◇ 单效制冷机结构 通常将 发生器和冷凝器 密封在一个筒体内，称为 高压筒。 将工作压力较低的 蒸发器与吸收器 密封于另一个筒体内， 称为 低压筒。 结构上布置高压筒在上，低压筒在下。 为充分利用热能，提高整机热效率，还设置了热交换器 冷凝器11810冷水69吸收器43 蒸发器512721冷却水发生器◆ 蒸汽型双效制冷机 双效制冷机比单效制冷机增加了一个 高压发生器 ，又 称高压筒。 低压部分与单效机的结构相近，也是由上 下两筒组成。 因此，双效机一般为 三筒式。 为了提高热交换效率，双效溴冷机设有两套溶液热交 换器： —— 高温热交换器； —— 低温热交换器。 还增设一套凝水回热器。 129654101178132◆ 直燃型吸收式制冷机 ◇ 直燃机的特点 —— 自身具备热源，无需另建锅炉房或依城市热网， 节省占地及热源购置费用。 —— 采用燃油或燃气的直燃机由于燃烧完全，对大气 环境无污染。 —— 主机负压运转（无爆炸隐患），机房可设在建筑 内任何位置。 —— 制冷主机与燃烧设备一体化，可根据负荷变化实 现燃料耗量的调节。 ◇ 直燃机制取 采暖热水的工作原理 “ 分隔式供热 ” 型机组采用热水器采暖方式。 ◆ 溴化锂吸收式冷水机组的特点 优点 ◇ 以热能为动力，故耗电少； ◇ 安全、无公害； ◇ 冷量调节范围宽； ◇ 对外界条件变化的适应性强； ◇ 安装简便，对安装基础要求低； ◇ 制造简单，操作、维修、保养方便。 缺点 ◇ 溴化锂溶液在制冷机内工作，对制冷机中的碳素钢和 紫铜等金属具有较强的腐蚀性，这不仅大大影响机组寿命， 而且腐蚀后产生的氢气和铁锈等杂质，直接影响了机组的 性能和正常运行。 ◇ 机组在真空下运行，空气容易漏入。 ◇ 由于冷剂蒸汽的冷凝和吸收过程均为排热过程，因此 溴冷机的排热负荷较大，所需的冷却水量也较大。 ◇ 机房占地面积较大且较高 ， 设备重量也较重。 空调水及其管网系统 管网的功能是将制冷（热）站的冷（热）源与空调末端装置连接 起来，保证空调水按照不同的供水管路分别输送到各个空调房间 的末端装置。 （ 1） 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。 风机盘管W 1盈亏管一次水泵旁通阀++蒸发器+W二次水泵空调机组 主机 冷凝器+W 2M二通阀二通阀冷却水泵冷却塔冷却塔风机风机盘管◆ 冷 （ 温 ） 水系统和冷却水系统 间接制冷的中央空调系统都必须具备两大循环水系统 —— 热交换系统： ◇ 冷 （ 温 ） 水系统 冷 （ 温 ） 水系统由供 、 回水设备 （ 冷温水泵 、 分水器 、 集水器 、 水过滤器 、 水处理装置等 ） 及管网构成。 制冷时：将用户端的热量转移到空调主机。 这种 低温 载冷剂 （冷水）就是空调的 冷源。 采暖时：将空调主机的热量转移到用户端。 冷水 的循环过程： 供水 设备 空调 末端装置 制冷机 蒸发器 回水 设备 ◇ 冷却水系统 冷却水系统由冷却水泵、冷却塔及管路等构成。 7℃ 12℃ 冷却水是空调系统的冷却剂， 作用 是将空调的热量从制冷机转移到室外大气中去 冷却水 的循环过程： 出水 设备 制冷机 冷凝器 冷却塔 装置 进水 设备 32℃ 37℃ ◆ 开式系统与闭式系统 ◇ 开式系统 冷却塔冷却塔风机冷却水泵空 调 主 机蓄水池冷冻水泵空调主机末端空调负荷末端空调负荷具有蓄水池的开式 冷冻水系统， 通常设计扬程裕量小，节能空间小。 具有淋水式冷却塔的开式冷却水系统 通常设计扬程裕量较大。 ◇ 闭式系统 因闭式系统的水泵扬程仅需克服管路循环阻力，通常 水泵的设计扬程裕量较大，节能空间比开式系统大。 ◆ 一级泵系统与二级泵系统 ◇ 一级泵系统 一级泵系统如下图： R空调主机二通阀二通阀风机盘管M旁通阀冷冻水泵风机盘管++ 一级泵系统比较简单，控制元件少，运行管理方便，适用于中小型空调系统。 ◇ 二级泵系统 二级泵系统如下图： 旁通阀二次环路二次冷冻水泵一次环路一次冷冻水泵空调主机R回水总管供水总管盈亏管QM风机盘管二通阀+二通阀风机盘管+二级泵系统由两个环路组成： 一次环路： 回水总管 空调主机 一级水泵 供水总管。 一次环路负责冷冻水的制备。 二次环路： 供水总管 二级水泵 空调末端设备 回水总管。 二次环路负责冷冻水的输配。 特点： 采用二组泵来保持冷源侧一次环路定流量运行， 而使用户侧二次环路变流量运行。 • 与一级泵系统相比，二级泵系统较为复杂，但能显著地节省水泵的耗电量。 • 当总冷冻水量超过 300 m3 /h时，应采用二级泵系统，但系统初投资较大，自控要求较高，机房占地面积较大。 • 一次泵的台数配置一般根据 “ 一机配一泵 ” 的原则，一次泵扬程一般小于 15 mH2O 就能满足要求了。 • 水泵台数设置一般大于一次泵台数，以便通过增、减台数来调节流量，达到节能的效果。 对于 100 m左右的高层建筑，如果采用闭式系统，则二次泵扬程一般为20 ～ 30 mH2O。 ◇ 一级泵与二级泵混合式系统 在冷冻水的输配环路中，管路较短、压力损失小的环路由一次泵 直接供水，而压力损失大的环路则由二次泵供水，这样就构成了 一级泵和二级泵混合式系统。 混合式系统如下图： 一次冷冻水泵直接供水二次冷冻水泵供水一次冷冻水泵R 空调主机旁通阀M二通阀风机盘管+二通阀风机盘管+◆ 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。 ◇ 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。 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。 ◇ 变流量水系统的实现方式 ★ 节流调节 节流调节是在供水水泵出口安装控制阀门，通过改变阀门的开度达到调节水流量的目的。 该调节方式将使水泵的工作状态由点 1移至点 2，利用节流过程的压力损失 Δ P（ Δ P=P2P3）使流量由 Q1减至 Q2。 节流调节方式会使水泵效率由 η 1降至 η 2，单位流量的功耗增大。 采用节流调节时，应选择特性曲线较平坦的水泵，节流阀不应设置在水泵的吸水管上。 节流幅度不能过大，以免系统压力过高，水泵工作条件恶化。 节流调节特性曲线 η 2 η 1 2 1 P3 P1 P2 Q2 Q1 Q P ★ 台数调节 台数调节一般通过压力等参数的控制，改变水泵的运行台数。 当 末端负荷减少（众多末端二通阀关闭）引。