中央空調(diào)制冷機組余熱回收講義全

1、中央空調(diào)制冷機組余熱回收講義一.常用的計量單位：1. 壓力：1）米制單位： 公斤力每平方厘米： Kg / cm 2;標(biāo)準(zhǔn)大氣壓：符號： atm ，海平面大氣壓力。換算： 1 atm = 760 mmHg = 101.325 KPa = 0.98 Kg / cm2。2）.國際制單位：帕：Pa （ N / m 2） ; lOOOPa = 1K Pa ;1000000 Pa = 10 Pa = 1 M Pa單位換算： 1 Kg / cm 2= 0.1 M Pa = 100 K Pa ;2 熱、能、功單位：A. 米制單位：卡（Cal ）:1公斤水溫度升C所需熱能1000 Cal = 1 Kcal （

2、大卡）。千瓦時： Kwh ；B .國際單位：焦耳（J）、千焦耳；3 .熱流、功率單位：A .米制單位： 千卡每小時；Kcal /h;B .國際單位：瓦（W）、千瓦（KW）;換算：1 千瓦（KW） = 860 Kcal （大卡）/h ;1RT = 3.517 Kw4.制冷系數(shù)二制冷量-消耗的功能效比（ COP ）： 每耗電 1 千瓦得到的制冷量 二 空氣調(diào)節(jié)： 空氣調(diào)節(jié)是一門維持室內(nèi)良好的熱環(huán)境的技術(shù)。熱環(huán)境是指室內(nèi)空氣的溫度、濕度、空氣流動速度、潔凈度、新鮮度等?？照{(diào)系統(tǒng)的 作用是根據(jù)使用對象的要求使各參數(shù)達(dá)到規(guī)定的指標(biāo)。空調(diào)系統(tǒng)的組成五個部分：空氣處理設(shè)備；冷源和熱源；空調(diào)風(fēng)系 統(tǒng)；空調(diào)水系

3、統(tǒng)；控制、調(diào)節(jié)裝置。三 提供冷源方式蒸氣壓縮式制冷循環(huán)：1 原理： 液體蒸發(fā)時吸收熱量，2. 基本概念：1）液體的沸騰溫度（飽和溫度）隨液體所處的壓力而變化，壓力越低 液體的飽和溫度也越低；如： 1Kg 液態(tài) R22 在 0.584Mpa 壓力時的 沸騰溫度為5 C,吸熱量（制冷量）為201.246KJ/Kg;在0.64MPa壓力時的沸騰溫度為8 C,吸熱量（制冷量）為198.695 KJ/Kg 。不 同液體的沸騰溫度與壓力、吸熱量也各不相同。因此，只要根據(jù)制冷 所用液體（制冷劑）的熱力性質(zhì)，并創(chuàng)造一定的壓力條件，就可獲得 所要求的低溫。2）制冷工質(zhì)：（制冷劑、冷媒、雪種） ；常用有：氨（ R

4、717 ）、氟里昂等； 氟里昂： R11 ： 一氟三氯甲烷 R12 ： 二氟二氯甲烷 R13 ： 三氟一氯甲烷R22 :二氟一氯甲烷R23 :三氟甲烷R134a :四氟乙烷；R123 :三氟二氯乙烷；3） .載冷劑：傳遞冷量的物質(zhì)，空調(diào)一般是用水做載冷劑。4） .制冷量：單位一一千瓦（Kw）、大卡（Kcal ）、冷噸（Rt）；1 千瓦（Kw） = 860 大卡（Kcal ）;1 冷噸（Rt） = 3.517 Kw = 3024 Kcal ;100Rt = 351.7 K w = 30 萬 Kcal冷噸（美）定義：是以24小時能把1噸（美）=2000磅0 C水凍成0 C的冰的制冷能力定為制冷能力

5、單位，即 RT。5）.冷凝溫度：氣體液化時的溫度（在一定壓力下）。同一物質(zhì)冷凝溫度是隨壓力變化而變化。3 .制冷循環(huán)的主要設(shè)備：壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器四大主件組成。用人為方法使制冷 劑在密閉系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行物態(tài)（氣態(tài)、液態(tài)）變化，達(dá)到連續(xù)、穩(wěn)定提供 冷量的一套制冷裝置。示意圖:R22氣體 溫度58 C 90 C冷 卻 水壓縮機膨脹閥冷 I H制冷循環(huán)的各個參數(shù):發(fā)（制冷劑R22）r電制冷工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)參數(shù):氣態(tài)：壓力機0.64 Mpa;溫度8 °C;壓縮機出口：氣態(tài)：壓力1.5 Mpa;溫度85 C ;冷凝器內(nèi)參數(shù)：液態(tài)：壓力1.5 Mpa;溫度37 C ;冷卻水溫度：出口溫度：3

6、7 C ;進(jìn)口溫度：32 C ;冷凍水溫度：出口溫度：8 C ;進(jìn)口溫度： 13 C。由于壓縮機機型不同，以上各參數(shù)也不盡相同。1）壓縮機：壓縮機分類： 活塞式壓縮機、螺桿式壓縮機、離心式壓縮機、渦 旋式壓縮機等。2）冷凝器與蒸發(fā)器：一般是臥式殼管式；九十年代研制出板式換熱器，已經(jīng)被一些生產(chǎn)廠 家在小型制冷機組上采用。3）節(jié)流膨脹閥：1）功能：降壓2）類型：A. 熱力膨脹閥：由感溫包、膜片等組成。B. 浮球閥：保持蒸發(fā)中的液位恒定。C .電子膨脹閥。四.制冷機組的節(jié)能：1. 制冷機組的熱回收:1）中央空調(diào)制冷機組制冷循環(huán)：中央空調(diào)制冷機組向空調(diào)末端輸送 8C左右的冷凍水，在空調(diào)末端吸 收室內(nèi)的

7、熱量后，水溫升高至13 C左右。冷凍水回到蒸發(fā)器，又被冷 媒冷卻至8C左右。冷凍水帶回室內(nèi)的熱量被冷媒吸收，冷媒經(jīng)壓縮 機壓縮，溫度升高至58 C 90 C,使冷媒處于過熱狀態(tài)。進(jìn)入冷凝器 被冷卻水冷卻至37 C左右，37 C左右冷卻水經(jīng)水泵輸送到屋頂冷卻塔 噴淋冷卻，冷卻塔風(fēng)機將熱量排到大氣中去。整個過程消耗的是電。2 ）冷凝熱：冷媒被壓縮機壓縮后，冷媒攜帶的熱量進(jìn)入冷凝器，該熱量就是冷凝熱。冷凝熱包括冷凍水從室內(nèi)吸收的熱量、 壓縮機電機的發(fā)熱及冷媒被壓 縮產(chǎn)生的熱量和氣體冷媒在管道內(nèi)高速流動產(chǎn)生摩擦熱。因此，冷凝熱大于制冷量，如：活塞機組冷凝熱是制冷量的1.3倍；離心機最低也達(dá)到1.15

8、倍3）冷凝熱回收：A .制冷機組壓縮機排出的冷凝熱是通過冷卻水帶到屋頂冷卻塔排到 大氣中去。余熱回收技術(shù)就是回收冷凝熱，在機組壓縮機出口處與冷凝器 之間安裝一個熱回收裝置，該裝置使高溫的氣體冷媒與待加熱的20 C自來水進(jìn)行熱交換，將冷媒溫度降下來；同時使水溫提高到50 C左右。把排到大氣中去的廢熱變?yōu)橛杏玫臒嵩?，替代燃油與電加熱酒店生活熱水。C .確定熱水量和水溫:A .可利用熱能計算：查制冷劑壓焓圖，計算出過熱狀態(tài)和飽和狀態(tài)的焓值。B .根據(jù)可利用的熱焓值，計算水的流量和流速。C .設(shè)計熱交換器： 換熱面積、容積、流道形式、口徑等。2. 冷凝熱回收的幾個問題：（1）對機組的影響：a. 降低了

9、冷凝壓力，也就是降低壓縮機的排氣壓力。b. 降低了冷凝溫度 ,提高機組制冷量。 根據(jù)計算： 冷卻水溫度 （冷凝溫度）每降低1C;機組制冷量可提高1.3% 。冷凝熱回收后，如果冷 卻水流量不變，冷凝溫度可降低35 C;可提高機組制冷量4 %左右, 節(jié)電效果明顯。C .由于在機組冷凝器之前串聯(lián)一個熱采集器，排氣管道增加彎頭等， 排氣阻力會有所加大，一般會使壓力增加 0.3 Kg / cm 2（30Kpa）, 管道 設(shè)計得好會低于 30 Kpa 。（2）不是所有制冷機組都可以進(jìn)行熱回收改造：女口： A.排氣溫度低于50 C的機組；B. 負(fù)壓機組，冷媒 R11 。C. 排氣管不好接的機組。如：約克機組

10、;D. 帶節(jié)能器機組，如：特靈兩級、三級壓縮離心機組。 這些制冷機組一般都不好進(jìn)行熱回收改造。（3）熱回收發(fā)展趨勢：由于余熱回收有利于節(jié)能，所以國內(nèi)已經(jīng)有些設(shè)備生產(chǎn)廠家，制造出帶熱回收的中央空調(diào)制冷機組。相信在不很長時間里，將 會買到既能制冷又能出熱水的各種機型的中央空調(diào)機組。五.蓄冷技術(shù)：蓄冷方法有顯熱蓄冷和相變潛熱蓄冷兩大類。顯熱：物體被加熱或冷卻時物體只有溫度的變化，而無形態(tài)變化所 得到的（或放出）熱量。潛熱：物體的溫度不變，僅有狀態(tài)的變化（相變）時，所吸收（或 放出）的熱量，1 .蓄冷空調(diào)的基本原理：空調(diào)換熱器2.冰蓄冷空調(diào)：相變潛熱蓄冷冰的相變潛熱量是：335.2KJ/Kg ;載冷劑

11、：乙二醇溶液；3 .高溫水蓄冷：在液體冷媒即將進(jìn)入節(jié)流閥之前，利用低溫水降低冷媒的溫度（從32 C左右降低到12 C15 C）。也可以說是把夜間儲存的冷量在白天機組運行時帶到機組蒸發(fā)器里去。原理：水冷中央空調(diào)制冷機組冷媒（R22冷凝溫度一般在40C左右, 40C左右的液體冷媒（R22）通過節(jié)流閥（亦稱膨脹閥）到蒸發(fā)器 蒸發(fā)成氣態(tài)，吸收冷凍水的熱量，產(chǎn)生制冷量。如果液體冷媒（R22） 在進(jìn)蒸發(fā)器之前從40C降低到10C，貝於媒（R22）在蒸發(fā)器里蒸 發(fā)成氣態(tài)，必然吸收更多冷凍水的熱量， 極大提高了機組的制冷量。 根據(jù)理論計算：每降低冷媒（R22）冷凝溫度1C,機組提高制冷 量 1.8%，貝卩:30 °CX 1.8 % = 54 %。如果制冷機組使用后半夜的低谷電來運行，把酒店里的消防水池的水（約三、五百噸）降低溫度到5 C左右，把冷量儲存在消防水池的水里（蓄冷）。白天用5C左右