暖通空調(diào)第七章冷劑式空調(diào)系統(tǒng) (1)

1、第七章 冷劑式空調(diào)系統(tǒng)冷劑式空調(diào)系統(tǒng)冷劑式空調(diào)系統(tǒng)定義：空調(diào)房間的負(fù)荷由制冷劑直接負(fù)擔(dān)的系統(tǒng),又稱機(jī)組式系統(tǒng)。供冷(或供熱)方式：制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器(或制冷凝器)直接從空調(diào)房間吸收(或放出)熱量。機(jī)組組成：空氣處理設(shè)備(空氣冷卻器、空氣加熱器、加濕器、過(guò)濾器等)、通風(fēng)機(jī)和制冷設(shè)備(制冷壓縮機(jī)、節(jié)流機(jī)構(gòu)等)。設(shè)計(jì)選用：制造廠家整機(jī)供應(yīng)，用戶按機(jī)組規(guī)格、型號(hào)選用不需對(duì)各部件與設(shè)備分別進(jìn)行選擇計(jì)算。常用類型：l房間空調(diào)系統(tǒng)；l單元式空調(diào)機(jī)系統(tǒng)；l變制冷劑流量空調(diào)系統(tǒng)；l水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)。7-1 冷劑式空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)冷劑式空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)與集中式空調(diào)系統(tǒng)(中央空調(diào))機(jī)比,機(jī)組式系統(tǒng)有如下特點(diǎn): 結(jié)構(gòu)緊湊,體

2、積小,占地面積小,自動(dòng)化程度高 空調(diào)機(jī)組可設(shè)于房間內(nèi),也可安于機(jī)房?jī)?nèi),占面積小 機(jī)組分散布置,各房間可根據(jù)需要停開(kāi)各自的空調(diào) 機(jī)組,可滿足不同的使用要求;各房間不會(huì)相互污染、串聲，發(fā)生火災(zāi)時(shí),也不會(huì)通過(guò)風(fēng)蔓延，對(duì)防火有利.但維修與管理麻煩. 機(jī)組安裝簡(jiǎn)單、工期短、投產(chǎn)快、風(fēng)冷式接上電源即可使用。 能量消費(fèi)計(jì)量方便，便于分戶計(jì)量、收費(fèi)。 機(jī)組能源選擇和組合受限制。目前，普遍采用電力驅(qū)動(dòng). 制冷性能系數(shù)較小,一般在2.53.機(jī)組不能按室外氣象參數(shù)變化和室內(nèi)負(fù)荷變化實(shí)現(xiàn)全年多工況進(jìn)行調(diào)節(jié)，過(guò)度季節(jié)也不能用全新風(fēng). 整體式機(jī)組、房間內(nèi)噪音大、分體式噪音低。 設(shè)備使用壽命較短,一般為10年。 對(duì)建筑外觀

3、有影響，可破壞主面，噪聲、凝結(jié)水、冷凝器熱風(fēng)對(duì)環(huán)境污染。7-2 空調(diào)機(jī)組的分類空調(diào)機(jī)組的分類一、按空調(diào)調(diào)機(jī)組外型一、按空調(diào)調(diào)機(jī)組外型 分為：?jiǎn)卧袷娇照{(diào)機(jī)組、窗式空調(diào)器和分體式. 單元柜式：全部設(shè)備安裝在柜式箱體內(nèi)，可安裝在空調(diào)房間或鄰室內(nèi)。目前國(guó)產(chǎn)機(jī)組制冷量范圍為7116.3KW常見(jiàn)制冷量為23KW和35KW. 窗式：全部設(shè)備裝在箱內(nèi),冷量1.57KW.電源單相或三相 分體式：室外機(jī)、室內(nèi)機(jī)。壁掛式、落地式、吊頂式、嵌入式等。二、按用途分二、按用途分分為：恒溫恒濕、冷風(fēng)機(jī)、房間空調(diào)器和特殊用途機(jī)組。恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組：適用于精密機(jī)械、光學(xué)儀器、電子儀表等車間及計(jì)量室?？蒲袑?shí)驗(yàn)等有恒溫恒濕要求的

4、房間，基準(zhǔn)要求可控制在2025，精度 1，相對(duì)濕度5060%10%。冷風(fēng)機(jī)組：用于夏季降溫去濕，適用于民用與公用建筑的舒適性空調(diào)，溫度2427，濕度40%70%房間空調(diào)器：冷量在12KW以下,風(fēng)冷式.冷風(fēng)型(或熱泵型)的小型空調(diào)機(jī)組,主要用于家庭或房間的舒適性空調(diào).特殊用途空調(diào)機(jī)組：根據(jù)被調(diào)房間的特殊要求，有工廠組裝。如:電子計(jì)算機(jī)房專用,標(biāo)準(zhǔn)機(jī)房專用,低濕空調(diào)機(jī)組,凈化空調(diào)機(jī)組和谷物冷卻機(jī)等.三、按空調(diào)機(jī)組制冷系統(tǒng)的工作情況分三、按空調(diào)機(jī)組制冷系統(tǒng)的工作情況分分為:熱泵式和單冷式 熱泵式：通過(guò)換向閥的選擇，冬季供熱，夏季供冷。 單冷式：僅在夏季制冷循環(huán)四、按空調(diào)機(jī)組中冷凝器冷卻方式分四、按空

5、調(diào)機(jī)組中冷凝器冷卻方式分分為：水冷式和風(fēng)冷式. 水冷式：冷凝器用水冷卻,帶走冷凝熱，冷卻塔水循環(huán)使用,正常不允許直接使用地下水或自來(lái)水 風(fēng)冷式：冷凝器用空氣冷卻帶走冷凝熱，制冷性能系數(shù)低于水冷,制冷量略小，但無(wú)須設(shè)冷卻塔和泵,安裝運(yùn)行簡(jiǎn)便. 7-3 房間空調(diào)器房間空調(diào)器一、窗式空調(diào)器一、窗式空調(diào)器二、分體式空調(diào)器二、分體式空調(diào)器 安裝注意:室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)間距離不大于5m為好,最長(zhǎng)不超10m,高差不超5m三、一臺(tái)室外機(jī)兩臺(tái)或更多室外機(jī)型空調(diào)器三、一臺(tái)室外機(jī)兩臺(tái)或更多室外機(jī)型空調(diào)器 又稱一機(jī)多式或一拖多,原理與一拖一類似 7-4 單元式空調(diào)機(jī)組單元式空調(diào)機(jī)組 商業(yè)建筑和工業(yè)建筑中常用設(shè)備. 組成:

6、空氣處理設(shè)備,制冷設(shè)備,風(fēng)機(jī)和自控系統(tǒng). 功能:直接對(duì)空氣加熱、冷卻、加濕、去濕 優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小,能量調(diào)節(jié)范圍廣,調(diào)節(jié)方便,安裝和使用方便,近年來(lái)被較高地用于中小型空調(diào)系統(tǒng)中.恒溫恒濕空調(diào)恒溫恒濕空調(diào) 恒溫恒濕空調(diào)是指對(duì)溫度、濕度和潔凈度都有嚴(yán)格要求的專用空調(diào)機(jī)，具有高效節(jié)能、低噪音和環(huán)境保護(hù)等功能，可廣泛應(yīng)用于電子、光學(xué)設(shè)備、化妝品、醫(yī)療衛(wèi)生、生物制藥、食品制造、各類計(jì)量、檢測(cè)及實(shí)驗(yàn)室等行業(yè)。 1、 全年制冷由于機(jī)房的發(fā)熱量很大，有的IDC機(jī)房發(fā)熱量更是達(dá)到30 kw/以上,所以全年都是制冷。 這里需要提到的一點(diǎn)是機(jī)房空調(diào)也有加熱器，只不過(guò)是在除濕的時(shí)候啟動(dòng)的。因?yàn)槌凉駮r(shí)出風(fēng)溫度

7、要相對(duì)較低，避免房間溫度降低得太快（機(jī)房要求溫度變化每10分鐘不超過(guò)1，濕度每小時(shí)不超過(guò)5%）。2、高顯熱比 顯熱比是顯冷量與總冷量的比值?？照{(diào)的總冷量是顯冷量和潛冷量之和，其中顯熱制冷是用來(lái)降溫的，而潛冷是用來(lái)除濕的。 機(jī)房的熱量主要是顯熱，所以機(jī)房空調(diào)的顯熱比較高，一般在0.9以上（普通舒適型空調(diào)只有0.6左右）。 大風(fēng)量、小焓差是機(jī)房空調(diào)與其他空調(diào)的本質(zhì)區(qū)別。采用大風(fēng)量，可以使出風(fēng)溫度不至于太低，并加大機(jī)房的換氣次數(shù)，這對(duì)服務(wù)器和計(jì)算機(jī)的運(yùn)算都是有利的。 機(jī)房的短時(shí)間內(nèi)溫度變化太大會(huì)造成服務(wù)器運(yùn)算錯(cuò)誤，機(jī)房濕度太低會(huì)造成靜電（濕度在20%的時(shí)候靜電可以達(dá)到1萬(wàn)伏）。 3、高能效比 由于大

8、部分機(jī)房空調(diào)采用渦旋式壓縮機(jī)（最小的功率也有2.75KW），COP最大可以達(dá)到5.6。整機(jī)的能效比達(dá)到3.0以上。4、高精度設(shè)計(jì) 機(jī)房空調(diào)不僅對(duì)溫度可以調(diào)節(jié)，也可以對(duì)濕度可以調(diào)節(jié)，并且精度都是很高的。計(jì)算機(jī)特別是服務(wù)器對(duì)溫度和濕度都有特別高的要求，如果變化太大，計(jì)算機(jī)的計(jì)算就可能出現(xiàn)差錯(cuò)，對(duì)服務(wù)商是是很不利的特別是銀行和通訊行業(yè)。 現(xiàn)在的機(jī)房空調(diào)要求一般在溫度精度達(dá)2，濕度精度5%，高精度機(jī)房空調(diào)可以溫度精度達(dá)到0.5，濕度精度達(dá)到2% 。 5、高可靠性 一個(gè)機(jī)房最注重的就是可靠性。全年8760小時(shí)要無(wú)故障運(yùn)行，就需要機(jī)房空調(diào)可靠的零部件和優(yōu)秀的控制系統(tǒng)。一般機(jī)房多是N+1備份，一臺(tái)空調(diào)出了問(wèn)

9、題，其他空調(diào)就可以馬上接管整個(gè)系統(tǒng)。屋頂式空調(diào)機(jī)組屋頂式空調(diào)機(jī)組 是集冷（熱）源和空氣處理為一體的中央空調(diào)產(chǎn)品（又名直接蒸發(fā)式中央空調(diào)或直接膨脹式中央空調(diào)）。 通常為風(fēng)冷型，通過(guò)制冷系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和各種空氣處理功能段的組合完成制冷、制（加）熱、除濕、加濕、消聲、空氣凈化、輸送新風(fēng)等功能。 利用制冷系統(tǒng)中的換熱器使制冷劑與空氣直接進(jìn)行熱濕交換，沒(méi)有中間換熱介質(zhì)二次交換帶來(lái)的能量損失。 不需冷卻塔、冷卻（凍）水管、循環(huán)水泵和專用機(jī)房，機(jī)組可整體安裝屋頂、室外庭院，也可將壓縮冷凝段和空氣處理段分開(kāi)安裝。 該產(chǎn)品非常適用于體育館、會(huì)展中心、影劇院、商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)候機(jī)廳、車站候車室等舒適性空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，也廣

10、泛應(yīng)用于醫(yī)藥、電子、食品、機(jī)械、紡織等行業(yè)的工藝性空調(diào)系統(tǒng)。 7-5 變制冷劑流量系統(tǒng)變制冷劑流量系統(tǒng)VRV系統(tǒng)系統(tǒng) 20世紀(jì)80年代初,日本創(chuàng)立和采用VRV變制冷劑流量系統(tǒng)(Vainable Refrigerant Volume),代表單元式機(jī)組發(fā)展的新水平.VRV系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn): 1).制冷劑直接冷卻,單位質(zhì)量傳送的熱量幾乎是水的10倍,空氣的20倍; 2).可根據(jù)負(fù)荷變化,瞬間進(jìn)行容量調(diào)整; 3).橫塊式結(jié)構(gòu),組合靈活多變.克服集中式中空調(diào)風(fēng)管斷面大,占用機(jī)房面積,維修費(fèi)高等缺點(diǎn).多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的分類 按改變壓縮機(jī)制冷劑流量的方式 變頻式變頻壓縮機(jī) 定頻式數(shù)碼渦旋、多臺(tái)壓縮機(jī)組合 按系統(tǒng)的

11、功能 單冷型、熱泵型 熱回收型、蓄能型 按冷卻介質(zhì)分 風(fēng)冷式 水冷式組成：室外機(jī)、室內(nèi)機(jī)、制冷劑配管和自動(dòng)控制器件及系統(tǒng)。配管（以大金的變頻控制K系列多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)） 室外機(jī)與室內(nèi)機(jī)連接管路有三條1根液體管和2根氣體管(吸氣和排氣管),通過(guò)RS裝置將室外機(jī)液管、吸氣管、排氣管與室內(nèi)機(jī)液管、氣管連接 VRV系統(tǒng)的特點(diǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn) 設(shè)備少，管路簡(jiǎn)單、節(jié)省建筑面積與空間。風(fēng)冷，制冷機(jī)直接進(jìn)入室內(nèi)。不需冷卻水系統(tǒng)和冷凍水系統(tǒng)及設(shè)備，不需要龐大風(fēng)道系統(tǒng)。組合式室外機(jī)使制冷劑管道減少30%。省70%管道井面積及空間。室外機(jī)安在室外或屋頂，不占制冷機(jī)房。不需要空調(diào)機(jī)房。 布置靈活，可根據(jù)建筑物用途不同負(fù)荷和裝飾風(fēng)

12、格選室內(nèi)機(jī) 有顯著節(jié)能效益。變頻機(jī)與恒速機(jī)組合，系統(tǒng)容量可在5%-100%，滿足不同季節(jié)不同負(fù)荷要求。同時(shí)使組合式室外機(jī)與室內(nèi)機(jī)有更佳匹配關(guān)系。在低負(fù)荷運(yùn)行，性能系數(shù)仍可達(dá)3.4左右。室內(nèi)機(jī)單獨(dú)控制，不同房間不同溫度，提高舒適性，避免集中控制能源浪費(fèi)。無(wú)二次換熱。 運(yùn)行管理方便，維護(hù)簡(jiǎn)單。有多種控制方式，室內(nèi)機(jī)可有線式無(wú)線遙控，單遙控雙遙控，組控及中央控制，可聯(lián)網(wǎng)樓宇自控。其有故障自動(dòng)診斷功能。 經(jīng)濟(jì)效益顯著，初投資較高，比一般中央空調(diào)高30%，但年運(yùn)行費(fèi)用低，與風(fēng)冷冷水機(jī)組的空調(diào)系統(tǒng)比，年運(yùn)行費(fèi)用69.7：100。總壽命成本是冷水機(jī)組系統(tǒng)的80%左右。 新風(fēng)輸送方式新風(fēng)輸送方式 室內(nèi)機(jī)自吸新

13、風(fēng)。每層或整個(gè)建筑物設(shè)新風(fēng)總管。通過(guò)分支管與室內(nèi)機(jī)相連，新風(fēng)負(fù)荷由室內(nèi)機(jī)承擔(dān)。不宜在寒冷的地區(qū)使用。還應(yīng)采取措施，防止當(dāng)室內(nèi)機(jī)停運(yùn)時(shí)，室外空氣侵入房間 利用可接風(fēng)管的室內(nèi)機(jī)處理新風(fēng)送到每個(gè)房間 采用帶有全熱交換器的新風(fēng)機(jī)組。熱回收用排氣預(yù)冷（熱）新風(fēng)。 采用自帶制冷機(jī)的專用分體式新風(fēng)機(jī)組。家用中央空調(diào)系統(tǒng)家用中央空調(diào)系統(tǒng) 家用中央空調(diào)的分類和使用范圍家用中央空調(diào)的分類和使用范圍 家用中央空調(diào)系統(tǒng)的型式家用中央空調(diào)系統(tǒng)的型式 家用中央空調(diào)的特點(diǎn)家用中央空調(diào)的特點(diǎn) 1.家用中央空調(diào)的分類和使用范圍家用中央空調(diào)的分類和使用范圍 家用中央空調(diào)一般有兩種兩種形式 ：風(fēng)機(jī)盤管形式風(fēng)機(jī)盤管形式 全風(fēng)系統(tǒng)形式

14、全風(fēng)系統(tǒng)形式 適用空間適用空間 特別適用于特別適用于100600平方米的商住樓、高級(jí)平方米的商住樓、高級(jí)公寓、單元住宅樓和別墅等建筑。公寓、單元住宅樓和別墅等建筑。 2. 家用中央空調(diào)系統(tǒng)的型式家用中央空調(diào)系統(tǒng)的型式 中央空調(diào)是集中處理空調(diào)負(fù)荷的系統(tǒng)型式。其冷熱量是通過(guò)管路由介質(zhì)輸送到空調(diào)房間里去的。按照輸送介質(zhì)的不同，常見(jiàn)的家用中央空調(diào)可以分成以下三種主要型式。 風(fēng)管式系統(tǒng)風(fēng)管式系統(tǒng) 冷熱水機(jī)組冷熱水機(jī)組 變制冷劑流量系統(tǒng)變制冷劑流量系統(tǒng)風(fēng)管式風(fēng)管式單元空調(diào)系統(tǒng)單元空調(diào)系統(tǒng)原理圖原理圖 風(fēng)管式風(fēng)管式空調(diào)箱系統(tǒng)空調(diào)箱系統(tǒng)原理圖原理圖 帶新風(fēng)帶新風(fēng)的的風(fēng)管式風(fēng)管式單元空調(diào)系統(tǒng)原理圖單元空調(diào)系統(tǒng)原

15、理圖 冷冷/熱熱水機(jī)組原理圖水機(jī)組原理圖 VRV系統(tǒng)原理圖系統(tǒng)原理圖 3. 家用中央空調(diào)的特點(diǎn)家用中央空調(diào)的特點(diǎn) 以家庭為單元以家庭為單元,可滿足用戶多居室的不同需求可滿足用戶多居室的不同需求 保證寧?kù)o的家居環(huán)境保證寧?kù)o的家居環(huán)境 室內(nèi)末端裝置可采用多種方式安裝，極適宜室內(nèi)末端裝置可采用多種方式安裝，極適宜配合室內(nèi)裝修配合室內(nèi)裝修操作簡(jiǎn)便操作簡(jiǎn)便 ,節(jié)約能源及運(yùn)行費(fèi)用節(jié)約能源及運(yùn)行費(fèi)用系統(tǒng)運(yùn)行可靠，維護(hù)量極小系統(tǒng)運(yùn)行可靠，維護(hù)量極小 無(wú)需占用設(shè)備層，從而降低房地產(chǎn)價(jià)格無(wú)需占用設(shè)備層，從而降低房地產(chǎn)價(jià)格可以避免破壞建筑物整體外觀可以避免破壞建筑物整體外觀家用中央空調(diào)系統(tǒng)初投資少家用中央空調(diào)系統(tǒng)初

16、投資少 三、水環(huán)熱泵系統(tǒng)三、水環(huán)熱泵系統(tǒng) 水環(huán)路熱泵(Water-Loop Heat Pump，簡(jiǎn)稱WLHP)空調(diào)系統(tǒng)是近幾年在外商投資的建筑物中出現(xiàn)的一種空調(diào)系統(tǒng)型式，它不同于傳統(tǒng)的集中式空調(diào)系統(tǒng)，不僅能夠回收和利用低位熱能回收和利用低位熱能，既可以供冷可以供冷也可以可以供熱供熱，而且WLHP系統(tǒng)的末端設(shè)備水環(huán)熱泵機(jī)組具有較高的能效比較高的能效比。 1.基本工作原理和四種典型運(yùn)行狀態(tài)基本工作原理和四種典型運(yùn)行狀態(tài) 組成組成水循環(huán)路和多個(gè)獨(dú)立的不可逆制冷循環(huán)環(huán)路水循環(huán)路和多個(gè)獨(dú)立的不可逆制冷循環(huán)環(huán)路 基本工作原理基本工作原理 熱泵機(jī)組按供冷工況運(yùn)行時(shí)，將排放多余熱量熱泵機(jī)組按供冷工況運(yùn)行時(shí)，將

17、排放多余熱量到水循環(huán)環(huán)路中。若熱泵機(jī)組以供暖工況運(yùn)行，到水循環(huán)環(huán)路中。若熱泵機(jī)組以供暖工況運(yùn)行，則從水循環(huán)環(huán)路中吸收熱量。各熱泵機(jī)組所散則從水循環(huán)環(huán)路中吸收熱量。各熱泵機(jī)組所散發(fā)的多余熱量與需補(bǔ)充的不足熱量通過(guò)水循環(huán)發(fā)的多余熱量與需補(bǔ)充的不足熱量通過(guò)水循環(huán)環(huán)路給予傳遞，實(shí)現(xiàn)有效的熱回收。環(huán)路給予傳遞，實(shí)現(xiàn)有效的熱回收。 四種典型運(yùn)行狀態(tài)四種典型運(yùn)行狀態(tài) 由于季節(jié)變化及建筑各區(qū)所處的朝向和使用功由于季節(jié)變化及建筑各區(qū)所處的朝向和使用功能不同，水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)也跟隨著能不同，水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)也跟隨著變化。變化。 夏季夏季（全供冷）（全供冷）周邊區(qū)周邊區(qū)內(nèi)區(qū)內(nèi)區(qū)冷卻塔冷卻塔加熱器加熱器水泵水泵開(kāi)開(kāi)關(guān)關(guān)冬季冬季（全供暖）（全供暖）周邊區(qū)周邊區(qū)內(nèi)區(qū)內(nèi)區(qū)冷卻塔冷卻塔加熱器加熱器水泵水泵開(kāi)開(kāi)關(guān)關(guān)內(nèi)區(qū)供冷內(nèi)區(qū)供冷/周邊區(qū)供暖周邊區(qū)供暖內(nèi)區(qū)內(nèi)區(qū)冷卻塔冷卻塔加熱器加熱器水泵水泵開(kāi)開(kāi)關(guān)關(guān)周邊區(qū)周邊區(qū)部分供冷部分供冷/部分供暖部分供暖內(nèi)區(qū)內(nèi)區(qū)冷卻塔冷卻塔加熱器加熱器水泵水泵開(kāi)開(kāi)關(guān)關(guān)周邊區(qū)周邊區(qū)2.水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn) 調(diào)節(jié)方便調(diào)節(jié)方便 節(jié)能節(jié)能 可同時(shí)供冷