空調(diào)機(jī)(制冷)原理
空調(diào)(供熱)原理
主要空調(diào)設(shè)備種類:
為主機(jī)類配套通用設(shè)備:
冷卻塔(圓形、矩形);水泵;電動(dòng)閥門;
板式換熱器(水-水換熱,非用電設(shè)備)。
空調(diào)系統(tǒng)的幾種主要形式:
1.水冷冷水機(jī)組+空調(diào)末端
1)電制冷冷水機(jī)組形式(包括冰蓄冷系統(tǒng)、地源熱泵機(jī)組形式)
2)直燃機(jī)機(jī)組形式
2.風(fēng)冷熱泵冷(熱)水機(jī)組+空調(diào)末端
3.水環(huán)熱泵系統(tǒng)
4.多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)
5.分體空調(diào)…
電制冷水冷冷水機(jī)組系統(tǒng)原理:
系統(tǒng)構(gòu)成的主要設(shè)備:機(jī)房部分(空調(diào)主機(jī)等主要設(shè)備)
冷源:冷水機(jī)組;冷卻水泵,冷凍水泵,冷卻塔。
冷水機(jī)組提供冷凍水(7/12℃)。
熱源:鍋爐,熱水泵。鍋爐提供熱水(60/50℃)。
空調(diào)區(qū)域(空調(diào)末端主要設(shè)備)
全空氣空調(diào)處理機(jī)組(包括新風(fēng)機(jī)組),風(fēng)機(jī)盤管。
主機(jī):
低壓?jiǎn)?dòng):380V/3/50(150~850KW/臺(tái))
高壓直接啟動(dòng):3300V/6600V/10000V3/50(1000KW/臺(tái) 以上)
暖通設(shè)備選型樣本中可查得啟動(dòng)電流及運(yùn)轉(zhuǎn)電流值
水泵:
冷卻水泵,用電量由水專業(yè)提供?刂埔笥膳▽I(yè)確定
空調(diào)水循環(huán)泵:因冬夏季水量差異,一般分冷水泵和熱水泵。因不同時(shí)使用的原因,電量總和統(tǒng)計(jì)時(shí)僅計(jì)冷水泵。冰蓄冷系統(tǒng)中還增加有乙二醇循環(huán)泵
大型系統(tǒng),有分一次泵、二次泵。一次泵負(fù)擔(dān)機(jī)房內(nèi)管路水循環(huán);二次泵負(fù)擔(dān)機(jī)房至空調(diào)末端的水循環(huán)。
上述泵一般均布置在機(jī)房內(nèi)。
冷卻塔:
冷卻塔是空調(diào)系統(tǒng)中最終實(shí)現(xiàn)將室內(nèi)熱量搬出室外的關(guān)鍵設(shè)備,一般放在室外通風(fēng)良好的地方。
工作原理:利用水的蒸發(fā)將熱帶入到大氣中。冷卻塔用電設(shè)備:風(fēng)機(jī)。
風(fēng)機(jī)作用就是強(qiáng)制加速水的蒸發(fā)。
機(jī)房設(shè)備開啟順序:
冷卻塔風(fēng)機(jī)→冷卻水泵→冷凍水泵→主機(jī)。
多數(shù)情況下,上述設(shè)備與主機(jī)臺(tái)數(shù)一一對(duì)應(yīng),但在近來,出于節(jié)能需要,某些系統(tǒng)形式略有變化(如主機(jī)側(cè)變流量控制),不再要求主機(jī)與冷凍水泵的一一對(duì)應(yīng),但冷卻泵、冷卻塔仍要求一一對(duì)應(yīng)。暖通專業(yè)在采用這種系統(tǒng)形式時(shí),會(huì)在提供資料時(shí)特別說明。
關(guān)機(jī)順序:主機(jī)→冷凍水泵→冷卻水泵→冷卻塔風(fēng)機(jī)
如暖通設(shè)計(jì)者在各設(shè)備水路前加裝有電動(dòng)閥,則開機(jī)前需先開啟相應(yīng)閥門,關(guān)機(jī)后需關(guān)閉該閥門。
機(jī)房設(shè)備開啟順序:
冷卻塔風(fēng)機(jī)→冷卻水泵→冷凍水泵→主機(jī)
一般通用設(shè)備與主機(jī)臺(tái)數(shù)一一對(duì)應(yīng),但在近來,出于節(jié)能需要,某些系統(tǒng)形式略有變化(如主機(jī)側(cè)變流量控制),不再要求主機(jī)與冷凍水泵的一一對(duì)應(yīng),但冷卻泵、冷卻塔仍要求一一對(duì)應(yīng)。暖通專業(yè)在采用這種系統(tǒng)形式時(shí),會(huì)在提供資料時(shí)特別說明。
關(guān)機(jī)順序:主機(jī)→冷凍水泵→冷卻水泵→冷卻塔風(fēng)機(jī)
如暖通設(shè)計(jì)在各設(shè)備水路前加裝有電動(dòng)閥,則開機(jī)前需先開啟相應(yīng)設(shè)備前閥門,關(guān)機(jī)后需關(guān)閉該閥門。
冰蓄冷系統(tǒng):
系統(tǒng)特點(diǎn):主要利用夜間23:00~凌晨7:00用電低谷時(shí)間電價(jià)便宜,主機(jī)制冷蓄冰,儲(chǔ)存冷量,以待白天使用。目的是減少主機(jī)裝機(jī)容量,減少白天高峰高價(jià)用電,達(dá)到節(jié)約電費(fèi)目的。
常規(guī)冰蓄冷系統(tǒng)的主機(jī)裝機(jī)容量較正常裝機(jī)容量減少1/3。特殊場(chǎng)合可減少一半以上(如體育館)
適用場(chǎng)合:寫字樓、商場(chǎng)、體育場(chǎng)館等夜間11:00后不需供冷的建筑;峰谷電價(jià)比至少要大于4以上的地方。
缺點(diǎn):蓄冰需較大空間;初投資高;
系統(tǒng)構(gòu)成的主要設(shè)備:
機(jī)房部分(空調(diào)主機(jī)等主要設(shè)備)
冷源:冷水機(jī)組;乙二醇循環(huán)泵;板式換熱器;蓄冰槽;冷凍水循環(huán)泵,冷卻水泵,冷卻塔。
乙二醇水溫:蓄冰-6~-1.5℃;放冷:3~5℃
冷凍水溫(7/12℃)。
熱源:鍋爐,熱水泵。鍋爐提供熱水(60/50℃)。
空調(diào)區(qū)域(空調(diào)末端主要設(shè)備)
全空氣空調(diào)處理機(jī)組(包括新風(fēng)機(jī)組),風(fēng)機(jī)盤管。
在供電要求上:
本質(zhì)上與水冷冷水機(jī)組系統(tǒng)形式相同
多了乙二醇循環(huán)泵
系統(tǒng)對(duì)自控要求高,需精確計(jì)算蓄冷量、放冷量,
為適應(yīng)蓄冷、放冷轉(zhuǎn)換要求,管路上裝設(shè)有多個(gè)電動(dòng)閥門。
系統(tǒng)一天(24小時(shí)內(nèi))共有五種運(yùn)行模式,需要根據(jù)多個(gè)監(jiān)測(cè)參數(shù),進(jìn)行運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換。
風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)
這類系統(tǒng)中小型各公共建筑、或小型住宅建筑(如別墅、大戶型單元住宅)常用空調(diào)形式
特點(diǎn):
因冷卻要求,機(jī)組必須放置;
通風(fēng)良好的地方,通常都直接放在室外,如屋頂?shù)龋?/div>
因采用熱泵形式,不需另設(shè)熱源
主要在長江中下游地區(qū)(冬季氣溫多在0℃以上)
因單臺(tái)制冷量限制,一般不適宜用在大型、超大型建筑。
風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)原理圖:
系統(tǒng)構(gòu)成的主要設(shè)備:主機(jī)端部分(空調(diào)主機(jī)等主要設(shè)備)
冷熱源:冷水機(jī)組;空調(diào)循環(huán)水泵。
夏季提供冷凍水(7/12℃)
冬季提供熱水(45/40℃)
空調(diào)區(qū)域(空調(diào)末端主要設(shè)備)
全空氣空調(diào)處理機(jī)組(包括新風(fēng)機(jī)組),風(fēng)機(jī)盤管。
控制要求:
設(shè)備開啟順序:
空調(diào)循環(huán)水泵→主機(jī)
水泵與主機(jī)臺(tái)數(shù)一一對(duì)應(yīng)。
關(guān)機(jī)順序:
主機(jī)→空調(diào)循環(huán)水泵
機(jī)組均自帶控制柜,供電直接進(jìn)控制柜。外部僅設(shè)檢修斷電開關(guān)即可。(電功率:5~150KW/臺(tái))
小型機(jī)組還自帶循環(huán)水泵
機(jī)組開啟后,僅定時(shí)有人觀察機(jī)組運(yùn)行,無需專人值守。
地源熱泵系統(tǒng):
地源熱泵系統(tǒng)近年來作為可再生能源利用名義,在某些有條件實(shí)施的工程中采用。
地源熱泵系統(tǒng)基本構(gòu)成同電制冷水冷冷水機(jī)組形式。冷卻塔功能由地下水、地表水或土壤源換熱器代替。因采用了熱泵技術(shù),地源熱泵機(jī)組可為空調(diào)末端設(shè)備提供冷熱水。
供電方式基本同水冷冷水機(jī)組模式。
系統(tǒng)基本構(gòu)成同上,取消冷卻塔。冷卻塔由地下水、地表水或土壤源換熱器替換。熱源無鍋爐,由地源熱泵機(jī)組提供冷熱水。
系統(tǒng)構(gòu)成的主要設(shè)備:主機(jī)端部分(空調(diào)主機(jī)等主要設(shè)備)
冷熱源:冷水機(jī)組;空調(diào)循環(huán)水泵,冷卻水循環(huán)泵(潛水泵)。
夏季提供冷凍水(7/12℃)
冬季提供熱水(45/40℃)
空調(diào)區(qū)域(空調(diào)末端主要設(shè)備)
全空氣空調(diào)處理機(jī)組(包括新風(fēng)機(jī)組),風(fēng)機(jī)盤管。
溴化鋰吸收式制冷機(jī)組:
直燃式燃?xì)庑弯寤嚈C(jī)組
蒸汽(熱水)型溴化鋰機(jī)組
特點(diǎn)是冷水機(jī)組用能由電改成了天然氣或其它熱源(如蒸汽、熱水等)。減少了空調(diào)主要用電設(shè)備用電
系統(tǒng)其它部位設(shè)置完全相同。
以上幾種類型均屬于冷熱源集中布置形式。整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的用電主要集中在主機(jī)房。
在空調(diào)區(qū)域的空調(diào)設(shè)備樣式、布置方式完全相同,在暖通專業(yè)中,這部分稱作空調(diào)末端形式。
冷熱源部位均以水作介質(zhì)輸送至各空調(diào)末端使用。
空調(diào)系統(tǒng)末端形式:
全空氣系統(tǒng):
柜式空調(diào)器(風(fēng)柜),形式分立式、臥式;
小型的也可吊裝(0.5~100KW/臺(tái))。
特點(diǎn):空調(diào)冷(熱)空氣均通過風(fēng)管經(jīng)風(fēng)口送出。
除新風(fēng)機(jī)組外,還有大量回風(fēng)回到機(jī)組,與新風(fēng)混合后重新處理送出。
除吊裝外,均要求設(shè)機(jī)房放置。
優(yōu)點(diǎn):?jiǎn)闻_(tái)機(jī)組承擔(dān)空調(diào)面積可大可小,最大可達(dá)幾千平米。
風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)系統(tǒng)
直接安裝在空調(diào)區(qū)域,開關(guān)可由用戶自己完成。
自帶控制設(shè)備,就地可控制設(shè)備的開啟、溫度調(diào)節(jié)
一般單臺(tái)機(jī)組負(fù)擔(dān)空調(diào)區(qū)域不大于40m2
風(fēng)機(jī)盤管單臺(tái)電功率不大于200W,單相供電
設(shè)備水管接管前裝有一電動(dòng)兩通閥,閥開閉由風(fēng)機(jī)盤管自帶溫控器控制
本身僅負(fù)責(zé)室內(nèi)空氣循環(huán)處理,需要另設(shè)新風(fēng)供應(yīng)系統(tǒng)。
變風(fēng)量系統(tǒng)(VAV-BOX)
VAV系統(tǒng)屬近年來寫字樓空調(diào)設(shè)計(jì)中空調(diào)末端應(yīng)用形式
其實(shí)質(zhì)是屬于全空氣系統(tǒng)中的一種應(yīng)用
安裝部位在空調(diào)送風(fēng)主管與送風(fēng)口之間
自帶溫控裝置。根據(jù)所負(fù)擔(dān)空調(diào)區(qū)域設(shè)定溫度,
自動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)量,以達(dá)到控制室內(nèi)溫度目的
一臺(tái)柜式空調(diào)器送風(fēng)管上可帶多個(gè)VAV BOX
每個(gè)BOX溫控器均與柜式空調(diào)器控制器聯(lián)動(dòng),以調(diào)節(jié)總送風(fēng)量。柜式空調(diào)器由變頻控制調(diào)節(jié)風(fēng)量
復(fù)雜的BOX可自帶小風(fēng)機(jī)、加熱盤管
水環(huán)熱泵系統(tǒng)
水環(huán)熱泵系統(tǒng)近年來在房地產(chǎn)商開發(fā)的商業(yè)、寫字樓、甚至賓館客房項(xiàng)目中經(jīng)常采用。
地源熱泵系統(tǒng)基本原理同家用空調(diào)形式。差異是用冷卻水冷卻代替風(fēng)冷冷卻
冷卻水可以是冷卻塔、地下水、地表水或土壤源換熱器代替。因采用了熱泵技術(shù),冬夏季皆可使用。
循環(huán)水溫15~35℃。如夏季采用冷卻塔冷卻,冬季需另設(shè)熱水鍋爐補(bǔ)充熱量以維持循環(huán)水水溫
供電方式冷卻塔端同水冷冷水機(jī)組模式,末端同家用空調(diào),主要用電設(shè)備在空調(diào)房間。根據(jù)設(shè)備容量大小,供電有220/380V兩種方式
多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)
多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)近年來在中小型商業(yè)、寫字樓、賓館客房項(xiàng)目中經(jīng)常采用。
多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)基本原理同家用空調(diào)形式。通俗講就是一拖多。
多聯(lián)機(jī)屬風(fēng)冷形式。因采用了熱泵技術(shù),冬夏季皆可使用。
主要特點(diǎn)是制冷劑管道直接送入空調(diào)房間末端。管道管徑小,布置較水管靈活。但管道布置長度、主機(jī)(室外機(jī))與末端(室內(nèi)機(jī))間高差有限制。一臺(tái)主機(jī)所帶末端數(shù)量有限制。
供電方式同風(fēng)冷冷水機(jī)組模式,主要用電設(shè)備在主機(jī)端,末端同風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)形式。
多聯(lián)機(jī)末端形式種類多,與水系統(tǒng)末端產(chǎn)品樣式有許多近似。
分體空調(diào):
分體空調(diào)機(jī)有家用和商用之分
家用和商用機(jī)區(qū)別在室外機(jī)與室內(nèi)機(jī)間連接管道長度和兩者間安裝高差以及單機(jī)制冷(熱)量的大小
商用機(jī)供電方式多為380V,小容量主機(jī)也有220V供電
商用機(jī)室內(nèi)機(jī)樣式與多聯(lián)機(jī)室內(nèi)機(jī)樣式一樣,種類多
一般均是一臺(tái)室外機(jī)帶一臺(tái)室內(nèi)機(jī),個(gè)別商用機(jī)可帶2臺(tái)室內(nèi)機(jī)。