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中央空调介绍

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中央空调介绍

发布日期:2017-03-29 11:03 来源:http://www.gyrasjd.cn 点击:

   贵州中央空调安装

   中央空调介绍
空气调节简称空调,它的目的是创造一个合适的(室内)大气环境,使人在该环境中感觉到舒适;或者是保证(室内)大气环境满足生产工艺过程或科学研究、实验过程的需要。为了实现这一目的,空气调节所依靠的技术手段主要是通风换气,具体地说,就是加工和处理一定质量的空气送入室内,使室内大气环境满足要求。对空气的处理过程包括加温(降温)、加湿(除湿)、净化等,即常说的热湿处理。
一  空调系统的一般组成
为了达到空调的目的,发挥空调的作用,就必须有对空气进行处理和调节的措施和方法,一般的空气调节的基本措施,要求其系统的结构组成应包括以下几部分 。
A  新风部分
空调系统在运行过程中必须采用一部分室外的新鲜空气(即新风),这部分新风必须满足室内工作人员所需要的最小新鲜空气量,因此空调系统的新风取入量决定于空调系统的服务用途和卫生要求。新风的导入口一般设在周围不受污染影响的地方。这些新风的导入口和空调系统的新风管道以及新风的滤尘装置(新风空气过滤器)、新风预热器(又称为空调系统的一次加热器)共同组成了空调系统的新风系统。
B  空气的净化部分
空调系统根据其用途不同,对空气的净化处理方式也不同。因此,在空调净化系统中有设置一级初效空气过滤器的简单净化系统,也有设置一级初效空气过滤器和一级中效空气过滤器的一般净化系统,还有设置一级初效空气过滤器,一级中效空、气过滤器和一级高效空气过滤器的三级过滤装置的高净化系统。
C  空气的热、湿处理部分
对空气进行加热、加湿和降温、去湿,将有关的处理过程组合在一起,称为空调系统的热湿处理部分。在对空气进行热、湿处理过程中,采用表面式空气换热器(在表面式换热器内通过热水或水蒸气的称为表面式空气加热器,简称为空气的汽水加热器)。设置在系统的新风入口,一次回风之前的空气加热器称为空气的一次加热器:设置在降温去湿之后的空气加热器,称为空气的二次加热器:设置在空调房间送风口之前的空气加热器;称为空气的三次加热器。三次空气加热器主要起调节空调房间内温度的作用,,常用的热媒为热水或电加热。在表面式换热器内通过低温冷水或制冷剂的称为水冷式表面冷却器或直接蒸发式表面冷却器,也有采用喷淋冷水或热水的喷水室,还有采用直接喷水蒸汽的处理方法,来实现空气的热湿处理过程。
D  空气的的输送和分配、控制部分
空调系统中的风机和送、回风管道称为空气的输送部分。风管中的调节风阀、蝶阀、防火阀、启动阀及风口等称为空气的分配、控制部分。根据空调系统中空气阻力的不同,设置风机的数量也不同,如果空调系统中设置一台风机,该风机既起送风作用,又起回风作用的称为单风机系统:如果空调系统中设置两台风机,一台为送风机,另一台为回风机的空调系统称为双风机系统。
E  空调系统的冷、热源
空调系统中所使用的冷源一般分为天然冷源和人工冷源。天然冷源一般指地下深井水,人工冷源一般是指利用人工制冷方式来获得的,它包括蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷以及蒸汽喷射式制冷等多种形式。
二  中央空调系统构成及工作原理
中央空调系统由冷热源系统和空气调节系统组成。制冷系统为空气调节系统提供所需冷量,用以抵消室内环境的冷负荷;制热系统为空气调节系统提供用以抵消室内环境热负荷的热量。制冷系统是中央空调系统至关重要的部分,其采用种类、运行方式、结构形式等直接影响了中央空调系统在运行中的经济性、高效性、合理性。
 中央空调系统主要由制冷机、冷却水循环系统、冷冻水循环系统、风机盘管系统和散热水塔组成,其系统结构:(如图所示)
中央空调主要是通过空调压缩机吸入来自蒸发器中的常温、低压的冷煤气体压缩成高温、高压的冷煤气体,在冷凝器中同冷却水进行充分的热交换,冷却水吸收了冷煤的热量,通过冷却泵输送到冷却塔中利用塔风机同喷林冷却水进行热交换,将热量释放到大气中;这时经过冷却后变成低温、低压液态冷煤,经调节阀在蒸发器中吸收冷冻水中的热量,转换成常温、低压的冷煤气体传送到空调压缩机,完成了冷煤的单次循环;而冷冻水因冷煤在蒸发过程中被吸收了热量,变成温度更低的冷水,通过冷冻泵输送到空调末端设备(风机盘管)同室内空气进行热交换,达到降低室内空气温度目的。
 
 
A  制冷系统的分类
空调用制冷技术属于普通制冷范围,主要是采用液体气化制冷法。(主要是利用液体气化过程要吸收比潜热,而且液体压力不同,其沸点也不同,压力越低,沸点越低。)根据热量从低温物体向高温物体转移的不同方式,可分为:蒸气压缩式制冷、吸收式制冷。
    1蒸气压缩式制冷
制冷原理 :气态制冷工质(如氟利昂)经压缩机压缩成高温高压气体后进入冷凝器,与水(空气)进行等压热交换,变成低温高压液态。液态工质经干燥过滤器去除水份、杂质,进入膨胀阀节流减压,成为低温低压液态工质,在蒸发器内气化。液体气化过程要吸收气化潜热,而且液体压力不同,其饱和温度(沸点)也不同,压力越低,饱和温度越低。例如,1kg的水,在绝对压力为0.00087MPa,饱和温度为5℃,气化时需要吸收2488.7KJ热量;1kg的氨,在1个标准大气压力(0.10133MPa)下,气化时需要吸收1369.59KJ热量,温度可抵达-33.33℃。因此,只要创造一定的低压条件,就可以利用液体的气化获取所要求的低温。依此原理,气化过程吸取冷冻水的热量,使冷冻水温度降低(一般降为7℃)。制冷工质在蒸发器内吸取热量,温度升高变成过热蒸气,进入压缩机重复循环过程。蒸气压缩式制冷系统主要分为水冷式和风冷式,如图2-2和图2-3所示。
 
 
压缩机 :
制冷压缩机是蒸气压缩式制冷装置的一个重要设备。制冷压缩机的形式很多,根据工作原理的不同,可分为两大类:容积式制冷压缩机和离心式制冷压缩机。目前常用的压缩机主要有活塞式压缩机、涡旋式、螺杆式以及离心式压缩机,如图2-4所示。
容积式制冷压缩机是靠改变工作腔的容积,将周期性吸入的定量气体压缩。常用的容积式制冷压缩机有往复活塞式制冷压缩机和回转式制冷压缩机。
离心式制冷压缩机是靠离心力的作用,连续地将所吸入的气体压缩。这种压缩机的转数高,制冷能力大。目前,国外空调用氟利昂离心式制冷压缩机的单机制冷量高达30000kw。
    2制冷剂制冷
制冷剂是制冷装置中进行制冷循环的工作物质,其工作原理是制冷剂在蒸发器内吸收被冷却物质的热量而蒸发,在冷凝器中将所吸收的热量传给周围的空气或者水,而被冷却为液体,往复循环,借助于状态的变化来达到制冷的作用。常用制冷剂有氨(R717)、氟利昂(R22、R134a、R404A等)。
 
 载冷剂是一种中间物质,如常用的空调冷冻水,其在蒸发器内被冷却降温,然后远距离输送,来冷却需要被冷却的物体。目前常用的载冷剂有水,它只能用于高于0 ℃的条件,当要求低于0 ℃时。一般采用盐水,如:氯化钠或者氯化钙水溶液或者采用乙二醇、丙二醇等有机化合物的水溶液。
    3 吸收式制冷
吸收式制冷是液体气化的一种形式,它和蒸气压缩式制冷一样,是利用液态制冷剂在低温低压下气化以达到制冷的目的。所不同的是:蒸气压缩式制冷是靠消耗机械功(或电能)使热量从低温物体向高温物体转移,而吸收式制冷则是靠消耗热能来完成这种非自发过程的。
制冷原理 :图2-5表示出吸收式制冷机主要由四个交换设备组成,即发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器,它们组成两个循环环路:制冷剂循环与吸收剂循环。左半部是制冷剂循环,属逆循环,由冷凝器、节流装置和蒸发器组成。高压气态制冷剂在冷凝器中向冷凝器中向冷却介质放热被凝结为液态后,经节流装置减压降温进入蒸发器;在蒸发器内,该液体被气化为低压气态,同时吸取被冷却介质的热量产生制冷效应。这些过程与蒸气压缩式制冷完全相同。右半部为吸收剂循环(图中的点画线部分),属正循环,主要由吸收器、发生器和溶液泵组成,相当于蒸气压缩式制冷的压缩机。在吸收器中,用液态吸收剂不断吸收蒸发器产生的低压气态制冷剂,以达到维持蒸发器内低压的目的;吸收剂吸收制冷剂蒸气而形成的制冷剂-吸收剂溶液,经溶液泵升压后进入发生器;在发生器中该溶液被加热、沸腾,其中沸点低的制冷剂气化形成高压气态制冷剂,进入冷凝器液化,而剩下的吸收剂溶液则返回吸收器再次吸收低压气态制冷剂。
 
吸收式制冷机中的吸收剂通常并不是单一物质,而是以二元溶液的形式参与循环的,吸收剂溶液与制冷剂—吸收剂溶液的区别只在于前者所含沸点较低的制冷剂量比后者少,或者说前者所含制冷剂的浓度比后者低。二元溶液通常有溴化锂水溶液、氨水溶液等。
中央空调制冷系统的选择,应根据负荷大小、能源提供方式、便利程度等多种客观条件决定。其中活塞式制冷压缩机多为中型(标准制冷量60~600KW)和小型(小于60KW),但是由于其噪音大、效率低切容易发生故障,目前使用的已不多;涡旋式制冷压缩机目前主要用于小型制冷系统,在家用空调以及商用VRV等小型系统大量使用;而螺杆机具有结构简单、可靠性高及操作维护方便,另外技术成熟等一系列独特的优点,已经广泛应用于空调中;离心式压缩机结构简单紧凑,运动件少,工作可靠,经久耐用运行费用低,一般适用大500RT的制冷系统中,并且可以实现无级调节,使机组的负荷在30%~100%范围内工作。通常情况下,多采用电制冷,在燃气或燃煤资源丰富的地区,可采用吸收式制冷。
三  新风机组
     1起源
中央新风系统(VMC)存在至今已有50年历史了。70年代西班牙90%以上的新建住宅中装用VMC系统。1989年美国ASHRAE制定了“室内空气品质通风规范”。在德国,住宅通风系统已经与建筑物溶为一体,成为不可缺少的重要组成部分。2000年,欧盟统一了住宅通风标准。在中国2002年1月1日室内空气污染控制规范诞生。非典、禽流感、肺结核等疾病的发生,使全世界对室内空气质量给予了高度的关注。
新风系统是建筑科技发展的必然选择,建筑节能离不开新风系统,人们的健康离不开新风系统。目前,中国越来越多的人知道了新风系统,了解了新风系统,新风系统必将成为人们生活的必备品之一。
20世纪90年代以前,我们的住宅是有空隙的,是开放型的,通风!透气!冬天,风能进入屋子,屋内很冷;夏天,冷气起不到效果,能感到很热,但是气流在通过房屋时也把其中的有害气体烟尘等带出室外,这就是房屋的“呼吸”——自然换气。但是随着科技的不断发展,中空玻璃、密封、保温技术的不断进步,房屋都成了高气密性的容器,室外的新鲜空气进入不到室内,室内的烟雾、湿气、气味都被封锁在屋子里,与“毒气罐”无异,人要是住在这样的“房子”里,能舒服吗?!衣物食物在里面能不发霉变质吗?!不仅不舒服,严重时甚至威胁生命!!!
通过了解以上的方式,我们发现没有一个专门全面的解决空气质量的方法,因此我们就必须有一种新的通风换气的形式来改善人们迫在眉睫的健康忧患。于是,在经济、科技发达又注重生活品质的欧洲就出现了住宅微循环空气置换系统,简称VMC,也就是通称的中央新风系统。它是持续而且能控制通风路径的通风方式,通过性能良好的风机和气流控制系统,使新风的更换完全得到控制,这种技术对室内温度的影响甚微。在不开窗的前提下全天24小时持续不断地将室内污浊空气及时排出,同时引入室外新鲜空气,并有效控制风量大小。在北欧斯堪的那维亚地区,在讲究室内生活品质和能源节约的国家,VMC存在至今已有50年的历史了。70年代VMC引进法国,90%以上的新建住宅中装有VMC系统。2000年,整个欧盟国家VMC已成为法规。由此可见,中央新风系统就是克敌制胜,缓解人门健康危机的一大法宝。它为人们营造健康良好的室内高品质生活环境,打造健康、节能住宅!
     2新风机组概述
新风机组是提供新鲜空气的一种空气调节设备。功能上按使用环境的要求可以达到恒温恒湿或者单纯提供新鲜空气。工作原理是在室外抽取新鲜的空气经过除尘、除湿(或加湿)、降温(或升温)等处理后通过风机送到室内,在进入室内空间时替换室内原有的空气。当然以上所提到的功能得根据使用环境的需求来定,功能越齐全造价越高。
新风系统由主机、风道、排风口、窗进器及其它附件组成。主机运转时,污浊空气通过排风口、排风道至室外,室外新鲜空气从窗进器引入,在主机形成的压力场作用下,至室内活动区域,满足人员活动的需要;气流组织方式科学合理,持续低风量设计,运行时低噪音低能耗,并保证最佳的空气品质。双向流热回收新风系统由热回收主机、送风管道、排风管道、送风口、排风口及其它附件组成。主机运转时,新鲜空气从室外引入,通过送风风道送至各房间;污浊空气通过排风风道从排风主机排出室外。排风经过主机时与新风进行热回收交换,回收大部分能量通过新风送回室内。
新风的传输方式采用置制换式,而非空调气体的内循环原理和新旧气体混合的不健康做法,户外的新鲜空气会自动吸入室内,通过安装在卧室、室厅或起居室窗户上的新风口进入室内时,会自动除尘和过滤。同时,再由对应的室内管路与数个功能房间内的排风口相连,形成的循环系统将带走室内废气,集中在排风口“呼出”,而排出的废气不再做循环使用,新旧风形良好的循环。而且,考虑到能源的节约和再利用,排走的空气都会被做热回收,而回收率达到80%以上,作为新的能源。
新风系统在现代社会中,是对高品质生活的一种追求,是最有效的空气污染解决方案,相信在不久的将来,新风换气机将步入千家万户。
新风系统是根据在密闭的室内一侧用专用设备向室内送新风,再从另一侧由专用设备向室外排出,则在室内会形成“新风流动场”的原理,从而满足室内新风换气的需要。实施方案是:采用高压头、大流量小功率直流高速无刷电机带动离心风机、依靠机械强力由一侧向室内送风,由另一侧用专门设计的排风新风机向室外排出的方式强迫在系统内形成新风流动场。在送风的同时对进入室内的空气进新风过滤、灭毒、杀菌、增氧、预热(冬天)。借用大范围形成洁净空间的方案,保证进入室内的空气是洁净的。以此达到室内空气净化环境的目的。 新风换气效果图如图2-?
 
中央新风系统特点
1、排出室内每一个角落的浑浊空气;
2、将室外新鲜空气经过滤后输入室内各处;
3、通过能量交换,节约能源;
4、低噪音设计。
新风系统的作用:
1. 可持续、高效地为室内提供人体所必需的新鲜空气,对人体健康和儿童成长发育有利;
2. 不用开窗即可实现室内通风换气,缓解了开窗通风换气与室外噪音影响的矛盾,解决了在大风、雨雪天气里,或无人在家,或室内开启空调或取暖设施等不宜开窗时室内通风换气的难题;
3. 可减少或消除厨房和卫生间的异味;
4. 可减少或消除室内装修后长期缓释的有害气体;
5. 可减少或消除社会上广泛议论的“装修病”和“空调病”的发生;
6. 可减少或消除由于长时间通风不畅而导致的室内墙壁、家具、衣物的发霉现象。
新风换气机的设计原则
原则一:确定新风路径,新风从空气较洁净区域进入,由污浊处排出。一般污浊空气从浴室、卫生间及厨房排出,而新鲜空气则从起居室、卧室等区域送入。条件许可尽量遵循下进上出的空气流动原理。及新鲜空气从较低的位置送入室内(离地不低于800mm),室内废气从较高位置排出。新风进出风口尽量不在一个平面,对立面为最佳。
原则二:确定住房内最小排风量以满足人们日常工作、休息时所需的新鲜空气量。按国家通风规范,每人每小时必须保证30立方米。 或每小时换气一次。两者取大值。
新风换气机的功效
新风换气机是一种新型的通风排气设备,新风换气机把室内污浊的空气排放出去的同事也将室外的新鲜空气输入室内,新风换气机与其他空气净化设备不同,新风换气机属于开放式的循环系统,可以为室内提供新鲜的经过过滤的室外空气,有了足够的新风量,人们在室内也可以呼机到高品质的,新鲜的,干净的空气,这些空气富含新鲜氧气,有利于人体健康。
     3新风机组的控制
新风机组控制包括:送风温度控制、送风相对湿度控制、防冻控制、CO2浓度控制以及各种联锁内容。如果新风机组要考虑承担室内负荷(如直流式机组),则还要控制室内温度                                                                A送风温度控制
送风温度控制即是指定出风温度控制,其适用条件通常是该新风机组是以满足室内卫生要求而不是负担室内负荷来使用的。因此,在整个控制时间内,其送风温度以保持恒定值为原则。由于冬、夏季对室内要求不同,因此冬、夏季送风温度应有不同的要求。也即是说,新风机组定送风温度控制时,全年有两个控制值——冬季控制值和夏季控制值,因此必须考虑控制器冬、夏工况的转换问题。
送风温度控制时,通常是夏季控制冷盘管水量,冬季控制热盘管水量或蒸汽盘管的蒸汽流量。为了管理方便,温度传感器一般设于该机组所在机房内的送风管上。
      B室内温度控制
对于一些直流式系统,新风不仅能使环境满足卫生标准,而且还可承担全部室内负荷。由于室内负荷是变化的,这时采用控制送风温度的方式必然不能满足室内要求(有可能过热或过冷)。因此必须对使用地点的温度进行控制。由此可知,这时必须把温感器设于被控房间的典型区域。由于直流系统通常设有排风系统,温感器设于排风管道并考虑一定的修正也是一种可行的办法。
除直流式系统外,新风机组通常是与风机盘管一起使用的。在一些工程中,由于考虑种种原因(如风机盘管的除湿能力限制等),新风机组在设计时承担了部分室内负荷,这种做法对于设计状态时,新风机组按送风温度控制是不存在问题的。但当室外气候变化而使得室内达到热平衡时(如过渡季的某些时间),如果继续控制送风温度,必然造成房间过冷(供冷水工况时)或过热(供热水工况时),这时应采用室内温度控制。因此,这种情况下,从全年运行而言,应采用送风温度与室内温度的联合控制方式。
    C相对湿度控制
新风机组相对湿度控制的主要一点是选择湿度传感器的设置位置或者控制参数,这与其加湿源和控制方式有关。
(1) 蒸汽加湿
对于要求比较高的场所,应根据被控湿度的要求,自动调整蒸汽加湿量。这一方式要求蒸汽加湿器用间应采用调节式阀门(直线特性),调节器应采用PI型控制器。由于这种方式的稳定性较好,湿度传感器可设于机房内送风管道上。
对于一般要求的高层民用建筑物而言,也可以采用位式控制方式。这样可采用位式加湿器(配快开型阀门)和位式调节器,对于降低投资是有利的。
采用双位控制时,由于位式加湿器只有全开全关的功能,湿度传感器如果还是设在送风管上,一旦加湿器全开,传感器立即就会检测出湿度高于设定值而要求关阀(因为通常选择的加湿器的最大加湿量必然高于设计要求值);而一旦关闭,又会使传感器立即检测出湿度低于设定值而要求打开加湿器,这样必然造成加湿器阀的振荡运行,动作频繁,使用寿命缩短。显然,这种现象是由于从加湿器至出风管的范围内湿容量过小造成的。因此,蒸汽加湿器采用位式控制时,湿度传感器应设于典型房间(区域)或相对湿度变化较为平缓的位置,以增大湿容量,防止加湿器阀开关动作过于频繁而损坏。
(2) 高压喷雾、超声波加湿及电加湿
这三种都属于位式加湿方式。因此,其控制手段和传感器的设置情况应与采用位式方式控制蒸汽加湿的情况相类似。即:控制器采用位式,控制加湿器启停(或开关),湿度传感器应设于典型房间区域。
(3) 循环水喷水加湿
循环水喷水加湿与高压喷雾加湿在处理过程上是有所区别的。理论上前者属于等培加湿而后者属于无露点加湿。如果采用位式控制器控制喷水泵起停时,则设置原则与高压喷雾情况相似。但在一些工程中,喷水泵本身并不做控制而只是与空调机组联锁起停,为了控制加湿量,此时应在加湿器前设置预热盘管,如图4-41所示,其机组处理空气的过程如图4-42所示。通过控制预热盘管的加热量,保证加湿器后的“机器露点”tL(L点为dN 线与φ =80%~85%的交点),达到控制相对湿度的目的。
(4)二氧化碳(CO2)浓度控制
通常新风机组的最大风量是按满足卫生要求而设计的(考虑承担室内负荷的直流式机组除外),这时房间人数按满员考虑。在实际使用过程中,房间人数并非总是满员的,当人员数量不多时,可以减少新风量以节省能源,这种方法特别适合于某些采用新风加风机组盘管系统的办公建筑物中间隙使用的小型会议室等场所。
为了保证基本的室内空气品质,通常采用测量室内CO2浓度的方法来衡量。各房间均设CO2浓度控制器,控制其新风支管上的电动风阀的开度,同时,为了防止系统内静压过高,在总送风管上设置静压控制器控制风机转速。因此,这样做不但新风冷负荷减少,而且风机能耗也将下降。
很显然,这一控制属于变风量控制(关于变风量控制详见后述)、这种控制方式目前应用并不很多,一个重要原因是CO2浓度控制器产品并不普及(仅有少数厂家生产),同时,这种控制方式的投资较大,其综合经济效益需要进行具体分析。
(5) 防冻及联锁
在冬季室外设计气温低于0℃的地区,应考虑盘管的防冻问题。除空调系统设计中本身应采用的预防措施外,从机组电气及控制方面,也应采用一定的手段。
1)限制热盘管电动阀的最小开度
在盘管选择符合一定要求的情况下,才能限制热盘管电动阀的最小开度。尤其是对两管制系统中的冷、热两用盘管更是如此,最小开度设置后应能保证盘管内水不结冰的最小水量Wmin;
2) 设置防冻温度控制
这是防止运行过程中盘管冻裂的又一措施。通常可在热水盘管出水口(或盘管回水连箱上)设一温度传感器(控制器),测量回水温度。当其所测值低到5℃左右时,防冻控制器动作,停止空调机组运行,同时开大热水阀。
3) 联锁新风阀
为防止冷风过量的渗透引起盘管冻裂,应在停止机组运行时,联锁关闭新风阀。当机组起动时,则打开新风阀(通常先打开风阀、后开风机、防止风阀压差过大无法开启)。无论新风阀是开启还是关闭,前述防冻控制器始终都正常工作。
除风间外,电动水阀、加湿器和喷水泵等与风机都应进行电气联锁。在冬季运行时,热水阀应优先于所有机组内的设备的起动而开启

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