户式中央空调的应用探讨.doc
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1、户式中央空调的应用探讨毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目:(户式)中央空调在我国工商生产和国民生活中的应用探讨指导教师:戴路玲职称:副教授类别:毕业论文1、设计(论文)的主要任务 完成(户式)中央空调在我国工商生产和国民生活中的应用探讨毕业论文学会和熟悉查阅各种手册、参考资料,具备文献检索和收集资料的能力学习撰写专业论文的方法技巧通过完成论文过程,一方面复习和巩固专业知识,另一方面能够运用所学知识解决和处理工程实际问题,为尽快适应和胜任今后的工作打下良好的基础。2、设计(论文)的主要内容课题研究目的及工程应用价值分析各类(户式)中央空调组成、原理,以及优缺点比较各类(户式)中央空调工程应用
2、现状、各自特点各类(户式)中央空调应用前景及展望3、设计(论文)的基本要求论文理论依据充分、数据准确,概念清楚,内容正确,结构严谨,文字通畅,专业术语规范,各种标准资料的运用符合学科、专业国家标准的规定。做到结合工程实际;正确对待,精心准备,认真完成;主动与导师沟通,按时交付论文初稿、终稿,及时检查、反复修改;论文文字、排版、格式严格按学院要求。4、主要参考文献1申小中.空调技术M.北京:化学工业出版社,2006.122林钢.小型制冷装置M.北京:机械工业出版社,2003.73余跃进.中央空调系统设计M.北京:东南大学出版社,20074朱勇等.中央空调M.北京:人民邮电出版社,2003.45马
3、强.中央空调实务M.北京:中国建筑工业出版社,20066从校园网主页中国知网或维普期刊查阅相关文献资料(应用实例方面)5、毕业设计(论文)时间安排第一阶段(2009年9月1日至09年9月30日)收集查阅资料,上交论文提纲,准备论文书写。第二阶段(09年10月1日至09年10月底)进行论文撰写,上交论文初稿。第三阶段(09年11月1日至09年11月底)进行论文的中期检查与完善整理。第四阶段(09年12月)进行教师评议与学生论文答辩。摘要 关键词摘要:步入21世纪,人们对生活品质要求不断提高,住宅面积不断地扩大,以窗机、分体挂壁机和柜机为代表的传统的家用空调已不能充分满足环境、能源的需要。目前家用
4、空调市场上的产品,从严格意义上讲只能称为“温调”,真正的”空调”应具备空气质量调节的功能,不仅调节空气冷暖,而且可以通风换气,调节空气湿度、有机挥发物含量、细菌含量等室内空气的综合品质。从这个意义上,户式中央空调才把人们带入到“真正的空调时代”。这种集大型中央空调和家用空调优点于一体的小型化独立空调系统恰到好处地适应了目前市场的需求,代表了21世纪人居空调的发展趋势,更重要的是,它跨越了我国空调产业长期以来存在的“中央空调”与“家用空调”间的界限,开辟出了一个崭新的市场空间。与此同时,我国住宅业的发展十分迅速,这对我国近10年来空调行业的发展起了决定性的作用。目前住宅业仍处在高速发展阶段,大量
5、的新建住宅投入使用。而随着住房贷款等政策的进一步完善,个人购房的规模将继续增大,这也将促进家用空调行业的继续繁荣。同时,随着人民生活水平的提高和支付能力的上升,一系列适合于中高收入人家庭使用的中高档住宅纷纷出现,包括许多豪华的别墅型住宅。在这种类型的住宅中,家用小型中央空调显得十分适用。因此,住宅业的飞速发展为家用小型中央空调提供了广阔的市场前景。另外,从房地产开发商的角度来讲,在新建的中高档住宅中布置户式中央空调,不仅可以提升住宅的档次,而且其初投资在总成本中的比例并不高,因而目前许多开发商对家用小型中央空调抱有浓厚的兴趣。同时由于户式中央空调兼具中央空调和家用空调的优点,在我国的一些城市得
6、到了很好的应用,并迅速发展,为使其能走健康发展之路。还介绍了户式中央空调的三种主要的系统形式,对其优点、安装中的问题进行了详细论述。并且探讨了在工程中所应注意的问题。通过总结,进一步明确户式中央空调的应用,同时需要有国家统一的标准来进行工程技术应用的规范,使设计、用户、施工安装等责任明确,有据可依。关键词:户式中央空调; 工作原理 系统特点 系统分类 中央空调的历史与现状 新科技 前景 户式中央空调的应用(住宅节能,工程) 目录 引言3第一章 户式中央空调的简介1 户式中央空调的工作原理和结构42 户式中央空调的系统分类.73 三种系统的综合比较8 第二章 户式中央空调的历史与现状1 美国户式
7、中央空调92 日本户式中央空调.103 户式中央空调在我国的发展状况研究.114 影响我国中央空调的主要因素.12第二章 户式中央空调的应用1 三种类型系统在我国的应用推广情况分析.122 家用住宅空调的现状和解决方案.133 户式中央空调在工程中的应用.164 户式中央空调在住宅节能中的应用.20第四章 户式中央空调的发展前景1 对建筑业的发展影响.242 地源热泵应用于户式中央空调的发展前景.253 我国户式中央空调市场发展趋势分析.26结论28引言户式中央空调一般指可满足60600m2 之间的各种户型多个房间的要求, 带有集中冷热源的空调形式。现被广泛应用于各种别墅、大面积住宅、各类区域
8、分隔式办公建筑以及较小建筑面积的办公建筑。目前, 经济发达国家的户式中央空调的普及率已达到50%以上, 而我国普及率还不到1%, 从发展趋势上看, 户式中央空调将成为住宅、办公室空调的主流产品。户式中央空调系统自1999年推向社会以来,得到迅猛的发展,生产厂家如同雨后春笋般在全国崛起户式中央空调俨然形成了一个新的产业。目前市场流行的户式中央空调主要有三种形式:水管式户式中央空调、风管式户式中央空调、冷剂式户式中央空调水管式户式中央空调以其舒适、使用范围广、使用方便等特点,在市场上占有相当大的比重。但是,由于设计、施工等方面的原因,造成户式中央空调系统的主机启停频繁;主机在冬季除霜时,系统水温较
9、低等现象。主机启停频繁,会缩短压缩机的寿命,同时对电网冲击较大,对用户而言,增加运行费用;系统水温较低,会使系统水的热品质下降,末端设备将吹冷风,使室内温度达不到舒适标准。 近年来,随着大面积的高档次住宅和别墅区的增加,空调方式的选择已渐为房产开发商所关注。传统家用空调的室外机影响了建筑外立面整体美观,其在密集型建筑中已遭摒弃,为适应现代住宅要求,融合了传统中央空调和家用空调特点的户式中央空调应运而生,其在节能、空间利用、分户控制等方面具有独特优势。随着市场的扩展,户式中央空调在产品设计和节能等方面的问题也逐渐凸显,节能意味着降低初投资和运行费用,这对推广户式中央空调十分重要,值得我们思考研究
10、。第一章 户式中央空调的简介一 户式中央空调的工作原理和结构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、风机盘管系统和冷却塔组成。首先我们来看一下它的结构图,如下:其三种系统的工作原理分别如下:1冷(热)水机组的基本工作过程是:室外的制冷机组对冷(热)媒水进行制冷降温(或加热升温),然后由水泵将降温后的冷媒(热)水输送到安装在室内的风机盘管机组中,由风机盘管机组采取就地回风的方式与室内空气进行热交换实现对室内空气处理的目的。 2风管(道)式机组的基本工作过程是:供冷时,室外的制冷机组吸收来自室内机组的制冷剂蒸气经压缩、冷凝后向各室内机组输送液体制冷剂。供热时,室外的制冷机组吸收来
11、自冷凝器的制冷剂蒸气经压缩后向各室内机组输送汽体制冷剂,室内机组通过布置在天花板上的回风口将空气吸入,进行热交换后送入安装在室内各房间天花板中的风管(道)内,并通过出风口上的散流器向室内各房间输送空气。在风管(道)上设计有新风门和排风门,可以按一定比例置换空气,以保证室内空气的质量。 3变频一拖多机组的基本工作过程是:供冷时,室外的制冷机组吸收来自室内机组的制冷剂蒸气经压缩、冷凝后向各室内机组输送液体制冷剂。供热时,室外的制冷机组吸收来自冷凝器的制冷剂蒸气经压缩后向各室内机组输送汽体制冷剂。各室内机组通过暗装的方式布置在天花板上。通过其回风口将空气吸入,进行热交换后送入,再从送风口将处理后的空
12、气采取就地回风的方式送回室内。机组在能量调节方式上由微电脑控制,室外机组的变频式压缩机根据室内冷热负荷的变化,自动调节压缩机的工作状态,以满足室内冷热负荷的要求。图如下: 二 户式中央空调系统分类 户式中央空调是一种节能、舒适的家用空调系统,主要有冷热水系统、风管式系统和VRV系统等3种型式。现在我先简单阐述一下这三种系统。2.1冷热水系统输送介质通常为水,也有用乙二醇溶液的。它通过室外主机产生出空调冷热水,由管路系统输送到室内的各末端装置,在末端装置处冷热水与室内空气进行热量交换,产生冷热风,从而消除房间空调负荷。它是一种集中产生冷热量,但分散处理各房间负荷的空调系统形式,该系统的室内末端装
13、置通常为风机盘管。目前风机盘管一般均可以调节其风机的转速(或通过旁通阀调节经过盘管的水量),从而调节送入室内的冷热量,因此该系统可以对每个空调房间进行单独调节,满足各个房间不同的空调需求,同时其节能性能也较好。此外,由于冷热机组的输配系统所占的空间很小,因此一般不受建筑物层高的限制。但此种系统一般难以引进新风,因此对于通常密闭的空调房间而言,其舒适性较差。2.2风管式系统风管式系统以空气为输送介质,其原理与大型全空气中央空调的原理基本相同,是一个小型的全空气中央空调系统。它利用室外主机集中产生冷/热量,对室内回风进行冷却/加热处理,再送入室内,达到消除室内负荷的目的。室外主机均采用水冷方式,也
14、可采取风冷方式。另外,由于该系统集中对空气进行处理,因此较易引入新风。新风可单独处理后送入空调房间,也可送入空调箱尾部,与回风混合后统一进行处理。与其他户式中央空调比较起来,风管式系统的初投资较小,并且该系统引入处理后的新风难度也远小于另两种形式,因此,室内空气品质较有保障。但是,风管式系统的送回风管道需占较大空间,这就要求建筑物有较大的层高。此外,它采用统一送风的方式,在没有变风量末端的情况下,难以满足不同房间的不同空调负荷要求。而变风量末端的引入将会使整个空调系统的初投资大大增加。2.3VRV系统变制冷剂流量(简称VRV)空调系统以制冷剂为输送介质,它的基本原理同小型的家用分体式空调类似。
15、该系统室外主机由室外侧换热器、压缩机和其他制冷附件组成,末端装置是由直接蒸发式换热器和风机组成的室内机。台室外机通过管路能够向若干台室内机输送制冷剂液体,通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内各换热器的制冷剂流量,对室内负荷进行自动调节。VRV系统具有节能、舒适、运转平稳等优点,而且各房间可独立调节,可满足不同房间的不同空调负荷要求。但该系统控制复杂初投资高。三 三种系统的综合比较3.1对风管式系统而言:空气分布完全可按需布置(如上送下回等),可提供新风,在过度季节仅使用全新风便可消除室内负荷,空气过滤器、消声器也便于设置;初投资较小,如120m2,空调用电量为4.5kw的建筑,空调总投资约为
16、1.8万元其每kw初投资大约是0.4万元,每平米约需150元。但其存在一定的缺点:由于在室内布置风道,对层高有一定要求;如要分室调节需设专门的风阀;立柜式室内机组要占室内空间。风管式系统所占用的建筑空间大,而且通常是采用同一送风的方式,在没有变风量的情况下,难以满足不同房间不同空间的空调负荷要求,而变风量末端的引入将会使系统的初投资增大.,同时存在回风的问题。在这方面,南华大学的刘泽华等人进行了该系统的测试,得出:对风道式户用空调的风系统,因要占用一定的室内空间,故应该作好与装修的配合再次,如果采用门缝回风,则易导致空调房间送风量的不足,在门或墙上开风口又不好解决隔声问题。在舒适性方面,主要是
17、易换新风,从而室内空气品质好。目前,在四川绵阳我们还没有涉及此类系统。正因层高问题,其用于别墅型住宅较多。此类系统目前在美国应用比较广泛。3.2对风冷冷/热水机组而言:该系统由于输配管线所占用的建筑空间小,因此,一般不受住宅层高的限制,故室内局部吊顶对建筑影响较小,与室内装修很容易协调;其末端装置常为风机盘管,可调节送入室内的冷热量,故其可对空调房间单独调节,其空气分布设计易满足舒适要求(一般为上送上回)。但其缺点是:无新风供应,集水盘容易滋生细菌,而且存在漏水可能.;蒸发温度相对偏低;需设板式热交换器、水泵、膨胀水箱。在初投资上,费用相对高些,空调用电每kw大约是风管式的2倍。由于此系统可在
18、冬季用小型锅炉供热,故增加了安全隐患,对环境保护存在影响。这种系统室外机一般置于阳台上,将噪音隔在居室之外。此类系统适用较广泛,对于别墅型,多层或高层公寓均可采用。我们在绵阳的部分小区安装有长虹户用风冷式冷水机组,室内末端设备采用卧式暗装风机盘管,同时对冷凝水取用一定的坡度,使用效果不错。业主比较满意。在工程安装上难度较高,系统管道需保温,以防凝露滴水。但它应用的是二次热交换技术,采用小温差、大风量的送风方式,拥有的大风量室内风机盘管可达到每小时8次以上的换气能力。使室内温、湿度更加均匀。正是基于它所具有的优点和特点,目前在我们国家一些小区建筑中应用较多。3.3对VRV系统而言:该系统具有占用
19、空间小,安装方便,并且由于它是冷媒直接蒸发式系统,能效比很高,冬季制热效果比热泵好,住者可控制所在房间的室内机,也可控制其它房间,其节能效果十分明显。广东美的公司的金培耕等人对VRV系统进行实验,发现VRV在部分负荷如50%时COP为3.3,而热泵COP仅为2,当部分负荷更小时,VRV更节能。经使用运用,VRV系统具有灵活设计、运转费用低,比常规空调可以节约40%以上的耗电量。可以有效的利用空间、且安装时间短,控制使用方便等。且安装、维护工作量小。传热效率高,其每kg所传输的能量几乎是水的9倍,空气则更多。是一个极具发展潜力的系统。但是,其投资费用高,大约是风管式系统的2.53倍,对一般的工薪
20、阶层来说,目前较难承受。同时它也有同冷/热水机组一样无新风供应,而且安装要求高,且易发生冷媒泄露,不易找到漏点,不易维修等。其舒适性较好,如调节温湿度精度高、噪声小、快速制冷制热、低温制热能力强;但换新风稍难,空气品质一般。第二章 户式中央空调的历史与现状一 美国户式中央空调美国的家用小型中央空调普及率较高,其技术路线主要走的是“风系统”的道路,即该国的家用小型中央空调的系统型式以风管式系统为主顶:美国是世界第一经济大国,人民生活水准较高,对居住的舒适性要求也较高,这些都促进了该国家用小型中央空调的使用普及率。美国由于经济发达,人口密度相对不高,其住宅条件较为优越,很大一部分是别墅型住宅,具有
21、宽敞、高大的特点。由于其层高较高,具有足够的建筑空间用于布置风道,因此在美国,风管式系统在家用小型中央空调中所占的比重相当大:同时,由于美国居民对家用空调舒适性的要求较高,因此多采用有新风的风管式系统。目前,美国风管式系统的年产量约为600万台/年,占其家用空调产量的一半左右。集成了燃气炉的家用小型中央空调系统在美国的应用也非常普遍:此种家用小型中央空调系统在供冷季由制冷机组提供冷量,在供热季由燃气炉提供热量,对室内回风和新风进行处理,消除房间空调负荷,同时也可以满足家庭生活热水的需求。二 日本户式中央空调日本人口密度高,土地资源稀缺,因而必然以高密度的公寓式住宅为主体。另外,由于住宅的层高受
22、到限制,不适合布置需要占用较大层高的风管式系统,只能考虑另两种形式。对于日本来说,其家用空调技术发展相当成熟,从窗式空调器到定速分体式空调器,再到变频分体式空调器,日本的制冷剂系统始终走在世界前列,这便使得日本在户式中央空调的研制上,仍然以制冷剂系统为主。同时,日本国内资源匮乏,能源大量依靠进口,对节能非常注重,家用空调作为能源消耗大户,其节能技术的开发尤其受到重视,VRV系统的节能性是其在日本受到广泛使用的重要原因。与美国以风管式系统为主的特点不同日本的家用空调走的是一条“氟系统”为主的发展道路,从窗式空调器到定速分体式空调器,再到变频分体式空调器。同样,日本的家用小型中央空调也以冷剂式空调
23、即VRV系统(包括一拖多)为主5,7一:在世界冷剂式空调行业中,在20世纪90年代以前,60%的市场被日本所占有,并且在设备开发和控制技术上都处于世界最前沿。这为日本发展VRV系统提供了技术保证。同时日本国土面积小而人口众多,人口密度非常大,其住宅多属于高密度住宅,建筑结构较为紧凑。一般层高均较低,不适于布置需要用较大层的风管式空调系。而且日本是个国内资源匾乏的国家,其能源消耗主要依赖于从国外进口,因此该国非常强调节能。家用空调作为能源消耗大户,其节能技术的开发尤其受到重视。VRV系统的节能性是其在日本得到广泛应用的一个重要原因。另外,对于专业的空调安装队伍来讲,VRV系统的安装非常规范,施工
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