空调基础知识简述.ppt
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1、暖通空调基础知识简述,深圳市泰益隆装饰工程有限公司,2011年,二、中央空调常用术语,1、舒适性空调:使空调房间满足人们生活的要求,以人体的舒适要求来控制房间的空气参数.2、工艺性空调;又称恒温恒湿空调,使室内空气温度、湿度、气流速度、洁净度等参数控制在一定范围内,以满足生产工艺的要求.3、制冷量:空调器进行制冷运行时,单位时间内,低压侧制冷剂在蒸发器中吸收的热量.常用单位为W或KW。4、热泵制热量;空调器进行热泵制热运行时(热泵辅助电加热器应同时运行)单位时间内送入密闭空间、房间或区域内的热量。5、性能系数:制冷(热)循环中产生的制冷(热)量与制冷(热)所耗电功率之比为性能系数.制冷时称为能
2、效比,用EER表示:制热时称为性能系数,用COP表示.6、制冷剂:制冷剂即制冷工质,是制冷系统中完成制冷循环的工作介质.制冷剂在蒸发器内吸取被冷却的对象的热量而蒸发,在冷凝器内将热量传递给周围空气或水而被冷凝成液休体.制冷机借助于制冷剂的状态变化,达到制冷的目的.7、载冷剂:载冷剂是指在间接制冷系统中用以传送冷量的中间介质.载冷剂在蒸发器中被制冷剂冷却后,送到冷却设备冷却,吸收被冷却物体或环境的热量,再返回蒸发器被制冷剂重新冷却,如此不断循环,以达到连续制冷的目的.,8、风机盘管:集中央空调系统中常用的换热设备,由肋片管和风机等组成,载冷剂流经风机盘管(管内)时与管处空气换热,使空气降温.风机
3、盘管属于空气冷却设备.9、水冷冷水机组:水冷冷水机组属于中央空调系统中的制冷机组部分,其载冷剂为水,称为冷水机组,而冷凝器的冷却为利用常温水的换热降温来实现,故称为水冷机组.与水冷机相对的称为风冷机组,风冷机组的冷凝器由与室处空气的强制通风换热达到冷却目的.10、冷却塔;借助空气使水得到冷却的专用设备,一般安装在楼房的顶部.在制冷、电力、化工等许多行业中,.从冷凝器等设备中排出的热的冷却水,都是经过冷却塔冷却后循环使用的.11、VRV系统:是Variable Refrigerant Volume系统的简称,即制冷剂流量可变式系统。其形式为一组室外机,由功能机和恒速机,变频机组成。通过并联室外机
4、系统,将制冷管通集中进入一个管道系统,可以方便地根据室内机的容量的匹配,对室内机的合适的容量从122.5以1.5KW的级差进行选择,即最多一组室外机可连接30台室内机。室内机有天花板嵌入式、挂壁式、落地式等。型式不同的室内单机可连接到一个制冷回路上,并可进行单独控制。室内单机最小容量为0.6KW,最大为3.75KW,室内机的容量可在室外机容量的50%到130%内调节。12模块机:在VRV系统的基础上发展而来,在1985年,由澳大利亚捷丰集团发明并申请专利。它将传统的氟利昂管路改变为水路系统,将室内外机合并为制冷机组,室内机改为风机盘管。利用载冷剂水的换热来实现制冷过程,模块机由于能够根据冷负荷
5、要求自动调节启动机组数量,实现灵活组合而得名。,13活塞式冷水机组;活塞式冷水机组就是把实现制冷循环所需的活塞式制冷压缩机、辅助设备及附件紧凑地组装在一起的专供空调用冷目的使用的整体式制冷装置。活塞式冷水机组单机制冷从60到900KW,适用于中,小工程。14螺杆式冷水机组;螺杆式冷水机组是提供冷冻水的大中型制冷设备。常用于国防科研、能源开发、交通运输、宾馆、饭店、轻工、纺织等部门的空气调节,以及水利电力工程用的冷冻水。螺杆式冷水机组是由螺杆制冷压缩机组、冷凝器、蒸发器以及自控无件和仪表等组成的一个完整制冷系统。它具有结构紧凑、体积小、重量轻、占地面积小、操作维护方便、运转平稳待优点,因而获得了
6、广泛的应用。其单机制冷量从150到2200KW,适用于中、大型工程。15离心式冷水机组;是由离心式制冷压缩机和配套的蒸发器、冷凝器和节流控制装置以及电气表组成整台的冷水机组。单机制冷量从700至4200KW。其适用于大、特大型工程。16溴化锂吸收式冷水机组:以热能为动力,以水为制冷剂,以溴化锂溶液为吸收剂,制取0以上的冷媒水,可用作空调或生产工艺过程式的冷源。溴化锂吸收式以热能为动力,常见的有直燃型、蒸汽型、热水型三类,其冷量范围为230到5800KW,适用于中型、大型、特大工程。,二、空气调节基础知识,1.1概述 空气调节(简称空调)是伴随社会生产力的发展,在生产过程所要求的空气状态以人类自
7、身工作和居住所要求的空气状态不断提高的条件下产生和发展的。空调技术基础是依赖于工程热力学、传热学、工程流体力学,以及建筑机械及电工电子等学科。生产过程、科学实验室及人们生活和工作的某一特定空间内空气的温度、湿度、清洁度和流动速度构成了该空间的空气环境。采用技术手段创造并保持一定要求的空气环境就是空气调节的任务。一个既定空间内的空气环境,一般要经受来自空间内部产生的热、湿和其它有害物的干扰及来自空间外部气候、太阳辐射和外气中有害物干扰。消除上述干扰的技术手段是通过空气和水等介质,经热、质交接将多余的热、湿和有害物转移、置换或冲淡。一个空调系统由图1-1所示的各部分组成,其中空气处理装置是实现热、
8、湿交换的核心内容。,图1-1空调系统的基本组成,FA新风采集;R被调房间;ER能量回收;E供电,CS自动控制;W供排水;RC再循环;C供电,EX排风;H供热;AD空气输送;AC空气处理机组,AC,ER,CS,RC,H,W,C,FA,AD,R,E,EX,空调以其服务对象不同可分为舒适性空调和工艺性空调两类。前者以满足使用者和居住者的热舒适为主要目的;后者以满足工艺生产过程对空气环境的要求为主要目的。由于空调在保证工艺生产过程中的稳定性和产品的质量,科学实验环境的精确性及保证人体在生产劳动中的生产效率和人民生活中的环境质量等方面具有不可忽视的作用,因此,随着社会生产力的发展和人民生活的提高,空调的
9、普及也日益增高。值得注意的是空调的耗能量较大,同时,除了空调所具有的对生产和人民生活的正面作用外,它也存在一定负面作用,例如“空调舒适不全症”及“症态建筑综合症”和“建筑相关病症”相连系的若干不良影响。在世界范围内,综合上述空调负面影响的研究,正在引发出一些新的空调技术的发展。,1.2空气的物理性质 1、空气的成分 自然界的空气主要是由干空气和水蒸气组成的,称之为湿空气。干空气按质量比是由75.55氮(N2)、23.1氧(O2)、0.05二氧化碳(CO2)和一些其他的稀有气体(1.3)所组成。另外,空气中还含有不同程度的灰尘、微生物和其他气体杂质。空气中水蒸气的不同含量将会造成不同的空气状态。
10、湿空气是我们生活的真实空气环境,而空气调节以湿空气为对象,主要是解决空气的温度和湿度问题。2、空气的状态参数 空气的物理性质不仅取决于它的组成成分,而且也与它所处的状态有关。空气的状态可用一些物理量来表示,例如温度、压力和湿度等,这些物理量统称为空气的状态参数。在空气调节的过程中,常涉及的空气状态参数有:(1)压力 一般情况下人们把流体作用于单位面积上的垂直作用力称为压强。而在空调工程中,习惯把压强简称为压力。大气压力(P)会随着季节、天气变化而稍有变化。通常以北纬45海平面上的平均气压作为一个标准大气压,或称物理大气压,它相当于101.325 kPa(760 mmH2O)。由于大气压力的不同
11、,空气的一些性质也会有所不同。任何气体分子,由于不停的热运动的结果,使它们都具有一定的压力。水蒸气当然也不例外。空气的压力是由水蒸气和干空气共同作用的结果,两种气体各有自己的压力,称为分压力,而两者之和应该是空气的总压力。由道尔顿定律可知,混合气体各成分分压力与其他气体存在与否无关,水气分压力(Pc)的大小反映了水蒸气的多少,是空气湿度的一个指标。空气越潮湿,水气分压力越大。湿空气中水蒸气的饱和压力与湿空气温度之间存在对应关系,这可以在热工手册中查到。,(2)温度 温度是表示空气冷热程度的指标,它反映了空气分子热运动的剧烈程度。一般用t表示摄氏温度(),用T表示绝对温度(K),二者之间的关系为
12、:T273+t空气温度的高低对人体的舒适性和健康程度影响很大,它是衡量空气环境对人体和生产是否合适的一个重要参数。一般居住条件的室温,夏季应保持在2527,冬季应保持在1620。空气温度通常用干球温度(t)和湿球温度(tsh)来表示。普通的水银(或酒精)温度计的示值称为干球温度,也就是通常所说的温度。用纱布将温度计的温包裹住,并保证纱布上始终浸润着蒸馏水,由此来测量湿球温度。由于湿空气在未达到饱和之前,湿布上的水分就会蒸发,吸收了一部分汽化潜热,所以湿球温度计上的读数总比干球温度计的读数低些。空气的相对湿度愈小,湿球上的水分蒸发得就愈快,湿球温度降低的幅度就愈大。比较这两个温度值便可计算出相对
13、湿度。(3)露点温度 空气在某一温度下,如果水蒸气达到饱和状态即相对湿度等于100,此时,空气中的水汽便开始结露凝结成水,对应的温度称为露点温度。可由空气性质从表中查出饱和含湿量对应的温度,这个温度就是露点温度t1。因此,根据空气的含湿量可以确定露点温度。(4)湿度 人体所感觉的冷热程度不仅与空气温度的高低有关,而且还与空气中水蒸气的多少有关,即与湿度有关。(5)焓 焓反映了一定状态下空气所含能量的多少,也决定了空调系统加热或制冷单位空气所需的能量。,1.3空气调节系统的组成与分类空调系统一般由空气调节处理系统,冷热媒输送系统和冷、热源系统三部分组成。(一)空气调节处理系统 1、按空气处理设备
14、的设置位置情况分类(1)集中式系统 即空气处理设备(过滤、冷却、加热、加湿设备和风机等)集中设置在空调机房内,空气经处理后由风管送入各房间的系统。这种系统便于集中管理、维护。在智能建筑中,一般采用集中式空调系统。对空气的处理集中在专用的机房里,对处理空气用的冷源和热源也有专门的冷冻站和锅炉房。(2)半集中空调系统 除了集中空调机房外,还设有分散在被调节房间的二次设备(又称末端装置)。其功能主要是在空气进入被调节房间前对来自集中处理设备的空气做进一步的补充处理。其典型设备为风机盘管系统。(3)全分散系统 也称局部空调机组,这种机组通常把冷、热源和空气处理、输送设备(风机)集中设置在一个箱体内,形
15、成一个紧凑的空调系统。常用的窗式和柜式空调属于这种情况,它们都不需要集中的机房,安装方便,使用灵活。2、按负担室内热湿负荷所用输送介质分类(1)全空气系统 房间的全部负荷均由集中处理后的空气负担。由于空气的比热容较小,全空气系统需要较多的空气才能达到消除余热、余湿的目的。因此,这种系统需要较大断面的风道,占用建筑空间较多。定风量或变风量的集中式空调系统属于全空气系统。,(2)全水系统 房间负荷全部由集中供应的冷、热水负担。由于水的比热容比空气大得多,所以在相同负荷的情况下,全水系统的输送管道占用的建筑空间较少。但这类系统仅能调节温度,不能调节湿度,并且不能解决通风换气问题,室内空气品质较差,所
16、以用得不多。(3)空气水系统 即房间的负荷由集中处理的空气负担一部分,其他负荷由水作为介质在送入空调房间前对空气再次处理(加热或冷却)的系统。这种系统的优点是既可解决全空气系统风道占用空间大的问题,又可以向空调房间输送一定量的新风来换气,以改善空调房间的卫生条件。常见的空气水系统有空气风机盘管机组系统、空气水辐射板系统。(4)制冷剂系统 即室内负荷由制冷和空调机组组合在一起的小型设备负担。它按直接蒸发机组的安装组合情况可分为窗式、立柜式和分体式等。3、按使用空气的来源分类(1)全回风式系统(又称封闭式系统)指全部采用再循环空气的系统,即室内空气经处理后再送回室内,以消除室内的热湿负荷。(2)全
17、新风系统(又称直流式系统)指全部采用室外新鲜空气的系统,即新风经处理后送入室内,消除室内的热湿负荷后,再排到室外。(3)新、回风混合式系统 指采用一部分新鲜空气和室内空气(回风)混合的全空气系统,它介于上述两种系统之间。4、按空气流量状态分类(1)定风量系统即系统在运行过程中风量始终保持恒定。(2)变风量系统即系统在运行过程中风量按一定的控制要求不断调整,以满足不同工况的需要。,(二)冷热媒输送系统 1、按冷、热水管道的设置方式划分(1)双管制系统 进行热湿处理的表面换热器的供、回水管在供热水或冷水时共用,即这套供、回水管内冬天供的是热水,夏天供的是冷水,管网内有冬夏转换阀门。(2)三管制系
18、统进行热湿处理的表面换热器的供、回水管按冷、热水管分别设置,共3根管,分别为热水供水管和回水管、冷水供水管和回水管、回水管合用。(3)四管制系统 进行热湿处理的表面换热器的供、回水管按冷、热水管分别设置,共4根管,分别为热水供水管和回水管、冷水供水管和回水管。2、按水量特征划分(1)定水量系统 在空调水系统中,系统水量基本不变,系统水量由水泵的运行台数决定。(2)变水量系统 在空调水系统中,终端设备常用电动二通阀,而电动二通阀的开度又是经常变化的,则系统的水量也一定是变化的。为使变化的水量系统能与恒水量工作冷水机组相适应,常用方法是在供、回水总管上设置压差旁通阀,根据供、回水总量的水压差来调节
19、电动旁通阀的开度,以保持冷水机组的恒水量工作。3、按水的性质划分(1)冷却水系统 空调系统中的冷却水系统是专为冷水机组或直接蒸发式空调机组而设置的。冷却水带走机组中的热量,保证机组正常工作。,从冷却塔来的冷却水(通常为32)经冷却泵加压后送入冷水机组,带走冷凝器的热量,温度升高的冷却回水(通常设计为37)被送至冷却塔上部进行喷淋。由于冷却塔风扇的转动,使冷却水在喷淋下落过程中不断与室外空气发生热交换而冷却,冷却后的水落入冷却塔集水盘中,又重新送入冷水机组以完成冷却水循环。在冷却水的循环过程中损失的部分可通过补水箱进行补充。(2)冷冻水系统 冷冻水系统是一个封闭的水循环系统。由冷水机组提供的7
20、的冷冻水经冷冻泵加压后送入空调机组,在表冷器中与空气进行热湿处理,处理后的冷冻水温度升高,并重新回到冷水机组进行冷冻处理。(3)热水系统 空调系统中的热水系统也是一个封闭的水系统。由城市管网或蒸汽锅炉提供的高温蒸汽或热水锅炉提供的高温热水经过换热器转换成空调系统所需的6570 的热水。热水经热水泵加压后送入空调机组,在表面换热器(表冷器)中与空气进行热湿处理,处理后的热水温度降低,并重新回到换热器进行加热处理。(三)冷、热源系统 能为空调系统的空气处理设备对空气进行热湿处理提供冷热量的物质和装置,都可以作为空调的冷、热源。这样的物质有地下水、冰等,其装置主要是各种制冷设备和锅炉。1、冷源装置
21、冷水机组是中央空调系统采用最多的冷源,它是可向空调系统提供处理空气所需的低温水(又称为冷冻水)的制冷装置。冷水机组的类型繁多,目前常用的主要有两大类:一类是电力驱动的蒸汽压缩式冷水机组,另一类是热力驱动的吸收式冷水机组。(1)压缩式制冷 低压制冷剂蒸汽在压缩机内被压缩为高压蒸汽后进入冷凝器,制冷剂和冷却水在冷凝器中进行热交换,制冷剂放热后变为高压液体,通过热力膨胀阀后,,液态制冷剂压力急剧下降,变为低压液态制冷剂后进入蒸发器。在蒸发器中,低压液态制冷剂通过与冷冻水的热交换而发生汽化,吸收冷冻水的热量而成为低压蒸汽,再经过回气管重新吸入压缩机,开始新的一轮制冷循环。很显然,在此过程中制冷量即是制
22、冷剂在蒸发器中进行相变时所吸收的汽化潜热。从压缩机的结构来看,压缩式制冷大致可分为往复压缩式、螺杆压缩式和离心压缩式三大类,近年来新研制的涡旋压缩式制冷机也已开始在一些小型机组上逐渐应用。(2)吸收式制冷 吸收式制冷与压缩式制冷一样,都是利用低压制冷剂蒸发产生的汽化潜热进行制冷的。两者的区别是:压缩式制冷以电为能源,而吸收式制冷则是以热为能源。在高层民用建筑的空调制冷中,吸收式制冷所采用的制冷剂通常是溴化锂水溶液,其中水为制冷剂,溴化锂为吸收剂。因此,通常溴化锂制冷机组的蒸发温度不可能低于0,从这一点上可以看出溴化锂制冷的适用范围不如压缩式制冷广。但在高层民用建筑空调系统中,由于要求空调冷水的
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