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中央空調系統的分類、組成與功能

發布日期:2021-12-27 13:10:48 瀏覽次數:

1、中央空調系統分類

中央空調有多種分類方式,不同類型的中央空調其系統組成各不相同。其主要分類方式有按負擔室內熱濕負荷所用介質分類和按空氣處理設備的設置情況分類等。

1.1、按負擔室內熱濕負荷所用介質來分:

1)全空氣方式 :是利用空調機送出冷風使室內空氣的溫、濕度適宜。一般可配用風道及送、回風口,是大型空調系統常采用的一種方式。

中央空調系統的分類、組成與功能(圖1)

(2)全水方式:是利用冷凍機制造出的冷水(或鍋爐制出的熱水)通過空調房間的風機盤管中。這種方式多用于飯店的客房系統或商場的空調場合。

中央空調系統的分類、組成與功能(圖2)

(3)直接冷卻方式:是利用直接蒸發式表面冷卻器熱交換器中的制冷劑,汽化蒸發吸熱來冷卻室內空氣。這種方式廣泛應用在各種房間空調器和小面積的中央空調系統。

中央空調系統的分類、組成與功能(圖3)

(4)空氣水方式 :是簡單全空氣方式與全水方式的結合,既具有全水方式控制簡單的特點,又具有全空氣方式可靈活調節室內空氣清新度的優點。

風機盤管加新風系統就是典型的空氣水方式,也是目前國內采用最普遍的類型。

中央空調系統的分類、組成與功能(圖4)

1.2、按空氣處理設備的設置情況來分:

(1)集中式空調系統 :這種系統的所有空氣處理設備如風機、加熱器/冷卻器、過濾器、加濕器等都集中在一個空調機房內,其冷、熱源一般也集中設置。

集中式空調系統按送風量是否變化可分為定風量系統與變風量系統兩種。

(2)半集中式空調系統 :采用半集中式空調系統時,在空調機房中經過集中處理的部分或全部空氣,將送到各空調房間或空調區域后再由末端裝置進行補充處理。

半集中式空調系統主要包括誘導式空調系統和風機盤管空調系統。

(3)分散式空調系統:是指將空氣處理設備分散在被調房間內的系統。這種系統把空氣處理設備、風機以及冷熱源設備都集中在一個箱體內,形成一個整體組 置于空調房間內。

中央空調系統的分類、組成與功能(圖5)

2、中央空調系統組成

中央空調系統的分類、組成與功能(圖6)

中央空調系統組成(上圖)

2.1集中式中央空調系統的制冷工作過程是通過四個循環來實現的,分別為:

(1)制冷劑循環:在制冷機組中,制冷劑從蒸發器那里吸熱制冷,吸收的熱量再到冷凝器那里冷凝放熱。

(2)冷卻水循環:冷卻水的作用是將制冷機組冷凝器里制冷劑釋放的熱量排除掉。冷卻水系統由冷凝器、冷卻水泵、冷卻塔和連接水管及附件組成。冷卻水從冷凝器里帶走的熱量,在冷卻塔中直接釋放給大氣。

(3)冷凍水循環:由制冷機組的蒸發器、空調機組的表面冷卻器、提供水流動力的水泵及它們之間的連接水管和附件所組成的密閉循環系統。這個循環系統通過冷凍水源源不斷地把制冷機組產生的冷量送到空調機組的表冷器去處理空氣。

(4)空氣循環系統:由空調機組、風機、風閥、風管和送回風口等把處理好的空氣送入空調房間并把房間內的空氣取回來,以達到室內空氣調節的目的。

中央空調系統的分類、組成與功能(圖7)

冷熱源設備的分類 (上圖)

中央空調系統的分類、組成與功能(圖8)

冷熱源設備機組(上圖)

中央空調系統的分類、組成與功能(圖9)

蒸氣壓縮式制冷工作原理(上圖)

制冷壓縮機將蒸發器中的制冷劑高溫低壓蒸汽吸入壓縮機內,經過壓縮機的壓縮做功,使制冷劑成為壓力和溫度都較高的蒸汽進入冷凝器;在冷凝器內,由冷卻水將制冷劑氣體的熱量帶走,送入冷卻塔并釋放到大氣中,使高溫高壓制冷劑蒸汽冷凝為低溫高壓液體;該低溫高壓液態制冷劑經膨脹閥后體積增大,變為低溫低壓汽液混合物;膨脹閥與蒸發器相連,制冷劑進入蒸發器后體積進一步增大,壓力猛然降低,制冷劑立即汽化,并從冷凍水中大量吸熱,使冷凍水溫度降低并提供給用戶;蒸發器中制冷劑吸熱后成為高溫低壓蒸汽再進入壓縮機,如此往復循環,完成蒸汽壓縮制冷循環過程。

中央空調系統的分類、組成與功能(圖10)

吸收式制冷工作原理(上圖)

圖中四個熱交換設備組成了兩個循環環路:制冷劑環路和吸收劑環路。

圖中左半部分為制冷劑環路,屬于逆循環,由冷凝器,膨脹閥和蒸發器組成,其工作過程與蒸汽壓縮式制冷過程相同。

圖中右半部分為吸收劑環路,屬于正循環,由吸收器,溶液泵和發生器組成,其作用相當于代替蒸汽壓縮式制冷系統的壓縮機。在吸收器中,用液態吸收劑吸收蒸發器產生的低壓氣態制冷劑,以達到維持蒸發器內低壓的目的;吸收劑吸收了制冷劑蒸汽而形成的制冷劑—吸收劑溶液,經溶液泵升壓后進入發生器;在發生器中該溶液被加熱、沸騰,其中沸點低的制冷劑氣化形成高壓氣態制冷劑,又與沸點高的吸收劑分離;然后氣態制冷劑進入冷凝器液化,放熱,液態吸收劑返回吸收器再次吸收低壓氣態制冷劑。

對于制冷劑循環來說,吸收器相當于壓縮機吸入側,發生器相當于壓縮機的壓出側。

中央空調系統的分類、組成與功能(圖11)

熱泵機組

熱泵是夏季能供冷,冬天又能供熱的設備 。熱泵與制冷機從熱力學原理上說是相同的,都是按熱機的逆循環工作的,因此熱泵的機組同樣包括蒸汽壓縮式、吸收式等,但熱泵與制冷機有兩點主要區別:其一,兩者使用目的不同,制冷機單純用于制冷,而熱泵既能制冷,又能供熱;其二,為適應上述特點,兩者的工作溫度范圍是不同的。

當對熱泵系統分類時常按低位熱源分類,即分為空氣源熱泵系統、水源熱泵系統、土壤源熱泵系統和太陽能熱泵系統。

3、空氣熱濕處理設備(空調系統)

組合式空調機組 :是將各種空氣處理設備(加熱、冷卻、加濕、凈化、噴水、擋水、消聲和隔熱等)和風機、閥門等組合成一個整體的箱形設備。箱內的各種設備可以根據空氣調節系統的組合順序排列在一起,以便能實現各種空氣的處理功能。全功能的組合式空調機組由新風回風混合段、消音段、回風機段、熱回收段、初效過濾段、中間段、表冷器冷卻段(含擋水板段)、再加熱段、二次回風段、送風機段、消聲段、中間段、中效過濾段和送風段等組成。

中央空調系統的分類、組成與功能(圖12)

中央空調系統的分類、組成與功能(圖13)

中央空調系統的分類、組成與功能(圖14)

中央空調系統的分類、組成與功能(圖15)

組合式空調機組實物

中央空調系統的分類、組成與功能(圖16)

新風機組

新風機組可以看作簡化的空氣處理機組,其主要作用是調節室內空氣清新度,同時也負擔一部分室內冷熱負荷。通常與風機盤管配合使用,由風機盤管負責室內主要的冷熱負荷調節。

中央空調系統的分類、組成與功能(圖17)

中央空調系統的分類、組成與功能(圖18)

新風機組示意圖

風機盤管

中央空調系統的分類、組成與功能(圖19)

中央空調系統的分類、組成與功能(圖20)

風機盤管的控制:

風機盤管的運轉可用一個電機轉速開關(三速開關)或一個溫控器控制。

墻式溫控器包括一個電機轉速選擇開關、一個 ON/OFF 開關和一個溫度控制元件。溫控元件控制冷凍水閥的開關,并常配有一個溫度設定轉盤。轉速開關標有 “關 / 高 / 中 / 低” ,可控制電機的轉速,從而調節風量。

溫控器的種類按智能化程度可以分為:三速開關、機械膜盒式溫控器、以及液晶風機盤管溫控器。

三速開關,是最簡單的空調開關控制器,它是通過手動切換風機盤管風機的高、中、低三檔風速轉換,通過調節風機送風量的大小,從而達到調節室內溫度的目的?,F有撥動式的和旋鈕式的兩種。

中央空調系統的分類、組成與功能(圖21)

撥動式三速開關

中央空調系統的分類、組成與功能(圖22)

旋鈕式三速開關

機械式膜盒式溫控器,主要是通過溫控器中的雙金屬膜片測試室內溫度,當室內溫度沒有達到設定溫度時,風機和電動閥依舊工作;當室內溫度達到設定溫度時,電動閥關閉,風機低速運行。相比三速開關,它在功能和性能上都有了很大提升,如:可以自設溫度,選擇制熱制冷狀態。

中央空調系統的分類、組成與功能(圖23)

液晶式中央空調風機盤管溫控器,在機械膜盒式溫控器的技術上又有了很大的進步,它是集成編程器與軟件合并實現智能化控制溫度的開關,可以自由調節室內溫度,并可按照用戶的要求設定各種時間段的開關和各種預設好的模式下自動運行調節室溫,使之達到舒適溫度,保證資源的合理利用,也更加人性化、智能化。

中央空調系統的分類、組成與功能(圖24)

4、冷卻塔

冷卻塔的作用是將制冷機組產生的熱量通過冷卻水經冷卻塔釋放掉。相當于家用戶式空調的室外機。

中央空調系統的分類、組成與功能(圖25)

5、空氣輸送和分配設備(空調風系統)

空氣輸送和分配方式:

直流式:全新風

循環式:全封閉,無新風

混合式:既有新風,又有回風

設備:進風口、風管、風機、送風口、回風口。

中央空調系統的分類、組成與功能(圖26)

6、空調水系統:水泵、水管、分水器、集水器

中央空調系統的分類、組成與功能(圖27)

中央空調系統的分類、組成與功能(圖28)

集水器 與 分水器

7、控制系統

分為電氣控制系統和監控系統兩部分。

電氣控制系統(強電部分)主要包括系統的供電,制冷機組、風機、水泵等的運行,可實現空調系統的手動控制;

監控系統(弱電部分、也稱摟控系統)包括各種傳感器、執行器的控制,以及在物業管理中心的集中監控功能,可實現整個中央空調系統的自動化監控。

中央空調系統的分類、組成與功能(圖29)

8、中央空調監控系統主要設備

主要包括傳感器、執行器、控制器以及安裝監控管理軟件的中央監控站(計算機)。

中央空調系統的分類、組成與功能(圖30)

9、傳感器:

(1)溫度傳感器:用于測量室內、室外空氣及水管、風管的溫度。(室內溫度傳感器、室外溫度傳感器、風管式溫度傳感器、水管式溫度傳感器。)

(2)水壓壓差開關:用來監測管道水壓差,如測量分水器、集水器之間的水壓差,或水泵進出水管之間的水壓差。

(3)水管壓力傳感器:水管壓力傳感器、變送器用于測量水管中水壓力。(水壓力變送器、遠傳壓力表)

(4)水流開關:用來檢測水管中水流狀態,當水流速達到設定值時,給出開關量信號。

中央空調系統的分類、組成與功能(圖31)

(5)流量傳感器:用來測量水管中流量,常用的流量傳感器有電磁式和渦輪式兩種。

中央空調系統的分類、組成與功能(圖32)

金佑空調

(6)過濾網壓差傳感器:也叫過濾網壓差開關,用于檢測空調過濾器是否堵塞

中央空調系統的分類、組成與功能(圖33)

(7)防凍開關:防凍開關應用于北方地區空調機組或新風機組在冬季運行時的防凍保護。在機組送風溫度過低時報警,同時聯動保護動作,以防止機組中的盤管凍裂。

中央空調系統的分類、組成與功能(圖34)

9、執行器

(1)電動水閥:由電動機驅動,可以調節閥門開度大小。

中央空調系統的分類、組成與功能(圖35)

電動蝶閥

(2)電磁閥: 電磁閥是利用線圈通電后產生電磁吸力控制閥門開關,因此閥門只有開關兩種狀態。

中央空調系統的分類、組成與功能(圖36)

(3)止回閥: 用來防止水回流

中央空調系統的分類、組成與功能(圖37)


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