中央空调机组选型与系统应用

中央空调机组的选型与系统应用中央空调设计基本参数室内设计参数和冷热负荷估算新风标准送回风速度风口的送回风量风管厚度和结构要求水系统、水流速和水管阻力损失系统设计选型的原则•满足要求的冷热量•能耗低•使用寿命长•经营费用低•环保效果好•机组占地面积省（或机房面积省）•便于维护管理第一章制冷机组制冷机组就是将制冷系统中的部分设备或全部设备组装在一起，成为一个整体。常用的制冷机组有压缩-冷凝机组，冷水机组，冷风机组，单元式空调机组，VRV空调机组，直燃机组等。一、压缩-冷凝机组压缩-冷凝机组是将压缩机、冷凝器等组成一个整体，它可与节流机构及各种类型的蒸发器组成制冷系统。常用作冷库的冷源。二、冷水机组直接为空调工程提供冷冻水的制冷机组，简称为冷水机组，它们多数采用氟利昂为工质，下面分别介绍几种常用的压缩式空调用冷水机组。1.活塞式冷水机组冷水机组中以活塞式压缩机为主机的称为活塞式冷水机组。活塞式冷水机组的压缩机、蒸发器，冷凝器和节流机构等设备，都组装在一起，安装在一个机座上，其连接管路已在制造厂完成了装配，因此用户只需在现场连接电气线路及外接水管（包括冷却水管路和冷冻水管路），并进行必要的管道保温，即可投入运转。根据机组配用冷凝器的冷却介质的不同，活塞式冷水机组又可分为水冷和风冷的两种。根据机组所配压缩机的数量不同，又可分为单机头活塞式冷水机组和多机头活塞式冷水机组。活塞式冷水机组具有结构紧凑、占地面积小、安装快、操作简单和管理方便等优点。23415冷却水冷媒水图4-45活塞式冷水机组外形1-冷凝器2-气液热交换器3-电动机4-压缩机5-蒸发器12387654制冷剂（高压）制冷剂（低压）冷却水冷媒水图4-46活塞式冷水机组系统1-压缩机组2-冷凝器3-冷却水塔4-干式蒸发器5-热力膨胀阀6-电磁阀7-气液热交换器8-干燥过滤器2.螺杆式冷水机组以各种型式的螺杆式压缩机为主机的冷水机组，称为螺杆式冷水机组。它是由螺杆式制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置、油泵、电气控制箱以及其它控制元件等组成的组装式制冷系统。螺杆式冷水机组具有结构紧凑、运转平稳、操作简便、冷量无级调节、体积小、重量轻及占地面积小等优点。17131714151618541710加油98水76221充氧冷却水图4-48LSLGF500型螺杆式冷水机组制冷系统1-冷凝器2-节流阀3-蒸发器4-吸气过滤器5-螺杆式压缩机6-油分离器7-油冷却器8-油压调节阀9-油粗滤器10-油泵11-油精滤器12-四通阀13-四通电磁阀14、18-油温控制器15-精滤器前后压差控制器16-油压差控制器17-高低压力控制器双机头螺杆机图4-51双机头螺杆式冷水机组螺杆式风冷冷（热）水机组一般的螺杆机组只能是出冷冻水，冷却水给机组系统降温；而螺杆式风冷冷（热）水机组既能出冷水也能出热水，机组系统降温靠强制风降温。此机组优势明显，但机组造价高，一般高出30%-40%。3.离心式冷水机组以离心式制冷压缩机为主机的冷水机组，称为离心式冷水机组。目前使用有单级压缩离心式冷水机组和两级压缩离心式冷水机组。离心式冷水机组适用于大中型建筑物，如宾馆、剧院、办公楼等舒适性空调制冷，以及纺织、化工、仪表、电子等工业所需的生产性空调制冷，也可为某些工业生产提供工艺用冷水。离心式水冷机组987634521图4-49离心式冷水机组外形1-压缩机2-冷凝器3-蒸发器4-滤油器5-油冷却器6-油箱7-电动机8-油泵9-增速箱图4-49离心式冷水机组外形1-压缩机2-冷凝器3-蒸发器4-滤油器5-油冷却器6-油箱7-电动机8-油泵9-增速箱下图为离心式冷水机组制冷系统示意图。它主要由单级离心式压缩机（包括增速器与电动机）、冷凝器、高压浮球阀、蒸发器、制冷剂回收装置（包括活塞式压缩机、油分离器、气液分离器、放空气阀）、干燥器、油箱、油泵、油冷却器以及其它控制器件所组成。32411310116589127图4-50离心式冷水机组制冷系统示意图1-离心式压缩机2-蒸发器3-冷凝器4-高压浮球阀5-活塞式压缩机6-油分离器7-气液分离器8-放空气阀9-干燥器10-油箱11-油过滤器12-油冷却器13-油泵图4-50离心式冷水机组制冷系统示意图1-离心式压缩机2-蒸发器3-冷凝器4-高压浮球阀5-活塞式压缩机6-油分离器7-气液分离器8-放空气阀9-干燥器10-油箱11-油过滤器12-油冷却器13-油泵离心式压缩机的结构及工作特性，它的输气量一般希望不小于2500m3/h。因此离心式冷水机组适用于较大的制冷量，单机容量通常在581.4kW（58×104kcal）以上。目前最大的离心式冷水机组的制冷量可达35000kW（3500×104kcal/h）。4.模块式冷水机组模块式冷水机组是一种新型的制冷装置，它是由多台模块式冷水机单元并联组成的。模块式系统中每个单元制冷量最大为130kW，其中有两个完全独立的制冷系统，各自有双速或单速压缩机、蒸发器、冷凝器及控制器，它以R22为制冷剂，空调制冷量65kW－130KW。模块式机组可由多达13个单元组合而成，总的制冷量为1690kW。模块式冷水机组内设有电脑监控系统，控制整个机组，按空调负荷的大小，定期启停各台压缩机或将高速运行变为低速运行，包括每一个独立制冷系统和整机运行。模块式冷水机组的优点：按照冷负荷变化，随时调整运行的模块数，使输出冷量与空调负荷达到最佳配合，节约能耗；多台压缩机并联工作，如果其中一台压缩机停止运转，其它运转的压缩机能保证制冷量基本不变，在输出容量不变的运行状态下，对机组内的压缩机逐一进行检修；重量轻，外型尺寸小，节省建筑面积；模块式的组合，对制冷系统提供最大的备用能力，而且扩大机组容量非常简单易行。模块式冷水机组的最大缺点是对水质要求较高，因为冷凝器、蒸发器均为板式，如果水质不好，一旦结垢阻塞，就会影响冷凝器和蒸发器的传热，甚至会使电动机过载而烧毁。模块机外形5.多机头冷水机组多机头冷水机组是一种装有二个以上压缩机的冷水机组。每个压缩机称为一个机头，机头型式可分为活塞式、螺杆式或涡旋式等等，但必须是同一规格同型压缩机。机组内每个压缩机具有独立的制冷剂回路，采用微电脑协调控制多回路工作，同时，每个压缩机都能独立地进行能量调节，因此这种机组具有较宽广的调节性能，调节的方式也有多种，如可为每个压缩机进行同样的能量调节，或部分启动调节，所以，这种机组具有较强的负荷变化适应能力。由于机组的各机头型式规格相同，既可互为备用，又能使维修备件量减至最少，具有较高的运行可靠性。由于采用电子式膨胀阀和微电脑进行控制，使多机头机组的复杂操作管理变得简单易行。图4-51双机头螺杆式冷水机组6.户式空调冷水机组户式空调冷水机组是一种微型的集中空调系统的制冷机组。它将集中空调的制冷系统和冷冻水系统的水泵及膨胀水箱集合在机组中，其冷凝器常采用风冷式，图4-52是户式风冷式冷水机组的外形图。图4-52户式风冷式冷水机组空调系统图4-53户式风冷式冷水机组这种机组的制冷剂管路集中在机组内。机组输出低温冷冻水，供给空气处理器冷却空气之用，避免了制冷剂的长距离输送，提高了制冷系统的可靠性和密封性。同时，送往各房间的冷却介质是冷冻水，对空调末端设备的控制调节也较为简单容易。这种机组特别适用于100～600m2的住宅和单元写字楼。机组安装简便，但在安装中，应注意冷冻水系统管道的坡向、坡度，并在系统的最高处安装排气阀。另外对于那些机组内未装膨胀水箱的户式冷水机组，还应在系统最高处安装膨胀水箱。三、空气调节机组（冷风机组）在一些建筑物中，如果只有少数房间有空调要求，这些房间又很分散，或者各房间负荷变化规律有很大不同，这种情况就必须采用局部空调系统。由于空气处理的要求不同，空调机组的类型也不完全相同。如冷风机或冷、热风机是用来降低室内空气温度或使室内加温的；恒温恒湿空调机组既可冷却或加热室内空气，又可使空气加湿或减湿，而且可以自动调节；降湿机是用来吸收室内或洞内空气中的水蒸气，以降低空气的相对湿度。此外，还有特殊用途的空调机组等。空调机组制冷系统一般都应用氟利昂为制冷剂，其主要设备差异不大，根据其用途不同稍有差别。它的结构紧凑、体积小、需要机房面积小，或可直接布置于空调房间内，施工安装的工作量小，运行和管理都非常方便，所以，在空调工程中得到广泛的作用。1.冷风机组冷风降温设备也称为冷风机，用于夏季降温去湿用，常装置于一般空调房间，一台空调器只能调节一间或几间房间，或一间大房间内安装几台空调器。一台空调器就是一套单独的空调制冷系统，即包括制冷设备、离心风机和电器控制系统等，能单独制冷并送风。冷风机的压缩机多为封闭式。其特点是体积小、重量轻、震动小、噪声低、操作方便等。冷风机制冷量范围广，可以从1.6kW至68kW，配用冷凝器分为水冷式和风冷式两种。水冷式多采用壳管式或套管式，风冷式一般采用铝制翅片套铜管。蒸发器与风冷式冷凝器结构相似。为了降低噪声，离心风机都采用低转速运转，转速多在500~1000r/min之间。冷风机的型式较多，有窗式、分体式、柜式、风管式、恒温恒湿式等多种。下面介绍几种常见的冷风机。1）窗式空调器窗式空调器是一种体积小、重量轻、可以装在墙壁上或窗口上的整体式空气调节装置。它主要用于旅馆、住宅、办公室、小会议室、一般性恒温要求的计量室、实验室等。热交换后排出室外987634321冷空气进入室内图4-54窗式空调器工作原理图1-冷凝器（室外换热器）2-干燥过滤器3-毛细管4-压缩机5-蒸发器（室内换热器）7-离心风机8-电动机9-轴流风扇6-过滤器2）立柜式空调机立柜式空调机包括立柜式冷风机及冷热风机。立柜式空调机的外形象一个大立柜。柜内装有制冷压缩机、冷凝器、空气冷却器、控制器件、仪表、风机及其它辅助设备等。同窗式空调器相比、立柜式空调机是一种较大型的空调装置，制冷量一般都在7kW以上，常用于小型公共场所及中型实验室等，能使室内温度保持在18~30℃。冷风56水218347室内空气图4-55L型冷风机工作原理图1-压缩机2-冷凝器3-过滤器4-毛细管5-蒸发器6-电加热器7-电动机8-风机图4-55L型冷风机工作原理图1-压缩机2-冷凝器3-过滤器4-毛细管5-蒸发器6-电加热器7-电动机8-风机3）分体式空调机分体式空调机分成室内和室外两部分。将压缩冷凝机组（压缩机、冷凝器、风机等）和蒸发器组（蒸发器、毛细管、温度控制开关、电气控制等）分为两个组件，压缩冷凝机组安装在室外。同一般整体式相比，分体式空调机占据室内面积小，空调房间的噪声低。4）风管机风管机也是两部分组成室内机和室外机，冷量范围：16KW-68KW之间，一台涡旋式压缩机，可实现远距离送风。风管机能制热，但还需辅助加热补充，用电量较大。风管机组室内机一超薄风管机室内机大风管机室内机风管机组室内机二天井式室内机普通式室内机风管机组室外机风管机组室外机风管（热泵）机组2.恒温恒湿空调机组用恒温恒湿机组处理空气时，不仅可以降温、加湿，而且可以使被调房间的温度、湿度自动控制在一定的范围，所以多为生产工艺性空气调节所采用。恒温恒湿机组室内机恒温恒湿室外机恒温恒湿空调机组，一般是将制冷系统的蒸发器装在被处理空气的通道中，利用制冷剂的直接蒸发来冷却空气。当空气渡过蒸发器的外表面时，在被冷却的同时，含湿量也降低。为了保证被调节房间所要求的湿度，在空调机组中设有加湿器。32111105978冷却水进口冷却水出口溢水64T2T1图4-56H-15型恒温恒湿空调机组原理图1-干湿球温度控制器2-电加热器3-风机4-电极加湿器5-蒸发器6-压缩机7-冷凝器8-贮液器9-压力控制器10-过滤器11-节流机构图4-56H-15型恒温恒湿空调机组原理图1-干湿球温度控制器2-电加热器3-风机4-电极加湿器5-蒸发器6-压缩机7-冷凝器8-贮液器9-压力控制器10-过滤器11-节流机构恒温恒湿空调机组温度的控制范围一般为20~25℃±1℃，相对湿度控制范围为（50~70）%±10%。它的制冷量大小不等，一般在7~116kW左右，风量在10