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中央空调系统结构及原理邹翼峰2010.10.15中央空调系统结构及原理图●冷冻水循环系统该部分由冷冻泵、室内风机及冷冻水管道等组成。从主机蒸发器流出的低温冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道（出水），进入室内进行热交换，带走房间内的热量，最后回到主机蒸发器（回水）。室内风机用于将空气吹过冷冻水管道，降低空气温度，加速室内热交换。●冷却水循环部分该部分由冷却泵、冷却水管道、冷却水塔及冷凝器等组成。冷冻水循环系统进行室内热交换的同时，必将带走室内大量的热能。该热能通过主机内的冷媒传递给冷却水，使冷却水温度升高。冷却泵将升温后的冷却水压入冷却水塔（出水），使之与大气进行热交换，降低温度后再送回主机冷凝器（回水）。●主机主机部分由压缩机、蒸发器、冷凝器及冷媒（制冷剂）等组成，其工作循环过程如下：首先低压气态冷媒被压缩机加压进入冷凝器并逐渐冷凝成高压液体。在冷凝过程中冷媒会释放出大量热能，这部分热能被冷凝器中的冷却水吸收并送到室外的冷却塔上，最终释放到大气中去。随后冷凝器中的高压液态冷媒在流经蒸发器前的节流降压装置时，因为压力的突变而气化，形成气液混合物进入蒸发器。冷媒在蒸发器中不断气化，同时会吸收冷冻水中的热量使其达到较低温度。最后，蒸发器中气化后的冷媒又变成了低压气体，重新进入了压缩机，如此循环往复。中央空调原理简介：中央空调原理包括：一、中央空调制冷原理：有压缩式、吸收式等，这里不再细述；二、中央空调系统原理：有风系统工作原理、水系统工作原理、盘管系统工作原理等，简单介绍如下：1、中央空调原理的新风系统工作：室外的新鲜空气受到风处理机的吸引进入风柜，并经过过滤降温除湿后由风道送入每个房间，这时的新风不能满足室内的热湿负荷，仅能满足室内所需的新风量，随着室内风机盘管处理室内空气热湿负荷的同时，多余出来的空气通过回风机按阀门的开启比例一部分排出室外，一部分返回到进风口处以便再次循环利用。如图：2、中央空调原理的盘管系统工作：室内的风机盘管工作时吸入一部分由风柜处理后的新风，再吸入一部分室内未处理的空气经过工艺处理后，由风口送出能够吸收室内余热余湿的冷空气，使室内温度湿度达到所需要的标准，如此循环工作。如图：3、中央空调原理的风管积尘原因：室外空气经中央空调处理时，由于大多数粗精效过滤网仅能过滤3um以上的悬浮颗粒物，其微细颗粒物则随风直接进入风管，而风管内表面实际粗糙度远远高于微细颗粒物的大小，因此，这些微细的颗粒物随着空气与风管内壁相互碰撞摩擦产生静电吸附越积越多，从而导致风管内壁的粗糙度越来越大，灰尘粘附加速进行，如此长年累月形成较厚积尘。中央空调系统原理内的四大部件，压缩机，蒸发器，冷凝器，膨胀阀的主要功能这里压缩机的主要功能是什么?压缩增压，为制冷剂液化创造压力环境制冷剂在蒸发器里吸热之后为什么不直接用水进行降温放热处理，这样制冷剂也可以重新变回液态回到膨胀阀中啊？液化必须在临界温度以内，随着压力的升高液化程度将会更高，当然液化度是压力和温度的博弈，压力越高温度就越高，温度高了液化度就低了，所以每个系统都有一个最佳的温度和压力点。至于用水冷却压力过低液化量太小。为什么一定要保证制冷剂回到膨胀阀中的状态是液体的？只有当液体转化为气体时才会吸收热量，如果膨胀阀内是气体它又如何吸收热量呢？还有膨胀阀只是个降压截流的装置只是为了给汽化提供低压力化境。制冷剂在蒸发器里吸热后为什么一定要经过压缩机冷凝器等一系列复杂处理？制冷剂从膨胀阀出来后吸热变态，由液态转化为气态，然后进入压缩机进行绝热压缩加压，使其变成高压高温的气体，然后再利用冷凝器降温，在相对较高的压力和相对较低的温度下气体开始液化变成液化气，再进入膨胀阀降压，使其变成低压常温的液化气，再进入蒸发器迅速吸热汽化，这便是一个制冷循环。所以这些是必不可少的。压力和温度之间存在怎样的联系？压力和温度的关系要看在什么环境中了，如果在正常的环境中则成正比。制冷剂从蒸发器出来已经吸热压力也增大了，为什么还要经过压缩机处理再增压呢？目的是什么？这个压力还不够高，液化量太小。我们要遵守能量守恒定律，整个系统中我们输出的能量永远不会大于我们输入的能量，只能无限的接近于输入的能量。中央空调系统原理与结构及其各部分组成.功能一、离心机组的结构与原理：离心式冷水机组：主要由离心制冷压缩机、主电动机、蒸发器（满液式卧式壳管式）、冷凝器（水冷式满液式卧式壳管式）、节流装置、压缩机入口能量调节机构、抽气回收装置、润滑油系统、安全保护装置、主电动机喷液蒸发冷却系统、油回收装置及微电脑控制系统等组成，并共用底座。简单原理：它是通过高速旋转的叶轮对在叶轮流道里连续流动的制冷剂蒸汽作功，使其压力和流速增高；然后现通过机器中的扩压器使气体减速，将动能转换为压力能，进一步增加气体压力。二、离心式冷水机组特点：离心式冷水机组属大冷量的冷水机组，它有以下主要优点：1、压缩机输气量大，单机制冷量大，结构紧凑，重量轻，单位制冷量重量小，相同制冷量下比活塞式机组轻80％以上，占地面积小；2、性能系数高；3、叶轮作旋转运动，运转平稳，振动小，噪声较低；4、调节方便，在较大的冷量范围内能较经济地实现无级调节；5、无气阀、填料、活塞环等易损件，工作比较可靠。三、离心式冷水机组的缺点主要是：1、由于转速高，对材料强度、加工精度和制造质量要求严格；2、单级压缩机在低负荷时易发生喘振；3、当运行工况偏离设计工况时，效率下降较快；4、制冷量随蒸发温度降低而减少的幅度比活塞式快，制冷量随转数降低而急剧下降。5、压力升高值取决于气体所获得的压头，主要与叶轮直径、结构和转速有关。常速：3000至20000转/分；设计的多变效率不超过75%、80%。四、离心式冷水机组的组成：构成离心式冷水机组的部件中，区别于活塞式、螺杆式冷水机组的主要部件是离心压缩机，此外，其他主要辅助设备比如换热设备、润滑油系统、抽气回收装置等均有自己特点，在这进行简单介绍。1、压缩机空调用离心式冷水机组，通常都采用单级压缩，除非单机制冷量特别大(例如4500kW以上)，或者刻意追求压缩机的效率，才采用2级或3级压缩。单级离心制冷压缩机由进口调节装置、叶轮、扩压器、蜗室组成；多级离心制冷压缩机除了末级外，在每级的扩压器后面还有弯道和回流界，以引导气流进入下一级。由于离心式冷水机组在实际使用中的一些特殊要求，使得离心式制冷压缩机在结构上有其一些特点：（1）离心式冷水机组采用的制冷剂的分子量都很大，音速低，在压缩机流道中的马赫数M比较高(特别是在叶轮进口的相对速度马赫数和叶轮出口的绝对速度，马赫数一般都达到亚音速甚至跨音速)，这就要求在叶轮构型时特别注意气流组织，避免或减少气流在叶轮中产生激波损失，同时适应制冷剂气体的容积流量在叶轮内变化很大的特点。（2）冷水机组在实际使用中，由于气候和热负荷的变化，需要的制冷量变化很大，并且要求在冷负荷变化时，机组的效率也尽可能高。作为制造厂来说，对于不同规格的系列产品，希望零部件的通用化程度越高越好。对于离心制冷压缩机，其叶轮的出口角小，则压缩机的性能曲线比较平坦，绝热效率较高，还能减少因采用同一蜗室而造成的匹配失当和效率降低，有利于变工况运行。（3）离心式压缩机是通过旋转的叶轮叶片肘制冷剂蒸气做功而提高其压力的。但是，如前所述，制冷剂蒸气的分子量一般都很大，其音速很低，如果为了提高蒸气能量头的需要，叶轮中布置的叶片数过多，则叶片的厚度将使叶轮进口的通流面积减小，使叶轮进口的气流速度很高，进口气流马赫数达到或超过音速，引起效率的急剧下降。为此，对于叶片出口角大于40度，叶片进口直径较小时，往往采用长、短叶片，解决必要的能量头和效串之间的矛盾，效果十分明显。（4）为了提高叶轮轮毂的强度，特别是为了消除健槽根部因开、停产生的应力集中疲劳破坏，近年来研制出叶轮与主轴采用三螺钉联接、端面摩擦联接等传递扭矩的方式，使叶轮运行可靠。（5）多级压缩机一般采取多次节流，中间加气的形式。这种结构的优点是可以提高循环效率而节能，对于低温(蒸发温度在0℃以下)离心式制冷机组还可以实现一机多种蒸发温度，这在某些工艺流程中特别适宜。2、主电动机：离心式冷水机组多为半封闭式结构。所谓半封闭式机组，是指压缩机、增速器与主电动机联为一体，同处于制冷剂环境中，不需要轴封。机组的主电动机是特殊设计的用制冷剂冷却的封闭鼠笼式感应电动机，冷却用的制冷剂液体从冷凝器引来，分别引入主电动机的定子腔和转子中，冷却了定子绕组和转子，气化后返回到蒸发器。这样的冷却条件比普通的风冷电动机充分、有效，因此电动机的寿命长、故障率低。同时，由于设有冷却风扇，电动机的噪声低，减少了向机房的排热量，改善了机房的工作环境3、蒸发器和冷凝器：离心式冷水机组的蒸发器、冷凝器均为卧式管壳式结构，制冷剂都在壳侧流动。蒸发器、冷凝器换热效果的好坏对机组的能耗、重量和尺寸影响极大。就光管而言，管外制冷剂侧的表面传热系数远低于管内水侧的表面传热系数。提高制冷剂侧传热管外表面传热效果的主要方法有两种：一是通过在管外表面喷涂金属颗粒或通过机械加工在管外表面形成翅片以增大管外表面的传热面积；二是通过改进管外去面翅片的形状以改善表面传热，提高表面传热系数。比如，使冷凝管外表面加工成锯齿肋，使管外表面形成的冷凝液膜易于形成珠状很快滴下，不致覆盖在冷凝管外表面形成新的热阻，从而提高了冷凝换热系数。又如，将蒸发器外表面按制冷剂核态沸腾特性设计，使冷媒蒸发气泡连续生成，避免沸腾气泡被再冷凝，同时气泡在上升过程中又加大了对制冷剂液的扰动，从而提高表面传热系数。目前，很多制造厂商的传热管外表面传热系数已经达到或超过管内的表面传热系数，有的为了进一步提高管内侧的表面传热系数，甚至在管内壁上也加工出了翅片。由于传热管技术的进步。现在蒸发温度与冷水出水温度之差，已可达到2℃左右，蒸发温度的提高使压缩机的压缩比降低，减少了耗功，也减小了换热器的尺寸和重量。在蒸发器的上部有挡液网，以防止蒸发飞溅的制冷剂液滴直接被压缩机吸入。4、节流装置将冷凝器底部积存的高压、常温制冷剂液体节流降压为低压、低温的制冷剂液体进入蒸发器内蒸发制冷，以前都是用浮球阀来完成，现在普遍改用一个或多个固定孔口的节流孔板来控制流人蒸发器的制冷剂流量。由于无运动部件，使系统运行更加可靠。5、润滑油系统润滑油系统由油泵、油冷却器、油过滤器及调节阀门等组成，向压缩机、齿轮轴、主电动机轴的轴承和齿轮的啮合面供油润滑、冷却。由于离心式冷水机组的结构日趋紧凑，其油泵一般为内置式，浸没于油箱中；油泵电机由于要与溶解有制冷剂的润滑油直接接触，其绕组的绝缘材料也应与制冷剂相容。油冷却器一般为板式换热器，利用制冷剂液体在板式换热器中蒸发的汽化潜热冷却润滑油，因此尺寸小，也内置于压缩机机壳内，便于蒸发后的制冷剂蒸气返回压缩机。油过滤器的过滤精度要求很高(一般为10～15μm)，其安装位置应尽量靠近供油口，为及时发现过滤器被杂质堵塞，机组运行中应监视过滤镜前后的压力差。在离心制冷压缩机中，油箱也处于制冷剂环境中，润滑油与制冷剂是互溶的，且温度越低，制冷剂在油中的溶解度越大。润滑油中溶有制冷剂后其粘度要降低，直接影响启动时机组正常供油压力的建立。为此，在油箱中都设有一组供机组停机阶段加热润滑油的电加热器。五、离心式冷水机组分类：按总体结构形式分为开启式、半封闭式和全封闭式。按换热器筒体结构型式分为单筒式、双筒式两种型式。六、离心式冷水机组制冷原理：同活塞式冷水机组类似，构成离心式冷水机组的单级循环原理仍然是由蒸发、压缩、冷疑和节流四个热力状过程所组成的单级和双级蒸气压缩式制冷循环，其工作系统仍然是由蒸发器、离心式压缩机(单级和双级)、冷凝器和节流机构(装置)四大部件所组成的封闭式工作系统，在满液式卧式壳管式蒸发器中，制冷剂液体在较低的饱和温度(2～5℃)状态下吸收进入蒸发器传热管内冷水的热量（汽化潜热）而沸腾气化(液态→气态)，相对的使管内冷水出水温度下降为7℃(标准工况)，提供给中央空调系统中的气—水热交换器(空气调节箱中的表冷器和风机盘管)冷却送风，通过管道输送给空调对象，使其内部气温维持在规定