开利空调系统介绍

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1、1空调基础与系统介绍2内容介绍 传热的基本概念传热的基本概念 影响传热的因素影响传热的因素 空调系统的基本概念空调系统的基本概念 空调系统的本质空调系统的本质 空调系统的构成空调系统的构成 空调系统的分类空调系统的分类 水泵与应用水泵与应用 冷却塔与应用冷却塔与应用3第一部分传热的基本概念传热的基本概念4传热 定义定义:无论是在两物体之间还是在同一物体内，只要存在温差存在温差，热能就会从一个区域传到另一个区域第一区第一区域域 高高温温第二区第二区域域 低温低温热量总是往“低”处流，即从高温到低温高温到低温5传热方式热传递有三种方式：热传递有三种方式：传导传导：在两物体之间或同一物体内，能量通过

2、分子运动传递。例如：在金属木棍的一端用火焰加热 辐射：辐射：在不同温度的物体之间，甚至在真空中，能量以波的形式传递。例如：太阳光照射在物体上 对流：对流：由于密度差异能量在流体内流动.例如：冷空气下降，热空气上升6第二部分7人体会产生人体会产生热量热量影响传热的因素8多余的热量需向体外排放通过通过:传导传导 对流对流 辐射辐射 蒸发蒸发 37OC9传导传导10环境（空气）温度影响热传导温控器温控器24C11-12C衣着会影响热传导 12对流13对流(密度)14较低的表面温度较低的表面温度人体向外界辐射热量人体向外界辐射热量15外界向人体辐射热量外界向人体辐射热量较高的表面温度较高的表面温度16

3、辐射17蒸发蒸发18对流影响蒸发空气空气不流动不流动19对流越强，蒸发越快空气空气流动流动20湿度影响蒸发湿度大湿度大,蒸发蒸发减慢减慢湿度小湿度小,蒸发蒸发加快加快21第三部分22空调系统的本质 水泵将水从低处抽到高处。空调将热量从低温环境“抽”到高温环境。Q1+W=Q223完整的空调系统 T1 T11：室内空气到冷冻水 T11 Te：冷冻水到冷媒 Te Tc：制冷循环 Tc T22：冷媒到冷却水 T22 T2：冷却水到室外空气 Q1+W=Q224完整的空调系统室内空气循环室外空气循环空调区域空气处理设备蒸发器冷凝器冷却塔室外环境压缩机冷冻水循环冷却水水循环冷媒循环25舒适空调的七个指标 干

4、球温度 相对湿度 气流速度 空气洁净度 噪音 异味 辐射26一、室内空气循环空调区域1送风风管回风风管空调区域2空气处理设备27室内空气循环 动脉血管将富含氧气的血液输送到身体需要的地方动脉血管将富含氧气的血液输送到身体需要的地方 送风风管将处理的空气输送到需要调节空气的区域送风风管将处理的空气输送到需要调节空气的区域28室内空气循环 静脉血管将释放氧气的血液输送回心脏 回风风管将污染的空气输送回空气处理设备进行处理回风风管将污染的空气输送回空气处理设备进行处理29室内空气循环 肺对使用过的血液进行处理 过滤器和盘管对污染的空气进行处理过滤器和盘管对污染的空气进行处理30室内空气循环 二氧化碳

5、等从身体器官进入血液中 热量和粉尘从人员、设备、环境等进入空气中 空调系统任务就是：将热量移走将热量移走人员人员设备设备灯光灯光环境环境热量热量31室内空气循环 血液流动的动力来自心脏 空气流动的动力来自风机风机 风机曲线与风机定律32室内空气循环 在每一段血管中驱动血液流动的是血压 在每一段风管中驱动空气流动的是静压驱动空气流动的是静压 动压+静压=全压 风管尺寸的计算和阻力的确定33室内空气循环 空调区域的送风与回风情况34二、其它循环 冷冻水循环与冷却水循环 室外空气循环 冷媒循环（制冷循环）35三、空调系统的分类 根据供应到空调区域的可控流体种类，可以划分几种典型的类别：全空气系统全空

6、气系统 冷水系统冷水系统 空气空气-水系统水系统 直膨系统直膨系统361、全空气系统（制冷模式下）经过冷却和除湿的空气被送到空调区域以吸收热量和水份 空调区域需要保持舒适性：温度24oC，相对湿度50%送风温度：10-12oC371、全空气系统 盘管的表面比空气温度低 盘管冷却空气的同时对空气除湿 水份被排走，热量由盘管经由介质带走盘管盘管381、全空气系统 冷却除湿的空气经过风管系统传送到空调区域 风管需要绝热风管需要绝热 送风的动力是风机 送风口需要散流器以保证 舒适性391、全空气系统 回风口：以排除空调区域的热空气 回风管：输送热空气以便再次冷却 回风风机：必要时安装 当热空气再次回到

7、盘管时，空气的循环就完成了401、全空气系统 过滤器：去除空气中的粉尘和悬浮物 风阀：控制排风的排量和新风的引入量 新风：保证空气品质，去除异味 AHU：盘管、过滤器和风机通常做在一起，称为空气处理设备AHU411、全空气系统 AHU中盘管的冷源是某种形式的冷水机组 热量是从盘管转移到制冷设备的421、全空气系统 冷水机组上通过冷凝器连接冷却水管、冷却水泵和冷却塔 热量通过冷却塔转移到室外空气中冷却塔冷却塔冷却水泵冷却水泵431、全空气系统 在制热模式下，最常见的方法是通过锅炉引入热水到盘管中，热量由锅炉热水提供或者作为补充锅炉锅炉441、全空气系统 集中式空气处理设备 盘管 风机 过滤器 排

8、风风阀 新风风阀 送风风管与散流器 回风风管与回风口、（回风风机）冷媒管路或水管系统 制冷设备 排热设备 供热设备（锅炉）452、冷水系统 冷水作为可控流体通向空调区域可控流体通向空调区域 每一个空调空间需要一个小型空气处理设备 空气处理设备由以下部件组成：盘管 风机 过滤器小型空气小型空气处理设备处理设备水水462、冷水系统 风机驱动回风通过盘管 空气通过盘管时将热量传递给冷水（大约7oC）空气通过盘管后被冷却并除湿 冷空气进入空调空间与房间空气混合并吸收热量472、冷水系统 热量通过冷水管路传递给制冷设备 在制热模式下，由锅炉提供热水给盘管锅炉锅炉水管水管483、空气-水系统 在冷水系统中

9、，没有新风没有新风，由此想到空气-水系统 在冷水系统的基础上，采用独立新风系统为房间提供新风493、空气-水系统50第四部分51课程内容 术语术语 确定水泵压头确定水泵压头 水泵性能曲线水泵性能曲线 水泵选择水泵选择 水泵串、并联特性水泵串、并联特性52水泵的术语 流量：流量：-体积流量表达为升升/秒秒 压头：压头：-压力通常用水柱高度水柱高度表示，一般是用米做单位FeetPressure53课程内容 术语术语 确定水泵压头确定水泵压头 水泵性能曲线水泵性能曲线 水泵选择水泵选择 水泵串、并联特性水泵串、并联特性54确定水泵的压头 泵的压头被分为吸入压头吸入压头和输出压头输出压头。水柱是有重量

10、的。当系统是开式系统时水泵必须克服以上压头。下面几页介绍的是在不同情况下，如何确定水泵的总压头。水泵的吸入压头等于吸入静压吸入静压、作用在被抽吸水面上的作用在被抽吸水面上的压力压力、管路管路的沿程阻力的沿程阻力和动压头动压头的总和。输出压头的组成同样。不过，水泵吸入口的压头组成是关键。它取决于吸入管路和吸入面是高于还是低于水泵的中心线。55确定水泵的压头（吸水池在泵的中心线下）吸入压头（总计）：吸入压头（总计）：-吸入段的静压头 -吸入段的摩擦阻力 -水面上的任何正压（P1）排出压头（总计）：排出压头（总计）：-排出段的静压头 -排出段的摩擦阻力 -水面上的任何正压（P2）总压头总压头=吸入压

11、头吸入压头+排出压头排出压头56确定水泵的压头（吸入面高于水泵中心线）吸入压头（总计）吸入压头（总计）吸入段静压 吸入段沿程阻力 吸入段水面上的压力 排出压头（总计）排出压头（总计）排出段静压 排出段沿程阻力 排出段水面上的压力总压头总压头=吸入压头吸入压头+排出排出压头压头57确定排出压头(可能排出到水池中)排出静压头=例例1：-不把排出管垂向水池 -排出静压头=H1 例例2：-将排出管垂向水池 -排出静压头=H2 在例2中，下垂管提供了一段补偿量（C）。下垂管提供的水柱的补偿了水泵的排出压头58课程内容 术语术语 确定水泵压头确定水泵压头 水泵性能曲线水泵性能曲线 水泵选择水泵选择 水泵串

12、、并联特性水泵串、并联特性59水泵的性能曲线 泵性能的典型特性通过下面的图表描述出来。扬程流量曲线是由制造厂商通过固定转数、叶轮尺寸和外壳尺寸的标准实验得出的。对于离心泵，当流速增大时，它的扬程逐步减小。60典型的水泵性能曲线 典型的水泵性能 扬程流量曲线“水泵性能曲线”由厂商所做的标准试验确定flow61平坦型与陡降型水泵性能曲线 由水泵曲线的斜率表现出来由水泵曲线的斜率表现出来的特点的特点 平坦型或陡降型 平坦曲线的水泵平坦曲线的水泵 当流量改变的时候扬程轻微地变化 适用于预期流量不稳定的闭式系统（冷冻水循环）陡降曲线的水泵陡降曲线的水泵 当流量稍有改变的时候扬程变化较大 适用于扬程变化较

13、大时要求恒定流量的开式系统（冷却水系统）62课程内容 术语术语 确定水泵压头确定水泵压头 水泵性能曲线水泵性能曲线 水泵选择水泵选择 水泵串、并联特性水泵串、并联特性63水泵的功率 有效功率：水泵需要能量以克服从排出口到吸入口的总阻力 静压头损失 摩擦损失 速度水头(通常被忽略)=(Gpm 8.33 lb/gal 总水头)/33,000 =(Gpm 总水头)/3960 轴功率：马达输送功率流动功率/水泵效率 效率由测试决定64水泵的规格 系列产品系列产品 有相似的性能特性 对于系列：对于系列：壳体不同 叶轮直径变化 在固定的转速下运行 典型曲线典型曲线 压头对转速 不同的直径 功率和效率曲线B

14、rake Horsepower65相似定律 水泵给予水速度，然后把速度转换成压力，它的运转根据一组“相似定律”。这些定律如下所示：1-流量与转速成正比。2-流量与叶轮直径成正比。3-压头与转速的平方成正比。4-压头与叶轮直径的平方成正比。5-轴功率与转速的立方成正比。6-轴功率与叶轮直径的立方成正比。这些定律在估计一个已知的泵在不同转速或不同叶轮直径下的性能时是非常有用的。如果相似律用于计算在一个管路系统中由于改变泵的速度或叶轮直径导致的新情况，它先假定系统阻力特性曲线是已知的。系统阻力会以抛物线形式随着流量平方而变化。66水泵选择过程 确定水泵输送的是冷水还是热水 从设备选型中得到各用户的G

15、PM 算出总的输送 GPM 确定环路中的最不利环路 计算阻力 据厂商资料选择水泵 平坦型曲线的水泵用于有控制阀的闭式系统 陡峭型曲线的水泵用于开式系统 确定最终工作点 检查启动条件 根据情况选择配套电机67课程内容 术语术语 确定水泵压头确定水泵压头 水泵性能曲线水泵性能曲线 水泵选择水泵选择 水泵串、并联特性水泵串、并联特性68串联水泵(两相同水泵）两台相同的泵串联 扬程是同一流量下的两倍 绘图得到串联泵的性能曲线 69并联水泵(两相同水泵)两个相同的水泵并联 总流量等于一台流量的两倍 绘图得出水泵并联性能曲线70第五部分71课程内容 冷却塔种类与结构冷却塔种类与结构 冷却塔性能冷却塔性能

16、常见术语常见术语72压入式逆流塔 风机强制空气通过冷却塔风机强制空气通过冷却塔 使用离心式风机使用离心式风机 马力大 静压高 进口风速高进口风速高 出口风速低出口风速低 可能产生空气再循环 在寒冷地区风机结冰 越小成本越低越小成本越低 逆流逆流 空气与水反向流动 应用应用 暖通（冷水机组），净化工艺73抽吸式逆流塔 出口风速高出口风速高 近似5MPH的风速 无再循环 风机在热气流中运行 风机不会结冰 使用广泛使用广泛 15到700，000GPM 逆流设计逆流设计 气流与水反向 应用应用 HVAC(冷水机组）净化工艺74逆流特点 无论是压入式还是抽吸式强制通风 高压水喷嘴 空气阻力损失大 高水泵

17、压头 风机功率大 设备尺寸小 投资低75抽吸式交叉流塔 利用重力供水利用重力供水 水泵功率低 空气水平通过填料与水接触空气水平通过填料与水接触 填料位于设备的填料位于设备的1侧或侧或2侧侧 空气压降低空气压降低 风机功率低 尺寸较大尺寸较大 初投资较大初投资较大 应用应用 暖通空调(冷水机组）工业冷却76飞溅式交叉流塔挡水板溅散水流阻断水流纵向溅落水流被溅散成小水滴连续的水平分流最大的水表面积挡水板材料 木板条或塑料条主要用于交叉气流空气压力损失低不易阻塞77喷淋塔 无填料 依靠水、气接触 高压喷嘴雾化水 泵的费用较高 初投资低 没有其它形式效率高 用于冷却高温水 不适用于冷水机组 78课程内

18、容 冷却塔种类与结构冷却塔种类与结构 冷却塔性能冷却塔性能 常见术语常见术语79冷却塔的性能(蒸发冷却)减少的显热正好等于使空气饱和的潜热量。如果能获得低于进口空气露点温度的连续的喷淋水，空气就能通过喷淋水冷却和除湿。让水在低于露点温度时冷却，一种方式是用制冷系统中的冷冻水。另一种方式是用再循环水喷淋的冷却盘管。喷淋式盘管在夏季运行时可提高冷却盘管的性能和提供精确的温湿度控制。在冬天这个过程刚好相反，可对空气升温和加湿。在这个例子中，加热喷淋水使出口空气的湿球温度高于进口空气。热的喷淋水被冷却，同时散热和加湿空气。蒸发式冷却，作为前面已经讨论过的话题，使用循环水喷淋以使空气达到饱和状态。我们将

19、依照我们迄今所获得的知识在此原理上进一步深化。假设喷淋水和排出空气的温度与进气温度具有相同的湿球温度。空气被冷却和加湿变成与进口空气湿球温度相同温度的饱和空气。下页在焓湿图上表示了蒸发式冷却。这一过程是沿着进入空气的湿球线发生的，而且接近于饱和线。80在理想过程中，喷出水温=饱和出风干球温度=入风湿球温度=65F热量用来到蒸发水并使空气饱和、冷却。空气被冷却并且加湿如果喷出水温度低于40DP，空气变冷并且除湿。水的作用就是一个冷却盘管。也可喷温水来加热空气。冷却塔的性能(蒸发冷却)81课程内容 冷却塔种类与结构冷却塔种类与结构 冷却塔性能冷却塔性能 常见术语常见术语82冷却塔的术语计算冷却塔的

20、换热计算冷却塔的换热：冷却塔的热负荷是冷水机组中的冷凝器排除的那部分热量。对于冷却塔，有一些常用的术语：冷却塔的流量 冷却塔进出水的温差冷却塔运行湿球温度冷却塔运行湿球温度 经过冷却塔的水接近空气的湿球温度。在选择冷却塔时，我们需要确定冷却塔能正常运行的最不利条件。这样，我们所关心的湿球温度就不是平均湿球温度。冷幅冷幅：定义为冷却塔的出水温度和0.4%不保证湿球温度之差值。7F 或是8F的冷幅是较为典型的。83冷却塔的术语 带有冷却塔的冷水机组循环中，冷却塔必须排除冷却器中冷凝产生的热量。冷凝产热（要除去全部的热量）等于蒸发器吸热加上压缩机的压缩热。制冷设备的效率影响冷却塔的散热量/每冷吨。制冷设备的冷凝热/冷量比由设备本身性能决定。所以制冷设备效率越高，冷却塔的尺寸越小。84结 束