1、精品welcome中央空調系統設計調研報告第 1 章 中央空調系統概述1 11 1 中央空調及其類別中央空調是指根據國家設計規(guī)范的設計參數和要求進行選型設計、 安裝的。用于建筑物的空調系統。 它是由一臺主機通過風道過風或冷熱水管接多個末端的方式來控制不同房間的溫度， 以達到對室內空氣 進行調節(jié)為目的的一種空調系統。主要由室外主機、室內風機盤管、及其相連接的風道等組成。隨著中央空調技術的發(fā)展，中央空調系統的種類日益增多，演變也很迅速。目前常用的分類如下。1 1 1 1 1 1按工作原理分類中央空調系統按工作原理可分為三類： 一類是全空氣空調系統， 一類是空氣水空調系統， 還有一 類是冷媒式空調系

2、統。其中全空氣空調系統是指空調房間的室內負荷全部由經過處理的空氣來承擔的空調系統。 空氣水 空調系統是指空氣和水兩種介質作為工作媒體， 將室內的熱濕負荷轉移至室外空調系統。 冷媒式空調系 統是指以冷媒作為冷量輸送介質的空調系統，包括一拖多商用空調和一拖多戶式中央空調。1 1 1 1 2 2 按空氣處理方式分類中央空調系統按空氣處理方式分類可分三類：一類是集中式中央空調，一類是半集中式中央空調， 還有一類是局部式中央空調。其中集中式中央空調的空氣處理設備集中在中央空調室里， 處理過的空氣通過風管送至各房間的空 調系統，適用于面積大、 房間集中、 各房間熱濕負荷比較接近的場所； 半集中式中央空調是

3、既有中央空 調又有處理空氣的末端裝置的空調系統， 多用于對空氣精度有較高要求的車間和實驗室等； 局部式中央 空調是每個房間都有各自的設備處理空氣的空調，多用于面積小、房間分散、熱濕負荷相差大的場合， 如辦公室、機房、家庭等。1 1 1 1 3 3 按使用目的分類精品welcome中央空調系統按使用目的分類可分為兩類：一類是舒適性中央空調和工藝性中央空調。 其中舒適性中央空調要求溫度適宜， 環(huán)境舒適，對溫濕度的調節(jié)精度無嚴格要求， 多用于住房、 辦 公室、影劇院、商場、體育館、汽車、船舶、飛機等；工藝性中央空調對溫度有一定的調節(jié)精度要求， 另外空氣的潔凈度也要有較高的要求，多用于電子器件生產車間

4、、 精密儀器生產車間、 計算機房、 生物 實驗室等。1 1 1 1 4 4其他分類按制冷量分類：大型空調機組、中型空調機組和小型空調機組。 按新風量的多少分類：直流式系統（空調器處理的空氣為全新風）、 封閉式系統 （空調系統處理的 空氣為循環(huán)空氣）、 混合式系統 （空調器處理的空氣由回風和新風混合而成）。按送風速度分類：高速系統（主風道風速20203030 m/sm/s ）、低速系統（主風道風速 1212 m/sm/s 以下）1 1 2 2中央空調系統的運行原理由于空調事業(yè)的發(fā)展， 各種新技術和新設備不斷的出現或引進， 中央空調可以適用于不同的建筑物， 適應各種不同的要求，但按最基本的原理可分

5、為空氣循環(huán)系統、通風系統、冷凍水循環(huán)系統、制冷劑循環(huán)系統、冷卻水循環(huán)系統五部分。1 1 2 2 1 1空氣循環(huán)系統空調循環(huán)系統對空氣進行的加熱、加濕、冷卻、去濕和過濾等，都由相應的空氣處理設備來實現， 這些設備由風管連接起來，通過送、回風口把處理好的空氣送入空調房間，并把房間內的空氣取回來。 這樣， 送回風口、 風管、 空氣處理設備和提供空氣流動動力的風機以及風閥等附件就組成了一個空氣循 環(huán)系統，這是空調系統中的第一個循環(huán)系統。1 1 2 22 2通風系統空調系統與通風系統二者是密不可分的， 但在工程上， 將只要求控制室內溫度的調節(jié)技術稱為供暖 或降溫， 將為保持室內環(huán)境有害濃度在一定衛(wèi)生要求

6、范圍的技術叫做通風， 只有對空氣進行全面處理的 技術才成為空調。 其中冷卻和去濕都與制冷有關。 由于大多數系統在過渡季節(jié)或非工作時間要輔以通風 系統對房間進行機械通風， 這樣空調系統與通風系統有許多部分就結合在一起了， 通常就稱為空調通風 系統。精品welcome1 1 2 23 3冷凍水循環(huán)系統對空氣進行加熱、 冷卻或冷卻去濕的設備通常是指加熱盤管或冷卻盤管， 由冷熱源設備給這些盤管 提供處理空氣的熱量或冷量。 熱源設備主要有鍋爐， 也有采用電加熱器等； 冷源設備主要是各種冷水機 組。如，夏季供冷時，冷水機組的蒸發(fā)器、處理空氣的冷卻盤管和提供水流動力的水泵以及它們之間的 連接水管和附件組成了

7、空調系統中的另一個回路，稱之為冷凍水循環(huán)系統， 一般這是一個密閉的循環(huán)系 統，即它不與大氣直接相通。 這個循環(huán)水系統通過冷凍水源源不斷地把制冷機產生的冷量送到冷卻盤管 去處理空氣。1 1 2 24 4制冷劑循環(huán)系統冷水機組的主要部件除了壓縮機之外還有蒸發(fā)器、 冷凝器和膨脹閥， 它們之間由專門的管路連接起 來，其內部流動著制冷劑，它們是一個有壓的密閉循環(huán)系統。1 1 2 25 5冷卻水循環(huán)系統制冷劑在蒸發(fā)器那里吸熱制冷， 吸收的熱量到冷凝器那里冷凝放熱， 因此，為了維護壓縮機的工作， 必須把冷凝器里的制冷劑釋放的熱量排除掉， 這個任務是由冷凍水循環(huán)系統來完成的。 冷卻水系統由冷 凝器、 冷卻水泵

8、、冷卻塔和連接水管及附件組成。 冷卻水從冷凝器里帶走熱量，在冷卻塔中直接釋放給 大氣。一個中央空調系統正是把室內空氣、 冷凍水、 制冷劑和冷卻水在各自的系統內不斷的循環(huán)流動， 把 室內的熱量連續(xù)不斷地釋放給大氣， 才能對室內連續(xù)不斷地吹冷氣， 提供冷量， 因此這四個循環(huán)缺少哪 一個都不行。 當然它們的形式可能在不同的系統里會有改變， 比如冷卻水系統可以用室外大氣直接冷卻 冷卻器來代替，這就是風冷系統。第 2 章 辦公建筑常用中央空調系統目前國內大、中型辦公建筑中常見的空調系統有：（ 1 1） 全空氣定風量空調系統；（ 2 2） 全空氣變風量空調系統；（ 3 3） 風機盤管加新風系統。2 21

9、1 全空氣定風量空調系統精品welcome早期歐美國家的辦公建筑采用全空氣單風道（或雙風道）定風量空調系統，用于末端再熱（或冷、 熱風混合）來控制區(qū)域溫度。全空氣定風量系統空氣過濾較好，氣流組織得到保證，去濕能力強，也沒 有因水管進入空調房間帶來的“霉菌”和“水害”等問題。 定風量空調系統最大的缺點是當應用于多房 間且處于部分負荷時， 再熱和冷、 熱風混合將產生冷熱抵消，風機也無法調速節(jié)能。我國的全空氣定風量再熱空調系統主要用于工業(yè)建筑。 需要區(qū)域溫度控制的多房間辦公建筑很少采 用帶再熱和冷、熱混合的全空氣定風量系統。2 2 2 2 全空氣變風量空調系統2 2 2 2 1 1 系統優(yōu)點全空氣變

10、風量空調系統具有下列優(yōu)點：（1 1）區(qū)域溫度可控，所采用的比例調節(jié)方式的控制質量優(yōu)于風機盤管機組的雙位調節(jié)，所采用的風量調節(jié)方法的節(jié)能性也遠勝于定風量系統的再熱調節(jié)方法；（2 2）部分負荷時，采用變頻裝置調節(jié)風機轉速，大大降低了風機耗能；（3 3）保持定風量空調系統空氣過濾效率高、室內空氣品質好、室內相對濕度低、熱舒適性好的特點；通過改變新風比還可利用室外低溫新風進行自然冷卻，并可實現低溫送風；（4 4）系統無水管進入空調區(qū)域。2 2 2 2 2 2 系統缺點全空氣變風量空調系統也存在一些缺點，它們是：（ 1 1） 因大量使用變風量末端裝置及其控制設備，初投資較大；（ 2 2） 風量調節(jié)時，區(qū)

11、域內新風分配可能會不均勻；（ 3 3） 末端裝置內置風機和調節(jié)風閥可能會產生噪聲；（ 4 4） 設計、施工、管理較復雜；精品welcome（ 5 5） 末端裝置較小風量時室內氣流分布狀況較差。2 23 3 風機盤管加新風系統2 2 3 3 1 1系統優(yōu)點風機盤管加新風系統是一種廣泛用于辦公建筑的空調方式， 其最大的優(yōu)點是可以實現各房間的空氣 循環(huán)和室溫控制。作為一種空氣水系統， 水代替空氣輸送能量。 風機盤管機組的空氣循環(huán)半徑和配用 風機均很小，風機耗能較小。日本是一個資源匱乏、節(jié)能意識很強的國家， 風機盤管系統在其早期的辦 公、商業(yè)建筑中得到了廣泛的應用。受日本空調技術的影響， 8080 年

12、代中期，我國的辦公、商業(yè)舒適性 空調隨風機盤管系統同步發(fā)展起來。由于風機盤管機組制造、安裝、控制、維修和使用比較簡單，尤其 是被國內生產企業(yè)消化后大量生產、價格便宜、易于普及，已成為目前民用建筑中最主要的空調設備。2 2 3 3 2 2 系統缺點風機盤管加新風系統也有其固有的缺點，它們是：（ 1 1）風機盤管機組設置在空調區(qū)域內，因噪聲限制，配置的風機靜壓很低，只能配置簡易過濾網，無法采用高效的過濾器，故空氣過濾效果差，不能滿足現代辦公建筑對可吸入顆 粒物的過濾要求；（2 2）風機盤管機組一般只有 2 23 3 排，去濕能力有限，導致室內相對濕度偏高， 不僅影響舒適度，還易于室內細菌、霉菌生長

13、。風機盤管機組濕潤的翅片、滴水盤及凝結水管都是各種微生物的孽生地。因此，該空調方式無法滿足現代辦公對室內空氣品質的要求；（3 3）風機盤管的冷、熱水管和凝結水管通常在辦公室的吊頂內敷設，漏水問題對電腦等辦公設備是一種潛在的威脅。機組維修需進入辦公區(qū)域，直接影響辦公區(qū)正常使用；（4 4）風機盤管系統還存在一些其他缺點，如：雙位控制使室溫波動較大；空調水系統溫差較 小，降低了水系統輸送效率和冷熱源設備的效率。上述缺點說明風機盤管加新風系統已不滿足現代辦公建筑要求，有逐步被全空氣變風量系統取代的精品welcome趨勢。然而，因其風機耗能小、區(qū)域溫度可控、價格低廉以及管理簡單等其他優(yōu)勢，今后長時間內，

14、在 普通的辦公、商用建筑中它仍將占據主要的地位。風機盤管機組還可與全空氣變風量空調系統配合使用， 繼續(xù)發(fā)揮作用。2.2.4 4常用舒適性空調系統比較表 2 2 - 1 1常用舒適性空調系統比較表比較項目全空氣系統空氣-水系統定風量空調系統變風量空調系統風機盤管+新風系統優(yōu)點1.空氣過濾等級高，空氣品質好；2 可通過變新風比實現新風自 然冷卻節(jié)能；3 去濕能力強，室內相對濕度低；4 .初投資小。1區(qū)域空氣溫度可控；2 空氣過濾等級高，空氣品質好；3 部分負荷時風機可變頻調速 節(jié)能；4 去濕能力強，室內空氣相對 濕度低；5 可通過變新風比實現新風自 然冷卻功能。1區(qū)域溫度可控；2 空氣循環(huán)半徑小，

15、輸送能耗低；3 初投資小；4 .占用機房空間小。缺點1 .區(qū)域空氣溫度不可控。如采用再熱方式控制區(qū)域空氣溫度，冷熱抵消不節(jié)能；1 初投資大；2 .設計、施工、管理復雜。1空氣過濾等級低，空氣品質差；2 一般不可利用變新風比實現精品welcome2部分負荷時風機不可變頻調 速節(jié)能。新風自然冷卻節(jié)能；3 有滋生“細菌” “霉菌”與岀現“水害”的可能性。適用范圍1 區(qū)域溫控要求不高；2 大廳、商場、餐廳等場所；3 .大、中型空間。1 區(qū)域溫控要求高；2 空氣品質要求高；3 高等級辦公、商業(yè)場所；4 .大、中、小各類房間。1空氣品質要求不高；2 有區(qū)域空氣溫度控制要求；3 普通等級辦公、商用場所；4

16、.中、小型空間。表 2 2 1 1 列舉了常用舒適性空調系統的特點和適用范圍，在實際工程中各種舒適性空調系統常“因地制宜”地組合使用，以達到投資、舒適節(jié)能的目的。由于變風量空調系統自控要求高，主要部件國產 化率低、投資較大，目前國內僅用于高等級辦公建筑。第 3 章中央空調分系統及主要設備3 3.1 1中央空調的主機3.3.1 1 . 1 1水冷冷水機組水冷冷水機組屬于中央空調系統中的制冷機組部分，其載冷劑為水，稱為冷水機組；冷凝器的冷卻為利用常溫水的換熱降溫來實現， 故稱為水冷機組。與水冷機組相對的稱為風冷機組， 風冷機組的冷凝 器由與室外空氣的強制通風換熱達到制冷目的。3 3. 1 1 .

17、2 2 活塞式冷水機組活塞式冷水機組就是把實現制冷循環(huán)所需的活塞式制冷壓縮機、輔助設備急附件緊湊地組裝在一起的專供空調用冷目的使用的整體式制冷裝置。活塞式冷水機組單機制冷從6060 至 900KW900KW，適用于中、小工程。3 3. 1 1 . 3 3螺桿式冷水機組螺桿式冷水機組是提供冷凍水的大中型制冷設備。常用于國防科研、能源開發(fā)、交通運輸、賓館、 飯店、輕工、紡織等部門的空氣調節(jié)，以及水利電力工程用的冷凍水。螺桿式冷水機組是由螺桿制冷壓縮機組、冷凝器、蒸發(fā)器以及自控元件和儀表等組成的一個完整制冷系統。它具有結構緊湊、體積小、 重量輕、占地面積小、操作維護方便、運轉平穩(wěn)等優(yōu)點，因而獲得了廣

18、泛的應用，其單機制冷量從至 2200KW2200KW ，適用于中、大型工程150150精品welcome3 31 1 4 4離心式冷水機組離心式冷水機組是由離心式制冷壓縮機和配套的蒸發(fā)器、 冷凝器和節(jié)流控制裝置以及電氣表組成整 臺的冷水機組 ，單機制冷量從 700700 至 4200KW4200KW 。其適用于大、特大型工程3 3 1 1 5 5VRVVRV 系統VRVVRV 系統即制冷劑流量可變式系統。其形式為一組室外機，由功能機、恒速機和變頻機組成。通 過并聯室外機系統，將制冷管道集中進入一個管道系統， 可以方便得根據室內機的容量的匹配， 對室內 機的合適的容量從 122.5KW122.5

19、KW 以 1.5KW1.5KW 的級差進行選擇， 即最多一組室外機可連接 3030 臺室內機。 室內 機有天花板嵌入式、 掛壁式、落地式等。 型式不同的室內單機可連接到一個制冷回路上，并可進行單獨 控制。室內單機最小容量為 0.6KW0.6KW ，最大為 3.75KW3.75KW ，室內機的容量可在室外機容量的 50%50% 至 130%130% 內調節(jié)。3 3 1 1 6 6模塊機模塊機是在 VRVVRV 系統的基礎上發(fā)展熱來，在 19851985 年，由澳大利亞捷風集團發(fā)明并申請專利。它 將傳統的氟利昂管路改變?yōu)樗废到y， 將室內外機合并為制冷機組， 室內機改為風機盤管。 利用載冷劑 水的

20、換熱來實現制冷過程。 模塊機由于能夠根據冷負荷要求自動調節(jié)啟動機組數量， 實現靈活組合而此 得名。3 31 1 7 7溴化鋰吸收式冷水機組溴化鋰吸收式冷水機組是以熱能為動力，以水為制冷劑，以溴化鋰溶液為吸收劑，制取0 0c以上的冷媒水，可用作空調或生產工藝過程的冷源，溴化鋰吸收式以熱能為動力，常見的有直燃型、蒸汽型、 熱水型三類，其冷量范圍為 230230 至 5800KW5800KW ，適用于中型、大型、特大型工程。3 32 2中央空調的水系統3 32 21 1中央空調的水系統的分類 中央空調的水系統按供、回水管道的數量可分為三類：雙管制、三管制和四管制。中央空調的水系統按供、回水在管道內的

21、流動關系可分為兩類：同程式和異程式。中央空調的水系統按供、回水干管的布置形式可分為兩類：水平式和垂直式。 中央空調的水系統按原理可分為兩類：開式和閉式。中央空調的水系統按調節(jié)方式可分為兩類：定流量和變流量。精品welcome3 3 . 2 2. 2 2常用中央空調水系統的優(yōu)缺點比較表 3 3 1 1常用中央空調水系統的優(yōu)缺點比較表類型特征優(yōu)點缺點閉式1.管路系統不與大氣相接觸2 .僅在系統最高點設置膨脹水箱1 .與設備的腐蝕機會少2.不需克服靜水壓力，水泵壓力、功率均低3.系統簡單1.與蓄熱水池連接比較復雜開式1 管路系統與大氣相通1 .與蓄熱水池連接比較簡單1 .易腐蝕2.輸送能耗大同程式1

22、.供回水干管中的水流方向相同2 .經過每一管路的長度相等1 .水量分配2.調度方便3.便于水力平衡1.需設回程管2.管道長度增加3.初投資稍高異程式1.供回水干管中的水流方向相反2 .經過每一管路的長度不相等1 .不需設回程管2.管道長度較短3.管路簡單4.初投資稍低1 .水量分配2.調度較難3 .水力平衡較麻煩兩管制1 供熱、供冷合用同一管路系統1 .管路系統簡單2.初投資省1 .無法同時滿足供熱、供冷的要 求三管制1.分別設置供冷、供熱管路與換熱器2 .冷熱回水的管路共用1 .能同時滿足供冷、供熱的要求2.管路系統較四管制簡單1.有冷熱混合損失2 .投資高于兩管制3 .管路系統布置較簡單四

23、管制1.供冷、供熱的供、回水管均分 開設置2 .具有冷、熱兩套獨立的系統1. 能靈活實現同時供冷或供熱，2. 沒有冷、熱混合損失1 .管路系統復雜，2 .初投資高3 .占用建筑空間較多定流量1.系統中的循環(huán)水量保持定值2 .負荷變化時，通過改變供或回1 .系統簡單，操作方便2.不需要復雜的自控設備1 .配管設計時，不能考慮同時使用系數精品welcome水溫度來匹配2 .輸送能耗始終處在設計的最大值1.系統中的供回水溫度保持定1 .輸送能耗隨負荷減少而降低變流值2 .配管設計時，可以考慮同時使用1 .系統比較復雜量2 .負荷改變時，通過供水量變化系數，管徑相應減小2 .必須配備自控設備來適應3

24、.水泵容量、電耗也相應減少3 3. 3 3中央空調的風系統3 3. 3 3 . 1 1常見的氣流組織形式常見的氣流組織形式有側送風、散流器送風、條縫送風噴口和送風孔板送風等。3 3. 3 3 . 2 2常見空氣分布器的型式、特征及適用范圍表 3 3-2 2常見空氣分布器的型式、特征及適用范圍表空氣分布器類型送風口名稱型式氣流類型及調節(jié)性能適用范圍備注側送風口格柵送風口葉片固定和葉片可調節(jié)兩種，不帶風量調節(jié)1.屬圓射流2.葉片可調節(jié)格柵，可根據 需要調節(jié)上、下傾角或擴 散角3.不能調節(jié)風口風量要求不高的一般空調工程葉片固定的格 柵風口可做回 風用，也可做新 風進風口單層百葉送風口葉片橫裝為 H

25、型，豎裝為 V 型，均帶 有對開式風量調節(jié) 閥1.屬圓射流2.H 型可調節(jié)豎向仰角或傾 角，V 型可調節(jié)水平擴散 角3.能調節(jié)風口風量用于一般精度的空調工程單層百葉風口 與過濾器配套 使用可做回風 口雙層百葉送風口雙層百葉送風口1.屬圓射流2.外層葉片可調節(jié)，可根據 需要調節(jié)豎向仰角或俯 角，以及調節(jié)水平擴散角3.能調節(jié)風口風量用于公共建 筑的舒適性 空調，以及精 度較高的工 藝空調葉片可調成 A、B、C、D 四種吹岀角度，調節(jié)范圍為：0-180 精品welcome條縫形百葉送風口長寬比大于 10 ,葉片橫裝可調節(jié)的格 柵風口，或者與對開 式風量調節(jié)閥組裝 在一起的條縫百葉 風口1.屬平面射流

26、2.根據需要可調節(jié)上下傾角3.必要時也可調節(jié)風量可作為風機盤管岀風口，也可用于一 般的空調工 程-散流器圓形（方形）直片式散流器擴散圈為三層錐形 面，拆裝方便。可與 單開閥板式或雙開 發(fā)板式風量調節(jié)閥 配套使用1.擴散圈掛在上面一檔呈下 送流型，掛在下面一檔呈 平送貼附流型2.能調節(jié)送風量用于公共建 筑的舒適性 空調和工藝 空調-圓盤型散流器圓盤呈倒蘑菇形，拆 裝方便。可與單開或 雙開閥板風量調節(jié) 閥配套使用1.圓盤掛在上面一檔時呈下 送流型，掛在下面一檔呈 平送貼附流型2.能調節(jié)送風量同上-流線型散流器散流器及其擴散圈呈流線型，可調節(jié)風量氣流呈下送流型，采用密集分布用于凈化空調-方（矩）形散流器擴散圈的形式有 10