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1、冷热源基础知识,1、什么是冷热源？热源的种类：燃煤、燃油、电锅炉、城市热力网冷源的种类：利用天然冷源（如：深井水、天然冰等）利用人造冷源2、冷热源的作用 为空调系统提供必要的冷量和热量3、制冷利用人工的方法，把某物体或某空间的温度降低到低于周围环境的温度，并使之维持在这一低温的过程,制冷机：实现制冷所需的机器和设备。特点：必须消耗机械功或高温热源提供的热量，从而实现热量的转移。制冷剂：制冷系统中把热量从被冷却介质传给外部环境介质的内部循环流动的工作介质。制冷循环：在制冷机中，制冷剂进行周而复始的吸热、放热的热力循环。4、制冷系数、供暖系数,逆卡诺循环：在两个恒温热源之间进行的理想循环。,压缩机
2、,3.按密封结构形式分类 开启式压缩机：开启式压缩机与原动机分为两体 封闭式压缩机：采用封闭式的结构，把电动机和压缩机连成一整体,活塞式制冷压缩机1、基本结构,2、活塞式制冷压缩机工作过程,四大过程：1.压缩过程 通过压缩过程将制冷剂的压力提高。2.排气过程 通过排气过程，制冷剂进入冷凝器。3.膨胀过程 通过膨胀过程将制冷剂的压力降低。4.吸气过程 通过吸气过程，从蒸发器吸入制冷剂。,螺杆式制冷压缩机,1.双螺杆制冷压缩机双螺杆压缩机的工作是依靠啮合运动着的一个阳转子与一个阴转子，并借助于包围这一对转子四周的机壳内壁的空间完成的。,单级双螺杆制冷机外形与结构,2.双螺杆压缩机的工作原理,依靠啮
3、合运动着的一对阴阳转子，借助它们的齿、齿槽与机壳内壁所构成的呈“V”字形的一对齿间容积呈周期性大小变化，来完成制冷剂气体吸入压缩排出的工作过程。,离心式制冷压缩机,离心式制冷压缩机属于速度型压缩机，是一种叶轮旋转式的机械。离心式制冷压缩机有单级、双级和多级等多种结构型式单级压缩机主要由吸气室、叶轮、扩压器、蜗壳等组成,离心式压缩机外形与结构,吸收式制冷机,工作原理,单效和双效溴冷机原理演示,蒸发器,蒸发器：蒸发器是制冷系统中的一种热交换设备，在蒸发器中制冷剂的液体在较低的温度下沸腾，转变为蒸气，并吸收被冷却物体或介质的热量。蒸发器是制冷系统中制取和输出冷量的设备。蒸发器一般位于节流阀和制冷压缩
4、机回气总管之间。,冷凝器,在制冷系统中，冷凝器是一个使制冷剂向外放热的换热器。压缩机的排气（或经油分离器后）进入冷凝器后，将热量传递给周围介质水或空气，制冷剂蒸气冷却凝结为液体。,节流装置,1.节流机构的作用和工作原理 当制冷剂流体通过一小孔时，一部分静压力转变为动压力，流速急剧增大，成为湍流流动，流体发生扰动，摩擦阻力增加，静压下降，使流体达到降压调节流量的目的。节流是压缩式制冷循环不可缺少的四个主要过程之一。2.节流机构的作用有两点：一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流降压为蒸发压力；二是根据系统负荷变化，调整进入蒸发器的制冷剂液体的数量。,热力膨胀阀热力膨胀阀普遍用于氟利昂制冷系
5、统中，通过感温机构的作用，随蒸发器出口处制冷剂的温度变化而自动变化，达到调节制冷剂供液量的目的。热力式膨胀阀主要由阀体、感温包和毛细管组成。热力式膨胀阀按膜片平衡方式不同有内平衡式和外平衡式两种类型。,热力膨胀阀由阀体、推杆、阀座、阀针、弹簧、调节杆、感温包、联接管、感应膜片等部件组成。,热力膨胀阀工作流程演示,2.毛细管毛细管是最简单的节流装置，毛细管是一根有规定长度的直径很细的紫铜管，它的内径一般为0.52mm,空调水系统 与冷却水系统示意图1-水冷冷水机组 2-锅炉 3-冷冻水泵 4-热水泵 5-冷却水泵 6-冷却塔 7-分水器 8-集水器 9-压差控制阀 10-空调设备 11-自动排气
6、阀 12-膨胀水箱 13-阀门,冷却水系统,空调水系统,夏季供冷时,空调水系统和冷却水系统的工艺流程,冬季供暖时,空调水系统和冷却水系统的工艺流程,夏季供冷和冬季供暖的转换，通过冷水机组和锅炉进出水管上的阀门启、闭实现。,当系统中部分空调设备不使用时，水流量减少，水系统阻力将增大。为了保持系统内压力稳定，当分水器和集水器间压差超过压差控制阀9的设定值时，阀门开启，部分水量由分水器7经旁通管直接流入集水器8，然后返回至冷水机组或锅炉,以保证冷水机组或锅炉的定流量运行。,对于间断使用的空调水系统(如写字楼的空调水系统)，当早晨冷水机组和水泵提前运行时，往往房间内的风机盘管还未完全开启，此时，循环水
7、量也可通过压差旁通管回流。,膨胀水箱12的主要作用膨胀水箱还可起到补水和定压作用。,水系统中管道的高处容易积聚空气。当管道内存有空气时，会形成所谓“气堵”，影响水的流动。自动排气阀11是为随时排除系统内的空气而设置的。,空调水系统的形式,空调水系统的功能是输送冷热量，以满足空调设备处理空气的需要。空调水系统的形式由于分类方式不一样，有很多类型，常见的有：闭式系统和开式系统 两管制系统、三管制系统和四管制系统 同程式系统和异程式系统 定流量系统和变流量系统 一次泵系统、二次泵系统和混合式系统,1.闭式和开式系统 按在管路系统中循环的水是否与空气直接接触进行热湿交换划分。(1)闭式系统密闭式管路水
8、循环系统的简称。系统中的水是封闭在管路中循环流动的，不与大气接触。通常在系统的最高点以上设有开式膨胀水箱。,闭式系统,闭式系统的主要优点 管路系统中不易产生污垢和腐蚀；水泵的扬程只需克服循环阻力，而不用考虑克服系统的静水压力，从而水泵扬程小，电机功率配置小，耗电较省；不用贮水池，回水不需另设水泵，因此系统简单，一次投资比较经济。闭式系统的主要缺点 蓄能能力小，低负荷时，冷热源设备也需经常开动；膨胀水箱一定要装在系统的最高点，且补水有时还需另加加压水泵；膨胀定压水罐的安装高度虽然不受限制，但必须配加压水泵。,(2)开式系统开放式管路水循环系统的简称。通常为用喷水室处理空气的空调系统或设置蓄冷水池
9、的空调系统。该系统不是封闭的，有喷水室或蓄冷水池与空(大)气相通，水在系统中循环流动时，要与被处理的空气或大气接触，并会引起水量变化。,开式系统,开式系统的主要优点 用喷水室处理空气时适应范围比较大；采用蓄冷水池是利用其蓄冷能力，减少冷热源设备的开启时间，削减用电负荷峰值，达到部分节能或减小冷热源设备装机容量的目的。开式系统的主要缺点 水易受污染，产生水垢影响热交换；与空气接触过的水含氧量高，管道和设备易腐蚀，降低其使用寿命；换热的末端装置与制冷机房或锅炉房高差较大时，水泵需克服高度差造成的静水压力，使水泵扬程增大，多耗电；当回水不能自流回到制冷机房或锅炉房时需增加回水泵。,2.两管制、三管
10、制和四管制系统按连接空调设备的冷热水供回水管道由几根组成划分。(1)两管制系统又称为双水管系统。系统中的空调设备仅外接有一根供水管和一根回水管。两管制系统只能以同一水温供水给系统中的各空调设备，不能满足系统作用范围内在某些时候有的房间要供冷，有的要供暖的要求。,(2)三管制系统又称为三水管系统。其冷水和热水供水管路是分设的。在空调设备的进水管处设有由室内温控器控制的三通阀，根据室温控制需要使冷水或热水进入空调设备(不同时进入)。为了经济使用一根回水管路。特点 适应负荷变化的能力强，各空调设备可根据用户要求分别供冷或供暖，并能随意转换，使得每个空调设备都能独立供冷或供暖。由于各空调设备的冷热回水
11、都进入同一根回水总管，冷热混合能量损失大，同时造成冷热源设备的供回水温差加大，耗能多，效率低。,(3)四管制系统又称为四水管系统。其冷水和热水供回水管路全部分设。供水方式有两种。1）空调设备只有一个热交换器(俗称单盘管)时，在热交换器的进出水管处均设置由室内温控器控制的三通阀，根据室温控制需要使冷水或热水进出空调设备(不同时进出)。,四管制系统,2）空调设备有两个热交换器(俗称双盘管)，分别接冷水管路系统和热水管路系统，使冷、热两个水系统完全独立。优点 既可以同时满足各个房间不同的供冷和供暖要求，还可以满足同一房间供冷和供暖能随时转换的要求。解决了三管制系统存在的回水管混合热损失等问题。,四管
12、制系统,四管制系统的主要缺点 管道多；占用空间大；水管线路复杂；初投资较高。使用场合 通常只是在一些同一时间有的房间要供冷，有的房间却要供暖这种要求很高，且投资允许的高级宾馆或酒店有少量使用。,3.同程式和异程式系统按同一并联环 路中，各空调 设备的供回水 管路的管道总 长是否大致相 等划分。(1)同程式系统各并联环路的 管道总长度基 本相等的水系 统。,同程式系统a)垂直同程系统 b)水平同程系统,同程式系统特点 系统中有一根同程管，使得并联的各支路水阻力相等或大致相等。并联管路间不需要怎么调节很容易实现阻力平衡。系统的水力稳定性好，流量分配均匀。,同程管,同程式系统a)垂直同程系统 b)水
13、平同程系统,(2)异程式系统各并联环路管道总长度不相等的水系统。优点 管路简单、节省管材，管道占用空间 少、初投资费用较省。缺点 各并联环路间阻力很难自已平衡，导 致流量分配不均匀，调节难度较大。,异程式系统,公共管路,公共管路,4.定流量和变流量系统按系统运行时，循环水流量是否可随负荷的变化进行调节来划分。(1)定流量系统或称定水量系统，即系统中循环的水量为定值。当系统负荷发生变化时，通过改变供回水温度来适应。系统简单，操作方便。一般适用于只有一台冷热源设备和一台水泵的系统。,(2)变流量系统或称变水量系统。保持供回水温度为定值，通过改变系统中的循环水流量来适应系统负荷变化的水系统。适用于有
14、2台或2台以上冷热源设备和水泵分别并联的场合。系统中的空调设备通常采用电动二通阀来控制是否供水。,变流量系统,当系统负荷减小时，即表示有部分空调设备不需要供水，系统循环水量可减小。此时冷热源台数可部分停止运行，相应水泵的运行台数也可以减少，从而可减小运行能耗，降低运行费用。由于要采用供回水压差来控制水泵运行台数及旁通流量，使得这种系统自控系统较复杂。,变流量系统,5.一次泵和二次泵系统按有否两组(台)泵串联工作来划分。(1)一次泵系统又称为一级泵系 统、单级泵系统、单式泵系统。这种系统的冷、热 源侧和负荷侧共 用一组(台)水泵，水泵流量的调节 受冷热源设备最 小流量要求的限制。,一次泵系统,为
15、了适应系统负荷变化的调节需要，通常在集水器和分水器之间安装一根压差旁通管，通过压差传感器来自动控制旁通管上的旁通阀门开启度，使供回水干管间的压差在允许范围内，从而解决冷热源设备要求最小流量(如冷水机组蒸发器的定流量)运行与用户负荷变化要求变流量运行的矛盾。,(2)二次泵系统又称为二级泵系统、双级泵系统、复式泵系统。该系统在冷热源侧和负荷侧各设置了一组(台)水泵，整个系统可看成由两个环路组成 一个是由集水器、一次泵、冷热源、分水器、旁通管形成的一次环路，该环路负责冷热水的制备。,二次泵系统,一次泵,一次环路,另一个由分水器、二次泵、空调设备、集水器组成的二次环路，该环路负责冷热水的输配。二次泵系
16、统的特点 用两组(台)水泵来分别保持冷热源侧一次环路中的定流量和负荷侧二次环路中的变流量要求。使用不同的二次泵来适应各用户环路不同的流量和扬程要求。,一次泵,一次环路,二次泵,二次环路,二次泵系统,由于空调系统日常负荷在大多数时间里是小于设计负荷的，因此二次环路的流量qv2经常小于一次环路的流量qv1，则N2 N1，因此二次泵系统比一次泵系统节能。与一次泵系统相比，二次泵系统的主要优点 1)当各二次环路负荷特性或阻力相差较大时，由于二次泵系统是按不同区域、不同环路各自的阻力来选择二次泵，所以它比一次泵系统一律按最大阻力环路来选择水泵要节约水泵的初投资和运行费用。2)一次泵的扬程可减小很多，同时二次环路的流量可以随负荷变化，从而可节省整个系统的能耗。,3)二次泵对不同用户有较大的适应性。4)当一次泵为压入泵时，整个冷冻水系统的阻力由二次泵来克服，冷水机组蒸发器侧承受的压力降低。二次泵系统的主要缺点 系统设备数量要增加、电动机装机容量要增大、管路和机房也要增加，所以工程的初投资比较大。二次泵的供水形式 选用多台水泵并联供水；每个二次环路配一台流量、扬程相匹配的水泵供水；将部分二次环路并联且用多台水泵并联供水，部分二次环路采用一对一的方式，由专配水泵供水。,
