空调与冷热源系统终.ppt
《空调与冷热源系统终.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《空调与冷热源系统终.ppt(172页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、,第3章 空调与冷热源系统,3.空调与冷热源系统,3.1 空调系统组成3.2 空调系统的物理性质3.3 空气的调节原理3.4 空气的处理方法和设备3.5 冷热源系统3.6 空气调节系统3.7 空调系统的运行控制3.8 冷热源系统的监控,3.空调与冷热源系统,2.任务 根据使用对象的要求,使室内空气温度、相对湿度、气流速度和洁净度部分或全部达到规定的指标。,概述,1.定义 空气调节简称空调。(包括家庭空调、中央空调、暖气供暖系统都属于空调),3.组成 进风、过滤、热湿处理、输送和分配、冷热源部分。,3.空调与冷热源系统,2.任务 根据使用对象的要求,使室内空气温度、相对湿度、气流速度和洁净度部分
2、或全部达到规定的指标。,概述,1.定义 空气调节简称空调。(包括家庭空调、中央空调、暖气供暖系统都属于空调),3.组成 进风、过滤、热湿处理、输送和分配、冷热源部分。,3.空调与冷热源系统,2.任务 根据使用对象的要求,使室内空气温度、相对湿度、气流速度和洁净度部分或全部达到规定的指标。,概述,1.定义 空气调节简称空调。(包括家庭空调、中央空调、暖气供暖系统都属于空调),3.组成 进风、过滤、热湿处理、输送和分配、冷热源部分。,3.空调与冷热源系统,3.1空调系统组成,(1)进风部分,根据人对空气新鲜度的生理要求,空调系统必须有一部分空气从室外进来,称为新风。空气的进风口和风管等,组成了进风
3、部分。,(2)空气过滤部分,一般空调系统都装有预过滤和主过滤两级过滤装置。根据过滤的效率不同,可以分为初效过滤器、中效过滤器和高效过滤器。,3.空调与冷热源系统,3.1空调系统组成,将空气加热、冷却、加湿、减湿等不同处理过程组合在一起,统称为空调系统的热湿处理部分。热湿处理主要有两大类型:直接接触式和表面式。,(3)空气热湿处理部分,直接接触式:与空气进行热湿交换的介质直接和被处理空气接触,通常是将其喷淋到被处理的空气中。表面式:与空气进行热湿交换的介质不直接和被处理空气直接接触,热湿交换是通过处理设备表面进行的。表面式换热器属于这一类。,3.空调与冷热源系统,3.1空调系统组成,(4)空气的
4、输送和分配部分,将调节好的空气均匀的输入和分配到空调房间内,以保证其合适的温度场和速度场。它由风机和不同型式的管道组成。,3.空调与冷热源系统,3.1空调系统组成,(5)冷热源部分,为了保证空调系统具有加温和冷却能力,必须具备冷源和热源两部分。,3.空调与冷热源系统,例子,集中式空调系统,空气的状态参数,3.空调与冷热源系统,3.2 空气的物理性质,空气:由干空气和水蒸汽组成的混合气体,故又称为湿空气。,干空气水蒸气空气(湿空气),干空气:按重量由氮(N2)75.55%、氧(O2)23.1%、二氧化碳(CO2)0.05%和稀有气体1.3%等组成。另外,空气中还含有灰尘、微生物等杂质。,空调是以
5、湿空气为调节对象的,空气的状态参数,3.空调与冷热源系统,3.2 空气的物理性质,空气的物理性质不仅取决于它的组成成分,而且也与它所处的状态有关。湿空气的状态可以利用一些称为状态参数的物理量来表示。,常用的状态参数,压力,温度,湿度,3.空调与冷热源系统,3.2 空气的物理性质,空气的状态参数,(1)压力,大气压力P,地球表面的空气作用在单位面积上的压力,称为大气压力。大气压力的国际制单位是帕斯卡(Pa)。,由于水汽是和干空气同时存在的,所以两种气体各有自己的压力,称为分压力,并且二者之和是空气的总压力,P=Pg+Pc,Pg干空气的分压力,单位为kPa;Pc水汽的分压力,单位为kPa。,水汽分
6、压力的大小反映了空气中所含水汽的多少,是空气湿度的一个标志。,3.空调与冷热源系统,3.2 空气的物理性质,空气的状态参数,(1)压力,空气加湿或干燥处理过程,是水分加到空气中去或水汽从空气中冷凝出来的交换过程。这种交换过程与空气中的水汽分压力有着密切的关系。,(2)温度t或T,3.空调与冷热源系统,3.2 空气的物理性质,空气的状态参数,空气的温度是表示空气冷热程度的物理量,它反映了空气分子热运动的剧烈程度。,t,摄氏温度 单位0C,T,热力学温度 单位是K,T=273+t,空气温度的高低直接影响着人体的舒适感,甚至是人的健康状况。,空气调节过程中,温度是衡量空气环境对人体、生产、工作和生活
7、是否合适的一个重要参数。,(3)湿度,3.2 空气的物理性质,空气的状态参数,3.空调与冷热源系统,人体对冷热程度的感觉,不仅与空气温度的高低有关,而且还与空气的湿度有关。,1)绝对湿度x,在1立方米(m3)湿空气中所含的水汽量(kg),称为空气的绝对湿度。,Rc水汽的气体常数,等于,T空气的热力学温度,单位是K。,Pc水汽的分压力,单位为kPa。,3.2 空气的物理性质,空气的状态参数,3.空调与冷热源系统,2)含湿量d,在湿空气中,1kg干空气中所对应的水汽量(g),称为空气的含湿量d。,3)相对湿度,相对湿度表示空气湿度接近饱和绝对湿度的程度,以百分数表示。,在空调中,相对湿度是衡量空气
8、环境的潮湿程度对人体和生产是否合适的一项重要指标。,3.2 空气的物理性质,空气的状态参数,3.空调与冷热源系统,(4)露点温度t1,空气的相对湿度达到了100%、开始结露的温度,称为露点温度,记为t1。,空气在某一温度下,其相对湿度小于100%。若使其温度降到另一适当的温度,则其相对湿度达到了100%。这时,空气中的水汽便开始凝结成水结露。,在空调系统中,通常利用结露现象进行减湿。,空气的状态参数,3.空调与冷热源系统,3.2 空气的物理性质,图3-1 t、d、Pc关系图,空气的状态参数关系,空气的状态参数关系,3 空调与冷热源系统,3.2 空气的物理性质,图3-2 t、Pc关系图,(1)当
9、空气的水汽分压力Pc不变时,空气温度t越低,相对湿度越大;空气温度t越高,相对湿度越小。(2)当空气的相对湿度不变时,空气温度t越低,水汽分压力Pc越小;空气温度t越高,水汽分压力Pc大。(3)当空气的温度不变时,水汽分压力Pc越大,相对湿度越大;水汽分压力Pc越小;相对湿度越小。,空气的状态参数关系,3 空调与冷热源系统,3.2 空气的物理性质,3 空调与冷热源系统,3.3空气调节原理,空气调节的任务,就是按照使用的目的,对房间或建筑物内的空气状态参数进行调节,为人们的工作和生活创造一个温度和湿度适宜的舒适环境。,空气调节就是对空气的温度和相对湿度进行控制,空气调节的过程实际上是空气从一个状
10、态变化到另一个状态的过程,当被调节的空气状态(温度、相对湿度)偏离了设定值时,就需要进行空气调节。,3 空调与冷热源系统,3.3 空气调节原理,利用空气状态参数之间的关系,通过适当、合理的加热升温、冷却降温、加湿、去湿等步骤,使空气的状态发生变化,达到设定的状态。,对空气加热时,最容易实现的是等Pc加热升温过程,其含义是在加热的过程中,没有水汽交换。常用的表面热交换加热法,均符合等Pc加热升温过程,(1)空气加热,等Pc加热升温过程,3 空调与冷热源系统,图3-3 等Pc加热升温过程,(1)空气加热,随着空气加热升温,其相对湿度下降,空气会变得干燥。,3.3 空气调节原理,3 空调与冷热源系统
11、,(2)空气降温,对空气降温时,最容易实现的是等Pc冷却降温和结露降温过程。常用的表面冷交换降温,在表冷器温度高于露点温度时,符合等Pc冷却降温过程,而在表冷器温度低于露点温度时,则进入结露降温过程。,3.3 空气调节原理,等Pc冷却降温、和结露降温,3 空调与冷热源系统,图3-4 两种降温过程,随着空气冷却降温,其相对湿度上升,空气会变得潮湿。,(2)空气降温,3.3 空气调节原理,空气状态调节过程,3 空调与冷热源系统,图3-5 空气状态调节过程,3.3 空气调节原理,空气调节处理流程,3 空调与冷热源系统,图3-6 空气调节处理流程,3.3 空气调节原理,冬季新空气加热加湿处理,3 空调
12、与冷热源系统,图3-7 冬季新空气加热加湿处理,加湿是采用定温饱和加湿的方式,3.3 空气调节原理,夏季新空气减温去湿处理,3 空调与冷热源系统,图3-8 夏季新空气减温去湿处理,去湿是采用定露点的去湿方式,3.3 空气调节原理,去湿处理,3 空调与冷热源系统,图3-9 抽湿机的运行工况,南方地区和海边潮湿地区需要做去湿处理,3.3 空气调节原理,(1)空气加热方法,3 空调与冷热源系统,3.4 空气处理的方法和设备,空调系统中所用的加热器一般是以热水或蒸汽为热媒的表面式空气加热器和电热丝发热加热器。,表面式空气加热器,热媒,热水或蒸汽,分类,光管式,肋管式,(1)空气加热方法,3 空调与冷热
13、源系统,图3-10肋管式空气加热器原理,热媒在肋管内流动,空气在肋管外侧流过,并与热媒进行热交换。,3.4 空气处理的方法和设备,(1)空气加热方法,3 空调与冷热源系统,如果肋管内流过冷媒,则称为表面式空气冷却器。表面式空气冷却器与表面式空气加热器没有本质的区别,只是管内流过的媒体不同而已。二者统称为表面式换热器。,3.4 空气处理的方法和设备,(1)空气加热方法,3 空调与冷热源系统,电加热器,裸线式,管式,裸线式电加热器加热迅速、热惯性小、结构简单,但易断线和漏电,安全性差。,加热均匀、热量稳定、经久耐用、安全性好,可以直接安装在风道内,但其热惯性较大,结构复杂。,3.4 空气处理的方法
14、和设备,电加热器:利用电阻丝将电能转化为热能来加热空气的设备。,优点:加热均匀、加热量稳定、效率高、结构紧凑、易于控制。,(2)空气的降温方法,3 空调与冷热源系统,空气的降温可以通过表冷器来实现。与空气加热器结构类似,表冷器也是肋片管式换热器。表冷器与加热器的工作原理类似,表冷器的安装与以热水为媒体的空气加热器安装方式基本相同,但表冷器下部应设积水盘,用来收集空气被表冷器冷却后产生的冷凝水。表冷器内流动的冷媒有制冷剂和冷水(深井水、冷冻水、盐水等)二种。以制冷剂为冷媒的表冷器称为直接蒸发式表冷器(又称蒸发器),多用于局部的分体空调中。以冷水作为冷媒的表冷器称为水冷表冷器,多用于集中式空调系统
15、和半集中式空调系统的末端设备中。,3.4 空气处理的方法和设备,3 空调与冷热源系统,(2)空气的降温方法,表冷器温度的调节方法,水量调节,水温调节,在水温不变的情况下,改变进入表冷器的冷水流量,使表冷器的传热效果发生变化。,在水流量不变的情况下,通过改变表冷器进水的温度,使表冷器的传热效果发生变化。,3.4 空气处理的方法和设备,(3)空气的加湿方法,3 空调与冷热源系统,常用的喷蒸汽加湿方法有干蒸汽加湿和电加湿两种。干蒸汽加湿是将由锅炉房送来的具有一定压力的蒸汽由蒸汽加湿器均匀地喷入空气中。而电加湿则是用于加湿量较小的机组或系统中。,在空调系统中一般均采用向空气中喷蒸汽的办法进行加湿。,3
16、.4 空气处理的方法和设备,(4)空气减湿处理方法,3 空调与冷热源系统,空气减湿处理的主要方法,加热通风法减湿,冷却减湿,液体吸湿剂吸收减湿,固体吸湿剂吸附减湿,(1)加热通风法减湿如果室外空气的含湿量低于室内空气的含湿量,则可以将室外的空气加热,使其相对含湿量降低后再送入室内,同时从室内排除同样数量的湿空气,以达到减湿的目的。,3.4 空气处理的方法和设备,(4)空气减湿处理方法,3 空调与冷热源系统,(2)冷却减湿冷却减湿是空调系统中常用的方法,使表冷器的温度低于空气的露点温度运行,空气中的一部分水蒸气将凝结出来,此时表冷器处于湿工况,从而达到对空气进行降温减湿处理的目的,(3)液体吸湿
17、剂吸收减湿 液体吸湿剂吸收减湿是利用盐水喷淋到空气中实现的,这类盐水溶液又称为吸湿剂。在温度一定时,盐水溶液的浓度越高,其吸湿的能力也越强。当盐水溶液吸收了空气中的水分后,其浓度就会降低,吸湿的能力也会逐渐下降。因此,重复使用稀释了的盐水溶液,需要对其进行再生处理,除去其中部分水分,提高溶液的浓度。由于溶液再生系统比较复杂,故在空调系统中很少应用。,3.4 空气处理的方法和设备,(4)固体吸湿剂吸附减湿 利用固体吸湿剂减湿的方法,称为吸附减湿。有一些固体,如硅胶、活性炭、氯化钙、生石灰等,具有很强的吸水性,可以用作为吸湿剂。,(4)空气减湿处理方法,3 空调与冷热源系统,3.4 空气处理的方法
18、和设备,(5)空气净化处理设备,3 空调与冷热源系统,空气过滤器是空气净化的主要设备,按作用原理分为金属网格浸油过滤器、干式纤维过滤器和静电过滤器三类,3.4 空气处理的方法和设备,(6)喷水室,3 空调与冷热源系统,图3-11 喷水室结构图,喷水室是一种多功能的空气调节设备,可对空气进行加热、冷却、加湿、减湿等多种处理。,3.4 空气处理的方法和设备,空气调节的过程是一个热湿交换的过程,对空气的升温或降温都离不开冷热源。,3 空调与冷热源系统,3.5 冷热源系统,最常用的冷热源,冷冻水,热水或蒸汽,夏季冷源,冬季热源,冷冻水供水温度为70C,回水温度为120C,热水供水温度为650C,回水温
19、度为550C,冷源制冷方式,压缩式制冷方式,溴化锂吸收式制冷方式,3 空调与冷热源系统,压缩式制冷方式,制冷剂(冷媒)一般采用R420A或R421A,载冷剂一般为水,3.5 冷热源系统,压缩式制冷方式,3 空调与冷热源系统,7.3.4 冷热源系统,图3-12 压缩式制冷机原理图,空调系统冷源,3.5 冷热源系统,压缩式制冷系统主要由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀和管路等组成,构成一个封闭的循环系统。在系统工作时,来自蒸发器的低温低压制冷剂蒸汽,被压缩机吸入,压缩成高温高压制冷剂蒸汽后,进入冷凝器。在冷凝器中,高温高压的制冷剂蒸汽被冷却水冷却,放出热量,被冷却水吸收,而制冷剂蒸汽却冷凝成低温高压
20、液体,然后经膨胀阀节流降压后,变成低温低压液体,进入蒸发器。在蒸发器中,低温低压制冷剂液体吸收冷冻水的热量,蒸发成低温低压制冷剂蒸汽后,再进入压缩机,开始下一遍循环。冷冻水失去热量后,温度下降,送到空调系统作冷源用。,压缩式制冷方式,3 空调与冷热源系统,7.3.4 冷热源系统,3.5 冷热源系统,实际上,压缩式制冷系统是整个空调系统热量传递过程中的一个环节。在空调系统中,被调节的室内空气,由于种种原因其温度升高。为了降低室内空气温度,就需要排除热量,热量传递过程,3 空调与冷热源系统,7.3.4 冷热源系统,3.5 冷热源系统,热量传递过程,3 空调与冷热源系统,7.3.4 冷热源系统,图3
21、-13空调系统热量传递原理,冷冻水(供水温度70C)经冷冻水泵供给空调制冷的冷源,与空气进行热交换后将室内热量带走;在冷水机组内将热量传递给冷却水,冷却水回水经冷却水泵进入冷却塔,经冷却塔将热量散发到户外大气中,完成空调系统的热量传递。,3.5 冷热源系统,溴化锂吸收式制冷方式,3 空调与冷热源系统,溴化锂吸收式制冷机是以溴化锂溶液为吸收剂,以水为制冷剂(冷媒),利用水在高真空、低压力情况下蒸发吸热的原理而达到制冷目的的制冷设备。,溴化锂水溶液是一种无色、无味、无毒、透明的中性液体,其沸点远高于水的沸点,并具有很强的吸水性,故被用来作为吸收式制冷机的吸收剂。,吸收器发生器冷凝器蒸发器,组成,3
22、.5 冷热源系统,溴化锂吸收式制冷方式,3 空调与冷热源系统,图3-14 溴化锂吸收式制冷机的原理,3.5 冷热源系统,在蒸发器中,冷剂(冷媒)水被送到低压高真空的蒸发器内,喷淋到冷冻水管壁,吸收管内冷冻水的热量,发生低温沸腾蒸发,产生大量的冷剂(冷媒)水蒸汽,同时制备了低温冷冻水。为了能够使制冷过程不断地进行下去,蒸发后的冷剂(冷媒)水蒸汽被送到吸收器,由溴化锂溶液所吸收。溴化锂溶液由于吸收了冷剂(冷媒)水蒸汽而变稀,然后利用泵将变稀了的溴化锂水溶液送到发生器中,将其加热到1600C左右,使其中的水分蒸发分离出来,变成高压冷剂(冷媒)水蒸汽,同时,由于溴化锂的沸点远高于水的沸点,不会蒸发,溴
23、化锂溶液就变浓了。在发生器中所得到的高压冷剂(冷媒)水蒸汽,被送到冷凝器中,由冷却水冷却,变成高压冷剂(冷媒)水。,溴化锂吸收式制冷方式,3 空调与冷热源系统,3.5 冷热源系统,直燃吸收式溴化锂冷、热水机组,又称为“非电空调”机组,是直接燃烧天然气、煤气、柴油等各种燃料,以水/溴化锂作为介(媒)质的冷热源设备,由于直燃吸收式溴化锂冷、热水机组不以电能为能源,可以大幅度地削减电力投资。,直燃吸收式溴化锂冷热水机组,3 空调与冷热源系统,3.5 冷热源系统,直燃吸收式溴化锂冷热水机组,3 空调与冷热源系统,图3-15 直燃吸收式溴化锂冷热水机组实物图,3.5 冷热源系统,直燃吸收式溴化锂冷热水机
24、组原理,3 空调与冷热源系统,图3-16 直燃吸收式溴化锂冷热水机组原理图,3.5 冷热源系统,直燃吸收式溴化锂冷热水机组还可以利用太阳能阳光跟踪系统启动集热板跟踪太阳,将阳光聚焦到集热管上,将管内的热源水温度加热到1800C,输送到发生器中作为加热热源,使溴化锂冷、热水机组实现制冷/制热。冷热水机组可以使用两种能源,白天利用太阳能,夜间或阴雨天可以利用天然气和煤气等其他能源。,太阳能非电空调机组,3 空调与冷热源系统,3.5 冷热源系统,太阳能非电空调机组,3 空调与冷热源系统,图3-17太阳能非电空调机组原理图,3.5 冷热源系统,3 空调与冷热源系统,热源系统,凡是采暖的地区,均离不开热
25、源,形式,集中供热,其热源来自热电厂或集中供热锅炉房等;,分散供热,其热源来自设在一个单位或一座建筑物的锅炉房,(1)锅炉,智能建筑应配备现代化的锅炉房,作为空调、采暖、生活热水供应,以及厨房、卫生等供热的热力站。,3.5 冷热源系统,(2)燃气发动机驱动热泵系统,3 空调与冷热源系统,图3-19 燃气发动机驱动热泵系统,燃气热泵的工作原理是:将燃气(包括天然气、液化石油气、煤气或沼气等)送入内燃机,由内燃机将燃气燃烧后,释放的热能转化为动力,启动热泵系统的压缩机,从而实现热泵系统的逆向热力学循环,达到制热/供冷的目的。,3.5 冷热源系统,燃气发动机直接启动热泵的压缩机,热泵冷凝器的冷凝热作
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 空调 热源 系统
链接地址:https://www.31ppt.com/p-6328016.html