一、蒸氣壓縮式制冷循環(huán)
利用工質(zhì)相變產(chǎn)生的潛熱,通過(guò)壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)4個(gè)過(guò)程的封閉循環(huán)實(shí)現(xiàn)制冷,是現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的一種制冷循環(huán)。
壓縮機(jī):將蒸發(fā)器中的制冷劑蒸汽吸收,并將其壓縮至冷凝壓力,然后排至冷凝器;
冷凝器:將來(lái)自壓縮機(jī)的高壓制冷劑蒸汽冷凝成液體,在冷凝過(guò)程中,將制冷劑蒸氣放出的熱量被冷卻水或空氣帶走;
節(jié)流閥:制冷劑液體通過(guò)節(jié)流閥時(shí),壓力由冷凝壓力降低至蒸發(fā)壓力,部分液體閃發(fā)為蒸氣;
蒸發(fā)器:節(jié)流后的制冷劑液體在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)成氣體,同時(shí)吸收被冷卻物體的熱量,被冷卻物體可以是液體載冷劑或空氣。
1、螺桿壓縮式制冷機(jī)
優(yōu)點(diǎn):體積小、重量輕;經(jīng)構(gòu)簡(jiǎn)單,易損件少,可靠性高;機(jī)器力矩變化小、振動(dòng)少、運(yùn)行平穩(wěn);能承受一定的液擊;能量可以無(wú)級(jí)調(diào)節(jié);壓縮效率高,轉(zhuǎn)子噴油后排氣溫度低,氣密性好;
缺點(diǎn):轉(zhuǎn)子部件表面呈曲面形狀,加工精度要求高;需龐大的油分離器來(lái)分離噴入機(jī)內(nèi)的油,輔助設(shè)備復(fù)雜。
2、離心壓縮式制冷機(jī)
優(yōu)點(diǎn):性能系數(shù)高、制冷量大;單位功率的機(jī)組重量輕、體積??;易于實(shí)現(xiàn)多級(jí)壓縮和節(jié)流;自動(dòng)化程度高;可通過(guò)進(jìn)口導(dǎo)葉或變頻,自動(dòng)對(duì)制冷量進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)范圍寬;制冷機(jī)中混入制冷劑的潤(rùn)滑油量少,對(duì)換熱器傳熱效果影響小。
缺點(diǎn):轉(zhuǎn)速高,,必須適用于大流量場(chǎng)合,不適用于制冷量小的場(chǎng)合;離心壓縮式制冷機(jī)固有的低負(fù)荷時(shí)的喘振現(xiàn)象得不到有效解決。
3、活塞壓縮式制冷機(jī)
優(yōu)點(diǎn):出現(xiàn)最早的一種機(jī)型;熱效率高、高速;多缸、能量可調(diào);適用多種制冷劑、制造容易,價(jià)格較低、易于操作管理
缺點(diǎn):結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,易損件多,檢修周期短;往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣性大,輸氣不連續(xù),排氣壓力有脈動(dòng),設(shè)備振動(dòng)較大。適用冷量小
4、渦旋壓縮式制冷機(jī)
與往復(fù)式活塞式相比,具有效率高、噪音低、零部件少、重量輕、體積小、節(jié)約能耗、振動(dòng)小的特點(diǎn)。
5、冰蓄冷
優(yōu)點(diǎn):該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)移峰填谷,結(jié)合不同時(shí)段的電價(jià)差,能節(jié)約不少運(yùn)行費(fèi)用;尤其對(duì)空調(diào)負(fù)荷出現(xiàn)在白天,且晚上不需要供冷,且電價(jià)差大的工程,其優(yōu)勢(shì)更明顯。
缺點(diǎn):加大初投資;占用機(jī)房面積大;控制復(fù)雜。
常用的蓄冰方法:冷媒盤管蓄冰、完全凍結(jié)式蓄冰、容器式蓄冰
6、水蓄冷
優(yōu)點(diǎn):可使用常規(guī)冷水機(jī)組、也可用吸收式制冷機(jī)在經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下運(yùn)行;適用于常規(guī)系統(tǒng)的改造的擴(kuò)容;技術(shù)要求低、維護(hù)方便,可利用消防水池、原有蓄水設(shè)施來(lái)進(jìn)行蓄水
缺點(diǎn):蓄冷量小于600*104Kcal/H或蓄冷容積小于760m3時(shí),水蓄冷經(jīng)濟(jì)性得不到體現(xiàn);占用空間大,控制復(fù)雜
常用水蓄冷方法:自然分層蓄冷、多罐式蓄冷、迷宮式蓄冷、隔膜式蓄冷
7、熱泵:
熱泵是近年來(lái)發(fā)展和應(yīng)用速度較快的一種設(shè)備。熱泵是夏季供冷、冬季供熱的設(shè)備。由于具有節(jié)能和環(huán)保方面的優(yōu)勢(shì),很快成為中央空調(diào)的重要冷、熱源設(shè)備。
熱泵的種類很多,諸如:空氣源熱泵、水源熱泵、地源熱泵、水環(huán)熱泵、燃?xì)鉄岜玫?/p>
7.1、空氣源熱泵(風(fēng)冷熱泵)
空氣源熱泵(也稱風(fēng)冷熱泵)通俗地說(shuō)是一種無(wú)需水源,只與空氣換熱的電驅(qū)動(dòng)供冷暖設(shè)備。它的作用是在低溫分抽取熱量,向溫度高的部分放出熱量的一種機(jī)械設(shè)備,它是一種熱量(或冷量)交換設(shè)備,所耗費(fèi)的電量并非用來(lái)發(fā)熱,而是用來(lái)克服機(jī)械阻力,因此它的能效比(COP系數(shù))較高,COP可達(dá)1:4.5以上.是一種高效節(jié)能產(chǎn)品.
夏季時(shí)以大氣為放熱側(cè),冬季時(shí)以大氣為吸熱側(cè)。
在中國(guó)的主要適用城市:上海、南京、武漢、重慶、長(zhǎng)沙、合肥、南昌等地,隨著機(jī)組本身性能的提高,己應(yīng)用于北京、天津等北方地區(qū)。北方地區(qū)以最佳能量平衡點(diǎn)來(lái)選擇熱泵機(jī)組,主要用于賓館、辦公樓等,而商場(chǎng)、劇院等則不適用。
7.2、水源熱泵
水源熱泵是以水為熱源的可進(jìn)行制冷/采暖循環(huán)的一種熱泵型整體式水-空氣空調(diào)裝置,它在制熱時(shí)以水為熱源,而在制冷時(shí)以水為排熱源。
水源熱泵可分為三大類:地下水的熱泵系統(tǒng)、地表水的熱泵系統(tǒng)、閉式環(huán)路地表水熱泵系統(tǒng);
優(yōu)點(diǎn):水的質(zhì)量熱容大,傳熱性能好,傳遞一定熱量所需的水量較少,換熱器尺寸較??;不存在蒸發(fā)器表面上結(jié)霜的問(wèn)題;
缺點(diǎn):受區(qū)域限制,需在易于獲得溫度較為穩(wěn)定、水量大的地區(qū);水系統(tǒng)復(fù)雜;還需要消耗水泵的功率;如果水硬度較大,造成換熱器表面結(jié)垢,使設(shè)備的傳熱性能下降;如含有氯離子,還會(huì)造成設(shè)備的腐蝕;在采用水源熱泵前,需全面對(duì)地質(zhì)、水文、水質(zhì)等進(jìn)行全面評(píng)估后進(jìn)行。
7.3、地源熱泵
地源熱泵又稱大地耦合熱泵、土壤源熱泵、地下?lián)Q熱器、地溫?zé)岜玫龋且环N新的空調(diào)冷熱源方式,地源熱泵從淺層土壤中通過(guò)豎向垂直埋管、水平埋管或蛇形埋管取熱熱向其排熱。
優(yōu)點(diǎn):不用打井開(kāi)采地下水,而是從土壤中直接換熱;不受地質(zhì)條件、井水量多少、地面沉降和地下水污染等影響
缺點(diǎn):換熱土壤要求面積大;施工難度大;隱蔽工程維護(hù)困難,維護(hù)費(fèi)用高;如冬夏季冷暖不平衡,易形成“熱島”問(wèn)題
7.4、水環(huán)熱泵
水環(huán)熱泵系統(tǒng)用一個(gè)循環(huán)水路作為加熱源和排熱源。當(dāng)環(huán)路中水的溫度超過(guò)一定值時(shí),環(huán)路中的水將通過(guò)冷卻塔將熱量放給大氣。
當(dāng)環(huán)路中水的溫度低于一定值時(shí),通常使用加熱裝置對(duì)循環(huán)水進(jìn)行加熱。在裝有多臺(tái)水環(huán)熱泵的空調(diào)機(jī)的建筑中,有的以制冷工況運(yùn)行,有的以制熱工況運(yùn)行,而控制系統(tǒng)的作用是保持環(huán)路中的循環(huán)水溫在一定范圍以內(nèi)。
7.5、燃?xì)鉄岜?/p>
以上各類熱泵均是電動(dòng)式熱泵,而燃?xì)鉄岜玫尿?qū)動(dòng)能源為燃?xì)?。工作原理為燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮
機(jī)工作,與以上各類熱泵相比,運(yùn)行更經(jīng)濟(jì)、冬季采暖效果好的特點(diǎn)。
二、吸收式制冷循環(huán)
由吸收劑和工質(zhì)組成制冷溶液,利用熱能驅(qū)動(dòng),通過(guò)發(fā)生、冷凝、蒸發(fā)、吸收四個(gè)過(guò)程的封閉循環(huán),目前最普遍的是水-溴化鋰吸收式制冷機(jī),大量應(yīng)用于空調(diào)工程中。
蒸發(fā)器:制冷劑-水在其中蒸發(fā),吸收載冷劑的熱量。
吸收器:在吸收器中,濃吸收液吸收蒸發(fā)器中產(chǎn)生的蒸汽,使蒸發(fā)器持續(xù)的蒸發(fā)。
發(fā)生器:加熱吸收蒸汽后的稀吸收液,使吸收液濃度增加。
冷凝器:發(fā)生器中蒸發(fā)出的蒸汽在冷凝器中被冷凝成液態(tài),這部分蒸汽補(bǔ)充到蒸發(fā)器中。
1、直燃型溴化鋰吸收式冷溫水機(jī)組
優(yōu)點(diǎn):能源為燃料,可以利用燃油、天燃?xì)?、城市煤氣等多種燃料;冷暖兩用,可實(shí)現(xiàn)夏季制冷與冬季采暖;在一次能源基出上,排出有害氣體較離心機(jī)、螺桿機(jī)等制冷設(shè)備更少,環(huán)保;節(jié)約電耗、環(huán)保;運(yùn)行安靜、使用安全;制冷調(diào)節(jié)范圍廣,對(duì)外界環(huán)境變化的適應(yīng)性強(qiáng)
缺點(diǎn):氣密性要求高;相對(duì)電動(dòng)制冷機(jī)來(lái)講體積大、占地面積大;
2、蒸汽型(熱水型)溴化鋰吸收式冷水機(jī)組
優(yōu)點(diǎn):利用余熱蒸、廢熱來(lái)制冷,實(shí)現(xiàn)能源的綜合利用;實(shí)現(xiàn)能源的冬夏季平衡,實(shí)現(xiàn)夏季富裕蒸汽的使用,提高能源利用率;節(jié)約電耗、環(huán)保;運(yùn)行安靜、使用安全;制冷調(diào)節(jié)范圍廣,對(duì)外界環(huán)境變化的適應(yīng)性強(qiáng)
缺點(diǎn):氣密性要求高;相對(duì)電動(dòng)制冷機(jī)來(lái)講體積大、占地面積大;
3、煙氣型溴冷機(jī)、氨水吸收式制冷機(jī)和吸收式熱泵
三、商用空調(diào)系統(tǒng)
商用空調(diào)是新興的一種空調(diào)方式,一般多用于商業(yè)建筑、辦公樓宇和公寓建筑。一般不設(shè)制冷機(jī)房,而是將制冷主機(jī)與冷凝器等安裝于一箱體內(nèi)并設(shè)置于室外(即室外機(jī)),而將蒸發(fā)器直接設(shè)置在室內(nèi)(即室內(nèi)機(jī))。
商用空調(diào)分類方法很多,可按使用功能,也可按控制方式
主要生產(chǎn)廠商:大金(VRV)、麥克維爾(MCC)、日立海信(RAS-FS)、美的(MDV)、格力(GMV)、小天鵝(SMV-M)、海爾(C-MRV)、LG(變頻Multi)等
VRV系統(tǒng):VRV空調(diào)系統(tǒng)全稱是Varied Refrigerant Volume,簡(jiǎn)稱VRV,通過(guò)變制冷劑流量來(lái)調(diào)節(jié)輸冷量,是一種冷劑式空調(diào)系統(tǒng),它以制冷劑為輸送介質(zhì),室外主機(jī)由室外側(cè)換熱器、壓縮機(jī)和其他制冷附件組成,末端裝置是由直接蒸發(fā)式換熱器和風(fēng)機(jī)組成的室內(nèi)機(jī)。一臺(tái)室外機(jī)通過(guò)管路能夠向若干個(gè)室內(nèi)機(jī)輸送制冷劑液體。通過(guò)控制壓縮機(jī)的制冷劑循環(huán)量和進(jìn)入室內(nèi)各換熱器的制冷劑流量,可以適時(shí)地滿足室內(nèi)冷、熱負(fù)荷要求VRV系統(tǒng)具有節(jié)能、舒適、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)等諸多優(yōu)點(diǎn),而且各房間可獨(dú)立調(diào)節(jié),能滿足不同房間不同空調(diào)負(fù)荷的需求。但該系統(tǒng)控制復(fù)雜,對(duì)管材材質(zhì)、制造工藝、現(xiàn)場(chǎng)焊接等方面要求非常高,且其初投資比較高。
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