空调的主要几种形式及特点

【专家解说】：">暖通专业理论基础
 工程热力学  流体力学  传热学
夏季:将室内的热搬出室外
室内得热(热源)主要构成: 1.围护结构 2.灯光、用电设备及内部热源等 3.人体 4.物料(如食品) 5.渗透进入的空气 6.大面积的散湿(如游泳池水面)
室 外
热量
冬季:向室内补充热，主要弥补室内向室外散发的热
空调机(制冷)原理
空调(供热)原理
热源供热: 1. 煤，天然气、油燃烧 2. 电设备供热 3. 热泵供热(电)
热泵工作原理
中央空调系统的主要特点
1. 除分体空调外，其余空调形式都可称中
央空调系统
2. 空调主机(常设在机房内或室外，设备
用电功率大且集中)
3. 空调末端(常设在空调房间内或靠近空
调房间的机房中，用电负荷小且分散)
主要中央空调设备种类
主机类
冷源:
水冷冷水机组
直燃(溴化锂)机
热源:主要为锅炉
蒸汽锅炉、热水锅炉 燃煤、燃气、燃油
风冷热泵型冷(热)水机组
主要中央空调设备种类
 为主机类配套通用设备
1. 冷却塔(圆形、矩形) 2. 水泵 3. 电动阀门 4. 板式换热器(水-水换热，非用电设备)
冷却塔
主要中央空调设备种类
末端类
组合式空调器
柜式空调器 (新风机组) 立式、卧式、吊装 VAV BOX (变风量末 端装置) 风机盘管
主要中央空调设备种类
近年来，新出现的设备 1.水环热泵机组(分体式、 整体式) 2.制冷剂变流量多联机 水环热泵机组(整体式)
多联机
空调系统的概念
 大系统概念
 以完成一个完整的热交换过程，将多个空调设备构成的一个独立
系统(如空调主机、水泵、冷却塔、空调末端等)
 小系统概念
 以一个换热器加一台或几台风机组成的一台设备再加风管、风口
串联而成一个末端空调系统，通常有系统编号(如K-n，KX-n)
中央空调系统的几种主要形式
1. 水冷冷水机组+空调末端
1.
电制冷冷水机组形式(包括冰蓄冷系统、地源热泵机组形式)
2.
直燃机机组形式
2. 风冷热泵冷(热)水机组+空调末端 3. 水环热泵系统 4. 多联机系统
空调形式分类
 从冷热源布置方式看，
有集中和分散布置两种

集中布置都要求有独立的主机放置部位，主要有两 种形式，
1. 2.
水冷冷水机组+空调末端 风冷热泵形式(包括多联机)+空调末端

分散布置主要有:
1. 2.
水环热泵系统
分体空调
空调形式分类
 从冷却方式看，
有水冷和风冷两种

水冷方式包含:
1.
2. 3.
电制冷冷水机组 直燃式燃气机组 水环热泵机组

1. 2. 3.
风冷方式
风冷热泵机组 多联机组
分体空调
空调形式分类
从冷热源输送形式看，
•以水作介质将冷热源输送至空调末端，
•直接将制冷剂输送至空调末端(多联机、分体 空调)
空调形式分类
从能源驱动方式看，
•制冷
•电 •直燃溴化锂机组 •蒸汽(热水)溴化锂机组
•供热
•电(电热、热泵) •燃气锅炉
1. 水冷冷水机组系统(电制冷)
 这种形式是大型、超大型建筑常用形式
 以水作冷热源传输介质，具有冷(热)输送距
离远的特点
 如冬季要求有空调供暖，还需设锅炉房提供热
源
电制冷水冷冷水机组系统原理
水冷冷水机组系统
 系统构成的主要设备:
机房部分(空调主机等主要设备)
冷源:冷水机组;冷却水泵，冷冻水泵，冷却塔。 冷水机组提供冷冻水(7/12℃)。 热源:锅炉，热水泵。锅炉提供热水(60/50℃)。
空调区域(空调末端主要设备)
全空气空调处理机组(包括新风机组)， 风机盘管
水冷冷水机组系统
主机

低压启动
380V/3/50(150~850KW/台)

高压直接启动
3300V/6600V/10000V3/50 (1000KW/台 以上)

暖通设备选型样本中可查得
启动电流及运转电流值
控制柜
1.机组运行参数的显示、 参数重设定 2.机组故障自我保护功 能
启动柜
供电电缆接于此柜中， 大型机组时，独立设于主机 外
水冷冷水机组系统
水泵:
1. 冷却水泵，用电量由水专业提供。控制要求由暖通专 业确定
2. 空调水循环泵:因冬夏季水量差异，一般分冷水泵和
热水泵。因不同时使用的原因，电量总和统计时仅计 冷水泵。冰蓄冷系统中还增加有乙二醇循环泵
3. 大型系统，有分一次泵、二次泵。一次泵负担机房内
管路水循环;二次泵负担机房至空调末端的水循环。 4. 上述泵一般均布置在机房内
水冷冷水机组系统
冷却塔
冷却塔是空调系统中最终实现将室内热量搬出室
外的关键设备，一般放在室外通风良好的地方 工作原理:利用水的蒸发将热带入到大气中。冷 却塔用电设备:风机 风机作用就是强制加速水的蒸发
水冷冷水机组系统
系统特点
1. 机房内主机、水泵(包括室外冷却塔)用电量占整 个空调系统用电负荷的50~70%，而其余的空调 用电却分布在所有空调区域的空调末端设备上 2. 机房内设备起停控制、运行监测，一般都设专人值 守
3. 机房内水管布置众多，管径大，如供电由电缆托盘
引进，需注意工种间配合
水冷冷水机组系统
 机房设备开启顺序:

冷却塔风机----冷却水泵----冷冻水泵----主机 多数情况下，上述设备与主机台数一一对应，但在近来， 出于节能需要，某些系统形式略有变化(如主机侧变流量
控制)，不再要求主机与冷冻水泵的一一对应，但冷却泵、
冷却塔仍要求一一对应。暖通专业在采用这种系统形式时， 会在提电资料时特别说明
 关机顺序:

主机----冷冻水泵----冷却水泵----冷却塔风机
 如暖通设计者在各设备水路前加装有电动阀，则开机前需先开启
相应阀门，关机后需关闭该阀门
水冷水冷机组系统
 机房设备开启顺序:

冷却塔风机----冷却水泵----冷冻水泵----主机
一般通用设备与主机台数一一对应，但在近来，出于节能需要，某 些系统形式略有变化(如主机侧变流量控制)，不再要求主机与冷 冻水泵的一一对应，但冷却泵、冷却塔仍要求一一对应。暖通专业 在采用这种系统形式时，会在提电资料时特别说明
 关机顺序:

主机----冷冻水泵----冷却水泵----冷却塔风机
 如暖通设计在各设备水路前加装有电动阀，则开机前
需先开启相应设备前阀门，关机后需关闭该阀门
2. 风冷热泵系统
 这类系统中小型各公共建筑、或小型住宅建筑(如别墅、
大户型单元住宅)常用空调形式
 特点:
1.
因冷却要求，机组必须放置
通风良好的地方，通常都直
接放在室外，如屋顶等
2. 因采用热泵形式，不需另设热源 3. 主要在长江中下游地区(冬季气温多在0℃以上) 4. 因单台制冷量限制，一般不适宜用在大型、超大型建筑
风冷热泵系统原理图
风冷热泵系统
 系统构成的主要设备:
主机端部分(空调主机等主要设备) 冷热源:冷水机组;空调循环水泵。 夏季提供冷冻水(7/12℃) 冬季提供热水(45/40℃)
空调区域(空调末端主要设备)
全空气空调处理机组(包括新风机组)， 风机盘管
控制要求:
 设备开启顺序:

风冷热泵系统
空调循环水泵----主机 水泵与主机台数一一对应，
 关机顺序:

主机----空调循环水泵
 机组均自带控制柜，供电直接进控制柜。外部仅设检修断电
开关即可。(电功率:5~150KW/台)
 小型机组还自带循环水泵
 机组开启后，仅定时有人观察机组运行，无需专人值守
冰蓄冷系统
 系统特点:
主要利用夜间23:00~凌晨7:00用电低谷时间电价便宜，主机制冷
蓄冰，储存冷量，以待白天使用。目的是减少主机装机容量，减少
白天高峰高价用电，达到节约电费目的 常规冰蓄冷系统的主机装机容量较正常装机容量减少1/3。特殊场合
可减少一半以上(如体育馆)
适用场合:写字楼、商场、体育场馆等夜间11:00后不需供冷的建 筑;峰谷电价比至少要大于4以上的地方 缺点:蓄冰需较大空间;初投资高;
冰蓄冷系统原理图
冰蓄冷系统
 系统构成的主要设备:
机房部分(空调主机等主要设备)
冷源:冷水机组;乙二醇循环泵;板式换热器;蓄冰槽;冷冻
水循环泵，冷却水泵，冷却塔。 乙二醇水温:蓄冰-6~-1.5 ℃;放冷:3~5 ℃
冷冻水温(7/12 ℃ )。
热源:锅炉，热水泵。锅炉提供热水(60/50℃)。 空调区域(空调末端主要设备) 全空气空调处理机组(包括新风机组)， 风机盘管
冰蓄冷系统
在供电要求上
1. 本质上与水冷冷水机组系统形式相同 2. 多了乙二醇循环泵
3. 系统对自控要求高，
1. 2. 3.
需精确计算蓄冷量、放冷量，
为适应蓄冷、放冷转换要求，管路上装设有多个电动阀门
系统一天(24小时内)共有五种运行模式，需要根据多个 监测参数，进行运行模式转换
地源热泵系统
 地源热泵系统近年来作为可再生能源利用名义，在某
些有条件实施的工程中采用。
 地源热泵系统基本构成同电制冷水冷冷水机组形式。
冷却塔功能由地下水、地表水或土壤源换热器代替。
因采用了热泵技术，地源热泵机组可为空调末端设备
提供冷热水。
 供电方式基本同水冷冷水机组模式
地源热泵系统原理图
系统基本构成同上，取消冷却塔。冷却塔由 地下水、地表水或土壤源换热器替换。热源 无锅炉，由地源热泵机组提供冷热水。
地源热泵系统
 系统构成的主要设备:
主机端部分(空调主机等主要设备)
冷热源:冷水机组;空调循环水泵，冷却水循环泵(潜水泵)。
夏季提供冷冻水(7/12℃) 冬季提供热水(45/40℃)
空调区域(空调末端主要设备)
全空气空调处理机组(包括新风机组)，
风机盘管
溴化锂吸收式制冷机组
 直燃式燃气型溴化锂机组
 蒸汽(热水)型溴化锂机组
 特点是冷水机组用能由电改成了天然气或其它热源
(如蒸汽、热水等)。减少了空调主要用电设备用电。 溴化锂机组也有少量用电设备，如溶液泵、真空泵
 系统其它部位设置完全相同
 以上几种类型均属于冷热源集中布置形式。整个空调
系统的用电主要集中在主机房，或室外。
 在空调区域的空调设备样式、布置方式完全相同，在
暖通专业中，这部分称作空调末端形式
 冷热源部位均以水作介质输送至各空调末端使用
空调系统末端形式
1.
1.
全空气系统
柜式空调器(风柜)，形式分立式、卧式; 小型的也可吊装(0.5~100KW/台)
2.
特点:空调冷(热)空气均通过风管经风口 送出。
3.
除新风机组外，还有大量回风回到机组， 与新风混合后重新处理送出
4.
除吊装外，均要求设机房放置
5.
优点:单台机组承担空调面积可大可小
最大可达几千平米
空调系统末端形式
2. 风机盘管+新风系统
1.
直接安装在空调区域，
开关可由用户自己完成。
2. 3. 4.
自带控制设备，就地可控制设备的开启、温度调节 一般单台机组负担空调区域不大于40m2 风机盘管单台电功率不大于200W，单相供电
5.
设备水管接管前装有一电动两通阀，阀开闭由风机盘管自
带温控器控制
6.
本身仅负责室内空气循环处理，需要另设新风供应系统
空调系统末端形式
3. 变风量系统(VAV-BOX)
1. 2.
VAV系统属近年来写字楼空调设计中空调末端应用形式 其实质是属于全空气系统中的一种应用
3.
4.
安装部位在空调送风主管与送风口之间
自带温控装置。根据所负担空调区域设定温度， 自动调节送风量，以达到控制室内温度目的
5.
6.
一台柜式空调器送风管上可带多个VAV BOX
每个BOX温控器均与柜式空调器控制器联动，以调节总送风量。柜式 空调器由变频控制调节风量
7.
复杂的BOX可自带小风机、加热盘管
水环热泵系统
 水环热泵系统近年来在房地产商开发的商业、写字楼、甚至宾馆客房
项目中经常采用。
 地源热泵系统基本原理同家用空调形式。差异是用冷却水冷却代替风
冷冷却
 冷却水可以是冷却塔、地下水、地表水或土壤源换热器代替。因采用
了热泵技术，冬夏季皆可使用。
 循环水温15~35℃。如夏季采用冷却塔冷却，冬季需另设热水锅炉补
充热量以维持循环水水温
 供电方式冷却塔端同水冷冷水机组模式，末端同家用空调，主要用电
设备在空调房间。根据设备容量大小，供电有220/380V两种方式
水环热泵原理图
多联机系统
 多联机系统近年来在中小型商业、写字楼、宾馆客房项目中经
常采用。
 多联机系统基本原理同家用空调形式。通俗讲就是一拖多  多联机属风冷形式。因采用了热泵技术，冬夏季皆可使用。  主要特点是制冷剂管道直接送入空调房间末端。管道管径小，
布置较水管灵活。但管道布置长度、主机(室外机)与末端 (室内机)间高差有限制。一台主机所带末端数量有限制
 供电方式同风冷冷水机组模式，主要用电设备在主机端，末端
同风机盘管空调形式
 多联机末端形式种类多，与水系统末端产品样式有许多近似
多联机原理图
分体空调
 分体空调机有家用和商用之分  家用和商用机区别在室外机与室内机间连接管道长度
和两者间安装高差以及单机制冷(热)量的大小
 商用机供电方式多为380V，小容量主机也有220V供电  商用机室内机样式与多联机室内机样式一样，种类多  一般均是一台室外机带一台室内机，个别商用机可带
2台室内机
分体空调原理