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[空调] 快速了解各种空调形式

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发表于 2016-4-17 23:49:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
关于空调系统的形式,说法很多,很多时候只是命名时的角度不同。一个空调系统,可以按照冷热源称为地源热泵空调,也可以按照末端称为风机盘管空调,当夏季运行在蓄冷模式或冬季运行在蓄热模式时,又可以是冰蓄冷空调或水蓄热空调。实际上,如果能够从本质上了解空调的基本原理和组成,便不难明白各式各样的空调命名了。此处,我逸网(cmd2d.com)持续汇集各种空调形式的命名和实质,方便快速查询和了解。

空调制冷原理

空调制冷机主要为蒸发器、压缩机、冷凝器、节流装置四大件。空调制冷时,制冷剂在四大件间闭式循环,低温低压的“液”在蒸发器中与室内空气换热,吸热(制冷)蒸发为“气”,经压缩机耗电做功提升为高温高压,在冷凝器中与室外空气换热,排热冷凝为“液”,经节流膨胀后降为低温低压的“液”,再送往蒸发器,如此反复循环制冷。制热时反过来,蒸发器自室外取热,再由冷凝器向室内排热(供暖)。同时具备制冷和制热两种空调模式的机组,称为“热泵”。

空调系统组成

无论何种形式的空调,都是由冷热源和空调末端两部分组成,前者生产并提供“冷”和“热”,例如制冷机、热泵或锅炉,后者负责将“冷”或“热”送入空调房间,例如家用空调的室内机、风机盘管等。有些时候冷热源和末端被集中在一起,例如整体式的家用窗式空调器,更多时候二者被明确分开,例如中央空调系统,设置集中能源中心并将冷热水送往各区域、楼层的空调末端。
多数空调系统都是按照冷热源或者空调末端的形式命名的,前者如风冷热泵空调、地源热泵空调,后者如风机盘管空调、毛细管空调。

分体式空调、整体式空调、移动式空调

一般家用空调分为三种形式:整体式空调、分体式空调、移动式空调。早期的窗式空调器是典型的整体式空调,所有空调部件集中在一个机器内,缺点是噪音大,于是将噪音大的压缩机、需要对外换热的冷凝器放到室外,室内机仅保留对内换热必须的蒸发器和风机,这就是分体式空调。移动式空调又回到了整体式空调,技术的发展使得噪音只是比先前好了一些,但也省了室外机的安装,并且可以移动,可以用于局部降温,特点就是灵活。

水空调、氟空调、家用空调

上述家用空调制冷时,蒸发器直接放在室内换热,蒸发器中走的是制冷剂(俗称“氟”),称为“氟空调”。也可以让蒸发器先与“水”换热,再将“水”送到空调房间中,通过末端空调器与室内换热,这就是“水空调”。家用空调一般是“氟空调”,使用“水空调”时往往就是家用中央空调,由空调主机集中将循环水冷却或加热,再送往各个末端空调器。

变频多联机空调系统

可以粗略地这样理解,一般家用空调是“一拖一”,一台室外机对应一台室内机,后来是“一拖二”乃至更多,尤其商业用户会拖得很多,这就是多联机系统(VRV)。此时已经是中央空调或者家用中央空调的概念了,“多联”的不仅仅是室内机,室外机也往往模块化组合,同时还要有一套完善的、适应负荷变化的多机联控系统。从字面上,“VRV”的含义是变制冷剂流量,这同时表明了两点:一方面是“控制”,制冷剂流量通过控制变化,另一方面,这是“氟空调”,不是“水空调”。

风冷热泵空调系统

风冷热泵空调按冷热源形式命名,以风冷热泵机组为冷热源的空调系统。如上所述,即为“热泵”,就是机组同时具备制冷和制热两种空调模式。所谓“风冷”,是指夏季制冷时,机组排热由室外空气以“风”的形式带走而冷却。由于风冷热泵在冬季制热模式下是从室外空气取热,因此也称为空气源热泵。
专门用于制备生活热水的风冷热泵被称为空气能热泵。有人说它不是“风冷热泵”,诚然,此时仅用于制热而不再需要“风冷”,但基本原理还是一样。多数时候我们在“水空调”中称呼风冷热泵,实际上那些“氟空调”包括家用空调、VRV多联机系统等,使用的都是风冷热泵。

地源热泵空调系统

地源热泵空调按冷热源形式命名,以地源热泵机组(GSHP)为冷热源的空调系统。地源热泵原理与风冷热泵相似,都是热泵,同时具备制冷和制热空调模式,不同的是室外换热对象不同,地源热泵与“大地”换热,比风冷热泵与室外空气换热更稳定、高效。
土壤源热泵通过地埋管系统与地下岩土体换热,是目前应用最为广泛的地源热泵形式。地下水热泵与深井水换热,地表水热泵与江河湖海等换热,二者合称水源热泵,依此延伸的还有利用市政废水的污水源热泵等。

地热空调、地热采暖

地热空调的有两种含义:一种是使用了地源热泵的空调,夏季制冷时向地下排热,冬季制热时自地下取热,此时“地热”指的是地下浅层地热资源;另一种是使用了地暖的空调,冬季不再使用传统的热风供暖,换之以地暖方式,提高舒适性,此时“地热”指的是自地面供热。实际上,地热采暖除了专指采暖外,也具备以上两种含义。

冷水机组空调系统

按冷热源形式命名,以冷水机组为冷源的空调系统,通常要结合锅炉、热泵等其他供热形式。水冷式冷水机组是传统的中央空调冷源,只能用于制冷,称为单冷机组。
水冷式冷水机组采用冷却塔蒸发冷却方式排热,效率高于风冷热泵向室外空气排热,略低于地源热泵向“地下”排热。实际应用中,风冷热泵受到排热效率或者说用电效率的限制,地源热泵受到占地、热平衡、初投资等方面的限制,使得冷水机组在大中型系统中依然有着广泛的应用,并且系统越大,优势越明显。反过来,在小型系统尤其家用系统中,冷水机组一直以来就没有什么应用。

电制冷空调、吸收式空调

上述风冷热泵、地源热泵、冷水机组都属于电制冷空调,需要压缩做功耗电做功。传统的压缩机形式有活塞式、螺杆式、离心式,制冷量范围依次增大。螺杆式又分为单螺杆和双螺杆,离心式分为一级、二级、三级等。目前应用广泛的小型风冷热泵和地源热泵,使用更多的是叶片式的涡旋压缩机。
吸收式空调以吸收式制冷机组为冷热源,吸收式制冷与电制冷工作原理不同,主要是制冷剂从蒸发器到冷凝器途中,电制冷以压缩机耗电做功,吸收式制冷则是先在吸收器吸收、再到发生器加热分离,因此吸收式制冷需要热源,按热源分为热水型、蒸汽型,或者直燃型直接烧油烧气。

冰蓄冷空调系统

冰蓄冷空调按冷热源的运行模式定义,制冷机在夜间利用低谷价电力制冰并储存于蓄冰装置中,白天融冰释冷用于空调供冷。
由于制冰转换以及蓄存过程中的损失,冰蓄冷空调实际上耗能更多,但夜间利用低谷价电力制冷,节省了运行电费,同时减少了白天所需的主机容量,从而降低高峰时段的电网负荷,总体上削峰填谷,有利于国家电网平衡。此外,由于初次投资较高,当达不到一定的峰谷电价差时,投资回收缓慢,经济上并不一定可行。

水蓄冷空调系统

与冰蓄冷一样夏季夜间蓄冷,不同的是蓄冷于水中,可以使用常规制冷机蓄冷。由于水的蓄冷能力远不如冰,因此同样的蓄冷量需要占用更大的蓄冷空间,通常再有消防水池可利用的情况下考虑,此时蓄冷效率更低、热损更大。

电蓄热空调系统

电蓄热空调用于冬季,夜间利用低谷价电力,通过电锅炉制热,以热水的形式储存于蓄热装置中,白天将所储存的热量释放出来用于空调供暖。优缺点与夏季蓄冷基本相同。实际上,电蓄热方式更多用于中央热水系统。

蒸发冷却空调系统

蒸发冷却空调以水为制冷剂,采用循环水喷淋空气,利用水的蒸发吸热特性降低空气温度,再送入空调房间降温。其实,带水的空调扇也是这个原理。
蒸发冷却过程中,会有部分水蒸气进入空气,导致空气湿度增大,即使采用间接蒸发方式,也只是不增加湿度,而没有解决除湿问题。因此,蒸发冷却空调系统适用于我国西北干燥地区,或者结合其他除湿方式加大应用范围。与常规机械制冷相比,蒸发冷却空调省去了压缩功,COP值提高很多,因而节能,相当于在某些场合省去了不必要的除湿。

舒适性空调、工艺性空调

舒适性空调以人体感觉舒适为目的,创造舒适的工作环境以提高工作效率,或创造舒适的生活环境以维持良好的健康水平。相对有工艺性要求的空调,舒适性空调追求快速达到人体感觉舒适的温湿度基数,空调精度要求不高。
工艺性空调根据工艺需要并考虑必要的卫生条件,确定温湿度基数及允许的波动范围,分为一般降温性空调、恒温恒湿空调、净化空调。一般降温性空调要求夏季人工操作时手不出汗,不使产品受潮,一般只规定温度或湿度的上限,不要求空调精度。如电子工业某些车间,规定夏季室温不大于28℃,相对湿度不大于60%即可。恒温恒湿空调和净化空调见下述。

恒温恒湿空调

恒温恒湿空调对温湿度基数及其精度有严格要求,如某些计量室,要求全年保持20±0.1℃、50±5%。也有仅对温度、湿度其中一项有严格要求,如纺织工业某些工艺,对相对湿度要求严格,空气温度则以劳动保护为主。

净化空调系统

净化空调又称洁净空调,不仅对温度、湿度有一定要求,对空气中所含尘粒的大小、数量也有严格要求。净化空调的工作原理,通过不断送入经过处理的空气,消除洁净室内外的各种热湿干扰以及尘埃污染。应用中,由高级别过滤器控制室内的洁净度等级,由低级别过滤器进行预处理保护。

定风量空调系统、变风量空调系统

通常空调系统都是定风量系统(CAV,Constant Air Volume system),保持送风量恒定不变,通过调节送风温度适应室内负荷或室内要求参数的变化。变风量空调系统(CAV,Constant Air Volume system),保持送风温度恒定不变,通过调节送风量适应室内负荷或室内要求参数的变化。
空调系统大多数时间运行在部分负荷,使用变风量系统可以大大降低不必要的风机能耗。早期由于成本较高,变风量空调应用不多,近年来随着技术进步以及节能重要性,变风量空调的应用日趋广泛。住宅中的变频空调指的是压缩机变频,与此有所不同。

毛细管空调系统

毛细管空调将温度和湿度分开来分别控制,以毛细管冷暖系统调节室内温度,由新风调湿系统控制室内湿度并全年提供新鲜空气,恒温、恒湿、恒氧,常称为三恒系统。毛细管空调系统通常由冷热源系统、毛细管冷暖系统、新风调湿系统组成,运行模式分为夏季制冷空调模式、冬季供暖空调模式以及平时新风模式。
与传统对流空调相比,毛细管空调柔和、均匀、稳定、安静,室内没有吹风感、空气动力噪声以及冷凝水滋生菌藻,是“没有风的空调”,因而舒适、健康、节能。

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 楼主| 发表于 2018-8-22 23:23:14 | 显示全部楼层
#我逸暖通空调#【定风量空调系统CAV,Constant Air Volume system】定风量空调是保持送风量恒定不变,通过调节送风温度来适应室内负荷或室内要求参数的变化。定风量空调按送风温度分为露点送风和再热送风,按送风方式分为单风道和双风道。常用的中央空调系统都是变风量空调。#我逸暖通基础#
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发表于 2018-10-9 23:39:55 | 显示全部楼层

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