蒸气压缩式
制冷原理
气态制冷工质(如 氟利昂)经压缩机压缩成高温高压气体后进入 冷凝器,与水(空气
风冷式制冷系统(图) )进行等压热交换,变成低温高压液态。液态工质经干燥 过滤器去除水份、杂质,进入膨胀阀节流减压,成为低温低压液态工质,在蒸发器内汽化。液体汽化过程要吸收汽化潜热,而且液体压力不同,其饱和温度( 沸点)也不同,压力越低,饱和温度越低。例如,1kg的水,在绝对压力为0.00087MPa,饱和温度为5℃,汽化时需要吸收2488.7KJ热量;1kg的氨,在1个标准大气压力(0.10133MPa)下,汽化时需要吸收1369.59KJ热量,温度可抵达-33.33℃。因此,只要创造一定的低压条件,就可以利用液体的汽化获取所要求的低温。依此原理,汽化过程吸取冷冻水的热量,使冷冻水温度降低(一般降为7℃)。制冷工质在蒸发器内吸取热量,温度升高变成过热蒸气,进入压缩机重复循环过程。蒸气压缩式制冷系统主要分为水冷式和风冷式,如图2-1和图-2所示。
压缩机
水冷式制冷系统(图)
制冷压缩机是蒸气压缩式制冷装置的一个重要设备。制冷压缩机的形式很多,根据工作原理的不同,可分为两大类:容积式制冷压缩机和离心式制冷压缩机。常用的压缩机主要有活塞式 压缩机、涡旋式、螺杆式以及离心式压缩机,如图2-3所示。
容积式制冷压缩机是靠改变工作腔的容积,将周期性吸入的定量气体压缩。常用的容积式制冷压缩机有往复活塞式制冷压缩机和回转式制冷压缩机。
离心式制冷压缩机是靠离心力的作用,连续地将所吸入的气体压缩。这种压缩机的转数高,制冷能力大。国外空调用氟利昂离心式制冷压缩机的单机制冷量高达30000kw。
吸收式制冷
吸收式制冷是液体汽化的一种形式,它和蒸气压缩式制冷一样,是利用液态制冷剂在低温低压下汽化以达到制冷的目的。所不同的是:蒸气压缩式制冷是靠消耗机械功(或电能)使热量从低温物体向高温物体转移,而吸收式制冷则是靠消耗热能来完成这种非自发过程的。
制冷原理
图2.4表示出吸收式制冷机主要由四个交换设备组成,即发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器,它们组成两个循环环路:制冷剂循环与吸收剂循环。左半部是制冷剂循环,属逆循环,由 冷凝器、节流装置和蒸发器组成。高压气态制冷剂在冷凝器中向冷却介质放热被凝结为液态后,经节流装置减压降温进入蒸发器;在蒸发器内,该液体被汽化为低压气态,同时吸取被冷却 介质的热量产生制冷效应。这些过程与蒸气压缩式制冷完全相同。右半部为吸收剂循环(图中的点画线部分),属正循环,主要由吸收器、发生器和溶液泵组成,相当于蒸气压缩式制冷的压缩机。在吸收器中,用液态吸收剂不断吸收 蒸发器产生的低压气态制冷剂,以达到维持蒸发器内低压的目的;吸收剂吸收制冷剂蒸气而形成的制冷剂-吸收剂溶液,经溶液泵升压后进入发生器;在发生器中该溶液被加热、沸腾,其中沸点低的制冷剂汽化形成高压气态制冷剂,进入冷凝器液化,而剩下的吸收剂溶液则返回吸收器再次吸收低压气态制冷剂。
吸收剂
吸收式制冷机中的吸收剂通常并不是
单一物质,而是以二元溶液的形式参与循环的,吸收剂溶液与制冷剂—吸收剂溶液的区别只在于前者所含沸点较低的制冷剂量比后者少,或者说前者所含制冷剂的浓度比后者低。二元溶液通常有溴化锂水溶液、氨水溶液等。
中央空调制冷系统的选择,应根据负荷大小、能源提供方式、便利程度等多种客观条件决定。其中活塞式制冷压缩机多为中型(标准制冷量60~600KW)和小型(小于60KW),但是由于其噪音大、效率低且容易发生故障,使用的已不多;涡旋式制冷 压缩机主要用于小型制冷系统,在家用空调以及商用VRV等小型系统大量使用;而螺杆机具有结构简单、可靠性高及操作维护方便,另外技术成熟等一系列独特的优点,已经广泛应用于空调中;离心式压缩机结构简单紧凑,运动件少,工作可靠,经久耐用运行费用低,一般适用大于500RT的 制冷系统中,并且可以实现无级调节,使机组的负荷在30%~100%范围内工作。通常情况下,多采用电制冷,在燃气或燃煤资源丰富的地区,可采用吸收式制冷。
制冷装置(图)
载冷剂是一种中间物质,如常用的空调冷冻水,其在蒸发器内被冷却降温,然后远距离输送,来冷却需要被冷却的物体。常用的载冷剂有水,它只能用于高于0 ℃的条件,当要求低于0 ℃时。一般采用盐水,如:氯化钠或者氯化钙水溶液或者采用乙二醇、丙二醇等有机化合物的水溶液。
制冷剂是制冷装置中进行制冷循环的工作物质,其工作原理是制冷剂在蒸发器内吸收被冷却物质的热量而蒸发,在冷凝器中将所吸收的热量传给周围的空气或者水,而被冷却为液体,往复循环,借助于状态的变化来达到制冷的作用。常用制冷剂有氨(R717)、 氟利昂(氟氯代烷)(R22、R134a、R410A等)。
制冷剂分类
低压高温制冷剂
冷凝压力Pk≤2~3㎏/㎝(绝对),T0>0℃ 。如R11(CFCl3),其T0=23.7℃。这类制冷剂适用于空调系统的离心式制冷压缩机中。通常30℃时,Pk≤3.06 ㎏/㎝。
中压中温制冷剂
冷凝压力Pk<20 ㎏/㎝(绝对),0℃>T0>-60℃。如R717.R12.R22等,这类制冷剂一般用于普通单级压缩和双级压缩的活塞式制冷压缩机中。
高压低温制冷剂
冷凝压力Pk≥20 ㎏/㎝(绝对),T0≤-70℃。如R13(CF3Cl)、R14(CF4)、二氧化碳、乙烷、乙烯等,这类制冷剂适用于复迭式制冷装置的低温部分或-70℃以下的低温装置中。
由于中央空调在技术上完全可以满足小型化和小制冷量的要求,从而在家用消费领域存在扩大的趋势。2010年行业市场规模达到450亿元,2011年进一步扩大,仅上半年市场规模就达300亿元,同比增长达40%以上。
《2013-2017年中国中央空调行业产销需求与投资预测分析报告》显示,市场占有率超过10%的企业包括大金、美的、格力,构成我国中央空调行业的第一梯队;美资四大冷水机组企业约克、开利、特灵、麦克维尔继续稳居第二梯队,在冷水机组市场中的优势仍然十分明显,并且在短期内难以被逾越,同样身处第二梯队的还有海信日立,作为专业变频多联机组企业,海信日立在专业化发展战略下保持了快速的增长。行业销售专业人员认为,从2011年上半年度各大类产品的占有率情况与2011年度对比来看,各大类产品的占有率情况较为稳定,波动平缓。不过其中仍然表现出值得关注的变化:多联机组和水地源热泵的整体占有率均略有下降,单元机组的占有率则有明显上升,这一现象说明了已经成为中国中央空调行业最重要产品形式的多联机组已经达到了一定的市场高峰,水地源热泵产品经历了高速增长之后逐渐归于冷静,而在国内家电系企业格力、美的等企业的推动下,单元机组大幅放量,增长尤为迅速。
商用中央空调的结构与家用中央空调大体相同。之所以区分成商用与家用,主要由于功率差距大所形成的不同的制冷形式。家用中央空调以一体式转子式 压缩机、螺杆式压缩机等为主,而大型商用中央空调主要以离心式压缩机和大型螺杆压缩机为主。此外,商用中央空调系统的控制,管路的自动调控,空气的除湿、加湿、卫生处理等要比家用中央空调复杂得多,且牵扯分户计费等问题。商用中央空调是特殊的项目性工程,随着社会市场需求的持续扩大,企业间竞争正在加剧,商用中央空调行业在市场、品牌、产品、销售渠道、服务等方面将会持续以下转变。服务逐渐技术化。对大型的商用空调项目的服务绝不仅仅是简单操作,而需要大量专业技术保障。技术与服务总是相辅相成的,对厂商来说则要通过提高技术含金量来提高服务质量,如海尔等企业相继应用远程控制系统,在很大程度上提高了其服务质量和效率,而其产生的意义将会反作用于市场需求,进一步提升企业的品牌竞争力,更好地开发市场潜力。
家用中央空调的特点:
(1) 高效节能:采用模块化主机,根据设置自动调节制冷量。合理的将白天生活和晚上生活区域分别安装空调,室内及分区控制,各个室内及独立运行,分别调节各个区域内的空气。 (2) 家用中央空调舒适感好:采用集中空调的设计方法,送风量大,送风温差小,房间温度均匀。送风方式多样化,不同于分体式空调一样只有一种送风方式,家用中央空调可以实现多种送风方式,能够根据房型的具体情况制定不同的方案,增强人体的舒适性。 (3) 外型美观:可根据用户需求与喜好,实施从设计到安装的综合解决方案。系统采用暗装方式,能配合室内的高档装修。同时由于室外机组的合理安置也不会破坏建筑物的整体外型美观。 (4) 四季运行:夏季,制冷机组运行,实现冷调节;冬季,冷机配合热源共同使用,可以实现冬季采暖。在春秋两季可以用新风直接送风,达到节能,舒适的效果。 (5) 运行宁静:采用主机和室内机分离的安装方式,送风回风系统设计合理,保证了宁静的家居环境 (6) 卫生要求好:同中央空调一样,能够合理补充新风,配合厨房、卫生间的排风,保证室内空气的新鲜卫生,还可以四季换气,满足人体的卫生要求。这些都是分体式空调所不能实现的。 (7) 灵活方便:根据用户需要可以将一台设备以切换方式为两个环境提供冷气。 (8) 制热运行因地制宜:可以使用集中供热的热水,也可安装小型挂墙式燃气热水器作为能源,实用热水盘管冬季采暖。可以使用热泵式空调机采暖。在热量不足时,用燃气热水器及热水盘管加热。
市场上 中央空调不管是品牌还是产品系列繁多,要区分不容易,购买时多看技术参数就可以了,下面这些由上海群坛工程师提供的技术参数都是经常见到的,要认真看哟,不然被忽悠了就不好了,不过大体上也是贵的好点。输入功率:简单的说就是耗电多少,和制冷量是两个概念,输入功率可以看空调的铭牌。不过标称的是最大输入功率,也就是满负荷的耗电量。制冷量:空调所提供的冷量,即为常说的空调几匹(2500W=1匹),一般家用的为200W每平方米,例如:房间为12平方米,需要的制冷量为12㎡×200W/㎡=2400W≈1匹,即12平方米房间需要1匹的空调。冷量配比:室内末端与室外主机的的比值。例如:室内末端冷量总和为20KW,按同时开机率70%,即20KW×70%=14KW,再根据实际机型取大原则可能用上15KW或者16KW左右的室外主机,如果同时使用率达到80%-90%,就会配19KW左右的室外主机。
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