中央空調系統(tǒng)由一個或多個冷熱源系統(tǒng)和多個空氣調節(jié)系統(tǒng)組成,采用液體汽化制冷的原理為空氣調節(jié)系統(tǒng)提供所需冷量,用以抵消室內環(huán)境的熱負荷;制熱系統(tǒng)為空氣調節(jié)系統(tǒng)提供所需熱量,用以抵消室內環(huán)境冷暖負荷。
制冷系統(tǒng)是中央空調系統(tǒng)至關重要的部分,其采用種類、運行方式、結構形式等直接影響了中央空調系統(tǒng)在運行中的經濟性、性、合理性。
制冷原理
液體汽化制冷是利用液體汽化時的吸熱、冷凝時的放熱效應來實現(xiàn)制冷的。液體汽化形成蒸汽。當液體(制冷工質)處在密閉的容器中時,此容器中除了液體及液體本身所產生的蒸汽外,不存在其他任何氣體,液體和蒸汽將在某一壓力下達到平衡,此時的汽體稱為飽和蒸汽,壓力稱為飽和壓力,溫度稱為飽和溫度。平衡時液體不再汽化,這時如果將一部分蒸汽從容器中抽走,液體必然要繼續(xù)汽化產生一部分蒸汽來維持這一平衡。 液體汽化時要吸收熱量,此熱量稱為汽化潛熱。汽化潛熱來自被冷卻對象,使被冷卻對象變冷。為了使這一過程連續(xù)進行,就必須從容器中不斷地抽走蒸汽,并使其凝結成液體后再回到容器中去。從容器中抽出的蒸汽如直接冷凝成液體,則所需冷卻介質的溫度比液體的蒸發(fā)溫度還要低,我們希望蒸汽的冷凝是在常溫下進行,因此需要將蒸汽的壓力提高到常溫下的飽和壓力。
制冷工質將在低溫、低壓下蒸發(fā),產生冷效應;并在常溫、高壓下冷凝,向周圍環(huán)境或冷卻介質放出熱量。蒸汽在常溫、高壓下冷凝后變?yōu)楦邏阂后w,還需要將其壓力降低到蒸發(fā)壓力后才能進入容器。
液體汽化制冷循環(huán)是由工質汽化、蒸汽升壓、高壓蒸汽冷凝、高壓液體降壓四個過程組成。
吸收式制冷機主要由四個交換設備組成,即發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器和吸收器,它們組成兩個循環(huán)環(huán)路:制冷劑循環(huán)與吸收劑循環(huán)。左半部是制冷劑循環(huán),屬逆循環(huán),由冷凝器、節(jié)流裝置和蒸發(fā)器組成。高壓氣態(tài)制冷劑在冷凝器中向冷卻介質放熱被凝結為液態(tài)后,經節(jié)流裝置減壓降溫進入蒸發(fā)器;在蒸發(fā)器內,該液體被汽化為低壓氣態(tài),同時吸取被冷卻介質的熱量產生制冷效應。這些過程與蒸氣壓縮式制冷完全相同。右半部為吸收劑循環(huán)(圖2中的點畫線部分),屬正循環(huán),主要由吸收器、發(fā)生器和溶液泵組成,相當于蒸氣壓縮式制冷的壓縮機。在吸收器中,用液態(tài)吸收劑不斷吸收蒸發(fā)器產生的低壓氣態(tài)制冷劑,以達到維持蒸發(fā)器內低壓的目的;吸收劑吸收制冷劑蒸氣而形成的制冷劑-吸收劑溶液,經溶液泵升壓后進入發(fā)生器;在發(fā)生器中該溶液被加熱、沸騰,其中沸點低的制冷劑汽化形成高壓氣態(tài)制冷劑,進入冷凝器液化,而剩下的吸收劑溶液則返回吸收器再次吸收低壓氣態(tài)制冷劑。
吸收劑
吸收式制冷機中的吸收劑通常并不是單一物質,而是以二元溶液的形式參與循環(huán)的,吸收劑溶液與制冷劑—吸收劑溶液的區(qū)別只在于前者所含沸點較低的制冷劑量比后者少,或者說前者所含制冷劑的濃度比后者低。二元溶液通常有溴化鋰水溶液、氨水溶液等。
中央空調制冷系統(tǒng)的選擇,應根據(jù)負荷大小、能源提供方式、便利程度等多種客觀條件決定。其中活塞式制冷壓縮機多為中型(標準制冷量60~600KW)和小型(小于60KW),但是由于其噪音大、效率低且容易發(fā)生故障,使用的已不多;渦旋式制冷壓縮機主要用于小型制冷系統(tǒng),在家用空調以及商用VRV等小型系統(tǒng)大量使用;而螺桿機具有結構簡單、可靠性高及操作維護方便,另外技術成熟等一系列獨特的優(yōu)點,已經廣泛應用于空調中;離心式壓縮機結構簡單緊湊,運動件少,工作可靠,經久耐用運行費用低,一般適用大于500RT的制冷系統(tǒng)中,并且可以實現(xiàn)無級調節(jié),使機組的負荷在30%~范圍內工作。通常情況下,多采用電制冷,在燃氣或燃煤資源豐富的地區(qū),可采用吸收式制冷。