中央空调基本原理

<p>制冷行业唯一国家工程技术研究中心落户格力 </p> <p>在我国，家用空调和中央空调本是两个独立的概念。家用空调一般是指窗式机</p> <p>、分体壁挂式和柜机等用于家庭单个空间的空调机组；而中央空调则是指具有集中</p> <p>的冷／热源和冷／热媒的空调系统，主要应用于宾馆、写字楼等，能够为较多的独</p> <p>立划分的空间提供冷量和热量的空调系统。</p> <p> 随着经济的发展，我国的人居面积有较大幅度的增长，人们对于室内空气品质</p> <p>的要求也越来越高：一个多居室的家庭往往需要安装多台家用空调，才能满足不同</p> <p>空间的温度要求。据2000年对上海市某一居民区的调查发现，平均每户拥有家用空</p> <p>调近2台，有的家庭甚至达到了7台。</p> <p> 一个家庭安装数台家用空调有许多弊端：1.整机能效比低，一般为2.7—3.1，</p> <p>具体表现为家庭耗电量大，城市电网峰值剧增；2.难以保证室内良好的温度场和气</p> <p>流场，影响室内环境的品质和舒适性；3.由于无新风且单机过滤不完全，导致室内</p> <p>空气质量变差；4.大量安装的室外机不但破坏大楼的外观的美感，更成为安全隐患</p> <p>等等。</p> <p> 中央空调几乎不存在上述问题：由于冷源集中，中央空调的能效比一般在4~5</p> <p>；多风口的送风和回风可以保证室内有良好的气流场和温度场；由于远离制冷机房</p> <p>，所以噪音污染得到有效的抑止；可以加入新风并通过及时更换过滤器，保证室内</p> <p>空气质量；一般安装在专用的机房，不会破坏大楼的美观，更不会造成安全隐患。</p> <p>鉴于上述原因．家用空调中央化的方案引起了业界的关注，陆续提出了“户式中央</p> <p>空调”或“小型家用中央空调”等概念。</p> <p> 按照家用中央空调的输送介质的不同，常见的有三种型式：风管式系统、冷／</p> <p>热水机组和vRv(变制冷剂流量)系统。</p> <p> VRV家用中央空调是一种冷剂式空调系统，它以制冷剂(比如R22)为传送介质。</p> <p>vRv系统与普通的家用空调比</p> <p>较相近，是对普通家用空调的一种多用户的扩展，即：一台室外机通过管路能够向</p> <p>若干个室内机输送液态制冷剂，通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内各换热</p> <p>器的制冷剂流量，适时地满足室内冷、热负荷要求。</p> <p> 风管式系统和冷／热水机组分别是中央空调的全空气系统和风机盘管系统的小</p> <p>型化，其原理基本相同。本文主要以冷／热水机组为例阐述家用中央空调的基本原</p> <p>理。</p> <p>普通家用空调的基本工作原理</p> <p> 当热泵型空调器运行于制冷工况时，四通阀换向使图中实线接通。这时，室内</p> <p>换热器成为蒸发器，而室外换热器成为冷凝器。从室内换热器来的低温低压过热气</p> <p>经四通阀和消声器进入气液分离器．分离出液体后，干过热气被压缩机吸入压缩成</p> <p>为高温高压的气体徘出，气体经四通阀进入室外换热器放热冷凝，成为过冷液。过</p> <p>冷液经毛细管阻力降压后成为低温低压两相流体，进入室内换热器蒸发吸热(此时</p> <p>室内空气被降温)，再一次经四通阀和气液分离器进入下一循环：图中过滤器主要</p> <p>用于制冷剂与压缩机油的分离，以保证换热器的换热效率。</p> <p> 当热泵型空调机运行于制热工况时，四通阀换向使图中虚线接通。这时、室内</p> <p>换热器成为冷凝器，室外换热器成为蒸发器。从室外换热器来的低温低压过热气经</p> <p>四通阀和消声器进入气液分离器，分离出液体后，干过热气被压缩机吸入压缩成为</p> <p>高温高压的气体徘出，气体经四通阀进入室内换热器放热冷凝(此时，室内空气被</p> <p>加热)．成为过冷液，过冷液经毛细管阻力降压后成为低温低压两相流体．进入室</p> <p>外换热器蒸发吸热，随后过热气经四通阀和气液分离器进入下一循环。</p> <p> 为防止制热时因除霜导致室内舒适性下降，采用了热气旁通不间断制热除霜方</p> <p>式。除霜时，运行原理基本与制热相同，只是将融霜电磁阀打开。从压缩机出来的</p> <p>高温高压的过热气有一部分被分流到室外换热器的人口，迅速把室外换热器的温度</p> <p>提高到O℃以上，融掉室外换热器上的霜层，使换热器保持良好的换热效率。</p> <p>冷／热水机组形式家用中央空调的工作原理</p> <p> 冷／热水机组形式的家用中央空调(以下简称：冷／热水机组)的制冷剂循环与</p> <p>普通家用空调完全相同，即：制冷时机组的风冷换热器为冷凝器，机组的水冷换热</p> <p>器为蒸发器；制冷剂经压缩机压缩成为高温高压过热气体，在风冷换热器中冷凝放</p> <p>热，成为过冷液，再经节流装置阻力降压后成为低压低温两相流体进入水冷换热器</p> <p>蒸发吸热(此时载冷剂被冷却)，最后再回到压缩机进入下一循环。制热时机组的风</p> <p>冷换热器为蒸发器，机组的水冷换热器为冷凝器；制冷剂经压缩机压缩成为高温高</p> <p>压过热气体，在水冷换热器中冷凝放热(此时载冷剂被加热)，成为过冷液，再经节</p> <p>流装置阻力降压后成为低压低温两相流体进入风冷换热器蒸发吸热，最后再回到压</p> <p>缩机进入下一循环。</p> <p> 冷／热水机组的制冷剂循环与普通家用空调和VRV形式的家用中央空调的不同</p> <p>在于：冷／热水机组并没有直接将制冷剂作为输送介质送到用户的换热器中，而是</p> <p>通过水冷换热器将制冷剂的冷／热量传给专门的输送介质——载冷剂送到用户端。</p> <p>这种载冷剂通常为水。</p> <p> 冷／热水机组的载冷剂循环为：从各用户换热器返回的高／低温(供冷时为高</p> <p>温，供热时为低温)回水在集水器中混合，经空调水泵加压送入水冷换热器中换热</p> <p>成为低／高温（供冷时为低温，供热时为高温)载冷剂进入分水器，再由分水器分</p> <p>流进入各空调空间的供水管路，供水在各房间的换热设备(譬如：风机盘管)中向空</p> <p>调空间释放冷／热量后成为高／低温回水由回水管路回到集水器中，进入下一循环</p> <p>。</p> <p>冷／热水机组形式家用中央空调的控制原理</p> <p> 冷／热水机组形式家用中央空凋的控制原理与风机盘管中央空调系统基本类似</p> <p>。图3为冷／热水机组形式家用中央空调控制原理图，图中E为执行器、C为控制器</p> <p>、T为温度测点。</p> <p>冷／热水机组的控制方式如下：</p> <p> 每个空调房间有自己独立的温度控制器，用户可根据需要设定室温。安装在温</p> <p>度控制器上的温度传感器及时感知该房间的温度，温度控制器根据该温度和设定室</p> <p>温的差别来控制风机盘管中风机的转速，从而把室内温度稳定在设定值附近。</p> <p> 各个温度控制器通过通讯环路(集中总线)与主控制器取得联系，不断把目前的</p> <p>状态包括用户的设定等信息及时反馈给主控制器。</p> <p> 主控制器可单独接受用户的设定，也可根据用户对各房间温度控器设定的情况</p> <p>决定运行工况。在某一工况下，主控制器检测空调出水温度，并将其与设定值比较</p> <p>，根据差别来控制压缩机运行、从而调节系统整体制冷／热量。此外，主控制器还</p> <p>要检验系统关键位置的压力、温度、电流等、发现异常立即采取措施并显示故障信</p> <p>息。准确、迅速的保护功能是系统能够长期安全稳定运行的保证。</p>