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全面簡(jiǎn)析風(fēng)冷模塊機(jī)組(原理、結(jié)構(gòu)、熱回收及安裝要點(diǎn))
風(fēng)冷模塊機(jī)組的原理與結(jié)構(gòu)
應(yīng)廣大網(wǎng)友要求,本次,暖通南社小編再次執(zhí)筆就風(fēng)冷模塊機(jī)組做簡(jiǎn)單剖析。
風(fēng)冷模塊機(jī)組的主要特點(diǎn)
1、是以空氣為冷(熱)源,以水為供冷(熱)介質(zhì)的 中央空調(diào)機(jī)組,即冷凝器為翅片式換熱器,蒸發(fā)器為水氟換熱應(yīng)用的換熱器,如套管、殼管及板式換熱器等。
2、作為冷熱源兼用型的一體化設(shè)備,風(fēng)冷熱泵省卻了冷卻塔、冷卻水泵、鍋爐以及相應(yīng)管道系統(tǒng)等多種輔件,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝空間節(jié)省,維護(hù)管理方便而且節(jié)約能源,尤其適用于水源缺乏區(qū)域。
3、風(fēng)冷熱泵機(jī)組通常是許多冬冷夏熱,既無供熱鍋爐,又無供熱熱網(wǎng),或熱網(wǎng)供熱時(shí)間短、不穩(wěn)定,要求全年空調(diào)的暖通工程設(shè)計(jì)中優(yōu)先選用的有效補(bǔ)充。
4、其與風(fēng)機(jī)盤管、空調(diào)箱等末端裝置所組成的集中、半集中式中央空調(diào)系統(tǒng)具有布置靈活、控制方式多樣等優(yōu)點(diǎn)。
機(jī)組工作原理
制冷模式
制冷模式:壓縮機(jī)排出的制冷劑高溫氣體在風(fēng)側(cè)換熱器中冷凝成液體,經(jīng)節(jié)流裝置節(jié)流降壓,進(jìn)入水側(cè)換熱器,吸收熱量蒸發(fā)后回到壓縮機(jī),完成一個(gè)制冷循環(huán);同時(shí),從室內(nèi)來的空調(diào)用水經(jīng)過水側(cè)換熱器后被冷卻降溫。
制熱模式
制熱模式:壓縮機(jī)排出的制冷劑高溫氣體在水側(cè)換熱器中冷凝成液體,經(jīng)節(jié)流裝置節(jié)流降壓,進(jìn)入風(fēng)側(cè)換熱器,吸收熱量蒸發(fā)后回到壓縮機(jī),完成一個(gè)制熱循環(huán);同時(shí),從室內(nèi)來的空調(diào)用水經(jīng)過水側(cè)換熱器后被加熱升溫。
機(jī)組一般結(jié)構(gòu)及配置特點(diǎn)
渦旋壓縮機(jī)
渦旋壓縮機(jī)具有體積小、重量輕、效率高、振動(dòng)與操作低、運(yùn)行可靠、加工精度要求高等特點(diǎn)。
換熱器
雙系統(tǒng)板式換熱器:每個(gè)制冷劑回路都與水回路相鄰,部分負(fù)荷時(shí)凍冰風(fēng)險(xiǎn)大為降低。部分負(fù)荷時(shí)傳熱溫差增加20%,COP增大4%。
套管式換熱器:制冷劑在換熱管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流沸騰并冷卻管壁,循環(huán)水在管束外強(qiáng)制對(duì)流并加熱管壁,兩種介質(zhì)通過換熱管壁傳熱。
風(fēng)冷翅片換熱器:采用優(yōu)質(zhì)銅管與由親水膜材料制成的強(qiáng)化鋁翅片經(jīng)漲管機(jī)漲管而成。管片結(jié)合緊密,傳熱效率高;運(yùn)行維護(hù)、清潔方便。
四通換向閥
四通換向閥是一種兩進(jìn)兩出的特殊電磁閥,用于壓縮式熱泵系統(tǒng)供暖與制冷工況轉(zhuǎn)換。當(dāng)熱泵從制冷工況轉(zhuǎn)為供暖工況時(shí),四通換向閥動(dòng)作(轉(zhuǎn)到供暖工況位置),于是室內(nèi)蒸發(fā)器作為冷凝器用,壓縮機(jī)排出的高溫制冷劑蒸汽經(jīng)四通流入室內(nèi)蒸發(fā)器(此時(shí)作冷凝器用),而冷凝器則成為蒸發(fā)器,完成工況轉(zhuǎn)換。
節(jié)流閥
熱力膨脹閥:是調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器中揮發(fā)性制冷劑流量的控制機(jī)構(gòu)。
具有的作用:節(jié)流降壓、控制流量、控制過熱度。
電子膨脹閥是按照預(yù)設(shè)程序調(diào)節(jié)蒸發(fā)器供液量,因?qū)儆陔娮邮秸{(diào)節(jié)模式,故稱為電子膨脹閥。對(duì)于熱力膨脹閥,當(dāng)環(huán)境溫度較低,其感溫包內(nèi)部的感溫介質(zhì)的壓力變化大大減小,嚴(yán)重影響了調(diào)節(jié)性能。而對(duì)于電子膨脹閥,其感溫部件為熱電偶或熱電阻,它們?cè)诘蜏叵峦瑯幽軠?zhǔn)確反應(yīng)出過熱度的變化。因此,在冷藏庫的凍結(jié)間等低溫環(huán)境中,電子膨脹閥也能提供較好的流量調(diào)節(jié)
電磁閥
防止液擊
干燥過濾器
機(jī)組系統(tǒng)的清潔衛(wèi)士
視液鏡
濕度指示
均液器
平均分配制冷劑
過濾器
有效改善水質(zhì)條件
水流開關(guān)
有效改善水流條件,合適的水流量是空調(diào)主機(jī)可靠工作的必要保證。
控制器
安全保護(hù)、遠(yuǎn)程控制等功能。
幾種換熱器比較
類別
套管式換熱器
板式換熱器
殼管式換熱器
桶式換熱器
外形結(jié)構(gòu)
外型尺寸較大
外型尺寸緊湊
外型尺寸較大
外型尺寸比板換略大,比套管及殼管均小
熱泵應(yīng)用
能用,加熱,水溫差中等
能用,加熱,水溫差中等
能用,加熱,水溫差小
能用,加熱,水溫差大
換熱量/流量
20kw/(l/s)
23kw/(l/s)
18kw/(l/s)
40kw/(l/s)
結(jié)垢及腐蝕
水側(cè)通流面積大,清洗方便
流道較窄,易結(jié)垢,低溫易凍壞,對(duì)水質(zhì)要求較高
水側(cè)通流面積大,清洗方便
水側(cè)通流面積大,清洗方便,可用膨脹清洗法,換熱管可針對(duì)不同水質(zhì)選用對(duì)應(yīng)材質(zhì)
機(jī)組設(shè)計(jì)安裝及應(yīng)用
設(shè)備選型(估算)
通常根據(jù)制冷負(fù)荷估算:房間制冷量=單位負(fù)荷指標(biāo)×房間面積
根據(jù)計(jì)算負(fù)荷、進(jìn)出水溫度、環(huán)境溫度等值查選樣本選擇能滿足條件的機(jī)型!(條件需要重點(diǎn)考慮)
水系統(tǒng)形式及對(duì)比
水系統(tǒng)形式一般有:同程式、異程式、混合式。
同程式連接示意圖
異程式連接示意圖
混合式連接示意圖
水泵的選擇與水系統(tǒng)配件
所謂水泵的選取計(jì)算其實(shí)就是估算(很多計(jì)算公式本身就是估算的),估算分的細(xì)致些考慮的內(nèi)容全面些就是精確的計(jì)算。暖通南社在推送的課件中多次提到。
水泵揚(yáng)程簡(jiǎn)易估算法:
Hmax=△P1+△P2+0.05L(1+K)
△P1為冷水機(jī)組蒸發(fā)器的水壓降。
△P2為該環(huán)中并聯(lián)的各占空調(diào)未端裝置的水壓損失最大的一臺(tái)的水壓降。
L為該最不利環(huán)路的管長。
K為最不利環(huán)路中局部阻力當(dāng)量長度總和和與直管總長的比值,當(dāng)最不利環(huán)路較長時(shí)K值取0.2~0.3,最不利環(huán)路較短時(shí)K值取0.4~0.6。
水流量計(jì)算
1、冷卻水流量:一般按照產(chǎn)品樣本提供數(shù)值選取,或按照如下公式進(jìn)行計(jì)算,公式中的Q為制冷主機(jī)制冷量:
L(m3/h)= [Q(kW)/(4.5~5)℃x1.163]×(1.15~1.2)
2、冷凍水流量:在沒有考慮同時(shí)使用率的情況下選定的機(jī)組,可根據(jù)產(chǎn)品樣本提供的數(shù)值選用或根據(jù)如下公式進(jìn)行計(jì)算。如果考慮了同時(shí)使用率,建議用如下公式進(jìn)行計(jì)算。公式中的Q為建筑沒有考慮同時(shí)使用率情況下的總冷負(fù)荷。
L(m3/h)= Q(kW)/(4.5~5)℃×1.163
3、冷卻水補(bǔ)水量一般1為冷卻水循環(huán)水量的1~1.6%。
水系統(tǒng)配件
載冷劑的應(yīng)用
當(dāng)?shù)刈畹蜌鉁亍?div style="height:15px;">
-1
-3
-5
-7
-10
-13
-15
乙二醇的重量百分比%
4.6
12.2
16
19
23
27.4
31.2
安裝方式與安裝空間
安裝方式及優(yōu)缺點(diǎn)
安裝空間
熱回收模塊水管路安裝示意圖
熱回收概念及其形式
關(guān)于風(fēng)冷熱回收,暖通南社在相關(guān)課件多次提到。這里簡(jiǎn)單闡述下。
熱回收概念
如下圖,在lgP-H圖中
2點(diǎn)到5點(diǎn)的過程為整個(gè)冷凝過程
2點(diǎn)到3點(diǎn)是制冷劑的過熱段顯熱放熱過程
3點(diǎn)到4點(diǎn)是制冷劑的潛熱放熱過程
4點(diǎn)到5點(diǎn)是制冷劑的過冷段顯熱放熱過程
部分熱回收指部分利用制冷劑的冷凝熱加熱生活用水,水溫高于冷凝溫度(上圖2—3過程);
全部熱回收指制冷劑過熱蒸氣冷卻、冷凝和過冷,冷凝熱全部回收加熱生活用水,水溫低于冷凝溫度(上圖2—5過程)。
部分熱回收:只利用壓縮機(jī)出口蒸汽顯熱,蒸汽顯熱一般占全部冷凝熱的15﹪左右,其它的冷凝熱在冷凝器中被風(fēng)機(jī)帶走;
全熱回收:利用全部的冷凝熱。
全熱回收與部分熱回收比較
項(xiàng)目
全熱回收
部分熱回收
回收冷凝量
熱回收量大
熱回收量小,最大僅為全熱回收的15%;實(shí)際往往更小于此值;
水溫波動(dòng)
出水溫度恒定,受環(huán)境溫度影響??;
受環(huán)境溫度影響,水溫波動(dòng)大;
最高出水溫度
常年出水溫度恒定,最高可55℃出水;
冬季出水溫度低,冬季水溫遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了要求;
能效比
綜合能效比高,一般可達(dá)7.0以上;
綜合能效比低
噪聲
靜音低噪,熱回收時(shí)風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行
噪聲較大,風(fēng)機(jī)待續(xù)工作;
機(jī)組熱回收內(nèi)部結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)
機(jī)組熱回收內(nèi)部結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)
風(fēng)冷熱泵全熱回收—制冷
此時(shí)與普通風(fēng)冷冷水機(jī)組一樣使用,提供空調(diào)用冷凍水。制冷劑直接流入風(fēng)冷冷凝器冷凝。
風(fēng)冷熱泵全熱回收—制冷+熱回收
高溫高壓的制冷劑直接從壓縮機(jī)至熱回收器,機(jī)組在提供7℃凍水的同時(shí)又提供55℃生活熱水。COP極高,最節(jié)能。
風(fēng)冷熱泵全熱回收置—空調(diào)制熱
此時(shí)與普通風(fēng)冷熱泵機(jī)組一樣使用,提供空調(diào)用熱水。制冷劑直接流入水側(cè)換熱器,從空氣中吸取熱量。
風(fēng)冷熱泵全熱回收—熱泵熱水器
機(jī)組制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)直接流入熱回收器??商峁┥钣?5℃熱水,機(jī)組從空氣中吸取熱量。(空氣源熱泵)。
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