建筑冷热源素材(3).doc
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1、第5章 蒸气压缩式制冷机组和热泵机组5.1 蒸气压缩式制冷机组和热泵机组分类 冷水机组 热泵(1)按低位热源分类(2)按低位热源种热媒种类分类低位热源热 媒空气-水热泵空气水空气-空气热泵空气空气水-空气热泵水空气土壤-水热泵土壤水土壤-空气热泵土壤空气(3)热泵机组分类按低温端和高温端传递能量的介质分类。 空调机(器)和热泵型空调机(器)空调机(器)是自带独立冷源对房间进行空气调节的一体化设备。热泵型空调机(器)-制冷系统可进行热泵循环。5.2 水冷式冷水机组和水-水热泵机组 水冷式冷水机组是建筑空调中广为应用的一类设备。有2台或2台以上压缩机的机组称多机头机组。水冷涡旋式冷水机组水冷涡旋式
2、冷水机组水冷离心式冷水机组水冷离心式冷水机组水冷螺杆式冷水机组水冷螺杆式冷水机组制冷剂流程图水冷式冷水机组制冷量、性能系数与冷冻水出口温度、冷却水温度有关。某水冷螺杆式冷水机组特性曲线 水冷式冷水机组部分负荷特性水冷离心式冷水机组部分负荷下消耗功率负荷40,消耗功率在等比线以下,即随负荷的减少,性能参数增加。原因(1)部分负荷时,蒸发器、冷凝器面积并非减少,故te,tc,COP。(2)部分负荷时,室外干、湿球温度下降,导到tc,COP。综合部分负荷性能系数COP*表征冷水机组在运行期间平均特性,定义为COP*=0.17A+0.39B+0.33C+0.11D式中A、B、C、D分别代表负荷100、
3、75、50、25时的性能系数。不同负荷时的冷却水进口温度为tc.i=(负荷百分数)+t0式中 =0.145/(), t0=15.5 水-水热泵机组制冷剂流程、结构形式与水冷式冷水机组基本相同。水-水热泵机组的制热量、性能系数与两侧水温有关。水-水热泵机组性能曲线 水冷式热回收冷水机组水冷式热回收冷水机组制冷剂流程 模块式机组模块式机组是由若干个单元模块拼合组成。每个单元模块的制冷剂系统是独立的。5.3 风冷式、蒸发式冷水机组和空气-水热泵机组 风冷式冷水机组风冷式冷水机组机组制冷量与室外空气温度、冷冻水出口温度有关。风冷式冷水机组的特性 蒸发式冷水机组采用蒸发式冷凝器的冷水机组 风冷式、蒸发式
4、冷水机组部分负荷特性同水冷式机组,用COP*评价部分负荷特性。公式中系数不同:风冷式 =0.14/(), t0=21蒸发式 =0.085/(), t0=15.5 空气-水热泵机组又称风冷热泵冷热水机组或风冷式冷热水机组。风冷式热泵型冷热水机组制冷剂流程用四通阀对制冷剂流动方向进行转换。空气侧和水侧换热器交替做蒸发器和冷凝器。风冷式冷热水机组制热工况特性风冷往复式冷热水机组制热工况特性风冷式冷热水机组作采暖热源的选择方案设某地采暖室外计算温度10,建筑的采暖热负荷450kW。方案1选用200型机组,该机组在10时的制热量满足负荷要求。方案2选用100型机组,该机组在0的制热量满足负荷要求。-10
5、时缺少225kW,需由辅助热源补充。建筑采暖热负荷、冷热水机组热量与室外温度的变化曲线风冷式冷热水机组冬季结霜的影响制热量修正系数表空气温度()1574051015修正系数1.001.000.930.940.960.970.975.4 带冷(热)源的空调机 空调机种类 水-空气热泵空调机又称水源热泵空调机水源热泵空调机的制冷流程图水源热泵空调机的特性某型号的水-空气热泵空调机特性 水冷式空调机由水冷式冷凝器、直接蒸发空气冷却器、压缩机、节流机构、风机等组成。只能制冷运行。 多联式(热泵)空调机1台室外机带多台室外机或多台室外机合带几十台室内机的风冷式空调机。制冷剂系统的特点是变制冷剂流量,简称
6、VRV(Variable Refrigerant Volume)变制冷剂流量的方法:(1)压缩机的电机变速调节(2)改变压缩机汽缸的吸汽容积,并辅以热气旁通。(3)脉冲宽度调节多联机系统模式:(1)1台室外机单独带若干台室内机;室外机中有1台变流量压缩机,1台定流量压缩机。(2)多台室外机合带若干台室内机1)“单变”系统只有1台室外机机变流量。2)“多变”系统1台室外机中有1台变频压缩机,1台变电极电机(三速)压缩机;其余室外机都是2台变电极电机压缩机。5.5 燃气机和柴油机热泵由燃气机和柴油机驱动压缩机的热泵称燃气机和柴油机热泵。燃气机和柴油机都是内燃机,合称内燃机热泵。 内燃机热泵工作原理
7、内燃机热泵原理图热水系统分两个环路 内燃热泵产品种类(1)风冷式燃气热泵冷热水机(2)多联式燃气热泵空调机近期国内还开发了水冷式冷热水机组柴油机冷水机组(废热不回收)和燃气机冷水机组,废热作吸收式制冷机的热源。 内燃机热泵与电动机热泵比较电动热泵和燃气机热泵的能流图5.6 热泵(制冷)机组的外部热源 外部热源的种类制冷机的外部热源用于接纳制冷机排出的热量,或称热汇。有室外空气和地表水。热泵的外部热源给热泵提供低位热量,常称低位热源或低温热源。主要有空气、地下水、地表水、废水、废气、太阳能等。当热泵制冷运行时,低位热源也是热汇。 空气优点:(1)取之不尽,用之不竭。(2)空气源热泵系统简单。(3
8、)对设备无腐蚀作用。缺点:(1)温度品位不高。(2)温度波动大,热泵制热量、建筑热负荷与空气温度的变化规律相反。(3)比热、密度小,因此设备大,风机噪声大。(4)0以下运行时,有结霜的不利影响。空气作热汇时,除缺点(4)外,优缺点类似。 地下水和地表水优点:(1)冬季水温比当地气温高,夏季水温比当地气温低。(2)水温比较稳定(3)比热、密度比空气大。缺点:(1)热量采集不易。(2)水对金属有一定腐蚀作用 土壤深度在1.5m以上的土壤受太阳辐射和气温的影响。深度在15m以下的土壤温度基本不变,约比当地年平均气温高12。优点:温度适宜,比较稳定。缺点:(1)需要有足够的埋管空地。(2)埋地盘管传热
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