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本文主要是關(guān)于中央空調(diào)系統(tǒng)的相關(guān)介紹，并著重對中央空調(diào)系統(tǒng)的工作原理及其原理圖進行了詳盡的描述。
中央空調(diào)
中央空調(diào)系統(tǒng)由一個或多個冷熱源系統(tǒng)和多個空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成，該系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)冷劑式空調(diào)，（如單體機，VRV） 集中處理空氣已達到舒適要求。采用液體氣化制冷的原理為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供所需冷量，用以抵消室內(nèi)環(huán)境的冷負荷；制熱系統(tǒng)為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供所需熱量，用以抵消室內(nèi)環(huán)境熱負荷。制冷系統(tǒng)是中央空調(diào)系統(tǒng)至關(guān)重要的部分，其采用種類、運行方式、結(jié)構(gòu)形式等直接影響了中央空調(diào)系統(tǒng)在運行中的經(jīng)濟性、高效性、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(yīng)來實現(xiàn)制冷的。液體汽化形成蒸汽。當(dāng)液體（制冷工質(zhì)）處在密閉的容器中時，此容器中除了液體及液體本身所產(chǎn)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(chǎn)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(jié)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(zhì)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(zhì)將在低溫、低壓下蒸發(fā)，產(chǎn)生冷效應(yīng)；并在常溫、高壓下冷凝，向周圍環(huán)境或冷卻介質(zhì)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(zhì)汽化、蒸汽升壓、高壓蒸汽冷凝、高壓液體降壓四個過程組成。制熱原理壓縮機吸入低壓氣體經(jīng)過壓縮機壓縮變成高溫高壓氣體，高溫氣體通過換熱器把水溫提高，同時高溫氣體會冷凝變成液體。液體再進入蒸發(fā)器進行蒸發(fā)，（蒸發(fā)器蒸發(fā)的同時也要有換熱媒體，根據(jù)換熱的媒體不同機器的型號結(jié)構(gòu)也不同。常用的有風(fēng)冷和地源。）液體經(jīng)過蒸發(fā)器后變成低壓低溫氣體，低溫氣體再次被壓縮機吸入進行壓縮。就這樣循環(huán)下去，空調(diào)側(cè)循環(huán)水就變成45-55度左右的熱水了。熱水經(jīng)過管道送到需要采暖的房間，房間安裝有風(fēng)機盤管把熱水和空氣進行熱交換實現(xiàn)制熱目的。
中央空調(diào)系統(tǒng)概念分析
在發(fā)達國家中，暖通空調(diào)能耗占建筑能耗的65%，若以建筑能耗占總能耗的35%計算，暖通空調(diào)能耗占總能耗的比例高達23%。空調(diào)也是通信機房和基站中的最主要的耗電設(shè)備，空調(diào)系統(tǒng)能耗占整個通信行業(yè)能耗的40%以上。目前，我國大多數(shù)公共建筑中應(yīng)用的中央空調(diào)機組普遍處于設(shè)計選型不合理、運行能耗高、自動化水平低、維修率高、使用壽命短的困境，節(jié)能潛力很大。
1 技術(shù)
原理
如圖1所示，水冷式中央空調(diào)系統(tǒng)由中央空調(diào)主機、冷卻水系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、風(fēng)機盤管系統(tǒng)等部件構(gòu)成。
2 能效標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范
?。?）國外能效標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。
美國的最低能效要求MEPS制度于2000年開始實施。
日本的空調(diào)能效法以“平均能效比COP”作為評價對象，要求4.0 kW以下壁掛機從2003年開始實施，其它機種2006年之后實施；2010年新的空調(diào)節(jié)能法采用季節(jié)能效比“APF”作為節(jié)能評價指標(biāo)。
歐盟2012年頒布了空調(diào)的ERP生態(tài)設(shè)計實施條例，規(guī)定了空調(diào)的生態(tài)設(shè)計的要求、合格評定的方式、市場監(jiān)管中的驗證程序等等，空調(diào)器能耗與效率的測量和計算。
澳大利亞設(shè)備能效委員會2010年提出了有關(guān)空調(diào)最低能效要求的法規(guī)影響評估報告，強化了空調(diào)的最低能效標(biāo)準(zhǔn)水平。
?。?）我國能效標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。
空調(diào)行業(yè)常見的能效比指標(biāo)主要是EER和COP，EER是空調(diào)器的制冷性能系數(shù)，也稱能效比，表示空調(diào)器的單位功率制冷量。COP是制冷（熱）循環(huán)中產(chǎn)生的制冷（熱）量與制冷（熱）所耗電功率之比，分為制冷和制熱時的COP，制冷時的性能系數(shù)也稱ERR。EER和COP越高，空調(diào)器能耗越小，性能比越高。
3 能效模型及評價指標(biāo)
依據(jù)國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、研究文獻，該文主要建立用于中央空調(diào)能效分析的模型、指標(biāo)及限值［1-2］。
3.1 能效比模型及指標(biāo)
當(dāng)輸入能源全部為電能時，能效比模型定義如式（1）。
式（1）中：EERs為空調(diào)系統(tǒng)能效比；Q為空調(diào)系統(tǒng)制備的總冷量，單位為千瓦時（kWh）；∑Ni為空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備，包括冷水機組、冷卻水泵、冷卻塔、空調(diào)系統(tǒng)末端設(shè)備等的總電耗，單位為千瓦時（kWh）。
EERs指標(biāo)用于評價空調(diào)系統(tǒng)的整體運行效率，EERs指標(biāo)值越高，越節(jié)能。
3.2 制冷系統(tǒng)能效比模型
當(dāng)使用電驅(qū)動冷水機組時，采用制冷系統(tǒng)能效比模型評價制冷子系統(tǒng)的經(jīng)濟運行情況，如式（2）所示。
式（2）中：EERr為制冷系統(tǒng)能效比；∑Nj 為制冷系統(tǒng)主要設(shè)備的電耗，單位為千瓦時（kWh）。
當(dāng)系統(tǒng)采用水冷冷水機組，并采用蒸發(fā)式冷卻塔冷卻時，應(yīng)采用式（3）計算。
式（3）中：Nchiller、Ncp、Nct分別為冷水機組、冷卻水泵、冷卻塔能耗，單位為千瓦時（kwh）。
3.3 冷凍水輸送系數(shù)模型
式（4）中：WTFchw為冷凍水輸送系數(shù)；Nchp為冷凍水泵總能耗，單位為千瓦時（kWh）。
3.4 空調(diào)末端能效比模型
式（5）中：EERt 空調(diào)末端能效比；∑Nt為各類空調(diào)末端的年電耗，單位為千瓦時（kWh）。
4 能效評價指標(biāo)體系
基于上述提出的能效指標(biāo)，該文構(gòu)建了中央空調(diào)運行能效評價指標(biāo)體系，總體結(jié)構(gòu)如圖2所示，圖中的一級指標(biāo)、室內(nèi)環(huán)境二級指標(biāo)不提供計算方法和限值，只是用來表征其下屬指標(biāo)的分類。
5 基于評價指標(biāo)體系的診斷方法
采用圖2所示能效評價指標(biāo)體系進行運行能效診斷時，應(yīng)注意以下幾個方面。
?。?）指標(biāo)的全年累計工況限值適用于節(jié)能評估（全年工況測評），典型工況限值適用于節(jié)能檢測（單點工況測試）。
?。?）各指標(biāo)計算所需的流量、溫度、電量等信息由現(xiàn)場布置的傳感器采集，再通過現(xiàn)場總線匯集到客戶側(cè)主站。
?。?）空調(diào)系統(tǒng)能效比指標(biāo)反映系統(tǒng)的整體能效特性，超標(biāo)說明系統(tǒng)整體有能效問題；其下屬子指標(biāo)體現(xiàn)具體部件的能效問題，例如當(dāng)冷凍水輸送系數(shù)超標(biāo)時，說明冷凍水輸送系統(tǒng)存在能效問題。
（4）當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個指標(biāo)超標(biāo)時，客戶側(cè)主站發(fā)送能效報警，并提醒工作人員按照典型問題檢查空調(diào)系統(tǒng)運行狀態(tài)。表1、表2給出了冷卻水輸送系數(shù)指標(biāo)、冷水機組運行效率指標(biāo)偏低的可能原因［3-4］。
?。?）根據(jù)上述指標(biāo)的計算和分析，給出空調(diào)系統(tǒng)的能效診斷意見，制定節(jié)能改造措施，如更換水泵電機、提高制冷工況下的房間預(yù)設(shè)溫度、系統(tǒng)維護等。對提出的節(jié)能措施，要綜合考慮改造成本、節(jié)能效果，進行技術(shù)經(jīng)濟性分析。
冷卻水泵揚程過高冷卻水回路存在不合理阻力部件，導(dǎo)致冷卻水泵揚程偏大定流量運行的冷卻水泵，當(dāng)揚程超出正常情況下的數(shù)值時，應(yīng)該檢查冷卻水環(huán)路壓降過濾器清洗工作不夠，壓降過大；閥門調(diào)節(jié)失靈，管路中的閥門常年處于半開或開度很小的狀態(tài)；水泵選型過大后為防止燒泵，關(guān)閉閥門，調(diào)整水泵工作點。
冷卻水供回溫差過小由于實際流量偏大，導(dǎo)致供回水溫差過小根據(jù)運行記錄或一段時間內(nèi)的測量結(jié)果，判斷溫差是否偏小冷卻水定流量運行，部分負荷下會出現(xiàn)小溫差現(xiàn)象；水泵選型過大，工作點右偏，導(dǎo)致流量偏大；冷機旁通，一機對兩泵，導(dǎo)致小溫差工況運行；水力調(diào)節(jié)不勻，或者部分末端旁通，造成小溫差工況運行。
冷卻水泵效率低水泵的額定效率一般在70%以上，實測中很多水泵的效率小于50%比較冷水機組COP全年累計值與當(dāng)?shù)亟ㄖ?jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)水泵選型過大，工作點偏離，導(dǎo)致效率降低
設(shè)備自身參數(shù)（如額定制冷量、性能等）與實際需求不匹配冷水機組偏離最佳工況點比較最大冷負荷工況下的冷水機組COP瞬時值與冷水機組額定COP 冷水機組設(shè)計時選型偏大，冷水機組性能老化。
設(shè)備運行管理時存在的問題冷機COP偏低比較冷水機組COP全年累計值與當(dāng)?shù)亟ㄖ?jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)多臺冷機運行時策略過于保守，冷卻塔效率偏低導(dǎo)致冷卻水回水溫度偏高等。
設(shè)備自身參數(shù)（如額定制冷量、性能等）與實際需求不匹配，冷水機組偏離最佳工況點，比較最大冷負荷工況下的冷水機組COP瞬時值與冷水機組額定COP 冷水機組設(shè)計時選型偏大，冷水機組性能老化。
設(shè)備運行管理時存在的問題冷機COP偏低，比較冷水機組COP全年累計值與當(dāng)?shù)亟ㄖ?jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)多臺冷機運行時策略過于保守，冷卻塔效率偏低導(dǎo)致冷卻水回水溫度偏高等。
中央空調(diào)系統(tǒng)原理圖
中央空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點
1、經(jīng)濟節(jié)能
主機由微電腦控制，每個區(qū)間末端風(fēng)機盤管可自行調(diào)節(jié)溫度，區(qū)間無人時可關(guān)閉，系統(tǒng)根據(jù)實際負荷做自動化運行，開機計費，不開機不計費，有效節(jié)約能源和運行費用。
2、環(huán)保
主機采用水源熱泵型機組，電制冷，沒有燃燒過程，避免了排污;整個系統(tǒng)為密閉式管路系統(tǒng)，可避免霉菌灰塵等雜質(zhì)對系統(tǒng)的污染，使環(huán)境清新優(yōu)美。
3、節(jié)約空間
主機體積小巧，不設(shè)機房，無需占用設(shè)備層，減少公用設(shè)施 和土建投資，室內(nèi)末端暗藏在吊頂內(nèi)，極易配合屋內(nèi)裝修。
4、個性化
中央空調(diào)系統(tǒng)以區(qū)間為單元，滿足用戶不同區(qū)間需求，室內(nèi)末端安裝采用暗藏方式，不影響室內(nèi)的審美觀，不占據(jù)室內(nèi)空間，適應(yīng)用戶的個性化需求。
5、簡化管理
于采用不同區(qū)間單獨控制系統(tǒng)為用戶所有，產(chǎn)權(quán)關(guān)系明確，可簡化空調(diào)設(shè)施管理。
6、提升檔次
中央空調(diào)主機可以避免破壞樓體的整體外觀，使用戶充分享受高檔綜合環(huán)境的同時，提升產(chǎn)品質(zhì)量及量販檔次。
中央空調(diào)系統(tǒng)原理圖
1、冷（熱）水機組的基本工作過程是：室外的制冷（熱）機組對冷（熱）媒水進行制冷降溫（或加熱升溫），然后由水泵將降溫后的冷媒（熱）水輸送到安裝在室內(nèi)的風(fēng)機盤管機組中，由風(fēng)機盤管機組采取就地回風(fēng)的方式與室內(nèi)空氣進行熱交換實現(xiàn)對室內(nèi)空氣處理的目的。
2、風(fēng)管（道）式機組的基本工作過程是：供冷時，室外的制冷機組吸收來自室內(nèi)機組的制冷劑蒸氣經(jīng)壓縮、冷凝后向各室內(nèi)機組輸送液體制冷劑。供熱時，室外的制冷機組吸收來自冷凝器的制冷劑蒸氣經(jīng)壓縮后向各室內(nèi)機組輸送汽體制冷劑。
3、變頻一拖多機組的基本工作過程是：供冷時，室外的制冷機組吸收來自室內(nèi)機組的制冷劑蒸氣經(jīng)壓縮、冷凝后向各室內(nèi)機組輸送液體制冷劑。供熱時，室外的制冷機組吸收來自冷凝器的制冷劑蒸氣經(jīng)壓縮后向各室內(nèi)機組輸送汽體制冷劑。
4、機組在能量調(diào)節(jié)方式上由微電腦控制，室外機組的變頻式壓縮機根據(jù)室內(nèi)冷熱負荷的變化，自動調(diào)節(jié)壓縮機的工作狀態(tài)，以滿足室內(nèi)冷熱負荷的要求。
現(xiàn)在中央空調(diào)的使用率越來越高了，企業(yè)以及大型廣場都是采用中央空調(diào)系統(tǒng)，中央空調(diào)適用于大面積，能節(jié)省不少的成本，所以有它的市場潛力與市場價值。希望通過中央空調(diào)系統(tǒng)原理圖，你能了解到你所想知道的。
結(jié)語
關(guān)于中央空調(diào)系統(tǒng)的相關(guān)將介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。
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