1、纺织厂空调工程,西南大学纺织服装学院 2013.5.18,第六章 冷源,内容,1、天然冷源 2、人工冷源,空气调节对冷源的要求： （1）温度和制冷量必须满足空气降温去湿的要求； （2）考虑获取冷源的方法经济可靠； （3）运行方便； （4）对空气无污染,6.1 天然冷源,在自然界存在的冷源，叫天然冷源。 6.1.1 地下水 （一）浅井：距地面较近的含水层或地面水渗透到地下形成的含水层。 特点：水温高、水量小 （二）深井：离地面较深的含水层。水的温升：1/30m,将井筒的水汲到地面上，一般采用深井水泵或潜水泵,6.1 天然冷源,6.1.2 深井回灌 1、所谓深井回灌：即“冬灌夏用”“夏灌冬用”。
2、2、深井回灌的条件：（1）、含水层又渗透能力。（2）、回灌水质符合卫生要求。（3）、有水位差，促使地下水流动。（4）、有密封装置，防止空气进入砂层。,供水系统,6.1 天然冷源,3、深井回灌的方法：真空回灌与压力回灌 （1）真空回灌：利用关闭水泵并立即关闭控制阀门和出水阀门的方法，靠重力的作用，使水面迅速降落，在泵管内造成真空，然后再打开进水阀门和控制阀门，利用真空虹吸作用，使水迅速进入泵管，产生水位差，使回灌水能够克服阻力向含水层中渗透。,6.1 天然冷源,（2）压力回灌：在压力回灌的基础上，把井管也密封起来，使水不能从井口溢出，然后增加回灌水的压力进行回灌。有正压回灌和加压回灌两种使用条件
3、：只用于滤网强度较大的深井。回灌井的管路,回灌井管系联结图,6.1 天然冷源,（3）回水的处理砂过滤池（快滤池），泡沫塑料过滤池、塔式砾石过滤池、压力过滤池,6.2 人工冷源,所谓“冷”是指低于周围介质的温度，人工制冷的设备叫制冷机或冷动机 机械制冷机（压缩式制冷机）：活塞压缩式、离心压缩式、螺杆压缩式 热法制冷机：蒸汽喷射制冷、吸收式制冷,6.2 人工冷源,6.2.1 蒸汽压缩式制冷机 （一）、制冷剂在制冷装置中用来实现制冷的工作物质，称为制冷剂或工质。它在蒸发器内从被冷却物质中吸收热量而蒸发，后在冷凝器内冷却放热而冷凝。,6.2 人工冷源,对制冷剂的要求a、 沸腾温度低（氨：-33.5 ，
4、氟利昂-12：-29.8 ）b、液化时压力低c、制冷量大d、性能稳定，不腐蚀、无毒e、价格低廉,6.2 人工冷源, 常用的制冷剂（1）、氨：优点：价格低廉，制冷量大缺点：易燃易爆、有臭味和毒性、对金属腐蚀性（2）、氟利昂：是饱和碳氢化合物的卤素衍生物的总称。优点：无毒、不燃烧、对金属不腐蚀、绝热指数小，排气温度低。缺点：制冷量小、密度大、吸水性差、价格贵、极易渗漏。,6.2 人工冷源,常用的制冷剂 （3）、水：用于蒸汽喷射制冷、吸收式制冷 优点：无臭、无毒、无味、无腐蚀性、不易爆，价格低廉。 缺点：制冷温度只能在零度以上。,6.2 人工冷源,冷媒冷媒又称载冷剂，是制冷系统中用来传递冷量的中间工
5、质。常用的冷媒是：水、盐水，通常称为冷冻水。,6.2 人工冷源,（二）蒸汽压缩制冷机系统及工作原理 1、蒸汽压缩式制冷机系统组成 组件：主机（压缩机）辅机（冷凝器、膨胀阀、蒸发器），用管道将它们连接成一个密封系统。组成：制冷剂循环系统、冷冻水循环系统、冷却水循环系统循环过程：压缩、冷凝、节流、蒸发。,压缩式制冷机工作原理图,6.2 人工冷源,2、蒸汽压缩式制冷机工作原理制冷剂在蒸发器内以低温与被冷却对象发生热交换，吸收被冷却对象的热量并气化，产生的低压蒸汽被压缩机吸入，经压缩后以高压排出。压缩机排出的高压气态制冷剂进冷凝器，被常温的冷却水或空气冷却，凝结成高压液体。高压液体流经膨胀阀时节流，变
6、成低压低温的气液两相混合物，进入蒸发器，其中的液态制冷剂在蒸发器中蒸发制冷，产生的低压蒸汽再次被压缩机吸入。如此周而复始，不断循环。,6.2 人工冷源,(三) 制冷过程的能量变化 制冷量Q0：低温低压的制冷剂液体在蒸发器内吸收冷冻水的热量； 压缩机消耗功L:在压缩机中低温低压蒸汽被压缩成为高压高温蒸汽时消耗的能量； 冷凝器中放出的热量QK:高温高压的蒸汽被冷却水冷却成高压液体时放出的热量。 循环过程的热平衡： QK= Q0+ L,6.2 人工冷源,（四） lgPI图（压焓图）的构成及应用 1、 制冷机中制冷剂的热力状态及其变化可以利用制冷剂热工性能表进行计算，但通常用制冷剂压焓图。 2、应用
7、（1）、确定循环状态参数 （2）、各点状态的确定,6.2 人工冷源,（五） 制冷系统及主要设备 1、压缩机：用来输送和压缩制冷剂蒸汽。是完成制冷循环主要装置。有活塞式、离心式和螺杆式。 活塞式：压力范围广，耗电低，造价低，应用广泛。 压缩机产品型号：以8AS12.5为例： 8气缸数目（8缸） A制冷剂种类（氨） S气缸布阵形式，扇型 12.5气缸直径(125mm),6.2 人工冷源,2、冷凝器：放热设备，在制冷过程中起着排出制冷剂的热量，并使其冷凝为液体的作用。分为水冷式、空冷式、蒸发式三种。 3、蒸发器：吸热设备，制冷剂在一定压力下蒸发吸热，吸收周围介质的热量，使温度降低，达到制冷目的。按介
8、质分：冷却液蒸发器、冷却空气蒸发器按构造分：立式、卧形管壳式、螺旋管式冷却空气蒸发器采用翅片式,6.2 人工冷源,（六） 制冷机的选型 1、计算耗冷量QjiQji=AQZOA附加系数 有室外管网时：A =1.101.15 无室外管网时： A =1.051.10 2、压缩机台数m= Qji/Q,活塞压缩式制冷机实物图片,6.2 人工冷源,6.2.2 离心式制冷机压缩机（一）离心式制冷压缩机(centrifugal refrigeration compressor)是一种速度型的压缩机。大型空气调节系统和石油化学工业对冷量的需求很大，离心式制冷压缩机正是适应这种需求而发展起来的。与其他特别是活塞式
9、制冷压缩机相比，因压缩气体的工作原理不同。,6.2 人工冷源,（二）特点 1)无往复运动部件，动平衡特性好，振动小，基础要求简单； 2)无进排气阀、活塞，气缸等磨损部件，故障少、工作可靠、寿命长； 3)机组单位制冷量的重量、体积及安装面积小； 4)机组的运行自动化程度高，制冷量调节范围广，且可连续无级调节，经济方便； 5)在多级压缩机中容易实现一机多种蒸发温度； 6)润滑油与制冷剂基本上不接触，从而提高了冷凝器及蒸发器的传热性能；,6.2 人工冷源,7)对大型离心式制冷压缩机，可由蒸气动力机或燃气动力机直接带动，能源使用经济，合理； 8)单机容量不能太小，否则会使气流流道太窄，影响流动效率；
10、9)因依靠速度能转化成压力能，速度又受到材料强度等因素的限制，故压缩机的一级压力比不大，在压力比较高时，需采用多级压缩； l0)通常工作转速较高，需通过增速齿轮来驱动； 11)当冷凝压力太高或制冷负荷太低时，机器会发生喘振而不能正常工作； 12)制冷量较小时，效率较低； 综上所述，在蒸发温度不太低和冷量需求量很大时，选用离心式制冷压缩机是比较适宜的,6.2 人工冷源,（三）离心式制冷压缩机的工作原理离心式制冷压缩机的工作原理与容积式压缩机不同，它是依靠动能的变化来提高气体的压力的。它由转子与定子等部分组成。当带叶片的转子(即工作轮)转动时，叶片带动气体转动，把功传递给气体，使气体获得动能。定子
11、部分则包括扩压器、弯道、回流器、蜗壳等，它们是用来改变气流的运动方向以及把速度能转变为压力能的部件。制冷剂蒸气由轴向吸入，沿半径方向甩出，故称离心式压缩机（centrifugal compressor）。,6.2 人工冷源,6.2.3 螺杆式压缩机,6.2 人工冷源,6.2.3 螺杆式压缩机 （一）螺杆式空压机的工作原理在壳体中装有一对互相啮合的螺旋转子，其中一根转子具有凸面齿形，另一根转子具有凹面齿形，两根转子之间及壳体三者围成的空间，在转子回转过程中沿轴向移动，其容积逐渐减小。这样，从进口吸入的空气逐渐被压缩，并从出口排出。,6.2 人工冷源,（二）螺杆式空压机的特点螺杆式空压机与叶片式空
12、压机一样，也需要加油进行冷却、润滑及密封，所以在出口处也要设置油分离器。螺杆式空压机的优点是排气压力脉动小，输出流量大，无需设置贮气罐，结构中无易损件，寿命长，效率高。缺点是制造精度要求高，运转噪声大。且由于结构刚度的限制，只适用于中低压范围使用。,螺杆式压缩机工作原理图,单头螺杆式压缩机,双头螺杆式压缩机,6.2 人工冷源,6.2.4蒸汽喷射式制冷机 （一）特点： 蒸汽喷射制冷机具有结构简单，操作方便，高效率、低消耗、运转安全、性能稳定、使用寿命长、不用维修、投资少、无污染、无公害等特点。是利用蒸汽做动力，来制取冷冻水的制冷机。是一种实用新型的中央空调主机。,6.2 人工冷源,（二）蒸汽喷射
13、制冷机的优越性：蒸汽喷射制冷机是利用工业生产中产生的余热蒸汽作动力，抽出设备中的气体，并维持系统的真空度，而不直接消耗机械能，来制取冷水，是其显着特点。其次设备结构简单，无转动部件，一次性投资低，设备运行可靠性高，使用寿命长、高低压蒸汽均可使用。一般不需要备用设备。运行费用低，蒸汽喷射制冷机操作简便，维修工作量小，管理人员和管理费用都比较少。设备可安装在用户楼顶节约用地，基建投资少，制取冷冻水的温度范围较宽（+50 C+200C）用水做为冷冻剂，没有污染，符合国家环保标准，供给冷气自然舒适。,6.2 人工冷源,(三)工作原理,6.2 人工冷源,(四)工作过程,6.2 人工冷源,6.2.5 吸收
14、式溴化锂制冷机有氨-水吸收式和溴化锂-水式，前者设备复杂，制冷剂难分离，用的较少。,6.2 人工冷源,6.2 人工冷源,（一）吸收式制冷机工作原理,6.2 人工冷源,（二）工作过程,6.2 人工冷源,蒸汽型（燃油燃汽）双效溴化锂吸收式冷(热)水机组 特点：寿命长，体积小，配有无泵自动抽气装置，操作方便，运行安全可靠,6.2 人工冷源,其它的压缩机 1滚动转子压缩机,6.2 人工冷源,2、滑片压缩,6.2 人工冷源,3 蜗旋压缩,6.2 人工冷源,6.2.6 冷却塔 （一）分类： 自然通风冷却塔（开放式、风筒式） 机械通风冷却塔（抽风式、鼓风式） （二）机械通风冷却塔组成 塔体、风机、播水器、填料,机械通风冷却塔结构图,再见,
