冷剂式空调系统由制冷剂直接担负房间负荷,也称作机组式系统。冷剂式系统属于分散式空调系统。系统中设备、部件由厂家按规格系列成套生产,用户根据房间冷负荷直接选用即可,不需要对机组设备进行详细计算。冷剂式空调系统具有系统简便、占用空间少、运行调节自动化程度高等优点,特別适用于旧建筑空调改造工程和小规模建筑。主要缺点是制冷性能系数小(2.5~3)、不能多工况运行、使用寿命短等。这一技术经历了由整体式机组到分体式机组,由房间独立系统到全楼VRV系统的发展过程。常见的系统形式有房间空调器、单元式空调机系统、变制冷剂流量(VRV)空调系统、水环热泵空调系统等。
1.房间空调器
房间空调器分为单冷式和热泵式。
1)房间空调器类型
(1)窗式空调器
窗式空调器装在窗户上,单冷式空调器的蒸发器在室内侧,冷凝器在室外侧。热泵式窗式空调器的冷凝器和蒸发器冬夏季交替使用。制冷剂通过四通换向阀改变流动方向。
(2)分体式空调器
分体式空调器的冷凝器、压缩机设在室外,蒸发器设在室内。热泵式分体空调器的工作原理与窗式空调器相同。目前的分体空调器产品一般要求室内机与室外机之间的冷剂管道长度不超过10m,室内机与室外机之间的高差不超过5m。
(3)一台室外机联多台室内机系统
一台室外机联多台室内机系统又称一拖多系统,也称多联机系统。
2)房间空调器的选用
(1)容量选择
单冷式空调器按房间冷负荷选择空调器容量,一般使标牌制冷量大于或等于房间冷量即可。选用热泵式空调器时标牌制冷量和制热量应同时满足冬、夏季供热量和供冷量要求。没有负荷计算条件时可采用当地冷、热负荷指标进行选择。
(2)运行参数
冬季采用热泵供暖时需要注意,热泵式房间空调器冬季运行时受室外空气温度的限制,氟里昂制冷剂的蒸发温度为0~7℃,一般在室外空气干球温度不低于7V、湿球温度不低于6℃时能够正常运行,低于此温度时就会明显降低制冷性能系数,甚至会停机。长期在低温下运行蒸发器会频繁结霜,增加除霜的成本。因此,严寒地区不能把热泵空调器用于整个冬季的供暖,但可以用于供暖期前后的补充供暖。
2.单元式空调机组
单元式空调器机组自带冷源设备,是由空气处理设备、制冷设备、风机和控制系统组成的单元整体式机组,是公共建筑和工业建筑中的常用设备。单元式空调机组结构紧凑、占地面积小、调节灵活、安装和使用方便。这里介绍两种典型的单元式空调机组。
1)热泵式室内空调机
热泵式空调机夏季供冷冬季供暖,带有水侧换热器作为蒸发器或冷凝器。以水为冷、热源,常用于水源热泵空调系统和水环热泵系统。
2)屋顶式空调机组
屋顶式空调机组是一种较大型的单元整体式机组,直接处理空气。一般由压缩冷凝段、蒸发过滤段、送风段三段组成。该机组自带风冷式冷凝器,不需要冷却水系统。机组自动化程度高、制冷量大、可靠性高。
3.变制冷剂流量空调系统
变制冷剂流量系统简称VRV系统,以制冷剂作为热传送介质。制冷剂热容量约是水的10倍或空气的20倍,因此管路尺寸很小;同时可根据室内负荷的变化进行容量调节,使得系统能在高效率工况下运行,是一种节能型的空调系统。VRV系统可以由组合模式成为较大容量、灵活多变的系统。输送管道断面尺寸小,不需很大的机房面积,维修、管理费用低。目前,VRV系统规模已经能达到上万平方米的空调面积。特别适用于改建工程。
目前的VRV系统,有热回收型、热泵型和单冷型系列。热回收式系列可用于有空调内区的建筑,实现同时对周边区供暖和内区供冷,回收内区的热量。
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