文 献 综 述

一．选题的依据及意义[1]

随着我国人民生活水平的不断提高及现代科学技术的发展、我国市场经济的大发展，各地都在兴建高标准的办公室。人们对室内空气的温湿度、洁净度和空气品质问题越来越重视，建筑部门、商业部门、卫生部门等相关机构对空调的设计和维护都提出了新的要求。办公楼的建筑水准和设备水准是一个国家现代化程度和技术水平的标志

另外，我国是一个能耗大国，其中建筑能耗占了相当大的比重，节能建筑已经受到全社会的高度关注，降低建筑能耗已迫在眉睫。而空调方式应能适应办公楼的功能需求，因此搞好办公楼空调设计是至关重要的。因此，设计一个节能、舒适、健康的中央空调具有很大的实际意义。

二．空调系统控制概念介绍

1) 风机盘管的控制

设有风机盘管房间的室温，由设于房间内带有季节转换开关及三速调节开关的温度控制器来控制风机盘管回水支管上双位两通电动阀的通断控制供水量，三速开关控制风机送风量，满足室内温度要求。

2) 新风系统的控制

新风送风温度由送风总管上的温度传感器经温度控制器指令新风机组表冷器回水管上的比例积分式两通电动阀的开度来调节供水量，使新风送风温度稳定在整定值上。

3) 空调系统的控制

空调房间的室温控制由设于回风总管上的温度传感器经温度控制器指令空气处理机组表冷器回水管上的比例积分式两通电动阀的开度来调节供水量，实现室内温度上的比例积分式两通电动阀的开度来调节供水量，实现室内温度稳定在设定的基准上。

4)研究设计目的

在现在的办公大楼中，通过采用舒适性空气调节系统，保证了办公人员在工作生产时的舒适性感觉。具体而言，我们研究、设计的目的除了满足室内空气温度、湿度和速度方面的要求之外，更重要的是满足其舒适性方面的要求。

空气温湿度与一般舒适性空调的温湿度基本类似。根据我国《采暖通风与空气设计规范》（GBJ19-87）中规定，舒适性空调的室内参数应达到以下水平。

舒适性空调室内计算参数

季节	温度（℃）	相对湿度（%）	风速
夏季	24~28	40~65	≤0.3
冬季	18~22	40~60	≤0.2

四．空调系统形式的选择

在我国，家用空调和中央空调本是两个独立的概念。家用空调一般是指窗式机、分体壁挂式和柜机等用于家庭单个空间的空调机组；而中央空调则是指具有集中的冷／热源和冷／热媒的空调系统，主要应用于宾馆、写字楼等，能够为较多的独立划分的空间提供冷量和热量的空调系统。

随着经济的发展，我国的人居面积有较大幅度的增长，人们对于室内空气品质的要求也越来越高：一个多居室的家庭往往需要安装多台家用空调，才能满足不同空间的温度要求。据2000年对上海市某一居民区的调查发现，平均每户拥有家用空调近2台，有的家庭甚至达到了7台。

一个家庭安装数台家用空调有许多弊端：1.整机能效比低，一般为2.7#8212;3.1，具体表现为家庭耗电量大，城市电网峰值剧增；2.难以保证室内良好的温度场和和气流场，影响室内环境的品质和舒适性；3.由于无新风且单机过滤不完全，导致室内空气质量变差；4.大量安装的室外机不但破坏大楼的外观的美感，更成为安全隐患等等。

中央空调几乎不存在上述问题：其特点为：

由于冷源集中，中央空调的能效比一般在4~5；多风口的送风和回风可以保证室内有良好的气流场和温度场；由于远离制冷机房，所以噪音污染得到有效的抑止；可以加入新风并通过及时更换过滤器，保证室内空气质量；一般安装在专用的机房，不会破坏大楼的美观，更不会造成安全隐患。鉴于上述原因．家用空调中央化的方案引起了业界的关注，陆续提出了”户式中央空调”或”小型家用中央空调”等概念。

其优势在于：

1）中央空调的空调效果优于局部空调。中央空调可做到每室均有管道式空调送回风口或风机盘管送回风口。

2）中央空调能保证向房间输送新风，使房间始终保持空气清新、卫生。而如果通过开窗通风换气，则冷量就会大量损失，这不仅影响房间温度，而且浪费能源。

3）中央空调投资低于局部空调。

4）中央空调运行管理灵活方便，且运行费用低于局部空调。中央空调制冷站可直接控制制冷剂的开停时间和冷量大小，可根据气候变化进行调整，以节约运行电费。

5)中央空调故障少好维修。中央空调无论是空调机组和送回风道系统，还是房间风机盘管和新风系统，均不宜发生故障，而制冷设备在制冷站内，方便维修。

6）中央空调寿命长，分体空调一般3~5年就要换新机，中央空调可用8~15年。

7）中央空调噪声效益局部空调，中央空调可加各种消声装置降低噪声。

8）中央空调可与装修施工密切配合实现豪华明快之效果。

9）局部空调的凝结水不易处理好。但由于集中供冷的中央空调系统一般属于间歇性运行，当停机时满足不了要24小时工作的房间，故对这些房间可单独设局部空调系统来满足其要求，又因为大部分房间用作办公室间、会议室、接待室等，热湿负荷不一致，各参数要求不同，且要求各室空气互不相通，所以应对个房间进行单独调节。

因此设计可选用风机盘管加独立新风系统。

选用风机盘管系统具有以下优点：

1）布置灵活性大，节能效果好，各房间能根据室内负荷情况单独调节温湿度，房间不使用时可以关掉机组，不影响其他房间的使用。

2）各空调房间互不相通，不会相互污染；

3）节省运行费用，运行费用与单风系统相比约低20%~30%，比诱导器低10%~20%，而综合投资费用大体相同，甚至略低；

4）可以承担80%的室内负荷，与全空气系统相比可节省空间；

5）只需要新风机房，机房面积小，风机盘管可以安装在空调房间内；

6）机组定型化、规格化、易于选择安装，安装投产较快；

7）适用寿命长。尽管风机盘管系统具有上述诸多优点，但在某些方面仍存在有缺陷，设计安装时应注意：

① 机组分散布置，维护管理不便，水系统复杂，易漏水，设计时应选择好管材并作必要的防漏处理；敷设各种管线麻烦，应合理布置管线；

②过渡季节不能使用全新风；

③小型机组气流分布受限制，适用于进深在6米以内的房间，一般需与新风系统合用；

④必须采用低噪声风机才能保证室内要求。

按照家用中央空调的输送介质的不同，常见的有三种型式：风管式系统、冷／热水机组和VRV(变制冷剂流量)系统。

VRV家用中央空调是一种冷剂式空调系统，它以制冷剂(比如R22)为传送介质。vRv系统与普通的家用空调比较相近，是对普通家用空调的一种多用户的扩展，即：一台室外机通过管路能够向若干个室内机输送液态制冷剂，通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内各换热器的制冷剂流量，适时地满足室内冷、热负荷要求。

组图 中央空调

图2 中央空调分类

五.中央空调的工作原理

主机是产生冷热源的房间的需的冷量，热量都是由它产生，它的大小配量是根据需要空调的面积及冷量来决定的，需要空调房间面积大就要求主机配的大，相反就小。

末端是所有房间内机器的称呼，是房间内冷热变换的设备。房间内所需的冷热量都是由它传递出来。它的大小是由它装的单人房间的面积与冷热量来决定的，具体情况不同需要配备不同大小的末端来适应本房间。

连接管道是用来输送冷热介质的。这种冷热介质一般是水或制冷剂[氟利昂]，一般家庭用的多半采用直接输送制冷剂到各个房间。这样有利于节能，大面积办公楼一般采用送冷热水的方式，就是由主机把水变冷或变热再由水泵把冷热水输到各个地方的末端。

随着社会的发展以及技术的进步，中央空调进入千家万户已是个必然的趋势。以前由于技术的限制，家庭采用中央空调系统既不经济也不现实，但是现在开发的家用中央空调都是技术相当成熟。在哪个房间只开那里，也只耗部分的电，相当的节能，没有像以前一样浪费太大。

不管怎么样变化，中央空调工作原理还是不变的，都是通过主机产生冷热源，再由连接管道送到各个末端来达到制冷制热的目的。如图3，以冷／热水机组为例阐述家用中央空调的基本原理。

图片3 普通热泵型家用空调器的原理图

普通家用空调的基本工作原理：

图3是普通热泵型家用空调器的原理图。它主要包含：室内换热器、室外换热器、压缩机、毛细管、气液分离器和四通阀等部件。当热泵型空调器运行于制冷工况时，四通阀换向使图中实线接通。这时，室内换热器成为蒸发器，而室外换热器成为冷凝器。从室内换热器来的低温低压过热气经四通阀和消声器进入气液分离器．分离出液体后，干过热气被压缩机吸入压缩成为高温高压的气体徘出，气体经四通阀进入室外换热器放热冷凝，成为过冷液。过冷液经毛细管阻力降压后成为低温低压两相流体，进入室内换热器蒸发吸热(此时室内空气被降温)，再一次经四通阀和气液分离器进入下一循环：图中过滤器主要用于制冷剂与压缩机油的分离，以保证换热器的换热效率。

当热泵型空调机运行于制热工况时，四通阀换向使图中虚线接通。这时、室内换热器成为冷凝器，室外换热器成为蒸发器。从室外换热器来的低温低压过热气经四通阀和消声器进入气液分离器，分离出液体后，干过热气被压缩机吸入压缩成为高温高压的气体徘出，气体经四通阀进入室内换热器放热冷凝(此时，室内空气被加热)．成为过冷液，过冷液经毛细管阻力降压后成为低温低压两相流体．进入室外换热器蒸发吸热，随后过热气经四通阀和气液分离器进入下一循环。

为防止制热时因除霜导致室内舒适性下降，采用了热气旁通不间断制热除霜方式。除霜时，运行原理基本与制热相同，只是将融霜电磁阀打开。从压缩机出来的高温高压的过热气有一部分被分流到室外换热器的人口，迅速把室外换热器的温度提高到O℃以上，融掉室外换热器上的霜层，使换热器保持良好的换热效率。

冷／热水机组形式的家用中央空调(以下简称：冷／热水机组)的制冷剂循环与普通家用空调完全相同，即：制冷时机组的风冷换热器为冷凝器，机组的水冷换热器为蒸发器；制冷剂经压缩机压缩成为高温高压过热气体，在风冷换热器中冷凝放热，成为过冷液，再经节流装置阻力降压后成为低压低温两相流体进入水冷换热器蒸发吸热(此时载冷剂被冷却)，最后再回到压缩机进入下一循环。制热时机组的风冷换热器为蒸发器，机组的水冷换热器为冷凝器；制冷剂经压缩机压缩成为高温高压过热气体，在水冷换热器中冷凝放热(此时载冷剂被加热)，成为过冷液，再经节流装置阻力降压后成为低压低温两相流体进入风冷换热器蒸发吸热，最后再回到压缩机进入下一循环。

冷／热水机组的制冷剂循环与普通家用空调和VRV形式的家用中央空调的不同在于：冷／热水机组并没有直接将制冷剂作为输送介质送到用户的换热器中，而是通过水冷换热器将制冷剂的冷／热量传给专门的输送介质#8212;#8212;载冷剂送到用户端。这种载冷剂通常为水。

图片4 冷／热水机组形式的家用中央空调原理图

冷／热水机组的载冷剂循环为：从各用户换热器返回的高／低温(供冷时为高温，供热时为低温)回水在集水器中混合，经空调水泵加压送入水冷换热器中换热成为低／高温（供冷时为低温，供热时为高温)载冷剂进入分水器，再由分水器分流进入各空调空间的供水管路，供水在各房间的换热设备(譬如：风机盘管)中向空调空间释放冷／热量后成为高／低温回水由回水管路回到集水器中，进入下一循环。

冷／热水机组形式家用中央空调的控制原理

冷／热水机组形式家用中央空凋的控制原理与风机盘管中央空调系统基本类似。图3为冷／热水机组形式家用中央空调控制原理图，图中E为执行器、C为控制器、T为温度测点。

冷／热水机组的控制方式如下：

每个空调房间有自己独立的温度控制器，用户可根据需要设定室温。安装在温度控制器上的温度传感器及时感知该房间的温度，温度控制器根据该温度和设定室温的差别来控制风机盘管中风机的转速，从而把室内温度稳定在设定值附近。

各个温度控制器通过通讯环路(集中总线)与主控制器取得联系，不断把目前的状态包括用户的设定等信息及时反馈给主控制器。

主控制器可单独接受用户的设定，也可根据用户对各房间温度控器设定的情况决定运行工况。在某一工况下，主控制器检测空调出水温度，并将其与设定值比较，根据差别来控制压缩机运行、从而调节系统整体制冷／热量。此外，主控制器还要检验系统关键位置的压力、温度、电流等、发现异常立即采取措施并显示故障信息。准确、迅速的保护功能是系统能够长期安全稳定运行的保证。

参考文献：

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