中央空調系統由一個或多個冷熱源系統和多個空氣調節系統組成,為建筑物內的多個房間或區域提供制冷、加熱、通風和空氣凈化的設備,中央空調系統主要由5大循環過程,這些循環相互作用,共同維持建筑內的舒適環境,現在介紹如下:
室內水風循環;
冷凍水循環;
主機制冷循環;
冷卻水循環;
冷卻塔水風換熱循環;
1. 室內水風循環
定義:室內水風循環是指通過風機盤管(FCU)或空氣處理機組(AHU)將室內空氣進行加熱或冷卻的過程。
工作原理:空氣被吸入AHU或FCU,經過過濾后與熱交換器接觸。熱交換器中的水(來自冷凍水循環或熱水循環)將熱量傳遞給空氣,從而改變其溫度。之后,調整后的空氣被送回房間,以保持所需的室內溫度。
2. 冷凍水循環
定義:冷凍水循環是利用低溫水來冷卻室內空氣的系統。工作原理:冷卻水循環系統由冷卻泵、冷卻水管道、冷卻水塔、冷凝器等組成。在主機中產生的低溫水(通常為5-7°C)被泵送到建筑內的各個末端設備(如FCU或AHU)。這些設備使用冷水來吸收室內空氣的熱量,隨后將溫度升高的水返回到主機進行再冷卻。
3. 冷卻水循環
定義:冷卻水循環用于移除主機在制冷過程中產生的熱量。冷卻水循環系統由冷卻泵、冷卻水管道、冷卻水塔、冷凝器等組成。冷凍水循環系統進行熱交換的同時,帶走大量的熱能。該熱能通過主機內的制冷劑傳遞給冷卻水,使冷卻水溫度升高,冷卻泵將升溫后的冷卻水壓入冷卻水塔(出水),使之與大氣進行熱交換,降低溫度后再送回主機冷凝器(回水)。
4. 主機制冷循環
定義:主機制冷循環是中央空調系統的核心,負責產生冷量或熱量。工作原理:此循環遵循典型的制冷原理,即通過壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器四個主要部件的制冷劑循環來實現。壓縮機提高制冷劑的壓力和溫度,冷凝器將高溫高壓的制冷劑冷卻并轉化為液體,膨脹閥降低制冷劑的壓力,最后在蒸發器中制冷劑吸收熱量變為氣體,完成制冷過程。
5. 冷卻塔水風換熱循環
定義:冷卻塔水風換熱循環是為了冷卻冷卻水而設計的。工作原理:冷卻塔通過水和空氣的直接或間接接觸來冷卻水。冷卻水首先進入冷卻塔的水槽,而后被均勻分配至填料層上部,通過噴嘴或布水器形成細小的水滴或薄層水膜,極大地增加了水與空氣的接觸面積。與此同時,冷卻塔底部的風機啟動,將外界空氣吸入塔內,空氣向上流動穿過填料層,與下落的冷卻水接觸。在這個過程中,熱交換發生,水中的熱量傳遞給空氣,通過蒸發和對流兩種方式散熱。一部分水蒸發,帶走大量熱量,而未蒸發的水則通過與空氣接觸而冷卻。
經過填料層的冷卻水溫度顯著降低,隨后流入冷卻塔底部的集水池。冷卻后的水被冷卻水泵抽取,重新送入空調系統的冷凝器,開始新一輪的熱交換過程。這一循環不斷重復,確保了系統中冷卻水的溫度得以控制,從而維持制冷系統的高效運行。