中央空调系统原理与运维基础知识

一、空调系统工作原理

蒸汽压缩制冷系统是现代空调系统的核心，其工作原理基于制冷剂在不同压力条件下的相变特性。系统主要由四大核心部件组成：

蒸发器：作为热量吸收装置，制冷剂在低压状态下蒸发，吸收被冷却物体的热量，实现制冷效果。

压缩机：系统"心脏"，负责吸入低温低压制冷剂蒸汽，进行压缩升压，然后将高温高压制冷剂蒸汽输送至冷凝器。

冷凝器：作为热量释放装置，将高温高压制冷剂蒸汽冷凝为高压液体，同时将热量传递给冷却介质（水或空气）。

节流装置：使高压液态制冷剂通过节流降压，形成低温低压的制冷剂混合物，进入蒸发器进行制冷循环。

制冷循环过程简述：低温低压制冷剂蒸汽被压缩机吸入并压缩成高温高压气体，进入冷凝器散热冷凝为高压液体，经节流装置降压后进入蒸发器吸热蒸发，再被压缩机吸入，形成连续循环。

除四大核心部件外，现代空调系统还配备多种辅助设备，确保系统安全、可靠、高效运行：

- 电磁阀：精确控制制冷剂流向；

- 单向阀：防止制冷剂逆流；

- 分配器：确保制冷剂均匀分配；

- 干燥过滤器：去除系统中的水分和杂质；

- 温度传感器：实时监测系统温度变化；

- 压力控制器：监控系统压力，防止超压运行；

- 视液镜：观察制冷剂流动状态及含水量；

- 油分离器：分离制冷剂中的润滑油，确保系统高效运行；

- 其它.....

二、空调主机类型分类

1. 水冷冷水空调机组

- 特点：以水作为冷热源，冷凝侧为水换热器，需配合冷却塔使用；

- 适用场景：大型商业建筑、数据中心、医院等；

- 优势：运行效率高，噪音低，适合大规模制冷需求；

- 劣势：需要额外冷却水系统，初期投资较高；

2. 风冷冷水空调机组

- 特点：以周围空气作为冷热源，冷凝侧为翅片管式换热器加风机；

- 适用场景：中小型商业建筑、办公楼、酒店；

- 优势：安装简单，无需冷却塔，节省空间；

- 劣势：受环境温度影响较大，效率低于水冷系统；

3. 多联机式空调机组

- 特点：采用冷媒铜管连接室内外机，实现多房间独立控制；

- 适用场景：需要分区控制的商业建筑、酒店、办公场所；

- 优势：灵活控制，节能效果好，可实现精准温度控制；

4. 风冷涡旋热泵机组

- 特点：自带风机向空气中放热，采用涡旋压缩机，支持制冷制热；

- 适用场景：全年需要冷热需求的场所，如酒店、商场；

- 优势：一机多用，节能高效，通过四通阀实现制冷制热切换；

- 劣势：初期投资较高，需要专业安装；

5. 水冷离心冷水机组

- 特点：水冷系统，采用离心式压缩机，容量通常500RT以上；

- 适用场景：大型商业综合体、超高层建筑、大型工厂；

- 优势：容量大，效率高，运行平稳，适合大规模制冷；

- 劣势：初期投资高，需要专业维护；

6. 水冷螺杆冷水机组

- 特点：水冷系统，采用螺杆式压缩机，容量通常500RT以下；

- 适用场景：中型商业建筑、酒店、医院；

- 优势：容量适中，效率高，维护相对简单，运行稳定；

- 劣势：容量不如离心式大，适合中等规模应用；

7. 水冷涡旋冷水机组

- 特点：水冷系统，采用涡旋制冷压缩机；

- 适用场景：中小型商业建筑、办公场所、小型商场；

- 优势：结构紧凑，运行平稳，噪音低，维护简便；

- 劣势：容量相对较小，适合中小型应用；

三、冷水机组的开关机操作流程

1. 开机前检查

- 确认供电电压在额定值±10%范围内；

- 检查机组有无故障报警，各信号指示灯是否正常；

- 确认冷水机组的冷冻水、冷却水进出水阀门处于开启状态；

- 检查冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔等相关设备的出入水阀门是否开启；

- 检查水系统压力及补水设施是否正常，确保系统无泄漏；

- 检查制冷剂压力是否在正常范围内；

2. 开机步骤

- 优先开启空调末端数量1/3以上的设备；

- 启动冷却塔风机；

- 启动对应的冷冻水泵及冷却水泵，确认冷冻水及冷却水进回水压力及压差在合格范围内；

  - 冷冻水进水压力：0.24~0.32MPa；

  - 冷却水进水压力：0.15~0.24MPa；

  - 进回水压差：约0.05MPa；

- 开启机组，压缩机启动后加载过程中需持续观察运行电流、蒸发器压力、冷凝器压力等关键参数；

- 待各主控参数稳定正常，确认机组无异常振动、噪音或异常气味后，方可离开机房；

3. 停机步骤

- 接到停机指令后，由冷水机组自动卸载停机；

- 压缩机停止运行后，等待5分钟再停冷冻水泵、冷却水泵、冷却风扇；

- 全部关停后，保持压缩机继续预热30分钟；

- 异常情况可使用机组自带的急停按钮立即停机；

- 逐步关停空调使用末端；

4. 换季停机

- 冬季或气温极寒时，需对主机、冷冻/冷却水泵进行防冻处理；

- 关闭主机冷凝器、蒸发器进出口阀门；

- 打开放水阀及放空阀，利用压缩空气将余水吹净；

- 将冷却水及冷冻水管路水排净，防止结冰损坏设备；

- 建议在停机前对系统进行彻底清洗，预防水垢和杂质；

5. 常见误操作及正确处理

误操作1：开机时未关闭不开机组蒸发器的进出水阀， 部分冷水从不开机组蒸发器流走，影响工作机组制冷效果；

- 正确做法：开机前必须关闭所有非运行机组的蒸发器进出水阀；

误操作2：开机前未关闭不需要开启机组的冷凝器进水阀，造成冷却水窜流，减少运行机组冷凝器内冷却水流量，导致冷凝压力上升，运行电流增加，制冷量下降；

- 正确做法：开机前必须关闭所有非运行机组的冷凝器进水阀；

误操作3：因冷凝压力升高误判为冷却水量不足，盲目开大冷凝器进水阀和冷却水泵出水阀，增加水泵和冷却塔风机能耗，浪费电能；

- 正确做法：先检查是否因非运行机组阀门未关闭导致，再考虑增加冷却水量；

误操作4：盲目增开一台冷却水泵，虽然能降低冷却水温和冷凝压力，但导致一台水泵空转，浪费电能；

- 正确做法：根据系统需求合理配置水泵数量，避免不必要的能源浪费；

四、日常维护建议

1. 定期清洁：每季度对冷凝器、蒸发器进行清洗，确保换热效率；

2. 制冷剂检查：每半年检查制冷剂充注量，确保系统正常运行；

3. 电气系统检测：定期检测电气连接，防止接触不良导致故障；

4. 油位检查：定期检查压缩机油位，确保润滑系统正常；

5. 能效监测：建立能效监测机制，及时发现能效下降情况；

6. 专业维护：建议每年进行一次全面专业维护，包括系统性能测试和关键部件检查；

通过规范操作和定期维护，可有效延长空调系统使用寿命，提高运行效率，降低运行成本，确保系统长期稳定可靠运行。