空調的原理

--

--

中央空調系統的構成及工作原理

中央空調系統的組成如圖1所示。

它主要由制冷機、冷卻水循環系統、冷凍水循環系統、風機盤管系統和冷卻塔組成。

各部分的作用及工作原理如下：

制冷機通過壓縮機將制冷劑壓縮成液態后送蒸發器中與冷凍水進行熱交換，將冷凍水制冷，冷凍泵將

冷凍水送到各風機風口的冷卻盤管中，由風機吹送達到降溫的目的。經蒸發后的制冷劑在冷凝器中釋放出

熱量成氣態，冷卻泵將冷卻水送到冷卻塔上由水塔風機對其進行噴淋冷卻，與大氣之間進行熱交換，將熱

量散發到大氣中去。

圖1中央空調系統的組成

注：T為環境溫度，即室外溫度，四季不同，夏天可達35℃。

中央空調工作原理

戶式中央空調--工作原理一戶式中央空調的分類

☆風管機

一臺定頻室外機，一臺定頻室內機，通過風管把冷熱風送至每個房間，可方便將室外新風引

入；對空氣進行加濕等集中處理也較容易，是廉價的機器，設計合理每個房間的噪聲僅增加

1～3分貝，臥室不必吊頂，每個房間在可高于主溫控器設定的溫度以上，對溫度進行控制；

可以有一定比例的能量轉移，達到節能及加快空調冷熱速度的效果。

室內機局部噪聲較大，根據現場不同的安裝條件，實測在42～52分貝之間，對設計及安裝

--

--

要求很專業。

☆一拖多機組

(1)定頻多聯機

把分體空調集中到一個室外機中，最多一拖三里面有三臺壓縮機，冷媒系統各自獨立；把明

裝壁掛室內機改變成暗藏式；引進新風困難，是分體空調的一種變形，臥室內風機噪音由低

到高要增加7～14分貝，最高達50分貝。每個臥室需增加長1.2m以上，寬0.6m，高0.3

m的吊頂，另需設檢修孔；每個內機都需有冷凝水排放的管路。

冷媒系統獨立，但電路部分的有共用點；如發生外風機，外機溫度探頭、壓力保護或電器局

部短路等故障時，整套機器將無法運行。

(2)定、變頻一拖多

其中有1～2臺變頻壓縮機或另加1臺定頻壓縮機，電路上有射頻干擾，對電腦有影響。檢

修孔新風引入吊頂與冷凝水與多聯機相同；對氟管的分支器要求設計合理；對上，下層共用

1臺機器，管路要求更高；較易在全開啟時出現末端內機效果太差的情況。

☆冷熱水機

定頻冷熱水機或變頻冷熱水機

大型中央空調的縮小，冷凝器由水冷變成風冷；用水泵將冷熱水送至風機盤管。引入新風、

檢修孔、吊頂冷凝水排放、噪聲指標與多聯機相同。但又增加了冷熱水管；由于溫度差很大，

密封問題突出，出現漏水對裝潢的破壞較大。另外大型中央空調蒸發器都定時清理和酸洗；

家用冷熱水機對此還無良策，長期使用冷熱交換器的效率將大打折扣。如能與中央水處理系

統相結合，可克服上述難點。

單獨房間使用空調，其它房間風機盤管有冷熱水管流過，也會產生能耗；現較流行采用電磁

水閥來關閉水路；除去造價上的因素外；還會使局部水流速過高，產生噪聲的問題。

二.戶式中央空調的工作原理

1．冷(熱)水機組的基本工作過程是：室外的制冷機組對冷(熱)媒水進行制冷降溫(或加熱升

溫)，然后由水泵將降溫后的冷媒(熱)水輸送到安裝在室內的風機盤管機組中，由風機盤管機

組采取就地回風的方式與室內空氣進行熱交換實現對室內空氣處理的目的。

--

--

2．風管(道)式機組的基本工作過程是：供冷時，室外的制冷機組吸收來自室內機組的制冷

劑蒸氣經壓縮、冷凝后向各室內機組輸送液體制冷劑。供熱時，室外的制冷機組吸收來自冷

凝器的制冷劑蒸氣經壓縮后向各室內機組輸送汽體制冷劑，室內機組通過布置在天花板上的

回風口將空氣吸入，進行熱交換后送入安裝在室內各房間天花板中的風管(道)內，并通過出

風口上的散流器向室內各房間輸送空氣。在風管(道)上設計有新風門和排風門，可以按一定

比例置換空氣，以保證室內空氣的質量。

3．變頻一拖多機組的基本工作過程是：供冷時，室外的制冷機組吸收來自室內機組的制冷

劑蒸氣經壓縮、冷凝后向各室內機組輸送液體制冷劑。供熱時，室外的制冷機組吸收來自冷

凝器的制冷劑蒸氣經壓縮后向各室內機組輸送汽體制冷劑。各室內機組通過暗裝的方式布置

在天花板上。通過其回風口將空氣吸入，進行熱交換后送入，再從送風口將處理后的空氣采

取就地回風的方式送回室內。

機組在能量調節方式上由微電腦控制，室外機組的變頻式壓縮機根據室內冷熱負荷的變化，

自動調節壓縮機的工作狀態，以滿足室內冷熱負荷的要求。

中央空調工作原理

空調制冷系統，主要是由制冷壓縮機、冷凝器、蒸發器、和節流膨脹閥四個基本部

件組成。它們之間用管道依次連接，形成一個密閉的系統，制冷劑在系統中不斷地循環流動，

發生狀態變化與外界進行熱量交換。

在制冷系統中蒸發器是輸送冷量的設備；制冷劑在其中吸收水的熱量，使其成為冷

凍水，以實現制冷；壓縮機是心臟，起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用；冷凝器是放

出熱量的設備，將制冷劑的熱量一起傳遞給冷卻水或空氣帶走；節流閥對制冷劑起節流降壓

作用、同時控制和調節流入蒸發器中制冷劑液體的數量，并將系統分為高壓側和低壓側兩大

部分。

中央空調原理包括：一、中央空調制冷原理：有壓縮式、吸收式等，這里不再細述；二、中

央空調系統原理：有風系統工作原理、水系統工作原理、盤管系統工作原理等，簡單介紹如

下：

1、中央空調原理的新風系統工作：

室外的新鮮空氣受到風處理機的吸引進入風柜，并經過過濾降溫除濕后由風道送入每個

房間，這時的新風不能滿足室內的熱濕負荷，僅能滿足室內所需的新風量，隨著室內風機盤

管處理室內空氣熱濕負荷的同時，多余出來的空氣通過回風機按閥門的開啟比例一部分排出

室外，一部分返回到進風口處以便再次循環利用。如圖：

--

--

2、中央空調原理的盤管系統工作：

室內的風機盤管工作時吸入一部分由風柜處理后的新風，再吸入一部分室內未處理的空

氣經過工藝處理后，由風口送出能夠吸收室內余熱余濕的冷空氣，使室內溫度濕度達到所需

要的標準，如此循環工作。如圖：

3、中央空調原理的風管積塵原因：

室外空氣經中央空調處理時，由于大多數粗精效過濾網僅能過濾3um以上的懸浮顆粒

物，其微細顆粒物則隨風直接進入風管，而風管內表面實際粗糙度遠遠高于微細顆粒物的大

小，因此，這些微細的顆粒物隨著空氣與風管內壁相互碰撞摩擦產生靜電吸附越積越多，從

而導致風管內壁的粗糙度越來越大，灰塵粘附加速進行，如此長年累月形成較厚積塵。如圖：

中央空調的工作原理

2009-01-0603:57:19來源:wx瀏覽量：68次字體：[大][中][小]

1、新風系統工作原理：

室外的新鮮空氣受到風處理機的吸引進入風柜，并經過過濾降溫除濕后由風道送入每個房

間，這時的新風不能滿足室內的熱濕負荷，僅能滿足室內所需的新風量，隨著室內風機盤管

處理室內空氣熱濕負荷的同時，多余出來的空氣通過回風機按閥門的開啟比例一部分排出室

外，一部分返回到進風口處以便再次循環利用（如圖所示：）

2、盤管系統工作原理：

室內的風機盤管工作時吸入一部分由風柜處理后的新風，再吸入一部分室內未處理的空氣經

過工藝處理后，由風口送出能夠吸收室內余熱余濕的冷空氣，使室內溫度濕度達到所需要的

標準，如此循環工作。（如圖所示：）

3、中央空調風道內積塵的原因：

室外空氣經中央空調處理時，由于大多數粗精效過濾網僅能過濾3um以上的懸浮顆粒物，

其微細顆粒物則隨風直接進入風道，而風道內表面雖然看似光滑，但其實際粗糙度遠遠高于

微細顆粒物的大小，因此，這些微細的顆粒物隨著空氣滾動與風道內壁相互碰撞摩擦產生靜

電吸附越積越多，從而導致風道內壁的粗糙度越來越大，灰塵粘附加速進行，如此長年累月

灰塵越積越厚最終形成較厚積塵。（如圖所示：）

4、中央空調風道積塵帶來的危害：

--

--

A、滋生細菌，傳染疾病：由于風道通過出風口、回風口與室內形成相對封閉空間，風道內

的灰塵（一般肉眼看不見）及病菌會隨著空調風吹到房間各個角落，逐漸變成室內空氣的污

染源；同時某一個房間的病菌也容易隨著空調循環風吹到其他房間形成交叉感染。如：“非

典”期間國家衛生部命令停開室內所有無新風的中央空調，防止疫情傳播。1976年美國費城

的軍團菌大爆發，事后研究認定其傳染源就是該市某會場內的中央空調。

B、風阻加大、損耗能源：空氣在風道內流動，由于粘性及流體的相對運動，因而產生了內

摩擦力，空氣在風道內流動過程中，就要克服這種阻力而消耗能量.

摩擦阻力表達式為：△Pm=λ*l/4Rs*ρυ2/2

公式中:

λ：摩擦阻力系數RS：風道水力半徑

ι：風道長度ρ：空氣密度

ν：風道內空氣平均流速

風道在時間的推移和設備使用的年限增加中，它的表面會依附著大量的灰塵（懸浮微粒物）。

這使邊壁形成的邊界層發生破壞，即破壞了流體在風道內的層流狀態。而形成了紊流狀態，

增加了內摩擦力，使風力受阻、風機的負載增大，機組能力下降，對于設備使用壽命會降低，

增加能源的消耗。

國內外中央空調清洗行業現狀：

a)國外發達國家中央空調清洗行業現狀：國外發達國家由于很早以前便應用了眾多的中央

空調系統，針對空氣質量對人身健康危害，國外民眾有比較深刻的認識（1976年美國費城

的軍團菌大爆發，事后研究認定其傳染源就是該市某會場內的中央空調。），國外衛生機構針

對本國中央空調環境中所造成的污染有較為完善的辦法，并相繼出臺了較為嚴密的中央空調

使用及清洗法規，如：美國國家風管清洗協會制定的行業標準《暖通空調系統的評估、清洗

和修復標準》（ACR2002版）和日本制定的《日本風道清洗協會技術標準》（1990版）。同

時國外發達國家已具備先進的中央空調風管清洗設備和較為完善的清掃工藝，目前發達國家

均成立有中央空調風管清洗協會，并已形成為一個完整的行業。

b)國內中央空調清洗行業現狀：據介紹我國有超過500萬個各類中央空調清洗保養，一些

中央空調運行了20年以上卻從未清洗，而國家相關機構目前尚未出臺有關清洗法規（目前

中國標準化研究院及衛生部已起草了《中國空調通風系統清洗規范》討論稿，估計該文件于

2004年4月份正式執行）。隨著我國經濟的發展人們普遍對室內空氣質量所帶來的危害越來

越重視，尤其是前段時期“非典“疫情的傳播，已使人們對中央空調給人們帶來的疾病隱患有

了相當的認識，預計未來一年中隨著國家強制性法令的出臺，風管清洗行業將成為中國一個

新興的發展行業

--

--

戶式中央空調--工作原理一戶式中央空調的分類

☆風管機

一臺定頻室外機，一臺定頻室內機，通過風管把冷熱風送至每個房間，可方便將室外新風引

入；對空氣進行加濕等集中處理也較容易，是廉價的機器，設計合理每個房間的噪聲僅增加

1～3分貝，臥室不必吊頂，每個房間在可高于主溫控器設定的溫度以上，對溫度進行控制；

可以有一定比例的能量轉移，達到節能及加快空調冷熱速度的效果。

室內機局部噪聲較大，根據現場不同的安裝條件，實測在42～52分貝之間，對設計及安裝

要求很專業。

☆一拖多機組

(1)定頻多聯機

把分體空調集中到一個室外機中，最多一拖三里面有三臺壓縮機，冷媒系統各自獨立；把明

裝壁掛室內機改變成暗藏式；引進新風困難，是分體空調的一種變形，臥室內風機噪音由低

到高要增加7～14分貝，最高達50分貝。每個臥室需增加長1.2m以上，寬0.6m，高0.3m

的吊頂，另需設檢修孔；每個內機都需有冷凝水排放的管路。

冷媒系統獨立，但電路部分的有共用點；如發生外風機，外機溫度探頭、壓力保護或電器局

部短路等故障時，整套機器將無法運行。

(2)定、變頻一拖多

其中有1～2臺變頻壓縮機或另加1臺定頻壓縮機，電路上有射頻干擾，對電腦有影響。檢

修孔新風引入吊頂與冷凝水與多聯機相同；對氟管的分支器要求設計合理；對上，下層共用

1臺機器，管路要求更高；較易在全開啟時出現末端內機效果太差的情況。

☆冷熱水機

定頻冷熱水機或變頻冷熱水機

大型中央空調的縮小，冷凝器由水冷變成風冷；用水泵將冷熱水送至風機盤管。引入新風、

檢修孔、吊頂冷凝水排放、噪聲指標與多聯機相同。但又增加了冷熱水管；由于溫度差很大，

密封問題突出，出現漏水對裝潢的破壞較大。另外大型中央空調蒸發器都定時清理和酸洗；

家用冷熱水機對此還無良策，長期使用冷熱交換器的效率將大打折扣。如能與中央水處理系

統相結合，可克服上述難點。

單獨房間使用空調，其它房間風機盤管有冷熱水管流過，也會產生能耗；現較流行采用電磁

水閥來關閉水路；除去造價上的因素外；還會使局部水流速過高，產生噪聲的問題。

二.戶式中央空調的工作原理

1．冷(熱)水機組的基本工作過程是：室外的制冷機組對冷(熱)媒水進行制冷降溫(或加熱升

--

--

溫)，然后由水泵將降溫后的冷媒(熱)水輸送到安裝在室內的風機盤管機組中，由風機盤管機

組采取就地回風的方式與室內空氣進行熱交換實現對室內空氣處理的目的。

2．風管(道)式機組的基本工作過程是：供冷時，室外的制冷機組吸收來自室內機組的制冷

劑蒸氣經壓縮、冷凝后向各室內機組輸送液體制冷劑。供熱時，室外的制冷機組吸收來自冷

凝器的制冷劑蒸氣經壓縮后向各室內機組輸送汽體制冷劑，室內機組通過布置在天花板上的

回風口將空氣吸入，進行熱交換后送入安裝在室內各房間天花板中的風管(道)內，并通過出

風口上的散流器向室內各房間輸送空氣。在風管(道)上設計有新風門和排風門，可以按一定

比例置換空氣，以保證室內空氣的質量。

3．變頻一拖多機組的基本工作過程是：供冷時，室外的制冷機組吸收來自室內機組的制冷

劑蒸氣經壓縮、冷凝后向各室內機組輸送液體制冷劑。供熱時，室外的制冷機組吸收來自冷

凝器的制冷劑蒸氣經壓縮后向各室內機組輸送汽體制冷劑。各室內機組通過暗裝的方式布置

在天花板上。通過其回風口將空氣吸入，進行熱交換后送入，再從送風口將處理后的空氣采

取就地回風的方式送回室內。

機組在能量調節方式上由微電腦控制，室外機組的變頻式壓縮機根據室內冷熱負荷的變化，

自動調節壓縮機的工作狀態，以滿足室內冷熱負荷的要求。

中央空調五大清洗步驟：

殺菌滅藻：通過向循環系統加入殺菌藥劑，清除循環水中的各種細菌和藻類。

粘泥剝離：加入剝離劑，將管道內的生物粘泥剝離脫落，通過循環將粘泥清洗

出來。

--

--

化學清洗：加入化學清洗劑、分散劑、將管道系統內的浮銹、垢、油污清洗下

來，分散排出，還原成清潔的金屬表面。

表面預膜：投入預膜藥劑，在金屬表面形成致密的聚合高分子保護膜，以起防

蝕作用。

日常養護：加入緩蝕劑，避免金屬生銹，同時加入阻垢劑，通過綜合作用，防

止鈣鎂離子結晶沉淀。并定期抽驗，監控水質。

中央空調清洗五大明顯效果：有效保護設備、延長使用壽命：可以除

銹防銹，避免設備腐蝕損壞，特別是經預防處理后，使設備使用壽命延長，投入

緩蝕劑后可使腐蝕速度下降90%。

減少事故發生、改善制冷效果：可殺菌滅藻、去除污泥，使管道暢通、水質清

澈，同時防垢，提高冷凝器、蒸發器的熱交換效率，從而避免高壓運行、超壓停

機現象，提高冷凍水的流量，改善制冷效果，使系統安全高效運行。

節約用電、用水、燃料等能源：除去水垢和阻止水垢的形成，提高熱交換效率，

從而減少電能和燃料的消耗，而且水處理還可減少排污，從而提高循環水利用率，

一般可節約用水60%以上。

為用戶節約大量日常維修費用：未經處理的中央空調，則會出現管道堵塞、結

垢、腐蝕超壓停機直至發生事故，如主機因腐蝕泄漏、溶液污染，則需更換銅管，

更換溶液，維修主機，一般需維修費10～30萬元。而經過處理后，既可減少維

修費用，又可延長設備使用壽命，還能為業主減少幾十萬甚至幾百萬的損失。符

合國家衛生健康及環保要求：空調系統所供應的冷暖氣清新、優質，有利于使用

者的身體健康；

如何鑒別水處理的效果

循環水系統的三大危害是結垢、腐蝕、微生物菌藻，鑒別水處理服務效果的

優劣也是根據這三方面進行。《工業循環冷卻水處理設計規范》（GB50050-95）

給出了幾項指標：

敞開式系統的污垢熱阻值為：1.72×10-4—3.44×10-4m2K/W

密閉式系統的污垢熱阻值小于：0.86×10-4m2K/W

--

--

碳鋼管壁的腐蝕率小于0.125㎜/a

銅、銅合金和不銹鋼管壁的腐蝕率小于0.005㎜/a

敞開式系統循環冷卻水中異養菌數小于5×105個/ml；粘泥量小4ml/m3

循環水系統應由水處理公司定期給出水質分析報告，根據投加的水處理藥劑

和各地水質的不同，有相應的參考指標，用戶可以根據水質分析報告初步判斷水

處理效果，同時可以采用對冷媒水進行泡片試驗和對冷媒水、冷卻水進行掛片方

式進行現場監測。

在中央空調上，應該適當地調整中央空調的溫度，把室內溫度控制在26℃以上，據統計，

室內溫度每提高1℃，中央空調可節能約8%的能耗。