空调的主要几种形式及特点

暖通专业理论基础

 工程热力学  流体力学  传热学

夏季：将室内的热搬出室外

室内得热（热源）主要构成： 1.围护结构 2.灯光、用电设备及内部热源等 3.人体 4.物料（如食品） 5.渗透进入的空气 6.大面积的散湿（如游泳池水面）

室 外

热量

冬季：向室内补充热，主要弥补室内向室外散发的热

空调机（制冷）原理

空调（供热）原理

热源供热： 1. 煤，天然气、油燃烧 2. 电设备供热 3. 热泵供热（电）

热泵工作原理

中央空调系统的主要特点

1. 除分体空调外，其余空调形式都可称中

央空调系统

2. 空调主机（常设在机房内或室外，设备

用电功率大且集中）

3. 空调末端（常设在空调房间内或靠近空

调房间的机房中，用电负荷小且分散）

主要中央空调设备种类

主机类

冷源：

水冷冷水机组

直燃（溴化锂）机

热源：主要为锅炉

蒸汽锅炉、热水锅炉 燃煤、燃气、燃油

风冷热泵型冷（热）水机组

主要中央空调设备种类

 为主机类配套通用设备

1. 冷却塔（圆形、矩形） 2. 水泵 3. 电动阀门 4. 板式换热器（水-水换热，非用电设备）

冷却塔

主要中央空调设备种类

末端类

组合式空调器

柜式空调器 （新风机组） 立式、卧式、吊装 VAV BOX (变风量末 端装置） 风机盘管

主要中央空调设备种类

近年来，新出现的设备 1.水环热泵机组（分体式、 整体式） 2.制冷剂变流量多联机 水环热泵机组（整体式）

多联机

空调系统的概念

 大系统概念

 以完成一个完整的热交换过程，将多个空调设备构成的一个独立

系统（如空调主机、水泵、冷却塔、空调末端等）

 小系统概念

 以一个换热器加一台或几台风机组成的一台设备再加风管、风口

串联而成一个末端空调系统，通常有系统编号（如K-n，KX-n）

中央空调系统的几种主要形式

1. 水冷冷水机组+空调末端

1.

电制冷冷水机组形式（包括冰蓄冷系统、地源热泵机组形式）

2.

直燃机机组形式

2. 风冷热泵冷（热)水机组+空调末端 3. 水环热泵系统 4. 多联机系统

空调形式分类

 从冷热源布置方式看，

有集中和分散布置两种



集中布置都要求有独立的主机放置部位，主要有两 种形式，

1. 2.

水冷冷水机组+空调末端 风冷热泵形式（包括多联机）+空调末端



分散布置主要有：

1. 2.

水环热泵系统

分体空调

空调形式分类

 从冷却方式看，

有水冷和风冷两种



水冷方式包含：

1.

2. 3.

电制冷冷水机组 直燃式燃气机组 水环热泵机组



1. 2. 3.

风冷方式

风冷热泵机组 多联机组

分体空调

空调形式分类

从冷热源输送形式看，

•以水作介质将冷热源输送至空调末端，

•直接将制冷剂输送至空调末端（多联机、分体 空调）

空调形式分类

从能源驱动方式看，

•制冷

•电 •直燃溴化锂机组 •蒸汽（热水）溴化锂机组

•供热

•电（电热、热泵） •燃气锅炉

1. 水冷冷水机组系统（电制冷）

 这种形式是大型、超大型建筑常用形式

 以水作冷热源传输介质，具有冷（热）输送距

离远的特点

 如冬季要求有空调供暖，还需设锅炉房提供热

源

电制冷水冷冷水机组系统原理

水冷冷水机组系统

 系统构成的主要设备：

机房部分（空调主机等主要设备）

冷源：冷水机组；冷却水泵，冷冻水泵，冷却塔。 冷水机组提供冷冻水（7/12℃）。 热源：锅炉，热水泵。锅炉提供热水（60/50℃）。

空调区域（空调末端主要设备）

全空气空调处理机组（包括新风机组）， 风机盘管

水冷冷水机组系统

主机



低压启动

380V/3/50（150～850KW/台)



高压直接启动

3300V/6600V/10000V3/50 （1000KW/台 以上）



暖通设备选型样本中可查得

启动电流及运转电流值

控制柜

1.机组运行参数的显示、 参数重设定 2.机组故障自我保护功 能

启动柜

供电电缆接于此柜中， 大型机组时，独立设于主机 外

水冷冷水机组系统

水泵：

1. 冷却水泵，用电量由水专业提供。控制要求由暖通专 业确定

2. 空调水循环泵：因冬夏季水量差异，一般分冷水泵和

热水泵。因不同时使用的原因，电量总和统计时仅计 冷水泵。冰蓄冷系统中还增加有乙二醇循环泵

3. 大型系统，有分一次泵、二次泵。一次泵负担机房内

管路水循环；二次泵负担机房至空调末端的水循环。 4. 上述泵一般均布置在机房内

水冷冷水机组系统

冷却塔

冷却塔是空调系统中最终实现将室内热量搬出室

外的关键设备，一般放在室外通风良好的地方 工作原理：利用水的蒸发将热带入到大气中。冷 却塔用电设备：风机 风机作用就是强制加速水的蒸发

水冷冷水机组系统

系统特点

1. 机房内主机、水泵（包括室外冷却塔）用电量占整 个空调系统用电负荷的50～70%，而其余的空调 用电却分布在所有空调区域的空调末端设备上 2. 机房内设备起停控制、运行监测，一般都设专人值 守

3. 机房内水管布置众多，管径大，如供电由电缆托盘

引进，需注意工种间配合

水冷冷水机组系统

 机房设备开启顺序：



冷却塔风机----冷却水泵----冷冻水泵----主机 多数情况下，上述设备与主机台数一一对应，但在近来， 出于节能需要，某些系统形式略有变化（如主机侧变流量

控制），不再要求主机与冷冻水泵的一一对应，但冷却泵、

冷却塔仍要求一一对应。暖通专业在采用这种系统形式时， 会在提电资料时特别说明

 关机顺序：



主机----冷冻水泵----冷却水泵----冷却塔风机

 如暖通设计者在各设备水路前加装有电动阀，则开机前需先开启

相应阀门，关机后需关闭该阀门

水冷水冷机组系统

 机房设备开启顺序：



冷却塔风机----冷却水泵----冷冻水泵----主机

一般通用设备与主机台数一一对应，但在近来，出于节能需要，某 些系统形式略有变化（如主机侧变流量控制），不再要求主机与冷 冻水泵的一一对应，但冷却泵、冷却塔仍要求一一对应。暖通专业 在采用这种系统形式时，会在提电资料时特别说明

 关机顺序：



主机----冷冻水泵----冷却水泵----冷却塔风机

 如暖通设计在各设备水路前加装有电动阀，则开机前

需先开启相应设备前阀门，关机后需关闭该阀门

2. 风冷热泵系统

 这类系统中小型各公共建筑、或小型住宅建筑（如别墅、

大户型单元住宅）常用空调形式

 特点：

1.

因冷却要求，机组必须放置

通风良好的地方，通常都直

接放在室外，如屋顶等

2. 因采用热泵形式，不需另设热源 3. 主要在长江中下游地区（冬季气温多在0℃以上） 4. 因单台制冷量限制，一般不适宜用在大型、超大型建筑

风冷热泵系统原理图

风冷热泵系统

 系统构成的主要设备：

主机端部分（空调主机等主要设备） 冷热源：冷水机组；空调循环水泵。 夏季提供冷冻水（7/12℃） 冬季提供热水（45/40℃）

空调区域（空调末端主要设备）

全空气空调处理机组（包括新风机组）， 风机盘管

控制要求：

 设备开启顺序：



风冷热泵系统

空调循环水泵----主机 水泵与主机台数一一对应，

 关机顺序：



主机----空调循环水泵

 机组均自带控制柜，供电直接进控制柜。外部仅设检修断电

开关即可。（电功率：5～150KW/台）

 小型机组还自带循环水泵

 机组开启后，仅定时有人观察机组运行，无需专人值守

冰蓄冷系统

 系统特点：

主要利用夜间23：00～凌晨7：00用电低谷时间电价便宜，主机制冷

蓄冰，储存冷量，以待白天使用。目的是减少主机装机容量，减少

白天高峰高价用电，达到节约电费目的 常规冰蓄冷系统的主机装机容量较正常装机容量减少1/3。特殊场合

可减少一半以上（如体育馆）

适用场合：写字楼、商场、体育场馆等夜间11：00后不需供冷的建 筑；峰谷电价比至少要大于4以上的地方 缺点：蓄冰需较大空间；初投资高；

冰蓄冷系统原理图

冰蓄冷系统

 系统构成的主要设备：

机房部分（空调主机等主要设备）

冷源：冷水机组；乙二醇循环泵；板式换热器；蓄冰槽；冷冻

水循环泵，冷却水泵，冷却塔。 乙二醇水温：蓄冰-6～-1.5 ℃；放冷：3～5 ℃

冷冻水温（7/12 ℃ ）。

热源：锅炉，热水泵。锅炉提供热水（60/50℃）。 空调区域（空调末端主要设备） 全空气空调处理机组（包括新风机组）， 风机盘管

冰蓄冷系统

在供电要求上

1. 本质上与水冷冷水机组系统形式相同 2. 多了乙二醇循环泵

3. 系统对自控要求高，

1. 2. 3.

需精确计算蓄冷量、放冷量，

为适应蓄冷、放冷转换要求，管路上装设有多个电动阀门

系统一天（24小时内）共有五种运行模式，需要根据多个 监测参数，进行运行模式转换

地源热泵系统

 地源热泵系统近年来作为可再生能源利用名义，在某

些有条件实施的工程中采用。

 地源热泵系统基本构成同电制冷水冷冷水机组形式。

冷却塔功能由地下水、地表水或土壤源换热器代替。

因采用了热泵技术，地源热泵机组可为空调末端设备

提供冷热水。

 供电方式基本同水冷冷水机组模式

地源热泵系统原理图

系统基本构成同上，取消冷却塔。冷却塔由 地下水、地表水或土壤源换热器替换。热源 无锅炉，由地源热泵机组提供冷热水。

地源热泵系统

 系统构成的主要设备：

主机端部分（空调主机等主要设备）

冷热源：冷水机组；空调循环水泵，冷却水循环泵（潜水泵）。

夏季提供冷冻水（7/12℃） 冬季提供热水（45/40℃）

空调区域（空调末端主要设备）

全空气空调处理机组（包括新风机组），

风机盘管

溴化锂吸收式制冷机组

 直燃式燃气型溴化锂机组

 蒸汽（热水）型溴化锂机组

 特点是冷水机组用能由电改成了天然气或其它热源

（如蒸汽、热水等）。减少了空调主要用电设备用电。 溴化锂机组也有少量用电设备，如溶液泵、真空泵

 系统其它部位设置完全相同

 以上几种类型均属于冷热源集中布置形式。整个空调

系统的用电主要集中在主机房，或室外。

 在空调区域的空调设备样式、布置方式完全相同，在

暖通专业中，这部分称作空调末端形式

 冷热源部位均以水作介质输送至各空调末端使用

空调系统末端形式

1.

1.

全空气系统

柜式空调器（风柜），形式分立式、卧式； 小型的也可吊装（0.5～100KW/台）

2.

特点：空调冷（热）空气均通过风管经风口 送出。

3.

除新风机组外，还有大量回风回到机组， 与新风混合后重新处理送出

4.

除吊装外，均要求设机房放置

5.

优点：单台机组承担空调面积可大可小

最大可达几千平米

空调系统末端形式

2. 风机盘管+新风系统

1.

直接安装在空调区域，

开关可由用户自己完成。

2. 3. 4.

自带控制设备，就地可控制设备的开启、温度调节 一般单台机组负担空调区域不大于40m2 风机盘管单台电功率不大于200W，单相供电

5.

设备水管接管前装有一电动两通阀，阀开闭由风机盘管自

带温控器控制

6.

本身仅负责室内空气循环处理，需要另设新风供应系统

空调系统末端形式

3. 变风量系统（VAV-BOX）

1. 2.

VAV系统属近年来写字楼空调设计中空调末端应用形式 其实质是属于全空气系统中的一种应用

3.

4.

安装部位在空调送风主管与送风口之间

自带温控装置。根据所负担空调区域设定温度， 自动调节送风量，以达到控制室内温度目的

5.

6.

一台柜式空调器送风管上可带多个VAV BOX

每个BOX温控器均与柜式空调器控制器联动，以调节总送风量。柜式 空调器由变频控制调节风量

7.

复杂的BOX可自带小风机、加热盘管

水环热泵系统

 水环热泵系统近年来在房地产商开发的商业、写字楼、甚至宾馆客房

项目中经常采用。

 地源热泵系统基本原理同家用空调形式。差异是用冷却水冷却代替风

冷冷却

 冷却水可以是冷却塔、地下水、地表水或土壤源换热器代替。因采用

了热泵技术，冬夏季皆可使用。

 循环水温15～35℃。如夏季采用冷却塔冷却，冬季需另设热水锅炉补

充热量以维持循环水水温

 供电方式冷却塔端同水冷冷水机组模式，末端同家用空调，主要用电

设备在空调房间。根据设备容量大小，供电有220/380V两种方式

水环热泵原理图

多联机系统

 多联机系统近年来在中小型商业、写字楼、宾馆客房项目中经

常采用。

 多联机系统基本原理同家用空调形式。通俗讲就是一拖多  多联机属风冷形式。因采用了热泵技术，冬夏季皆可使用。  主要特点是制冷剂管道直接送入空调房间末端。管道管径小，

布置较水管灵活。但管道布置长度、主机（室外机）与末端 （室内机）间高差有限制。一台主机所带末端数量有限制

 供电方式同风冷冷水机组模式，主要用电设备在主机端，末端

同风机盘管空调形式

 多联机末端形式种类多，与水系统末端产品样式有许多近似

多联机原理图

分体空调

 分体空调机有家用和商用之分  家用和商用机区别在室外机与室内机间连接管道长度

和两者间安装高差以及单机制冷（热）量的大小

 商用机供电方式多为380V，小容量主机也有220V供电  商用机室内机样式与多联机室内机样式一样，种类多  一般均是一台室外机带一台室内机，个别商用机可带

2台室内机

分体空调原理