精典—制冷空調電氣知識培訓

基本概念

額定電流：一般是由制造商為器具（空調）規定的電流。

----器具（空調）根據實際實驗測試出來的電流。對于內銷的機組，銘牌中標的有額定電流及zui大電流，其中額定電流為空調在額定工況下測試出來的電流，zui大電流為空調在各種可能的工況下測試出來的zui大的電流。對于出口的機組，其rated current 則直接標注空調在各種可能的工況下測試出來的zui大的電流。

電路：用導線將電源、各種電氣設備以及負載連接起來所構成的閉合回路叫電路，它表明各種配電方式的原理。電路是電氣圖紙的主要構成部分。電路通常可分為主電路和輔助電路兩部分。

⑴主電路也叫一次回路，它是把能量從電源輸送至負載的通路。一次回路中的各電氣設備叫一次設備，它們包括各種開關、接線器和用電設備等。通常主電路中通過的電流較大，導線線徑較粗。

⑵輔助電路也叫二次回路，它是對主回路進行控制、保護和測量等的電路。二次回路中的各電氣設備叫二次設備，它們包括有各種操作控制開關、繼電器、信號指示燈等。通常輔助電路中通過的電流較小，導線線徑較細。

歐姆定律：歐姆定律是分析和計算電路的zui基本的定律，用公式表示，即：I=U/R

從式中可以看出，若電壓保持不變，當電阻增大到無窮大時，就是我們所說的斷路；而當電阻減小為零時，就是我們所說的短路。

電功率：在日常生產生活中，我們經常會看到“電功率”這個名詞，所謂電功率，就是指單位時間內電流做功的多少。電功率通常用字母P表示，其計算公式為：P=UI又可推導為：P=I²R 及P=U²/R

在日常生活中，有時還會用到“匹馬力”這個電功率單位，簡稱匹或馬力。1匹馬力=735瓦。

我們俗稱的1匹空調，其實應該指壓縮機電機的輸出功率為1匹，即735瓦，因為壓縮機的損耗，換算成輸入功率，約1000瓦左右，而一般空調的能效比為2.3-2.5，換算成制冷量，在2300-2500瓦之間。很多人認為匹是制冷量的單位，1匹=2500瓦，這是不對的。

輸入功率：由制造商為器具（空調）規定的輸入功率。----表征空調機組的耗電大小。

zui大功率：空調機組在各種可能工況下測出的zui大功率。

效率：由于電機在正常的工作中由于實際存在的線圈電阻、轉軸摩擦等因素的影響，會有少部分的電能轉化為其它形式的能(主要是熱能)而損失掉，因此輸出功率都是要小于輸入功率的。其中，輸出功率/輸入功率=效率。

三相電源與單相電源：火線與火線之間的電壓為線電壓，火線與零線之間的電壓為相電壓，線電壓＝相電壓*1.732（注：“相線”俗稱“火線”）。

電氣負荷計算與選擇

安裝負荷PN：是用戶安裝的所有用電設備的額定功率（設備銘牌數據）之和，是配電系統計算、設計依據。

計算負荷P：是一個假想的持續性負荷，作為按發熱條件選擇電器或導體的依據。

P ＝ Kx﹡PN  （Kx為需要系數，一般取0.7~1）

計算電流（A）

為計算負荷在額定電壓下的電流，通常作為線路和開關等設備選擇的依據。 

基本公式：P ＝ U﹡I ﹡COS￠（通常P取kW，U取kV，I取A）

對于單相負荷 ：I＝P ／(U﹡COS￠) 

＝P ／(0.22﹡0.8)≈6﹡P （小容量設備如gmv室內機估算值）

對于三相負荷：I＝P ／(1.732﹡U﹡COS￠)＝P ／(1.732﹡0.38﹡0.8)≈2﹡P （一般三相空調設備估算值）

電氣開關設備

電氣開關設備符號

隔離開關、負荷開關

開關圖片

熔斷器

斷路器

接觸器

啟動器

起動器

電氣線纜選擇

電線電纜接線端子

常用電纜、電線型號

VV電纜型號

YJV電纜型號

導體截面選擇要求

一、線路電壓損失應滿足用電設備正常工作及起動時端電壓的要求；

二、按敷設方式及環境條件確定的導體載流量，不應小于計算電流；

三、導體應滿足動穩定與熱穩定的要求；

四、導體zui小截面應滿足機械強度的要求。

電纜載流量表

建議YJV電纜、保護管選擇表（40℃）

零線截面選擇

1）在單相二線制配電系統中，零線截面等于火線截面。

2）單相負荷較多的動力回路、照明回路，零線截面應不小于火線截面。

3）在三相基本平衡動力配電回路，零線截面可按火線截面一半選取。

保護線截面選擇

常用管材及敷設方式

常用敷設管材種類

YJY/VV電纜配金屬槽架表

常用電纜橋架規格（寬×高）

低壓系統的接地型式

低壓系統接地可采用以下幾種型式：

一、TN系統。系統電源中性點直接接地，設備外露導電部分通過公用保護線接地。按照中性線與保護線的組合情況，TN系統有以下3種型式：

1）TN—S系統。整個系統的中性線與保護線是分開的。

2）TN—C—S系統。系統中有一部分中性線與保護線是合 一的。

3）TN—C系統。整個系統的中性線與保護線是合一的。

二、TT系統。TT系統電源中性點直接接地，設備的外露導電部分接單獨接地。

三、IT系統。IT系統的電源中性點不直接連接(經阻抗接地或不接地)，而設備外露部分直接接地。

TN－S系統

TN－S系統特點:

1）T－電源中性點直接接地；

2）N－設備的外露可電導部分經公用保護線接地。

3）S－中性線（N線）和保護線（PE線）是分開的；保護線非故障時不流過電流，外露可電導部分不帶電壓，這種系統比較安全，但多一根導線，造價較高。

4）通俗說法（不規范）：三相五線系統、單相三線系統。

5）此系統適用場所：防電擊要求高，或有火災危險場所。民用建筑內配電系統（含空調配電系統）一般采用TN-S接地系統。

電源中性點直接接地，設備的外露可電導部分通過公用保護線接地。

配電方式

配電方式－放射方式

在用電設備容量大，或負荷性質重要，宜采用放射式配電。*空調系統制冷機房的冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔、制冷主機按此方式配電。

配電方式－樹干式

很常見配電方式，當大部分用電設備為中小容量，又無特殊要求時，宜采用樹干式配電。

配電方式－鏈式

適用于供電點較遠、而彼此相距很近、容量很小的次要用電設備。多聯機室內機、風機盤管按此方式配電。

空調系統對電源要求

空調系統室內機配電

空調系統中，室內機、室外機均不能失電，因為失電將造成通信中斷，空調監控系統出現故障，系統自動停機。故室內機應設獨立支路供電提高供電可靠性，不宜由就地配電箱供電。為方便檢修，每臺室內機宜設隔離開關。

室內機配電(例)

避免三相負荷不平衡

大型冷水機組

低壓離心機組接線圖（以某品牌為例，僅供參考）

高壓離心機組

高壓離心機組接線圖

高壓啟動柜成本構成：

1.進線負荷開關：5％的成本

2.真空斷路器：30～40％的成本。

其他：綜合繼保、板材等占55％成本。

配電柜防護級別

高壓啟動柜維護須知

使用啟動柜只做到室內安裝，因為通常空調使用配電柜都安裝在室內的。不能讓柜體淋雨、盡量避免受潮。

高低壓離心組對比

 
10KV離心機與380V離心機的費用比較

1、投資比較

1）初始投資比較

在供配電設備的采購、安裝和調試的投資上10KV驅動方式的投資要比380V驅動方式節省約10%； 380V驅動方式比10KV驅動方式多增的設備有：變壓器、隔離開關、進出線柜、電纜線路。

2）節省空間

變壓器室、空調機組機房。

2、運行費用      

三個方面：

1、由于380V驅動方式中較多的變配電設備的存在，在功率傳送過程中有較多的設備損耗；

2、 380V驅動方式變配電設備較多，增加了維護費用；

3、380V低壓機組效率低，在相同負荷下耗能更多；

綜合以上各項，高壓離心機組較低壓離心機組可以節省很多的運行費用。因此針對某些高壓離心機組比低壓離心機組初投資高的項目，多出的投資還可以在運行費用上收回，一般回收期不超過5年。

空調室外機防雷措施

1、空調系統的室外機、*空調系統冷卻塔的金屬外殼，應直接與防雷裝置相連（一般采用Φ10鍍鋅圓鋼）。

2、從配電盤引出的線路應穿鋼管，鋼管的一端與配電盤外露可導電部分相連，另一端與機組外露可導電部分相連，并就近與屋頂防雷裝置相連。鋼管因連接設備而在中間斷開時應設跨接線。

3、配電箱應裝設電涌保護器（SPD），防止過電壓入侵。

系統中的電涌保護器

分戶計費系統包括通訊系統和抄表系統

通訊網絡拓撲圖

注：該拓撲圖中示意了空調系統的通訊線連接方式。電度表不接入該通訊網絡中。

抄表網絡拓撲圖

請特別注意：每一套機組的外機接一個電表，所有內機接一個電表。

通訊模塊

通訊模塊撥碼

集中器接線

通訊線RS485安裝

在完成集中器、采集器、三相表、單相表的安裝后，為了獲取數據需要對其進行RS485通訊線安裝。*接線順序為：首先將各個電表的通訊線與采集器連接好，然后再統一連接采集器通訊線，zui后統一連接到集中器上，即可完成通訊線安裝。

在進行RS485接線時，注意終端RS485接口的A端與電能表或其他設備的RS485接口的A端相連，接口的B端與電能表或其他設備的RS485接口的B端相連，注意區分A和B，屏蔽層必須一端接地。當終端與現場表計接線完畢后，在調試之前，要檢查一下整個回路是否接線正確。

檢查接線是否正確的方法有：

（1）線顏色區分法：接線時根據線顏色的不同定義接不同的A、B線，該方法zui簡單易行；

（2）測量電壓法：用萬用表測量回路，RS485的A與B之間的電壓，正常范圍應在1.0-4.5V之間，如果測得的電壓為0或者接近于0，甚至為負值，說明在該回路中有的表計RS485的A、B端接線有接反或者短路的可能，需要逐個表計進行排查。

群控系統架構

I/O點配置

群控監控點：

1、集水器回水和分水器供水溫度檢測，判斷冷凍機組是否合理運行，了解末端負荷變化情況。

2、 冷凍水供/回水流量檢測，和溫度結合可以計算出空調系統的冷負荷量。

3、分水器和集水器壓差測量，調節旁通閥開度。   

4、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風機運行狀態、故障狀態檢測，用水泵配電柜內接觸器、電機熱繼電器指示，當接觸器閉合時候顯示運行，電機熱繼電器斷開時候顯示故障

基本概念

額定電流：一般是由制造商為器具（空調）規定的電流。

----器具（空調）根據實際實驗測試出來的電流。對于內銷的機組，銘牌中標的有額定電流及zui大電流，其中額定電流為空調在額定工況下測試出來的電流，zui大電流為空調在各種可能的工況下測試出來的zui大的電流。對于出口的機組，其rated current 則直接標注空調在各種可能的工況下測試出來的zui大的電流。

電路：用導線將電源、各種電氣設備以及負載連接起來所構成的閉合回路叫電路，它表明各種配電方式的原理。電路是電氣圖紙的主要構成部分。電路通常可分為主電路和輔助電路兩部分。

⑴主電路也叫一次回路，它是把能量從電源輸送至負載的通路。一次回路中的各電氣設備叫一次設備，它們包括各種開關、接線器和用電設備等。通常主電路中通過的電流較大，導線線徑較粗。

⑵輔助電路也叫二次回路，它是對主回路進行控制、保護和測量等的電路。二次回路中的各電氣設備叫二次設備，它們包括有各種操作控制開關、繼電器、信號指示燈等。通常輔助電路中通過的電流較小，導線線徑較細。

歐姆定律：歐姆定律是分析和計算電路的zui基本的定律，用公式表示，即：I=U/R

從式中可以看出，若電壓保持不變，當電阻增大到無窮大時，就是我們所說的斷路；而當電阻減小為零時，就是我們所說的短路。

電功率：在日常生產生活中，我們經常會看到“電功率”這個名詞，所謂電功率，就是指單位時間內電流做功的多少。電功率通常用字母P表示，其計算公式為：P=UI又可推導為：P=I²R 及P=U²/R

在日常生活中，有時還會用到“匹馬力”這個電功率單位，簡稱匹或馬力。1匹馬力=735瓦。

我們俗稱的1匹空調，其實應該指壓縮機電機的輸出功率為1匹，即735瓦，因為壓縮機的損耗，換算成輸入功率，約1000瓦左右，而一般空調的能效比為2.3-2.5，換算成制冷量，在2300-2500瓦之間。很多人認為匹是制冷量的單位，1匹=2500瓦，這是不對的。

輸入功率：由制造商為器具（空調）規定的輸入功率。----表征空調機組的耗電大小。

zui大功率：空調機組在各種可能工況下測出的zui大功率。

效率：由于電機在正常的工作中由于實際存在的線圈電阻、轉軸摩擦等因素的影響，會有少部分的電能轉化為其它形式的能(主要是熱能)而損失掉，因此輸出功率都是要小于輸入功率的。其中，輸出功率/輸入功率=效率。

三相電源與單相電源：火線與火線之間的電壓為線電壓，火線與零線之間的電壓為相電壓，線電壓＝相電壓*1.732（注：“相線”俗稱“火線”）。

電氣負荷計算與選擇

安裝負荷PN：是用戶安裝的所有用電設備的額定功率（設備銘牌數據）之和，是配電系統計算、設計依據。

計算負荷P：是一個假想的持續性負荷，作為按發熱條件選擇電器或導體的依據。

P ＝ Kx﹡PN  （Kx為需要系數，一般取0.7~1）

計算電流（A）

為計算負荷在額定電壓下的電流，通常作為線路和開關等設備選擇的依據。 

基本公式：P ＝ U﹡I ﹡COS￠（通常P取kW，U取kV，I取A）

對于單相負荷 ：I＝P ／(U﹡COS￠) 

＝P ／(0.22﹡0.8)≈6﹡P （小容量設備如gmv室內機估算值）

對于三相負荷：I＝P ／(1.732﹡U﹡COS￠)＝P ／(1.732﹡0.38﹡0.8)≈2﹡P （一般三相空調設備估算值）

電氣開關設備

電氣開關設備符號

隔離開關、負荷開關

開關圖片

熔斷器

斷路器

接觸器

啟動器

起動器

電氣線纜選擇

電線電纜接線端子

常用電纜、電線型號

VV電纜型號

YJV電纜型號

導體截面選擇要求

一、線路電壓損失應滿足用電設備正常工作及起動時端電壓的要求；

二、按敷設方式及環境條件確定的導體載流量，不應小于計算電流；

三、導體應滿足動穩定與熱穩定的要求；

四、導體zui小截面應滿足機械強度的要求。

電纜載流量表

建議YJV電纜、保護管選擇表（40℃）

零線截面選擇

1）在單相二線制配電系統中，零線截面等于火線截面。

2）單相負荷較多的動力回路、照明回路，零線截面應不小于火線截面。

3）在三相基本平衡動力配電回路，零線截面可按火線截面一半選取。

保護線截面選擇

常用管材及敷設方式

常用敷設管材種類

YJY/VV電纜配金屬槽架表

常用電纜橋架規格（寬×高）

低壓系統的接地型式

低壓系統接地可采用以下幾種型式：

一、TN系統。系統電源中性點直接接地，設備外露導電部分通過公用保護線接地。按照中性線與保護線的組合情況，TN系統有以下3種型式：

1）TN—S系統。整個系統的中性線與保護線是分開的。

2）TN—C—S系統。系統中有一部分中性線與保護線是合 一的。

3）TN—C系統。整個系統的中性線與保護線是合一的。

二、TT系統。TT系統電源中性點直接接地，設備的外露導電部分接單獨接地。

三、IT系統。IT系統的電源中性點不直接連接(經阻抗接地或不接地)，而設備外露部分直接接地。

TN－S系統

TN－S系統特點:

1）T－電源中性點直接接地；

2）N－設備的外露可電導部分經公用保護線接地。

3）S－中性線（N線）和保護線（PE線）是分開的；保護線非故障時不流過電流，外露可電導部分不帶電壓，這種系統比較安全，但多一根導線，造價較高。

4）通俗說法（不規范）：三相五線系統、單相三線系統。

5）此系統適用場所：防電擊要求高，或有火災危險場所。民用建筑內配電系統（含空調配電系統）一般采用TN-S接地系統。

電源中性點直接接地，設備的外露可電導部分通過公用保護線接地。

配電方式

配電方式－放射方式

在用電設備容量大，或負荷性質重要，宜采用放射式配電。*空調系統制冷機房的冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔、制冷主機按此方式配電。

配電方式－樹干式

很常見配電方式，當大部分用電設備為中小容量，又無特殊要求時，宜采用樹干式配電。

配電方式－鏈式

適用于供電點較遠、而彼此相距很近、容量很小的次要用電設備。多聯機室內機、風機盤管按此方式配電。

空調系統對電源要求

空調系統室內機配電

空調系統中，室內機、室外機均不能失電，因為失電將造成通信中斷，空調監控系統出現故障，系統自動停機。故室內機應設獨立支路供電提高供電可靠性，不宜由就地配電箱供電。為方便檢修，每臺室內機宜設隔離開關。

室內機配電(例)

避免三相負荷不平衡

大型冷水機組

低壓離心機組接線圖（以某品牌為例，僅供參考）

高壓離心機組

高壓離心機組接線圖

高壓啟動柜成本構成：

1.進線負荷開關：5％的成本

2.真空斷路器：30～40％的成本。

其他：綜合繼保、板材等占55％成本。

配電柜防護級別

高壓啟動柜維護須知

使用啟動柜只做到室內安裝，因為通常空調使用配電柜都安裝在室內的。不能讓柜體淋雨、盡量避免受潮。

高低壓離心組對比

 
10KV離心機與380V離心機的費用比較

1、投資比較

1）初始投資比較

在供配電設備的采購、安裝和調試的投資上10KV驅動方式的投資要比380V驅動方式節省約10%； 380V驅動方式比10KV驅動方式多增的設備有：變壓器、隔離開關、進出線柜、電纜線路。

2）節省空間

變壓器室、空調機組機房。

2、運行費用      

三個方面：

1、由于380V驅動方式中較多的變配電設備的存在，在功率傳送過程中有較多的設備損耗；

2、 380V驅動方式變配電設備較多，增加了維護費用；

3、380V低壓機組效率低，在相同負荷下耗能更多；

綜合以上各項，高壓離心機組較低壓離心機組可以節省很多的運行費用。因此針對某些高壓離心機組比低壓離心機組初投資高的項目，多出的投資還可以在運行費用上收回，一般回收期不超過5年。

空調室外機防雷措施

1、空調系統的室外機、*空調系統冷卻塔的金屬外殼，應直接與防雷裝置相連（一般采用Φ10鍍鋅圓鋼）。

2、從配電盤引出的線路應穿鋼管，鋼管的一端與配電盤外露可導電部分相連，另一端與機組外露可導電部分相連，并就近與屋頂防雷裝置相連。鋼管因連接設備而在中間斷開時應設跨接線。

3、配電箱應裝設電涌保護器（SPD），防止過電壓入侵。

系統中的電涌保護器

分戶計費系統包括通訊系統和抄表系統

通訊網絡拓撲圖

注：該拓撲圖中示意了空調系統的通訊線連接方式。電度表不接入該通訊網絡中。

抄表網絡拓撲圖

請特別注意：每一套機組的外機接一個電表，所有內機接一個電表。

通訊模塊

通訊模塊撥碼

集中器接線

通訊線RS485安裝

在完成集中器、采集器、三相表、單相表的安裝后，為了獲取數據需要對其進行RS485通訊線安裝。*接線順序為：首先將各個電表的通訊線與采集器連接好，然后再統一連接采集器通訊線，zui后統一連接到集中器上，即可完成通訊線安裝。

在進行RS485接線時，注意終端RS485接口的A端與電能表或其他設備的RS485接口的A端相連，接口的B端與電能表或其他設備的RS485接口的B端相連，注意區分A和B，屏蔽層必須一端接地。當終端與現場表計接線完畢后，在調試之前，要檢查一下整個回路是否接線正確。

檢查接線是否正確的方法有：

（1）線顏色區分法：接線時根據線顏色的不同定義接不同的A、B線，該方法zui簡單易行；

（2）測量電壓法：用萬用表測量回路，RS485的A與B之間的電壓，正常范圍應在1.0-4.5V之間，如果測得的電壓為0或者接近于0，甚至為負值，說明在該回路中有的表計RS485的A、B端接線有接反或者短路的可能，需要逐個表計進行排查。

群控系統架構

I/O點配置

群控監控點：

1、集水器回水和分水器供水溫度檢測，判斷冷凍機組是否合理運行，了解末端負荷變化情況。

2、 冷凍水供/回水流量檢測，和溫度結合可以計算出空調系統的冷負荷量。

3、分水器和集水器壓差測量，調節旁通閥開度。   

4、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風機運行狀態、故障狀態檢測，用水泵配電柜內接觸器、電機熱繼電器指示，當接觸器閉合時候顯示運行，電機熱繼電器斷開時候顯示故障