中央空調基礎知識-新手入門[驕陽教學]

1、一、空調常用單位換算1、長度單位換算英制單位：英尺ft（feet)、英寸in（inch)1 in=25.4 mm 1 ft=12 in1 ft =0.3048 m30.5 cm1 m=3.281 ft2、體積流量單位CMH：cubic meter per hourCFM：cubic feet per minister1 CFM = 1.699 CMH3、功與能量的關系能量=功時間1焦耳（j）=1 瓦（w）1 秒（s）（1）能量單位：國制：j、kj；英制：cal、kcal1 j = 0.2388 cal（2）功率單位：國制：w、kw；英制：kcal/h(大卡）1 kcal/h = 1.163 w

2、1 kw = 860 kcal/h習慣上的常用單位：馬力（匹）HP、冷噸 RT1 HP = 735 w1 RT = 3.516 kw =3024 kcal/h說明：1、冷噸：是一個英制的制冷量單位。1冷噸就是在24小時內凍結1噸0的水變成0的冰，所需要的冷量。美國是采用2000磅（907.2kg )作為一噸。因此1美國冷噸=12659 kj/h；即：1 RT=3.516kw2、匹與制冷量的關系在小型空調工程中1HP指給壓縮機輸入735W的功率所能產生的制冷量。與一般的功率單位匹意義是不一樣的。這里的1HP 是根據能效比算出來的。日本一般認為空調壓縮機的能效比平均為3.4，則輸入735W的電能所

3、產生的制冷量為2500W。因此可以說1HP空調的制冷量相當于2500W的制冷量。小1匹一般為2200W，大1匹一般為2800W。二、制冷原理1、制冷原理及分類空調用制冷技術屬于普通制冷范圍，主要是采用液體氣化制冷法。（主要是利用液體氣化過程要吸收比潛熱，而且液體壓力不同，其沸點也不同，壓力越低，沸點越低。）另外根據熱量從低溫物體向高溫物體轉移的不同方式，可分為：蒸氣壓縮式制冷、吸收式制冷。對于蒸氣壓縮式制冷，其工作原理就是使制冷劑在壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器等熱力設備中進行壓縮、放熱、接流和吸熱四個主要的熱力過程，以完成制冷循環(huán)。2、制冷劑1）制冷劑是制冷裝置中進行制冷循環(huán)的工作物質，其工

4、作原理是制冷劑在蒸發(fā)器內吸收被冷卻物質的熱量而蒸發(fā)，在冷凝器中將所吸收的熱量傳給周圍的空氣或者水，而被冷卻為液體，往復循環(huán)，借助于狀態(tài)的變化來達到制冷的作用。2）常用制冷劑A、氨（NH3 R717）氨最大的優(yōu)點是單位容積制冷能力大，蒸發(fā)壓力和冷凝壓力適中，另外價格便宜，極易購得，特別是冷藏、冷庫等大型制冷設備常采用。但是氨最大的確定就是有強烈的刺激作用，對人體有危 害，目前規(guī)定氨在空氣中的濃度不應大于20mg/m3。氨是可燃物，氨在空氣中的體積百分比達1625%時，遇火焰就有爆炸的危險。B、氟利昂大多數的氟利昂本身無毒、無臭、不燃，適用于工程建筑或者實驗室的空調制冷裝置。尤其是氟利昂R22，在

5、我國空調制冷裝置中已經廣泛采用。其熱力學性能與氨不相上下，而且安全可靠，是一種良好的制冷劑，但是目前價格較高，影響大規(guī)模的推廣使用。致命缺點：溫室效應氣體，其溫室效應值比二氧化碳大1700倍，更危險的是會破壞大氣層中的臭氧層。根據國際上蒙特利爾議定書規(guī)定：R22于2020年將全面禁止，發(fā)展中國家可適當延期至2040年全面禁止生產。目前國際上一致看好的R22的替代物是R407C、R410A。另外汽車制冷中常用的R12，采用R134A替代。目前國內的一些大中型項目，業(yè)主都明確要求采用環(huán)保冷媒如R407C等。3、載冷劑載冷劑是一種中間物質，如常用的空調冷凍水，其在蒸發(fā)器內被冷卻降溫，然后遠距離輸送，

6、來冷卻需要被冷卻的物體。目前常用的載冷劑有水，它只能用于高于0 的條件，當要求低于0 時。一般采用鹽水，如：氯化鈉或者氯化鈣水溶液或者采用乙二醇、丙二醇等有機化合物的水溶液。4、壓縮機說明：1）容積式制冷壓縮機是靠改變工作腔的容積，將周期性地吸收到的定量氣體壓縮。離心式壓縮機是靠離心力的作用，連續(xù)地將所吸收到的氣體壓縮。2）回轉式制冷壓縮機是靠回轉體的旋轉運動替代活塞式壓縮機中的活塞的往復運動，以改變氣缸的工作容積，從而將一定數量的低壓氣態(tài)制冷劑進行壓縮。3）目前常用的壓縮機主要有活塞式壓縮機、渦旋式、螺桿式以及離心式壓縮機。其中活塞式制冷壓縮機多為中型（標準制冷量60600KW）和小型（小于

7、60KW），但是由于其噪音大、效率低切容易發(fā)生故障，目前使用的已不多；渦旋式制冷壓縮機目前主要用于小型制冷系統(tǒng)，在家用空調以及商用VRV等小型系統(tǒng)大量使用；而螺桿機具有結構簡單、可靠性高及操作維護方便，另外技術成熟等一系列獨特的優(yōu)點，已經廣泛應用于制冷、空調和多種工藝流程中；離心式壓縮機結構簡單緊湊，運動件少，工作可靠，經久耐用運行費用低，一般適用大于500RT的制冷系統(tǒng)中，并且可以實現無級調節(jié)，使機組的負荷在30%100%范圍內工作。4）評價制冷壓縮機消耗能量方面先進性的指標：a、制冷壓縮機的性能系數 COP ：單位軸功率的制冷量。軸功率（壓縮機的耗功率）指電動機傳至壓縮機機軸上的功率，主要

8、包括直接用于壓縮空氣的所耗功率和克服運動機構的摩擦阻力所耗功率。b、能效比 EER ：單位電動機輸入功率的制冷量大小。此指標考慮到驅動電機效率對能耗的影響。5）制冷壓縮機常見問題A、蒸氣壓縮制冷機的“液擊”當有過多的液珠進入壓縮機氣缸后，很難全部立即氣化。這時既破壞壓縮機的潤滑，又會造成液擊，使壓縮機遭受破壞。為防止此類問題發(fā)生，在蒸發(fā)器出口（或者附在蒸發(fā)器上）增加一個液體分離器，使氣液分離，保證干壓縮。另外在空調的運行過程中，如果冰機冷凍水上的流量計失靈，或者沒有裝，當冷凍水流量過少壓縮機依然工作的話，會使蒸發(fā)器盤管凍破，使水進入壓縮機，損壞壓縮機，后果嚴重。B、離心式壓縮機的“喘振”喘振是

9、離心式壓縮機的特性。喘振的主要原因是冷凝壓力過高或者吸氣壓力過低，出現氣體來回倒流撞擊現象。當調節(jié)壓縮機制冷能力，其負荷過小時（一般當低于30%時），也會發(fā)生喘振現象。發(fā)生喘振不但會增大噪聲和振動，也會使高溫氣體倒流充入壓縮機，損壞壓縮機及制冷裝置。5、制冷系統(tǒng)原理圖5.1 蒸發(fā)過程蒸發(fā)過程：蒸發(fā)過程是在蒸發(fā)器中進行的。液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)時吸收熱量，使其周圍的介質溫度降低或保持一定的低溫狀態(tài)，從而達到制冷的目的。蒸發(fā)器制冷量大小主要取決于液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器內蒸發(fā)量的多少。氣態(tài)制冷劑流經蒸發(fā)器時不發(fā)生相變，不產生制冷效應，因而應限制毛細管的節(jié)流汽化效應，使流入蒸發(fā)器的制冷劑必須是液態(tài)制冷劑

10、。另外，蒸發(fā)溫度愈低，相應的制冷量也略為降低，并會使壓縮機的功耗增加，循環(huán)的制冷系數下降。5.2 壓縮過程壓縮過程：壓縮過程在壓縮機中進行，這是一個升壓升溫過程。壓縮機將從蒸發(fā)器流出的低壓制冷劑蒸氣壓縮，使蒸氣的壓力提高到與冷凝溫度對應的冷凝壓力，從而保證制冷劑蒸氣能在常溫下被冷凝液化。而制冷劑經壓縮機壓縮后，溫度也升高了。5.3 冷凝過程冷凝過程：冷凝過程在冷凝器中進行，它是一個恒壓放熱過程。為了讓制冷劑蒸氣能被反復使用，需將蒸發(fā)器流出的制冷劑蒸氣冷凝還原為液態(tài)，向環(huán)境介質放熱。冷凝器按工作過程可分為冷卻區(qū)段和冷凝區(qū)段。冷凝器的入口附近為冷卻區(qū)段，高溫的制冷劑過熱蒸氣通過冷凝器的金屬盤管和散

11、熱片，將熱量傳給周圍的空氣，并降溫冷卻，變成飽和蒸氣。冷凝器的出口附近為冷凝區(qū)段，制冷劑由飽和蒸氣冷凝為飽和液體放出潛熱，并傳給周圍空氣。5.4 節(jié)流過程節(jié)流過程：電冰箱的節(jié)流閥是又細又長的毛細管。由于冷凝器冷凝得到的液態(tài)制冷劑的冷凝溫度和冷凝壓力要高于蒸發(fā)溫度和蒸發(fā)壓力，在進入蒸發(fā)器前需讓它降壓降溫。液態(tài)制冷劑通過毛細管時由于流動阻力而降壓，并伴隨著一定程度的散熱和少許的汽化，因此節(jié)流過程是一個降壓降溫的過程。節(jié)流汽化的制冷劑量越大，蒸發(fā)器中的制冷量就越少，因而必須減少節(jié)流汽化。6、空調器的基本工作原理空調器的基本功能是調節(jié)房間空氣的溫度和濕度。依據系統(tǒng)的用途的不同，空調分為工藝性空調和舒適

12、性空調。舒適性空調的基本工況為制冷、制熱和除濕。6.1 制冷工況空調器要不斷把房間內的多余熱量轉移到室外，使室內溫度保持在一個較低的范圍內。它包括兩個循環(huán)制冷循環(huán)和空氣循環(huán)。（1）制冷循環(huán)?？照{器采用蒸氣壓縮制冷循環(huán)方式，它包括壓縮、冷凝、節(jié)流和蒸發(fā)4個熱力過程，如下圖所示。制冷劑經節(jié)流降壓后，在室內側的蒸發(fā)器中等壓蒸發(fā)，吸收潛熱，變成低溫低壓的蒸氣，然后經過壓縮機壓縮，變成高溫高壓的蒸氣，最后在室外側的冷凝器中冷凝成液體，放出潛熱。如此周而復始，不斷循環(huán)。小型空調器節(jié)流裝置為毛細管，大、中型空調器節(jié)流裝置為膨脹閥。6.2 空氣循環(huán)空氣循環(huán)是利用機內電風扇強迫室內、室外空氣按一定路線對流，以提

13、高換熱器的熱交換效率。空調器的空氣循環(huán)包括室內空氣循環(huán)、室外空氣循環(huán)和新風系統(tǒng)。下面以窗式空調為例，說明這3種循環(huán)。室內空氣循環(huán)如下圖所示。室內空氣從回風口進入空調器，通過濾塵網后，進入室內側蒸發(fā)器進行熱交換，冷卻后再吸入離心風扇，冷風最后由送風口吹回到室內。6.3 制熱工況空調器制熱方式有兩種：一種是電熱，即電流通過電熱絲發(fā)熱；另一種是熱泵制熱，即氣態(tài)制冷劑冷凝放熱。在制冷循環(huán)中，冷凝器進行的冷凝過程是一個放熱過程，蒸發(fā)器內進行的蒸發(fā)是一個吸熱過程，如果將室內側的蒸發(fā)器改作冷凝器，而將室外側的冷凝器改作蒸發(fā)器，空調器就從制冷狀態(tài)轉變?yōu)橹茻釥顟B(tài)，而熱泵型空調器就是根據這個原理設計的，如下圖所示

14、?？照{器制冷系統(tǒng)中，加一個電磁四通換向閥，以切換高低壓制冷劑在管道中的流向，使空調器既能制冷，又能制熱。6.4 除濕工況空調器在制冷工況時，蒸發(fā)器盤管表面的溫度往往低于空氣的露點溫度，因而室內循環(huán)空氣流經蒸發(fā)器時，空氣中的水蒸氣就會冷凝成水，落在積水盤上，排出室外，從而使室內空氣的含濕量降低。所以，空調器制冷運行時兼有除濕作用。但由于室內空氣含濕量減少，絕對濕度降低，并不等于相對濕度也降低。而影響舒適性空調質量的濕度指標是相對濕度而不是絕對濕度，因而有些空調器增加了獨立除濕功能。7、溴化鋰吸收式制冷吸收式制冷和蒸氣壓縮式制冷一樣，是利用液態(tài)制冷劑在低壓低溫下氣化以達到制冷的目的。所不同的是蒸氣

15、壓縮式制冷是靠消耗機械功（或電能）使熱量從低溫物體向高溫物體轉移；而吸收式制冷則靠消耗熱能來完成這種非自發(fā)過程。目前常用的兩種吸收式制冷機：1）氨吸收式制冷：氨為制冷劑，水為吸收劑，制冷溫度在+1-45 ；2）溴化鋰吸收式制冷：水為制冷劑、溴化鋰為吸收劑，制冷溫度在0 以上。溴化鋰簡單介紹：溴化鋰是無色粒狀結晶物，無毒。熔點：549 ；沸點：1265 。溴化鋰極具吸水性，20 時溴化鋰在水中的溶解度為111.2g/100g水。溴化鋰吸收式制冷原理圖制冷循環(huán)：高壓氣態(tài)制冷劑在冷凝器中向冷卻水放熱被凝結為液態(tài)后，經過節(jié)流裝置減壓降溫進入蒸發(fā)器。在蒸發(fā)器中該液體被氣化成低壓冷劑蒸氣，同時吸收被冷卻介

16、質的熱量產生制冷效應。吸收循環(huán)：在吸收器中，用液態(tài)的吸收劑吸收蒸發(fā)器產生的低壓氣態(tài)制冷劑，形成制冷劑-吸收劑溶液，經溶液泵生壓后進入發(fā)生器。在發(fā)生器中該溶液被加熱、沸騰，其中沸點低的制冷劑氣化形成高壓氣態(tài)制冷劑，與吸收劑分開。前者進入冷凝器液化，后者返回吸收器再次吸收低壓氣態(tài)制冷劑。三、常見空調系統(tǒng)概述1、空調的基本概念1.1 空調的定義：空調是空氣調節(jié)的簡稱，它是利用設備和技術對室內空氣（或人工混合氣體）的溫度、濕度、清潔度及氣流速度進行調節(jié)，以滿足人們對環(huán)境的舒適要求或生產對環(huán)境的工藝要求。滿足人類或其它生物對舒適感的要求的空調，一般稱之為舒適性空調；而主要用來滿足工藝生產過程和設備的運行

17、要求，及人體的舒適度要求的空調，一般稱之為工藝性空調。1.2 空調的制冷量與制熱量1.2.1制冷量：單位時間內，空調器在名義制冷工況下從空間區(qū)域或房間內排除的熱量。1.2.2制熱量：單位時間內，空調器在名義制熱工況下向空間區(qū)域或房間內釋放的熱量。1.3 空調影響質量好壞的三項國家標準1. 制冷（熱）量空調器在制冷（熱）運轉單位時間內從密閉空間除去的熱量，法定計量單位W（瓦）。國家標準規(guī)定空調實際制冷量不應小于額定制冷量的95%。輸入功率：空調器在額定工況下進行制冷（熱）運轉時，消耗的功率，單位W。2. 能效比又稱性能系數，是反映空調器制冷運轉時，的制冷量與制冷功率之比單位W/W。國家標準規(guī)定，

18、2500W空調的能效比標準值為2.65；2500W至多4500W空調的能效比標準值為2.70。3. 噪聲空凋器運轉時產生的雜音，主要由內部的蒸發(fā)機和外部的冷凝機產生。國家規(guī)定制冷量在2000W以下的空調室內機噪聲不應大于45分貝，室外機不大于55分貝；2500W的分體空調室內機噪聲不大于48分貝，室外機不大于58分貝。2、空調的分類按照功能要求的不同分為舒適性空調（家用空調和商用空調）和工藝性空調（潔凈空調）。2.1家用空調根據使用場所和制冷量的不同，可分為：家用空調器和家用中央空調。2.1.1 家用空調器家用空調器有窗式空調和分體空調，適合于建筑面積小，需要制冷量不是很大的房間。1）窗式：整

19、個空調器作為一個整體，如窗機。制冷范圍一般為1800W5000W。2）分體式：將空調器分為室內部分和室外部分。其制冷范圍一般為1800W9000W。1窗式空調窗式空調是一種整體式空調器，是空調產業(yè)前期的代表品，有結構緊湊、體積小、重量輕、安裝方便等特點，適用于臥室、辦公室、家庭小計算機房等場所使用；其主要缺點是噪聲較大。其外觀如下：2分體空調：分體空調是在整體式空調器的基礎上發(fā)展起來的，由室內和室外機組組成，兩者通過電纜和管道連接。 兩組之間的管道采用銅管接頭連接，它的優(yōu)點是：（1）壓縮機和冷凝器裝在室外，離房間較遠，降低了噪音，改善了環(huán)境，其噪音比窗式空調器低20DB左右。（2）安裝和檢修方

20、便，小修容易，大修可分別拆卸。（3）室內機組占地面積小，布置方便，造型美觀，可與室內裝飾配套。（4）增加了冷凝器的傳熱面積和風量，散熱條件比窗式空調器好。2.1.2 家庭中央空調家庭中央空調不僅適合于50200的普通家庭住宅，更適合于建筑面積為200500 的休閑別墅類住宅，在現代高檔別墅群中有廣泛的使用。（一）家庭中央空調的特點：1）整個家庭都滿足舒適性條件，避免了其它分體機造成 的直吹過冷和房內冷熱不勻的人體不適現象；2）裝飾性好，配合裝修無任何外露管線，整個系統(tǒng)處于隱蔽狀態(tài)；3）操作簡單，自動運行，無需維護；4）可根據各個房間的朝向、功能等增加和減少送冷（熱）量；5）可加新風、加濕，使室

21、內空氣保持新鮮和衛(wèi)生。（二）家用中央空調的局限：1布置上：設計和安裝要與裝修結合才能達到良好的舒適性和裝飾效果；2電源要求：電負荷較大，老式住房要考慮電路負荷是否足夠。從審美觀點和最佳空間利用上考慮，使用中央空調使室內裝飾更靈活，更容易實現最佳裝飾效果。即使您不再喜歡原來的裝飾，重新裝修，原來的中央空調系統(tǒng)稍微改變即可與新的裝修和諧一致。因此稱中央空調為一步到位、永不落后的選擇。（三）家用中央空調的種類：常用家用中央空調大體可分為三種類型：風冷管道系統(tǒng)、風冷冷/熱水系統(tǒng)、多聯型系統(tǒng)。1）風冷管道系統(tǒng)2）風冷冷/熱水系統(tǒng)風冷冷/熱水系統(tǒng)應用廣泛，從幾十平米到上千平米，平面或多層，房間結構簡單或復

22、雜均可。機組的輸送介質通常為水。它通過室外主機產生出空調冷/熱水，由管路系統(tǒng)輸送至室內的各末端裝置，在末端裝置處冷/熱水與室內空氣進行熱量交換，產生冷/熱風，從而消除房間空調負荷。它是一種集中產生冷/熱量，分散處理個房間空調系統(tǒng)形式。冷/熱水機組的末端裝置通常為風機盤管。3）多聯型系統(tǒng)多聯型系統(tǒng)即： VRV 系統(tǒng)（變制冷劑流量Varied Refrigerant Volume），它是一種冷劑式空調系統(tǒng)，尤其適合于辦公場所。VRV系統(tǒng)的一臺室外機通過管路能夠向若干個室內機輸送制冷劑液體。通過控制壓縮機的制冷劑循環(huán)量和進入室內各換熱器的制冷劑流量，可以適時地滿足室內冷、熱負荷要求，VRV系統(tǒng)具有節(jié)

23、能、舒適、運轉平穩(wěn)等諸多優(yōu)點，而且各房間可獨立調節(jié)，能滿足不同房間不同空調負荷的需求。它是由室內機和室外機組成。室外主機由室外側換熱器、壓縮機和其他制冷附件組成，室內機是由直接蒸發(fā)式換熱器和風機組成。2.2 商用中央空調（大型中央空調）1、商用中央空調原理圖2、中央空調制冷機組和大型空調設備3、中央空調末端設備空調末端的主要類別：1）空調箱：一般有吊頂式、臥式、立式機組2）組合式空調箱，根據要求可以有不同的功能段。3）風機盤管：主要形式有臥式暗裝（有普通型與高靜壓之分）、立式明裝、卡式吸頂等。4、中央空調的分類按照冷卻形式分類：1、水冷機組 2、風冷機組按照提供能量的形式分類：1、單冷型 2、冷暖型5、水冷機組空