暖通空調(diào)基礎(chǔ)知識(shí)講解課件

2015年08月20日暖通空調(diào)基礎(chǔ)知識(shí)講解大綱制冷原理詳解常見空調(diào)系統(tǒng)概述空調(diào)常用單位換算概況1、制冷原理及分類空調(diào)用制冷技術(shù)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(guò)程要吸收比潛熱，而且液體壓力不同，其沸點(diǎn)也不同，壓力越低，沸點(diǎn)越低。）另外根據(jù)熱量從低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移的不同方式，可分為：蒸氣壓縮式制冷、吸收式制冷。對(duì)于蒸氣壓縮式制冷，其工作原理就是使制冷劑在壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器等熱力設(shè)備中進(jìn)行壓縮、放熱、接流和吸熱四個(gè)主要的熱力過(guò)程，以完成制冷循環(huán)。一制冷基礎(chǔ)原理B、氟利昂大多數(shù)的氟利昂本身無(wú)毒、無(wú)臭、不燃，適用于工程建筑或者實(shí)驗(yàn)室的空調(diào)制冷裝置。尤其是氟利昂R22，在我國(guó)空調(diào)制冷裝置中已經(jīng)廣泛采用。其熱力學(xué)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(jià)格較高，影響大規(guī)模的推廣使用。致命缺點(diǎn)：溫室效應(yīng)氣體，其溫室效應(yīng)值比二氧化碳大1700倍，更危險(xiǎn)的是會(huì)破壞大氣層中的臭氧層。根據(jù)國(guó)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(guó)家可適當(dāng)延期至2040年全面禁止生產(chǎn)。目前國(guó)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(guó)內(nèi)的一些大中型項(xiàng)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(zhì)，如常用的空調(diào)冷凍水，其在蒸發(fā)器內(nèi)被冷卻降溫，然后遠(yuǎn)距離輸送，來(lái)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(dāng)要求低于0℃時(shí)。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(jī)化合物的水溶液。4、壓縮機(jī)蒸氣壓縮式制冷壓縮機(jī)容積式制冷壓縮機(jī)離心式制冷壓縮機(jī)往復(fù)活塞式制冷壓縮機(jī)回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)式渦旋式螺桿式說(shuō)明：

1）容積式制冷壓縮機(jī)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(jī)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(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)是靠回轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)替代活塞式壓縮機(jī)中的活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以改變氣缸的工作容積，從而將一定數(shù)量的低壓氣態(tài)制冷劑進(jìn)行壓縮。

3）目前常用的壓縮機(jī)主要有活塞式壓縮機(jī)、渦旋式、螺桿式以及離心式壓縮機(jī)。其中活塞式制冷壓縮機(jī)多為中型（標(biāo)準(zhǔn)制冷量60~600KW）和小型（小于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(jī)目前主要用于小型制冷系統(tǒng)，在家用空調(diào)以及商用VRV等小型系統(tǒng)大量使用；而螺桿機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高及操作維護(hù)方便，另外技術(shù)成熟等一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于制冷、空調(diào)和多種工藝流程中；離心式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，運(yùn)動(dòng)件少，工作可靠，經(jīng)久耐用運(yùn)行費(fèi)用低，一般適用大于500RT的制冷系統(tǒng)中，并且可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，使機(jī)組的負(fù)荷在30%~100%范圍內(nèi)工作。5.制冷系統(tǒng)原理圖冷卻水冷凍水冷媒冷凝器主機(jī)膨脹閥壓縮機(jī)蒸發(fā)器冷卻塔空調(diào)末端空調(diào)制冷系統(tǒng)流程示意圖低溫低壓氣體7℃12℃32℃37℃高溫高壓氣體低溫高壓液體低溫低壓液體5.2壓縮過(guò)程壓縮過(guò)程：壓縮過(guò)程在壓縮機(jī)中進(jìn)行，這是一個(gè)升壓升溫過(guò)程。壓縮機(jī)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(duì)應(yīng)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(jīng)壓縮機(jī)壓縮后，溫度也升高了。5.4節(jié)流過(guò)程節(jié)流過(guò)程：電冰箱的節(jié)流閥是又細(xì)又長(zhǎng)的毛細(xì)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(jìn)入蒸發(fā)器前需讓它降壓降溫。液態(tài)制冷劑通過(guò)毛細(xì)管時(shí)由于流動(dòng)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(guò)程是一個(gè)降壓降溫的過(guò)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。

空調(diào)器的基本功能是調(diào)節(jié)房間空氣的溫度和濕度。依據(jù)系統(tǒng)的用途的不同，空調(diào)分為工藝性空調(diào)和舒適性空調(diào)。舒適性空調(diào)的基本工況為制冷、制熱和除濕。6.空調(diào)器的基本工作原理

空調(diào)器要不斷把房間內(nèi)的多余熱量轉(zhuǎn)移到室外，使室內(nèi)溫度保持在一個(gè)較低的范圍內(nèi)。它包括兩個(gè)循環(huán)——制冷循環(huán)和空氣循環(huán)。

（1）制冷循環(huán)?？照{(diào)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(gè)熱力過(guò)程，如圖1所示。

制冷劑經(jīng)節(jié)流降壓后，在室內(nèi)側(cè)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(jīng)過(guò)壓縮機(jī)壓縮，變成高溫高壓的蒸氣，最后在室外側(cè)的冷凝器中冷凝成液體，放出潛熱。如此周而復(fù)始，不斷循環(huán)。小型空調(diào)器節(jié)流裝置為毛細(xì)管，大、中型空調(diào)器節(jié)流裝置為膨脹閥。6.1制冷工況

圖1空調(diào)器的制冷循環(huán)

空氣循環(huán)是利用機(jī)內(nèi)電風(fēng)扇強(qiáng)迫室內(nèi)、室外空氣按一定路線對(duì)流，以提高換熱器的熱交換效率?？照{(diào)器的空氣循環(huán)包括室內(nèi)空氣循環(huán)、室外空氣循環(huán)和新風(fēng)系統(tǒng)。下面以窗式空調(diào)為例，說(shuō)明這3種循環(huán)。室內(nèi)空氣循環(huán)如圖2所示。室內(nèi)空氣從回風(fēng)口進(jìn)入空調(diào)器，通過(guò)濾塵網(wǎng)后，進(jìn)入室內(nèi)側(cè)蒸發(fā)器進(jìn)行熱交換，冷卻后再吸入離心風(fēng)扇，冷風(fēng)最后由送風(fēng)口吹回到室內(nèi)。6.2空氣循環(huán)

空調(diào)器制熱方式有兩種：一種是電熱，即電流通過(guò)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(jìn)行的冷凝過(guò)程是一個(gè)放熱過(guò)程，蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行的蒸發(fā)是一個(gè)吸熱過(guò)程，如果將室內(nèi)側(cè)的蒸發(fā)器改作冷凝器，而將室外側(cè)的冷凝器改作蒸發(fā)器，空調(diào)器就從制冷狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹茻釥顟B(tài)，而熱泵型空調(diào)器就是根據(jù)這個(gè)原理設(shè)計(jì)的，如圖3所示?？照{(diào)器制冷系統(tǒng)中，加一個(gè)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(diào)器既能制冷，又能制熱。6.4制熱工況

空調(diào)器在制冷工況時(shí)，蒸發(fā)器盤管表面的溫度往往低于空氣的露點(diǎn)溫度，因而室內(nèi)循環(huán)空氣流經(jīng)蒸發(fā)器時(shí)，空氣中的水蒸氣就會(huì)冷凝成水，落在積水盤上，排出室外，從而使室內(nèi)空氣的含濕量降低。所以，空調(diào)器制冷運(yùn)行時(shí)兼有除濕作用。但由于室內(nèi)空氣含濕量減少，絕對(duì)濕度降低，并不等于相對(duì)濕度也降低。而影響舒適性空調(diào)質(zhì)量的濕度指標(biāo)是相對(duì)濕度而不是絕對(duì)濕度，因而有些空調(diào)器增加了獨(dú)立除濕功能。6.5除濕工況

1、空調(diào)的基本概念1空調(diào)的定義：空調(diào)是空氣調(diào)節(jié)的簡(jiǎn)稱，它是利用設(shè)備和技術(shù)對(duì)室內(nèi)空氣（或人工混合氣體）的溫度、濕度、清潔度及氣流速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足人們對(duì)環(huán)境的舒適要求或生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的工藝要求。滿足人類或其它生物對(duì)舒適感的要求的空調(diào)，一般稱之為舒適性空調(diào)；而主要用來(lái)滿足工藝生產(chǎn)過(guò)程和設(shè)備的運(yùn)行要求，及人體的舒適度要求的空調(diào)，一般稱之為工藝性空調(diào)。1.2空調(diào)的制冷量與制熱量1.2.1．制冷量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)，空調(diào)器在名義制冷工況下從空間區(qū)域或房間內(nèi)排除的熱量。1.2.2．制熱量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)，空調(diào)器在名義制熱工況下向空間區(qū)域或房間內(nèi)釋放的熱量?？臻g熱量外界制冷量空調(diào)器空間制熱量熱量3.2、空調(diào)的分類按照功能要求的不同：3.2.1、舒適性空調(diào)（1）家用空調(diào)（2）商用空調(diào)3.2.2、工藝性空調(diào)潔凈空調(diào)1．窗式空調(diào)

窗式空調(diào)是一種整體式空調(diào)器，是空調(diào)產(chǎn)業(yè)前期的代表品，有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、安裝方便等特點(diǎn)，適用于臥室、辦公室、家庭小計(jì)算機(jī)房等場(chǎng)所使用；其主要缺點(diǎn)是噪聲較大。其外觀如下：2．分體空調(diào)：是在整體式空調(diào)器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，由室內(nèi)和室外機(jī)組組成，兩者通過(guò)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(diǎn)是：（1）壓縮機(jī)和冷凝器裝在室外，離房間較遠(yuǎn)，降低了噪音，改善了環(huán)境，其噪音比窗式空調(diào)器低20DB左右。（2）安裝和檢修方便，小修容易，大修可分別拆卸。（3）室內(nèi)機(jī)組占地面積小，布置方便，造型美觀，可與室內(nèi)裝飾配套。（4）增加了冷凝器的傳熱面積和風(fēng)量，散熱條件比窗式空調(diào)器好（二）家用中央空調(diào)的局限:

1．布置上：設(shè)計(jì)和安裝要與裝修結(jié)合才能達(dá)到良好的舒適性和裝飾效果；

2．電源要求：電負(fù)荷較大，老式住房要考慮電路負(fù)荷是否足夠。

從審美觀點(diǎn)和最佳空間利用上考慮，使用中央空調(diào)使室內(nèi)裝飾更靈活，更容易實(shí)現(xiàn)最佳裝飾效果。即使您不再喜歡原來(lái)的裝飾，重新裝修，原來(lái)的中央空調(diào)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(diào)為"一步到位、永不落后的選擇"。（三）家用中央空調(diào)的種類？常用家用中央空調(diào)大體可分為三種類型：風(fēng)冷管道系統(tǒng)、風(fēng)冷冷/熱水系統(tǒng)、多聯(lián)型系統(tǒng)。1）風(fēng)冷管道系統(tǒng)2）風(fēng)冷冷/熱水系統(tǒng)

風(fēng)冷冷/熱水系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，從幾十平米到上千平米，平面或多層，房間結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單或復(fù)雜均可。機(jī)組的輸送介質(zhì)通常為水。它通過(guò)室外主機(jī)產(chǎn)生出空調(diào)冷/熱水，由管路系統(tǒng)輸送至室內(nèi)的各末端裝置，在末端裝置處冷/熱水與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱量交換，產(chǎn)生冷/熱風(fēng)，從而消除房間空調(diào)負(fù)荷。它是一種集中產(chǎn)生冷/熱量，分散處理個(gè)房間空調(diào)系統(tǒng)形式。冷/熱水機(jī)組的末端裝置通常為風(fēng)機(jī)盤管。3）多聯(lián)型系統(tǒng)

多聯(lián)型系統(tǒng)即：VRV系統(tǒng)（變制冷劑流量VariedRefrigerantVolume），它是一種冷劑式空調(diào)系統(tǒng)，尤其適合于辦公場(chǎng)所。VRV系統(tǒng)的一臺(tái)室外機(jī)通過(guò)管路能夠向若干個(gè)室內(nèi)機(jī)輸送制冷劑液體。通過(guò)控制壓縮機(jī)的制冷劑循環(huán)量和進(jìn)入室內(nèi)各換熱器的制冷劑流量，可以適時(shí)地滿足室內(nèi)冷、熱負(fù)荷要求，VRV系統(tǒng)具有節(jié)能、舒適、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)等諸多優(yōu)點(diǎn)，而且各房間可獨(dú)立調(diào)節(jié)，能滿足不同房間不同空調(diào)負(fù)荷的需求。它是由室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)組成。室外主機(jī)由室外側(cè)換熱器、壓縮機(jī)和其他制冷附件組成，室內(nèi)機(jī)是由直接蒸發(fā)式換熱器和風(fēng)機(jī)組成。商用空調(diào)2.2商用中央空調(diào)（大型中央空調(diào)）1、商用中央空調(diào)原理圖2、中央空調(diào)制冷機(jī)組和大型空調(diào)設(shè)備3、中央空調(diào)末端設(shè)備1、空調(diào)末端的主要類別1）空調(diào)箱：一般有吊頂式、臥式、立式機(jī)組2）組合式空調(diào)箱，根據(jù)要求可以有不同的功能段。3）風(fēng)機(jī)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?shù)取?、中央空調(diào)的分類按照冷卻形式分類1、水冷機(jī)組2、風(fēng)冷機(jī)組按照提供能量的形式分類1、單冷型2、冷暖型5、水冷機(jī)組空調(diào)系統(tǒng)的主要設(shè)備制冷主機(jī)冷卻塔冷凍水泵冷卻水泵補(bǔ)給水泵電子水處理儀或全自動(dòng)軟化水處理裝置水過(guò)濾器膨脹水箱末端設(shè)備冷卻塔空調(diào)末端冷卻水冷凍水冷媒冷凝器蒸發(fā)器主機(jī)6、風(fēng)冷冷水機(jī)組空調(diào)系統(tǒng)主要設(shè)備制冷主機(jī)冷凍水泵補(bǔ)給水泵電子水處理儀或全自動(dòng)軟化水處理裝置水過(guò)濾器膨脹水箱末端設(shè)備空調(diào)末端冷凍水冷媒冷凝器蒸發(fā)器室外空氣主機(jī)7、空調(diào)主機(jī)的選型1）負(fù)荷計(jì)算：（1）根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算。具體計(jì)算可參見設(shè)計(jì)手冊(cè)（2）單位面積負(fù)荷概算法。在實(shí)際工程中，有時(shí)要求對(duì)建筑物空調(diào)負(fù)荷做一個(gè)預(yù)先估計(jì)，以便估算容量和投資費(fèi)用，常采用單位面積負(fù)荷概算法。各種建筑物的冷熱負(fù)荷概算指標(biāo)可見下表。2）主機(jī)選擇：根據(jù)計(jì)算所得的總冷負(fù)荷，參照產(chǎn)品型錄選取設(shè)備。冷負(fù)荷概算指標(biāo)三空調(diào)常用單位換算1、長(zhǎng)度單位換算英制單位：英尺ft（feet)、英寸in（inch)1in=25.4mm1ft=12in1ft=0.3048m≈30.5cm1m=3.281ft2、體積流量單位

CMH：cubicmeterperhourCFM：cubicfeetperminister1CFM=1.699CMH3、功與能量的關(guān)系能量=功×?xí)r