空調培訓資料

空調培訓資料

一、空調基本原理

空調的系統(tǒng)可以劃分室外機部分包含：壓縮機、散熱器（冷凝器）、電機帶風機、

控制器。對于冷暖空調，室外機包含有四通閥，控制冷媒的流動方向，實現(xiàn)制冷或制熱。

冷媒（氟利昂）密閉循環(huán)：液態(tài)冷媒從室外到室內，在室內通過蒸發(fā)器和室內空氣實現(xiàn)

熱交換。蒸發(fā)器主要是銅管和散熱片，通過風機吹風強制風循環(huán)，室內的熱風吹入散熱器，

在其表面實現(xiàn)熱交換后變成冷風出來，室內的溫度因此下降，實現(xiàn)了制冷的目的。室內原則

上應該是密閉的，在風機的作用下強制循環(huán)。液態(tài)冷媒在蒸發(fā)器內吸收熱量變成氣態(tài)冷媒流

到室外，這時的冷媒氣是低溫低壓的，流入壓縮機，通過壓縮機對其壓縮做功，流出的冷媒

氣是高溫高壓的，通過冷凝器把冷媒的溫度降下來，流出冷凝器的冷媒是壓力比較高的氣液

混合體（或液體，和室外溫度有關），需通過電磁閥控制流量，再到膨脹閥膨脹降壓，流出

膨脹閥的冷媒是液體（或氣液混合體，和室外溫度有關），進入蒸發(fā)器，進行下一個循環(huán)。

冷媒循環(huán)如下：

蒸發(fā)器一一壓縮機一一冷凝器一一電磁閥一一膨脹閥一一蒸發(fā)器。

冷媒的制冷循環(huán)是強制循環(huán)，由壓縮機對冷媒氣壓縮做功，提供動力；同時蒸發(fā)器需要

一定壓力的冷媒，是壓縮機使冷媒升壓。

機房專用空調通常只有冷凝器（含風機）在室外，其它部件都在室內，便于維護。

二、精密機房專用空調原理

2.1精密機房專用空調和普通舒適型空調的本質區(qū)別

電信領域的機房空調應該是恒溫恒濕精密機房專用空調，具備制冷、加熱、加濕、除

濕及空氣過濾功能。精密機房專用空調是針對電信設備對環(huán)境的要求專業(yè)設計的，可

以保證機房內恒溫恒濕、風量大、空氣潔凈度高，為電信設備安全可靠運行提供高

品質的工作環(huán)境；而普通舒適型空調是針對人對環(huán)境的要求設計的，只有制冷（同時

可除濕）及空氣（加熱功能為選配）過濾功能。普通空調只能控溫，不具備恒溫恒

濕功能，風量小，空氣潔凈度達不到設備機房要求。所以說精密機房專用空調和普

通舒適型空調存在本質區(qū)別。

2.2.制冷原理

制冷的方式很多，制冷機的種類也很多，根據(jù)制冷的基本工作原理可分為氣體制冷，蒸

汽制冷（如壓縮式制冷，吸收式制冷和蒸氣噴射式制冷）和溫差電制冷（如半導體制冷）。

精密機房專用空調通常采用的是蒸氣壓縮制冷方式。

蒸氣制冷是利用某些低沸點的液態(tài)制冷劑在不同壓力下汽化時吸熱的性質來實現(xiàn)人工

制冷的。蒸氣壓縮式制冷是利用液態(tài)制冷劑汽化時吸熱，蒸汽凝結時放熱的原理進行制

冷的。

2.3.制冷循環(huán)

壓縮機提供制冷的動力，利用壓縮機增加系統(tǒng)內制冷劑的壓力，使制冷劑在制冷系統(tǒng)內

循環(huán)，達到制冷目的。開始壓縮機吸入蒸發(fā)制冷后的低溫低壓制冷劑氣體，然后壓縮成

高溫高壓氣體進入冷凝器；高壓高溫氣體經(jīng)冷凝器冷卻后使氣體冷凝變?yōu)槌馗邏阂?/p>

體；當常溫高壓液體流入熱力膨脹閥，經(jīng)節(jié)流降壓成為低溫低壓的濕蒸氣，流入蒸發(fā)器,

從周圍物體吸熱，經(jīng)過風道系統(tǒng)使被控房間的溫度降下來，蒸發(fā)后的制冷劑流回到壓縮

機中，又重復下一個制冷循環(huán)，從而實現(xiàn)制冷目的（ppt圖）。

2.4.精密機房專用空調系統(tǒng)構成及系統(tǒng)功能

精密機房專用空調的制冷系統(tǒng)包括壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器和膨脹閥四大部件及其它

附件構成（控制、檢測及保護）。系統(tǒng)選用高效率和高可靠性的全封閉渦旋式壓縮機。

蒸發(fā)器具有除濕功能(降低氣流/專用去濕循環(huán)/旁路氣體調節(jié)器)。冷凝器的冷卻方式

有如下幾種：風冷、水冷、乙二醇及冷凍水，目前以風冷型冷凝器為主，占90%以上。

精密機房專用空調的風道系統(tǒng)通常由電動機(馬達)、風機和空氣過濾裝置組成。

在精密機房專用空調中，加熱裝置采用電加熱管。電加熱管的功率適用于抵消在除濕過

程中被帶走的顯熱能量。在較冷季節(jié)，電加熱管給空調房間補充熱量以達到恒溫要求。

當被控房間濕度低于設定的濕度時，加濕器開始工作。有電極鍋爐式加濕器、紅外線加

濕器兩種可選。

控制器采用PID控制方式，溫度控制精度±0.5℃,濕度控制精度±2%RH。

精密機房專用空調的系統(tǒng)功能包括制冷、加熱、加濕、除濕及空氣過濾。

2.5.制冷劑(冷媒)

制冷劑是進行制冷循環(huán)的工作物質。

2.5.1對制冷劑的要求

理想的制冷劑要求其化學性質是無毒、無刺激性氣味、對金屬腐蝕作用小、與潤滑油不

起化學反應、不易燃燒、不易爆炸、并且要求制冷劑有良好的熱力學性質，即在大氣壓

力下在蒸發(fā)器內的蒸發(fā)溫度要低、蒸發(fā)壓力最好與大氣壓相近；制冷劑在冷凝器中冷凝

溫度對應的壓力要適中，單位制冷量要大，汽化熱要大，而液體的比熱要小，氣體的比

熱要大。要求制冷劑的物理性質：凝固溫度要低臨界溫度要高(最好高于環(huán)境溫度)，導

熱系數(shù)和放熱系數(shù)要大，比重和粘度要小，泄漏性要小。

2.5.2制冷劑的種類

制冷劑的種類很多，實際應用時可根據(jù)制冷劑類型，蒸發(fā)溫度、冷凝溫度及壓力等熱力

學條件以及制冷設備的使用地點來考慮。制冷劑可分為四類：即無機化合物、碳氫化合

物、氟里昂和共沸溶液。目前常用的是氟利昂制冷劑。目前常用的制冷劑有R12(F12)、

R22(F22)。其中R12適合低溫區(qū)，主要應用于電冰箱領域；R22適合中溫區(qū)，主要應

用于空調領域。

對于制冷劑對大氣環(huán)境污染問題，這是關系到人類健康和生存的大事，也是我們大家共

同關心的問題。多年來很多專家為此進行了深入的研究，一種新的替代品，不僅對大氣

臭氧層損耗潛值(0DP)為零，更重要的是制冷劑排放入大氣對溫室效應的直接影響造成

全球變曖潛值(GWP)方面也必須符合要求。臭氧層破壞，已成為全球普遍關注的環(huán)境焦

點問題，國際社會分別于1985年和1987年制定了《保護臭氧層維也納公約》和《關于消

耗臭氧層物質的蒙特利爾協(xié)定書》,中國于1991年加入了《蒙特利爾協(xié)定書》國際公約組

織，并承諾了消耗臭氧層物質的控制時間表，即R12和R22的完全淘汰時間分別為2010

年和2030年。目前許多R12和R22的替代品正相繼問世,例如R134a、R407c等等，

目前技術沒有完全成熟，沒有大面積推廣。它們的使用效果和各項性能指標的對比、鑒

定正在通過實驗室和實際運用不斷得以反饋,我們相信隨著時間的推移和科技的不斷進

步,性能更加卓越更符合環(huán)保要求更具性價比競爭能力的制冷劑將會更多的應用于制冷

空調行業(yè)中。

2.7.精密機房專用空調主要技術特點

2.7.1安全可靠

采用雙制冷系統(tǒng)，在一個制冷系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，另一個制冷系統(tǒng)仍可繼續(xù)工作，提供至

少50%的制冷量供應。模塊化機組設計，具備斷電數(shù)據(jù)保護及來電時按時序設備重啟動

功能，在同一控制場所的多臺空調可實現(xiàn)互聯(lián)，輪換工作互為備份，提高設備的安全性、

可靠性及平均使用壽命。每個模塊機組都具有獨立的制冷、制熱、加濕和除濕功能，具

備獨立的送風系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)，保證設備連續(xù)可靠運行。選用高可靠性業(yè)內知名品牌的

零部件，確保全年365X24小時全天候連續(xù)運行，為用戶提供安全的機房環(huán)境。

2.7.2節(jié)能

采用大風量小熔差的設計方法。由于機房主要處理的是顯熱負荷，這就要求空調機組加

大風量，降低送回風溫差，減少工作過程中不必要的除濕，節(jié)省壓縮機的工作時間：具

有多級能量調節(jié)能力。通過增加壓縮機、電加熱器的數(shù)量，增加機組的能量調節(jié)等級，

使機組的制冷量與實際需求匹配，使壓縮機盡可能工作在滿負荷之下，從而達到節(jié)能的

目的；合理采用自然冷卻方式。當室外溫度較低時，用室外空氣直接進行制冷，減少壓

縮機的開機時間或者不開壓縮機，可以顯著節(jié)省能量的消耗；加大機組的換熱面積。加

大蒸發(fā)器與冷凝器的面積，降低冷凝溫度，提高蒸發(fā)溫度，從而降低壓縮機的功率消耗。

2.7.3空氣潔凈

采用高品質空氣過濾裝置，過濾效率可達95%,保證機房的空氣潔凈度符合GB/T

2887-2000要求。

2.7.4控制精密

控制器采用PID控制方式，溫度控制精度±0.5℃,濕度控制精度土2%RH。控制器配備

超大屏幕LCD圖形顯示屏，觸摸式按鍵，全中文界面，操作維護簡潔方便。

2.7.5可用性高

采用多種送風方式和冷卻方式組合，滿足各類機房的需求，機組可用性高。

三、空調容量計算

3.1備份原則

機房專用空調承擔的是熱負荷，為了保障空氣調節(jié)系統(tǒng)的可靠性，需要冗余備份。中小

容量交換機房、計費中心、網(wǎng)管中心及普通電信機房采用N+l、N+2冗余備份；IDC

機房、大容量交換機房設備負荷大，一般選用3+1或2+1備份；移動基站、傳輸中繼

站等小機房一般采用1+1備份，在投資緊張情況下可以適當放大單機容量（采用雙制

冷回路），不做備份。

精密機房專用空調雙系統(tǒng)機組是主流，在投資偏緊時才會選用單系統(tǒng)機組。

3.2配置計算方法

設備機房的空調配置與民用空調的配置有很大的區(qū)別；設備機房的空調配置是為保證設

備能長期安全穩(wěn)定工作，它除了要平衡房屋結構熱量，更為重要的是要平衡設備所發(fā)出

的熱量，同時還要考慮留一定余量。國家有嚴格的技術標準，對溫度、濕度和潔凈度都

有嚴格要求。先計算出被控機房所需風量，再計算出冷量負荷，根據(jù)以上兩個參數(shù)選出

所需設備。

以下舉例說明配置計算方法。

中心交換機房：面積210m2,凈高4m,整個機房內所有設備耗電量為47KW,要求上送

風機型。

根據(jù)國家計算機房建設標準：GB50174-93及《電子計算機機房設計規(guī)范》，機房空氣循

環(huán)次數(shù)不能低于25次/小時（25—35次/小時之間），?般取30次/小時。

（1）風量

由公式n（循環(huán)次數(shù)）=F（風量）/V（機房體積）

得出被控機房所需的循環(huán)風量F=30X210X4=25200m3/h

（2）冷量負荷

機房所需冷量為：結構負荷+設備負荷+余量（20%）。

機房結構負荷：按110W-150W/m2計算?？紤]機房朝向（是否朝陽）和人員密度（10

人/m2上下）兩個因素。結構負荷Ql=210X150=31500W=31.5KW。

設備負荷：設備負荷即設備的耗電量（通信主設備的耗電量按額定功率的80%核算，

動力設備的耗電量就是在能量變換過程中損耗的部分）。設備負荷Qn=47KW。

余量：如果用戶投資富裕、用戶認可，可以考慮加20%余量，一般情況不加。

機房所需總冷量：Q=Ql+Qn=78.5KW。

（3）配置確定：綜合考慮制冷量、風量、備份三方面因素，選擇該機房所需的空調機組的

規(guī)格型號及數(shù)量。交換機房需要N+1備份，1