中央空調(diào)基礎(chǔ)知識-新手入門

1、一、空調(diào)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(guān)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(xí)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(nèi)凍結(jié)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(guān)系在小型空調(diào)工程中1HP指給壓縮機輸入735W的功率所能產(chǎn)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(jù)能效比算出來的。日本一般認為空調(diào)壓縮機的能效比平均為3.4，則輸入735W的電能所

3、產(chǎn)生的制冷量為2500W。因此可以說1HP空調(diào)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(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(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(shè)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(zhì)，其工

4、作原理是制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)吸收被冷卻物質(zhì)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(fù)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(shè)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(yīng)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(shù)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(diào)制冷裝置。尤其是氟利昂R22，在

5、我國空調(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，但是目前價格較高，影響大規(guī)模的推廣使用。致命缺點：溫室效應(yīng)氣體，其溫室效應(yīng)值比二氧化碳大1700倍，更危險的是會破壞大氣層中的臭氧層。根據(jù)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(chǎn)。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(nèi)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(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(zhuǎn)式制冷壓縮機是靠回轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)運動替代活塞式壓縮機中的活塞的往復(fù)運動，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(diào)以及商用VRV等小型系統(tǒng)大量使用；而螺桿機具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高及操作維護方便，另外技術(shù)成熟等一系列獨特的優(yōu)點，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于制冷、空調(diào)和多種工藝流程中；離心式壓縮機結(jié)構(gòu)簡單緊湊，運動件少，工作可靠，經(jīng)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(xiàn)無級調(diào)節(jié)，使機組的負荷在30%100%范圍內(nèi)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(shù) 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(gòu)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(qū)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(diào)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(xiàn)氣體來回倒流撞擊現(xiàn)象。當調(diào)節(jié)壓縮機制冷能力，其負荷過小時（一般當?shù)陀?0%時），也會發(fā)生喘振現(xiàn)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(zhì)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(nèi)蒸發(fā)量的多少。氣態(tài)制冷劑流經(jīng)蒸發(fā)器時不發(fā)生相變，不產(chǎn)生制冷效應(yīng)，因而應(yīng)限制毛細管的節(jié)流汽化效應(yīng)，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(yīng)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(shù)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(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(fù)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(zhì)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(diào)器的基本工作原理空調(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

12、性空調(diào)。舒適性空調(diào)的基本工況為制冷、制熱和除濕。6.1 制冷工況空調(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)溫度保持在一個較低的范圍內(nèi)。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{(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個熱力過程，如下圖所示。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)過壓縮機壓縮，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)流裝置為毛細管，大、中型空調(diào)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(nèi)電風(fēng)扇強迫室內(nèi)、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(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，說明這3種循環(huán)。室內(nèi)空氣循環(huán)如下圖所示。室內(nèi)空氣從回風(fēng)口進入空調(diào)器，通過濾塵網(wǎng)后，進入室內(nèi)側(cè)蒸發(fā)器進行熱交換，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)。6.3 制熱工況空調(diào)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(nèi)進行的蒸發(fā)是一個吸熱過程，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)這個原理設(shè)計的，如下圖所示

14、?？照{(diào)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(diào)器既能制冷，又能制熱。6.4 除濕工況空調(diào)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(nèi)循環(huán)空氣流經(jīng)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(nèi)空氣的含濕量降低。所以，空調(diào)器制冷運行時兼有除濕作用。但由于室內(nèi)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(diào)質(zhì)量的濕度指標是相對濕度而不是絕對濕度，因而有些空調(diào)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(zhuǎn)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(jié)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(jié)為液態(tài)后，經(jīng)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(zhì)的熱量產(chǎn)生制冷效應(yīng)。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(chǎn)生的低壓氣態(tài)制冷劑，形成制冷劑-吸收劑溶液，經(jīng)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(diào)系統(tǒng)概述1、空調(diào)的基本概念1.1 空調(diào)的定義：空調(diào)是空氣調(diào)節(jié)的簡稱，它是利用設(shè)備和技術(shù)對室內(nèi)空氣（或人工混合氣體）的溫度、濕度、清潔度及氣流速度進行調(diào)節(jié)，以滿足人們對環(huán)境的舒適要求或生產(chǎn)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(diào)，一般稱之為舒適性空調(diào)；而主要用來滿足工藝生產(chǎn)過程和設(shè)備的運行

17、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：單位時間內(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：單位時間內(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。1.3 空調(diào)影響質(zhì)量好壞的三項國家標準1. 制冷（熱）量空調(diào)器在制冷（熱）運轉(zhuǎn)單位時間內(nèi)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(diào)實際制冷量不應(yīng)小于額定制冷量的95%。輸入功率：空調(diào)器在額定工況下進行制冷（熱）運轉(zhuǎn)時，消耗的功率，單位W。2. 能效比又稱性能系數(shù)，是反映空調(diào)器制冷運轉(zhuǎn)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(diào)的能效比標準值為2.65；2500W至多4500W空調(diào)的能效比標準值為2.70。3. 噪聲空凋器運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的雜音，主要由內(nèi)部的蒸發(fā)機和外部的冷凝機產(chǎn)生。國家規(guī)定制冷量在2000W以下的空調(diào)室內(nèi)機噪聲不應(yīng)大于45分貝，室外機不大于55分貝；2500W的分體空調(diào)室內(nèi)機噪聲不大于48分貝，室外機不大于58分貝。2、空調(diào)的分類按照功能要求的不同分為舒適性空調(diào)（家用空調(diào)和商用空調(diào)）和工藝性空調(diào)（潔凈空調(diào)）。2.1家用空調(diào)根據(jù)使用場所和制冷量的不同，可分為：家用空調(diào)器和家用中央空調(diào)。2.1.1 家用空調(diào)器家用空調(diào)器有窗式空調(diào)和分體空調(diào)，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(diào)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(diào)器分為室內(nèi)部分和室外部分。其制冷范圍一般為1800W9000W。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，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(diào)：分體空調(diào)是在整體式空調(diào)器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，由室內(nèi)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(diào)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(nèi)機組占地面積小，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。2.1.2 家庭中央空調(diào)家庭中央空調(diào)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(xiàn)代高檔別墅群中有廣泛的使用。（一）家庭中央空調(diào)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(nèi)冷熱不勻的人體不適現(xiàn)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(jù)各個房間的朝向、功能等增加和減少送冷（熱）量；5）可加新風(fēng)、加濕，使室

21、內(nèi)空氣保持新鮮和衛(wèi)生。（二）家用中央空調(diào)的局限：1布置上：設(shè)計和安裝要與裝修結(jié)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(diào)使室內(nèi)裝飾更靈活，更容易實現(xiàn)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(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)簡單或復(fù)

22、雜均可。機組的輸送介質(zhì)通常為水。它通過室外主機產(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)空氣進行熱量交換，產(chǎn)生冷/熱風(fēng)，從而消除房間空調(diào)負荷。它是一種集中產(chǎn)生冷/熱量，分散處理個房間空調(diào)系統(tǒng)形式。冷/熱水機組的末端裝置通常為風(fēng)機盤管。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Varied Refrigerant Volume），它是一種冷劑式空調(diào)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(nèi)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(nèi)各換熱器的制冷劑流量，可以適時地滿足室內(nèi)冷、熱負荷要求，VRV系統(tǒng)具有節(jié)

23、能、舒適、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)等諸多優(yōu)點，而且各房間可獨立調(diào)節(jié)，能滿足不同房間不同空調(diào)負荷的需求。它是由室內(nèi)機和室外機組成。室外主機由室外側(cè)換熱器、壓縮機和其他制冷附件組成，室內(nèi)機是由直接蒸發(fā)式換熱器和風(fēng)機組成。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)制冷機組和大型空調(diào)設(shè)備3、中央空調(diào)末端設(shè)備空調(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、水冷機組 2、風(fēng)冷機組按照提供能量的形式分類：1、單冷型 2、冷暖型5、水冷機組空調(diào)系統(tǒng)的主要設(shè)備制冷主機、