依米康空调基础知识.pdf

目 的 在特定的空间内 采用一定技术手段创造并保持满足一定要求的空气环境 调节内容 温度 湿度 洁净度 气流速度 压力 成分 气味 噪声等 调节方法 加热 冷却 加湿 减湿 过滤 通风换气 消音等 空气调节概述 The air regulaTes To all say 1 按服务对象不同分类 1 舒适性空调 以确保人体舒适 健康和高效工作为目的 范围 住宅 办公楼 商店 旅馆 餐馆 茶室 酒吧 医院 客用火车 汽车 飞 机 宇宙飞船等等 特点 控制精度不高 2 工艺性空调 以确保产品质量和生产工艺操作过程的特定要求为目的 范围 机房 车间 特定用途的空间 货用的运输工具 核研究和实验 军事等 特点 控制精度一般比较高 严格按照工艺要求 2 按空气处理设备的设置情况分类 1 集中系统 将空气处理设备及其冷热源集中在专用机房内 经处理后的空气用风道分别送往各个空调 房间 这样的空调系统称为集中式系统 这是一种出现最早 迄今仍然广泛应用的最基本的系统形式 2 全分散方式系统 将空气处理设备 冷热源设备和风机紧凑地组合成为一个整体空调机组 可将它直接装设 于空调房间 或者装设于邻室 借较短的风道将它与空调房间联系在一起 这种空调方式 称为全分散式或局部式空调方式 例如窗式空调器 分体式空调器 3 半集中系统 既有对新风的集中处理与输配 又能借设在空调房间的末端装置 如风机盘管 对室内循 环空气作局部处理 兼具前两种系统特点的系统称为半集中式系统 风机盘管加新风空调系统是目前应用最广 最具生命力的系统形式 3 按负担室内空调负荷所用的介质分类 1 全空气系统 全部由集中处理的空气负担室内空调负荷 如一次回风系统 由于空气的比热小 通常这 类空调系统需要占用较大的建筑空间 但室内空气的品质有保障 2 全水系统 全部由水负担室内空调负荷 例如单一的风机盘管机组系统 由于水的比热大于空气的比 热 在相同情况下空调系统所占用的建筑空间较少 这种系统不能解决空调房间的通风换 气问题 通常情况下不单独使用 3 空气 水系统 由处理过的空气和水共同负担室内空调负荷 如新风机组与风机盘管机组并用的系统 这 种系统有效地解决了全空气系统占用建筑空间多和全水系统不能通风换气的问题 在对空 调精度要求不高和舒适性空调的场合广泛地使用这种系统 4 制冷剂系统 将制冷系统的蒸发器直接放在室内吸收余热余湿的空调系统 例如单元式空调系统 窗式 空调器 分体式空调器 目前小管道内制冷剂的输送距离可达5 0 1 0 0 m 再配合良好的新 风和排风系统 使得制冷剂系统在小型空调系统和旧房加装的空调系统中广泛地被采用 这种系统的优点在于能量利用率高 占用建筑空间少 布置灵活 可根据不同房间的空调 要求自动选择制冷或供热 4 按集中系统处理的空气来源分类 1 封闭式系统 所处理的空气全部来自空调房间的再循环空气而没有室外空气补充 该系统应用于密闭空 间且无法或不需采用室外空气的场合 这种系统消耗冷 热量最省 但卫生条件差 仅应 用于战时隔绝通风情况下的地下蔽护所等战备工程及很少有人进出的仓库等 2 直流式系统 所处理的空气全部来自室外 送风吸收余热余湿后全部排到室外 与封闭式系统相比具有 完全不同的特点 这种系统应用于不允许采用回风的场合 如放射性实验室及散发大量有 害物的车间等 为了回收排出空气的冷量或热量 可以在系统中设置热回收装置 3 混合式系统 它所处理的空气部分来自室外 部分来自空调房间 这种系统既能满足卫生要求 又经济 合理 是应用最广泛的一种系统 以上仅仅是为了方便学习人为地对空调系统进行的分类 随着科学技术的发展还会出现新 的空调系统 在实际工程中应根据具体情况选择一种或几种合适的空调系统 空调常用术语单位 The air condiTion in common use Technical Term uniT 1 摄氏温标 在标准大气压下 把水的冰点作为0 度 沸点作为1 0 0 度 在0 度与1 0 0 度之间均衡的刻成 1 0 0 格 每格为l 度 以符号 表示 2 华氏温标 在标准大气压下 把水的冰点定为3 2 度 而沸点定为2 1 2 度 二者之间均衡的刻成1 8 0 格 每格为l 度 以符号o F 表示 3 开氏温标 又称绝对温标 它以摄氏温标为基础 把水的冰点定为2 7 3 1 6 度 水的沸点定为3 7 3 1 6 度 理论上把物质 中分子全部停止运动之点作为0 度 以符号K 表示 常用温标是摄氏 华氏 开氏 它们之间的换算公式如下 华氏换算摄氏 摄氏换算成华氏 开氏与摄氏的关系 T t 2 7 3 1 6 式中 T 开氏温标 K t 摄氏温标 o C 4 焦耳 在国际单位制中 取热量单位与功的单位一致 以焦耳表示 焦耳相当于用1 N 牛顿 的力 共作用点在力的方向上移动l m 米 所做的功 因此 在国际单位制中 焦耳是功和能的单 位 采用这种单位使计算简化 焦耳的符号为J 我国法定热量单位为焦耳 焦耳与卡之间的换算为 1 k J 千焦耳 0 2 3 9 k c a I 千卡 l k c a l 千卡 4 1 9 k J 千焦耳 5 比热 任何物质当加进热量 它的温度会升高 但相同质量的不同物质 升高同样温度时 其 所加进的热量是不一样的 为相互比较 把l k g 水温度升高1 所需的热量定为4 1 9 k J 以此作为标准 其它物质所需的热量与它的比值 称为比热 如 l k g 水温度升高l 需 4 1 9 k J 则比热值为4 1 9 k J k g 而 l k g 铜温度升高l 只需0 3 9 k J 则铜的比热为 0 3 9 k J k g 不同材料有各自的比热值 下表为几种材料的比热值 几种材料比热值 比热kJ kg K 4 19 2 095 0 754 0 390 0 461 物资名称 氨 液体 氨 气体 空气 干 比热kJ kg K 4 19 2 095 0 754 0 390 0 461 物资名称 水 冰 玻璃 铜 钢 知道材料比热值 就能计算出对它降温所需要除去的热量 例如要将5 k g 7 0 的水冷却到 1 5 则需除去的热量为 Q mc D t 5 4 1 9 7 0 1 5 l 1 5 2 2 5 k J 式中 m 水的质量 k g c 水的比热k J k g K D t 温度差值 K 6 显热 对固态 液态或气态的物质加热 只要它的形态不变 则热量加进去后 物质的温度就升 高 加进热量的多少在温度上能显示出来 即不改变物质的形态而引起其温度变化的热量 称为显热 如对液态的水加热 只要它还保持液态 它的温度就升高 因此 显热只影响 温度的变化面不引起物质的形态的变化 例如机房中 其计算机或程控交换机的发热量很 大 它属于显热 7 潜热 对液态的水加热 水的温度升高 当达到沸点时 虽然热量不断的加入 但水的温度不升 高 一直停留在沸点 加进的热量仅使水变成水蒸气 即由液态变为气态 这种不改变物 质的温度而引起物态变化 又称相变 的热量称为潜热 如计算机房中 工作人员人体发热以 及换气带进来的空气含湿量 这些热量称为潜热 全热等于显热与潜热之和 8 压力 气体由分子组成 亿万分子在无规则的运动中 频繁撞击容器内壁 在内壁单位表面积 上垂直产生的力称为压力 在工程中测量气体压力的常用单位是 千克 厘米2 或为 mmH g 毫米汞柱 我国的法定单位是 P a 帕斯卡 a 大气压力 包围地球的空气层对单位 地球表面积形成的压力称为大气压力 通常用 B 表示 单位用帕 P a 或千帕 k P a 表示 大气压力随各地海拔高度不同而存差异 还因季节 气候的变化稍有高低 由于大气压力 不同 空气的物理性质和反映空气物理性质的状态参数均要发生变化 所以 在空气调节 的设计和运行中 要考虑当地气压的大小 否则会造成一定的误差 压力分三种 用仪表测定的压力 称工作压力 即表压力 当地大气压和绝对压力 其相互 关系 绝对压力 当地大气压十工作压力 只有绝对压力才是湿空气的状态参数 在一定温度下 空气越潮湿 其水蒸汽含量就越多 水蒸汽分压力就越大 当水蒸汽含量 超过某一限量时 多余的水蒸汽就会凝成水析出 这说明 此时 湿空气中的水蒸汽含量 达到最大限度 该湿空气处于饱和状态 称饱和空气 此时相应的水蒸汽分压力称为饱和 水蒸汽分压力 该压力仅取决于温度 温度越高 其压力值越大 9 蒸发与沸腾 蒸发是指在液体自由表面进行气化的过程 例如 水的蒸发 衣服的凉干过程 蒸发是由 于液体表面上具有较高能量的分子克服液体分子的引力 穿出液面到达空间而形成的 在 相同环境下 液体温度越高 则蒸发越快 制冷工程中 许多问题都涉及到蒸发过程 例 如冷却塔及空调中的加湿与干燥过程等 红外加湿器的加湿属表面蒸发过程 沸腾是指液体内部产生气泡形式的剧烈气化过程 例如 水的烧开过程 在一定压力下 液体加热到一定的温度才开始沸腾 在整个沸腾过程中 液体吸收的热量全部用于自身的 容积膨胀与相变 故气液温度保持不变 如电极加湿器属于沸腾过程 1 0 导热系数 亦称热导率 导热系数是表示一种材料传导热量能力的一个物理量 如两块同样厚的材料 一块是铜 块 一块是软木块 把它们放在比本身温度高的环境中 可立即感觉到铜块温度升高 而 对软木块则在短时间内感受不到 这说明两种材料对热量传导的能力不同 把这种材料对 热量的不同传导能力以数字表示就称为导热系数 其数值等于 当材料层的厚度为 l m 两边温度差为1 在 1 h 内通过 l m2 表面积所传导的热量 以符号l 表示 单位是 k c a l mh 国家法定单位是 W mK 或用 J mh K 表示 它们之间的换算关系是 1 W mK 0 8 6 0 k c a l mh 不同材料有不同导热系数 它与材料的成份 密度 分子结构等因素有关 同一种材料 影响其导热系数的主要因素是密度和湿度 密度大则导热系数大 湿度大则 导热系数亦大 1 1 放热系数 当冻结一种物质时 如在表面吹风则它的冻结速度比不吹风时快 表示这种不同物质之间 在不同状态下换热能力的物理量称为放热系数 其数值等于每小时 每平方米面积上 当流体和固体壁之间的温度差为 l 时所传递的热量 以符号a 表示 其单位为 k c a l m2 h 国际单位制是 W m2 k 或 J m2 h 两者之间换算关系为 1 W m2 K 0 8 6 0 k c a l m2 h 空调常用术语单位 The air condiTion in common use Technical Term uniT 1 2 传热系数 热量从高温侧流体透过平壁转移到低温侧流体 这种热量传递的能力除与两侧温差 传热面积的大小有关外 还与平壁的导热系数 平壁 的厚度及壁面两侧的放热系数有关 把所有因素列成一个方程式 即 Q K F D t k J h 式中 Q 传递的热量 k J h F 平壁的表面积 m2 D t 温差 D t t 1 t 2 K 传热系数 k J m2 h K 为传热系数 它数值上等于当两侧温差 l 时 l h 通过 l m2 传热面积 从一侧热流体传到 另一侧冷流体所传递的热量 单位是k J m2 h 或 W m2 k 1 3 比容和密度 单位容积的湿空气所具有的质量称为密度 用符号r 表示 即 而单位质量的湿空气所占有的容积称为比容 用符号 V 表示 即 式中 m 湿空气的质量 单位为 k g v 湿空气占有的容积 单位为 m3 两者互为倒数 因此 只能视为一个状态参数 1 4 湿度 湿度是表示湿空气中含有水蒸汽量多少的物理量 有三种表示方法 1 4 1 绝对湿度 l m3 湿空气中含水蒸汽的质量 符号为Z 单位为 k g m3 即 式中 mq 水蒸汽质量 单位为k g V 水蒸汽占有的容积 即湿空气的容积 单位为 m3 绝对湿度使用起来不方便 它不能直接反映出湿空气的干湿程度 1 4 2 含湿量 每公斤干空气所含有水蒸汽量称为含湿量 符号为d 单位为 k g k g 干 即 式中 mq 湿空气中水蒸汽质量 单位为k g mg 湿空气中干空气质 量 单位为k g 1 4 3 相对湿度 湿空气中水蒸汽分压力和同温度下饱和水蒸汽分压力之比 称为相对湿度 用符号j 表示 即 式中 P q 水蒸汽分压力 P q b 同温度下饱和水蒸汽分压力 从式中可知 j 值小 表 示空气较干燥 反之 空气较潮湿 当j 0 时 为干空气 j 1 0 0 时 为饱和空气 从j 值大小可直接看出空气的干湿程度 j 和d 都是表示空气的湿度参数 含意却不同 d 表示水 蒸汽的含量多少 却不能表示空气接近饱和的程度 而j 能表示空气接近饱和程度 却不能 表示水蒸汽的含量多少 1 5 露点温度 在一定大气压力下 含湿量不变时空气中的水蒸汽凝结为水 凝露 的温度 在d 不变时 空 气温度下降 由未饱和状态变为饱和状态 此时空气的相对湿度j 1 O0 在空调技术 中 把空气降温至露点温度 达到除湿干燥空气的目的 1 6 焓 焓是湿空气的一个重要参数 是一个内能与压力位能之和的复合状态参数 在空调过程中 湿空气的状态经常发生变化 焓可以很方便确定该状态变化过程中的热交 换量 湿空气的变化过程是定压过程 焓差等于热交换量 即 t D h D Q c mD t 式中 D h 焓差 k J k g 干 D Q 热交换量 k J k g m 湿空气的质量 k g c 湿空气的定 压比热 k J k g 1 1 5 静压 动压 全压 1 7 静压 P i 由于空气分子不规则运动而撞击于管壁上产生的压力称为静压 计算时 以绝对真空为计 算零点的静压称为绝对静压 以大气压力为零点的静压称为相对静压 空调中的空气静压 均指相对静压 静压高于大气压时为正值 低于大气压时为负值 1 8 动压 P b 指空气流动时产生的压力 只要风管内空气流动就具有一定的动压 其值永远是正的 1 9 全压 P q 全压是静压和动压的代数和 P q P i 十P b 全压代表 l m3 气体所具有的总能量 若以大气 压为计算的起点 它可以是正值 亦可以是负值 空调常用术语单位 The air condiTion in common use Technical Term uniT 制冷系统原理 make cold sysTem principle 单级蒸汽压缩制冷系统 是由制冷压缩机 冷凝器 蒸发器和节流阀四个基本部件组成 它们之间用管道依次连接 形成一个密闭的系统 制冷剂在系统中不断地循环流动 发生 状态变化 与外界进行热量交换 其工作过程如图所示 单级蒸气压缩式制冷循环 液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后 汽化成低温低压的蒸汽 被压缩机吸 入 压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器 在冷凝器中向冷却介质 水或空气 放热 冷凝为 高压液体 经节流阀节流为低压低温的制冷剂 再次进入蒸发器吸热汽化 达到循环制冷 的目的 这样 制冷剂在系统中经过蒸发 压缩 冷凝 节流四个基本过程完成一个制冷 循环 在制冷系统中 蒸发器 冷凝器 压缩机和节流阀是制冷系统中必不可少的四大件 这当中蒸发器是输送冷量的设备 制冷剂在其中吸收被冷却物体的热量实现制冷 压缩机 是心脏 起着吸入 压缩 输送制冷剂蒸汽的作用 冷凝器是放出热量的设备 将蒸发器 中吸收的热量连同压缩机功所转化的热量一起传递给冷却介质带走 节流阀对制冷剂起节 流降压作用 同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的数量 并将系统分为高压侧和低 压侧两大部分 实际制冷系统中 除上述四大件之外 常常有一些辅助设备 如电磁阀 分配器 干燥器 集热器 易熔塞 压力控制器等部件组成 它们是为了提高运行的经济 性 可靠性和安全性而设置的 单级蒸汽压缩式制冷循环 制冷系统主要部件 make a cold sysTem main parTs 1 压缩机 压缩机按其结构分为三类 开启式 半封闭式 全封闭式 目前大部分机房专用空调采用 全封闭式压缩机 压缩机是空调器制冷系统的心脏 系统中制冷剂的循环或流动 是靠压缩机的运转来实现 的 压缩机对制冷剂的压缩过程是 压缩机运转时 从蒸发器吸入蒸发后的饱和气体 经 压缩机压缩 提高其压力和温度后 排入冷凝器中 在风机鼓风或冷却水的冷却下 放出 热量而凝结液体 再经节流降压 进入蒸发器中蒸发吸热 使周围空气或流通空气达到冷却 降温 蒸发后的气体 又被压缩机吸回再进行压缩 排出 依次不断地往复循环制冷 使 房间内的空气温度下降 2 冷凝器 冷凝器按其冷却形式可分为三大类型 水冷式 风冷式 蒸发式及淋水式 在制冷过程中冷凝器起着输出热量并使制冷剂得以冷凝作用 从制冷压缩机排出的高压过 度热蒸气进入冷凝器后 将其在工作过程中吸收全部热量 其中从蒸发器和制冷压缩机 中 以及在管道内所吸收的热量 都传递给周围介质 水或空气 并带走 制冷剂高压过 热蒸气重新凝结为液体 3 蒸发器 蒸发器按其被冷却的介质种类可分为冷却液体的蒸发器 干式蒸发器 和冷却空气用的蒸发器 表冷式蒸发器 这两大类 空调系统所使用的蒸发器一般为冷却空气的蒸发器 蒸发器是依靠制冷剂液体的蒸发 实 际上是沸腾 来吸收被冷却介质热量的换热设备 它在制冷系统中的功能是吸收热量 或 称输出冷量 为了保证蒸发过程能稳定持久地进行 必须不断地用制冷压缩机将蒸发的 气体抽走 以保持一定的蒸发压力 这时候需要吸收大量热量 使房间温度逐步降低 以 达到制冷及去湿效果 4 热力膨胀阀 膨胀阀通过感温包感受蒸发器出口端过热度的变化 导致感温系统内 感温系统是由感温 包 毛细管 传动膜片和传动波纹管这几种互相连通的零件所构成的密闭系统 充注物质产 生压力变化 并作用于传动膜片上 促使膜片形成上下位移 再通过传动片将此力传递给 传动杆而推动阀针上下移动 使阀门关小或开大 起到降压节流作用和自动调节蒸发器的 制冷剂供给量 并保持蒸发器出口端具有一定过热度 得以保证蒸发器传热面积的充分利 用 以及减少液击冲缸现象的发生 机房专用空调机中采用的通常是外平衡式热力膨胀阀 热力膨胀阀虽只是一个很小的部 件 但它在制冷系统中的作用必不可少 所以它与制冷压缩机 蒸发器 冷凝器 并称为 制冷系统四大部件 5 制冷系统的辅助设备 5 1 电磁阀 液体管路电磁阀在制冷系统中可以受压力继电器 温度继电器发出的脉冲信号形成自动控 制 在压缩机停机时 由于惯性作用以及氟里昂的热力性质 使氟里昂大量进入蒸发器 在压缩机再次启动时 湿蒸气进入压缩机吸入口引起湿冲程 即液击 不易启动 严重 的时候甚至将阀片击破 液体管路电磁阀的设置 使这种情况得以避免 在空调机系统中 压缩机的启动 也依赖于电磁阀 静止时电磁阀将高低压分为二个部分 低压部分的较低 压力 低于低压压力控制器的开启值 所以压缩机处于停止状态 当压缩机需要启动时 通过电脑输出信号接通电磁阀 当阀开启时 高压压力迅速向低压释放 当低压压力达到 低压控制器开启值时 压缩机才能启动 5 2 液镜 视液镜在制冷系统中处于制冷电磁阀和干燥过滤器之间 它是用来观察液体流动状态的 根据气泡的多少可以作为制冷剂注入量的参考 一般情况没有气泡即为制冷剂注入量已 够 根据视液镜颜色可以看出系统内水份的含量 无水份时颜色为禄色 5 3 液体管道干燥过滤器 在空调器制冷循环中必须预防水分和污物 油污 焊接时的金属氧化皮等 侵入 新添加 制冷剂和润滑油所含的微量水分 或由于检修制冷系统时空气侵入而带来的水分 如果系 统中的水分未排除干净 则当制冷剂流经膨胀阀 压力降低时 其温度也随之下降 有时 因水分凝固成冰而使管道阻塞 既冰堵 或阀孔被堵塞 影响制冷装置的正常运转 液体管道干燥过滤器是不可拆卸的 内部采用分子筛结构 能够去除管道中的少量杂质水 份等 起到净化系统的目的 结构为一端装有金属滤网 另一端装有金属多孔滤体 中间 放置了吸水能力较强的干燥剂 如硅胶 活性氧化铝 吸湿特性较好的分子筛等 用来 过滤吸收水分子 它接在彭涨阀之前 其作用是滤去制冷系统中的污垢和吸附制冷系统中 残存的少量水分子 当液体管道干燥过滤器出现堵塞时 会引起吸气压力降低 在过滤器 两端会出现温差 如出现这情况 需要更换过滤器 制冷系统主要部件 make a cold sysTem main parTs 5 4 贮液器 目前空调器制冷系统中所设置的贮液器 其主要作用是为防止液态制冷剂 进入压缩机而 引起压缩机的液击 因此 严格地讲应称之为气液分离器 从蒸发器来的气液两相制冷剂 由进口入贮液器中 液态制冷剂因本身密度大而落入筒底 吸入口在上方 只有气态制冷 剂 才能由吸入口吸入压缩机中 由于小型空调器制冷系统内一般不设高压贮液器 因此 该气液分离器也兼备低压贮液功能 5 5 高压力控制器 在制冷系统中高低压力控制器 是起保护作用的装置 高压保护是上限保护 当高压压力 达到设定值时 高压控制器断开 使压缩机接触器线圈释放 压缩机停止工作 避免在超 高高压下运行损坏零件 高压保护是手动复位 当压缩机要再次启动时 需先按下复位按 钮 当然 在重新启动压缩机前 应先检查出造成高压过高的原因 给予排除后 才能使 机器运转正常 5 6 低压力控制器 低压保护是为了避免制冷系统 在过低压力下运行而设置的保护装置 它的设定分为高限 和低限 它的控制原理是 低压断开值就是上限一下限的压差值 重新开机值是上限值 低压控制器是自动复位 所以要求操作人员经常观察机器的运行情况 出现报警时要及时 处理 避免压缩机长时间频繁启停而影响寿命 空调常用制冷剂简单介绍 The air condiTion is in common use To make a cold simple inTroducTion 蒸气压缩式制冷机中的制冷剂要求低温下气化 从被冷却物中吸取热量 再在高温下凝 结 向环境介质排放热量 1 氟利昂1 2 简称R 1 2 氟利昂1 2 学名为二氟二氯甲烷 它的优点是无色 无毒 无臭味 不燃烧 不爆 炸 有微香味 在常压下 工作压力适中 蒸发温度较低 沸点温度为 2 9 8 冷凝压力 一般不超过9 8 0 k p a 易于液化 所以适用于空气冷却的冷凝器 它的缺点是蒸发潜热小 1 千克R 1 2 蒸发时吸收1 6 6 K J 的热量 制冷剂中含有水分时 对金属有腐蚀作用 并且会使膨 胀阀内产生冰塞现象 要求产品中含水量不得超过0 0 0 2 5 渗透性强 若制冷系统中有极 微小的缝隙 它就能很快地跑出来 对有机物质有溶解的作用 在制冷设备中 若使用橡 胶类密封垫圈 就会发生溶解 使其失去弹性和密封效能 从而导致泄漏 2 氟利昂2 2 简称R 2 2 氟利昂2 2 学名为二氟一氯甲烷 它的优点是不燃烧 不爆炸 制冷时的蒸发温 度较低 在一个大气压下 沸点温度为 4 0 8 最重要的一点还是蒸发潜热大 每千克氟 利昂2 2 蒸发时吸收2 3 4 7 K J 的热量 它的缺点是有微毒 并比R 1 2 稍大 压缩机压缩终了 的气体温度压力都比R 1 2 高 冷凝压力大 不易冷凝 机械振动大 对象胶垫圈有腐蚀作 用 有较强的渗透性 3 水 水供溴化锂吸收式制冷机用 其中使用最多的制冷剂是氟利昂 氟利昂是一种卤素化合物 主要是甲烷和乙烷的衍生 物 它的种类很多 有氟利昂 1 1 氟利昂 1 2 氟利昂 1 1 3 氟利昂 2 2 氟利昂 5 0 0 氟利昂 5 0 2 等几十种 由于它们的性能不同 我们平时用的最多的是氟利昂 1 2 和氟利 昂 2 2 两种 环保制冷剂R 1 3 4 a R 6 0 0 a K L B R 4 0 7 c 等的出现 它们的使用效果和各项性能指标的对 比 正在通过实验室和实际运用不断得以反馈 性能更加卓越 更符合环保要求 更具性 价比竞争能力的制冷剂 将会更多的应用于制冷空调行业当中 4 制冷剂选择 C F C 制冷剂 氯氟烃类 一类受控R 1 1 R 1 2 R 1 1 3 R 1 1 4 R 1 1 5 R 5 0 0 R 5 0 2 等 H C F C 制冷剂 氢氯氟烃 R 2 2 R 1 2 3 R 1 4 1 b R 1 4 2 b 等 H C F C 类物质被视为C F C 类物质的最重要的过渡性替代物质 在 蒙特利尔议定书 中发达国家2 0 0 4 年开始削减 2 0 2 0 年完全停用 发展中国家2 0 1 6 年冻结产量2 0 4 0 年完全停用 H F C 制冷剂 氢氟烃类 R 1 3 4 a R 1 2 5 R 3 2 R 4 0 7 C R 4 1 0 A R 1 5 2 等 在 蒙特利 尔议定书 没有规定其使用期限 在 联合国气候变化框架公约 京都议定书中定性为温 室气体 机房空调设备组成部分 The engine room air condiTion consTiTuTes parT 空调机的结构 一般由以下四大部分组成 1 制冷系统 是空调器制冷降温 除湿部分 由制冷压缩机 冷凝器 干燥过滤器 膨胀阀 蒸发器 电磁阀 制冷剂等组成一个密封的制冷循环 2 空气处理系统 是空调器内促使房间空气流动和处理空气状态部分 由风机 加湿器 加热器 过滤器 蒸发器等设备组成 3 电气系统 是空调器内促使压缩机 风机等用点器件的正常运行部分 由空气断路器 接触器 继电 器 控制器 各种保护器等等 4 钣金结构系统 是空调器的框架 各组成部件的支承座和气流的导向部分 由箱体 面板和百叶栅等组 成 空调常用性能指标 The air condiTion in common use funcTion index sign 空调常用性能指标 各种空调机的显热比 定义 从低温热源吸收的热量 以 KW表示 使物体有温度降低而需吸收 的热量 显冷量占机组总制冷量的比 例 制冷量与消耗的功率之比 COP 得到的冷 热 量与付出的 能量之比 EER 舒适空调 70 意义 衡量机组制冷能力的 指标 机组消除机房热量能 力的指标 衡量机组消除机房热 量效率的指标 衡量机组效率的主要 指标 衡量机组效率的主要 指标 恒温恒湿空调 80 备注 空调选型依据 机房内产热主要为显热 显冷比越大 消除机房 热量能力越强 一般要求 3 3 如单位为BTU 一般要求 11 5 专用空调 90 95 性能指标 制冷量 显冷量 显热比 制冷系数 能效比 机型 显热比 空调常用单位换算表 The air condiTion in common use uniT conversion Table 长度 质量 1米 m 3 281英尺 ft 1 094码 yd 1英尺 ft 0 3048米 m 1码 yd 0 9144米 m 1英里 mile 5280英尺 ft 1厘米 cm 0 394英寸 in 1英寸 in 2 54厘米 cm 1英尺 ft 12英寸 in 1海里 n mile 1 1516英里 mile 1千米 km 0 621英里 mile 1英里 mile 1 609千米 km 1海里 n mile 1 852千米 km 1码 yd 3英尺 ft 1千克 kg 2 205磅 lb 1磅 lb 0 454千克 kg 1短吨 sh ton 0 907吨 t 2000 磅 1b 1盎司 oz 28 350克 g 1吨 t 1000千克 kg 2205磅 lb 1 102短吨 sh ton 0 934长吨 long ton 1长吨 long ton 1 016吨 t 密度 压力 1磅 英尺3 lb ft3 16 02千 克 米3 kg m3 1磅 英加仑 lb gal 99 776 千克 米3 kg m3 API 141 5 15 5 时的比 重 131 5 1磅 英寸2 psi 0 006895兆帕 MPa 0 0703千克 厘米2 kg cm2 0 0689巴 bar 0 068大气压 at m 1磅 英寸3 lb in3 27679 9千克 米3 kg m3 1磅 石油 桶 lb bbl 2 853千克 米3 kg m3 1巴 bar 0 1兆帕 MPa 14 503 磅 英寸2 psi 1 0197千克 厘米 2 kg cm2 0 987大气压 at m 1千克 米3 kg m3 0 001克 厘米 3 g cm3 0 0624磅 英尺3 lb ft3 1磅 美加仑 lb gal 119 826千克 米3 kg m3 1波美密度 140 15 5 时的比 重 130 1兆帕 MPa 145磅 英寸2 psi 10 2千克 厘米2 kg cm2 10巴 bar 9 8大气压 at m 1大气压 at m 0 101325兆帕 MPa 14 696磅 英寸2 psi 1 0333千克 厘米2 kg cm2 1 0133巴 bar 面积 力 体积 1平方米 m2 10 764平方英尺 ft2 1平方英里 mile2 2 590平方 公里 km2 1平方英寸 in2 6 452平方厘 米 cm2 1千克力 kgf 9 81牛顿 N 1立方英尺 ft3 0 0283立方 米 m3 28 317升 l 10亿立方英尺 bcf 2831 7 万立方米 m3 1英亩 英尺 1234立方米 m3 1美夸脱 qt 0 946升 l 1英加仑 gal 4 546升 l 1公亩 acre 100平方米 m2 1 英 亩 a c r e 0 4 0 4 7 公 顷 ha 40 47 10 3平方公里 km2 4047平方米 m2 1平方码 yd2 0 8361平方米 m2 1磅力 1bf 4 45牛顿 N 1千立方英尺 mcf 28 317立方米 m3 1万亿立方英尺 tcf 283 17亿立 方米 m3 1桶 bbl 0 159立方米 m3 42美 加仑 gal 1美品脱 pt 0 473升 l 1 平 方 公 里 k m 2 1 0 0 公 顷 ha 247 1英亩 acre 0 386平方英里 mile2 1公顷 ha 10000平方米 m2 2 471英亩 acre 1平方英尺 ft2 0 093平方米 m2 1牛顿 N 0 225磅力 1bf 0 102千 克力 kgf 1达因 dyn 10 5牛顿 N 1立方米 m3 1000升 liter 35 315立方英尺 ft3 6 290桶 bbl 1百万立方英尺 MMcf 2 8317万立 方米 m3 1立方英寸 in3 16 3871立方厘米 cm3 1美加仑 gal 3 785升 l 1美吉耳 gi 0 118升 l 温度 K 273 15 1 华氏度 5 9 温度差 n n 32 5 9 K 开尔文度 5 9 459 67 n 摄氏度 5 9 n 32 空调常用单位换算表 The air condiTion in common use uniT conversion Table 传热系数 功率 热导率 1英热单位 英尺2 时 Btu ft2 h 5 67826瓦 米2 开尔文 W m2 K 1米制马力 hp 735 499瓦 W 1英热单位 英尺2 时 Btu ft2 h 1 7303瓦 米 开尔文 W m K 1米2 时 千卡 m2 h kcal 0 86000米2 开尔文 瓦 m2 K W 1卡 秒 cal s 4 1868瓦 W 1千卡 米2 时 kcal m2 h 1 6279瓦 米2 开尔 文 W m2 K 1千卡 米2 时 kcal m2 h 1 16279瓦 米2 W m2 1千克力 米 秒 kgf m s 9 80665瓦 W 1英热单位 时 Btu h 0 293071瓦 W 1千卡 米2 时 kcal m2 h 1 16279瓦 米 开尔文 W m K 速度 1英里 时 mile h 0 44704米 秒 m s 1英尺 秒 ft s 0 3048米 秒 m s 热功 1卡 cal 4 1868焦耳 J 1英尺磅力 ft 1bt 1 35582 焦耳 J 1千瓦小时 kw h 3 6 106焦 耳 J 1卡 cal 4 1868焦耳 J 1英热单位 Btu 1055 06焦耳 J 1米制马力小时 hp h 2 64779 106焦耳 J 1大卡 4186 75焦耳 J 1英热单位 Btu 1055 06焦耳 J 1焦耳 0 10204千克 米 2 778 10 7千瓦 小时 3 777 10 7公制马力小时 3 723 10 7英制马力小时 2 389 10 4千卡 9 48 10 4英热单位 1千克力米 kgf m 9 80665焦耳 J 1英制马力小时 UKHp h 2 68452 106焦耳 J 1焦耳 0 10204千克 米 2 778 10 7 千瓦 小时 3 777 10 7公制马力 小时 3 723 10 7英制马力小时 2 389 10 4千卡 9 48 10 4英热单位 机房空调负荷计算 The engine room air condiTion burden compuTe 为了确定空调机的容量 必须首先计算机房的热负荷 1 空调房间负荷来源 机房的热负荷主要来自两个方面 其一是机房内部产生的热量 它包括 室内计算机及外部设备的发热量 机房辅助设施和机房设备的发热量 电热 蒸气水温及其 它发热体 这些发热量显热大 潜热小 照明发热 显热 工作人员的发热 显热小 潜热大 由于水分蒸发 凝结产生的热量 潜热 其二是机房外部产生的热量 它包括 传导热 通过建筑物本体侵入的热量 如从墙壁 屋顶 隔断和地面传入机房的热量 显 热 放射热 也称辐射热 由于太阳照射从玻璃窗直接进入房间的热量 显热 对流产生的热量 从门窗等缝隙侵入的高温室外空气 也包含水蒸气 所产生的热量 显热 潜热 为了使室内工作人员减少疲劳和有利于人体健康而引入的新鲜空气所产生的热量 包括显热 和潜热 2 热负荷估算 在机房初始设计阶段 为了较快的选定空调机的容量 可采用此方法 即以单位面积所需 冷量进行估算 电信交换机房 移动基站 3 0 0 3 5 0 W m2 I D C 数据中心 6 0 0 8 0 0 W m2 计算机房 计费中心 控制中心 培训中心 3 0 0 3 5 0 W m2 电子产品及仪表车间 精密加工车间 3 0 0 3 5 0 W m2 标准检测室 校准中心 2 5 0 3 0 0 W m2 U P S 和电池室 动力机房 3 0 0 3 5 0 W m2 医院和检测室 生化培养室 洁净室 实验室 2 0 0 2 5 0 W m2 仓储室 博物馆 图书馆 档案管 烟草 食品 1 5 0 2 0 0 W m2 3 简易热负荷计算 计算机房空调负荷 主要来自计算机设备 外部设备及机房设备的发热量 大约占总热量 的8 0 以上 其次是照明热 传导热 辐射热等 这几项计算方法与一般空调房间负荷计 算相同 计算机制造商 一般能提供设备发热量的具体数值 而有些计算机制造商 不能 提出这方面的数据 因此 只能根据计算机的耗电量计算其发热量 a 外部设备发热量计算 Q 8 6 0 N k c a l h 式中 N 用电量 k W 同时使用系数 0 2 0 5 8 6 0 功的热当量 即l k W电能全部 转化为热能所产生的热量 b 主机发热量计算 Q 8 6 0 P h 1 h 2 h 3 式中 P 总功率 k W h 1 同时使用系数 h 2 利用系数 h 3 负荷工作均匀系数 机房内各种设备的总功率 应以机房内设备的最大功耗为准 但这些功耗并未全部转换成 热量 因此 必须用以上三种系数来修正 这些系数又与计算机的系统结构 功能 用 途 工作状态及所用电子元件有关 总系数一般取0 6 0 8 之间为好 c 照明设备热负荷计算 机房照明设备的耗电量 一部分变成光 一部分变成热 变成光的部分也因被建筑物和设 备等所吸收而变成热 照明设备的热负荷计算如下 Q C P k c a l h 式中 P 照明设备的标称额定输出功率 W C 每输出l W的热量 k c a l h W 通常自炽灯为0 8 6 日光灯为1 0 d 人体发热量 人体内的热是通过皮肤和呼吸器官放出来的 这种热因含有水蒸汽 其热负荷应是显热和 潜热负荷之和 人体发出的热随工作状态而异 机房中工作人员可按轻体力工作处理 当室温为2 4 时 其显热负荷为5 6 c a l 潜热负荷为4 6 c a l 当室温为2 1 时 其显热负荷为6 5 c a l 潜热负荷 为3 7 c a 1 在两种情况下 其总热负荷均为1 0 2 c a l e 围护结构的传导热 通过机房屋顶 墙壁 隔断等围护结构进入机房的传导热是一个与季节 时间 地理位置 和太阳的照射角度等有关的量 因此 要准确地求出这样的量是很复杂的问题 当室内外空气温度保持一定的稳定状态时 由平面形状墙壁传入机房的热量可按下式计 算 Q K F t 1 t 2 k c a l h 式中 K 围护结构的导热系数 k c a l m2 h F 围护结构面积 m2 t 1 机房内温度 t 2 机房外的计算温度 当计算不与室外空气直接接触的围护结构如隔断等时 室内外计算温度差应乘以修正系 数 其值通常取0 4 0 7 常用材料导热系数如下表所示 常用材料导热系数 机房空调负荷计算 The engine room air condiTion burden compuTe 常用材料导热系数 导热系数 kcal m2h 1 4 1 5 0 5 0 7 1 3 0 5 1 1 0 7 0 1 0 25 材料 石膏板 石棉水泥板 软质纤维板 玻璃纤维 镀锌钢板 铝板 导热系数 kcal m2h 0 2 1 0 15 0 03 38 180 材料 普通混凝土 轻型混凝土 砂浆 熟石膏 砖 玻璃 木材 f 从玻璃透入的太阳辐射热 当玻璃受阳光照射时 一部分被反射 一部分被玻璃吸收 剩下透过玻璃射入机房转化为 热 被玻璃吸收的热使玻璃温度升高 其中一部分通过对流进入机房也成为热负荷 透过玻璃进入室内的热量可按下式计算 Q K F q k c a l h 式中 K 太阳辐射热的透入系数 F 玻璃窗的面积 m2 q 透过玻璃窗进入的太阳辐射热强度 k c a l m2 h 透入系数K 值取决于窗户的种类 通常取0 3 6 0 4 太阳辐射热强度q 随纬度 季节和时间而不同 又随太阳照射角度而变化 具体数值请参考 当地气象资料 g 换气及室外侵入的热负荷 为了给在计算机房内工作人员不断补充新鲜空气 以及用换气来维持机房的正压 需要通 过空调设备的新风口向机房送入室外的新鲜空气 这些新鲜空气也将成为热负荷 通过 门 窗缝隙和开关而侵入的室外空气量 随机房的密封程度 人的出入次数和室外的风速 而改变 这种热负荷通常都很小 如需要 可将其拆算为房间的换气量来确定热负荷 h 其它热负荷 在机房中 除上述热负荷外 在工作中使用示被器 电烙铁 吸尘器等都将成为热负荷 由于这些设备的功耗一般都较小 可粗略按其额定输入功率与功的热当量之积来计算 此 外 机房内使用大量的传输电缆 也是发热体 其计算如下 Q 8 6 0 P l k c a l h 式中 8 6 0 功的热当量 k c a 1 h P 每米电缆的功耗 W l 电缆的长度 m 总之 机房热负荷应由上述各项热负荷之和来确定 气流组织方式 The currenT of air organizes a way 1 确定气流组织时要考虑的问题 应使机房送回风方式和设备的通风方式与计算机或程控交换机系统的散热方式及发热量相 适应 计算机设备在机房内的布置要考虑设备的功能 同时还要尽可能缩短信号电缆连线以减少 散热量 有利于提高系统抗干扰能力 对于中央处理机 磁盘机等发热量较大的设备 在 铺设地板时 要有足够的通风量 一般选用防静电铝合金通风板为好 机房内的热负荷主要来源之一是计算机设备 由于计算机系统的功能 速度和容量的大幅 度提高而体积却相应减小 这样就使机房单位面积热负荷增大 因此更需要机房气流组织 分配均匀 机房内热源应尽量能均匀分布 使机房内各点的温度梯度尽可能小 机房内各 送风口的送风速度尽可能均匀 不能出现送风死区 机房内的热源应尽量能均匀分布 计算机房的空调可采用很多种方式 究竟采用何种方式为宜 还应考虑机房的结构要素 特别是在原有建筑物中改建的计算机房 结构要素对空调方式的影响更为突出 计算机房的空调除了解决计算机设备的散热要求外 还要满足人对工作环境的要求 计算 机房操作人员的舒适程度对于提高工作效率 防止事故发生都是非常重要的 所以在确定 空调气流组织方式时 还应从人的舒适方面去权衡 特别需要值得注意的是要给操作人员 提供足够的新风 并且不要让冷空气直接吹向操作人员经常工作的地方 一般送在操作人 员附近 选用旋流活动风口送风较为合理 2 空调送风方式 机房气流组织主要用下述送回风方式来实现 2 1 室内直吹式 室内直吹式就是把舒适型普通立柜式空调机安装在机房内 通常又称为上侧送风下侧回风 式 从上侧送出的空气先与室内空气相混合 再进入计算机柜 显然 从空调机上侧送出 的空气温度低于室内空气温度 这种送风方式适用于微机房 也就是机房狭小 计算机设备台数少 设备发热量小的微型 计算机房 如3 0 m2 左右的微机房 采用这种送风形式 其空气流很可能被机房内的设备阻挡 会出现小区域的涡流 特别是 在空气流经的室内工作区会有吹风感 因此在布置设备时防止设备间空气短路 在空气流 路上 设备应先低后高排列 发热量大的设备优先得到足够的冷风 如图1 所示 气流组织方式 The currenT of air organizes a way 图1 室内直吹式送风方式 采用这种空调方式 只能满足机房内温度要求 而对机房内的湿度和空气洁净度及机房换 气次数均不能达到国家规定的机房设计标准要求 正确地采用上送风侧回风的机房专用空调机用于微型计算机房 使之机房内达到国家规定 的机房设计标准要求 即温度 湿度 洁净度和送风速度及换气次数的要求 采用如图2 所 示地板上空调送风方式 图2 地板上空送风方式 2 2 地板下空调方式 经空调机调整了的温湿度空气 通过计算机柜下部送进计算机柜内 而经机房上部返回空 调机的送风形式 也称为下送上回式 如图3 所示 图3 地板下送风方式 由于下送上回式的冷风是通过保持正压的活动地板下的静压风库送入计算机设备和机房 的 并且可以给发热量大的设备单独送风 因此 空调效率高 使机房内温度分布均匀 一般计算机房均采用这种送风形式 在施工时应对地表面进行防尘涂料处理 为了防止地 面上产生结露 必须在地面上或在机房下层顶棚上进行隔热措施处理 送风温度一般取1 6 一1 9 气流组织方式 The currenT of air organizes a way 2 3 上送下回式 上送下回式就是把空调机调整了温度和湿度的空气 经过吊顶送进计算机柜 而后再通过 活动地板下返回空调机下部回风口 这种送风形式适用于计算机柜本身散热方式是从机柜 顶部送风 机柜下部或侧下部排风的计算机系统 图4 所示为上送下回空调方式 图4 上送下回方式 2 4 混合式空调方式 混合式就是根据设备和操作人员对空调的不同要求而采用的综合送风形式 其中计算机设备 所需要的冷风是经活动地板下送入设备的 而人的舒适则是通过另一系统来实现的 因此 设备和人都