暖通空调基础知识讲解共45

2015年08月20日暖通空调基础知识讲解大纲制冷原理详解常见空调系统概述空调常用单位换算概况1、制冷原理及分类空调用制冷技术属于普通制冷范围，主要是采用液体气化制冷法。（主要是利用液体气化过程要吸收比潜热，而且液体压力不同，其沸点也不同，压力越低，沸点越低。）另外根据热量从低温物体向高温物体转移的不同方式，可分为：蒸气压缩式制冷、吸收式制冷。对于蒸气压缩式制冷，其工作原理就是使制冷剂在压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等热力设备中进行压缩、放热、接流和吸热四个主要的热力过程，以完成制冷循环。一制冷基础原理2、冷媒

1）制冷剂是制冷装置中进行制冷循环的工作物质，其工作原理是制冷剂在蒸发器内吸收被冷却物质的热量而蒸发，在冷凝器中将所吸收的热量传给周围的空气或者水，而被冷却为液体，往复循环，借助于状态的变化来达到制冷的作用。

2）常用制冷剂

A、氨（NH3R717）氨最大的优点是单位容积制冷能力大，蒸发压力和冷凝压力适中，另外价格便宜，极易购得，特别是冷藏、冷库等大型制冷设备常采用。但是氨最大的缺点就是有强烈的刺激作用，对人体有危害，目前规定氨在空气中的浓度不应大于20mg/m3。氨是可燃物，氨在空气中的体积百分比达16~25%时，遇火焰就有爆炸的危险。B、氟利昂大多数的氟利昂本身无毒、无臭、不燃，适用于工程建筑或者实验室的空调制冷装置。尤其是氟利昂R22，在我国空调制冷装置中已经广泛采用。其热力学性能与氨不相上下，而且安全可靠，是一种良好的制冷剂，但是目前价格较高，影响大规模的推广使用。致命缺点：温室效应气体，其温室效应值比二氧化碳大1700倍，更危险的是会破坏大气层中的臭氧层。根据国际上《蒙特利尔议定书》规定：R22于2020年将全面禁止，发展中国家可适当延期至2040年全面禁止生产。目前国际上一致看好的R22的替代物是R407C、R410A。另外汽车制冷中常用的R12，采用R134A替代。目前国内的一些大中型项目，业主都明确要求采用环保冷媒如R407C等。3、载冷剂载冷剂是一种中间物质，如常用的空调冷冻水，其在蒸发器内被冷却降温，然后远距离输送，来冷却需要被冷却的物体。目前常用的载冷剂有水，它只能用于高于0℃的条件，当要求低于0℃时。一般采用盐水，如：氯化钠或者氯化钙水溶液或者采用乙二醇、丙二醇等有机化合物的水溶液。4、压缩机蒸气压缩式制冷压缩机容积式制冷压缩机离心式制冷压缩机往复活塞式制冷压缩机回转式制冷压缩机旋转式涡旋式螺杆式说明：

1）容积式制冷压缩机是靠改变工作腔的容积，将周期性地吸收到的定量气体压缩。离心式压缩机是靠离心力的作用，连续地将所吸收到的气体压缩。

2）回转式制冷压缩机是靠回转体的旋转运动替代活塞式压缩机中的活塞的往复运动，以改变气缸的工作容积，从而将一定数量的低压气态制冷剂进行压缩。

3）目前常用的压缩机主要有活塞式压缩机、涡旋式、螺杆式以及离心式压缩机。其中活塞式制冷压缩机多为中型（标准制冷量60~600KW）和小型（小于60KW），但是由于其噪音大、效率低切容易发生故障，目前使用的已不多；涡旋式制冷压缩机目前主要用于小型制冷系统，在家用空调以及商用VRV等小型系统大量使用；而螺杆机具有结构简单、可靠性高及操作维护方便，另外技术成熟等一系列独特的优点，已经广泛应用于制冷、空调和多种工艺流程中；离心式压缩机结构简单紧凑，运动件少，工作可靠，经久耐用运行费用低，一般适用大于500RT的制冷系统中，并且可以实现无级调节，使机组的负荷在30%~100%范围内工作。4）评价制冷压缩机消耗能量方面先进性的指标：

a、制冷压缩机的性能系数COP

即：单位轴功率的制冷量。轴功率（压缩机的耗功率）指电动机传至压缩机机轴上的功率，主要包括直接用于压缩空气的所耗功率和克服运动机构的摩擦阻力所耗功率。

b、能效比EER：单位电动机输入功率的制冷量大小。此指标考虑到驱动电机效率对能耗的影响。5.制冷系统原理图冷却水冷冻水冷媒冷凝器主机膨胀阀压缩机蒸发器冷却塔空调末端空调制冷系统流程示意图低温低压气体7℃12℃32℃37℃高温高压气体低温高压液体低温低压液体5.1蒸发过程蒸发过程：蒸蒸发过程是在在蒸发器中进进行的。液态态制冷剂在蒸蒸发器中蒸发发时吸收热量量，使其周围围的介质温度度降低或保持持一定的低温温状态，从而而达到制冷的的目的。蒸发发器制冷量大大小主要取决决于液态制冷冷剂在蒸发器器内蒸发量的的多少。气态态制冷剂流经经蒸发器时不不发生相变，，不产生制冷冷效应，因而而应限制毛细细管的节流汽汽化效应，使使流入蒸发器器的制冷剂必必须是液态制制冷剂。另外外，蒸发温度度愈低，相应应的制冷量也也略为降低，，并会使压缩缩机的功耗增增加，循环的的制冷系数下下降。5.2压缩过程压缩过程：压压缩过程在压压缩机中进行行，这是一个个升压升温过过程。压缩机机将从蒸发器器流出的低压压制冷剂蒸气气压缩，使蒸蒸气的压力提提高到与冷凝凝温度对应的的冷凝压力，，从而保证制制冷剂蒸气能能在常温下被被冷凝液化。。而制冷剂经经压缩机压缩缩后，温度也也升高了。5.3冷凝过程冷凝过程：冷冷凝过程在冷冷凝器中进行行，它是一个个恒压放热过过程。为了让让制冷剂蒸气气能被反复使使用，需将蒸蒸发器流出的的制冷剂蒸气气冷凝还原为为液态，向环环境介质放热热。

冷凝器器按工作过程程可分为冷却却区段和冷凝凝区段。冷凝凝器的入口附附近为冷却区区段，高温的的制冷剂过热热蒸气通过冷冷凝器的金属属盘管和散热热片，将热量量传给周围的的空气，并降降温冷却，变变成饱和蒸气气。冷凝器的的出口附近为为冷凝区段，，制冷剂由饱饱和蒸气冷凝凝为饱和液体体放出潜热，，并传给周围围空气。5.4节流流过过程程节流流过过程程：：电电冰冰箱箱的的节节流流阀阀是是又又细细又又长长的的毛毛细细管管。。由由于于冷冷凝凝器器冷冷凝凝得得到到的的液液态态制制冷冷剂剂的的冷冷凝凝温温度度和和冷冷凝凝压压力力要要高高于于蒸蒸发发温温度度和和蒸蒸发发压压力力，，在在进进入入蒸蒸发发器器前前需需让让它它降降压压降降温温。。液液态态制制冷冷剂剂通通过过毛毛细细管管时时由由于于流流动动阻阻力力而而降降压压，，并并伴伴随随着着一一定定程程度度的的散散热热和和少少许许的的汽汽化化，，因因此此节节流流过过程程是是一一个个降降压压降降温温的的过过程程。。节节流流汽汽化化的的制制冷冷剂剂量量越越大大，，蒸蒸发发器器中中的的制制冷冷量量就就越越少少，，因因而而必必须须减减少少节节流流汽汽化化。。空调调器器的的基基本本功功能能是是调调节节房房间间空空气气的的温温度度和和湿湿度度。。依依据据系系统统的的用用途途的的不不同同，，空空调调分分为为工工艺艺性性空空调调和和舒舒适适性性空空调调。。舒舒适适性性空空调调的的基基本本工工况况为为制制冷冷、、制制热热和和除除湿湿。。6.空调器的的基本工工作原理理空调器要要不断把把房间内内的多余余热量转转移到室室外，使使室内温温度保持持在一个个较低的的范围内内。它包包括两个个循环——制冷循环环和空气气循环。。

（1）制冷循循环。空空调器采采用蒸气气压缩制制冷循环环方式，，它包括括压缩、、冷凝、、节流和和蒸发4个热力过过程，如如图1所示。制制冷剂剂经节流流降压后后，在室室内侧的的蒸发器器中等压压蒸发，，吸收潜潜热，变变成低温温低压的的蒸气，，然后经经过压缩缩机压缩缩，变成成高温高高压的蒸蒸气，最最后在室室外侧的的冷凝器器中冷凝凝成液体体，放出出潜热。。如此周周而复始始，不断断循环。。小型空空调器节节流装置置为毛细细管，大大、中型型空调器器节流装装置为膨膨胀阀。。6.1制冷工工况图1空调器器的制制冷循循环空气循循环是是利用用机内内电风风扇强强迫室室内、、室外外空气气按一一定路路线对对流，，以提提高换换热器器的热热交换换效率率。空空调器器的空空气循循环包包括室室内空空气循循环、、室外外空气气循环环和新新风系系统。。下面面以窗窗式空空调为为例，，说明明这3种循环环。室室内空空气循循环如如图2所示。。室内内空气气从回回风口口进入入空调调器，，通过过滤尘尘网后后，进进入室室内侧侧蒸发发器进进行热热交换换，冷冷却后后再吸吸入离离心风风扇，，冷风风最后后由送送风口口吹回回到室室内。。6.2空气循循环图2室内空空气循循环空调器器制热热方式式有两两种：：一种种是电电热，，即电电流通通过电电热丝丝发热热；另另一种种是热热泵制制热，，即气气态制制冷剂剂冷凝凝放热热。在在制冷冷循环环中，，冷凝凝器进进行的的冷凝凝过程程是一一个放放热过过程，，蒸发发器内内进行行的蒸蒸发是是一个个吸热热过程程，如如果将将室内内侧的的蒸发发器改改作冷冷凝器器，而而将室室外侧侧的冷冷凝器器改作作蒸发发器，，空调调器就就从制制冷状状态转转变为为制热热状态态，而而热泵泵型空空调器器就是是根据据这个个原理理设计计的，，如图图3所示。。空调调器制制冷系系统中中，加加一个个电磁磁四通通换向向阀，，以切切换高高低压压制冷冷剂在在管道道中的的流向向，使使空调调器既既能制制冷，，又能能制热热。6.4制热工工况空调器器在制制冷工工况时时，蒸蒸发器器盘管管表面面的温温度往往往低低于空空气的的露点点温度度，因因而室室内循循环空空气流流经蒸蒸发器器时，，空气气中的的水蒸蒸气就就会冷冷凝成成水，，落在在积水水盘上上，排排出室室外，，从而而使室室内空空气的的含湿湿量降降低。。所以以，空空调器器制冷冷运行行时兼兼有除除湿作作用。。但由由于室室内空空气含含湿量量减少少，绝绝对湿湿度降降低，，并不不等于于相对对湿度度也降降低。。而影影响舒舒适性性空调调质量量的湿湿度指指标是是相对对湿度度而不不是绝绝对湿湿度，，因而而有些些空调调器增增加了了独立立除湿湿功能能。6.5除湿工工况三、空空调基基础知知识3.1、空调调的基基本概概念3.1.1空调的的定义义3.1.2空调的的制冷冷量与与制热热量3.1.3空调的的性能能3.1.4常用单单位换换算3.2、空调调的分分类3.2.1舒适性性空调调（1）家用用空调调（2）商用用空调调3.2.2工艺性性空调调（洁洁净空空调））3.3、本次次学习习内容容回顾顾1、空调调的基基本概概念1空调的的定义义：空调是是空气调调节的简称称，它它是利利用设设备和和技术术对室室内空空气（（或人人工混混合气气体））的温度、湿度、清洁度度及气流速速度进行调调节，，以满满足人人们对对环境境的舒舒适要要求或或生产产对环环境的的工艺艺要求求。满足人人类或或其它它生物物对舒舒适感感的要要求的的空调调，一一般称称之为为舒适性性空调调；而主主要用用来满满足工工艺生生产过过程和和设备备的运运行要要求，，及人人体的的舒适适度要要求的的空调调，一一般称称之为为工艺性性空调调。1.2空调的的制冷冷量与与制热热量1.2.1．制冷冷量：：单位时时间内内，空空调器器在名名义制制冷工工况下下从空空间区区域或或房间间内排排除的的热量量。1.2.2．制热热量：：单位时时间内内，空空调器器在名名义制热工况下下向空空间区区域或或房间间内释放的热量量。空间热量外界制冷量空調器空間制熱量热量1.3空调影影响质质量好好坏的的三项项国家家标准准制冷（（热））量空调器器在制制冷（（热））运转转单位位时间间内从从密闭闭空间间除去去的热热量，，法定定计量量单位位W（瓦））。国国家标标准规规定空空调实实际制制冷量量不应应小于于额定定制冷冷量的的95%。输输入功功率：：空调调器在在额定定工况况下进进行制制冷（（热））运转转时，，消耗耗的功功率，，单位位W。2.能效效比比又称称性性能能系系数数，，是是反反映映空空调调器器制制冷冷运运转转时时，，的的制冷冷量量与制冷冷功功率率之比比单单位位W/W。国国家家标标准准规规定定，，2500W空调调的的能能效效比比标标准准值值为为2.65；2500W至多多4500W空调调的的能能效效比比标标准准值值为为2.70/3.噪声声空凋凋器器运运转转时时产产生生的的杂杂音音，，主主要要由由内内部部的的蒸蒸发发机机和和外外部部的的冷冷凝凝机机产产生生。。国国家家规规定定制制冷冷量量在在2000W以下的的空调调室内内机噪噪声不不应大大于45分贝，，室外外机不不大于于55分贝；；2500W的分体空空调室内内机噪声声不大于于48分贝，室室外机不不大于58分贝。3.2、空调的的分类按照功能能要求的的不同：：3.2.1、舒适性性空调（1）家用用空调（2）商用空空调3.2.2、工艺性性空调洁净空调调1．窗式空空调窗式空调调是一种种整体式式空调器器，是空空调产业业前期的的代表品品，有结结构紧凑凑、体积积小、重重量轻、、安装方方便等特特点，适适用于卧卧室、办办公室、、家庭小小计算机机房等场场所使用用；其主主要缺点点是噪声声较大。。其外观观如下：：2．分体空空调：是在整体体式空调调器的基基础上发发展起来来的，由由室内和和室外机机组组成成，两者者通过电电缆和管管道连接接。两两组之间间的管道道采用铜铜管接头头连接，，它的优优点是：：（1）压缩机机和冷凝凝器装在在室外，，离房间间较远，，降低了了噪音，，改善了了环境，，其噪音音比窗式式空调器器低20DB左右。（2）安装和和检修方方便，小小修容易易，大修修可分别别拆卸。。（3）室内机机组占地地面积小小，布置置方便，，造型美美观，可可与室内内装饰配配套。（4）增加了了冷凝器器的传热热面积和和风量，，散热条条件比窗窗式空调调器好2.1.2家庭中央空空调家庭中央空空调不仅适适合于50~200㎡的普通家庭庭住宅，更更适合于建建筑面积为为200~500㎡㎡的休闲别墅墅类住宅，，在现代高高档别墅群群中有广泛泛的使用。。（一）家庭庭中央空调调的特点：：1）整个家庭庭都满足舒舒适性条件件，避免了了其它分体体机造成的的直吹过过冷和房内内冷热不匀匀的人体不不适现象；；2）装饰性好好，配合装装修无任何何外露管线线，整个系系统处于隐隐蔽状态；；3）操作简单单，自动运运行，无需需维护；4）可根据各各个房间的的朝向、功功能等增加加和减少送送冷（热））量；5）可加新风风、加湿，，使室内空空气保持新新鲜和卫生生。（二）家用用中央空调调的局限:1．布置上：：设计和安装装要与装修修结合才能能达到良好好的舒适性性和装饰效效果；2．电源要求求：电负荷较大大，老式住住房要考虑虑电路负荷荷是否足够够。从从审美观观点和最佳佳空间利用用上考虑，，使用中央央空调使室室内装饰更更灵活，更更容易实现现最佳装饰饰效果。即即使您不再再喜欢原来来的装饰，，重新装修修，原来的的中央空调调系统稍微微改变即可可与新的装装修和谐一一致。因此此称中央空空调为"一步到位、、永不落后后的选择"。（三）家用用中央空调调的种类？？常用家用中中央空调大大体可分为为三种类型型：风冷管道系系统、风冷冷冷/热水系统、、多联型系系统。1）风冷管道道系统2）风冷冷/热水系统风冷冷/热水系统应应用广泛，，从几十平平米到上千千平米，平平面或多层层，房间结结构简单或或复杂均可可。机组的的输送介质质通常为水水。它通过过室外主机机产生出空空调冷/热水，由管管路系统输输送至室内内的各末端端装置，在在末端装置置处冷/热水与室内内空气进行行热量交换换，产生冷冷/热风，从而而消除房间间空调负荷荷。它是一一种集中产产生冷/热量，分散散处理个房房间空调系系统形式。。冷/热水机组的的末端装置置通常为风风机盘管。。3）多联型系系统多联型系统统即：VRV系统（变制制冷剂流量量VariedRefrigerantVolume），它是一一种冷剂式式空调系统统，尤其适适合于办公公场所。VRV系统的一台台室外机通通过管路能能够向若干干个室内机机输送制冷冷剂液体。。通过控制制压缩机的的制冷剂循循环量和进进入室内各各换热器的的制冷剂流流量，可以以适时地满满足室内冷冷、热负荷荷要求，VRV系统具有节节能、舒适适、运转平平稳等诸多多优点，而而且各房间间可独立调调节，能满满足不同房房间不同空空调负荷的的需求。它是由室内内机和室外外机组成。。室外主机机由室外侧侧换热器、、压缩机和和其他制冷冷附件组成成，室内机机是由直接接蒸发式换换热器和风风机组成。商用空调2.2商用中央空空调（大型型中央空调调）1、商用中央央空调原理理图序号形式动力性质主要生产厂家备注1吸收式制冷机燃油和燃气江苏双良、远大、三洋、开利、烟台荏原和LG同和吸收式制冷机是唯一具有自主知识产权的集中空调产品。中国已经成为除日本外的第二大吸收式制冷机的生产国。2离心机电力约克、开利、特灵和麦克维尔特点是采用水冷和通常大于800kw的大型机组3螺杆机电力日立、大金、约克、特灵、开利、顿汉布什、麦克维尔和吉荣；大连冰山、浙江王牌、上海富田、重庆嘉陵、武汉冷冷机厂具有高性能和低噪音多数是水冷型。但风冷型，特别是风冷热泵机组逐步增长4活塞机电力开利、约克、麦克维尔和其他国内品牌如大连冰山、南京五洲、吉荣和烟台冰轮多数机组的制冷量低于350kw5涡旋式电力只有特灵能提供单台大型的涡旋机组Copeland和Danfoss是中国最大的涡旋压缩机供应商。大多数涡旋压缩机用于单元式空调机2、中央空调调制冷机组组和大型空空调设备3、中央空调调末端设备备1、空调末端端的主要类类别1）空调箱：：一般有吊吊顶式、卧卧式、立式式机组2）组合式空空调箱，根根据要求可可以有不同同的功能段段。3）风机盘管管：主要形形式有卧式式暗装（有有普通型与与高静压之之分）、立立式明装、、卡式吸顶顶等。4、中央空调调的分类按照冷却形形式分类1、水冷机组组2、风冷机组组按照提供能能量的形式式分类1、单冷型2、冷暖型5、水冷机组组空调系统统的主要设设备制冷主机冷却塔冷冻水泵冷却水泵补给水泵电子水处理理仪或全自自动软化水水处理装置置水过滤器膨胀水箱末端设备冷却塔空调末端冷却水冷冻水冷媒冷凝器蒸发器主机6、风冷冷水水机组空调调系统主要要设备制冷主机冷冻水泵补给水泵电子水处理理仪或全自自动软化水水处理装置置水过滤器膨胀水箱末端设备空调末端冷冻水冷媒冷凝器蒸发器室外空气主机7、空空调调主主机机的的选选型型1）负负荷荷计计算算：：（1）根根据据设设计计手手册册进进行行详详细细的的计计算算。。具具体体计计算算可可参参见见设设计计手手册册（2）单位位面积积负荷荷概算算法。。在实实际工工程中中，有有时要要求对对建筑筑物空空调负负荷做做一个个预先先估计计，以以便估估算容容量和和投资资费用用，常常采用用单位位面积积负荷荷概算算法。。各种种建筑筑物的的冷热热负荷荷概算算指标标可见见下表表。2）主机机选择择：根根据计计算所所得的的总冷冷负荷荷，参