暖通空調(diào)基礎(chǔ)知識講解課件

2015年08月20日暖通空調(diào)基礎(chǔ)知識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、接流和吸熱四個主要的熱力過程，以完成制冷循環(huán)。一制冷基礎(chǔ)原理B、氟利昂大多數(shù)的氟利昂本身無毒、無臭、不燃，適用于工程建筑或者實(shí)驗室的空調(diào)制冷裝置。尤其是氟利昂R22，在我國空調(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(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(dāng)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(yuǎn)距離輸送，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(dāng)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(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)動替代活塞式壓縮機(jī)中的活塞的往復(fù)運(yùn)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(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)簡單緊湊，運(yùn)動件少，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)無級調(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壓縮過程壓縮過程：壓縮過程在壓縮機(jī)中進(jìn)行，這是一個升壓升溫過程。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)流過程節(jié)流過程：電冰箱的節(jié)流閥是又細(xì)又長的毛細(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)制冷劑通過毛細(xì)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。

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)行的冷凝過程是一個放熱過程，蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)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，如圖3所示?？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制熱工況

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(diǎn)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(yùn)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(biāo)是相對濕度而不是絕對濕度，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(jìn)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(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：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?？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、家庭小計算機(jī)房等場所使用；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)展起來的，由室內(nèi)和室外機(jī)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(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)雜均可。機(jī)組的輸送介質(zhì)通常為水。它通過室外主機(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)，尤其適合于辦公場所。VRV系統(tǒng)的一臺室外機(jī)通過管路能夠向若干個室內(nèi)機(jī)輸送制冷劑液體。通過控制壓縮機(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軟化水處理裝置水過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軟化水處理裝置水過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)荷計算：（1）根據(jù)設(shè)計手冊進(jìn)行詳細(xì)的計算。具體計算可參見設(shè)計手冊（2）單位面積負(fù)荷概算法。在實(shí)際工程中，有時要求對建筑物空調(diào)負(fù)荷做一個預(yù)先估計，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