空調(diào)基本原理

空調(diào)基本原理第1頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

第一節(jié)制冷與空調(diào)的基本概念

一、工質(zhì)的熱力狀態(tài)參數(shù)

在工程熱力學(xué)中，將實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的物質(zhì)稱為工質(zhì)。工質(zhì)在某瞬間所表現(xiàn)的宏觀物理狀況，稱為熱力狀態(tài)，簡稱狀態(tài)。描寫工質(zhì)熱力狀態(tài)的物理量，稱為工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)。狀態(tài)參數(shù)的數(shù)值僅僅取決于狀態(tài)，而與狀態(tài)變化過程無關(guān)。常用的狀態(tài)參數(shù)有：壓力、溫度、比容、內(nèi)能、焓、熵等。

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第一節(jié)制冷與空調(diào)的基本概念一、工質(zhì)的熱力狀態(tài)參數(shù)

（一）壓力

壓力是指單位面積上所承受的垂直作用力，以p表示。第3頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

絕對壓力：指系統(tǒng)內(nèi)部的真實(shí)壓力，以符號(hào)p表示。表壓力：用壓力表測得的壓力。通常是以當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)卮髿鈮毫b作為測量參考點(diǎn)。這樣測出的壓力就不是絕對壓力，而是絕對壓力與當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ牟钪担Q為表壓力，以pg表示。

當(dāng)絕對壓力大于大氣壓力時(shí)，表壓力為正；當(dāng)絕對壓力小于大氣壓力時(shí)，表壓力為負(fù)。當(dāng)表壓力出現(xiàn)負(fù)值時(shí)，稱為出現(xiàn)真空。真空的程度用真空度表示，符號(hào)為pv

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第5頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

（二）溫度

溫度是表示工質(zhì)冷熱程度的物理量。溫度也是判別工質(zhì)與外界或兩個(gè)物體間是否有熱量傳遞的依據(jù)。溫度的數(shù)值表示方法有三種：攝氏溫度、絕對溫度和華氏溫度。

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tF為華氏溫度第7頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

（三）比容單位質(zhì)量工質(zhì)所占的容積稱為比容，用符號(hào)v表示。（四）內(nèi)能工質(zhì)內(nèi)部所具有的各種能量，總稱為“內(nèi)能”。按照分子運(yùn)動(dòng)論的觀點(diǎn)，工質(zhì)的內(nèi)能就是工質(zhì)的分子作不規(guī)則運(yùn)動(dòng)所具有的能量。

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（五）焓

對于開口系統(tǒng)，當(dāng)工質(zhì)流進(jìn)（或流出）系統(tǒng)時(shí)，不僅把它所具有的內(nèi)能帶入（或帶出）系統(tǒng)，而且還把它從后面工質(zhì)處獲得的推動(dòng)功也帶入（或帶進(jìn)）系統(tǒng)，就是說對于開口系統(tǒng)，當(dāng)工質(zhì)流進(jìn)（或流出）系統(tǒng)時(shí)，它的內(nèi)能和推動(dòng)功總是同時(shí)出現(xiàn)。為計(jì)算方便就把工質(zhì)的內(nèi)能和推動(dòng)功的和定義為焓。焓是流動(dòng)工質(zhì)帶入（或帶出）系統(tǒng)的總能量，亦即隨工質(zhì)流動(dòng)而轉(zhuǎn)移的總能量。第9頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

在制冷與空調(diào)等工程中，焓是個(gè)非常重要的狀態(tài)參數(shù)，使用非常廣泛。

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（六）熵

在作功過程中，壓差是作功的動(dòng)力，狀態(tài)參數(shù)比容的變化是衡量是否作功的尺度。同樣，在傳熱過程中，溫差是傳熱的動(dòng)力，一定也是一個(gè)參數(shù)，它的變化是衡量是否傳熱的尺度，這個(gè)參數(shù)就定義為熵，用S表示。

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第一節(jié)制冷與空調(diào)的基本概念

二、功、熱量和比熱容在制冷設(shè)備中工質(zhì)與外界之間的能量傳遞是通過作功和熱傳遞的形式實(shí)現(xiàn)的，因此功和熱量就是能量傳遞的度量，是非常重要的物理量。

（一）功功是指物體在力的推動(dòng)下，通過宏觀運(yùn)動(dòng)的方式傳遞的能量。第12頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

第一節(jié)制冷與空調(diào)的基本概念

二、功、熱量和比熱容在工程熱力學(xué)中，通常將所要研究的對象用某些邊界與其周圍環(huán)境分隔開，這個(gè)被人為分離出來的研究對象稱為熱力系統(tǒng)，簡稱系統(tǒng)。由定量氣態(tài)工質(zhì)組成的系統(tǒng)，稱為閉口系統(tǒng)。在閉口系統(tǒng)中，當(dāng)其工質(zhì)進(jìn)行膨脹或被壓縮時(shí)，與外界交換的功，稱為膨脹功或壓縮功，并統(tǒng)稱為容積功。容積功用符號(hào)W表示，單位為J或kJ。

第13頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一膨脹功示意圖第14頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

第一節(jié)制冷與空調(diào)的基本概念

（二）熱量

在熱力學(xué)中，系統(tǒng)與外界之間僅僅由于溫差不同而傳遞的能量，稱為熱量。熱量以符號(hào)Q表示，單位為J或kJ。對1kg工質(zhì)來說，熱量用符號(hào)表示，單位為J/kg或kJ/kg。

當(dāng)溫度不同的系統(tǒng)和外界相互接觸時(shí)，溫度高的一方總是把一部分熱量傳遞給溫度低的一方。熱力學(xué)中規(guī)定：工質(zhì)從外界吸熱時(shí)，熱量為正；工質(zhì)向外界放熱時(shí)，熱量為負(fù)。第15頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

第一節(jié)制冷與空調(diào)的基本概念（三）比熱使單位物量的物質(zhì)，溫度每升高（或降低）1度所需要吸收（或放出）的熱量，稱為比熱。

1．定容比熱、定壓比熱在熱力裝置中，工質(zhì)的加熱和放熱一般都是在接近定容（容積不變）或定壓（壓力不變）的條件下進(jìn)行的，如在制冷機(jī)的蒸發(fā)器和冷凝器中的汽化吸熱和冷凝放熱過程就是在接近定壓的條件下進(jìn)行的。第16頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

第一節(jié)制冷與空調(diào)的基本概念熱量是過程量，而在不同的加熱過程中比熱的數(shù)值是不同的，因此在熱量計(jì)算中常用的是定容和定壓過程中的比熱，稱為定容比熱和定壓比熱。R——?dú)怏w常數(shù)第17頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

第一節(jié)制冷與空調(diào)的基本概念

2．用比熱計(jì)算熱量在一般的計(jì)算過程中，常把比熱看作定值。采用定值比熱計(jì)算熱量，使公式大為簡化：

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三、蒸氣液體兩相轉(zhuǎn)變過程中的幾個(gè)概念

（一）液體的氣化

在密閉容器中，液態(tài)轉(zhuǎn)化氣態(tài)的速率大于氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的速率時(shí)，液體就逐漸減少而蒸氣逐漸增加，這一過程稱之為液體的氣化。

氣化是吸熱過程，如果外界沒有供給熱量，氣化的結(jié)果會(huì)從液體內(nèi)部分子的平均動(dòng)能獲取，從而使液體溫度降低。

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（二）蒸氣的液化在密閉容器中，當(dāng)液體轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的速度小于氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的速度時(shí)，液體就逐漸增多而蒸氣逐漸減小，這就稱為蒸氣的液化過程。凝結(jié)熱是單位重量蒸氣凝結(jié)為液體時(shí)所放出的熱量，稱之為凝結(jié)熱。

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（三）飽和狀態(tài)在密閉容器中的液體，在一定的溫度下，蒸氣壓力會(huì)自動(dòng)保持在一定數(shù)值上，這時(shí)液氣兩相轉(zhuǎn)變就達(dá)到了動(dòng)平衡，此時(shí)空間氣態(tài)分子的濃度不變。這個(gè)狀態(tài)稱之為該液體的飽和狀態(tài)。相當(dāng)于飽和狀態(tài)的蒸氣和液體分別稱為飽和蒸氣和飽和液體。飽和狀態(tài)時(shí)壓力稱為飽和壓力。飽和液體的溫度稱為飽和溫度。

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（四）蒸氣的產(chǎn)生制冷工程中所用氨、氟利昂等制冷劑，從液體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w時(shí)，均經(jīng)歷了未飽和液體（過冷液體）、飽和液體、濕蒸氣和干飽和蒸氣及過熱蒸氣五種狀態(tài)。

圖1-3水的等壓汽化過程

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四、逆向卡諾循環(huán)

逆向卡諾循環(huán)是制冷的理想循環(huán)，它與熱機(jī)的理想循環(huán)——卡諾循環(huán)是相反的。逆向卡諾循環(huán)是由兩個(gè)可逆的絕熱過程和兩個(gè)可逆的等溫過程組成。

第23頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

圖1-4逆卡諾循環(huán)圖

第24頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

1-2為絕熱壓縮過程，制冷劑由狀態(tài)1經(jīng)過絕熱壓縮（等熵過程）到狀態(tài)2，消耗機(jī)械功，制冷劑的溫度由升高到。

2-3為等溫放熱過程，制冷劑由狀態(tài)2向周圍介質(zhì)等溫放出熱量qk，然后被冷卻到狀態(tài)3。

3-4為絕熱膨脹過程，制冷劑由狀態(tài)3絕熱膨脹（等熵膨脹）到狀態(tài)4，做出膨脹功，制冷劑溫度由降到。第25頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

4-1為等溫吸熱過程，制冷劑由狀態(tài)4等溫向冷卻物體吸收熱量（即制取單位制冷量），這時(shí)制冷劑又回復(fù)到初始狀態(tài)1，完成了一個(gè)制冷循環(huán)。如果循環(huán)繼續(xù)進(jìn)行，則要不斷消耗循環(huán)功，才能不斷進(jìn)行制冷。

由此可見，在制冷循環(huán)中，所以能使低溫物體中吸收的熱量傳遞給周圍介質(zhì)（如冷卻水、空氣）的過程進(jìn)行，不是自發(fā)的，而是要消耗一定外界能量，即循環(huán)功AL。第26頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

第二節(jié)制冷原理一、蒸氣壓縮式制冷的工作原理

由于一些物質(zhì)在常壓下的飽和溫度很低，工程上常利用其汽化時(shí)吸熱的特性來制冷。例如R12在一個(gè)大氣壓下的飽和溫度是-29.8℃，所以若將裝有R12液體的容器敞開口，放在密閉的被冷卻空間內(nèi)，由于被冷卻空間內(nèi)空氣的溫度高于R12的沸點(diǎn)，所以R12液體將吸熱汽化，使被冷卻空間內(nèi)空氣溫度逐漸下降，這個(gè)降溫過程直到容器內(nèi)的R12液體汽化完為止。

第27頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

為了將汽化的R12蒸氣回收使用，需要將它再冷凝成液體，如用環(huán)境介質(zhì)（如大氣或水）來冷凝，蒸氣的冷凝溫度就要比環(huán)境介質(zhì)的溫度稍高一些。

壓力較高的蒸氣其冷凝溫度也較高，因此只要將R12蒸氣用壓縮機(jī)壓縮到所需要的冷凝溫度相對應(yīng)的飽和壓力，就能用環(huán)境介質(zhì)來冷凝它，使在被冷卻空間吸熱汽化的R12蒸氣重新冷凝成液體。

第28頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

由于冷凝后制冷劑液體的溫度高于被冷卻空間空氣的溫度，因此必須讓冷凝后的制冷劑液體降壓降溫，使其溫度低于被冷卻空間的溫度，這樣降壓降溫后的制冷劑液體就可以在被冷卻空間內(nèi)重新吸熱汽化。

第29頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

制冷劑在一個(gè)封閉的系統(tǒng)中，只消耗壓縮機(jī)的功就能反復(fù)地實(shí)現(xiàn)制冷劑由液體變蒸氣，再由蒸氣變液體的相態(tài)變化，并通過這種相變將低溫處的熱量轉(zhuǎn)移到高溫處去。這就是蒸氣壓縮式制冷的工作原理。

第30頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

蒸氣壓縮式制冷機(jī)主要有壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置和蒸發(fā)器四部分組成，并用管道連接成一個(gè)封閉的循環(huán)系統(tǒng)，如圖所示。其工作過程如下：圖1-5蒸氣壓縮式制冷機(jī)原理圖第31頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

（1）低溫低壓的制冷劑液體在蒸發(fā)器中吸收被冷卻空間的熱量而汽化成低溫低壓的蒸氣后被壓縮機(jī)吸入。（2）壓縮機(jī)消耗一定的機(jī)械功將制冷劑壓縮成壓力、溫度較高的蒸氣并排入冷凝器。（3）高壓、高溫的制冷劑蒸氣在冷凝器內(nèi)被環(huán)境空氣或水冷卻，制冷劑蒸氣放出熱量而被冷凝成液體。（4）高溫、高壓的制冷劑液體經(jīng)過節(jié)流裝置節(jié)流降壓，同時(shí)溫度也降低，然后再進(jìn)入蒸發(fā)器。第32頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

（5）在蒸發(fā)器中，低壓、低溫的制冷劑液體又吸收冷卻空間的熱量，蒸發(fā)成低壓、低溫的蒸氣，再被壓縮機(jī)吸入，如此周而復(fù)始地循環(huán)。制冷劑在封閉的制冷系統(tǒng)中經(jīng)歷壓縮、冷凝、節(jié)流和蒸發(fā)這四個(gè)過程就完成一次制冷循環(huán)。第33頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

R12的壓焓圖除有上述水蒸氣圖中的“一點(diǎn)”和“兩線”外，還分布有等壓、等溫、等熵、等干度等六組等參數(shù)線群。

“一點(diǎn)”系指臨界點(diǎn)，即飽和液體線和干飽和蒸氣的交點(diǎn)，如圖1-6中的K點(diǎn)。

“兩線”系指飽和液體線和干飽和蒸氣線，亦稱低界線和高界線。這“一點(diǎn)”、“兩線”將圖面劃分成“三區(qū)”、“五態(tài)”。第34頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

“三區(qū)”為未飽和液態(tài)區(qū)（低界線左側(cè)）、濕飽和蒸氣區(qū)（低界線與高界線之間）及過熱蒸氣區(qū)（高界線右側(cè)）?！拔鍛B(tài)”為未飽和液狀態(tài)（未飽和液態(tài)區(qū)內(nèi)任一點(diǎn)）飽和液狀態(tài)（飽和液體線上任一點(diǎn)）濕飽和蒸氣狀態(tài)（濕飽和蒸氣區(qū)內(nèi)任一點(diǎn)）干飽和蒸氣狀態(tài)（干飽和蒸氣線上任一點(diǎn)）

過熱蒸氣狀態(tài)（過熱蒸氣區(qū)內(nèi)任一點(diǎn)）。第35頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

六組等參數(shù)線群為：等壓（p=常數(shù)）線群

——與橫坐標(biāo)軸平行的水平線；等比焓（h=常數(shù)）線群——與縱坐標(biāo)軸平行的垂直線；等溫（T=常數(shù)）線群——在未飽和液態(tài)區(qū)近于垂直軸；在濕蒸氣區(qū)，因?yàn)橹评鋭┑臓顟B(tài)變化是在等壓、等溫下進(jìn)行的，故與各溫度相應(yīng)的飽和壓力線重合，為水平線；在過熱蒸氣區(qū)則彎曲向下；等比熵（s=常數(shù)）線群——向右上方傾斜的實(shí)線；等比容（v=常數(shù)）線群——向右上方傾斜但比等比熵線平緩的虛線；等干度線（x=常數(shù)）線群——僅在濕蒸氣區(qū)內(nèi)存在的近似平行于飽和液體線或干飽和蒸氣線的線。第36頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

圖1-6制冷劑的壓焓圖結(jié)構(gòu)示意圖第37頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一解讀壓焓圖一點(diǎn)：臨界點(diǎn)C三區(qū)：液相區(qū)、兩相區(qū)、氣相區(qū)。五態(tài)：過冷液狀態(tài)、飽和液狀態(tài)、濕蒸氣狀態(tài)、飽和蒸氣狀態(tài)、過熱蒸氣狀態(tài)。八線：等壓線p（水平線）等焓線h（垂直線）飽和液線x=0，飽和蒸氣線x=1，無數(shù)條等干度線x等熵線s等比體積線v等溫線t液相區(qū)兩相區(qū)氣相區(qū)第一章空調(diào)基本原理

第38頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

二、蒸氣壓縮式制冷的理論循環(huán)圖1-7蒸氣壓縮式制冷的理論循環(huán)第39頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

圖中5-1過程表示制冷劑在蒸發(fā)器中進(jìn)行的等壓蒸發(fā)吸熱過程。

1-2過程表示制冷劑在壓縮機(jī)中進(jìn)行的等熵（絕熱）壓縮過程。

2-3-4過程是表示制冷劑在冷凝器中的等壓冷卻（2-3）、冷凝（3-4）過程。

4-5過程表示制冷劑在節(jié)流裝置中進(jìn)行的節(jié)流降壓過程。

第40頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

三、蒸氣壓縮式制冷的實(shí)際循環(huán)

由于上述因素的影響，使蒸氣壓縮制冷機(jī)的實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)相比，壓縮機(jī)的實(shí)際壓縮比增大，循環(huán)所消耗的壓縮功增加，實(shí)際輸氣量將減小。

圖1-8實(shí)際制冷循環(huán)

第41頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

實(shí)際采用的蒸氣壓縮式制冷的理論循環(huán)，它與蒸氣壓縮式制冷的理想循環(huán)相比，有以下三個(gè)特點(diǎn)：用膨脹閥代替膨脹機(jī)；蒸氣的壓縮采用干壓縮代替濕壓縮；兩個(gè)傳遞過程均為定壓過程，并且具有傳熱溫差。第42頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

四、制冷劑

（一）對制冷劑的要求

定義：在制冷系統(tǒng)中，將被冷卻介質(zhì)的熱量轉(zhuǎn)移到環(huán)境介質(zhì)（空氣或水）中去的工作物質(zhì)稱為制冷劑。如在蒸氣壓縮式制冷裝置中，是通過制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻介質(zhì)的熱量而汽化，然后在冷凝器中向環(huán)境介質(zhì)放出熱量而冷凝的相態(tài)變化過程來實(shí)現(xiàn)制冷的。第43頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

對制冷劑的要求具體如下：（1）對人類生態(tài)環(huán)境無破壞作用，即不破壞大氣臭氧層，不產(chǎn)生溫室效應(yīng)。（2）常溫下具有較低的冷凝壓力就能液化。第44頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

（3）在工作溫度范圍內(nèi)，具有適宜的飽和蒸氣壓力，即蒸發(fā)壓力不宜低于大氣壓力，以免外部空氣滲入制冷機(jī)系統(tǒng)；冷凝溫度不宜過高，否則會(huì)引起壓縮機(jī)耗功增加，要求設(shè)備具有承壓能力，使設(shè)備過分笨重，增加金屬材料消耗量。（4）單位容積制冷量大。對制取一定的制冷量而言，它可以減少壓縮機(jī)的輸氣量，即可減少壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸。第45頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

（5）粘度和密度小，以減少制冷劑在系統(tǒng)中的流動(dòng)阻力損失。（6）熱導(dǎo)率高。它可提高換熱器的傳熱系數(shù)，減少換熱設(shè)備的傳熱面積和金屬材料消耗量。（7）不燃燒、不爆炸、無毒、對金屬材料不腐蝕、對潤滑油不發(fā)生化學(xué)作用，高溫下不分解。（8）等熵指數(shù)小?？山档团艢鉁囟龋瑴p少壓縮過程耗功，有利于機(jī)器的安全運(yùn)行和壽命的提高。第46頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

（9）凝固溫度低。以免制冷劑在蒸發(fā)溫度下凝固。（10）具有良好的電絕緣性能。這對封閉式壓縮機(jī)尤為重要。（11）價(jià)格低廉、易于獲得。（12）單位容積壓縮功小。第47頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

（二）制冷劑的種類及分類可作為制冷劑的物質(zhì)較多，其種類如下：（1）無機(jī)化合物。如水、氨、二氧化碳等。（2）飽和碳?xì)浠衔锏姆⒙?、溴衍生物，俗稱氟里昂。主要是甲烷和乙烷的衍生物，如R12、R22、R134a等。（3）飽和碳?xì)浠衔?，如丙烷、異丁烷等。?）不飽和碳?xì)浠衔?，如乙烯、丙烯等。?）共沸混合制冷劑，如R502等。（6）非共沸混合制冷劑，如R407C等。第48頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

（三）幾種常用制冷劑的性質(zhì)

1．氨（R717）氨屬于無機(jī)化合物制冷劑，氨的工作壓力適中，單位容積制冷量較大，放熱系數(shù)高，管道流動(dòng)阻力損失小，且價(jià)格低，易獲得。氨的蒸氣無色，但有強(qiáng)烈的刺激性氣味，對人體有較大的毒性；氨蒸氣容積濃度達(dá)11%～14%即可點(diǎn)燃，若達(dá)到16%～25%時(shí)可引起爆炸。

第49頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

現(xiàn)在為了保護(hù)大氣中的臭氧層，逐步禁止使用“CFCs”，如何提高氨的應(yīng)用范圍，已越來越引起人們的注意，因?yàn)樗菍Υ髿獬粞鯇訜o破壞作用、對全球溫室效應(yīng)毫無作用的極少數(shù)工質(zhì)之一。

2．氟里昂氟里昂是飽和碳?xì)浠衔锏姆?、氯衍生物，即用氟、氯原子取代飽和的碳?xì)浠衔镏械臍湓铀玫幕衔?第50頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

氟里昂大多無毒，沒有燃燒和爆炸的危險(xiǎn)；對金屬?zèng)]有腐蝕作用；絕熱指數(shù)小，壓縮機(jī)的排氣溫度低；化學(xué)穩(wěn)定性高，凝固點(diǎn)低。氟里昂的單位容積制冷量較小，同氨相比，在相同制冷量下其制冷劑的循環(huán)量就比較大。（1）R12（氟里昂12）氟里昂12——二氟二氯甲烷，其化學(xué)分子式是CCl2F2。R12無色、帶輕微氣味,因此R12是一種使用安全的制冷劑。R12不燃燒、不爆炸，

R12對大氣臭氧層有嚴(yán)重破壞作用，并產(chǎn)生溫室效應(yīng)，因此它已受到限用與禁用。但它目前仍是國內(nèi)應(yīng)用較廣的中溫制冷劑之一，2010年1月1日起在我國完全停止生產(chǎn)和消費(fèi)。第51頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

R12的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為－29.8℃，有較廣的制冷溫度范圍，而且壓力適中，在同一溫度下，其飽和壓力要比氨和R22稍低，風(fēng)冷時(shí)常溫下冷凝壓力不超過1.18MPa。

R12的單位容積制冷量較??；R12對金屬?zèng)]有腐蝕作用；R12對大氣臭氧層破壞嚴(yán)重，是最早被提出禁用的制冷劑之一。

第52頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

（2）R22（氟里昂22）氟里昂22——二氟一氯甲烷，其分子式為。R22與R12一樣也是一種使用安全的制冷劑，不燃燒、不爆炸，無色、無味，但毒性比R12稍少。

R22的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為－40.8℃，也屬中溫制冷劑。比R12更適于低溫。

R22對大氣臭氧層有輕微破壞作用，并產(chǎn)生溫室效應(yīng)。它是第二批被列入限用與禁用的制冷劑之一。我國將在2040年1月1日起禁止生產(chǎn)和使用。第53頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

R22的單位容積制冷量比R12大40%～60%，沸騰和凝結(jié)時(shí)的放熱系數(shù)也比R12大25%～30%，所以采用R22作制冷劑的比采用R12作制冷劑的制冷裝置，在制冷量相同的情況下尺寸要小很多。

R22對大氣臭氧層的破壞作用比R12小得多，大約是R12的5%，它正作為某些禁用制冷劑的過渡性替代物質(zhì)被使用，但最終將被停止使用。第54頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

（3）R134aR134a——四氟乙烷，其化學(xué)分子式為。

R134a是一種新型的制冷劑，它的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為-26.5℃，凝固點(diǎn)為-101℃。

R134a的主要熱力性質(zhì)與R12非常相近，對金屬的腐蝕性比R12小，化學(xué)穩(wěn)定性好。R134a的特點(diǎn)是對大氣臭氧層沒有破壞作用，安全無毒。第55頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一（四）關(guān)于臭氧Ozone(O3)：指氧的三原子同素異形體。能使雷雨過后或電器設(shè)備周圍的空氣帶有特殊的臭味。臭氧是有刺激性氣味的淡藍(lán)色氣體，有毒，易爆。地球大氣層中天然存在很少量的臭氧，能夠吸收太陽的紫外線輻射。第一章空調(diào)基本原理

第56頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一臭氧層（Ozonesphere):指距地表約10-50公里間的高空大氣層，該層中臭氧濃度相當(dāng)高，起著保護(hù)地球防止紫外線輻射的作用。否則，這種輻射會(huì)嚴(yán)重地傷害地面上的有機(jī)體。第一章空調(diào)基本原理

第57頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

第58頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

第59頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一2000年臭氧空洞的形狀2002年臭氧空洞變形了第一章空調(diào)基本原理

第60頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一

CFCS、HCFCS的限制與替代問題的提出：CFC又稱氯氟烴，是氟利昂制冷劑家族中的一員，當(dāng)CFCs受強(qiáng)烈紫外線照射后，將產(chǎn)生下列反應(yīng)（以CF2Cl2為例）：CF2Cl2---CF2Cl＋Cl；Cl＋O3---ClO＋O2；ClO＋O-----Cl＋O2空洞現(xiàn)象：循環(huán)反應(yīng)產(chǎn)生的氯原子不斷與臭氧分子作用，使一個(gè)CFC分子可破壞成千上萬個(gè)O3，致臭氧層出現(xiàn)“空洞”，這一現(xiàn)象已被英國南極考察隊(duì)和衛(wèi)星觀測所證實(shí)。據(jù)UNEP（聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署）資料顯示，臭氧每減少1％,紫外線輻射量約增加2％。臭氧層破壞的影響：①危及人類健康，皮膚癌、白內(nèi)障的發(fā)病率增加，破壞人體免疫系統(tǒng)；②危及植物及海洋生物，農(nóng)作物減產(chǎn)，不利于海洋生物的生長與繁殖;③產(chǎn)生附加溫室效應(yīng)，加劇全球氣候轉(zhuǎn)暖；④加速聚合物（如塑料等）的老化。因此保護(hù)臭氧層已成為當(dāng)前一項(xiàng)全球性的緊迫任務(wù)。第61頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

第三節(jié)空氣調(diào)節(jié)原理一、濕空氣的組成及物理性質(zhì)(一)濕空氣的組成

由干空氣和水蒸氣組成的混合物，稱為濕空氣。第62頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

(二)濕空氣的狀態(tài)參數(shù)

濕空氣的物理性質(zhì)是由它的組成成分和所處的狀態(tài)來決定的。 濕空氣的狀態(tài)通常用壓力、溫度、濕度及焓等參數(shù)來描述，這些參數(shù)稱為濕空氣的狀態(tài)參數(shù)。

第63頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

(二)濕空氣的狀態(tài)參數(shù)

濕空氣中干空氣的分壓力和水蒸氣的分壓力分別指當(dāng)干空氣和水蒸氣單獨(dú)占有濕空氣的容積，并具有與濕空氣相同的溫度時(shí)，所具有的壓力。通常干空氣的分壓力是穩(wěn)定的，而水蒸氣的分壓力是變化的。在一定的溫度條件下，水蒸氣分壓力的大小直接反映了水蒸氣含量的多少，是衡量水蒸氣含量即濕空氣干燥或潮濕的基本指標(biāo)。

第64頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

在一定的溫度下，空氣中水蒸氣含量越多，空氣就越潮濕，水蒸氣分壓力也越大；當(dāng)空氣中水蒸氣的數(shù)量超過某一含量時(shí)，空氣中就有水分析出。就是說，在一定的溫度條件下，濕空氣中容納水蒸氣的數(shù)量有一個(gè)最大限量。濕空氣中水蒸氣含量達(dá)到最大限度時(shí)的水蒸氣，被稱為飽和水蒸氣，此時(shí)的濕空氣，稱為飽和濕空氣。飽和濕空氣中水蒸氣分壓力稱為飽和水蒸氣分壓力，它是該溫度下水蒸氣分壓力的最大值。第65頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一第一章空調(diào)基本原理

若濕空氣中水蒸氣的分壓力低于該溫度下飽和水蒸氣分壓力值，則此時(shí)的水蒸氣處于過熱狀態(tài)，相應(yīng)的濕空氣稱為未飽和濕空氣。顯然，飽和濕空氣不再有吸濕能力。未飽和濕空氣還具有吸濕能力。第66頁，共76頁，2023年，2月20日，星