中央空调制冷原理 中央空调精讲制冷原理

中央空调制冷原理 中央空调精讲制冷原理 中央空调基础知识 制冷原理 常见空调系统概述 空调常用单位换算 2、制冷剂 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(NH3 R717) 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。 1 但是氨最大的确定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 2 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 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 3 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 5.1 蒸发过程 •蒸发过程:蒸发过程是在蒸发器中进行的。液态制冷剂在蒸发器中蒸发时吸收热量，使其周围的介质温度降低或保持一定的低温状态，从而达到制冷的目的。蒸发器制冷量大小主要取决于液态制冷剂在蒸发器内蒸发量的多少。气态制冷剂流经蒸发器时不发生相变，不产生制冷效应，因而应限制毛细管的节流汽化效应，使流入蒸发器的制冷剂必须是液态 4 制冷剂。另外，蒸发温度愈低，相应的制冷量也略为降低，并会使压缩机的功耗增加，循环的制冷系数下降。 5.2 压缩过程 •压缩过程:压缩过程在压缩机中进行，这是一个升压升温过程。压缩机将从蒸发器流出的低压制冷剂蒸气压缩，使蒸气的压力提高到与冷凝温度对应的冷凝压力，从而保证制冷剂蒸气能在常温下被冷凝液化。而制冷剂经压缩机压缩后，温度也升高了。 5.3 冷凝过程 •冷凝过程:冷凝过程在冷凝器中进行，它是一个恒压放热过程。为了让制冷剂蒸气能被反复使用，需将蒸发器流出的制冷剂蒸气冷凝还原为液态，向环境介质放热。 冷凝器按工作过程可分为冷却区段和冷凝区段。冷凝器的入口附近为冷却区段，高温的制冷剂过热蒸气通过冷凝器的金属盘管和散热片，将热量传给周围的空气，并降温冷却，变成饱和蒸气。冷凝器的出口附近为冷凝区段，制冷剂由饱和蒸气冷凝为饱和液体放出潜热，并传给周围空气。 5.4 节流过程 •节流过程:电冰箱的节流阀是又细又长的毛细管。由于冷凝器冷凝得到的液态制冷剂的冷凝温度和冷凝压力要高于蒸发温度和蒸发压力，在进入蒸发器前需让它降压降温。液 5 态制冷 剂通过毛细管时由于流动阻力而降压，并伴随着一定程度 的散热和少许的汽化，因此节流过程是一个降压降温的过 程。节流汽化的制冷剂量越大，蒸发器中的制冷量就越少， 因而必须减少节流汽化。 图1 空调器的制冷循环 图2 室内空气循环 图3 热泵型空调器运行原理 三、空调基础知识 3.1、空调的基本概念 3.1.1 空调的定义 3.1.2 空调的制冷量与制热量 3.1.3 空调的性能 3.1.4 常用单位换算 3.2、空调的分类 3.2.1 舒适性空调 (1)家用空调 (2)商用空调 6 3.2.2 工艺性空调(洁净空调) 3.3、本次学习内容回顾 1、空调的基本概念 •1 空调的定义: •温度、湿度、清洁度及气流速度进行调节，以满足人们对环境的舒适要求或生产对环境的工艺要求。 •满足人类或其它生物对舒适感的要求的空调，一般称之为舒适性空调;而主要用来满足工艺生产过程和设备的运行要求，及人体的舒适度要求的空调，一般称之为工艺性空调。 1.2 空调的制冷量与制热量 1.2.1(制冷量:单位时间内，空调器在名义制冷工况下从空间区域或房间内排除的热量。 1.2.2 (制热量:单位时间内，空调器在名义制热工况下向空间区域或房间内释放的热量。 1.3 空调影响质量好坏的三项国家标准 • 制冷(热)量 空调器在制冷(热)运转单位时间内从密闭空间除去的热量，法定计量单位W(瓦)。国家标准规定空调实际制冷量不应小于额定制冷量的95%。 输入功率:空调器在额定工况下进行制冷(热)运转时，消耗的功率，单位W。 7 2. 能效比 又称性能系数，是反映空调器制冷运转时，的制冷量与制冷功率之比单位W/W。 国家标准规定，2500W空调的能效比标准值为2.65;2500W至多4500W空调的能效比标准值为2.70/ 3. 噪声 空凋器运转时产生的杂音，主要由内部的蒸发机和外部的冷凝机产生。 国家规定制冷量在2000W以下的空调室内机噪声不应大于45分贝，室外机不大于55分贝;2500W的分体空调室内机噪声不大于48分贝，室外机不大于58分贝。 3.2、空调的分类 •按照功能要求的不同: 3.2.1 、舒适性空调 (1 ) 家用空调 (2 )商用空调 3.2.2 、工艺性空调 洁净空调 1. 家用空调 根据使用场所和制冷量的不同，可分为:家用空调器和家用中央空调。 8 1.1 家用空调器 家用空调器有窗式空调和分体空调，适合于建筑面积小，需要制冷量不是很大的房间。 1)窗式: 整个空调器作为一个整体，如窗机。制冷范围一般为1800W~5000W。 2)分体式:将空调器分为室内部分和室外部分。其制冷范围一般为1800W~9000W。 1(窗式空调 窗式空调是一种整体式空调器，是空调产业前期的代表品，有结构紧凑、体积小、重量轻、安装方便等特点，适用于卧室、办公室、家庭小计算机房等场所使用;其主要缺点是噪声较大。其外观如下: 2(分体空调: •是在整体式空调器的基础上发展起来的，由室内和室外机组组成，两者通过电缆和管道连接。 两组之间的管道采用铜管接头连接，它的优点是: 2.1.2 家庭中央空调 家庭中央空调不仅适合于50~200?的普通家庭住宅，更适合于建筑面积为200~500 ?的休闲别墅类住宅，在现代高档别墅群中有广泛的使用。 9 (一)家庭中央空调的特点: 1)整个家庭都满足舒适性条件，避免了其它分体机造成 的直吹过冷和房内冷热不匀的人体不适现象; 2)装饰性好，配合装修无任何外露管线，整个系统处于隐蔽状态; 3)操作简单，自动运行，无需维护; 4)可根据各个房间的朝向、功能等增加和减少送冷(热)量; 5)可加新风、加湿，使室内空气保持新鲜和卫生。 (二)家用中央空调的局限: 1 (布置上:设计和安装要与装修结合才能达到良好的舒适性和装饰效果; 2 (电源要求:电负荷较大，老式住房要考虑 电路 模拟电路李宁答案12数字电路仿真实验电路与电子学第1章单片机复位电路图组合逻辑电路课后答案 负荷是否足够。 从审美观点和最佳空间利用上考虑，使用中央空调使室内装饰更灵活，更容易实现最佳装饰效果。即使您不再喜欢原来的装饰，重新装修，原来的中央空调系统稍微改变即可与新的装修和谐一致。因此称中央空调为 (三)家用中央空调的种类, 常用家用中央空调大体可分为三种类型:风冷管道系统、风冷冷/热水系统、多联型系统。 10 1)风冷管道系统 2)风冷冷/热水系统 风冷冷/热水系统应用广泛，从几十平米到上千平米，平面或多层，房间结构简单或复杂均可。机组的输送介质通常为水。它通过室外主机产生出空调冷/热水，由管路系统输送至室内的各末端装置，在末端装置处冷/热水与室内空气进行热量交换，产生冷/热风，从而消除房间空调负荷。它是一种集中产生冷/热量，分散处理个房间空调系统形式。冷/热水机组的末端装置通常为风机盘管。 3)多联型系统 • 多联型系统即: VRV 系统(变制冷剂流量Varied Refrigerant Volume)，它是一种冷剂式空调系统，尤其适合于办公场所。 •VRV系统的一台室外机通过管路能够向若干个室内机输送制冷剂液体。通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内各换热器的制冷剂流量，可以适时地满足室内冷、热负荷要求，VRV系统具有节能、舒适、运转平稳等诸多优点，而且各房间可独立调节，能满足不同房间不同空调负荷的需求。 •它是由室内机和室外机组成。室外主机由室外侧换热器、 11 压缩机和其他制冷附件组成，室内机是由直接蒸发式换热器和风机组成。 3、中央空调末端设备 1、空调末端的主要类别 1)空调箱:一般有吊顶式、卧式、立式机组 2)组合式空调箱，根据要求可以有不同的功能段。 3)风机盘管:主要形式有卧式暗装(有普通型与高静压之 分)、立式明装、卡式吸顶等。 4、中央空调的分类 •按照冷却形式分类 1、水冷机组 2、风冷机组 • 按照提供能量的形式分类 1 、单冷型 2 、冷暖型 5、水冷机组空调系统的主要设备 •制冷主机 •冷却塔 •冷冻水泵 •冷却水泵 •补给水泵 12 •电子水处理仪或全自动软化水处理装置 •水过滤器 •膨胀水箱 •末端设备 6、风冷冷水机组空调系统主要设备 •制冷主机 •冷冻水泵 •补给水泵 •电子水处理仪或全自动软化水处理装置 •水过滤器 •膨胀水箱 •末端设备 7、空调主机的选型 1)负荷计算: (1)根据设计手册进行详细的计算。具体计算可参见设计手册 (2)单位面积负荷概算法。在实际工程中，有时要求对建筑物空调负荷做一个预先估计，以便估算容量和投资费用，常采用单位面积负荷概算法。各种建筑物的冷热负荷概算指标可见下表。 2)主机选择:根据计算所得的总冷负荷，参照产品型录选取设备。 13 冷负荷概算指标 三 空调常用单位换算 1、长度单位换算 英制单位:英尺ft(feet)、英寸in(inch) 1 in=25.4 mm 1 ft=12 in 1 ft =0.3048 m?30.5 cm 1 m=3.281 ft 2、体积流量单位 CMH:cubic meter per hour CFM:cubic feet per minister 1 CFM = 1.699 CMH 3、功与能量的关系 能 量 = 功×时间 1焦耳(j)=1 瓦(w)×1 秒(s) (1)能量单位: 国制: j、kj;英制:cal、kcal 1 j = 0.2388 cal (2)功率单位: 14 国制:w、kw;英制: kcal/h(大卡) 1 kcal/h = 1.163 w 1 kw = 860 kcal/h 习惯上的常用单位:马力(匹)HP 、冷吨 RT 1 HP = 735 w 1 RT = 3.516 kw =3024 kcal/h 说明: 1、 冷吨:是一个英制的制冷量单位。 1冷吨就是在24小时内冻结1吨0?的水变成0?的冰， 所 需要的冷量。 美国是采用2000磅(907.2kg )作为一吨。 因此1美国冷吨=12659 kj/h;即:1 RT=3.516kw 2、匹与制冷量的关系 在小型空调工程中1HP指给压缩机输入735W的功率所 能产生的制冷量。与一般的功率单位匹意义是不一样 的。这里的1HP 是根据能效比算出来的。日本一般认为 空调压缩机的能效比平均为3.4，则输入735W的电能所 产生的制冷量为2500W。因此可以说1HP空调的制冷量 相当于2500W的制冷量。小1匹一般为2200W，大1匹一 般为2800W。 15 百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网 92to.com,您的在线图书馆 16