空調(diào)基本知識(shí).docx

機(jī)房空調(diào)基礎(chǔ)知識(shí)之基本概念 一、 物質(zhì)的熱力狀態(tài) 熱力狀態(tài)有三個(gè)基本表達(dá)數(shù)： 1、 溫度T：物質(zhì)的冷熱程度（物質(zhì)的內(nèi)能U和溫度有關(guān)）； 2、 體積V：一定質(zhì)量的物體占有的空間大?。ū热荩?jiǎn)挝毁|(zhì)量的物質(zhì)占有的體積）； 3、 壓力P：即單位接觸面積上承受的壓力。 二、 能量?jī)?nèi)能、推動(dòng)功 1、 內(nèi)能：物質(zhì)因大量份子劇烈運(yùn)動(dòng)而具有的內(nèi)熱能，和由于份子之間有西盡力而具有的內(nèi)位能之和。 2、 推動(dòng)功：物質(zhì)因流動(dòng)性而具有的使本身質(zhì)量遷移的能量，這部分能量我們稱之為：推動(dòng)功=P（壓力）V（體積） 3、 氣體受熱膨脹做工有能量形式轉(zhuǎn)化：熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能； 4、 熱力狀態(tài)也變化：壓力P變小、體積V增大； 5、 推動(dòng)功只有傳遞：推動(dòng)流體遷移做功，熱力狀態(tài)不變。 三、 能量焓 1、 焓：是熱力狀態(tài)參數(shù)之一。H=U+P即：焓內(nèi)能推動(dòng)功 2、 物體流動(dòng)時(shí)，不僅攜帶有自身的內(nèi)能，還有從后面得到的推動(dòng)自身移動(dòng)的推動(dòng)力。焓更為全面地概括了物體具有的能量總和，我們衡量某一空調(diào)的制冷能力就可以根據(jù)蒸發(fā)前后制冷的焓差來進(jìn)行精確計(jì)算。 流體還具有一定的流動(dòng)速度而具有的動(dòng)能，和因具有一定的高度而具有的勢(shì)能。但在熱力學(xué)中占的比例很小，一般可以忽略不計(jì)， 四、 能量熵 1、熵：也是熱力狀態(tài)參數(shù)之一 熵是表現(xiàn)物質(zhì)吸熱或放熱特性的量，物質(zhì)吸收了熱量熵增加，物質(zhì)放出了熱量熵減小，物質(zhì)絕熱變化過程熵不變。 2、熱力參數(shù)之間內(nèi)在關(guān)系：狀態(tài)方程 A、理想氣體的狀態(tài)方程： P/常數(shù)從式中我們可以看出，在一個(gè)密閉容器中，溫度越高，氣體的壓力就越大。 B、實(shí)際氣體的狀態(tài)方程： （/）（） 本公式雖然為實(shí)際應(yīng)用中仍有很高的可靠性和準(zhǔn)確性。 五、 顯熱 1、物體吸熱或放熱后，只改變物體的溫度，而不改變物體的相態(tài)，這種熱量稱顯熱。是物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)的能量，它可以通過溫度計(jì)進(jìn)行測(cè)量。例如：1Kg水從30加熱到80，水吸熱了209.38kJ(50kcal)。計(jì)算某一房間的熱負(fù)荷時(shí)，空氣溫度高于設(shè)定溫度而產(chǎn)生的熱負(fù)荷成為顯熱負(fù)荷。 2、顯熱的計(jì)算公式： 1POUND（212-32F）=180BTU 2POUND（212-32F）=360BTU 六、 潛熱 1、物體吸熱或放熱時(shí)，只改變物體的狀態(tài)，而物體的溫度不變，這種熱量稱潛熱。是物質(zhì)分子分離與重組放出（吸收）的熱量，它不能通過溫度計(jì)進(jìn)行測(cè)量。例如：1kg100的水改變成100的水蒸氣需需吸熱2257.2kJ；1kg0的水改變成0的水蒸氣需需吸熱2501kJ。 計(jì)算某一房間的熱負(fù)荷時(shí)，空氣濕度高于設(shè)定濕度而產(chǎn)生的熱負(fù)荷成為潛熱負(fù)荷。 潛熱計(jì)算公式：1POUND970BTU/POUND=970BTU 七、 顯熱比 1、某一個(gè)房間來說，顯熱比即該房間的熱負(fù)荷中顯熱負(fù)荷占總熱負(fù)荷的百分比。 空調(diào)的性能參數(shù)中描述的顯熱比則表示該空調(diào)的制冷能力中，顯冷量占總冷量的百分比。我們對(duì)某一特定房間驚醒空調(diào)設(shè)備選型時(shí)，應(yīng)根據(jù)該房間的熱負(fù)荷的顯熱比，選擇對(duì)應(yīng)顯熱比制冷能力的空調(diào)設(shè)備。 2、1kg水的熱值比較(一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓) 、在小于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓情況下，水的沸點(diǎn)低于100度。即水的蒸發(fā)溫度是隨著壓力而改變的，壓力越高，蒸發(fā)溫度越高。 、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的溫度低于100度時(shí)，它一定處于也太，我們稱為過冷水。水的溫度高于100度，一定處于氣態(tài)，我們稱為過熱蒸汽。 、蒸發(fā)及其逆向的冷凝過程是一個(gè)飽和過程，在此過程中溫度壓力均不變。當(dāng)水完全蒸發(fā)為蒸汽后，如果繼續(xù)加熱，水蒸氣的溫度將繼續(xù)升高，這是對(duì)應(yīng)于其飽和溫度來說我們稱為過熱蒸汽。一、制冷發(fā)展簡(jiǎn)史 1800年 人們發(fā)現(xiàn)冰/雪和鹽混合時(shí)具有制冷效應(yīng)，能夠大幅度降低水溫，使水結(jié)冰。 1834年 英國(guó)人波爾金斯制成第一臺(tái)使用乙醚作為制冷劑的壓縮式制冷機(jī)。 1873年 德國(guó)人林杰發(fā)明了氨制冷機(jī)。 1876年 甲醚被用于制冷劑用來從阿根廷到法國(guó)運(yùn)輸肉類 19世紀(jì)末 隨著機(jī)械制冷技術(shù)不斷成熟，產(chǎn)生大量可應(yīng)用的制冷劑如氨水、二氧化碳、二氧化硫、氯甲烷以及烴類。 20世紀(jì)初 Start制冷技術(shù)開始進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用，而當(dāng)時(shí)已經(jīng)開發(fā)的制冷劑工作壓力較高且大多數(shù)均具有毒性和可燃性。 1928年 一種新型的制冷劑（二氯二氟甲烷）在美國(guó)合成成功，它不可燃，且具有低的毒性，工作壓力低，屬于人們期望的理想的制冷劑。 1931年 杜邦公司開始大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)這種新合成的制冷劑，氟利昂家族從此誕生了。 1930-1950年 制冷劑家族以及大型商用空調(diào)獲得了飛速的發(fā)展。 1988年 蒙特利爾協(xié)議，締約國(guó)就限制使用對(duì)大氣臭氧層具有破壞作用的制冷劑達(dá)成了協(xié)議并規(guī)定了具體的行動(dòng)時(shí)間表。 二、制冷劑狀態(tài)變化 1、 水也是制冷劑的一種，制冷循環(huán)極熱或放熱利用的正是物質(zhì)相態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)需要吸收或放出的巨大的熱量，因?yàn)檎l(shuí)在正常壓力下飽和溫度較高，不能吸收通常溫度下室內(nèi)的熱量，所以不常用。 2、 而R22在正常壓力（70PSIG），其蒸發(fā)溫度為（4.5），且單位溶劑制冷能力較強(qiáng)，對(duì)于人類理想的舒適溫度21-27來說，是非常理想的冷源。 3、 與誰(shuí)的性質(zhì)類似，對(duì)于R22來說，在（70PSIG）壓力下，飽和溫度為（4.5），故此在此壓力下蒸發(fā)過程制冷劑溫度，恒定為（4.5），蒸發(fā)過程首先是飽和液體狀態(tài)。在（70PSIG）壓力下，如果R22的溫度低于4.5，其一定處于也太，且溫度低于飽和點(diǎn)，我們稱其為過冷液體。如果R22的溫度高于4.5，其一定處于氣態(tài)，且溫度高于飽和點(diǎn)，我們稱其為過熱氣體。 4、 為實(shí)現(xiàn)制冷劑在溫度相對(duì)較高的冷凝器一側(cè)的冷凝散熱，唯有通過升高制冷劑的壓力來提高其飽和溫度，使其高于室外環(huán)境溫度從而實(shí)現(xiàn)散熱冷凝過程。 三、臭氧層 1、 臭氧層是大氣中具有微腥臭的淺藍(lán)色氣體，主要集中在距地面20-25KM的平流層內(nèi)，它是地球的保護(hù)傘，阻擋了99%的紫外線輻射，使地球生物免受紫外線的傷害。 臭氧層濃度每降低1%，紫外線的輻射量就增加2%，皮膚癌患者就增加7%，白內(nèi)障的患者增加0.6%，紫外線還會(huì)破壞職務(wù)的光合作用和授粉能力，最終降低農(nóng)業(yè)產(chǎn)量。 氟利昂在太陽(yáng)紫外線的照射下會(huì)分解出氯原子，氯原子會(huì)奪取臭氧分子而是臭氧變成普通氧。 溫濕效應(yīng)：溫室氣體主要指大氣中的CO2、CH4、Ar、O3等也包括制冷劑中CFC，它可以讓短波太陽(yáng)光幾乎不受阻擋的通過，而把地球表面反射出來的長(zhǎng)波輻射擋住，使地球表面保持了一定溫度，但是過量的溫室氣體排入大氣中，會(huì)增強(qiáng)地球表面的溫室效應(yīng)，影響了氣溫和降雨量，導(dǎo)致氣候變暖，海平面升高。 四、制冷量及制冷循環(huán) 1、冷量無法制造，其本質(zhì)是熱量的遷移。制冷循環(huán)就是實(shí)現(xiàn)將熱量從空調(diào)房間移到另外一個(gè)能夠容納并稀釋此部分熱量的空間的過程。實(shí)現(xiàn)此部分循環(huán)的同時(shí)要消耗一定量的功，并且這種熱量傳遞過程是在一個(gè)閉式系統(tǒng)內(nèi)周期性的重復(fù)進(jìn)行。 吸熱和放熱過程是利用流體在不同的壓力對(duì)應(yīng)的不同的飽和溫度下相態(tài)變化過程對(duì)應(yīng)的吸熱和放熱特性（流體的焓發(fā)生改變，相態(tài)改變過程熱量傳遞相對(duì)于僅僅溫度改變來說是巨大的）。 2、制冷循環(huán)（飽和蒸汽壓縮式制冷循環(huán)），飽和蒸汽壓縮式制冷循環(huán)式建立在逆卡諾循環(huán)基本原理之上，它利用壓縮機(jī)和鹵族元素衍生物類型的制冷劑（飽和蒸汽狀態(tài)）或有機(jī)/無機(jī)化合物。采用壓縮機(jī)使氣態(tài)制冷劑增壓，故稱為蒸汽壓縮式制冷。 能夠運(yùn)用此制冷循環(huán)的制冷劑的范圍非常之寬，可以根據(jù)組合的電氣特性，可實(shí)現(xiàn)中高效制冷。目前市場(chǎng)上運(yùn)用最為廣泛的壓縮技術(shù)就是通過此循環(huán)實(shí)現(xiàn)的，也是目前世界范圍內(nèi)運(yùn)用最為廣泛的制冷循環(huán)，運(yùn)用不同廠商的絕大多數(shù)機(jī)型。 壓縮式制冷系統(tǒng)的基本組成部件 1、 蒸發(fā)器 經(jīng)節(jié)流后的液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中吸熱汽化，使被冷卻物質(zhì)降溫，實(shí)現(xiàn)制冷的目的。 2、 冷凝器 在冷凝介質(zhì)的作用下，使壓縮機(jī)排出的過熱氣體冷凝未液態(tài)。 3、 壓縮機(jī) 制冷循環(huán)的核心，是制冷劑在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)的動(dòng)力裝置，使蒸發(fā)器中的制冷劑保持低壓，冷凝器中制冷劑維持高壓。 4、 膨脹閥 制冷劑虛幻流量的調(diào)節(jié)裝置，它對(duì)高壓液態(tài)制冷劑節(jié)流降壓，使進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑在要求的低壓下吸熱蒸發(fā)。同時(shí)根據(jù)被冷卻介質(zhì)的熱負(fù)荷變化自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑的流量。 膨脹閥的作用：熱力膨脹閥降低進(jìn)入蒸發(fā)器制冷劑的壓力，控制流入蒸發(fā)器的制冷劑流量，控制合理的吸氣過熱度。 5、 循環(huán)過程 在由管道將四部分連接成的密閉系統(tǒng)內(nèi)，制冷劑在這個(gè)密閉的系統(tǒng)中不斷循環(huán)流動(dòng)，發(fā)生相態(tài)變化，與周圍環(huán)境進(jìn)行熱交換，從而達(dá)到制冷的目的。 其工作過程是：液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻物質(zhì)的熱量之后，汽化成低壓、低溫的氣體，被壓縮機(jī)吸入壓縮成高壓、高溫的氣體，然后進(jìn)入冷凝器向冷卻物質(zhì)放熱而冷凝為高壓、常溫的液體，在經(jīng)節(jié)流裝置節(jié)流以后變?yōu)榈蛪骸⒌蜏氐囊簯B(tài)制冷劑，再次進(jìn)入蒸發(fā)器吸熱汽化，從而起到循環(huán)制冷的目的。 6、 儲(chǔ)液罐 儲(chǔ)液罐位于冷凝器與蒸發(fā)器之間的制冷劑液體存儲(chǔ)裝置，自動(dòng)適應(yīng)負(fù)載的變化，調(diào)節(jié)冷凝壓力使冷凝器工作于最佳工況。可以自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)的制冷劑容量，在進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)的過程中，可以容納絕大部分制冷劑，避免向大氣環(huán)境排放制冷劑，降低了調(diào)試過程對(duì)制冷劑充注量的精度要求。 7、 蒸發(fā)器 蒸發(fā)器由熱交換盤管、框架結(jié)構(gòu)、風(fēng)箱等構(gòu)成。經(jīng)節(jié)流后的液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中吸熱汽化，使被冷卻物質(zhì)降溫，實(shí)現(xiàn)制冷的目的。 8、 干燥過濾器 吸收制冷系統(tǒng)中可能存在的水蒸氣（內(nèi)部充注有硅膠），水分存在的原因有兩方面，一是干燥不嚴(yán)格，二是使用不合格的制冷劑會(huì)產(chǎn)生冰堵以及與制冷劑反映產(chǎn)生鹽酸等危害。還需要過濾掉制冷系統(tǒng)內(nèi)部可能存在的金屬雜質(zhì)。當(dāng)硅膠與分子篩組合使用時(shí)，可實(shí)現(xiàn)干燥與抗酸性能的雙重功能，分子篩的吸附能力比硅膠更強(qiáng)。一般有兩種類型：拋棄型和濾芯再充注型。 9、 節(jié)流裝置 節(jié)流裝置是制冷循環(huán)中的降壓裝置它能夠提供可變的可修阻力，正對(duì)經(jīng)過冷凝器冷凝后的高壓的液體在進(jìn)入蒸發(fā)器之前進(jìn)行降壓。對(duì)高壓液體制冷進(jìn)行節(jié)流降壓，保證冷凝器與蒸發(fā)器之間的壓力差，一邊使蒸發(fā)器中的液態(tài)制冷劑在要求的低壓對(duì)應(yīng)的飽和溫度下蒸發(fā)吸熱，從而達(dá)到制冷降溫的目的，同時(shí)使冷凝器中氣態(tài)制冷劑在給定的高壓對(duì)應(yīng)的飽和溫度下放熱冷凝。它實(shí)現(xiàn)根據(jù)熱符合以最佳的方式給蒸發(fā)器供液（毛細(xì)管除外）。 10、 毛細(xì)管 制冷循環(huán)的流量控制和節(jié)流降壓元件，直徑約為0.72.5mm，長(zhǎng)度