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1、製冷空調基礎知識系列講座,目錄,培訓背景及目的,製冷與空調原理,製冷、空調設備與系統,ICT市場與阿爾西,培訓背景,製冷原理？製冷、空調設備？應用行業？公司產品？,通過一系列的技術培訓，希望非技術人員掌握基礎的製冷空調專業知識增加對暖通、製冷行業的熟悉程度熟悉製冷、空調產品熟悉公司產品特點,培訓目的,製冷空調基礎知識,相關知識點,製冷原理,空調原理,能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為別的形式，或者從一個物體轉移到別的物體，在轉化或轉移的過程中其總量不變。能量守恆定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。,能量守恆定律(law of conservation of en
2、ergy),熱能可以從一個物體傳遞給另一個物體，也可以與機械能或其他能量相互轉換，在傳遞和轉換過程中，能量的總值不變。第一類永動機是不可能造成的。這是許多人幻想製造的能不斷地作功而無需任何燃料和動力的機器，是能夠無中生有、源源不斷提供能量的機器。顯然，第一類永動機違背能量守恆定律。,熱力學第一定律（first law of thermodynamics）,熱量不可能自發地、不付代價地從低溫物體傳到高溫物體。不可能從單一熱源取熱，把它全部變為功而不產生其他任何影響地球表面有10億立方千米的海水，以海水作單一熱源，若把海水的溫度哪怕只降低O.25度，放出熱量，將能變成一千萬億度的電能足夠全世界使用
3、一千年。但只用海洋做為單一熱源的熱機是違反上述第二種講法的，因此要想製造出熱效率為百分之百的熱機是絕對不可能的。,熱力學第二定律（second law of thermodynamics）,當一個系統趨近于絕對溫度零度時(即攝氏-273.15度)，系統的熵變化率乃零。簡單而言，在任何能量在由一種形式轉為另一種形式過程中，都總會有一部分能量會失去，並非100%原原本本地轉化。而量度能量轉化過程中失去的能量有多少，一般都是以熵值顯示。由於能量在形式轉換過程中必有能量損耗，所以在這個過程中，熵總是會增加。換句話說，絕對零度永遠不可能達到。,熱力學第三定律（third law of thermodyn
4、amics）,物態日常所知的固態、液態和氣態就是三種“物態”。隨著科學的發展，在大自然中又發現了多種“物態”。人類迄今知道的“物態”已達10餘種，如：液晶態、等離子態、超導態、超固態等。物質由一種狀態變為另一種狀態的過程稱為物態變化（change of state)熔化：固態液態【吸熱】凝固：液態固態【放熱】汽化：液態氣態【吸熱】液化：氣態液態【放熱】昇華：固態氣態【吸熱】凝華：氣態固態【放熱】,相關知識點,能量是物理學中描寫一個系統或一個過程的一個量。一個系統到底有多少能量在物理中並不是一個確定的值，它隨著對這個系統的描寫而變換。人體在生命活動過程中，一切生命活動都需要能量，如物質代謝的合成
5、反應、肌肉收縮、腺體分泌等等。能量以機械能、內能、電能、化學能等各種形式，出現在不同的運動中，並通過作功、傳熱等方式進行轉換。能量的單位為焦耳、千瓦小時、電子伏（特）等。,熱量：物體溫度的高低表示了物體的物質分子熱運動劇烈的程度，溫度的高低也表示物體所具有能量的高低，這種能量稱為熱能。當溫度不同的兩個物體相接觸時，兩者溫度逐步趨於一致，發生了熱能從溫度較高的物體向溫度較低的物體轉移，此時物體所放出或吸收的能量稱為熱量。,常用的熱量單位有：a.卡，在標準大氣壓力下，將 l克的水加熱或冷卻，其溫度升高或降低l 時，所加進或除去的熱量稱為l卡，以 cal、kcal表示b.英熱，符號為Btu。c.焦耳
6、,在國際單位制中，取熱量單位與功的單位一致，以焦耳表示，符號為J。,內能是一種與熱運動有關的能量，把物體內所有分子作無規則運動的動能和分子勢能的總和叫做物體的內能(internal energy)。內能的單位是焦。一切物體都具有內能。內能是態函數。真實氣體的內能是溫度和體積的函數。理想氣體的分子間無相互作用，其內能只是溫度的函數。,功：是物理學名詞。功定義為力與位移的內積。功的正負僅表示動力或阻力做功，不表示大小或方向，功的運算式是一個狀態式，是一個過程量。與能量的單位一樣。功率：是指物體在單位時間內所做的功，即功率是表示做功快慢的物理量。功率越大轉速越高，汽車的最高速度也越高，常用最大功率來
7、描述汽車的動力性能。最大功率一般用馬力(PS)或千瓦(kw)來表示。,傳熱：在溫差的推動下熱能的轉移現象有三種基本方式傳導：又稱“熱傳導”或“導熱”，當受熱不均勻時，物質內部各部分直接接觸的質點間產生能量趨於均勻的傳熱現象對流：“對流換熱”的簡稱，當流體發生相位位移而使熱量轉移的現象，只能在流體中出現輻射：物體通過電磁波來傳遞熱量,傳熱現象應用：在製冷裝置中的許多熱交換器都涉及到各種傳熱過程。例如冷凝器中的製冷劑蒸氣在管內凝結放熱，冷卻介質在管外吸熱，蒸氣凝結時放出的潛熱穿過管壁傳遞到冷卻介質中去。熱流密度：又稱“熱流速率”或“熱通量”。單位時間內通過單位面積的熱量。常用q表示，單位為W/m2
8、,熱力學平衡狀態：即熱力系統在某一瞬間所呈現的宏觀物理狀態處於平衡的熱力系統，在沒有外界影響的條件下，物體的各部分在長時間內不發生任何變化，系統中各處具有一致的溫度與壓力等。熱平衡：系統中各部分的溫度具有均勻一致時所達到的平衡稱“熱平衡”相平衡：系統中各相之間的相互轉變達到的平衡稱“相平衡”力平衡：系統中各部分的相互作用力等於零，不產生任何宏觀位移時所達到的平衡稱“力平衡”,熵(entropy):是表示任何一種能量在空間中分佈的均勻程度。能量分佈越均勻，熵就越大。熵是混亂和無序的度量。焓（enthalpy):是濕空氣的一個重要參數。是一個內能與壓力位能之和的複合狀態參數。在空調過程中，濕空氣的
9、狀態經常發生變化，焓可以很方便確定該狀態變化過程中的熱交換量。濕空氣的變化過程是定壓過程，焓差等於熱交換量.,1 kJ(千焦耳)0.239kcaI(千卡)l kcal(千卡)4.19kJ(千焦耳)1 kcal(千卡)3.969 Btu(英熱單位)l Btu(英熱單位)252 cal(卡)1 kW(千瓦)860 kca1h(千卡時)1 美國冷噸3024 kca1h(千卡時)1日本冷噸3320 kca1h(千卡時)1匹 2.5 kW（用於風冷機組）1匹 3 kW（用於水冷機組）,物理量的換算,壓縮機,蒸發器,冷凝器,膨脹閥,製冷系統,製冷原理,製冷原理,從壓縮機排出來的高溫高壓的製冷劑氣體，在冷凝
10、器中被冷卻，製冷劑中的熱量由流過冷凝器中的冷卻水或空氣帶走，製冷劑在冷凝器中由氣體冷卻為液體。,高壓製冷劑液體通過膨脹閥後節流膨脹，體積增大，溫度降低，變為低溫低壓的製冷劑氣體與液體混合物並進入蒸發器。,低溫製冷劑液體在蒸發器中吸收熱量，變為製冷劑蒸汽。製冷劑在蒸發器中所吸收的熱量來自流過蒸發器的水或空氣，水在蒸發器中將熱量傳遞給製冷劑，從而溫度降低。,在蒸發器中變為蒸汽的製冷劑氣體被再次吸入壓縮機，並再次被壓縮進入冷凝器，製冷劑如此周而復始地迴圈，使迴圈流過蒸發器的水的溫度不斷降低，直到達到所需要的溫度為止。,冷凝器,膨脹閥,壓縮機,蒸發器,製冷原理,各部件的作用 壓縮機:壓縮和輸送製冷蒸汽
11、，並造成蒸發器中低壓、冷凝器中高壓，是整個系統的心臟。冷凝器:是輸出熱量的設備，將製冷劑在蒸發器中吸收的熱量和壓縮機消耗功所轉化的熱量排放給冷卻介質。膨脹閥:對製冷劑起節流降壓作用，並調節進入蒸發器的製冷劑流量。蒸發器:是輸出冷量的設備，製冷劑在蒸發器中吸收被冷卻物件的熱量，從而達到製冷的目的。,製冷原理,高壓製冷劑蒸氣,低壓製冷劑蒸氣,高壓製冷劑液體,低壓製冷劑液體,製冷原理圖,製冷方式：蒸汽壓縮式、吸收式製冷、熱電式蒸汽壓縮式空調、吸收式空調的製冷/制熱能力遠遠大於熱電式空調；吸收式空調利用熱能為動力的迴圈，耗電非常小,其耗電設備僅有幾台小型泵和風機。熱電式空調、蒸汽壓縮式空調運行時需使用
12、大量的電能蒸汽壓縮式空調COP值最大，在之間，而吸收式空調COP值在之間，熱電式空調CO P值在之間,製冷原理,吸收式製冷原理圖,水源熱泵製冷原理圖,中央空調製冷原理圖,蒸汽壓縮式製冷原理在製冷循環系統中，壓縮機從蒸發器吸入低溫低壓的製冷劑蒸汽,經壓縮機絕熱壓縮成為高溫高壓的過熱蒸汽,再壓入冷凝器中定壓冷卻,並向冷卻介質放出熱量,然後冷卻為過冷液態製冷劑,液態製冷劑經膨脹閥（或毛細管）絕熱節流成為低壓液態製冷劑，在蒸發器內蒸發吸收空調迴圈水（空氣）中的熱量,從而冷卻空調迴圈水（空氣）達到製冷的目的,流出低壓的製冷劑被吸入壓縮機,如此迴圈工作.,製冷原理,臨界點,飽和液體線,飽和蒸汽線,壓焓圖,
13、三個狀態欄Ka左側過冷液體區，該區域內的製冷劑溫度低於同壓力下的飽和溫度；Kb右側過熱蒸氣區，該區域內的蒸氣溫度高於同壓力下的飽和溫度；Ka和Kb之間濕蒸氣區，即氣液共存區。該區內製冷劑處於飽和狀態，壓力和溫度為一一對應關係。過冷度是冷凝溫度與冷凝器出口溫度的差值。過熱度是壓縮機吸氣溫度與蒸發溫度的差值。,壓焓圖,等壓線：同一水平線的壓力均相等。等焓線：凡處在同一條等焓線上的工質，不論其狀態如何焓值均相同。等溫線：等溫線在不同的區域變化形狀不同，在過冷區等溫線幾乎與橫坐標軸垂直；在濕蒸氣區卻是與橫坐標軸平行的水平線；在過熱蒸氣區為向右下方急劇彎曲的傾斜線。等熵線：制冷劑的壓縮過程沿等熵線進行，
14、在lgp-h圖上等熵線以飽和蒸氣線作為起點。等容線：與等熵線比較，等比容線要平坦些。製冷機中常用等比容線查取製冷壓縮機吸氣點的比容值等幹度線：從臨界點K出發，把濕蒸氣區各相同的幹度點連接而成的線為等幹度線。它只存在與濕蒸氣區。,壓焓圖,膨脹閥,A,D,冷凝器,壓強,蒸發器,B,C,壓縮機,焓,理論製冷迴圈,壓縮機吸氣溫度點B，壓縮機排氣溫度點C，冷凝器出口溫度D，蒸發器入口溫度A1、離開蒸發器和進入壓縮機的製冷劑蒸氣是處於蒸發壓力下的飽和蒸氣；離開冷凝器和進入膨脹閥的液體是處於冷凝壓力下的飽和液體 2、確定蒸發壓力線和冷凝壓力線3、B點是與蒸發壓力線與飽和蒸汽線的交點；D點是冷凝壓力線與飽和液
15、體線的交點。4、C點是B點沿等熵線與冷凝壓力線的交點；A點是D點沿等焓線與蒸發壓力線的交點,膨脹閥,A,D,冷凝器,壓強,蒸發器,B,C,壓縮機,焓,液態製冷劑過冷和吸氣過熱的理論製冷迴圈,製冷裝置在實際運行中，膨脹閥前的液態製冷劑溫度通常低於冷凝溫度，處於過冷狀態，另外，壓縮機吸入的製冷劑蒸汽一般為過熱蒸汽而不是飽和蒸汽，處於過熱狀態。1、確定蒸發壓力線和冷凝壓力線2、確定過冷度和過熱度。蒸發壓力線對應的壓縮機吸氣溫度點就是B，冷凝壓力線對應的冷凝器的出口溫度點就是D 3、B點沿等熵線與等壓線的的交點C 4、D點沿等焓線與等壓線的交點A,相關公式:Q+P=qm(h2-h1)Q和P分別為加入系
16、統的熱量和功；qm:製冷劑的品質流量；h:比焓值；下表1、2為進入系統和離開系統的狀態點.當熱量和功朝向系統時,Q 和 P 取正值.,理論製冷迴圈的熱力計算,節流閥:製冷劑液體通過節流孔口時絕熱膨脹，對外不做功，0=qm(h4-h3）壓縮機:如果忽略壓縮機與外界環境所交換的熱量，P0=qm(h2-h1）蒸發器:被冷卻物質通過蒸發器向製冷劑傳送Q0,因為蒸發器不作功 Q0=qm(h1-h4)=qm(h1-h3)(h1-h4)稱為單位品質製冷量，它表示1kg製冷劑在蒸發器內從被冷卻物質中吸取的熱量，用q0表示 品質流量與容積qv有如下關係：qv=qmv冷凝器:假設製冷劑在冷凝器中向外界放出熱量為Q
17、k Qk=qm(h2-h3)製冷係數:在理論迴圈中，COPk=q0/w0=qm(h1-h4)/(h2-h1),理論製冷迴圈的熱力計算,例題：假定迴圈為單級壓縮蒸氣製冷的理論迴圈，蒸發溫度t0=10,冷凝溫度為35，工質為R22，迴圈的製冷量Q0=55kw,試對該迴圈進行熱力計算根據R22的熱力性質表，查出處於飽和線上的有關狀態參數值：由圖可知：h1=401.555 kJ/kg；v1=0.0653 m3/kg；h3=h4=243.114 kJ/kg p0=0.3543 MPa；pk=1.3548 MPa；h2=435.2 kJ/kg t2=57 單位品質製冷量q0=h1h4=158.441 kJ
18、/kg;製冷劑品質流qm=Q0/q0=0.3471kg/s單位容積製冷量qv=qm/v1=2426 kJ/kg；理論比功 w0=h2h1=33.645 kJ/kg 壓縮機消耗的理論功率P0=qmw0=11.68 kw;壓縮機吸入的容積V=qmv1=0.0227 m3/s 製冷係數 COP=q0/w0=4.71 冷凝器單位熱負荷qk=h2h3=192.086 kJ/kg 冷凝器熱負荷Qk=qmqk=66.67 kw,理論製冷迴圈的熱力計算,空調原理,空氣物理性質,焓濕圖,風機,空氣：是一種混合氣體，它是氮、氧、氬、二氧化碳等氣體和水蒸氣所組成的。幹空氣：將水蒸氣以外的所有氣體濕空氣：指幹空氣與水
19、蒸氣的混合氣體。工業中許多過程，如空氣的溫度和濕度調節過程、物體的乾燥過程、冷卻水塔中的水冷卻過程等，都涉及到濕空氣的計算,空氣物理性質,溫度：幹球溫度DB和濕球溫度WB a攝氏溫標，以符號表示；b華氏溫標,以符號oF表示；c開氏溫標，以符號K表示它們之間的換算公式如下：華氏換算攝氏：攝氏換算成華氏：開氏與攝氏的關係：T=t+273.16（T：開氏溫標，K；t：攝氏溫標，oC）,空氣物理性質,濕度a、絕對濕度：l m3濕空氣中含水蒸汽的品質。b、相對濕度：濕空氣中水蒸汽分壓力和同溫度下飽和水蒸汽分壓力之比。c、含濕量:每公斤幹空氣所含有水蒸汽量稱為含濕量，符號為d，單位為 kgkg(幹)相對濕
20、度和含濕量都是表示空氣的濕度參數，含意卻不同，含濕量表示水蒸汽的含量多少，卻不能表示空氣接近飽和的程度；而相對濕度能表示空氣接近飽和程度，卻不能表示水蒸汽的含量多少,空氣物理性質,露點溫度：在一定大氣壓力下，含濕量不變時空氣中的水蒸汽凝結為水(凝露)的溫度。在含濕量不變時，空氣溫度下降，由未飽和狀態變為飽和狀態時空氣的相對濕度為 1O0。在空調技術中，把空氣降溫至露點溫度，達到除濕乾燥空氣的目的。機器露點：相應於機房空調中冷卻盤管外表面平均溫度的飽和空氣狀態。如果該溫度大於或等於被處理空氣的初始露點溫度，則屬於幹式冷卻。如果小於空氣的初始露點溫度，則屬於濕式冷卻。,空氣物理性質,壓力:流體作用
21、在單位面積上所垂直力稱為壓力。當空氣沿風管內壁流動時，其壓力可分為靜壓、動壓和全壓，單位是 mmHg或 kgm2或 Pa.a.靜壓：由於空氣分子不規則運動而撞擊于管壁上產生的壓力稱為靜壓。以大氣壓力為零點的靜壓稱為相對靜壓。空調中的空氣靜壓均指相對靜壓。靜壓高於大氣壓時為正值，低於大氣壓時為負值。b.動壓：指空氣流動時產生的壓力，只要風管內空氣流動就具有一定的動壓，其值永遠是正的。c.全壓：全壓是靜壓和動壓的代數和,空氣物理性質,飽和溫度:在某一給定壓力下，氣液兩相達到飽和狀態時所對應的溫度。飽和溫度由其壓力而定，壓力越高則飽和溫度亦越高，反之則越低。一種物質在一定的壓力下達到飽和狀態時，總是
22、處於一定的飽和溫度飽和壓力：在某一給定溫度下，氣液兩相達到飽和狀態時所對應的壓力。由溫度而定。溫度越高，則飽和壓力亦越高，反之則越低。一種物質在一定的溫度下達到飽和狀態時，總是處於某一確定的飽和壓力,空氣物理性質,飽和溫度和飽和壓力的應用在製冷裝置中常利用製冷劑的飽和溫度與飽和壓力一一對應的特性，通過調節壓力來達到調節溫度的目的飽和壓力在固態時，某一給定溫度下，能昇華的物質其蒸汽和固體處於平衡狀態時的壓力飽和液體：溫度等於其所處壓力下對應飽和溫度的液體飽和蒸氣：亦稱“幹蒸汽”。溫度等於其所處壓力下對應飽和溫度的蒸汽,空氣物理性質,飽和蒸汽壓:飽和蒸汽同其液體處於平衡狀態時的壓力。其值為飽和壓力
23、過飽和：一種亞平衡狀態。在此狀態下，蒸汽的壓力高於相應溫度下的飽和壓力。過飽和蒸汽：處於亞平衡狀態的蒸汽。其壓力高於相應溫度下的飽和壓力過熱：將蒸汽的溫度加熱到高於相應壓力下的飽和溫度的過程,空氣物理性質,過熱汽:溫度高於其所處壓力下對應飽和溫度的蒸汽過熱度：過熱蒸汽溫度與其飽和溫度的差值過冷：把液體的溫度冷卻到低於相應壓力下的飽和溫度的過程過冷液體：溫度低於其所處壓力下對應飽和溫度的液體。過冷液體溫度與飽和液體溫度之差稱為“過冷度”。在製冷裝置中常用到,空氣物理性質,潔淨度:空氣中粉塵的含量程度和空氣中含氧比例根據國際GB50174-93 電子電腦機房設計規範主機房內的空氣含塵濃度，在靜態條
24、件下測試，每升空氣中大於或等於0.5m的塵粒數，應少於18000粒。主機房必須維持一定的正壓。主機房與其它房間、走廊間的壓差小應小於4.9Pa，與室外靜壓差不應小於9.8Pa主機房的空調送風系統，應設初效、中效兩級空氣篩檢程式，中效空氣篩檢程式計數效率應大於80%，末級過濾裝置宜設在正壓端或送風口。,空氣物理性質,焓：濕空氣的焓是以1kg幹空氣為基準為表示的，它是1kg幹空氣的焓和0.001dkg水蒸氣的焓的總和即：h=ha+0.001dhv=1.01t+0.001d(2501+1.85t)kJ/kg(a),焓濕圖,顯熱(顯冷)負荷:對固態、液態或氣態的物質加熱，只要它的形態不變，則熱量被其吸
25、收後，物質的溫度就升高，吸收熱量的多少在溫度上能顯示出來，即不改變物質的形態而引起其溫度變化的熱量稱為顯熱。如對液態的水加熱，只要它還保持液態，它的溫度就升高；因此，顯熱只影響溫度的變化面不引起物質的形態的變化。如機房中、其電腦或程式控制交換機的發熱量很大，它屬於顯熱。,焓濕圖,潛熱(潛冷)負荷:對液態的水加熱，水的溫度升高，當達到沸點時，雖然熱量不斷的加入，但水的溫度不升高，一直停留在沸點，加進的熱量僅使水變成水蒸氣，即由液態變為氣態。這種不改變物質的溫度而引起物態變化(又稱相變)的熱量稱為潛熱。如電腦房中、工作人員人體發熱以及換氣帶進來的新風空氣含濕量，這些熱量稱為潛熱。全熱(全冷)負荷全
26、熱等於顯熱與潛熱之和顯熱/總熱=SHR（顯熱比）,焓濕圖,焓濕圖：以1kg幹空氣為基準為表示的，並在一定的大氣壓力B下，取焓h與含濕量d座標而繪製而成的。,Properties of Air,wet bulb,dew point,humidity ratio,dry bulb,relative humidity,American Standard Inc.1999,100%saturation,60Fdew point,60Fwet bulb,D,C,B,A,American Standard Inc.1999,Adding Sensible Heat,100%saturation,60Fde
27、w point,60Fwet bulb,American Standard Inc.1999,Point of Intersection,95F,78F,50%,40%,72F,Adding Sensible Heat,Removing Sensible Heat,Adding Moisture,Removing Moisture,Removing Sensible Heat and Moisture,A,Air Conditioning Clinic TRG-TRC001-EN,American Standard Inc.1999,製冷量與焓差的關係：Qc=qm(h2-h1)Qc：製冷量；q
28、m 品質流量；h2，h1：流入和 流出系統的焓值。,焓濕圖練習,例題一：空調系統的回風溫度為24，90%(RH),機組的送風量為8000m3/h，出風溫度為17，60%(RH)，空氣密度為1.29kg/m3製冷量為多少？顯冷量？顯熱比？練習一：其他條件不變，製冷量為23KW，送風量為5000m3/h，出風溫度為多少？,焓濕圖練習,練習題2：已知進入冷卻塔的空氣t1=20，60%（RH），在飽和狀態下離開，散熱量為20KW,水的汽化潛熱為2257kJ/kg,求冷卻塔的水量？練習題3：對於公司FCB空調機組，基站內製冷量為5KW，計算溫差為10，空氣密度為1.29kg/m3，送風量為多少？空氣的定
29、壓比熱為1.005(KJ/Kg.K)Qc=qm(h2-h1)=qmcp(t2-t1),焓濕圖練習,風機的種類：軸流式風機、離心式風機、斜流及混流式風機。區別：軸流風機和離心風機的根本區別在風機的機械結構上，軸流風機的葉片直徑局限於外殼的直徑，而離心風機就沒有這方面的局限，可以採用葉片前傾或後傾葉片，對風量風壓的要求適應更廣。,風機,風機,離心風機,軸流風機,前向,後向,EC SYSTEM Electronically Commutated特點：直流無刷電機 電子控制換向EC 電機（DC輸入、AC輸入）,風機,EC風機：室內風機採用EC電機驅動技術，通過控制電壓輸出實現0100%無級調速和可調的
30、機外餘壓，與傳統的AC電機相比，低負荷運行時能耗明顯降低，節能效率可達50%以上。多應用於基站、機房空調上，如我們的DATACOOL 採用的是EC風機。,風機,EC與AC 對比能耗,風量-風壓曲線圖,風機選型軟體,風機根據送風量和風壓進行風機選型,風機,空調、製冷設備,製冷與空調,空調設備,製冷設備,製冷：制冷從本質上講就是讓物質中分子運動減慢，形象點說就是讓物質冷卻。空調：即採用控制技術使室內空氣的溫度、濕度、潔淨度、氣流速度和雜訊達到所需的要求。目的為改善環境條件以滿足生活舒適或工藝設備的要求HVAC&R Heating,Ventilation and Air Conditioning，R
31、efrigeration製冷系統的方式：吸收式製冷 蒸汽壓縮式製冷,空調與製冷,冷源：冷水機組熱源：熱電廠、鍋爐冷熱源：熱泵冷熱源設備組合方式：電動冷水機組供冷+鍋爐供熱溴化鋰吸收式冷水機組供冷+鍋爐供熱溴化鋰吸收式冷水機組供冷+熱電廠吸收式冷熱水機組空氣源熱泵冷熱水機組作為中央空調的冷熱源天然冷熱源（自然冷卻、太陽能、風能等）,空調與製冷,冷水機組的分類：按壓縮機形式分活塞式、螺杆式、離心式按冷凝器冷卻方式分水冷式、風冷式按能量利用形式分單冷型、熱泵型、熱回收型、單冷冰蓄冷雙功能型按密封方式分開式、半封閉式、全封閉式按載冷劑分水、鹽水、乙二醇按能量補償不同分壓縮式、吸收式直接蒸發式空調：按冷
32、凝冷卻方式為風冷、水冷,製冷設備,根據在不同的低溫溫度區域，獲得低溫的方法及研究對象，把製冷技術分為普冷技術和深冷技術把普冷技術稱為制冷技術。從環境溫度到120K（約-153 度）稱之為普冷區。把深冷技術稱為低溫技術。從120K 到絕對零度（-273.15 度）稱之為深冷區,製冷設備,低溫試驗箱,螺杆式,離心式,活塞式,渦旋式,轉子式,壓縮機,suction opening,motor,piston,cylinder,crankshaft,rod,dischargeopening,headspace,活塞式壓縮機,motor,rotors,slide valve,suctionopening,
33、dischargeopening,螺杆式壓縮機,渦旋式壓縮機,motor,scrolls,suctionopening,dischargeopening,stationaryscroll,drivenscroll,dischargeport,渦旋式壓縮機,intake,discharge,intake,motorshaft,motor,impeller,suction,inletvanes,impeller,離心式壓縮機,轉子式壓縮機,Discharge opening,Suction opening,丹佛斯TURBOCOR壓縮機 無油離心:由兩個徑向軸承和一個軸向軸承組成的數控磁軸承系統使壓
34、縮機的運動部件（動子轉軸和葉輪）在旋轉過程中保持懸浮狀態。無油運行可實現零摩擦及超靜運行。使用變速驅動的高速、兩級壓縮:在冷凝溫度下降或熱負荷下降時，降低壓縮機的轉速，從而可在額定負荷的100%到20%，甚至更低的寬廣負荷範圍內優化壓縮機的能耗。通過一個可供選的、數位控制的負荷平衡調節閥，壓縮機甚至可在接近零負荷的工況下穩定運行。內置數位電子設備,壓縮機,由兩種或兩種以上的純製冷劑以一定的比例混合而成，混合後的溶液具有共沸點，稱為共沸混合製冷劑，混合後的溶液沒有共沸點的稱為非共沸製冷劑共沸混合製冷劑特點：1.在一定的壓力下蒸發和冷凝時，氣相和液相的組成不變，且能保持恒定的溫度，而且蒸發溫度一般
35、比組成它的單組分的蒸發溫度低。2.在一定的蒸發溫度下，共沸製冷劑的單位容積製冷量比組成它的單一製冷劑的容積製冷量要大，這是因為在相同的蒸發溫度和吸氣溫度下，共沸製冷劑比組成它的單一製冷劑的壓力高，擴大了溫度範圍，提高了單位容積製冷量。3.採用共沸製冷劑可使壓縮機的排氣溫度降低。4.共沸製冷劑的化學穩定性比組成它的單一製冷劑好。5.在全封閉和半封閉壓縮機中，採用共沸製冷劑可以使電極得到更好的冷卻，電機繞組溫升減小。,製冷劑,京都議定書和蒙特利爾議定書都已明確，中國的無氟化改造要在2010年開始。二氧化碳的臭氧損耗潛能值（ODP)(Ozone Depletion Potential）以R11為基準
36、值，人為地規定其值為1.0；全球變暖潛能值（GWP)(Global Warming Potential）以R11為基準值，人為地規定其值為1.0；環保製冷劑：R134a,R410A,R407C,R417A 等,製冷劑,R22是一種中溫製冷劑，它的沸點為-40.8，常溫下冷凝壓力和氨相近，單位容積製冷量也差不多，在中溫和低溫下飽和壓力較高，因此在較低溫度下R22比氨好。水在R22中的溶解度很小，而且隨著溫度的降低，水的溶解度越小。當R22中溶解有水時，會引起冰堵現象和對金屬的腐蝕作用。R407C是由 R32、R125和R134a三種工質按23%、25%和52%的品質成分混合而成、標準壓力下泡點溫
37、度為-43.8，R407C的熱力性質與R22最為相似。製冷劑的ODP為0,有R22機器設備改用R407C後，需要更換潤滑油、調整製冷劑的充灌量及節流元件。R407C機器的製冷量和能效比比R22機器稍有下降 R410A是由R32和R125兩種工質按50%和50%的品質分數混合而成。屬近共沸混合物，熱力學性能十分接近單工質。ODP 為 0同R22相比，R410A的冷凝壓力增大近50%，是一種高壓製冷劑，需要提高系統耐壓強度。R134a作為R12的替代製冷劑，它的許多特性與R12很相像，沸點：-26.26，R134a的化學穩定性很好，然而由於它的溶水性比R22高,製冷劑,冷凍油作用：潤滑作用、降低溫
38、度、密封作用油分離器：壓縮機的排氣中帶有冷凍機油，這些冷凍機油隨製冷劑進入冷凝器、蒸發器後，將在傳熱表面形成油膜，從而影響換熱設備的換熱效果，通常在壓縮機與冷凝器之前裝設油分離器，分離製冷蒸汽中夾帶的冷凍機油。,冷凍油,冷凝器按其冷卻介質和冷卻方式分為：空氣冷卻式（風冷冷凝器）水冷式：如殼管式、套管式、板式等水和空氣聯合冷卻式：如淋水式、蒸發式等,冷凝器,風冷冷凝器,outdoor air,Sub cooler,outdoor air,condenser coil,propellerfan,cooling water,subcooled,liquid refrigerant,subcooler
39、,hot,refrigerant vapor,29C,35C,殼管式冷凝器,superheat,A,C,B,A,C,B,翅片管式蒸發器,ye,蒸發器是製冷系統中輸出冷量和制取冷量的設備蒸發器的分類根據被冷卻介質的不同分為冷卻液體製冷劑式和冷卻空氣或者其他氣體的兩大類型。主要有水箱式、板式、殼管式（臥式、幹式)等根據供液方式分為滿液式、非滿液式、迴圈式、林激式。,蒸發器,滿液式:充滿液態製冷劑，使液面與液態製冷劑充分接觸，沸騰換熱係數高。但是由於採用潤滑油的製冷劑，則潤滑油難以返回壓縮機。非滿液式：液態製冷劑經膨脹發進入蒸發器館內，隨著在管內流動，不斷吸收管外載冷劑的熱量，逐漸汽化，蒸發器在製冷
40、劑處於氣液共存狀態，故換熱係數不高。,蒸發器,滿液式蒸發器的回油問題：如果是氨蒸發器，油會沉在底部，可在蒸發器底部接放油管，將油排放到集油器，然後回收，經過慮、脫水等處理後就可重複使用。如果是氟蒸發器，油會浮在製冷劑液體表面上，回油問題較難解決，只好定期對蒸發器抽真空，把製冷劑先回收到高壓貯液器，再對蒸發器放油。氟製冷系統不宜選用滿液式。滿液式蒸發器-銅管內是冷凍水,銅管外是製冷劑非滿液式蒸發器（幹式蒸發器）-銅管內製冷劑,銅管外是冷凍水,蒸發器,工作原理：製冷工質流過閥門時流動截面突然收縮，流體流速加快，壓力下降，壓力下降的大小取決於流動截面收縮的比例。作用：節流降壓 調節流量 控制過熱度
41、控制蒸發液位解釋：若節流機構向蒸發器的供液量與蒸發負荷相比過大，部分液態製冷劑一起進入壓縮機，引起濕壓縮或沖缸事故。相反若供液量與蒸發器負荷相比太少，則蒸發器部分傳熱面積未能充分發揮其效能，甚至會造成蒸發壓力降低，而且使製冷系統的製冷量降低，製冷係數減小，製冷裝置能耗增大。,節流閥,熱力膨脹閥工作原理膨脹閥通過感溫包感受蒸發器出口端過熱度的變化，導致感溫系統內(感溫系統是由感溫包、毛細管、傳動膜片和傳動波紋管這幾種互相連通的零件所構成的密閉系統)充注物質產生壓力變化、並作用於傳動膜片上促使膜片形成上下位移，再通過傳動片將此力傳遞給傳動杆而推動閥針上下移動，使閥門關小或開大，起到降壓節流作用和自
42、動調節蒸發器的製冷劑供給量並保持蒸發器出口端具有一定過熱度，得以保證蒸發器傳熱面積的充分利用，以及減少液擊沖缸現象的發生。根據熱力膨脹閥結構上的不同，分為內平衡式和外平衡式兩種電子膨脹閥,節流閥,等焓加濕器：即利用水吸收空氣的顯熱進行蒸發加濕。採用等焓加濕的加濕器有：高壓噴霧加濕器、蒸發式濕膜加濕器、水氣噴霧加濕器、離心噴霧加濕器、超聲波加濕器等。等溫加濕器：即利用熱能將液態水轉化成蒸汽與空氣混合進行加濕。採用等溫加濕的加濕器有：幹蒸汽加濕器、電極加濕器、電熱加濕器、蒸汽轉蒸汽加濕器、PTC蒸汽加濕器等。,加濕器,空氣篩檢程式主要起過濾灰塵雜質，淨化機房空氣環境的作用。,篩檢程式,電加熱器主要
43、是進行除濕工況後的再熱補償，確保對機房環境的溫度和濕度的精度控制。10kW以下的小冷量機組採用PTC電加熱器，大型號機組使用的是不銹鋼繞片式電加熱器，加熱器表面熱流密度低，加熱時無異味。安全可靠，無消防隱患。,電加熱器,在製冷系統中可以受壓力繼電器、溫度繼電器發出的脈衝信號形成自動控制。在壓縮機停機時，由於慣性作用以及氟里昂的熱力性質，使氟里昂大量進入蒸發器，在壓縮機再次啟動時，濕蒸氣進入壓縮機吸入口引起濕衝程，不易啟動，嚴重的時候甚至將閥片擊破。液體管路電磁閥的設置，使這種情況得以避免。,電磁閥,視液鏡在製冷系統中處於製冷電磁閥和乾燥篩檢程式之間，顧名思意，它是用來觀察液體流動狀態的，根據氣
44、泡的多少可以作為製冷劑注入量的參考，根據視液鏡顏色可以看出系統內水份的含量。,視液鏡,乾燥篩檢程式分為開式的、閉式的。內部採用分子篩結構，能夠去除管道中的少量雜質水份等，起到淨化系統的目的。幹燥篩檢程式的故障：洩漏和堵塞。堵塞原因：乾燥劑吸收了冷凍油或水分膨脹造成的。會引起吸氣壓力降低，在篩檢程式兩端會出現溫差，如出現這種情況，需要更換篩檢程式由過濾網的堵塞造成。解決辦法是觀察乾燥篩檢程式的外表，如果發現有冷凝水則表明篩檢程式堵塞。必須更換篩檢程式或乾燥劑。,乾燥篩檢程式,控制系統,壓力感測器溫度感測器溫濕度感測器風閥執行器繼電器接觸器,控制設備,控制系統,由於外擾的作用，調節物件的調節參數發
45、生變化，經敏感元件測量並傳送給控制機構（調節器），調節器根據調節參數對給定值的偏差，指令執行機構使調節機構動作，去調節調節物件的負荷，使調節參數回到原來的給定值。在給執行機構供電的主電路上，為使調節穩定，常裝有通斷機構，以便對執行機構間斷供電。,控制系統按控制規律分為雙位、比例比例積分、比例積分微分及自我調整控制、模糊控制。比例控制：輸出與輸入信號成比例。屬於比例控制：熱力膨脹閥、冷凝壓力調節閥、水量調節閥比例積分控制：PI控制比例積分微分控制：如果蒸發器過熱溫度用電子膨脹閥為執行機構的PID控制,控制系統,開/關量：繼電器，風閥、接觸器、電磁閥、溫度開關Digital Input 壓力開關溫
46、度開關Digital Output繼電器接觸器電磁閥,控制系統,模糊量：模糊輸入壓力溫度模糊輸出風機轉速濕度,實際製冷迴圈,關鍵點,製冷系統,控制系統,潔淨度,密封性,系統阻力,關鍵部件效率,部件可靠性,安裝位置,控制線路,邏輯程式,製冷空調設備在生產中的關鍵點,空調系統,空調系統的原理,空調系統的設計,空調系統的安裝與調試,空調系統的自控,空調系統的原理,空調系統的原理演示軟體,水系統：分為冷凍水系統（輸送冷量）、熱水系統（輸送熱量）、冷卻水系統（排除冷水機組的冷凝熱量）按冷凍水是否與空氣接觸分為開式和閉式系統按系統的迴圈水流量分為定流量和變流量系統，當負荷變化時可通過改變風量或調節表冷器或
47、風機盤管的旁通水流量進行調節；變流量的方法是通過雙級泵或者旁通調節。按水系統的迴圈水泵設置情況分為單級泵和雙級泵水系統,空調系統的設計,水系統的承壓：水系統水靜壓力，水系統承受的最大壓力，通常在水泵出口系統停止運行時，最高壓力等於系統的靜水壓力：p=gh系統正常運行時，出口壓力等於靜水壓力和水泵靜壓之和，p=gh+p1-p2，p2=v2/2 p1-水泵全壓 p2-水泵出口處動壓，h-膨脹水箱液面至水泵中心的垂直距離，主要設備的承壓能力閥門、管道的壓力,空調系統的設計,迴圈水泵：不是將水提升到高處而是使水在系統內周而復始地迴圈，克服環路的阻力損失。循環水泵的揚程是水從熱源或冷源經管路送到末端設備
48、再回到熱源或冷源一個閉合環路的阻力損失。迴圈水泵一般設在回水幹管上，有效防止系統汽化、回水溫度低、泵的工作條件好。選擇：應考慮備用和調節，一般比冷水機組多一台水泵的流量一般比設計的流量增加10%的富裕量水泵的揚程多於水在給經流量下在閉合環路內迴圈一周所要克服的阻力損失的20%的富裕量,空調系統的設計,空調水系統設計應堅持的設計原則是：力求水力平衡；防止大流量小溫差；水輸送係數要符合規範要求；變流量系統宜採用變頻調節；要處理好水系統的膨脹與排氣；要解決好水處理與水過濾；要注意管網的保冷與保暖效果。,空調系統的設計,空調系統的設計,已知彎頭、止回閥、閘閥等管件等的總局部阻力1.61*104Pa設備
49、總阻力損失包括冷凝器阻力損失和水處理器阻力損失,為P=4.9*104+2.0*104=6.9*104Pa已知冷卻塔噴霧所需壓力p0=4.9104Pa冷卻水提升高度為2.5m,所需的提升壓力為ph=2.5m9807N/m3=2.45104Pa(=1000kg/m3)故冷卻水泵的揚程為 P=16.76104Pa=17.1m水柱選用水泵,流量和揚程皆考慮10%的餘量，選用水泵的參數為流量1.1102.3m3/h=112.5m3/h,揚程1.117.1m=18.81mH2O.,空調系統的設計,空調系統的設計,風系統,空調房間氣流組織是否合理，不僅直接影響房間的空調效果，而且也影響空調系統的能耗量。氣流
50、組織設計的任務是合理地組織室內空氣的流動，使室內工作區空氣的溫度，濕度、風速、雜訊，甚至潔淨度能更好地滿足生產工藝及人們的舒適感要求。影響氣流組織的因素很多，如送風方式、送風口位置及型式、回風口位置、房間幾何形狀及室內的各種擾動等。,空調系統的設計,空調系統的設計,上送風,地板送風,空調系統的設計,空調系統的設計,置換送風,空調系統的設計,冷熱通道送風,冷媒系統的設計制冷管路的設計需要綜合考慮以下的因素：最大的製冷量、最低的成本、正常的回油、最小的功率消耗、最小的製冷劑充注量、低雜訊、正確的製冷劑流量控制以及系統製冷量能夠從0到100%變化而且不會引起任何潤滑方面的故障 影響管路設計最主要的兩
