空调基础及原理.ppt

1空调基础知识2课程目的课程目的:完成后，课程将帮助你：1.了解空调的概念2.熟悉空调系统的基本原理3.掌握空调系统的分类4.了解并掌握常用术语和数据31)空调的概念所谓空调就是空气调节；它被定义为 “处理空气的温度、湿度，最终达到有要求的空间的必要条件。温度温度湿度湿度洁净度洁净度气流分布气流分布有空调要求的空间1.1.空调的概念及基本术语空调的概念及基本术语4 2)2)空调的四要素 温度、湿度、洁净度及气流分布就是空调的四要素，对四要素进行调节就能够控制室内环境以达到舒适的要求。1)1)对室内空气进行对室内空气进行冷却，也可进行加热冷却，也可进行加热2)2)对空气进行除湿或增湿对空气进行除湿或增湿3)3)除去空气中的砂土和除去空气中的砂土和尘埃，使空气变得清洁。尘埃，使空气变得清洁。4)4)循环的空气吹遍房间循环的空气吹遍房间各个角度各个角度5一般目的制冷与制热工业目的温湿度调节 根据用途与目的的不同，将室内的空气条件控制到人体舒适的状态或生产所需要的状态 3)3)空调的目的舒适空气调节 人体的保健及环境的舒适工业空气调节 人以外的动物及物品的保存、管理等空气调节 就湿度而言，最感舒适的相对湿度为50%55%。冬天，室内温度根据人的活动情况，分为以下几类：活动状态例室内温度DB平静的活动轻体力活动重体力活动办公室、剧院、住宅、食堂等工厂（轻作业）学校、商店等工厂（重作业）舞厅等 2222202018186-显热和潜热显热和潜热-干球温度和湿球温度干球温度和湿球温度-etc.etc.4)空调的基本术语 7是与物质分子振动有关系的能量的一种形式热4.1)显热和潜热 8显热由于温度的变化而引起的热量变化;起改变物体温度的作用，由普通温度计测得的温度称之为显热。潜热温度没有变化但是热量变化;物体在状态改变时吸收或放出的热量称之为状态变化的潜热。9液体变成气体时吸收大量的热量,气体变成液体则放出大量的潜热,制冷剂就是利用这一原理实现热量的转移。空调机中,制冷剂自液体变为气体时,从室内空气中吸收了蒸发热,使室内空气得到冷却;气体变成液体,将其冷凝热放至室外的空气或水中。10衡量物体发热的剧烈程度或者冷热水平的物理量。温度温度4.2)干球温度与湿球温度 11干球温度湿球温度普通的温度计上显示的温度.给定环境湿度条件下显示的温度。相对湿度是一种度量湿空气中水蒸汽含量的间接指标，定义为湿空气的水蒸汽压力与同温度下饱和湿空气的水蒸汽压力之比。12相对湿度高相对湿度高相对湿度=高潜热高潜热35C,R.H.80%35C,R.H.80%例例 2 2例2需要更高的制冷能力35C,R.H.40%35C,R.H.40%例例 1 1134.3)空调的性能参数（1 1）额定制冷量额定制冷量-在额定工况下的制冷量，在额定工况下的制冷量，WW；（2 2）额定制热量额定制热量-冷热型在额定工况下的制热量，冷热型在额定工况下的制热量，WW；（3 3）室内送风量室内送风量-即室内循环风量，即室内循环风量，mm3 3/h;/h;（4 4）输入功率，输入功率，WW；（5 5）额定电流额定电流-额定工况下的总电流，额定工况下的总电流，A A；（6 6）风机功率风机功率-电动机许用功率，电动机许用功率，WW；（7 7）噪声噪声-在额定工况下的运转噪音，在额定工况下的运转噪音，dBdB；（8 8）制冷剂分类及充填量制冷剂分类及充填量-例如例如R22R22，kg;kg;（9 9）使用电源使用电源-单相单相220220V V，50HZ50HZ，或三相或三相380380V V，50HZ50HZ；（1010）外形尺寸外形尺寸长长 X X 宽宽 X X 高，高，mm;mm;141）什么导致了房间的热负荷呢?房间热负荷定义为“在某一时刻为保持房间恒定温度，需向房间供应的热量称为热负荷。单位：kw;kcal/h等总的热负荷总的热负荷=+.1)1)日照热日照热2)2)照明热照明热3)3)机器机器/设备热设备热4)4)人体发热人体发热 etc.etc.2.2.空调系统的基本原理空调系统的基本原理151.1）什么是负荷计算？所谓负荷计算是指对需要制冷（制热）的房间进行降（升）温处理，而对各种影响因素进行求解后得到的结果。夏天制冷夏天制冷-制冷负荷制冷负荷冬天制热冬天制热-制热负荷制热负荷16影响室内负荷的影响室内负荷的因素因素房间的负荷大小房间的负荷大小选择合适的空调选择合适的空调1.2)大金热力估算软件17制冷循环的基本原理示意图与内部的热传递与外界的热传递室内室内室外室外heatheatheatheatheatheatheatheatheatheatheatheatheat2）制冷剂181)空气2)水3)氨4)氟利昂.etc.所谓制冷剂是指将空调机内低温部的热量传递到高温部且较易蒸发的液体。氨、水、氟利昂等很多的物质可以作为热传递的媒介。For example2.1）制冷剂heat冷媒冷媒191)经济的经济的2)无害的无害的3)无爆炸性无爆炸性4)无腐蚀性无腐蚀性5)非易燃品非易燃品6)稳定稳定7)高汽化潜热高汽化潜热8)容易蒸发和压缩容易蒸发和压缩在我们选择最合适的热传递的媒介时，以下的因素是我们需要考虑的对象。2.2）选择制冷剂的因素20氟利昂氟利昂还是最通常氟利昂还是最通常用来作为热传递的用来作为热传递的媒介。媒介。它们包括它们包括:R22R134aR407CR410A.etc.Freon2.3）新制冷剂的特点冷凝压力 Kpa系统COP成分处理的难易程度R221943100单一冷媒最容易R407C2112973种混合32/125/134a困难R410A30161012种混合32/125容易213）空调的主要部件a)盛夏洒水，房间变得凉快 水蒸发时夺走了周围空气中的热量，使空气得到冷却的缘故b)浸了酒精的棉花擦在手腕上会感到凉快 酒精蒸发会带走手腕上的热量 空调器是怎么使物品变冷的呢？不只是水和酒精，所有的液体变成气体都需要蒸发潜热。象氨、氟里昂这类易蒸发的液体，利用蒸发潜热可使物品得到冷却。22对一个开放的系统连续的输入冷媒，是耗能但无效率的。.因此我们需要一个闭式系统因此我们需要一个闭式系统Refrigerant 22气流气流23 压缩机冷凝器节流装置蒸发器空调器的运转是以制冷循环为基础的，而制冷循环主要由以下几个部分构成：节流装置节流装置压缩机压缩机冷凝器冷凝器蒸发器蒸发器24心脏在人体中起什么作用呢心脏在人体中起什么作用呢?提供能量、维持血液在身体里的循环。提供能量、维持血液在身体里的循环。3.1)压缩机25空调器中的压缩机也起着这样的作用，它维持冷媒的循环。26冷凝器的作用是将压缩机排出的制冷剂由气态变为液态,从而释放热量.3.2)冷凝器27蒸发器蒸发器 (风机盘管风机盘管)3.3)蒸发器蒸发器的功能就是通过制冷剂的蒸发来冷却周围介质.28膨胀阀在系统中起着调节冷媒流量和促进冷媒的状态改变的作用（液态到气态）。3.4)节流装置294)空调系统的基本原理 一般我们所使用的空调系统中,将液态制冷剂(如氟里昂等)通过膨胀阀,即一种节流阀,驱使压力急剧降低,在比周围介质低的温度下蒸发,从而吸收周围介质中的热量,使介质得到冷却.变成气体的制冷剂,再用压缩机压缩,伴随压力的增高,温度上升.此时,用常温的空气和水对其进行冷却,使气体制冷剂中的热量被空气或水夺取,复又变成液体.低温低温55低压低压5Kg5Kg气体气体高温高温7070高压高压18Kg18Kg气体气体高温高温4545高压高压18Kg18Kg液体液体低温低温55低压低压5Kg5Kg液体液体30制冷循环315)热泵式的空调系统压缩机冷凝器蒸发器节流装置室内侧制冷时节流装置蒸发器冷凝器压缩机室内侧制热时四通换向阀32空调器分体式整装式热转移散热系统整装式3.3.空调系统的分类一空调系统的分类一单回路多回路一拖一多联机VRV空冷式水冷式冷水系统直接膨胀式(冷媒)空冷式分体式整装式水冷式33直接膨胀式 这种方法就是热交换发生在所需的特定条件的空气和冷媒之间（R22）。空调空间空调空间heat气流气流制冷循环示意图heatheatheatheatheatheatheatheatheat冷凝器冷凝器压缩机压缩机蒸发器蒸发器heatheatheat节流装置节流装置34冷水系统 这种方法是热交换发生在所需的特定条件的空气和水之间。水冷却设备水冷却设备heatheatheatheatheatheatheatheatheatheat气流气流冷媒循环冷媒循环室外冷却水回路冷却水回路heatheatheat空调空间空调空间heat制冷循环示意图冷凝器冷凝器压缩机压缩机 蒸发器蒸发器heatheatheat节流装置节流装置35空调空间空调空间散热散热冷媒循环冷媒循环气流气流heatheatheatheatheatheatheatheatheatheatheatheatheat冷凝器冷凝器压缩机压缩机节流装置节流装置蒸发器蒸发器直接膨胀式（空冷）冷凝器侧的热交换发生在所需的特定条件的空气和冷媒之间（R22）。36压缩机压缩机冷凝器冷凝器蒸发器冷媒冷媒节流装置节流装置直接膨胀式（空冷）冷凝器侧的热交换发生在所需的特定条件的空气和冷媒之间（R22）。37EvaporatorCompressorTXV/EXVCondenserSuction Line(Gas)Liquid LineCU(Condensing Units)FCU(Fan Coil Units)蒸发器蒸发器压缩机压缩机节流装置节流装置冷凝器冷凝器吸入管吸入管(气态气态)液态管液态管空冷分体式（一拖一）38FCU 2FCU 1Liquid Line压缩机压缩机冷凝器冷凝器节流装置节流装置FCU 2FCU 1吸入管吸入管(气态气态)CU(冷凝装置冷凝装置)空冷分体式（多联机）39Air Cooled Packaged Unit1)空冷屋顶机 2)窗式机CompressorCondenserEvaporatorEXVCompressorCondenserEvaporatorEXV空冷整装式40OutdoorWaterCompressorEXVEvaporatorFCUCooling TowerAirOutdoor水水压缩机压缩机冷凝器冷凝器节流装置节流装置蒸发器蒸发器FCU冷却塔冷却塔Air水冷水冷 C.U.水冷分体式系统41在这个系统中，在冷凝器中热量由冷媒传递给水，然后在冷却塔中热量由水转移给室外空气。CompressorCondenserEvaporatorEXVOutdoorCooling TowerWaterAir压缩机压缩机冷凝器冷凝器蒸发器蒸发器节流装置节流装置室外室外冷却塔冷却塔水水Air水冷整装式系统42To FCU/AHU压缩机压缩机蒸发器EXV冷却水循环冷却水循环热转移热转移风冷整装式冷水机43空气调节空间空气调节空间AHU冷水机冷水机空气循环空气循环冷凝水循环冷凝水循环冷取水冷取水循环循环冷却塔冷却塔水冷整装式冷水机444 4.空调系统的分类二空调系统的分类二中央系统中央系统全空气系统全空气系统水水-空气系统空气系统全水系统全水系统冷水机冷水机+空气处理机空气处理机+风管风管冷水机冷水机+空气处理机空气处理机+VAV+VAV每层空气处理机每层空气处理机+风管风管冷水机冷水机+双管道风机盘管双管道风机盘管冷水机冷水机+三管道风机盘管三管道风机盘管冷水机冷水机+四管道风机盘管四管道风机盘管独立系统独立系统全冷媒系统全冷媒系统整装式空调系统整装式空调系统多联式空调系统多联式空调系统(VRV)(VRV)45中央空调中央空调风管系统风管系统风机盘管水系统风机盘管水系统多联式冷媒系统多联式冷媒系统构成构成室外侧：制冷机与室室外侧：制冷机与室外侧盘管为一整机。外侧盘管为一整机。室内侧：冷媒盘管与室内侧：冷媒盘管与风机。风机。室外侧：热泵机组室内室外侧：热泵机组室内侧：各个房间设有风机侧：各个房间设有风机盘管，机组室内分布系盘管，机组室内分布系统为水管统为水管 。室外侧：室外机室外侧：室外机室内侧：各种类型的室室内侧：各种类型的室内机，室内外依靠冷媒内机，室内外依靠冷媒管路连接。管路连接。优点优点初投资较小初投资较小风口设置灵活风口设置灵活可提供新风可提供新风单独控制单独控制调节灵活调节灵活,节能性好节能性好局部吊顶局部吊顶,空间影响小空间影响小单独控制单独控制自动化程度高自动化程度高可引入部分新风可引入部分新风缺点缺点层高要求高层高要求高噪音大噪音大/费电费电难以单独调节难以单独调节水系统水系统,安装运行不慎安装运行不慎,存在隐患存在隐患一般难以引入新风一般难以引入新风价格较贵价格较贵管路安装要求高管路安装要求高代表产品代表产品特灵特灵 约克约克 麦克维尔麦克维尔 开利开利 天加天加 美国瑞姆美国瑞姆等等特灵特灵 约克约克 麦克维尔麦克维尔 清华同方清华同方 浙江盾安浙江盾安 上海豪申等上海豪申等日本大金日本大金 松下松下 三菱三菱 日立日立 海尔海尔 美的美的系统综合比较461)术语EER/COP4 4.常用术语和数值常用术语和数值1.EER(Energy Efficiency Ratio)1.EER(Energy Efficiency Ratio)能耗系数：能耗系数：制冷量和制冷循环时的输入功率制冷量和制冷循环时的输入功率(Power Input)(Power Input)的比值的比值2.COP(Coefficient of Performance)2.COP(Coefficient of Performance)能耗比：能耗比：制冷量和压缩机输入功率的比值制冷量和压缩机输入功率的比值均用于衡量空调系统的节能效果，均用于衡量空调系统的节能效果，EER/COPEER/COP越高，则代表系统的越高，则代表系统的节能效果越出色节能效果越出色47HP（匹）功率单位，功率单位，1HP=735W1HP=735W；空调行业中多用于指代在空调行业中多用于指代在1HP1HP输入功率下系统输出的冷量输入功率下系统输出的冷量/热量。热量。由于不同厂家、不同的空调机组性能不同，故每由于不同厂家、不同的空调机组性能不同，故每HPHP所指代的制冷量是所指代的制冷量是不同的不同的(在相同的工况下在相同的工况下)kcal/h（大卡）功的单位，功的单位，1 kcal/h=1.163W1 kcal/h=1.163W；工程中常用的热量单位，现已逐渐为国际单位工程中常用的热量单位，现已逐渐为国际单位WW所取代。所取代。482)常用数值上海地区气象参数上海地区气象参数夏季空调干球温度夏季空调干球温度 34 34 夏季空调湿球温度夏季空调湿球温度 28.328.3冬季空调干球温度冬季空调干球温度 -4-4 冬季相对湿度冬季相对湿度 73%73%民用建筑的舒适性空气调节设计参数民用建筑的舒适性空气调节设计参数 夏季夏季 冬季冬季温温 度度 24 24 28 1828 182020相相 对对 湿湿 度度 40%40%65%40%65%40%60%60%49人员密度人员密度各类建筑物室内人员估算值各类建筑物室内人员估算值房间名称房间名称室内人数（人室内人数（人/m/m2 2）旅馆客房旅馆客房0.10.150.10.15商店营业厅（首层）商店营业厅（首层）1.01.21.01.2商店营业厅（其它层）商店营业厅（其它层）0.50.80.50.8精品商场精品商场0.30.3餐厅、宴会厅餐厅、宴会厅0.51.00.51.0一般办公室一般办公室0.10.230.10.23会议室会议室0.40.50.40.5室内的人员会有一定的散热与散湿量，不同类型的人群散热散湿量也有所不室内的人员会有一定的散热与散湿量，不同类型的人群散热散湿量也有所不同，因此确定室内人员数量有助于选择合适的空调容量同，因此确定室内人员数量有助于选择合适的空调容量50常用照明设备估算表常用照明设备估算表房间名称房间名称照明负荷照明负荷（W/mW/m2 2）旅馆客房旅馆客房16201620商店营业厅（首层）商店营业厅（首层）35453545商店营业厅（其它层）商店营业厅（其它层）35453545精品商场精品商场34453445餐厅、宴会厅餐厅、宴会厅12201220一般办公室一般办公室18231823会议室会议室18231823照明及发热设备的负荷照明及发热设备的负荷51建筑物类型及房间名称建筑物类型及房间名称冷负荷冷负荷W/mW/m2 2）建议值（建议值（W/mW/m2 2）餐馆餐馆200200350350300300西餐厅西餐厅160160200200200200中餐厅中餐厅180180350350350350酒吧、咖啡厅酒吧、咖啡厅100100180180250250商店、小卖部商店、小卖部100100160160180180理发、美容理发、美容120120180180200200健身房、保龄球健身房、保龄球100100200200200200舞厅（交谊舞）舞厅（交谊舞）200200350350250250舞厅（迪斯科）舞厅（迪斯科）250250350350300300展览厅、陈列室展览厅、陈列室130130200200200200冷负荷估算指标冷负荷估算指标根据房间的具体朝向略作修正更为妥当52根据房间根据房间朝向不同朝向不同对建筑物对建筑物的冷热影的冷热影响也不同响也不同房间的朝向房间的朝向感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！