《空调基础知识》PPT课件.ppt

空调基础知识,空调基础知识,基本内容,一、空调常用术语二、制冷基本原理 三、制冷空调的基本原理四、空调的发展 五、空调机组类型六、空调系统分类七、家用空调八、中央空调九、附录,一、空调常用术语,1 空调 2 空调匹数 3 冷量单位 4 性能系数与能效比5 变频6 新风量7 噪音,空调：空气调节的简称，是对空气的温度，湿度纯净度，气流速度等进行处理来满足人们生产、生活的需要。空调器：通过空气调节来满足人们生产、生活需要的设备，简称为“空调”。,空调,空调匹数,匹数原指输入功率，包括压机、风扇电机及电控部分，因不同的品牌其具体的系统及电控设计差异，其输出的制冷量不同，故其制冷量以输出功率计算。一般来说，1匹的制冷量大致力2000大卡，换算成国际单位应乘以1.163，故1匹之制冷量应为2000大卡1.1632324（），这里的 W（瓦)即表示制冷量，则1.5匹的应为2000大卡x1.5x1.1633486（w），以此类推，根据此情况，则大致能判定空调的匹数和制冷量。一般情况下，2200W一2800W都可称为1匹，3200W一3800W可称为1.5匹，4000(w)-5200（w）可称为2匹，6500(w)-7500（w）可称为3匹，12000(w)-14000（w）可称为5匹。,冷量单位,1瓦0.86大卡 1匹735W 1冷吨（美式）3576瓦1英热单位/时(Btu/h)=0.293071瓦(W),空调性能系数与能效比,国家标准规定名义制冷量的测试条件为：室内干球温度为27度，湿球温度为19.5度；室外干球温度为35度，湿球温度为24度。国家标准规定名义制热量的测试条件为：室内干球温度为20度，湿球温度为15度；室外干球温度为7度，湿球温度为6度。国家还规定，允许空调器的实际制冷/热量可比名义值低8%。,空调器的性能系数（EER）：它是指空调器制冷运行时，制冷量与所消耗总功率之比，其单位为W/W，即：ERR=实际制冷量/实际消耗总功率（W/W）=铭牌制冷量/铭牌输入功率（W/W）性能系数的物理意义就是每消耗1W电能所能产生的冷量数，所以性能系数高的空调器，产生同等冷量耗电量就越少。,空调器的能效比（COP）：它是指空调器制热运行时，制热量与所消耗总功率之比，其单位为W/W，即：COP=实际制热量/实际消耗总功率（W/W）=铭牌制热量/铭牌输入功率（W/W）能效比的物理意义就是每消耗1W电能所能产生的热量数，所以能效比高的空调器，产生同等热量就比较省电。,空调季节性能系数SEER,SEER的中文名称是季节能效比，现在越来越多的变频机使用季节能效比来作为标称指标。季节能效比(SEER)的计算方法是将每年变频机所有的制冷量去除以它所消耗的所有功率。怎么来算一年的制冷量和耗费的功率呢?每个国家的季节能效比算的数值是不一样的，因为每个国家的气候不同，这时每个国家的认证机构的所谓专家就规定一个空调使用时间的一个表，基本是说我们一年每个月大概用多长时间的空调。然后根据这个来算季节能效比。目前基本是这样算，一个额定制冷量和额定功率，一个中间制冷量(额定制冷量的一半)和中间制冷功率，根据这4个实测值与标称额定制冷量和额定功率来算出季节能效比。最后得到的数值一般比中间制冷能效比高一点点。因为中间制冷时属于低频运行，因此能效比都比较高，因此季节能效比我们经常能看到5.0，6.0，甚至7.0，这都很正常。,不要拿SEER的数值去和EER值比较，毕竟测定方法完全不一样，没有可比性。中国目前并没有关于SEER季节能效比测定的标准，所以不同厂家所依据的测试数据很可能不一样，所测得的数据之间也可能不具备可比性。所以目前在购买变频空调时，如果是同品牌各个不同型号产品之间的比较则可以以SEER为依据，但若是涉及到不同品牌之间产品的比较，能效比EER仍是一个更为可靠的辨别标准。另：HSPF为制热季节能效比，其测定方法与制冷季节能效比基本相同。,几个注意点,变频空调,变频空调就是压缩机运行转速可以调节的空调机。运转速度快时，制冷、制热量大；运转速度慢时，制冷制热量小。变频机分为直流变速和交流变频两种，其中交流变频空调的压缩机电机和风机电机均采用交流电机。直流变速空调又分为1D和3D两种，1D直流变速空调仅压缩机采用直流无刷电机，风扇采用交流电机，而3D直流变速空调的压缩机电机与风机电机均采用直流电机，目前大部分厂家所宣传的全直流变速空调即为3D直流变速空调。,直流变速与交流变频空调的区别,直流变速空调与交流变频空调，他们的区别在于使用何种压缩机(交流变频压缩机还是直流变速压缩机)以及因压缩机的不同而带来控制器的变化。交流变频压缩机本质上仍是三相交流异步电动机，通过定、转子之间磁场的相互作用使转子旋转。但其特别的设计使得可以在较大范围内通过改变电源的频率和电压来改变电机的转速，因此称之为交流变频。交流变频压缩机转子采用了交流感应电机转子结构，其工作原理为：定子产生旋转磁场，转子在定子旋转磁场作用下感应电流产生感应磁场，经定子磁场与转子磁场相互作用使转子旋转。交流变频压缩机旋转的基础是定子与转子的电磁感应，使压缩机旋转的同时也带来了电磁感应噪音与转子损耗等负面作用。直流变速压缩机转子采用稀土永磁材料制作而成，其工作原理为：定子产生旋转磁场与转子永磁磁场直接作用，实现压缩机运转。可以通过改变送给电机的直流电压来改变电机的转速，直流变速压缩机不存在定子旋转磁场对转子的电磁感应作用，克服了交流变频压缩机的电磁噪音与转子损耗，具有比交流变频压缩机效率高与噪音低特点，直流变速压缩机效率比交流变频压缩机高10%-30%，噪音低5分贝-10分贝。因此，直流变速空调的成本要高于交流变频空调。,新风量,对空调房间送入必需的新风量，是保证工作人员身体健康的重要措施。根据调查，有些空调房间由于新风量不足，工作人员的患病率显著增加。为了节约冷量和热量，除了由于室内产生有害气体，室内空气不能循环使用以外，凡是允许采用回风循环使用的空调系统，应尽量利用回风。,民用建筑属于舒适性空调，宜按下表选取新风量,工艺性生产厂房的空调新风量,应按每人每小时不小于30 m3/hp洁净厂房不小于40 m3/hp来确定。,噪音,空调噪声包括风机、压缩机运转噪声、电机轴承噪声和电磁噪声。其中以风机、压缩机运转噪声为主。根据国家关于空调噪音的测试规定，空调噪音的国家标准值是以压缩机启动运行过程中的最高声音值为准。,二、制冷基本原理,制冷：使自然界的某物体或某空间达到低于周围环境温度，并使之维持这个温度。实现制冷可以通过两个途径：一是利用天然冷源，而是利用人造冷源。人类采用人造冷源，也称为人工制冷，19世纪中叶，世界上第一台机械制冷装置问世。根据物理过程的不同，人工制冷的方法有：液体汽化法，热电法，固体绝热去磁法等。,制冷技术分类,根据制冷温度的不同大体划分为：普通制冷：高于-120 深度制冷：-120至20K（-253）低温和超低温制冷：20K（-253）以下,制冷方法,蒸气压缩式制冷 蒸气吸收式制冷 蒸气喷射式制冷 吸附式制冷 空气膨胀制冷 涡流管制冷,各种制冷方法大体上可分为类：输入功率制冷：如蒸气压缩式制冷、热电制冷。输入热量制冷：如吸收式制冷、蒸气喷射式制冷、吸附式制冷。,三、制冷空调的基本原理,液体蒸发时，从周围夺取热，周围变冷；与此相反，气体液化时，将热散发给周围，周围变热。这便是空调制冷及暖气的原理。空气调节是按人们的要求，把室内或某个场所的空气调节到所需的状态。调节的内容包括温度、湿度、气流，以及除尘和污染空气的排除等等。,空气调节制冷,空气调节用制冷技术属于普通制冷范围，主要采用液体气化制冷法，包括蒸气压缩式制冷，吸收式制冷以及蒸汽喷射式制冷。空气调节常用制冷方式为蒸气压缩式制冷。,蒸气压缩式制冷原理,压缩机从室内侧交换器吸入低温低压的氟锂昂蒸气，经压缩机压缩成高温高压的气体进入室外热交换器中冷凝成液体放出热量，再经毛细管后氟锂昂的压力温度降低并进入室内热交换器中蒸发成气体；吸收室内空气的热量，然后通过吸气管进入压缩机完成一个制冷循环，周而复始达到制冷的目的。,四、空调的发展,空调器的发展过程大致分为五个阶段:摇篮期（40年代中期开始）品种扩大期（50年代中期-70年代初期）电子进展期（70年代初期-80年代初期）高度电子成熟期（80年代初期-80年代中后期）AI（人工智能）进展期（80年代中后期以后）,在其发展过程中，变频技术和现代控制理论在房间空调器上的应用，具有划时代的意义，它不仅为创造舒适环境、实现空调器的高效节能运行提供了技术保证。我国房间空调起步较晚，已经历了从进口散件组装、设计生产窗式空调器到设计生产分体空调器、柜机三个阶段。,五、空调机组类型,整体式：所有部件均组合成为一个整体。分体式：机组部件分成几个部分：最常见式分成室内部分和室外部分。,（一）按结构形式分类,（二）按机组供热方式分类,普通式：冬季采用电热或蒸气加热。热泵式：冬季制冷剂仍工作，但要借助于四通阀使制冷剂逆向循环，把原蒸发器作为冷凝器来加热送风空气，把原冷凝器变做蒸发器从水或室外空气中取热量。,（三）按机组外形分类,根据整体式外形或分体式机组室内部分可以分为：窗式，柜式，落地式，悬吊式，壁挂式，吊顶式，嵌入式，管道式,（四）按机组用途分类,按机组的用途或功能可以分为：冷风机组、恒温恒湿机组、低温机组、新风机组；净化机组，计算机房专用机组，汽车空调机组，可移动式机组；家用空调器，商用空调器。,净化机组,洁净空调用于：洁净室，洁净厂房；医院洁净手术室、化验室、制剂室；“非典”安全隔离病房；制药车间等。,六、空调系统分类,（一）按制冷量大小对各空调系统的区分,（二）按制冷系统所用的能源方式,电制冷系统：以电作为能源，该系统通常使用氟锂昂为冷媒燃气系统：以天然气液化气等为能源，该系统主要以溴化锂为冷媒,（三）根据冷凝器冷却方式进行分类,按传热介质可分为：风冷系统 水冷系统 各自又可以分为2种工作系统：“集中（或冷水机）系统”“直接蒸发系统”。,产品分类,风冷型,（四）按空气处理设备的设置情况分,1 集中式系统 按风量是否变化分为：定风量系统和变风量系统。按送入每个房间的送风管的数目分：单风管系统和双风管系统。,2 分散式系统 将整体组装的空调器直接放在空调房间内或附近，每个机组只供一个或几个小房间。3 半集中式系统 集中处理部分或全部新风，然后送入各房间，在各房间再进行处理的系统。,（五）按处理空调负荷的输送介质分,1 全空气系统 定风量或变风量的单风管或双风管集中式系统，全空气诱导系统等。2 空气水系统 再热系统，带盘管的诱导系统，风机盘管机组和风道并用的系统等。3 全水系统 风机盘管系统，辐射板系统。4 直接蒸发机组系统,（六）按送风管风速分,1 低速系统 一般指主风管风速低于15m/S。2 高速系统 一般指主风管风速高于15m/s。,七、家用空调,常见的两种形式的家用空调机：窗式分体式（柜式）空调 它们有不同的优缺点。,八、中央空调,中央空调是指集中处理空调负荷的系统型式，其冷/热量是通过一定的介质输送到空调房间里去的。,根据应用场合的不同，可将中央空调分为1）家用中央空调（单元房、别墅等）2）商用中央空调（办公楼、餐馆、娱乐场所等）,（一）按应用场合分类,家用中央空调,家用中央空调（户式中央空调）主要是指制冷量在550kW左右(适用于居住面积80300m2使用)的空调系统而言。它与传统的家用空调器相比，具有节能、舒适、容量调节方便、噪声低、振动小，不破坏建筑外观、安装方便、使用灵活、计量简单容易等特点。,（二）根据冷负荷输送介质进行分类,中央空调冷热负荷向空调房间输送的介质主要有三种：空气、水及制冷剂。根据输送介质的不同，可将家用中央空调分为:风管系统 冷热水系统 制冷剂系统,A 风管系统,风管系统是以空气为输送介质，它利用主机集中产生的冷热量，将室内的回风（或回风与新风的混合）集中进行空气处理，如冷却、加热、加湿、去湿、净化等，再送入室内。根据室内机组和室外机组的布置，家用中央空调的风管系统可分为两类：分体式分管系统 整体式风管系统,风管系统原理图,B 冷热水系统,输送介质通常为水(乙二醇溶液)，空调容量范围在740kW。通过室外主机产生出空调冷热水，由管路系统输送到室内的各末端装置，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，但分散处理各房间负荷的空调系统型式。,冷热水系统原理图,C 制冷剂系统,多联变频变制冷剂流量热泵空调(VRF)空调系统，是一种制冷剂式空调系统，它以制冷剂为输送介质，属空气空气热泵。该系统由制冷剂管路连接的室外机和室内机组成，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循环量和进入室内各个换热器的制冷剂流量，可以适时地满足室内热负荷要求。,变频空调器制冷循环原理图,（三）按空调主机的驱动能源分类,电力驱动的家用中央空调系统，目前我国使用的家用中央空调几乎均由电力驱动的蒸气压缩式制冷系统。燃气驱动的家用中央空调系统。,（四）按热泵冷热源形式分类,按冷热源的形式可分为三种类型：空气源；水源（地表水，地下水和城市自来水)；地源（土壤）。,地、水源冷却的空调制冷系统原理图,（五）按制冷压缩机的转速分类,按压缩机的转速可分为三种类型：变转速机（变频）；定转速机（定频）；定转速与变转速组合式机组。,（六）按制冷系统中节流方式分类,毛细管节流机组；热力膨胀阀节流机组；电子膨胀阀节流机组。,（七）按压缩机的数量分类,单机头多机头 多机头系统的制冷系统又有单回路和多回路两种型式。,（八）按机组的功能分,分为单冷和冷热式两大类 冷热式依据供热的方式有热泵制热、电加热、燃气加热等型式。,（九）按机组新风方式分类,按机组新风方式分类可分为无新风和有新风两大类。无新风方式的家用中央空调，靠门窗渗透换气。,（十）按蓄能形式分类,家用中央空调也可采用蓄冷的形式。根据机组的蓄冷形式分为：冰蓄冷 水蓄冷 优态盐(高温相变材料)蓄冷 其中冰蓄冷的形式将会得到很大的发展。,九、附录,蒸气喷射式制冷循环示意图,