目录：一、培训背景及目的

二、制冷与空调原理

三、制冷、空调设备与系统

一、培训目的：

通过一系列的技术培训，希望非技术人员掌握基础的制冷空调专业知识增加对暖通、制冷行业的熟悉程度熟悉制冷、空调产品

二、制冷空调基础知识

（相关知识点制冷原理空调原理）

1、能量守恒定律(lawofconservationofenergy)：

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。能量守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。

2、热力学第一定律（firstlawofthermodynamics）

热能可以从一个物体传递给另一个物体，也可以与机械能或其他能量相互转换，在传递和转换过程中，能量的总值不变。

第一类永动机是不可能造成的。这是许多人幻想制造的能不断地作功而无需任何燃料和动力的机器，是能够无中生有、源源不断提供能量的机器。显然，第一类永动机违背能量守恒定律。

3、热力学第二定律（secondlawofthermodynamics）热量不可能自发地、不付代价地从低温物体传到高温物体。

不可能从单一热源取热，把它全部变为功而不产生其他任何影响

地球表面有10亿立方千米的海水，以海水作单一热源，若把海水的温度哪怕只降低O.25度，放出热量，将能变成一千万亿度的电能足够全世界使用一千年。但只用海洋作为单一热源的热机是违反上述第二种讲法的，因此要想制造出热效率为百分之百的热机是绝对不可能的。

4、热力学第三定律（thirdlawofthermodynamics）

当一个系统趋近于绝对温度零度时(即摄氏-.15度)，系统的熵变化率乃零。

简单而言，在任何能量在由一种形式转为另一种形式过程中，都总会有一部分能量会失去，并非%原原本本地转化。而量度能量转化过程中失去的能量有多少，一般都是以熵值显示。由于能量在形式转换过程中必有能量损耗，所以在这个过程中，熵总是会增加。换句话说，绝对零度永远不可能达到。

5、物态：日常所知的固态、液态和气态就是三种“物态”。随着科学的发展，在大自然中又发现了多种“物态”。人类迄今知道的“物态”已达10余种，如：液晶态、等离子态、超导态、超固态等。

物质由一种状态变为另一种状态的过程称为物态变化（changeofstate)

熔化：固态→液态 　　凝固：液态→固态 　　汽化：液态→气态　液化：气态→液态 　　升华：固态→气态 　　凝华：气态→固态【放热

6、能量：是物理学中描写一个系统或一个过程的一个量。一个系统到底有多少能量在物理中并不是一个确定的值，它随着对这个系统的描写而变换。人体在生命活动过程中，一切生命活动都需要能量，如物质代谢的合成反应、肌肉收缩、腺体分泌等等。

能量以机械能、内能、电能、化学能等各种形式，出现在不同的运动中，并通过作功、传热等方式进行转换。能量的单位为焦耳、千瓦小时、电子伏（特）等。

7、热量：物体温度的高低表示了物体的物质分子热运动剧烈的程度，温度的高低也表示物体所具有能量的高低，这种能量称为热能。当温度不同的两个物体相接触时，两者温度逐步趋于一致，发生了热能从温度较高的物体向温度较低的物体转移，此时物体所放出或吸收的能量称为热量。

常用的热量单位有：

a.卡，在标准大气压力下，将l克的水加热或冷却，其温度升高或降低l℃时，所加进或除去的热量称为l卡，以cal、kcal表示

b.英热，符号为Btu。

c.焦耳,在国际单位制中，取热量单位与功的单位一致，以焦耳表示，符号为J。

8、内能：是一种与热运动有关的能量，把物体内所有分子作无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能(internalenergy)。内能的单位是焦。

一切物体都具有内能。内能是态函数。真实气体的内能是温度和体积的函数。理想气体的分子间无相互作用，其内能只是温度的函数。

9、功：是物理学名词。功定义为力与位移的内积。功的正负仅表示动力或阻力做功，不表示大小或方向，功的表达式是一个状态式，是一个过程量。与能量的单位一样。

10、功率：是指物体在单位时间内所做的功，即功率是表示做功快慢的物理量。功率越大转速越高，汽车的最高速度也越高，常用最大功率来描述汽车的动力性能。最大功率一般用马力(PS)或千瓦(kw)来表示。

11、传热：在温差的推动下热能的转移现象有三种基本方式

传导：又称“热传导”或“导热”，当受热不均匀时，物质内部各部分直接接触的质点间产生能量趋于均匀的传热现象

对流：“对流换热”的简称，当流体发生相位位移而使热量转移的现象，只能在流体中出现

辐射：物体通过电磁波来传递热量

12、传热现象应用：在制冷装置中的许多热交换器都涉及到各种传热过程。例如冷凝器中的制冷剂蒸气在管内凝结放热，冷却介质在管外吸热，蒸气凝结时放出的潜热穿过管壁传递到冷却介质中去。

热流密度：又称“热流速率”或“热通量”。单位时间内通过单位面积的热量。常用q表示，单位为W/m2

13、热力学平衡状态：即热力系统在某一瞬间所呈现的宏观物理状态处于平衡的热力系统，在没有外界影响的条件下，物体的各部分在长时间内不发生任何变化，系统中各处具有一致的温度与压力等。

热平衡：系统中各部分的温度具有均匀一致时所达到的平衡称“热平衡”

相平衡：系统中各相之间的相互转变达到的平衡称“相平衡”

力平衡：系统中各部分的相互作用力等于零，不产生任何宏观位移时所达到的平衡称“力平衡”

14、熵(entropy)：是表示任何一种能量在空间中分布的均匀程度。能量分布越均匀，熵就越大。熵是混乱和无序的度量。

15、焓（enthalpy)：是湿空气的一个重要参数。是一个内能与压力位能之和的复合状态参数。

在空调过程中，湿空气的状态经常发生变化，焓可以很方便确定该状态变化过程中的热交换量。湿空气的变化过程是定压过程，焓差等于热交换量.

制冷原理：

1、各部件的作用

压缩机:压缩和输送制冷蒸汽，并造成蒸发器中低压、冷凝器中高压，是整个系统的心脏。冷凝器:是输出热量的设备，将制冷剂在蒸发器中吸收的热量和压缩机消耗功所转化的热量排放给冷却介质。膨胀阀:对制冷剂起节流降压作用，并调节进入蒸发器的制冷剂流量。蒸发器:是输出冷量的设备，制冷剂在蒸发器中吸收被冷却对象的热量，从而达到制冷的目的。

2、制冷方式：蒸汽压缩式、吸收式制冷、热电式

蒸汽压缩式空调、吸收式空调的制冷/制热能力远远大于热电式空调；

吸收式空调利用热能为动力的循环，耗电非常小,其耗电设备仅有几台小型泵和风机。热电式空调、蒸汽压缩式空调运行时需使用大量的电能

蒸汽压缩式空调COP值最大，在2.6-3.5之间，而吸收式空调COP值在0.6-1.1之间，热电式空调COP值在0.38-0.45之间

3、蒸汽压缩式制冷原理

　在制冷循环系统中，压缩机从蒸发器吸入低温低压的制冷剂蒸汽,经压缩机绝热压缩成为高温高压的过热蒸汽,再压入冷凝器中定压冷却,并向冷却介质放出热量,然后冷却为过冷液态制冷剂,液态制冷剂经膨胀阀（或毛细管）绝热节流成为低压液态制冷剂，在蒸发器内蒸发吸收空调循环水（空气）中的热量,从而冷却空调循环水（空气）达到制冷的目的,流出低压的制冷剂被吸入压缩机,如此循环工作。

4、压焓图

三个状态区

Ka左侧——过冷液体区，该区域内的制冷剂温度低于同压力下的饱和温度；

Kb右侧——过热蒸气区，该区域内的蒸气温度高于同压力下的饱和温度；

Ka和Kb之间——湿蒸气区，即气液共存区。该区内制冷剂处于饱和状态，压力和温度为一一对应关系。

过冷度是冷凝温度与冷凝器出口温度的差值。

过热度是压缩机吸气温度与蒸发温度的差值。·

等压线：同一水平线的压力均相等。

等焓线：凡处在同一条等焓线上的工质，不论其状态如何焓值均相同。

等温线：等温线在不同的区域变化形状不同，在过冷区等温线几乎与横坐标轴垂直；在湿蒸气区却是与横坐标轴平行的水平线；在过热蒸气区为向右下方急剧弯曲的倾斜线。

等熵线：制冷剂的压缩过程沿等熵线进行，在lgp-h图上等熵线以饱和蒸气线作为起点。

等容线：与等熵线比较，等比容线要平坦些。制冷机中常用等比容线查取制冷压缩机吸气点的比容值

等干度线：从临界点K出发，把湿蒸气区各相同的干度点连接而成的线为等干度线。它只存在与湿蒸气区。

5、理论制冷循环

压缩机吸气温度点B，压缩机排气温度点C，冷凝器出口温度D，蒸发器入口温度A

1、离开蒸发器和进入压缩机的制冷剂蒸气是处于蒸发压力下的饱和蒸气；离开冷凝器和进入膨胀阀的液体是处于冷凝压力下的饱和液体

2、确定蒸发压力线和冷凝压力线

3、B点是与蒸发压力线与饱和蒸汽线的交点；D点是冷凝压力线与饱和液体线的交点。

4、C点是B点沿等熵线与冷凝压力线的交点；A点是D点沿等焓线与蒸发压力线的交点

6、液态制冷剂过冷和吸气过热的理论制冷循环

制冷装置在实际运行中，膨胀阀前的液态制冷剂温度通常低于冷凝温度，处于过冷状态，另外，压缩机吸入的制冷剂蒸汽一般为过热蒸汽而不是饱和蒸汽，处于过热状态。

1、确定蒸发压力线和冷凝压力线2、确定过冷度和过热度。蒸发压力线对应的压缩机吸气温度点就是B，冷凝压力线对应的冷凝器的出口温度点就是D3、B点沿等熵线与等压线的的交点C4、D点沿等焓线与等压线的交点A

7、理论制冷循环的热力计算

相关公式:Q+P=qm(h2-h1)

Q和P分别为加入系统的热量和功；qm:制冷剂的质量流量；h:比焓值；下表1、2为进入系统和离开系统的状态点.当热量和功朝向系统时,Q和P取正值。

空调原理（空气物理性质焓湿图风机）

1、空气物理性质

空气：是一种混合气体，它是氮、氧、氩、二氧化碳等气体和水蒸气所组成的。

干空气：将水蒸气以外的所有气体

湿空气：指干空气与水蒸气的混合气体。工业中许多过程，如空气的温度和湿度调节过程、物体的干燥过程、冷却水塔中的水冷却过程等，都涉及到湿空气的计算

温度：干球温度D和湿球温度W

a．摄氏温标，以符号℃表示；b．华氏温标,以符号℉表示；c．开氏温标，以符号K表示

它们之间的换算公式如下：

华氏换算摄氏：

摄氏换算成华氏：

开氏与摄氏的关系：T=t+.16

（T：开氏温标，K；t：摄氏温标，℃）

湿度

a、绝对湿度：lm3湿空气中含水蒸汽的质量。

b、相对湿度：湿空气中水蒸汽分压力和同温度下饱和水蒸汽分压力之比。

c、含湿量:每公斤干空气所含有水蒸汽量称为含湿量，符号为d，单位为kg／kg(干)

相对湿度和含湿量都是表示空气的湿度参数，含意却不同，含湿量表示水蒸汽的含量多少，却不能表示空气接近饱和的程度；而相对湿度能表示空气接近饱和程度，却不能表示水蒸汽的含量多少

露点温度：在一定大气压力下，含湿量不变时空气中的水蒸汽凝结为水(凝露)的温度。在含湿量不变时，空气温度下降，由未饱和状态变为饱和状态时空气的相对湿度为1O0％。在空调技术中，把空气降温至露点温度，达到除湿干燥空气的目的。

机器露点：相应于机房空调中冷却盘管外表面平均温度的饱和空气状态。如果该温度大于或等于被处理空气的初始露点温度，则属于干式冷却。如果小于空气的初始露点温度，则属于湿式冷却。

压力:流体作用在单位面积上所垂直力称为压力。当空气沿风管内壁流动时，其压力可分为静压、动压和全压，单位是mmHg或kg／m2或Pa.

a.静压：由于空气分子不规则运动而撞击于管壁上产生的压力称为静压。以大气压力为零点的静压称为相对静压。空调中的空气静压均指相对静压。静压高于大气压时为正值，低于大气压时为负值。

b.动压：指空气流动时产生的压力，只要风管内空气流动就具有一定的动压，其值永远是正的。

c.全压：全压是静压和动压的代数和

饱和温度:在某一给定压力下，气液两相达到饱和状态时所对应的温度。饱和温度由其压力而定，压力越高则饱和温度亦越高，反之则越低。一种物质在一定的压力下达到饱和状态时，总是处于一定的饱和温度

饱和压力：在某一给定温度下，气液两相达到饱和状态时所对应的压力。由温度而定。温度越高，则饱和压力亦越高，反之则越低。一种物质在一定的温度下达到饱和状态时，总是处于某一确定的饱和压力

饱和温度和饱和压力的应用（在制冷装置中常利用制冷剂的饱和温度与饱和压力一一对应的特性，通过调节压力来达到调节温度的目的

饱和压力在固态时，某一给定温度下，能升华的物质其蒸汽和固体处于平衡状态时的压力

饱和液体：温度等于其所处压力下对应饱和温度的液体

饱和蒸气：亦称“干蒸汽”。温度等于其所处压力下对应饱和温度的蒸汽）

饱和蒸汽压:饱和蒸汽同其液体处于平衡状态时的压力。其值为饱和压力

过饱和：一种亚平衡状态。在此状态下，蒸汽的压力高于相应温度下的饱和压力。

过饱和蒸汽：处于亚平衡状态的蒸汽。其压力高于相应温度下的饱和压力

过热：将蒸汽的温度加热到高于相应压力下的饱和温度的过程

过热汽:温度高于其所处压力下对应饱和温度的蒸汽

过热度：过热蒸汽温度与其饱和温度的差值

过冷：把液体的温度冷却到低于相应压力下的饱和温度的过程

过冷液体：温度低于其所处压力下对应饱和温度的液体。过冷液体温度与饱和液体温度之差称为“过冷度”。在制冷装置中常用到

洁净度:空气中粉尘的含量程度和空气中含氧比例。

根据《国际GB-93电子计算机机房设计规范》主机房内的空气含尘浓度，在静态条件下测试，每升空气中大于或等于0.5μm的尘粒数，应少于粒。主机房必须维持一定的正压。主机房与其它房间、走廊间的压差小应小于4.9Pa，与室外静压差不应小于9.8Pa主机房的空调送风系统，应设初效、中效两级空气过滤器，中效空气过滤器计数效率应大于80%，末级过滤装置宜设在正压端或送风口。

2、焓湿图

焓：湿空气的焓是以1kg干空气为基准为表示的，它是1kg干空气的焓和0.dkg水蒸气的焓的总和即：

h=ha+0.dhv=1.01t+0.d(+1.85t)kJ/kg(a)

显热(显冷)负荷:对固态、液态或气态的物质加热，只要它的形态不变，则热量被其吸收后，物质的温度就升高，吸收热量的多少在温度上能显示出来，即不改变物质的形态而引起其温度变化的热量称为显热。

如对液态的水加热，只要它还保持液态，它的温度就升高；因此，显热只影响温度的变化面不引起物质的形态的变化。如机房中、其计算机或程控交换机的发热量很大，它属于显热。

潜热(潜冷)负荷:对液态的水加热，水的温度升高，当达到沸点时，虽然热量不断的加入，但水的温度不升高，一直停留在沸点，加进的热量仅使水变成水蒸气，即由液态变为气态。这种不改变物质的温度而引起物态变化(又称相变)的热量称为潜热。如计算机房中、工作人员人体发热以及换气带进来的新风空气含湿量，这些热量称为潜热。

全热(全冷)负荷：全热等于显热与潜热之和

显热/总热=SHR（显热比）

焓湿图：以1kg干空气为基准为表示的，并在一定的大气压力B下，取焓h与含湿量d坐标而绘制而成的。

制冷量与焓差的关系：Qc=qm(h2-h1)

Qc：制冷量；qm质量流量；h2，h1：流入和流出系统的焓值。

3、风机

风机的种类：轴流式风机、离心式风机、斜流及混流式风机。

区别：轴流风机和离心风机的根本区别在风机的机械结构上，轴流风机的叶片直径局限于外壳的直径，而离心风机就没有这方面的局限，可以采用叶片前倾或后倾叶片，对风量风压的要求适应更广。

空调、制冷设备（空调与制冷制冷设备空调设备）

1、空调与制冷

制冷：制冷从本质上讲就是让物质中分子运动减慢，形象点说就是让物质冷却。

空调：即采用控制技术使室内空气的温度、湿度、洁净度、气流速度和噪声达到所需的要求。目的为改善环境条件以满足生活舒适或工艺设备的要求

HVACRHeating,VentilationandAirConditioning，Refrigeration(暖通空调、通风与空调、制冷）

冷源：冷水机组

热源：热电厂、锅炉

冷热源：热泵

冷热源设备组合方式：

电动冷水机组供冷+锅炉供热

溴化锂吸收式冷水机组供冷+锅炉供热

溴化锂吸收式冷水机组供冷+热电厂

吸收式冷热水机组

空气源热泵冷热水机组作为中央空调的冷热源

天然冷热源（自然冷却、太阳能、风能等）

2、制冷设备

冷水机组的分类：

按压缩机形式分活塞式、螺杆式、离心式

按冷凝器冷却方式分水冷式、风冷式

按能量利用形式分单冷型、热泵型、热回收型、单冷冰蓄冷双功能型

按密封方式分开式、半封闭式、全封闭式

按载冷剂分水、盐水、乙二醇

按能量补偿不同分压缩式、吸收式

直接蒸发式空调：按冷凝冷却方式为风冷、水冷

根据在不同的低温温度区域，获得低温的方法及研究对象，把制冷技术分为普冷技术和深冷技术

把普冷技术称为制冷技术。从环境温度到K（约-度）称之为普冷区。

把深冷技术称为低温技术。从K到绝对零度（-.15度）称之为深冷区

压缩机：

制冷剂

由两种或两种以上的纯制冷剂以一定的比例混合而成，混合后的溶液具有共沸点，称为共沸混合制冷剂，混合后的溶液没有共沸点的称为非共沸制冷剂

共沸混合制冷剂特点：

1.在一定的压力下蒸发和冷凝时，气相和液相的组成不变，且能保持恒定的温度，而且蒸发温度一般比组成它的单组分的蒸发温度低。 　　

2.在一定的蒸发温度下，共沸制冷剂的单位容积制冷量比组成它的单一制冷剂的容积制冷量要大，这是因为在相同的蒸发温度和吸气温度下，共沸制冷剂比组成它的单一制冷剂的压力高，扩大了温度范围，提高了单位容积制冷量。

3.采用共沸制冷剂可使压缩机的排气温度降低。

4.共沸制冷剂的化学稳定性比组成它的单一制冷剂好。

5.在全封闭和半封闭压缩机中，采用共沸制冷剂可以使电极得到更好的冷却，电机绕组温升减小。

R22是一种中温制冷剂，它的沸点为-40.8℃，常温下冷凝压力和氨相近，单位容积制冷量也差不多，在中温和低温下饱和压力较高，因此在较低温度下R22比氨好。水在R22中的溶解度很小，而且随着温度的降低，水的溶解度越小。当R22中溶解有水时，会引起冰堵现象和对金属的腐蚀作用。

RC是由R32、R和Ra三种工质按23%、25%和52%的质量成分混合而成、标准压力下泡点温度为-43.8℃，RC的热力性质与R22最为相似。制冷剂的ODP为0,有R22机器设备改用RC后，需要更换润滑油、调整制冷剂的充灌量及节流元件。RC机器的制冷量和能效比比R22机器稍有下降

RA是由R32和R两种工质按50%和50%的质量分数混合而成。属近共沸混合物，热力学性能十分接近单工质。ODP为0同R22相比，RA的冷凝压力增大近50%，是一种高压制冷剂，需要提高系统耐压强度。

Ra作为R12的替代制冷剂，它的许多特性与R12很相像，沸点：-26.26℃，Ra的化学稳定性很好，然而由于它的溶水性比R22高

冷冻油

冷冻油作用：润滑作用、降低温度、密封作用

油分离器：压缩机的排气中带有冷冻机油，这些冷冻机油随制冷剂进入冷凝器、蒸发器后，将在传热表面形成油膜，从而影响换热设备的换热效果，通常在压缩机与冷凝器之前装设油分离器，分离制冷蒸汽中夹带的冷冻机油。

冷凝器

冷凝器按其冷却介质和冷却方式分为：

空气冷却式（风冷冷凝器）

水冷式：如壳管式、套管式、板式等

水和空气联合冷却式：如淋水式、蒸发式等

蒸发器是制冷系统中输出冷量和制取冷量的设备

蒸发器的分类根据被冷却介质的不同分为冷却液体制冷剂式和冷却空气或者其他气体的两大类型。

主要有水箱式、板式、壳管式（卧式、干式)等

根据供液方式分为满液式、非满液式、循环式、林激式。

满液式:充满液态制冷剂，使液面与液态制冷剂充分接触，沸腾换热系数高。但是由于采用润滑油的制冷剂，则润滑油难以返回压缩机。

非满液式：液态制冷剂经膨胀发进入蒸发器馆内，随着在管内流动，不断吸收管外载冷剂的热量，逐渐汽化，蒸发器在制冷剂处于气液共存状态，故换热系数不高。

满液式蒸发器的回油问题：

如果是氨蒸发器，油会沉在底部，可在蒸发器底部接放油管，将油排放到集油器，然后回收，经过滤、脱水等处理后就可重复使用。

如果是氟蒸发器，油会浮在制冷剂液体表面上，回油问题较难解决，只好定期对蒸发器抽真空，把制冷剂先回收到高压贮液器，再对蒸发器放油。氟制冷系统不宜选用满液式。

满液式蒸发器---铜管内是冷冻水,铜管外是制冷剂

非满液式蒸发器（干式蒸发器）-----铜管内制冷剂,铜管外是冷冻水

节流阀：工作原理：制冷工质流过阀门时流动截面突然收缩，流体流速加快，压力下降，压力下降的大小取决于流动截面收缩的比例。

作用：节流降压调节流量控制过热度控制蒸发液位

解释：若节流机构向蒸发器的供液量与蒸发负荷相比过大，部分液态制冷剂一起进入压缩机，引起湿压缩或冲缸事故。相反若供液量与蒸发器负荷相比太少，则蒸发器部分传热面积未能充分发挥其效能，甚至会造成蒸发压力降低，而且使制冷系统的制冷量降低，制冷系数减小，制冷装置能耗增大。

热力膨胀阀

工作原理：膨胀阀通过感温包感受蒸发器出口端过热度的变化，导致感温系统内(感温系统是由感温包、毛细管、传动膜片和传动波纹管这几种互相连通的零件所构成的密闭系统)充注物质产生压力变化、并作用于传动膜片上．促使膜片形成上下位移，再通过传动片将此力传递给传动杆而推动阀针上下移动，使阀门关小或开大，起到降压节流作用和自动调节蒸发器的制冷剂供给量并保持蒸发器出口端具有一定过热度，得以保证蒸发器传热面积的充分利用，以及减少液击冲缸现象的发生。

根据热力膨胀阀结构上的不同，分为内平衡式和外平衡式两种

电子膨胀阀

加湿器

等焓加湿器：即利用水吸收空气的显热进行蒸发加湿。采用等焓加湿的加湿器有：高压喷雾加湿器、蒸发式湿膜加湿器、水气喷雾加湿器、离心喷雾加湿器、超声波加湿器等。

等温加湿器：即利用热能将液态水转化成蒸汽与空气混合进行加湿。采用等温加湿的加湿器有：干蒸汽加湿器、电极加湿器、电热加湿器、蒸汽转蒸汽加湿器、PTC蒸汽加湿器等。

过滤器：空气过滤器主要起过滤灰尘杂质，净化机房空气环境的作用。

电加热器：主要是进行除湿工况后的再热补偿，确保对机房环境的温度和湿度的精度控制。

10kW以下的小冷量机组采用PTC电加热器，大型号机组使用的是不锈钢绕片式电加热器，加热器表面热流密度低，加热时无异味。安全可靠，无消防隐患。

电磁阀：在制冷系统中可以受压力继电器、温度继电器发出的脉冲信号形成自动控制。在压缩机停机时，由于惯性作用以及氟里昂的热力性质，使氟里昂大量进入蒸发器，在压缩机再次启动时，湿蒸气进入压缩机吸入口引起湿冲程，不易启动，严重的时候甚至将阀片击破。液体管路电磁阀的设置，使这种情况得以避免。

视液镜在制冷系统中处于制冷电磁阀和干燥过滤器之间，顾名思意，它是用来观察液体流动状态的，根据气泡的多少可以作为制冷剂注入量的参考，根据视液镜颜色可以看出系统内水份的含量。

干燥过滤器分为开式的、闭式的。内部采用分子筛结构，能够去除管道中的少量杂质水份等，起到净化系统的目的。

干燥过滤器的故障：泄漏和堵塞。

堵塞原因：

干燥剂吸收了冷冻油或水分膨胀造成的。会引起吸气压力降低，在过滤器两端会出现温差，如出现这种情况，需要更换过滤器

由过滤网的堵塞造成。解决办法是观察干燥过滤器的外表，如果发现有冷凝水则表明过滤器堵塞。必须更换过滤器或干燥剂。

控制系统

由于外扰的作用，调节对象的调节参数发生变化，经敏感元件测量并传送给控制机构（调节器），调节器根据调节参数对给定值的偏差，指令执行机构使调节机构动作，去调节调节对象的负荷，使调节参数回到原来的给定值。在给执行机构供电的主电路上，为使调节稳定，常装有通断机构，以便对执行机构间断供电。

控制系统按控制规律分为双位、比例比例积分、比例积分微分及自适应控制、模糊控制。

比例控制：输出与输入信号成比例。属于比例控制：热力膨胀阀、冷凝压力调节阀、水量调节阀

比例积分控制：PI控制

比例积分微分控制：如果蒸发器过热温度用电子膨胀阀为执行机构的PID控制

实际制冷循环

空调系统（空调系统的原理空调系统的设计空调系统的自控空调系统的安装与调试）

1、空调系统的原理演示软件

2、空调系统的设计

水系统：分为冷冻水系统（输送冷量）、热水系统（输送热量）、冷却水系统（排除冷水机组的冷凝热量）

按冷冻水是否与空气接触分为开式和闭式系统

按系统的循环水流量分为定流量和变流量系统，当负荷变化时可通过改变风量或调节表冷器或风机盘管的旁通水流量进行调节；变流量的方法是通过双级泵或者旁通调节。

按水系统的循环水泵设置情况分为单级泵和双级泵水系统

水系统的承压：水系统水静压力，水系统承受的最大压力，通常在水泵出口

系统停止运行时，最高压力等于系统的静水压力：p=ρgh

系统正常运行时，出口压力等于静水压力和水泵静压之和，

p=ρgh+p1-p2，p2=ρv2/2

p1-水泵全压p2-水泵出口处动压，h-膨胀水箱液面至水泵中心的垂直距离，

主要设备的承压能力：阀门、管道的压力

循环水泵：不是将水提升到高处而是使水在系统内周而复始地循环，克服环路的阻力损失。

循环水泵的扬程是水从热源或冷源经管路送到末端设备再回到热源或冷源一个闭合环路的阻力损失。循环水泵一般设在回水干管上，有效防止系统汽化、回水温度低、泵的工作条件好。

选择：应考虑备用和调节，一般比冷水机组多一台

水泵的流量一般比设计的流量增加10%的富裕量

水泵的扬程多于水在给经流量下在闭合环路内循环一周所要克服的阻力损失的20%的富裕量

空调水系统设计应坚持的设计原则是：

★力求水力平衡；

★防止大流量小温差；

★水输送系数要符合规范要求；

★变流量系统宜采用变频调节；

★要处理好水系统的膨胀与排气；

★要解决好水处理与水过滤；

★要注意管网的保冷与保暖效果。

风系统：空调房间气流组织是否合理，不仅直接影响房间的空调效果，而且也影响空调系统的能耗量。气流组织设计的任务是合理地组织室内空气的流动，使室内工作区空气的温度，湿度、风速、噪声，甚至洁净度能更好地满足生产工艺及人们的舒适感要求。

影响气流组织的因素很多，如送风方式、送风口位置及型式、回风口位置、房间几何形状及室内的各种扰动等。

地板送风

置换送风

冷热通道送风

冷媒系统的设计

制冷管路的设计需要综合考虑以下的因素：最大的制冷量、最低的成本、正常的回油、最小的功率消耗、最小的制冷剂充注量、低噪声、正确的制冷剂流量控制以及系统制冷量能够从0到%变化而且不会引起任何润滑方面的故障

影响管路设计最主要的两个因素是：管路的压降和流速

制冷剂的充注量：1P大约需要0.9Kg

根据整个制冷系统系统的容积

在充入制冷剂时观察高、低压

液体管路设计主要考虑下面的因素：制冷剂在进入节流装置时应是过冷液体、液体管路对系统充注量的影响、节流方式、分流方式等。

吸气管路的设计：当吸气压力降低时，回气比容增大，压缩机的排气量减少，机组制冷量将会有损失。同时吸气管中还要维持足够高的制冷剂流速以使冷冻油能顺利返回压缩机。吸气管中温度低，冷冻油粘度大，冷冻油在吸气管中沿管壁流动。油在吸气管中的移动取决于吸气的比容和速度，即质量流量。当比容增大时，必须维持较高的速度以使油随制冷剂一起移动。水平管内额定最低流速推荐值是3.6米/秒，竖直管内额定最低流速推荐值是7.6米/秒。

排气管路的设计和系统的其它部分相比，排气管的压降不是特别重要。由于排气管存在压降，排气管压力比冷凝压力高。排气管压降的增大会增大压缩机排气压力，而对冷凝压力的影响不是很大。

3、空调系统的自控

自动控制系统由传感器、控制器、执行调节器机构组成

调节对象指室内热湿环境、空气品质、洁净度、冷热源的制冷量和热量等

传感器：温湿度传感器、压力或压差传感器、流速传感器等

控制器：接受传感器的信号与给定值进行比较，按照设定的控制模式对实行调节机构发出调节信号。

执行调节机构：电动调节阀（二通、三通）、开关电动阀、电动调节风阀等

自动控制系统的实例：

新风系统的控制

变风量系统的风量控制

风机盘管的控制

4、空调系统的安装与调试

室内机组的布置和就位

设备位置一般尽量靠近机房房间的四个边。说明：尽量不占用机房的有效使用面积。

长方形机房，设备应布置房间的长边

送风方式确定后，就可以根据送风方式决定设备的布置和就位点。

多台室内机应呈一线式布置或拉链式双边交替布置

采用风管送风和风管回风要注意送风风口和回风风口的错开，以避免形成回风短路

室内机的减振

室外机组的布置和就位

室外机组必须安置在通风顺畅的位置，确保通风换热

在机组上方应设置防护罩

侧出风型机组出风方向必须避开常年风向。原因是机组停止时，冷凝风扇会被常年风向风吹的反转，一旦机组运转，风扇电极会因为反转变正转造成轴功率负荷过大而烧毁电机

防止热流短路：多台机组同一垂直立面安装时，要避免下方室外机组的排出热风被上方机组吸入造成“热流短路”。多台机组必须错开位置或拉大高度差

确保压缩机的回油问题

A、室外机高于室内机的垂直高度不得超过15m，此时水平距离为零。并且此时排气管路上必须设置存油弯。

B、室外机低于室内机的垂直高度不得超过3m，此时水平距离为零。并且此时排气管路上必须设置存油弯。

C、室外机与室内机的水平距离不得超过50m。此时垂直距离为零。注意，除加存油弯外，还需要每10~15m放大“选用铜管”1个规格(垂直情况每8~10m放大1个规格)。是总管径，不是分段放大

D、安全问题：室外机的固定必须牢固可靠

制冷系统的节能

制冷系统的节能：提高制冷效率、热泵机组、自然冷却、热回收等

1、压缩机的节能

直流压缩机：其中直流变频压缩机具有无级变速功能；冷热量最大范围最均匀可调节性，提高舒适性；功率范围更宽等特点。

变频压缩机：变频压缩机是指相对转速恒定的压缩机而言，通过一种控制方式或手段使其转速在一定范围内连续调节，能连续改变输出能量的压缩机。传统空调压缩机依靠其不断地“开、停”来调整室内温度，其一开一停之间容易造成室温忽冷忽热，并消耗较多电能。变频空调则依靠空调压缩机转速的快慢达到控制室温的目的，室温波动小、电能消耗少。

传统空调压缩机依靠其不断地“开、停”来调整室内温度，其一开一停之间容易造成室温忽冷忽热，并消耗较多电能。变频空调则依靠空调压缩机转速的快慢达到控制室温的目的，室温波动小、电能消耗少

运用变频控制技术的变频空调，可根据环境温度自动选择制热、制冷和除湿运转方式，使居室在短时间内迅速达到所需要的温度，并在低转速、低能耗状态下以较小的温差波动，实现了快速、节能和舒适控温效果。

变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。

电机的旋转速度为什么能够自由地改变？电机的旋转速度同频率成比例另外，频率能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。因此，以控制频率为目的的变频器，是作为电机调速设备的优选设备。n=60f/pn:同步速度，f:电源频率，p:电机极对数

改变频率和电压是最优的电机控制方法：如果仅改变频率而不改变电压，频率降低时会使电机处于过电压（过励磁），导致电机可能被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。例如：为了使电机的旋转速度减半，把变频器的输出频率从50Hz改变到25Hz，这时变频器的输出电压就需要从V改变到约V

VVVF是VariableVoltageandVariableFrequency的缩写，意为改变电压和改变频率，也就是人们所说的变压变频

CVCF是ConstantVoltageandConstantFrequency的缩写，意为恒电压、恒频率，也就是人们所说的恒压恒频把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。

为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC），这个过程叫整流。把直流电（DC）变换为交流电（AC）的装置，其科学术语为“inverter”(逆变器)。

一般逆变器是把直流电源逆变为一定的固定频率和一定电压的逆变电源。对于逆变为频率可调、电压可调的逆变器我们称为变频器。

变频器输出的波形是模拟正弦波，主要是用在三相异步电动机调速用，又叫变频调速器。

2、热泵的节能：

蒸发器内冷媒吸热气化→压缩机内气态冷媒升温、升压→水中放热降温冷凝→液态冷媒回流→节流降压后进入蒸发器，周而复始，闭合循环

EEV（电子膨胀阀）

对蒸发器液态工质的供液流量进行自动的精确控制、工作原理是建立在单片机和多参数（室内温度、吸气温度、供液温度等）传感器应用的基础上、对吸气过热度和供液量进行智能化控制，其功能可以形象地理解为热力膨胀阀和电子流量调节阀功能为一身。

作用：——液位控制系统——吸气过热度控制

3、经济器的节能

目的是冷却制冷剂，以减少进入蒸发器的闪发气体，提高制冷效率。

在蒸发温度比较低（-25℃以下）的工况下，普通单级螺杆压缩机的效率降低、制冷量减小、排气温度较高，采用经济器补气循环，能改善单级螺杆压缩制冷循环的效率，提高制冷量，降低压缩机排气温度。

经济器分氨用、氟用两个系列：氨用经济器为满液式换热器，一部分氨液节流后在管外蒸发后进入压缩机补气口，另一部分氨液在管内被过冷。氟用经济器为干式换热器，一部分氟里昂液体节流后在管内蒸发后进入压缩机补气口，另一部分氟里昂液体在管外被过冷。

4、热回收的节能

空调排风系统冷热量回收、冷凝器冷凝热回收以及冷凝水的冷量回收装置等。

例如：风冷热回收机组由风冷热泵系统与冷凝段热回收系统组成。夏季使用时，机组制冷系统提供5-15℃的冷冻循环水供空调系统，同时热回收系统利用制冷机排出的废热加热生活热水

其工作原理与常规的制冷原理相同在压缩机与室外侧换热器之间加热回收换热器(板式换热器)。制冷时，压缩机排出的高温高压的气体进入板式换热器，在板式换热器内放热，将生活用水加热。热回收包括部分热回收和全部热回收部分热回收指部分利用冷媒的冷凝热加热生活用水，水温高于冷凝温度；全部热回收指冷媒过热蒸气冷却、冷凝和过冷，冷凝热全部回收加热生活用水，水温低于冷凝温度。

5、

空调室内参数的合理设定

供暖时室内外温差设定的越低；供冷时温度设定的越高、室内外温差越小，空调负荷及空调系统的运行越节能。

空调空间的合理分区

根据使用时间区分

根据空调室内参数要求区分

根据室内散发有害物质的性质区分

冷热源设备的优选及优化配置

冷水机组或热泵机组的性能参数COP

空调方式的合理确定

分为全空气、空气-水、空气-制冷剂

空气处理过程的正确选择

以一次回风系统为例，可以将回风空气和新风空气混合之前先对新风空气进行集中去湿处理。

空调系统中冷热媒传输中能耗的降低

风系统输送能耗的降低

选择风机（如EC风机）

加大送风温差

降低风机全压

变风量系统和高效转速调节系统

水系统输送能耗的降低

提高空调水系统的输送系数（提高水泵的运行效率、加大供回水温差、减低水泵扬程）

变流量方式和流速调节与运行台数控制（变频式转速控制、多台并联泵系统的运行台数控制）

改善气流组织

置换送风（比上送风空调提高2~3度送回风温差，所需送风量减小，节能15-20%）

自然冷却的节能

简单地讲就是利用低温空气直接冷却室内或室内设备的方法就叫做“自然冷却”。

其实，室外温度低，而室内温度高，我们就可以直接利用室外低温空气对室内进行冷却，最简单的就是开窗通风换气。

自然冷却原理包括风冷冷水机组的自然冷却方法、水冷冷水机组的自然冷却方法、机房、基站专用空调机组的自然冷却方法

低温空调技术的除霜

指空气热源热泵机组中的室外机换热器、直接膨胀式冷却盘管和低温乙二醇溶液冷却盘管。由于换热器的空气一侧，常常会因表面温度低于水的冰点，导致空气去湿后凝结水的结霜现象

空气源热泵机组利用热气流除霜，换向阀反向运作，制冷剂流动方向改变，将原来的蒸发器的室外换热盘管变为冷凝器。

直接蒸发式冷风机组的除霜是利用电加热除霜、热气流除霜。

热回收空调是把制冷循环中制冷工质冷凝放热过程放出的热量利用起来制备热水

热回收空调的特点

1、就空调系统而言，简约，可靠，无需增加其他电控系统，自动化程度高，运行稳定，无安全隐患。

2、热水系统出水温度恒定（不会有过冷、过热现象发生），能同时实现多点供水，可满足不同需要的生活热水需求。

3、安装容易简便，不受场所限制，安全，使用寿命长。

4、节能环保，运行费用省，经济效益高。

热回收系统的优点

热回收系统充分利用空调系统的废热

热回收系统减少了排到环境的废热；同时，由于取消冷却塔，减小了建筑物周围的噪音，有效地保护了建筑物周围的环境

使用热回收系统，用户不再需要在家中设置热水器，这样就给用户带来方便与安全；同时，使用热回收系统，业主可以简化或者省去热水加热系统，从而也简化了系统的运行管理。使用热回收系统，是利用废热来回热生活热水，这样就降低了用户使用生活热水的费用。

和热泵热水器相比，具有一机多用的功能，除能一年四季提供生活热水外，还能一年四季为室内提供空调供应。

和传统中央空调相比，具有一机多用的功能，除能一年四季为房间提供中央空调冷、热空气调节外，还能一年四季为房间提供恒温的中央热水。

6、VWV的节能

所谓的VWV是指变水流量是IDC数据中心许多情况下采用CW系统。在负荷变化时，需要调节冷水的供水流量。这时候可以通过调节系统的总供水流量的方式来节约水泵的能量消耗。调节的方法可以是：多水泵系统，采用水泵开关的方式；更好的方式是采用水泵变频的方式。如果系统主机是采用水冷式冷水机组，还可以对冷却水系统的水泵用这些方案来节能，进一步还可以采用同样的方案，对冷却塔节能。

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