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空調單位換算、結構、原理、選型

1、製冷空調常用單位換算
= 功×時間

1焦耳(j=1 瓦(w)×1 秒(s
1)能量單位:

國製:jkj;英製:calkcal

1 j = 0.2388 cal 

(2)功率單位:

國製:wkw;英製:kcal/h(大卡) 

1 kcal/h = 1.163 w

1 kw = 860 kcal/h   

3)馬力(匹)HP  、冷噸 RT

1 HP = 735 w

1 RT = 3.516 kw =3024  kcal/h
4)常用壓力單位:兆帕(MPa)kg/cm2

1MPa=1000千帕(KPa)=10kg/cm2

1bar =1kg/cm2=0.1MPa=14.70psi
說明:

1、冷噸:是一個英製的製冷量單位。1冷噸就是在24小時內凍結10℃的水變成0℃的冰,所需要的冷量。美國是采用2000磅(907.2kg )作為一噸。因此1美國冷噸=12659 kj/h;即:1 RT=3.516kw
2、匹與製冷量的關係:在空調工程中1HP指給壓縮機輸入735W的功率所能產生的製冷量。與一般的功率單位匹意義是不一樣的。
這裏的1HP 是根據能效比算出來的。日本一般認為空調壓縮機的能效比平均為3.4,則輸入735W的電能所產生的製冷量為2500W。因此可以說1HP空調的製冷量相當於2500W的製冷量,實際上空調用735W的功率來計匹數更合適。
2、製冷原理、製冷劑、載冷劑
1)製冷原理:

對於蒸氣壓縮式製冷,其工作原理就是使製冷劑在壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器等熱力設備中進行壓縮、放熱、接流和吸熱四個主要的熱力過程,以完成製冷循環。



2)製冷劑與載冷劑:
製冷劑是製冷裝置中進行製冷循環的工作物質,其工作原理是製冷劑在蒸發器內吸收被冷卻物質的熱量而蒸發,在冷凝器中將所吸收的熱量傳給周圍的空氣或者水,而被冷卻為液體,往複循環,借助於狀態的變化來達到製冷的作用。
氨(NH3   R717):氨最大的優點是單位容積製冷能力大,蒸發壓力和冷凝壓力適中,另外價格便宜,極易購得,特別是冷藏、冷庫等大型製冷設備常采用。
但是氨最大的確定就是有強烈的刺激作用,對人體有危害,目前規定氨在空氣中的濃度不應大於20mg/m3氨是可燃物,氨在空氣中的體積百分比達16~25%時,遇火焰就有爆炸的危險。
氟利昂:大多數的氟利昂本身無毒、無臭、不燃,適用於工程建築或者實驗室的空調製冷裝置,尤其是氟利昂R22
R22致命缺點在於溫室效應氣體,其溫室效應值比二氧化碳大1700倍,更危險的是會破壞大氣層中的臭氧層。目前R22的替代物是R407CR410AR32、還有碳氫製冷劑。這些年R32出了不少事情,R32也是可燃可爆冷媒,記得要抽真空,並且按規範操作。
碳氫製冷劑:很多人對碳氫製冷劑不了解,AG體育滾球常聽說的R290即是碳氫製冷劑的代表,還有R433bR436aR600a等都是碳氫製冷劑。碳氫製冷劑主要用於熱泵空調、家用空調和其它小型製冷設備。R290由於其易燃易爆的特性,灌注量受到了限製,安全等級為A3級。可燃的體積分數在2%~10%之間。
碳氫製冷劑優點是對臭氧層無破壞,對地球溫室效應很低,有一定的節能效果

3)載冷劑:

載冷劑是一種中間物質,如常用的空調冷凍水,其在蒸發器內被冷卻降溫,然後遠距離輸送,來冷卻需要被冷卻的物體。
目前常用的載冷劑有水,它隻能用於高於0 ℃的條件,當要求低於0 ℃時。一般采用鹽水,如:氯化鈉或者氯化鈣水溶液或者采用乙二醇、丙二醇等有機化合物的水溶液。
3、製冷壓縮機
目前常用的壓縮機主要有活塞式壓縮機、渦旋式、螺杆式以及離心式壓縮機:

活塞式製冷壓縮機:多為中型(標準製冷量60~600KW)和小型(小於60KW),但是由於其噪音大、效率低切容易發生故障,空調使用的已不多,但冷庫上很多使用半封閉活塞壓縮機。 

渦旋式製冷壓縮機:目前主要用於小型製冷係統,在家用空調以及商用VRV等小型係統大量使用;

螺杆式製冷壓縮機:具有結構簡單、可靠性高及操作維護方便,另外技術成熟等一係列獨特的優點,已經廣泛應用於製冷、空調和多種工藝流程中

離心式製冷壓縮機:結構簡單緊湊,運動件少,工作可靠,經久耐用運行費用低,一般適用大於500RT的製冷係統中,並且可以實現無級調節,使機組的負荷在30%~100%範圍內工作。


評價製冷壓縮機消耗能量方麵先進性的指標:

製冷壓縮機的性能係數COP,即:單位軸功率的製冷量,指壓縮空氣的所耗功率和克服運動機構的摩擦阻力所耗功率。

能效比 EER 單位電動機輸入功率的製冷量大小。此指標考慮到驅動電機效率對能耗的影響。
製冷壓縮機常見問題:

A.蒸氣壓縮製冷機的“液擊”

當有過多的液珠進入壓縮機氣缸後,很難全部立即氣化。這時既破壞壓縮機的潤滑,又會造成液擊,使壓縮機遭受破壞。為防止此類問題發生,應該係統上增加氣液分離器,保證幹壓縮。
B.離心式壓縮機的“喘振”

喘振是離心式壓縮機的特性。喘振的主要原因是冷凝壓力過高或者吸氣壓力過低,出現氣體來回倒流撞擊現象。當調節壓縮機製冷能力,其負荷過小時(一般當低於30%時),也會發生喘振現象。發生喘振不但會增大噪聲和振動,也會使高溫氣體倒流充入壓縮機,損壞壓縮機及製冷裝置。
4、空調的定義
空調是空氣調節的簡稱,它是利用設備和技術對室內空氣(或人工混合氣體)的溫度、濕度、清潔度及氣流速度進行調節,以滿足人們對環境的舒適要求或生產對環境的工藝要求。
滿足人類或其它生物對舒適感的要求的空調,一般稱之為舒適性空調;而主要用來滿足工藝生產過程和設備的運行要求,及人體的舒適度要求的空調,一般稱之為工藝性空調
製冷量:單位時間內,空調器在名義製冷工況下從空間區域或房間內排除的熱量。
製熱量:單位時間內,空調器在名義製熱工況下向空間區域或房間內釋放的熱量。
製冷(熱)量:空調器在製冷(熱)運轉單位時間內從密閉空間除去的熱量,法定計量單位W(瓦)。國家標準規定空調實際製冷量不應小於額定製冷量的95% 
輸入功率:空調器在額定工況下進行製冷(熱)運轉時,消耗的功率,單位W
能效比:又稱性能係數:是反映空調器製冷運轉時,的製冷量與製冷功率之比單位W/W。國家標準規定,2500W空調的能效比標準值為2.652500W至多4500W空調的能效比標準值為2.70
噪聲:空凋器運轉時產生的雜音,主要由內部的蒸發機和外部的冷凝機產生。國家規定製冷量在2000W以下的空調室內機噪聲不應大於45分貝,室外機不大於55分貝;2500W的分體空調室內機噪聲不大於48分貝,室外機不大於58分貝。 
5、家用中央空調的種類
常用家用中央空調大體可分為三種類型:風冷管道係統、風冷冷/熱水係統、多聯型係統。
風冷管道係統:

優點:風冷管道式中央空調係統價格較低,空調係統可以設有新風裝置,空調設備的管理和維修比較方便。
缺點:風冷管道式中央空調係統不易調節各個房間的溫濕度,並且管道要占用一定的空間,設計時,供回風管的布置將是設計中最為困難的事情,同時,還要注意風係統的分配問題,避免出現送風不均的情況
風冷冷/熱水係統:

風冷冷熱水機組,顧名思義風冷即冷凝器通過空氣冷卻,冷熱水即機組能夠生產冷熱水;即家庭中最常見的戶式水機中央空調係統。
它通過室外主機產生出空調冷/熱水,由管路係統輸送至室內的各末端裝置,在末端裝置處冷/熱水與室內空氣進行熱量交換,產生冷/熱風,從而消除房間空調負荷。它是一種集中產生冷/熱量,分散處理個房間空調係統形式。冷/熱水機組的末端裝置通常為風機盤管。
多聯型係統:

對於這種係統,就是VRV變製冷劑流量係統,它是一種冷劑式空調係統,尤其適合於辦公場所。
VRV係統的一台室外機通過管路能夠向若幹個室內機輸送製冷劑液體。通過控製壓縮機的製冷劑循環量和進入室內各換熱器的製冷劑流量,可以適時地滿足室內冷、熱負荷要求。VRV係統具有節能、高效優點,而且各房間可獨立調節,能滿足不同房間不同空調負荷的需求。
6、中央空調末端設備
空調末端的主要類別:

空調箱:一般有吊頂式、臥式、立式機組

組合式空調箱,根據要求可以有不同的功能段。

風機盤管:主要形式有臥式暗裝(有普通型與高靜壓之分)、立式明裝、卡式吸頂等。

按照冷卻形式分類:

水冷機組

風冷機組
按照提供能量的形式分類:

單冷型

冷暖型
7、機組空調係統的主要設備
水冷機組空調係統的主要設備:

製冷主機

冷卻塔

冷凍水泵

冷卻水泵

補給水泵

水過濾器

膨脹水箱

末端設備

電子水處理儀或全自動軟化水處理裝置。


風冷冷水機組空調係統主要設備:

製冷主機

冷凍水泵

補給水泵

水過濾器

膨脹水箱

末端設備

電子水處理儀或全自動軟化水處理裝置


 

空調主機的選型:

負荷計算:

根據設計手冊進行詳細的計算。具體計算可參見設計手冊。

單位麵積負荷概算法。在實際工程中,有時要求對建築物空調負荷做一個預先估計,以便估算容量和投資費用,常采用單位麵積負荷概算法。各種建築物的冷熱負荷概算指標可見下表。
主機選擇:根據計算所得的總冷負荷,參照產品型錄選取設備。

 

作者:張明明  來源:市場部  [2020-04-29]
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