机房精密空调概述

机房精密空调概述目录

一、空调基本原理

二、机房精密空调特点

三、机房精密空调基本系统构成

四、机房精密空调的类型

五、机房精密空调送风方式

六、机房精密空调的主要指标

七、机房热负荷的估算

八、常用单位换算表

一、空调基本原理

1.热力学基本定律

1.1热力学第一定律

能量即不能消灭，也不能创生，它只能从一种形式转变为另一种形式，这是大家熟知的能量守恒和转换定律。这个定律应用在热和功之间的转换时，就称为热力学第一定律。

空调的制冷并不是真正制造出了冷量，只是把热量进行了转移。

1.2热力学第二定律是说明热量传递规律的一条定律。即热量能自动地从高温物体向低温物体传递，而不能自动地从低温物体向高温物体传递。

所谓热量不能自动从低温物体传向高温物体，•其含意是不能直接传递，必顺借助某种循环动作的机器，消耗一定的电能或机械能，使热量间接地从低温物体传向高温物体。制冷设备就是在消耗一定外功的条件下，利用制冷剂的状态变化，而将热量由低温物体传向高温物体中去，从而达到制冷目的。

2. 蒸发、沸腾和冷凝

物体由液态变为气态的过程叫气化。气化有两种方式，即蒸发和沸腾。

2.1蒸发

在任何温度下，液体表面发生的气化现象叫蒸发。液体的温度越高，表面越大，蒸发进行得越快。

2.2沸腾

对液体加热，当液体达到一定温度时（例如水烧开时），液体内部便产生大量气泡，气泡上升到液面破裂而放出大量蒸气，这种在液体表面和内部同时进行的剧烈气化的现象叫沸腾。液体沸腾时的温度叫沸点。在相同压力下，各种液体的沸点是不同的。•如在一个大气压下，水的沸点为100℃，制冷剂R22的沸点为－40℃。对同一液体来说，压力减小，沸点降低。

2.3蒸发与沸腾的区别

⑴在一定压力下，蒸发可以在任何温度下进行，而沸腾只能在一定温度下发生。

⑵蒸发是液体表面的气化，•而沸腾是液体表面和内部同时气化。制冷剂在蒸发器内吸收了被冷却物体的热量后，由液态气化为蒸气，这个过程是沸腾。当蒸发器内压力一定时，制冷剂的气化温度就是其对应的沸点。在制冷技术中，习惯上称为蒸发温度。

2.4冷凝

物质从气态变为液态的现象，称为冷凝或液化。气体的冷凝或液化过程，一般为放热

过程。冷凝或液化是气化的相反过程。如水蒸气遇到较冷的物体就会凝结成水滴，其它气体被冷却到一定温度以下后，也会变成液体。在制冷工程中，制冷剂在冷凝器中由气体凝结为液体，凝结时所放出的热量，由冷却水或空气带走。凝结时的温度称为冷凝温度。

3.显热和潜热

3.1显热

物体在吸热或放热过程中，其形态不变而温度发生了变化，这种热称为显热。显热可以通过温度计测量其温度的变化，也可以由人体明显的感觉到。例如，将一壶水在火上加热，随着时间增长，水吸收热量，温度不断升高，在未达到100℃之前，水的形态没变，所吸收的热称为显热。

3.2潜热

物质在吸热或放热过程中，其温度不变，而形态发生了变化，这种热称为潜热。由于温度不变，潜热无法用温度计测量，也不能由人体感觉到。例如，将一壶水加热，当温度达到100℃时，水便开始沸腾而气化，时间越长，水的气化量越多，但水温却保持不变，而形态已由液体变为气体。在这个过程中，水所吸收的热称为潜热。

4.焓和熵

4.1焓是一个复合状态参数。

对于1 kg工质所具有的焓称为比焓，一般用符号h 表示，单位为J/ kg（焦耳/千克）或kJ/kg（千焦/ 千克），它的定义式为

h = u + Pv

式中，u —物质的内能，J/ kg

P —压力，Pa

v —比容，m3 / kg

关于焓的绝对值是无法测量和计算出来的。通常都选择某一个状态作为焓的起点，其他状态点的焓值均是与该点焓的差值。在制冷工程中，一般取0℃时饱和液体的比焓为200 kJ/ kg

4.2熵是一个导出的状态参数，是表征制冷剂状态变化时,其热量传递的程度。

对于1 kg工质的熵而言，称为比熵，一般用符号s 表示，单位为J/ (kg·K) [焦耳/（千克·开）]或kJ/ （kg·K） [千焦/（千克·开）]。熵增加的过程表示工质从外界吸收热量，熵减少的过程表示工质对外界放出热量。

5.制冷循环

5.1压焓图

制冷剂的压焓图是制冷分析的重要工具，利用压焓图可以分析制冷剂的变化状态，包括温度、压力、焓值、比容、熵值、干度等。

压焓图--简图

制冷循环的四个过程：

压缩—将低温低压的制冷剂气体压缩为高温高压的气体。

凝结—将高温高压的气体冷凝为高温高压的液体。

膨胀—将高温高压的液体节流减压为低温低压的液体。

蒸发—将低温低压的液体蒸发为低温低压的气体。

F-A段是蒸发器吸收的热量即制冷量

A-B段是压缩机所做的功即压缩机的耗电量

B-E段是冷凝器散出的热量即冷凝器的换热量

BE=FA+AB 冷凝器的换热量=制冷量+压缩机耗电量

5.2实际循环过程

实现制冷循环的四大基本部件：压缩机，冷凝器，节流阀，蒸发器。

6. 空气处理

6.1焓湿图

空气的焓湿图是分析空气状态的重要工具，它能指示空气的干球温度、湿球温度、相对湿度、含湿量、焓值、露点温度等。

6.2湿空气及露点

6.2.1湿空气

干空气―不含水蒸气的大气。环绕地球周围的空气层称为“大气”。

水蒸气―水蒸发产生的气体。

干空气与水蒸气的混合物为湿空气，常称作“空气”。自然界的大气，空调中使用的空气，•都是湿空气。湿空气中所含水蒸气的百分比是不稳定的，常常随季节、气候、湿源等条件的变化而变。

6.2.2空气的湿度

⑴含湿量

lkg空气中所含的水分，用d表示，单位是克。

在一定温度下，空气中水蒸气的最大含量是一定的，达到这一最大含量的空气，称为该温度下的饱和空气。超过这个限度时，就会出现雾状。空气中所能允许的水蒸气的最大含量随温度的不同而异，空气温度低时所能允许水蒸气的最大含量减少，反之则增加。

⑵绝对湿度

1m³空气所含水蒸气的重量,•叫做空气的绝对湿度。单位是g/m³

⑶相对湿度

空气中实际所包含的水蒸气量与同温度下饱和空气所含的水蒸气量的比值，用φ表示。

φ＝ Y w/Y s×100％

式中 Yw―空气中含水重量g／kg

Ys―饱和空气含水重量g／kg

6.2.3空气的露点（或露点温度）

空气的露点温度是使空气中所含水蒸气在该含湿量下达到完全饱和时的温度。当温度再降低时，部分水蒸气就会凝结成露，并呈露珠状付在固体表面上，当温度低于0℃时呈霜状，或者说，在含湿量不变的情况下，使空气降温到相对湿度为100％时的温度。

气温与露点的差值越小，表示空气越接近饱和状态，即湿度大；反之，湿度小。因此,可用露点来衡量空气的潮湿程度。