《空调系统原理课件》
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空调系统
一、制冷原理
二、制冷剂和载冷剂 三、制冷设备 四、中央空调系统 五、空调系统优化
一、制冷原理
1、什么是制冷？
以消耗一定的能量(机械能或热能)为代价，实现使低温物体的热量向高温 物体转移的一种技术。
2、制冷的方法？
1、利用自然界的天然冷源制冷 2、人工制冷
3、优缺点及选择
第2章 制冷剂与载冷剂
3.安全性方面的要求：
1）在工作温度范围内不燃烧、不爆炸。 2）无毒或低毒，相对安全性好
3）具有易检漏的特点
4）制冷剂无毒
4.经济性方面的要求
制冷剂的生产工艺简单，价廉、易得。
制冷剂和载冷剂
制冷剂在安全与环境方面的要求： （1） 应有可接受的安全性：毒性、可燃性和 爆炸性。 （2） 破坏臭氧的潜值（ODP）要符合国家环 境法规要求。ODP的大小表示制冷剂对大气臭氧的 破坏大小，基准为R11的ODP＝1。 （3） 全球变暖潜值GWP。GWP是衡量制冷 剂对全球气候变暖影响程度大小的指标，基准为 R11的GWP＝1。 （4） 大气寿命。指制冷剂在大气中的存留时 间，其寿命越长，则其潜在的破坏性越大。
压缩式制冷
蒸气压缩式制冷系统由压缩机、冷凝器、节流阀(膨胀阀)和蒸发器等主 要设备组成，如图3.3.1所示，它们之间用管道连成一个封闭系统。 制冷系统的工作过程是： （1）低温低压制冷剂液体(如氨、水、异丁烷)在蒸发器内蒸发为气体， 同时吸收周围介质(例如水或空气)的热量后，被压缩机吸入气缸内。 （2）气体在气缸中经压缩，其温度和压力都要升高，然后进入冷凝器 中。 （3）在冷凝器内高温、高压的制冷剂气体与冷却水或空气进行热交换， 放出凝结热，并由冷却水或空气把热量带走，制冷剂气体则凝结为液体， （4)再经节流阀变成低压、低温的液体，进入蒸发器汽化吸热制冷。
压缩式制冷
1、原理
液体气化过程要吸收周围物体的热量，而周围物体由于失去热量，自 身温度下降，于是达到制冷效果。蒸气压缩式制冷的工作原理是利用 某些低沸点的液体在气化时吸收热量而本身能维持不变的性质来实现 的。例如，1 kg的水，在8.72 mbar压力下，饱和温度为5 ℃，气化时 要吸收2489.05 kJ热量；1 kg的氨液，在1.01325 bar (1个大气压)下汽 化时，需吸收1368.15 kJ的热量，可达-33.3 ℃ 的低温。
相对分子质量大、流动阻力大、热导率较小。 水在R12中的溶解度很小，低温状态下水易析出而形成冰堵， 因此在充灌R12前，必须经过干燥处理 R12能与矿物性润滑油无限溶解，在蒸发器中，随R12 的不断 蒸发，润滑油在其中逐渐积存，使蒸发温度升高，传热系数下 降。 R12对一般金属没有腐蚀作用，但能腐蚀镁及含镁量超过2％的 铝镁合金。含水后会产生镀铜现象。R12对天然橡胶及塑料等 有机物有膨润作用，R12极易渗透。 R12由于压力适中、压缩终温低、热力性能优良、化学性能稳 定、无毒、不燃、不爆等优点，它广泛用于冷藏、空调和低温 设备，从家用冰箱到大型离心式制冷机中都有采用。
3.氟利昂的特性
第2章 制冷剂与载冷剂
1）R12对大气臭氧
层有严重破坏作用， 并产生温室效应， 因此它已受到限用 与禁用。但它目前 仍是国内应用较广 的中温制冷剂之一， 2010年1月1日起将 在我国完全停止生 产和消费。
南极臭氧空洞的变化
第2章 制冷剂与载冷剂
3.氟利昂的特性
R12无色、气味很弱、毒性小、不燃烧、不爆炸， R12等熵指数小，压缩机的排气温度较低。单位容积制冷量小、
图3.3.1 压缩式制冷工作原理图
第2章 制冷剂与载冷剂
2.1.2 对制冷剂的要求
1.热力学方面的要求： 1)沸点要求低 2)临界温度要高、凝固温度要低 பைடு நூலகம் 3) 具有适宜的工作压力， (Pk/Po)小 4) 汽化潜热大 5)对于大型制冷系统，单位容积制冷量尽可能地大 6) 绝热指数小些
人工制冷
一、制冷原理
1、制冷的用途有哪些？
冰箱 空调 低温储存 工艺方面
2、人工制冷的方法？
1、蒸汽压缩式 2、吸收式 3、喷射式
压缩式制冷
1、原理
液体气化过程要吸收周围物体的热量，而周围物体由于失去热量，自 身温度下降，于是达到制冷效果。蒸气压缩式制冷的工作原理是利用 某些低沸点的液体在气化时吸收热量而本身能维持不变的性质来实现 的。例如，1 kg的水，在8.72 mbar压力下，饱和温度为5 ℃，气化时 要吸收2489.05 kJ热量；1 kg的氨液，在1.01325 bar (1个大气压)下汽 化时，需吸收1368.15 kJ的热量，可达-33.3 ℃ 的低温。
第2章 制冷剂与载冷剂
2.物理化学方面的要求：
1）粘度尽可能小 2）热导率要求高 3）纯度高。 4）热化学稳定性好， 5）良好的电绝缘性。 6）溶解于油的不同性质表现出不同的特点。 制冷剂在润滑油中的溶解性可分为完全溶解、微溶解和完全不溶 解。一般可认为R717、R13、R14等是不溶于油的制冷剂；R22、 R114等是微溶于油的；R11、R12、R21、R113等是完全溶于油 的。
第2章 制冷剂与载冷剂
2.1.3 常用制冷剂的性质
1.水的特性（R718） 属于无机物类制冷剂，来源最广，最为安全而便宜的工质。 水不宜在压缩式制冷机中使用，适合在空调用的吸收式和蒸汽喷射式制冷机中 2.氨的特性（R717） 氨的压力适中，单位容积制冷量大，流动阻力小，热导率大，价格低廉，对大气 臭氧层无破坏作用。 氨的主要缺点是毒性较大、可燃、可爆、有强烈的刺激性臭味、等熵指数较大， 若系统中含有较多空气时，遇火会引起爆炸。 氨制冷系统中应设有空气分离器，及时排除系统内的空气及其它不凝性气体。 氨系统中不必设置干燥器，含水量仍限制在≤0.2％的范围内。 氨制冷系统中往往设有油分离器 氨制冷系统中，不允许使用铜及其铜合金材料
一、制冷原理
二、制冷剂和载冷剂 三、制冷设备 四、中央空调系统 五、空调系统优化
一、制冷原理
1、什么是制冷？
以消耗一定的能量(机械能或热能)为代价，实现使低温物体的热量向高温 物体转移的一种技术。
2、制冷的方法？
1、利用自然界的天然冷源制冷 2、人工制冷
3、优缺点及选择
第2章 制冷剂与载冷剂
3.安全性方面的要求：
1）在工作温度范围内不燃烧、不爆炸。 2）无毒或低毒，相对安全性好
3）具有易检漏的特点
4）制冷剂无毒
4.经济性方面的要求
制冷剂的生产工艺简单，价廉、易得。
制冷剂和载冷剂
制冷剂在安全与环境方面的要求： （1） 应有可接受的安全性：毒性、可燃性和 爆炸性。 （2） 破坏臭氧的潜值（ODP）要符合国家环 境法规要求。ODP的大小表示制冷剂对大气臭氧的 破坏大小，基准为R11的ODP＝1。 （3） 全球变暖潜值GWP。GWP是衡量制冷 剂对全球气候变暖影响程度大小的指标，基准为 R11的GWP＝1。 （4） 大气寿命。指制冷剂在大气中的存留时 间，其寿命越长，则其潜在的破坏性越大。
压缩式制冷
蒸气压缩式制冷系统由压缩机、冷凝器、节流阀(膨胀阀)和蒸发器等主 要设备组成，如图3.3.1所示，它们之间用管道连成一个封闭系统。 制冷系统的工作过程是： （1）低温低压制冷剂液体(如氨、水、异丁烷)在蒸发器内蒸发为气体， 同时吸收周围介质(例如水或空气)的热量后，被压缩机吸入气缸内。 （2）气体在气缸中经压缩，其温度和压力都要升高，然后进入冷凝器 中。 （3）在冷凝器内高温、高压的制冷剂气体与冷却水或空气进行热交换， 放出凝结热，并由冷却水或空气把热量带走，制冷剂气体则凝结为液体， （4)再经节流阀变成低压、低温的液体，进入蒸发器汽化吸热制冷。
压缩式制冷
1、原理
液体气化过程要吸收周围物体的热量，而周围物体由于失去热量，自 身温度下降，于是达到制冷效果。蒸气压缩式制冷的工作原理是利用 某些低沸点的液体在气化时吸收热量而本身能维持不变的性质来实现 的。例如，1 kg的水，在8.72 mbar压力下，饱和温度为5 ℃，气化时 要吸收2489.05 kJ热量；1 kg的氨液，在1.01325 bar (1个大气压)下汽 化时，需吸收1368.15 kJ的热量，可达-33.3 ℃ 的低温。
相对分子质量大、流动阻力大、热导率较小。 水在R12中的溶解度很小，低温状态下水易析出而形成冰堵， 因此在充灌R12前，必须经过干燥处理 R12能与矿物性润滑油无限溶解，在蒸发器中，随R12 的不断 蒸发，润滑油在其中逐渐积存，使蒸发温度升高，传热系数下 降。 R12对一般金属没有腐蚀作用，但能腐蚀镁及含镁量超过2％的 铝镁合金。含水后会产生镀铜现象。R12对天然橡胶及塑料等 有机物有膨润作用，R12极易渗透。 R12由于压力适中、压缩终温低、热力性能优良、化学性能稳 定、无毒、不燃、不爆等优点，它广泛用于冷藏、空调和低温 设备，从家用冰箱到大型离心式制冷机中都有采用。
3.氟利昂的特性
第2章 制冷剂与载冷剂
1）R12对大气臭氧
层有严重破坏作用， 并产生温室效应， 因此它已受到限用 与禁用。但它目前 仍是国内应用较广 的中温制冷剂之一， 2010年1月1日起将 在我国完全停止生 产和消费。
南极臭氧空洞的变化
第2章 制冷剂与载冷剂
3.氟利昂的特性
R12无色、气味很弱、毒性小、不燃烧、不爆炸， R12等熵指数小，压缩机的排气温度较低。单位容积制冷量小、
图3.3.1 压缩式制冷工作原理图
第2章 制冷剂与载冷剂
2.1.2 对制冷剂的要求
1.热力学方面的要求： 1)沸点要求低 2)临界温度要高、凝固温度要低 பைடு நூலகம் 3) 具有适宜的工作压力， (Pk/Po)小 4) 汽化潜热大 5)对于大型制冷系统，单位容积制冷量尽可能地大 6) 绝热指数小些
人工制冷
一、制冷原理
1、制冷的用途有哪些？
冰箱 空调 低温储存 工艺方面
2、人工制冷的方法？
1、蒸汽压缩式 2、吸收式 3、喷射式
压缩式制冷
1、原理
液体气化过程要吸收周围物体的热量，而周围物体由于失去热量，自 身温度下降，于是达到制冷效果。蒸气压缩式制冷的工作原理是利用 某些低沸点的液体在气化时吸收热量而本身能维持不变的性质来实现 的。例如，1 kg的水，在8.72 mbar压力下，饱和温度为5 ℃，气化时 要吸收2489.05 kJ热量；1 kg的氨液，在1.01325 bar (1个大气压)下汽 化时，需吸收1368.15 kJ的热量，可达-33.3 ℃ 的低温。
第2章 制冷剂与载冷剂
2.物理化学方面的要求：
1）粘度尽可能小 2）热导率要求高 3）纯度高。 4）热化学稳定性好， 5）良好的电绝缘性。 6）溶解于油的不同性质表现出不同的特点。 制冷剂在润滑油中的溶解性可分为完全溶解、微溶解和完全不溶 解。一般可认为R717、R13、R14等是不溶于油的制冷剂；R22、 R114等是微溶于油的；R11、R12、R21、R113等是完全溶于油 的。
第2章 制冷剂与载冷剂
2.1.3 常用制冷剂的性质
1.水的特性（R718） 属于无机物类制冷剂，来源最广，最为安全而便宜的工质。 水不宜在压缩式制冷机中使用，适合在空调用的吸收式和蒸汽喷射式制冷机中 2.氨的特性（R717） 氨的压力适中，单位容积制冷量大，流动阻力小，热导率大，价格低廉，对大气 臭氧层无破坏作用。 氨的主要缺点是毒性较大、可燃、可爆、有强烈的刺激性臭味、等熵指数较大， 若系统中含有较多空气时，遇火会引起爆炸。 氨制冷系统中应设有空气分离器，及时排除系统内的空气及其它不凝性气体。 氨系统中不必设置干燥器，含水量仍限制在≤0.2％的范围内。 氨制冷系统中往往设有油分离器 氨制冷系统中，不允许使用铜及其铜合金材料