通风空调基本知识.ppt

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通风空调基本知识通风空调基本知识基建工程部空调原理空调原理一制冷工质制冷工质二空调分类及适用范围空调分类及适用范围三空调未来发展方向空调未来发展方向四空调原理空调原理第一章第一章被称为制冷之父的美国发明家威利斯哈维兰德卡里尔（有的地方译作开利）于1902年设计并安装了第一部空调系统。

话说当年水牛公司的其中一个客户纽约市沙克特威廉印刷厂，它的印刷机由于空气的温度及湿度变化，使纸张扩张及收缩不定，油墨对位不准，无法生产清晰的彩色印刷品。

于是求助于水牛公司。

卡里尔心想既然可以利用空气通过充满蒸气的线圈来保暖，何不利用空气经过充满冷水的线圈来降温？

空气中的水会凝结于线圈上，如此一来，工厂里的空气将会既凉爽又干燥。

一、空调的起源及理论基础一、空调的起源及理论基础1.1.1.1.空调的起源空调的起源空调的起源空调的起源一、空调的起源及理论基础一、空调的起源及理论基础1915年，卡里尔与6个朋友集资32万美元，成立了制造空调设备的卡里尔公司（中国译名开利公司）,1922年该公司研制成功了具有里程碑地位的产品一一离心式空调机，从此空调效率大大提高，调节空间空前增大，人成为空调服务的对象，具有轰动意义的事接踵产生:

1924年卡里尔公司为底特律的赫德逊大百货公司安装了空调，1925年为纽约里沃利大剧院安装了中央空调，大商场安装了空调，顾客们夏天购物的心情大不一样，大剧院安装了中央空调，影剧院内人山人海，清凉彻底征服了观众。

以后5年，卡里尔公司给300多家商场和影剧院送去了清凉，空调从此进入了迅猛发展的时代。

1928年美国国会安装了空调，1929年白宫安装了空调,1936年空调开始进入飞机,1939年开始出现空调汽车,1962年第一套冷暖空调应用于太空领域。

1.1.1.1.空调的起源空调的起源空调的起源空调的起源一、空调的起源及理论基础一、空调的起源及理论基础热力学第二定律：

不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，或不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，或不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。

又称“熵增定律”，表明了在自然过程中，一个孤立系统的总混乱度（即“熵”）不会减小。

冷暖空调的基本原理就是消耗能量（机械能、电能、热能）把热量从低温物体传到高温物体。

即夏天把热量从室内传到室外，冬天把热量从室外传到室内。

2.2.2.2.空调的理论基础空调的理论基础空调的理论基础空调的理论基础制冷的方法有：

液体气化制冷气体膨胀制冷涡流管制冷热电制冷磁制冷其中液体气化制冷按照实现循环所采用的方式之不同分：

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等二、制冷方法的分类二、制冷方法的分类三、各种制冷方式的原理三、各种制冷方式的原理第第一章一章空调原理空调原理液体汽化形成蒸气，利用该过程的吸热效应制冷的方法称液体蒸发制冷。

（一）液体蒸发式制冷

（一）液体蒸发式制冷1.1.1.1.液体蒸发式制冷原理液体蒸发式制冷原理液体蒸发式制冷原理液体蒸发式制冷原理

（一）液体蒸发式制冷

（一）液体蒸发式制冷2.2.2.2.液体蒸发式四个基本过程液体蒸发式四个基本过程液体蒸发式四个基本过程液体蒸发式四个基本过程液体蒸发制冷循环必须具备以下四个基本过程：

制冷剂液体在低压下汽化产生低压蒸气，放出热量制冷；将低压蒸气抽出并提高压力变成高压气；将高压气冷凝成高压液体，放出热量；高压液体再降低压力回到初始的低压状态。

第一个难题：

冷水怎么制成？

解决办法：

冷媒的蒸发1.1.1.1.连续制冷要解决的四个难题连续制冷要解决的四个难题连续制冷要解决的四个难题连续制冷要解决的四个难题

（二）压缩式制冷原理

（二）压缩式制冷原理空调用制冷技术属于普通制冷范围，主要是采用液体气化制冷法。

（主要是利用液体气化过程要吸收比潜热，而且液体压力不同，其沸点也不同，压力越低，沸点越低。

）热热热热热热气体气体液体液体液体液体需要空调需要空调的空间或的空间或冷冻水冷冻水热热热热热热热热热热热热气体气体热热热热热热热热热热

（二）压缩式制冷原理

（二）压缩式制冷原理1.1.1.1.连续制冷要解决的四个难题连续制冷要解决的四个难题连续制冷要解决的四个难题连续制冷要解决的四个难题蒸发器蒸发器室内机组室内机组热热液体液体气体气体蒸发器蒸发器（室内（室内机机）内的液态冷媒内的液态冷媒吸收周围空气的热量吸收周围空气的热量。

空气的温度从而下降空气的温度从而下降

（二）压缩式制冷原理

（二）压缩式制冷原理室内室内的的温度温度较较高高,空气流过蒸发器时空气流过蒸发器时冷媒蒸发带走空气中的热量冷媒蒸发带走空气中的热量,空气温空气温度降低成为冷空气度降低成为冷空气。

空气被冷却时空气被冷却时,空气中会有凝水空气中会有凝水.通过排通过排水器排走。

水器排走。

挡水板挡水板水水水滴水滴冷风冷风排水排水蒸发器蒸发器

（二）压缩式制冷原理

（二）压缩式制冷原理第二个难题：

冷媒怎么降温？

解决办法：

节流降温1.1.1.1.连续制冷要解决的四个难题连续制冷要解决的四个难题连续制冷要解决的四个难题连续制冷要解决的四个难题

（二）压缩式制冷原理

（二）压缩式制冷原理节流效应焦耳汤姆逊效应当气体（或液体）在管道中流动时，由于局部阻力，如遇对应到缩口和调节阀门时，其压力若显著下降，这种现象叫做节流。

实验发现，实际气体节流前后的温度一般将发生变化。

气体在节流过程中的温度变化叫做焦耳汤姆逊效应（简称焦汤效应）。

大多数实际气体在室温下的节流过程中都有冷却效应，即通过节流元件后温度降低，这种温度变化叫做正焦耳汤姆逊效应。

少数气体在室温下节流后温度升高，这种温度变化叫做负焦耳汤姆逊效应。

在某一温度下，焦耳汤姆逊效应的正负将发生改变，这一温度成为反转温度。

每一气体都有其反转温度。

空气、氮和氧的反转温度都高于室温，氢的反转温度是192.5K。

多次焦耳汤姆逊效应被工业上用来制冷。

（二）压缩式制冷原理

（二）压缩式制冷原理冷凝器冷凝器蒸发器蒸发器压力压力.4545液体液体液体液体吸热吸热减压阀减压阀（膨胀阀或毛细膨胀阀或毛细管管）压力变换器压力变换器压力压力.55液体液体液体液体放热放热

（二）压缩式制冷原理

（二）压缩式制冷原理第三个难题：

冷媒怎么加压后再进入节流装置循环连续制冷？

1.1.1.1.连续制冷要解决的四个难题连续制冷要解决的四个难题连续制冷要解决的四个难题连续制冷要解决的四个难题解决办法：

要通过压缩、加热或喷入高压气体加压。

（二）压缩式制冷原理

（二）压缩式制冷原理三种加压方法对应的制冷方式三种加压方法对应的制冷方式压缩压缩加热加热喷入气体喷入气体压缩式制冷压缩式制冷吸收式制冷吸收式制冷蒸汽喷射式制冷蒸汽喷射式制冷

（二）压缩式制冷原理

（二）压缩式制冷原理第四个难题：

那么压缩机（或发生器）出来的气体怎么变成液体呢？

1.1.制冷要解决的四个难题制冷要解决的四个难题解决办法：

冷凝过程压缩机（或发生器）出来的高温高压气体经过冷凝器放热变成高压温度略高于常温的液体。

（二）压缩式制冷原理

（二）压缩式制冷原理空气或水空气或水放热放热气体气体液体液体气态的冷媒向周围的空气或水放气态的冷媒向周围的空气或水放热，气态冷媒液化为液体热，气态冷媒液化为液体

（二）压缩式制冷原理

（二）压缩式制冷原理冷凝器冷凝器冷凝器冷凝器（室外机室外机室外机室外机）冷媒向空气放热，由气态转化为液态冷媒向空气放热，由气态转化为液态向向向向空空空空气排热气排热气排热气排热冷凝器冷凝器冷凝器冷凝器

（二）压缩式制冷原理

（二）压缩式制冷原理放热放热冷却塔冷却塔冷却水冷却水蒸发器蒸发器蒸发器蒸发器水冷冷凝器水冷冷凝器泵泵压缩机压缩机水吸收冷媒热量而使冷媒液化水吸收冷媒热量而使冷媒液化水吸收冷媒热量而使冷媒液化水吸收冷媒热量而使冷媒液化气态冷媒向水放热成气态冷媒向水放热成为液态为液态

（二）压缩式制冷原理

（二）压缩式制冷原理下面四个部件是空调机（压缩式）必须的下面四个部件是空调机（压缩式）必须的压缩机压缩机冷凝器冷凝器膨胀阀（或毛细管）膨胀阀（或毛细管）蒸发器蒸发器提供动力提供动力增加气体增加气体的内能的内能排放热量排放热量节流降压节流降压提供冷量提供冷量

（二）压缩式制冷原理

（二）压缩式制冷原理2.2.2.2.空调的四个部件空调的四个部件空调的四个部件空调的四个部件排放热量排放热量提供冷量提供冷量（三）吸收式制冷原理（三）吸收式制冷原理1.1.1.1.为何热量变成冷量？

为何热量变成冷量？

为何热量变成冷量？

为何热量变成冷量？

制冷方法属于液体气化制冷法：

例如溴化锂吸收式制冷机是水在7mmHg状态下，3-4度蒸发吸收热量，制冷剂循环类似压缩式制冷循环，压塑机升温、升压功能由发生器、吸收器、溶液泵组成的溶液循环系统取代。

排放热量排放热量提供冷量提供冷量

（1）组成设备：

蒸发器、冷凝器、节流阀、吸收器、发生器、溶液泵。

吸收器：

吸收制冷剂蒸气发生器：

加热、释放制冷剂溶液热交换器：

内部能量利用，提高效率溶液泵：

加压作用

（2）循环：

制冷剂循环溶液循环（三）吸收式制冷原理（三）吸收式制冷原理2.2.2.2.吸收式制冷的系统组成吸收式制冷的系统组成吸收式制冷的系统组成吸收式制冷的系统组成制冷剂循环制冷剂循环（逆循环）（逆循环）吸收剂循环吸收剂循环（正循环）（正循环）吸收式制冷循环吸收式制冷循环（三）吸收式制冷原理（三）吸收式制冷原理3.3.3.3.吸收式制冷的工作过程吸收式制冷的工作过程吸收式制冷的工作过程吸收式制冷的工作过程热交换器冷水出水冷水出水用冷需求用冷需求蒸蒸发器器冷水回水吸收器吸收器燃料发生器生器冷却水冷却水（三）吸收式制冷原理（三）吸收式制冷原理4.4.4.4.吸收式制冷的工作过程动态展示吸收式制冷的工作过程动态展示吸收式制冷的工作过程动态展示吸收式制冷的工作过程动态展示比较内比较内容容蒸汽压缩式蒸汽压缩式制冷制冷吸收式制冷吸收式制冷1.消耗能消耗能源的形式源的形式机械能或电机械能或电能能（低品位）（低品位）热能热能2.制冷工制冷工质质多为多为单一工单一工质质（R717,R718,R22,R134a等）等）为沸点相差较大的物质组成的为沸点相差较大的物质组成的二元溶液二元溶液吸收剂吸收剂沸点高者，沸点高者，制冷剂制冷剂沸点低者沸点低者又名又名“制冷剂制冷剂吸收剂吸收剂”工质对工质对常见二元溶液：

常见二元溶液：

（1）NH3+H2O制冷温度：

制冷温度：

1-45，多用作工艺生产过，多用作工艺生产过制冷剂制冷剂吸收剂吸收剂程的冷源程的冷源

（2）LiBr+H2O制冷温度：

制冷温度：

0，可用于制取空调用冷，可用于制取空调用冷吸收剂吸收剂制冷剂制冷剂冻水或工艺用冷却水冻水或工艺用冷却水3.系统组系统组成成“四大件四大件”“六大件六大件”:

发生器发生器，冷凝器，膨胀阀，蒸发器，冷凝器，膨胀阀，蒸发器，吸收器，溶液泵吸收器，溶液泵4.循环个循环个数数制冷循环制冷循环1个个逆循环逆循环两个循环：

两个循环：

1.制冷剂循环制冷剂循环逆循环（同蒸气压缩式制冷）；逆循环（同蒸气压缩式制冷）；2.吸收剂循环吸收剂循环正循环（视为热力压缩机）。

正循环（视为热力压缩机）。

5.5.5.5.吸收式制冷与蒸气压缩式制冷的比较吸收式制冷与蒸气压缩式制冷的比较吸收式制冷与蒸气压缩式制冷的比较吸收式制冷与蒸气压缩式制冷的比较（三）吸收式制冷原理（三）吸收式制冷原理（四）蒸汽喷射式制冷原理（四）蒸汽喷射式制冷原理高压的工作蒸气进入喷嘴，膨胀并以1000m/s以上的流速流动，于是在喷嘴出口处造成很低的压力，这就为蒸发器中水在低温下汽化创造了条件。

由于水的汽化吸热，而使未汽化的水的温度下降，为空调系统提供低温冷水。

蒸发器中产生的冷剂水蒸气与工作蒸气在喷嘴出口处混合，一起进入扩压器。

在扩压器中由于流速降低而使压力升高，进入冷凝器，放出热量后被冷凝成为液体，液态水分两路：

一路经过节流阀降压后送回蒸发器，继续蒸发制冷；另一路用泵加压后送入锅炉。

（五）吸附式制冷原理（五）吸附式制冷原理一定的固体吸附剂对某种制冷剂气体具有吸附作用。

吸附能力随吸附剂温度的不同而不同。

周期性地冷却和加热吸附剂，使之交替吸附和解吸。

解吸时，释