季建业 周冰空调的基本常识 前 言 空气调节（简称空调） ，是实现空间内空气温度、湿度、清洁度 和空气流动速度等各种参数的调节和控制。 冷负荷： 冷负荷： 为连续保持空调房间恒温、恒湿，在某一时刻需向房间供应的冷 量。 热负荷： 热负荷： 为补偿房间失热需向房间供应的热量。 湿负荷： 湿负荷： 为维持室内相对湿度恒定需从房间除去的湿量。 通常，房间冷（热） 、湿负荷是确定空调系统送风量以及各种设 备容量的依据。 空调系统的分类 一幢建筑的空调系统通常包括以下设备及其附件： 冷、热源设备——提供空调用冷、热源； 冷、热介质输送设备及管道——把冷、热介质输送到使用场所； 空气处理设备及输送设备及管道——对空气进行处理并运送至 需空气调节的房间； 温、湿度等参数的控制设备及元器件。 根据以上设备的情况，可对空调系统进行一系列的分类。 按照处理空气所采用的冷、 一、 按照处理空气所采用的冷、热介质来分类 ㈠中央空调系统 通过冷、热源设备提供满足要求的冷、热水并由水泵输送至各个 空气处理设备中与空气进行交换后， 把处理后的空气送至空气调节房 间。简单的说，中央空调系统就是冷热源集中处理空调调节系统。 ㈡分散式系统 实际上已经不是空调设计中 “系统” 的概念， 它是把冷热源设备、 空气处理及起输送设备组合一体，直接设于空气调节房间内。其典型 的例子就是直接蒸发式空调机组，如分体式空调机。 ㈢其他空调系统 既有中央空调的某些特点，又有分散式空调的某些特点，变冷媒 流量空调系统和水源热泵系统等。 二、按冷、热介质的到达来分类 按冷、 这里所提到的冷、热源介质，是指为空气处理所提供的冷、热源 的种类而不包括被处理的空气本身。 ㈠全空气系统 冷、热介质不进入被空调房间而只进入空调机房，被空气调节房 间的冷、热量全部由经过处理的冷、热空气负担，被空气调节房间内 只有风道存在。 典型的例子是目前所常见的确一、二次回风空调系统。 ㈡气-水系统 空气与作为冷、热介质的水同时送进被空气调节房间，空气解决 房间的通风换气或提供满足房间最小卫生要求的新风量， 水则通过房 间内的小型空气处理设备而承担房间的冷、热量及湿负荷。 ㈢直接蒸发式系统 利用冷媒直接与空气进行一次热交换， 将使得在输送同样冷 （热） 量至同一地点时所用的能耗更少一些。 其作用范围比中央空调系统小 的多。 空调风系统的分类 一、 按所处理空气性质分类 （一） 直流式系统 在直流式系统中，经过处理设备的空气全部为室外新鲜空气 （因而有时也称其为全新风空调系统） 。在高层民用建筑中，它通 常有两种方式：一种是处理后的空气承担全部室内冷、热负荷， 其空气处理机的风量及冷、热处理能力都比较大；另一种是新风 仅为室内最低卫生标准，风量较小且空气处理机组只承担新 风与室内参数之间差值部分的冷、 热负荷 （或极少量的室内负荷） ， 室内负荷主要由其它室内空调设备来承担，如目前常见的风机盘 管加新风空调系统。 （二） 循环式系统 在此系统中，不补充任何室外新风，所有空气均在室内、风 管及空气处理设备中进行循环。因此，空气处理设备只承担室内 负荷，如风机盘管本身的使用就是一个典型例子。很显然，单独 的这种系统由于没有新风，其卫生标准是极差的，因此，这一系 统的应用只限于一些经常无人停留但需要消除室内冷、热负 荷的场所，在高层民用建筑中，这些场所包括各种设备机房、无 换气要求的库房等。 （三） 混合式系统 混合式系统即人们常说的一次回风或二次回风系统。 它是前 两者的综合形式， 也是目前高层民用建筑中应用最广泛的空调系 统之一。它既可较多地节省能源，又能满足必需的卫生标准。 在混合式系统中， 又分为定新风比系统和变新风比系统两种 形式。 前者即是在空调系统运行过程中， 全年始终维持恒定的新、 回风混合比（此混合比通常是以满足必需的卫生要求而定的）; 后者则是某些参数（室内、外温、湿度等）的变化而使新、回风 混合比在运行过程中从满足最低卫生要求 （此时的新风比通常称 为最小新风比）至 100%新风的范围内不断地变化。当新风比达 到 100%时，实际上它已经变为直流式系统了。 二、 按空气流量状态分类 （一） 定风量系统 此系统在运行过程中，风量始终保持恒定，不随其它参数的 变化而改变。因此，空气处理机内的风机能耗在运行过程中也始 终处于恒定状态， 每个风口的风量在运行过程中也始终保持不变。 （二） 变风量系统 系统及系统内各个风口的风量均按一定的控制要求在运行过 程中不断调整，以满足不同的使用要求。因此，空调机组内的风 机总是处于变参数运行状态，从风机理论中可知，在低风量时可 节省部分风机的运行性能。 空调水系统 这里所说的空调水系统指由中央设备供应的冷（热）水为介质并 送至末端空气处理设备的水系统。 空调水系统的形式是多样的，通常有以下几种划分方式： ⑴ 按水压特性划分，可分为开式系统和闭式系统； ⑵ 按冷、热水管道的设置方式划分，可分为双管制系统、三管 制系统和四管制系统； ⑶ 按各末端设备的水流程划分，可分为同程式系统和异程式系 统； ⑷ 按水量特性划分，可分为定水量系统和变水量系统； ⑸ 按水的性质划分，可分为冷冻水系统、冷却水系统和热水系 统。 风机盘管的介绍 风机盘管——风机盘管机组简称风机盘管。它是由小型通风机、 电动机和盘管（空气换热器）等组成的空调末端装置之一。盘管管内 流过冷冻水或热水时与管外空气换热， 使空气被冷却去湿或加热来调 节室内的空气参数。 风机盘管内部的电机多为单向电容调速电机， 可以通过调节电机 输入电压使风量分为高、中、低三档，因而可以相应地调节风机盘管 的供冷（热）量。 蒸汽压缩式制冷原理 单级蒸汽压缩制冷系统，是由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器和节 流阀四个基本部件组成。它之间用管道依次连接，形成一个密闭的系 统，制冷剂在系统中不断地循环流动，发生状态变化，与进行热 量交换。其工作过程如图 1 所示。 图 1. 制冷系统的基本原理 液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后，汽化成低温 低压的蒸汽、被压缩机吸入、压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器、 在冷凝器中向冷却介质(水或空气)放热，冷凝为高压液体、经节流阀 节流为低压低温的制冷剂、再次进入蒸发器吸热汽化，达到循环制冷 的目的。这样，制冷剂在系统中经过蒸发、压缩、冷凝、节流四个基 本过程完成一个制冷循环。 在制冷系统中，蒸发器、冷凝器、压缩机和节流阀是制冷系统中 必不可少的四大件，这当中蒸发器是输送冷量的设备。制冷剂在其中 吸收被冷却物体的热量实现制冷。压缩机是心脏，起着吸入、压缩、 输送制冷剂蒸汽的作用。冷凝器是放出热量的设备，将蒸发器中吸收 的热量连同压缩机功所的热量一起传递给冷却介质带走。 节流阀 对制冷剂起节流降压作用、 同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体 的数量，并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。1 2.2 制冷系统主要部件构成 空调机根据冷凝形式可分为：水冷式和空冷式两种，根据使用目 的可分为单冷式和制冷制暖式两种，不论是哪一种型式的构成，都是 由以下的主要部件组合而成的。 1. 制冷系统主要部件有压缩机、 冷凝器、 蒸发器、 膨胀阀(或毛细管、 过冷却控制阀)、四通阀、复式阀、单向阀、电磁阀、压力开关、熔 塞、输出压力调节阀、压力控制器、贮液罐、热交换器、集热器、过 滤器、干燥器、自动开闭器、截止阀、注液塞以及其它部件组成。 2. 电气系统主要部件有电机(压缩机、风机等用)、操作开关、电磁 接触器、连锁继电器、过电流继电器、热动过电流继电器、温度调节 器、湿度调节器、温度开关(除霜、防止结冻等用)。压缩机曲轴箱加 热器，断水继电器，电脑板及其它部件组成。 3. 控制系统由多个控制器件组成，它们是： 制冷剂控制器：膨胀阀、毛细管等。 制冷剂回控制器：四通阀、单向阀、复式阀、电磁阀。 制冷剂压力控制器：压力开闭器、输出压力调节阀、压力控制器。 电机器：过电流继电器、热动过电流继电器、温度继电器。 温 度调节器： 温度位式调节器、温度比例调节器。 湿度调节器：湿度位式调节器。 除霜控制器：除霜温度开关、除霜时间继电器、各种温度开关。 冷却水控制：断水继电器、水量调节阀、水泵等。 报警控制： 超温报警、 超湿报警、 欠压报警及火警报警、 烟雾报警等。 其它控制：室内风机调速控制器、室外风机调速控制器等。 2.3 常用制冷剂及其性质 制冷剂的种类较多，现就氟里昂 12 和 22 作简要介绍： a. 氟里昂 12(CF2Cl2)代号 R12 氟里昂 12 是一种无色、无臭、透明、 几乎无毒性的制冷剂， 但空气中含量超过 80%时会引起人的窒息。 氟 里昂 12 不会燃烧也不会爆炸，当与明火接触或温度达到 400℃以上 时，能分解出对人体有害的氟化氢、氯化氢和光气(CoCl2)。 R12 是 应用较广泛的中温制冷剂，适用于中小型制冷系统，如电冰箱、冰柜 等。 R12 能溶解多种有机物，所以不能使用一般的橡皮垫片(圈)， 通常使用氯丁二烯人造橡胶或丁睛橡或密封圈。 b. 氟里昂 22(CHF2Cl)代号 R22 R22 不燃烧也不爆炸，其毒性比 R12 稍大， 水的溶解度虽比 R12 大， 但仍可能使制冷系统发生冰塞现象。 R22 能部分地与润滑油互相溶解，其溶解度随着润滑油的种类及温度 而改变，故采用 R22 的制冷系统必须有回油措施。 R22 在标准大气压力下的对应蒸发温度为-40.8℃，常温下冷凝压力 不超过 15.68×105 Pa，单位容积制冷量与比 R12 大 60％以上。在空 调设备中，大都选用 R22 制冷剂
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