(总的)家空调器的基本知识及原理培训教材244.docx

第一章 家用空调器的基本知识一、房间空气调节器的定义： 对密闭空间、房间或区域里空气的温度、湿度、洁净度及空气流动速度（简称“空气四度”）等参数进行调节和控制，以满足一定要求的设备，称之为房间空气调节器。 一般其具具有以下下五个基基本的运运行模式式：1、制冷模模式（降降低环境境温度） 通过过从室内内高温空空气中吸吸收热量量并向室室外放热热，使得得室内环环境温度度下降到到所需要要求，以以达到凉凉爽舒适适的目的的。2、制热模模式（升升高环境境温度） 通过过从室外外低温空空气中吸吸收热量量并向室室内放热热，使得得室内环环境温度度上升到到所需要要求，以以达到暖暖和舒适适的目的的。3、抽湿模模式（除除去湿度度） 在制制冷的过过程中，空空气经过过比其露露点温度度低的蒸蒸发器时时，其中中的水蒸蒸气就冷冷凝下来来，从而而把空气气中过多多的水分分带走。4、送风模模式（改改变风速速） 这时时相当于于风扇，使使室内空空气得到到循环流流动。5、自动模模式 根据据室内温温度与你你所设定定的温度度之差自自动地提提供冷量量或热量量，随时时保证室室内环境境的舒适适性。二、那空调调器到底底是怎样样工作，怎怎样实现现制冷制制热的呢呢？ 要要解决这这些疑问问，就要要先了解解空调器器是怎么么构成的的，它里里面是些些什么东东西，各各有什么么作用。下下面我们们就来说说说空调调器的四四大部件件，它们们是压缩缩机、冷冷凝器、蒸蒸发器、节节流机构构，当然然还少不了了制冷剂剂。1、制冷剂剂：好比比空调器器的“血血液” 它它是热量量的载体体，通过过它把室室内的热热量传递递到室外外（制冷冷）或把把室外环环境的热热量传递递到室内内（制热热）。2。压缩机机：可以以比作空空调器的的“心脏脏” 通通过压缩缩机的运运转来实实现制冷冷剂在系系统中的的流动和和循环。 家家用空调调器主要要使用全全封闭压压缩机，包包括往复复式、旋旋转式（单单转子、双双转子）、涡涡旋式。3、冷凝器器、蒸发发器：统统称为热热交换器器 室内内侧热交交换器（制制冷时称称作“蒸蒸发器”、低低压部件件）和室室外侧热热交换器器（制冷冷时称作作“冷凝凝器”、高高压部件件）。 空调调器运行行时，制制冷剂与与空气之之间的热热量传递递就是通通过热交交换器的的管壁和和翅片来来进行。 4、节流机机构：其其作用主主要是节节流降压压降温、调调节流量量和控制制过热度度。 节流流的工作作原理是是制冷剂剂流过阀阀门或毛毛细管时时，流动截截面突然然收缩，流流体流速速加快，压压力下降降（压力力下降的的大小取取决于流流动截面面大小），温温度也随随之降低低。 小型型制冷系系统节流流机构主主要采用用热力膨膨胀阀、毛毛细管、电电子膨胀胀阀。目目前，我我们在试试验室中中，最常常见的就就是毛细细管，其其是细而而长。它它的规格格参数主主要有外外径、内内径和长长度，如如2.5×1.11×6000，表示示外径为为2.55mm、内内径为11.1mmm和长长度为6600mmm的毛细管管。因其其结构简简单且便便宜，故故得以广广泛运用用。但其其缺点就就在于，在在某个工工况下，空空调器匹匹配到最最佳状态态后，定定长毛细细管就焊焊接上去去，不可可以再调调，这就就造成在在其它工工况下，空空调器不不一定运运行在最最佳状态态下。三、空调器器制冷制制热的的的工作原原理：1、制冷循循环 制冷冷运行时时，来自自室内机机蒸发器器的低压压低温制制冷剂气气体被压压缩机吸吸入压缩缩成高压压高温气气体，排排入室外外机冷凝凝器，通通过轴流流风扇的的作用，与与室外的的空气进进行热交交换而成成为中温温中压的的制冷剂剂液体，经经过毛细细管的节节流降压压、降温温后变成成低压低低温的制制冷剂液液体，之之后进入入蒸发器器与室内内环境空空气进行行热交换换，成为为低压低低温的制制冷剂气气体，如如此周而而复始地地循环而而达到制制冷的目目的。2、制热循循环当进行制热热运行时时，电磁磁四通换换向阀动动作，使使制冷剂剂按照制制冷过程程的逆过过程进行行循环。制制冷剂在在室内机机换热器器中放出出热量，在在室外机机换热器器中吸收收热量，从从而达到到制热的的目的。3、送风循循环 室外外机压缩缩机和风风机全关关，只开开室内风风机使室室内空气气得到循循环流动动。第二章 简简单的传传热学基基础知识识及在空空调中的的应用若要想进一一步的了了解空调调器的工工作原理理，就必必须学习习一些简简单的传传热学基基础知识识。一、制冷常常用术语语潜热       对液液态的水水加热，水水的温度度升高，当当达到沸沸点时，虽虽然热量量不断的的加入，但但水的温温度不升升高，一一直停留留在沸点点，加进进的热量量仅使水水变成水水蒸气，即即由液态态变为气气态。这这种不改改变物质质的温度度而引起起物态变变化(又又称相变变)的热热量称为为潜热。(全热等于于显热与与潜热之之和。)显热      对固态态、液态态或气态态的物质质加热，只只要它的的形态不不变，则则热量加加进去后后，物质质的温度度就升高高，加进进热量的的多少在在温度上上能显示示出来，即即不改变变物质的的形态而而引起其其温度变变化的热热量称为为显热。如如对液态态的水加加热，只只要它还还保持液液态，它它的温度度就升高高。因此此，显热热只影响响温度的的变化而而不引起起物质的的形态的的变化。比热    任任何物质质当加进进热量，它它的温度度会升高高。但相相同质量量的不同同物质，升升高同样样温度时时，其所所加进的的热量是是不一样样的。为为相互比比较，把把l kkg水温温度升高高1 所需的的热量定定为4.19kkJ。以以此作为为标准，其其它物质质所需的的热量与与它的比比值，称称为比热热。如 l kkg水温温度升高高l 需4.19kkJ，则则比热值值为4.19kkJ(kkg·)，而而 l kg铜铜温度升升高l 只需00.399kJ，则则铜的比比热为00.399kJ(kg··)。不不同材料料有各自自的比热热值。知道材料比比热值，就就能计算算出对它它降温所所需要除除去的热热量。例例如要将将5kgg 700的水冷冷却到115，则需需除去的的热量为为： QQmccD tt = 5×4.119×(700-155)ll1522.255kJ   式中中： mm：水的的质量，kkg；     cc：水的的比热kkJ(kkg·K)；   D t：温温度差值值 K。   它属属于显热热。热量    物物体温度度的高低低表示了了物体的的物质分分子热运运动剧烈烈的程度度，温度度的高低低也表示示物体所所具有能能量的高高低，这这种能量量称为热热能。当当温度不不同的两两个物体体相接触触时，两两者温度度逐步趋趋于一致致，发生生了热能能从温度度较高的的物体向向温度较较低的物物体转移移，此时时物体所所放出或或吸收的的能量称称为热量量。常用用的热量量单位有有：a、卡 在标准大气气压力下下，将 l克的的水加热热或冷却却，其温温度升高高或降低低l 时，所所加进或或除去的的热量称称为l卡卡，以符符号 ccal表表示。因因卡的单单位太小小，工程程上往往往采用其其10000倍的的千卡或或大卡来来表示。具具符号为为kcaal。b、英热单单位 在标准大气气压下，将将11bb(磅)(111b00.4554kgg)水加加热或冷冷却，其其温度升升高或降降低华氏氏温度ll oFF，所加加进或除除去的热热量称为为一个英英热单位位，其符符号为BBtu。c、焦耳 在国际单位位制中，取取热量单单位与功功的单位位一致，以以焦耳表表示。焦焦耳相当当于用11N(牛牛顿)的的力，共共作用点点在力的的方向上上移动ll m(米)所所做的功功。因此此，在国国际单位位制中，焦焦耳是功功和能的的单位，采采用这种种单位使使计算简简化，焦焦耳的符符号为JJ。我国国法定热热量单位位为焦耳耳。焦耳与卡之之间的换换算为：1 kJ(千焦耳耳)00.2339kccaI(千卡)l kcaal(千千卡)4.119kJJ(千焦焦耳)其它常用换换算公式式为：1 kcaal(千千卡)3.9969 Btuu(英热热单位)l Btuu(英热热单位)2552 ccal(卡) 1 kcaal(千千卡)4277 kgg·m(千千克·米)1 kW(千瓦)8660 kkca11h(千卡时)1 美国冷冷吨330244 kcca1h(千千卡时时)1 日本冷冷吨333200 kcca1h(千千卡时时)温度 温度被用用来表示示物质冷冷与热的的程度，温温度的高高低的程程度可用用温度计计来度量量，如玻玻璃温度度计，管管内的液液体受热热后膨胀胀，液面面升高，冷冷却收缩缩后，液液面降低低，液面面的高低低表示温温度的高高低程度度。下面面简要介介绍表示示温度值值的几种种标准。a、摄氏温温标 在标准大气气压下，把把水的冰冰点作为为0度，沸沸点作为为1000度，在在0度与与1000度之间间均衡的的刻成1100格格，每格格为l度度，以符符号表示。b、华氏温温标 在标准大气气压下，把把水的冰冰点定为为32度度，而沸沸点定为为2122度、二二者之间间均衡的的刻成1180格格，每格格为l度度，以符符号oF表示示。 c、开氏温温标(又又称绝对对温标) 它以摄氏温温标为基基础、把把水的冰冰点定为为2733.166度，水水的沸点点定为337316度度，理论论上把物物质中分分子全部部停止运运动之点点作为00度，以以符号KK表示。常用温标是是摄氏、华华氏、开开氏。它们之间的的换算公公式如下下：华氏换算摄摄氏：氏换算成华华氏： 开氏与摄氏氏的关系系：T= t + 2273.16 式中：T：开氏温温标，KK；t：摄氏温温标，。蒸发与沸腾腾 蒸发是指指在液体体自由表表面进行行气化的的过程 。例如如，水的的蒸发。衣衣服的凉凉干过程程。蒸发发是由于于液体表表面上具具有较高高能量的的分子克克服液体体分子的的引力、穿穿出液面面到达空空间而形形成的。在在相同环环境下、液液体温度度越高，则则蒸发越越快。制制冷工程程中，许许多问题题都涉及及到蒸发发过程，例例如冷却却塔及空空调中的的加湿与与干燥过过程等。红红外加湿湿器的加加湿属表表面蒸发发过程。 沸腾是指指液体内内部产生生气泡形形式的剧剧烈气化化过程。例例如，水水的烧开开过程。在在一定压压力下，液液体加热热到一定定的温度度才开始始沸腾。在在整个沸沸腾过程程中，液液体吸收收的热量量全部用用于自身身的容积积膨胀与与相变，故故气液温温度保持持不变。如如电极加加湿器属属于沸腾腾过程。压力气体由分子子组成，亿亿万分子子在无规规则的运运动中，频频繁撞击击容器内内壁，在在内壁单单位表面面积上垂垂直产生生的力称称为压力力。在工工程中测测量气体体压力的的常用单单位是：千克厘米22、或为为mmHHg(毫毫米汞柱柱)，我我国的法法定单位位是 PPa(帕帕斯卡)。湿度             湿度度是表示示湿空气气中含有有水蒸汽汽量多少少的物理理量，有有三种表表示方法法。a、绝绝对湿度度         l m3湿空气气中含水水蒸汽的的质量。符符号为ZZ，单位位为 kkg/m3.。       绝对对湿度使使用起来来不方便便。它不不能直接接反映出出湿空气气的干湿湿程度。 b、含湿湿量      每公斤斤干空气气所含有有水蒸汽汽量称为为含湿量量，符号号为d，单单位为 kgkg(干)；c、相对湿湿度 湿空气中水水蒸汽分分压力和和同温度度下饱和和水蒸汽汽分压力力之比，称称为相对对湿度。用用符号jj 表示示。j 值小，表表示空气气较干燥燥，反之之，空气气较潮湿湿。当jj 00时，为为干空气气；j 1000时时，为饱饱和空气气。从j 值大大小可直直接看出出空气的的干湿程程度。 j 和和d都是是表示空空气的湿湿度参数数，含意意却不同同，d表表示水蒸蒸汽的含含量多少少，却不不能表示示空气接接近饱和和的程度度；而jj 能表表示空气气接近饱饱和程度度，却不不能表示示水蒸汽汽的含量量多少。露点温度      在一定定大气压压力下，含含湿量不不变时空空气中的的水蒸汽汽凝结为为水(凝凝露)的的温度。在在d不变变时，空空气温度度下降，由由未饱和和状态变变为饱和和状态，此此时空气气的相对对湿度jj = 1000。在在空调器器中，把把空气降降温至露露点温度度，达到到除湿干干燥空气气的目的的。焓     焓是湿湿空气的的一个重重要参数数，是一一个内能能与压力力位能之之和的复复合状态态参数。   在空调过程中，湿空气的状态经常发生变化，焓可以很方便确定该状态变化过程中的热交换量。湿空气的变化过程是定压过程，焓差等于热交换量。二、传热学学基础知知识及在在空调中中的应用用1、传热有有三种基基本方式式a、导热：物体个个部分之之间不发发生相对对位移时时，依靠靠分子、原原子及自自由电子子等微观观粒子的的热运动动而产生生的热量量传递。b、对流：流体个个部分之之间发生生相对位位移，冷冷热流体体相互掺掺混所引引起的热热量传递递方式。根据引起流流动的原原因而论论，可分分为自然然对流和和强制对对流换热热。c、热辐射射是由于于因为热热的原因因而通过过电磁波波传递能能量的过过程和方方式。发生在空调调系统中中的主要要传热过过程：2、冷凝器器中的传传热过程程：高温高压压制冷剂剂向周围围空气环环境散热热a、制冷剂剂>铜管管内壁：对流换换热b、铜管内内壁>铜管管外壁及及翅片：导热c、铜管外外壁及翅翅片>周围围大气环环境：对对流换热热高温高压制制冷剂以以过热蒸蒸气状态态进入冷冷凝器，在在管内发发生降温温及冷凝凝，从冷冷凝器入入口到第第一个液液滴产生生前，是是一个温温度不断断降低的的过程；从第一个液液滴产生生到最后后一个气气泡消失失，是一一个温度度不变的的过程，在在此过程程中，制制冷剂中中含液量量不断上上升，含含气量不不断下降降；从最后一个个气泡消消失到冷冷凝器出出口，是是一个降降温过程程。总的说来，这这是一个个高温高高压制冷冷剂气体体在冷凝凝器中散散热降温温冷却成成低温高高压制冷冷剂液体体的过程程。3、蒸发器器中的传传热过程程：低温低压制制冷剂从从周围空空气环境境吸热a、大气>铜管管外壁及及翅片：对流换换热b、铜管外外壁及翅翅片>铜管管内壁：导热c、铜管内内壁>制冷冷剂：对对流换热热低温低压制制冷剂以以气液混混合状态态进入蒸蒸发器，在在管内发发生等温温蒸发及及升温过过程；从蒸发器入入口到最最后一个个液滴消消失前，是是一个温温度不变变的过程程（理论论上），在在此过程程中，制制冷剂中中含液量量不断下下降，含含气量不不断上升升；从最后一个个液滴消消失到蒸蒸发器出出口，是是一个升升温过程程。总的说来，这这是一个个低温低低压制冷冷剂液体体在蒸发发器中吸吸热变成成低温低低压制冷冷剂气体体的过程程。4、其他的的传热过过程压缩机及配配管等与与环境的的换热（这这份热量量交换相相对比较较小）；下图是R222制冷冷剂的压压焓图，通通过这个个图有助助于大家家对这个个系统工工作的了了解。第三章 家用空空调器制制冷系统统的性能能匹配简简单实例例制冷量是空空调器最最基本的的性能指指标，是是空调器器具有使使用价值值的基本本依据，因因此在系系统性能能匹配中中具有特特别重要要意义。 制冷量可用用焓值法法量热计计（简称称焓差台台）或平平衡环境境型房间间量热计计（简称称热平衡衡）进行行测试。我们知道，空空调器制制冷运行行时，其其从室内内吸收的的热量QQ0加上功功耗W等等于向室室外放出出的热量量QK，即QQK=Q0+W。在用焓值法法测试时时，Q00=m×hmm×（h进风风-h出风风）式中：m表表示空调调器的送送风风量量，Kgg/m33；h进风表示示空调器器内侧进进风温度度对应的的焓值，KJ/Kg；h出风表示示空调器器内侧出出风温度度对应的的焓值，KJ/Kg；从上面的公公式可以以看出，制制冷量的的测试结结果直接接与风量量和进出出风温度度有关，所所以，测测试前一一定要注注意样机机的状态态是否完完好；测测试时要要注意样样机的安安装是否否正确（如如高度、前前后左右右的自由由空间、导导风板位位置等），该该布的温温度点是是否已经经接好，压压力表连连接是否否可靠（如如接头是是否漏气气、软管管是否破破裂）等等。左图就是压压缩机所所布的排排气回气气和压底底的温度度点，右右图就是是内外机机所布的的冷中和和冷出的的温度点点。通过过这些温温度点，我我们可以以知道空空调器的的运行状状态，并并在一定定程度上上判定空空调器性性能的好好坏。那么在空调调器制冷冷系统的的性能匹匹配中，我我们有什什么规律律可寻或或经验荐荐见呢？通过大大量的试试验和经经验总结结，我们们可以归归纳出，在在额定制制冷量测测试中的的一些主主要性能能参数，参参考值如如下： 蒸发温度：699，一般般整体式式、柜式式和吸顶顶式等偏偏低，挂挂壁式偏偏高 冷凝温度：分体式式不大于于49，整体体式不大大于544过冷度：不不小于66过热度：117排气温度：7590，变频频机在高高低频时时会超出出该范围围 回气温度：6115排气压力：1.662.1Mppa，整整体式偏偏高，高高能效比比机偏低低 回气压力：0.44500.6MMpa，高高能效比比机偏高高。现以具体实实例，来来说明空空调器制制冷量匹匹配的一一般过程程：如：任务要要求普配配压缩机机，机型型为KFF-255GW要求选用的的压缩机机为PHH1600X1CC-4FFT2 根据以往的的相似机机型经验验，我们们先预充充注氟量量为R222 7780gg 其简单的制制冷循环环图如下下所示，在在这里我我们的主主要工作作就是对对其中的的毛细管管（节流流阀）长长短和制制冷剂RR22的的量进行行调节，使使压缩机机与这个个系统在在一定的的工况下下，运行行在一个个最佳的的状态。这这就是我我们常说说的简单单的系统统匹配。a) 选用用毛细管管 1.33×5000mm ,1根根,测试试数据为为： 制 冷 量量： 225122 W 输入功率： 9447.88 W 能 效 比比： 22.655 W/W 出风温度： 室内内13.8/133.0 ，室室外400.9排气温度： 755.6回气温度： 5.9从上面的数数据可以以看出，排排气温度度（755.6）和回回气温度度（5.9）均偏偏低，因因此考虑虑加长毛毛细管而而增大节节流，具具体加长长多少视视测试数数据而定定，在这这里由于于排、回回气温度度均在正正常范围围的下限限，所以以加长1100mmm。另外，为了了提高效效率，在在没有很很高把握握的情况况下，更更换毛细细管应尽尽可能使使参数稍稍微偏向向另一端端。b) 选用用毛细管管 1.33×6000mm ,1根根,测试试数据为为： 制 冷 量量： 225700 W 输入功率： 9662.55W 能 效 比比： 22.677 W/W 出风温度： 室内内13.8/122.9 ，室室外411.0排气温度： 888.9回气温度： 100.1由上面的数数据分析析，排气气温度（888.99）和回回气温度度（100.1）均偏偏高，说说明毛细细管过长长，因此此为得到到最佳状状态，需需适当减减短毛细细管以减减小节流流，可取取5000mmhh和6000mmm的中间间值，即即5500mm长长。c) 选用用毛细管管 1.33×5500mm ,1根根,测试试数据为为： 制 冷 量量： 225633 W 输入功率： 9449.33 W 能 效 比比： 22.700 W/W 出风温度： 室内内13.8/122.9 ，室室外411.0排气温度： 799.5回气温度： 5.8此时的各项项参数已已基本合合理，制制冷量、输输入功率率和能效效比均已已达到国国标和企企标要求求。但回回气温度度偏低，显显示制冷冷剂注氟氟量偏大大，如果果考虑安安装时的的损耗，则则可以取取7800g为生生产注氟氟量。（因因为我们们的家用用分体式式空调器器到用户户那里安安装时，普普遍采用用排空赶赶气法，故故一般在在1.55匹以下下的机型型生产时时多预充充30g制制冷剂，在在2匹以上上的机型型多预充充50g制制冷剂）至此，通过过第三部部匹配，我我们可以以完成能能力匹配配的任务务了。但但是在经经过仔细细的分析析和思考考，可以以看到：上面的的能效比比不高而而制冷量量有余量量，可将将毛细管管和注氟氟量同时时减小。很很有可能能能提高高能效比比，但同同时也可可能因制制冷剂量量相对少少了和压压力将小小了，会会影响到到制冷量量的大小小。总之之，还是是需试验验结果来来说话。d) 选用用毛细管管 1.33×4500mm ,1根根，同时时放液330g（此此时注氟氟量为7750gg）,测测试数据据为： 制 冷 量量： 224899 W 输入功率： 8229.77 W 能 效 比比： 33.000 W/W 出风温度： 室内内14.2/133.1 ，室外外40.4排气温度： 811.3回气温度： 133.4可以看到制制冷量随随之有所所降低（774W），但但功率降降得幅度度更大（1119.6W），使使能效比比大幅升升高，总总体性能能明显提提高了。结结果还是是令人满满意的。不过应注意意回气温温度已较较高，7750gg的注氟氟量如果果作为出出厂注氟氟量是偏偏低的，安安装后可可能出现现制冷量量不足或或影响正正常的使使用寿命命，因此此应适当当补充330g液液作为用用户排空空量。 上上面的例例子比较较简单，通通过三根根毛细管管就找到到了目标标点，所所测的参参数也较较少，热热电偶只只布了排排气、回回气2个个温度点点，高、低低压力则则未测。 其其实，在在实际匹匹配过程程中，常常常会遇遇到制冷冷系统的的大小较较紧张（可可能由于于降低风风速（静静音机型型）、压压缩机能能效比偏偏低、换换热系统统设计不不合理，或或用小系系统配大大机型等等），此此时往往往仅通过过更换毛毛细管或或调整液液量不能能解决问问题，而而是要作作更多的的工作（如如重新分分路，拉拉密片距距，采用用换热效效果更好好的新型型翅片和和内螺纹纹管，采采用高能能效压缩缩机等）。 当然，我们们也要注注意：当当毛细管管长度小小于4000mmm时可能能出现节节流不稳稳定的问问题，所所以当长长度小于于4000mm时时需更换换内径较较大的毛毛细管，如如1.3换为为1.6，或或增加毛毛细管根根数（尽尽量不采采用，因因为可能能出现分分液不均均的问题题，同时时装配工工作量也也增加了了）。在在更换内内径不同同的毛细细管前，为为减少不不必要的的测试过过程和少少走弯路路，需查查询毛细细管的标标准压差差表或根根据自己己长时间间的经验验来判断断，以尽尽可能准准确地确确定出新新毛细管管的长度度。这时，我们们做好能能力匹配配是否就就算完成成这个任任务了呢呢？回答是“NNO！”我们还需要要测试它它的性能能试验。其其中一个个较重要要的就是是：最大制冷运运行试验验，低电电压1887V，工工况为（）， 室内侧DBB/WBB：322/233，室外外侧DBB/WBB：466/300 操作步骤：工况稳稳定后，在在低压下下连续运运行1hh，然后后停机断断电3mmin，再再启动运运行1hh；只有通过该该试验，我我们的匹匹配任务务才算完完成了一一大半。但是当冷凝凝面积不不足或匹匹配设计计不合理理时，最最大制冷冷运行低低电压容容易造成成压缩机机过载保保护动作作，这时时应调整整系统使使高压和和压缩机机功率（电电流）下下降，一一般的方方法是通通过减短短制冷毛毛细管，但但此时制制冷量也也往往会会有所降降低。有有时也会会考虑其其它方法法，如在在冷凝器器出口加加卸荷阀阀（出口口到中东东的T33机型经经常采用用，成本本也会相相应的增增加）、增增大冷凝凝器的换换热面积积等。