机房空调基本知识

机房空调基本知识机房空调基础知识之基本概念一、物质的热力状态热力状态有三个基本表达数：1、温度T：物质的冷热程度（物质的内能U和温度有关）；2、体积V：一定质量的物体占有的空间大小（比容：单位质量的物质占有的体积）；3、压力P：即单位接触面积上承受的压力。二、能量——内能、推动功1、内能：物质因大量份子剧烈运动而具有的内热能，和由于份子之间有西尽力而具有的内位能之和。2、推动功：物质因流动性而具有的使本身质量迁移的能量，这部分能量我们称之为：推动功=P（压力）×V（体积）3、气体受热膨胀做工有能量形式转化：热能转化为机械能；4、热力状态也变化：压力P变小、体积V增大；5、推动功只有传递：推动流体迁移做功，热力状态不变。三、能量——焓1、焓：是热力状态参数之一。H=U+P•Ｖ即：焓＝内能＋推动功2、物体流动时，不仅携带有自身的内能，还有从后面得到的推动自身移动的推动力。焓更为全面地概括了物体具有的能量总和，我们衡量某一空调的制冷能力就可以根据蒸发前后制冷的焓差来进行精确计算。流体还具有一定的流动速度而具有的动能，和因具有一定的高度而具有的势能。但在热力学中占的比例很小，一般可以忽略不计，四、能量——熵1、熵：也是热力状态参数之一熵是表现物质吸热或放热特性的量，物质吸收了热量熵增加，物质放出了热量熵减小，物质绝热变化过程熵不变。2、热力参数之间内在关系：状态方程A、理想气体的状态方程：P•Ｖ/Ｔ＝常数从式中我们可以看出，在一个密闭容器中，温度越高，气体的压力就越大。B、实际气体的状态方程：（Ｐ＋ａ/Ｖ２）•（Ｖ－ｂ）＝Ｒ•Ｔ本公式虽然为实际应用中仍有很高的可靠性和准确性。五、显热1、物体吸热或放热后，只改变物体的温度，而不改变物体的相态，这种热量称显热。是物质分子运动的能量，它可以通过温度计进行测量。例如：1Kg水从30℃加热到80℃，水吸热了209.38kJ(50kcal)。计算某一房间的热负荷时，空气温度高于设定温度而产生的热负荷成为显热负荷。2、显热的计算公式：1POUND×（212-32F）=180BTU2POUND×（212-32F）=360BTU六、潜热1、物体吸热或放热时，只改变物体的状态，，而物体的温度不变，这种热量称潜热。是物质分子分离与重组放出（吸收）的热量，它不能通过温度计进行测量。例如：1kg100℃的水改变成100℃的水蒸气需需吸热2257.2kJ；1kg0℃的水改变成0℃的水蒸气需需吸热2501kJ。计算某一房间的热负荷时，空气湿度高于设定湿度而产生的热负荷成为潜热负荷。潜热计算公式：1POUND×970BTU/POUND=970BTU七、显热比1、某一个房间来说，显热比即该房间的热负荷中显热负荷占总热负荷的百分比。空调的性能参数中描述的显热比则表示该空调的制冷能力中，显冷量占总冷量的百分比。我们对某一特定房间惊醒空调设备选型时，应根据该房间的热负荷的显热比，选择对应显热比制冷能力的空调设备。2、1kg水的热值比较(一个标准大气压)①、在小于一个标准大气压情况下，水的沸点低于100度。即水的蒸发温度是随着压力而改变的，压力越高，蒸发温度越高。②、一个标准大气压下，水的温度低于100度时，它一定处于也太，我们称为过冷水。水的温度高于100度，一定处于气态，我们称为过热蒸汽。③、蒸发及其逆向的冷凝过程是一个饱和过程，在此过程中温度压力均不变。当水完全蒸发为蒸汽后，如果继续加热，水蒸气的温度将继续升高，这是对应于其饱和温度来说我们称为过热蒸汽。机房空调基础知识之制冷发展简史1800年人们发现冰/雪和盐混合时具有制冷效应，能够大幅度降低水温，使水结冰。1834年英国人波尔金斯制成第一台使用乙醚作为制冷剂的压缩式制冷机。1873年德国人林杰发明了氨制冷机。1876年甲醚被用于制冷剂用来从阿根廷到法国运输肉类19世纪末随着机械制冷技术不断成熟，产生大量可应用的制冷剂如氨水、二氧化碳、二氧化硫、氯甲烷以及烃类。20世纪初Start制冷技术开始进入工业化应用，而当时已经开发的制冷剂工作压力较高且大多数均具有毒性和可燃性。1928年一种新型的制冷剂（二氯二氟甲烷）在美国合成成功，它不可燃，且具有低的毒性，工作压力低，属于人们期望的理想的制冷剂。1931年杜邦公司开始大规模工业化生产这种新合成的制冷剂，氟利昂家族从此诞生了。1930-1950年制冷剂家族以及大型商用空调获得了飞速的发展。1988年蒙特利尔协议，缔约国就限制使用对大气臭氧层具有破坏作用的制冷剂达成了协议并规定了具体的行动时间表。机房空调基础知识之制冷剂状态变化1、水也是制冷剂的一种，制冷循环极热或放热利用的正是物质相态转变时需要吸收或放出的巨大的热量，因为谁在正常压力下饱和温度较高，不能吸收通常温度下室内的热量，所以不常用。2、而R22在正常压力（70PSIG），其蒸发温度为（4.5℃），且单位溶剂制冷能力较强，对于人类理想的舒适温度21-27℃来说，是非常理想的冷源。3、与谁的性质类似，对于R22来说，在（70PSIG）压力下，饱和温度为（4.5℃），故此在此压力下蒸发过程制冷剂温度，恒定为（4.5℃），蒸发过程首先是饱和液体状态。在（70PSIG）压力下，如果R22的温度低于4.5℃，其一定处于也太，且温度低于饱和点，我们称其为过冷液体。如果R22的温度高于4.5℃，其一定处于气态，且温度高于饱和点，我们称其为过热气体。4、为实现制冷剂在温度相对较高的冷凝器一侧的冷凝散热，唯有通过升高制冷剂的压力来提高其饱和温度，使其高于室外环境温度从而实现散热冷凝过程。机房空调基础知识之臭氧层1、臭氧层是大气中具有微腥臭的浅蓝色气体，主要集中在距地面20-25KM的平流层内，它是地球的保护伞，阻挡了99%的紫外线辐射，使地球生物免受紫外线的伤害。臭氧层浓度每降低1%，紫外线的辐射量就增加2%，皮肤癌患者就增加7%，白内障的患者增加0.6%，紫外线还会破坏职务的光合作用和授粉能力，最终降低农业产量。氟利昂在太阳紫外线的照射下会分解出氯原子，氯原子会夺取臭氧分子而是臭氧变成普通氧。温湿效应：温室气体主要指大气中的CO2、CH4、Ar、O3等也包括制冷剂中CFC，它可以让短波太阳光几乎不受阻挡的通过，而把地球表面反射出来的长波辐射挡住，使地球表面保持了一定温度，但是过量的温室气体排入大气中，会增强地球表面的温室效应，影响了气温和降雨量，导致气候变暖，海平面升高。机房空调基础知识之制冷量及制冷循环1、冷量无法制造，其本质是热量的迁移。制冷循环就是实现将热量从空调房间移到另外一个能够容纳并稀释此部分热量的空间的过程。实现此部分循环的同时要消耗一定量的功，并且这种热量传递过程是在一个闭式系统内周期性的重复进行。吸热和放热过程是利用流体在不同的压力对应的不同的饱和温度下相态变化过程对应的吸热和放热特性（流体的焓发生改变，相态改变过程热量传递相对于仅仅温度改变来说是巨大的）。2、制冷循环（饱和蒸汽压缩式制冷循环），饱和蒸汽压缩式制冷循环式建立在逆卡诺循环基本原理之上，它利用压缩机和卤族元素衍生物类型的制冷剂（饱和蒸汽状态）或有机/无机化合物。采用压缩机使气态制冷剂增压，故称为蒸汽压缩式制冷。能够运用此制冷循环的制冷剂的范围非常之宽，可以根据组合的电气特性，可实现中高效制冷。目前市场上运用最为广泛的压缩技术就是通过此循环实现的，也是目前世界范围内运用最为广泛的制冷循环，运用不同厂商的绝大多数机型。机房空调基础知识之压缩式制冷系统的基本组成部件1、蒸发器经节流后的液态制冷剂在蒸发器中吸热汽化，使被冷却物质降温，实现制冷的目的。2、冷凝器在冷凝介质的作用下，使压缩机排出的过热气体冷凝未液态。3、压缩机制冷循环的核心，是制冷剂在系统内循环的动力装置，使蒸发器中的制冷剂保持低压，冷凝器中制冷剂维持高压。4、膨胀阀制冷剂虚幻流量的调节装置，它对高压液态制冷剂节流降压，使进入蒸发器的制冷剂在要求的低压下吸热蒸发。同时根据被冷却介质的热负荷变化自动调节进入蒸发器的制冷剂的流量。膨胀阀的作用：热力膨胀阀降低进入蒸发器制冷剂的压力，控制流入蒸发器的制冷剂流量，控制合理的吸气过热度。5、循环过程在由管道将四部分连接成的密闭系统内，制冷剂在这个密闭的系统中不断循环流动，发生相态变化，与周围环境进行热交换，从而达到制冷的目的。其工作过程是：液态制冷剂在蒸发器中吸收被冷却物质的热量之后，汽化成低压、低温的气体，被压缩机吸入压缩成高压、高温的气体，然后进入冷凝器向冷却物质放热而冷凝为高压、常温的液体，在经节流装置节流以后变为低压、低温的液态制冷剂，再次进入蒸发器吸热汽化，从而起到循环制冷的目的。6、储液罐储液罐位于冷凝器与蒸发器之间的制冷剂液体存储装置，自动适应负载的变化，调节冷凝压力使冷凝器工作于最佳工况。可以自动调整系统内循环的制冷剂容量，在进行系统维护的过程中，可以容纳绝大部分制冷剂，避免向大气环境排放制冷剂，降低了调试过程对制冷剂充注量的精度要求。7、蒸发器蒸发器由热交换盘管、框架结构、风箱等构成。经节流后的液态制冷剂在蒸发器中吸热汽化，使被冷却物质降温，实现制冷的目的。8、干燥过滤器吸收制冷系统中可能存在的水蒸气（内部充注有硅胶），水分存在的原因有两方面，一是干燥不严格，二是使用不合格的制冷剂会产生冰堵以及与制冷剂反映产生盐酸等危害。还需要过滤掉制冷系统内部可能存在的金属杂质。当硅胶与分子筛组合使用时，可实现干燥与抗酸性能的双重功能，分子筛的吸附能力比硅胶更强。一般有两种类型：抛弃型和滤芯再充注型。9、节流装置节流装置是制冷循环中的降压装置它能够提供可变的可修阻力，正对经过冷凝器冷凝后的高压的液体在进入蒸发器之前进行降压。对高压液体制冷进行节流降压，保证冷凝器与蒸发器之间的压力差，一边使蒸发器中的液态制冷剂在要求的低压对应的饱和温度下蒸发吸热，从而达到制冷降温的目的，同时使冷凝器中气态制冷剂在给定的高压对应的饱和温度下放热冷凝。它实现根据热符合以最佳的方式给蒸发器供液（毛细管除外）。10、毛细管制冷循环的流量控制和节流降压元件，直径约为0.7~2.5mm，长度约为0.6mm。细而长的紫铜管（降压原理为突然变径），产生必需的压降从而使制冷剂能够在蒸发器中吸收热量。不可调节装置（不能适应制冷负荷的变化），设计过程必须进行仔细的选型从而避免运行过程中蒸发器过量供液或供液不足。毛细管一般用于小容量系统（家用空调），有制冷剂充注量的限制，系统中不能采用储液罐，它属于静态组建，可靠性较高。压缩机停机后，能够快速的平衡高低压，所以即使采用低堵转转矩（启动转矩的马达），也能够保证压缩机停机后很快再次启动。本文来源：=1374638339293