技术交流｜空调单位换算、结构、原理、选型- 大数跨境

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技术交流｜空调单位换算、结构、原理、选型

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2020-05-07

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1、制冷空调常用单位换算

能量 = 功×时间

1焦耳（j）=1 瓦（w）×1 秒（s）

（1）能量单位：

国制：j、kj；英制：cal、kcal

1 j = 0.2388 cal

（2）功率单位：

国制：w、kw；英制：kcal/h(大卡）

1 kcal/h = 1.163 w

1 kw = 860 kcal/h

（3）马力（匹）HP 、冷吨 RT ：

1 HP = 735 w

1 RT = 3.516 kw =3024 kcal/h

（4）常用压力单位：兆帕(MPa)、kg/cm2

1MPa=1000千帕(KPa) =10kg/cm2

1bar =1kg/cm2 =0.1MPa=14.70psi

说明：

1、冷吨：是一个英制的制冷量单位。1冷吨就是在24小时内冻结1吨0℃的水变成0℃的冰，所需要的冷量。美国是采用2000磅（907.2kg )作为一吨。因此1美国冷吨=12659 kj/h；即：1 RT=3.516kw

2、匹与制冷量的关系：在空调工程中1HP指给压缩机输入735W的功率所能产生的制冷量。与一般的功率单位的意义是不一样的。

这里的1HP 是根据能效比算出来的。日本一般认为空调压缩机的能效比平均为3.4，则输入735W的电能所产生的制冷量为2500W。因此可以说1HP空调的制冷量相当于2500W的制冷量，实际上空调用735W的功率来计匹数更合适。

2、制冷原理、制冷剂、载冷剂

（1）制冷原理：

对于蒸气压缩式制冷，其工作原理就是使制冷剂在压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等热力设备中进行压缩、放热、接流和吸热四个主要的热力过程，以完成制冷循环，制冷原理大家都比较熟悉，这里不做过多的讲解。

（2）制冷剂与载冷剂：

制冷剂是制冷装置中进行制冷循环的工作物质，其工作原理是制冷剂在蒸发器内吸收被冷却物质的热量而蒸发，在冷凝器中将所吸收的热量传给周围的空气或者水，而被冷却为液体，往复循环，借助于状态的变化来达到制冷的作用。

氨（NH3 R717）：氨最大的优点是单位容积制冷能力大，蒸发压力和冷凝压力适中，另外价格便宜，极易购得，特别是冷藏、冷库等大型制冷设备常采用。

但是氨最大的确定就是有强烈的刺激作用，对人体有危害，目前规定氨在空气中的浓度不应大于20mg/m3。氨是可燃物，氨在空气中的体积百分比达16~25%时，遇火焰就有爆炸的危险。

氟利昂：大多数的氟利昂本身无毒、无臭、不燃，适用于工程建筑或者实验室的空调制冷装置，尤其是氟利昂R22。

R22致命缺点在于温室效应气体，其温室效应值比二氧化碳大1700倍，更危险的是会破坏大气层中的臭氧层。目前R22的替代物是R407C、R410A、R32、还有碳氢制冷剂。这些年R32出了不少事情，这里再次提醒下，R32也是可燃可爆冷媒，记得要抽真空，并且按规范操作。

碳氢制冷剂：很多人对碳氢制冷剂不了解，这里我们多说下碳氢制冷剂。我们常听说的R290即是碳氢制冷剂的代表，还有R433b、R436a、R600a等都是碳氢制冷剂。碳氢制冷剂主要用于热泵空调、家用空调和其它小型制冷设备。R290由于其易燃易爆的特性，灌注量受到了限制，安全等级为A3级。可燃的体积分数在2%~10%之间。

碳氢制冷剂优点是对臭氧层无破坏，对地球温室效应很低，有一定的节能效果（据说在10%-25%，此数据仅做参考。）

（3）载冷剂：

载冷剂是一种中间物质，如常用的空调冷冻水，其在蒸发器内被冷却降温，然后远距离输送，来冷却需要被冷却的物体。

目前常用的载冷剂有水，它只能用于高于0 ℃的条件，当要求低于0 ℃时。一般采用盐水，如：氯化钠或者氯化钙水溶液或者采用乙二醇、丙二醇等有机化合物的水溶液。

3、制冷压缩机

目前常用的压缩机主要有活塞式压缩机、涡旋式、螺杆式以及离心式压缩机：

活塞式制冷压缩机：多为中型（标准制冷量60~600KW）和小型（小于60KW），但是由于其噪音大、效率低且容易发生故障，空调使用的已不多，但冷库上很多使用半封闭活塞压缩机。
涡旋式制冷压缩机：目前主要用于小型制冷系统，在家用空调以及商用VRV等小型系统大量使用；
螺杆式制冷压缩机：具有结构简单、可靠性高及操作维护方便，另外技术成熟等一系列独特的优点，已经广泛应用于制冷、空调和多种工艺流程中；
离心式制冷压缩机：结构简单紧凑，运动件少，工作可靠，经久耐用运行费用低，一般适用大于500RT的制冷系统中，并且可以实现无级调节，使机组的负荷在30%~100%范围内工作。

评价制冷压缩机消耗能量方面先进性的指标：

制冷压缩机的性能系数COP，即：单位轴功率的制冷量，指压缩空气的所耗功率和克服运动机构的摩擦阻力所耗功率。

能效比 EER ：单位电动机输入功率的制冷量大小。此指标考虑到驱动电机效率对能耗的影响。

制冷压缩机常见问题：

A、蒸气压缩制冷机的“液击”

当有过多的液珠进入压缩机气缸后，很难全部立即气化。这时既破坏压缩机的润滑，又会造成液击，使压缩机遭受破坏。为防止此类问题发生，应该系统上增加气液分离器，保证干压缩。

B、离心式压缩机的“喘振”

喘振是离心式压缩机的特性。喘振的主要原因是冷凝压力过高或者吸气压力过低，出现气体来回倒流撞击现象。当调节压缩机制冷能力，其负荷过小时（一般当低于30%时），也会发生喘振现象。发生喘振不但会增大噪声和振动，也会使高温气体倒流充入压缩机，损坏压缩机及制冷装置。

溴化锂吸收式制冷这里我们不做讲解

4、空调的定义

空调是空气调节的简称，它是利用设备和技术对室内空气（或人工混合气体）的温度、湿度、清洁度及气流速度进行调节，以满足人们对环境的舒适要求或生产对环境的工艺要求。

满足人类或其它生物对舒适感的要求的空调，一般称之为舒适性空调；而主要用来满足工艺生产过程和设备的运行要求，及人体的舒适度要求的空调，一般称之为工艺性空调。

制冷量：单位时间内，空调器在名义制冷工况下从空间区域或房间内排除的热量。

制热量：单位时间内，空调器在名义制热工况下向空间区域或房间内释放的热量。

制冷（热）量：空调器在制冷（热）运转单位时间内从密闭空间除去的热量，法定计量单位W（瓦）。国家标准规定空调实际制冷量不应小于额定制冷量的95%。

输入功率：空调器在额定工况下进行制冷（热）运转时，消耗的功率，单位W。

能效比：又称性能系数：是反映空调器制冷运转时，的制冷量与制冷功率之比单位W/W。国家标准规定，2500W空调的能效比标准值为2.65；2500W至多4500W空调的能效比标准值为2.70

噪声：空凋器运转时产生的杂音，主要由内部的蒸发机和外部的冷凝机产生。国家规定制冷量在2000W以下的空调室内机噪声不应大于45分贝，室外机不大于55分贝；2500W的分体空调室内机噪声不大于48分贝，室外机不大于58分贝。

5、家用中央空调的种类

常用家用中央空调大体可分为三种类型：风冷管道系统、风冷冷/热水系统、多联型系统。

风冷管道系统：

优点：风冷管道式中央空调系统价格较低，空调系统可以设有新风装置，空调设备的管理和维修比较方便。

缺点：风冷管道式中央空调系统不易调节各个房间的温湿度，并且管道要占用一定的空间，设计时，供回风管的布置将是设计中最为困难的事情，同时，还要注意风系统的分配问题，避免出现送风不均的情况

风冷冷/热水系统：

风冷冷热水机组，顾名思义风冷即冷凝器通过空气冷却，冷热水即机组能够生产冷热水；即家庭中最常见的户式水机中央空调系统。

它通过室外主机产生出空调冷/热水，由管路系统输送至室内的各末端装置，在末端装置处冷/热水与室内空气进行热量交换，产生冷/热风，从而消除房间空调负荷。它是一种集中产生冷/热量，分散处理个房间空调系统形式。冷/热水机组的末端装置通常为风机盘管。

多联型系统：

对于这种系统，不用多说，大部分都知道。这就是VRV变制冷剂流量系统，它是一种冷剂式空调系统，尤其适合于办公场所。

VRV系统的一台室外机通过管路能够向若干个室内机输送制冷剂液体。通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内各换热器的制冷剂流量，可以适时地满足室内冷、热负荷要求。VRV系统具有节能、高效优点，而且各房间可独立调节，能满足不同房间不同空调负荷的需求。

6、中央空调末端设备

空调末端的主要类别：

空调箱：一般有吊顶式、卧式、立式机组
组合式空调箱，根据要求可以有不同的功能段。
风机盘管：主要形式有卧式暗装（有普通型与高静压之分）、立式明装、卡式吸顶等。

按照冷却形式分类：

水冷机组
风冷机组

按照提供能量的形式分类：

单冷型
冷暖型

7、机组空调系统的主要设备

水冷机组空调系统的主要设备：

制冷主机
冷却塔
冷冻水泵
冷却水泵
补给水泵
水过滤器
膨胀水箱
末端设备
电子水处理仪或全自动软化水处理装置。

风冷冷水机组空调系统主要设备：

制冷主机
冷冻水泵
补给水泵
水过滤器
膨胀水箱
末端设备
电子水处理仪或全自动软化水处理装置

空调主机的选型：

负荷计算：

根据设计手册进行详细的计算。具体计算可参见设计手册。
单位面积负荷概算法。在实际工程中，有时要求对建筑物空调负荷做一个预先估计，以便估算容量和投资费用，常采用单位面积负荷概算法。各种建筑物的冷热负荷概算指标可见下表。

主机选择：

根据计算所得的总冷负荷，参照产品型录选取设备。

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END

关于中国电子学会洁净技术分会

中国电子学会洁净技术分会（CCCS）是倡导污染控制的非赢利性学术团体，成立于1982年。1983年创办学会期刊《洁净与空调技术》，是学术性季刊。学会工作内容是：通过国内外技术交流、主办学术论坛与会展、办好"洁净技术"刊物、开展项目咨询与培训。

中国科学技术协会学会学术部，科协学发【2003】120号文批准：中国电子学会开展中国电子信息技术资格认证试点工作。中国电子学会【2004】学会总发字007号文批准：中国电子学会洁净技术分会开展 “ 中国洁净室工程师 ” 资格认证试点工作。

2017年，学会发起建立“中国(国际）洁净室贸易平台”，线上为会员提供产品展示与供需撮合服务，线下为行业企业提供人才培训、工程咨询、检测诊断、运维保养等信息资源。

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