9.1濕空氣

９.１.１濕空氣的組成濕空氣是由干空氣(完全不含水蒸氣的空氣)和水蒸氣組成的.干空氣是由氮、氧、氬、二氧化碳、氖和其他一些微量氣體所組成的混合氣體.廣泛的測(cè)定結(jié)果表明,干空氣的組成比例是比較穩(wěn)定的,見(jiàn)表９-１.雖然在某些局部范圍內(nèi),可能因?yàn)槟承┮蛩氐淖兓?如二氧化碳的含量隨植物生長(zhǎng)狀態(tài)、氣象條件、海水表面溫度、污染狀態(tài)等有較大的變化,從而使得空氣的組成比例有所改變,但是由于其平均含量非常低,其含量的變化對(duì)干空氣的熱工特性影響很小,可以不予考慮.因此,在研究干空氣物理性質(zhì)時(shí),允許將干空氣作為一個(gè)整體來(lái)對(duì)待.下一頁(yè)返回9.1濕空氣

在濕空氣中,水蒸氣所占的百分比是不穩(wěn)定的,常常隨海拔、地區(qū)、季節(jié)、氣候、濕源等各種條件的變化而變化,因?yàn)樗魵庠趦H有壓力變化的情況下就能夠液化,而干空氣只有其溫度降低到一定臨界溫度以下后才能液化.相對(duì)來(lái)說(shuō),濕空氣中的水蒸氣數(shù)量很少,它來(lái)源于地球上的海洋、江河、湖泊表面的水分蒸發(fā),各種生物的代謝過(guò)程,以及生產(chǎn)工藝過(guò)程.雖然濕空氣中水蒸氣的含量少,但其變化會(huì)引起濕空氣干、濕度變化,進(jìn)而對(duì)人體感覺(jué)、產(chǎn)品質(zhì)量、工藝過(guò)程和設(shè)備維護(hù)等都有直接影響,這是不容忽視的;同時(shí),濕空氣中水蒸氣含量的變化又會(huì)使?jié)窨諝獾奈锢硇再|(zhì)隨之變化.因此,從空氣調(diào)節(jié)的角度來(lái)說(shuō),空氣的潮濕程度是我們十分關(guān)心的問(wèn)題.上一頁(yè)下一頁(yè)返回9.1濕空氣

９.１.２濕空氣的物理性質(zhì)濕空氣的物理性質(zhì)除與它的組成成分有關(guān)外,還取決于它所處的狀態(tài).濕空氣的狀態(tài)通?？梢杂脡毫?、溫度、相對(duì)濕度、含濕量及焓等參數(shù)來(lái)度量和描述.這些參數(shù)稱為濕空氣的狀態(tài)參數(shù).所謂理想氣體,就是假設(shè)氣體分子是一些有彈性的、不占有空間的質(zhì)點(diǎn),分子相互之間沒(méi)有作用力.通風(fēng)空調(diào)工程中所涉及濕空氣的壓力和溫度,都可以看作理想氣體.因?yàn)樵跓崃W(xué)中,常溫常壓下的干空氣可視為理想氣體;同時(shí),濕空氣中水蒸氣含量一般很少,只有幾克到幾十克,在通風(fēng)空調(diào)中應(yīng)用的濕空氣,其中水蒸氣的質(zhì)量份額最大不超過(guò)５％,而且濕空氣中的水蒸氣大多處于過(guò)熱狀態(tài),水蒸氣的分壓力很小,比容很大.這樣,干空氣可以為理想氣體,水蒸氣也可視為理想氣體,所以濕空氣可視為理想氣體.因此,濕空氣可用理想氣體狀態(tài)方程來(lái)表示.上一頁(yè)下一頁(yè)返回9.1濕空氣

１壓力(１)大氣壓力.大氣壓力是指大氣層在地球表面單位面積上形成的壓力.大氣壓力不是一個(gè)定值,它隨著各個(gè)地區(qū)的海拔高度的增加而減小,同時(shí)還隨著季節(jié)、天氣的變化而稍有高低.在北緯４５°處的海平面上,空氣溫度為０℃,所測(cè)得的平均大氣壓力為１０１３２５Pa,稱為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓或物理大氣壓.大氣壓力不同,空氣的狀態(tài)參數(shù)也要發(fā)生變化.空調(diào)系統(tǒng)中,空氣的壓力常用儀表測(cè)定,但儀表指示的壓力不是空氣壓力的絕對(duì)值,而是與當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ牟钪?稱為工作壓力(也稱表壓力).它不能代表空氣壓力的真正大小,只有空氣的絕對(duì)壓力才是空氣的一個(gè)基本狀態(tài)參數(shù).工作壓力與絕對(duì)壓力的關(guān)系為壓力＝當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γぷ鲏毫ι弦豁?yè)下一頁(yè)返回9.1濕空氣

沒(méi)有特別指明是工作壓力的,均應(yīng)理解為絕對(duì)壓力.由于大氣壓力不是定值,因地而異.因此,在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中應(yīng)當(dāng)考慮由于當(dāng)?shù)卮髿鈮旱牟煌鸬恼`差修正.由于工作壓力是空氣壓力與當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ牟钪?它并不代表空氣壓力的真正大小,只有絕對(duì)壓力才是空氣的一個(gè)基本狀態(tài)參數(shù).(２)水蒸氣分壓力.水蒸氣分壓力是指濕空氣中水蒸氣的分壓力,是指濕空氣中的水蒸氣單獨(dú)占有濕空氣的體積,并具有與濕空氣相同溫度時(shí)所具有的壓力.根據(jù)氣體分子運(yùn)動(dòng)論的學(xué)說(shuō),氣體分子越多,撞擊容器壁面的機(jī)會(huì)越多,表現(xiàn)出的壓力也就越大.因而,水蒸氣分壓力的大小也就反映了水蒸氣含量的多少.根據(jù)道爾頓分壓力定律:混合氣體總壓力等于各組成氣體分壓力之和.濕空氣的總壓力等于干空氣分壓力和水蒸氣分壓力之和.上一頁(yè)下一頁(yè)返回9.1濕空氣

濕空氣容納水蒸氣的數(shù)量或反映水蒸氣含量的分壓力是有一定限度的.在一定溫度下,空氣中的水蒸氣含量越多,空氣就越潮濕,水蒸氣分壓力也就越大.如果空氣中水蒸氣的數(shù)目超過(guò)某一限量時(shí),多余的水蒸氣就會(huì)凝結(jié)成水從空氣中析出.因此,濕空氣中含水蒸氣的分壓力大小,是衡量濕空氣干燥與潮濕程度的基本指標(biāo).由干空氣和過(guò)熱蒸汽組成的濕空氣稱為未飽和空氣,由干空氣和飽和水蒸氣組成的濕空氣稱為飽和空氣.相應(yīng)地,水蒸氣分壓力稱為飽和水蒸氣分壓力.２溫度溫度是分子動(dòng)能的宏觀結(jié)果,是表示濕空氣冷熱程度的物理量.濕空氣中的干空氣和水蒸氣總是均勻混合的,故濕空氣溫度與干空氣溫度均相等.目前,國(guó)際上常用的有絕對(duì)溫標(biāo),又稱開(kāi)氏溫標(biāo),單位為K;攝氏溫標(biāo),單位為℃;有的國(guó)家也采有華氏溫標(biāo),單位為℉.上一頁(yè)下一頁(yè)返回9.1濕空氣

熱力學(xué)溫度是以氣體分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能趨于零的溫度為起點(diǎn),定為０K,以水的三相點(diǎn)溫度為定點(diǎn),定義為２７３１６K.實(shí)用的攝氏溫度１℃和開(kāi)氏溫度１K的分度是相等的.溫度是空氣調(diào)節(jié)中的一個(gè)重要參數(shù).當(dāng)空氣受熱后其內(nèi)部分子動(dòng)能增大,則表現(xiàn)為溫度升高.３濕度空氣的濕度取決于空氣中所含水蒸氣的分量,濕度分為絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度.(１)絕對(duì)濕度.絕對(duì)濕度是在濕空氣中所含有水蒸氣的質(zhì)量.絕對(duì)濕度使用起來(lái)很不方便,因?yàn)樵谒终舭l(fā)和凝結(jié)時(shí),濕空氣中的水蒸氣質(zhì)量是變化的,而且濕空氣的容積還隨著溫度的變化而變化.因此,即使水蒸氣質(zhì)量不變,由于濕空氣容積的改變,絕對(duì)濕度也將相應(yīng)地變化,因而絕對(duì)濕度不能確切地反映濕空氣中水蒸氣量的多少,或者說(shuō)絕對(duì)濕度只能說(shuō)明濕空氣含水蒸氣的多少,不能說(shuō)明空氣的干燥和潮濕程度,也不能說(shuō)明空氣吸收水蒸氣的能力.上一頁(yè)下一頁(yè)返回9.1濕空氣

(２)相對(duì)濕度.相對(duì)濕度是指空氣中水蒸氣分壓力和同溫度下飽和水蒸氣分壓力之比,也稱為飽和度.相對(duì)濕度反映了濕空氣中水蒸氣含量接近飽和的程度.相對(duì)濕度表征空氣接近飽和的程度,如果溫度發(fā)生變化,它們也將相應(yīng)地隨著發(fā)生變化.相對(duì)濕度值小,說(shuō)明空氣飽和程度小,即空氣越干燥,吸收水蒸氣的能力強(qiáng);相對(duì)濕度值大,說(shuō)明空氣飽和程度大,即空氣越潮濕,吸收水蒸氣的能力弱.當(dāng)相對(duì)濕度值為１００％時(shí),說(shuō)明濕空氣飽和;當(dāng)相對(duì)濕度值為０時(shí),指的是干空氣.４含濕量含濕量是指在濕空氣中每千克干空氣所含有的水蒸氣量.上一頁(yè)下一頁(yè)返回9.1濕空氣

５干、濕球溫度根據(jù)空氣溫度形成的過(guò)程和用途不同,可將空氣的溫度區(qū)分為干球溫度、濕球溫度和露點(diǎn)溫度.干球溫度是指干球溫度表所指示的溫度;濕球溫度是指濕球溫度表所指示的溫度;露點(diǎn)溫度是指在大氣壓力一定、某含濕量下的未飽和空氣因冷卻達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度.在冬天的玻璃窗上或夏季的自來(lái)水管上,常?？梢钥吹接心Y(jié)水或露水存在.這一現(xiàn)象可以用露點(diǎn)溫度形成來(lái)解釋.在空調(diào)工程中的很多除濕過(guò)程,就是利用結(jié)露規(guī)律進(jìn)行的.上一頁(yè)返回９.２空調(diào)系統(tǒng)９.２.１分類(lèi)１按承擔(dān)室內(nèi)熱負(fù)荷、冷負(fù)荷和濕負(fù)荷的介質(zhì)分類(lèi)(１)全空氣系統(tǒng).全空氣系統(tǒng)是指以空氣為介質(zhì),向室內(nèi)提供冷量或熱量,由空氣來(lái)全部承擔(dān)房間的熱負(fù)荷或冷負(fù)荷,如圖９-１所示.(２)全水系統(tǒng).全水系統(tǒng)是指全部用水承擔(dān)室內(nèi)的熱負(fù)荷和冷負(fù)荷.當(dāng)為熱水時(shí),向室內(nèi)提供熱量,承擔(dān)室內(nèi)的熱負(fù)荷;當(dāng)為冷水(常稱冷凍水)時(shí),向室內(nèi)提供制冷量,承擔(dān)室內(nèi)冷負(fù)荷和濕負(fù)荷,如圖９-２所示.(３)空氣Ｇ水系統(tǒng).空氣Ｇ水系統(tǒng)是指以空氣和水為介質(zhì),共同承擔(dān)室內(nèi)的負(fù)荷.空氣Ｇ水系統(tǒng)是全空氣系統(tǒng)與全水系統(tǒng)的綜合應(yīng)用,它既解決了全空氣系統(tǒng)因風(fēng)量大導(dǎo)致風(fēng)管斷面尺寸大而占據(jù)較多有效建筑空間的矛盾,也解決了全水系統(tǒng)空調(diào)房間的新鮮空氣供應(yīng)問(wèn)題,因此,這種空調(diào)系統(tǒng)特別適合大型建筑和高層建筑,如圖９-３所示.下一頁(yè)返回９.２空調(diào)系統(tǒng)(４)制冷劑系統(tǒng).以制冷劑為介質(zhì),直接用于對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行冷卻、去濕或加熱.實(shí)質(zhì)上,這種系統(tǒng)是用帶制冷機(jī)的空調(diào)器來(lái)處理室內(nèi)的負(fù)荷,所以這種系統(tǒng)又稱為機(jī)組式系統(tǒng),如圖９-４所示.２按空氣處理設(shè)備的集中程度分類(lèi)(１)集中式系統(tǒng).集中式系統(tǒng)空氣集中于機(jī)房?jī)?nèi)進(jìn)行處理(加熱、冷卻、加濕、去濕等),而房間內(nèi)只有空氣分配裝置.目前,常用的全空氣系統(tǒng)中大部分是屬于集中式系統(tǒng);在機(jī)組式系統(tǒng)中,如果采用大型帶制冷機(jī)的空調(diào)機(jī),在機(jī)房?jī)?nèi)集中對(duì)空氣進(jìn)行冷卻、去濕或加熱,這也屬于集中式系統(tǒng).集中式系統(tǒng)需要在建筑物內(nèi)占用一定機(jī)房面積,控制、管理比較方便.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.２空調(diào)系統(tǒng)(２)半集中式系統(tǒng).半集中式系統(tǒng)是指對(duì)室內(nèi)空氣處理的設(shè)備分設(shè)在各個(gè)被調(diào)節(jié)和控制的房間內(nèi),而又集中部分處理設(shè)備,如冷凍水或熱水集中制備或新風(fēng)進(jìn)行集中處理等.全水系統(tǒng)、空氣Ｇ水系統(tǒng)、水環(huán)熱泵系統(tǒng)、變制冷劑流量系統(tǒng),都屬于這類(lèi)系統(tǒng).半集中式系統(tǒng)在建筑中占

用的機(jī)房少,可以容易滿足各個(gè)房間各自的溫濕度控制要求,但房間內(nèi)設(shè)置空氣處理設(shè)備后,管理維修不方便,如設(shè)備中有風(fēng)機(jī)還會(huì)給室內(nèi)帶來(lái)噪聲.(３)分散式系統(tǒng).分散式系統(tǒng)是指對(duì)室內(nèi)進(jìn)行熱濕處理的設(shè)備全部分散于各房間內(nèi),如家庭中常用的房間空調(diào)器、電取暖器等,都屬于此類(lèi)系統(tǒng).這種系統(tǒng)在建筑內(nèi)不需要機(jī)房,不需要進(jìn)行空氣分配的風(fēng)道,但維修管理不便,分散的小機(jī)組能量效率一般比較低.其中,制冷壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)會(huì)給室內(nèi)帶來(lái)噪聲.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.２空調(diào)系統(tǒng)３根據(jù)集中式系統(tǒng)處理空氣來(lái)源分類(lèi)(１)直流式系統(tǒng).直流式系統(tǒng)處理的空氣全部取自室外,即室外的空氣經(jīng)過(guò)處理達(dá)到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)后送入各空調(diào)房間,送入的空氣在空調(diào)房間內(nèi)吸熱吸濕后全部排出室外,如圖９-５所示.(２)封閉式系統(tǒng).封閉式空調(diào)系統(tǒng)處理的空氣全部取自空調(diào)房間本身,沒(méi)有室外新鮮空氣補(bǔ)充到系統(tǒng)中來(lái),全部是室內(nèi)的空氣在系統(tǒng)中周而復(fù)始地循環(huán).因此,空調(diào)房間與空氣處理設(shè)備由風(fēng)管連成了一個(gè)封閉的循環(huán)環(huán)路.(３)混合式系統(tǒng).因?yàn)榉忾]式系統(tǒng)沒(méi)有新風(fēng),不能滿足空調(diào)房間的衛(wèi)生要求,而直流式系統(tǒng)消耗的能量又大,不經(jīng)濟(jì),所以,封閉式系統(tǒng)和直流式系統(tǒng)只能在特定的情況下才能使用.對(duì)大多數(shù)有一定衛(wèi)生要求的場(chǎng)合,往往采用混合式系統(tǒng).混合式系統(tǒng)綜合了封閉式系統(tǒng)和直流式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),既能滿足空調(diào)房間的衛(wèi)生要求,又比較經(jīng)濟(jì)、合理,故在工程實(shí)際中被廣泛應(yīng)用.圖９-６即為混合式系統(tǒng).上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.２空調(diào)系統(tǒng)４按空調(diào)系統(tǒng)用途或服務(wù)對(duì)象不同分類(lèi)(１)舒適性空調(diào)系統(tǒng).舒適性空調(diào)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱舒適空調(diào),是指為室內(nèi)人員創(chuàng)造舒適、健康環(huán)境的空調(diào)系統(tǒng).舒適、健康的環(huán)境令人精神愉快、精力充沛,工作、學(xué)習(xí)效率提高,有益于身心健康.(２)工藝性空調(diào)系統(tǒng).工藝性空調(diào)系統(tǒng)又稱工業(yè)空調(diào),是指為生產(chǎn)工藝過(guò)程或設(shè)備運(yùn)行創(chuàng)造必要環(huán)境條件的空調(diào)系統(tǒng),工作人員的舒適要求有條件時(shí)可兼顧.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.２空調(diào)系統(tǒng)９.２.２空調(diào)系統(tǒng)的組成圖９-７所示為一個(gè)集中式空調(diào)系統(tǒng)示意圖.從圖中可以看出,一個(gè)完整的集中式空調(diào)系統(tǒng)由以下幾部分組成:集中式空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理部分是一個(gè)包括各種空氣處理設(shè)備在內(nèi)的空氣處理室,主要有過(guò)濾器、一次加熱器、噴水室、二次加熱器等.用這些空氣處理設(shè)備對(duì)空氣進(jìn)行凈化過(guò)濾和熱濕處理,可將送入空調(diào)房間的空氣處理到所需的送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn).１空氣過(guò)濾器空調(diào)系統(tǒng)中所處理空氣的來(lái)源,一般是新風(fēng)和回風(fēng)兩者的混合空氣.新風(fēng)因室外環(huán)境有塵埃而被污染;回風(fēng)則因室內(nèi)人的活動(dòng)、工作和工藝過(guò)程而被污染.所謂凈化處理,主要是使用空氣過(guò)濾器除去空氣中的懸浮塵埃.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.２空調(diào)系統(tǒng)空氣過(guò)濾器的效率是指在額定風(fēng)量下過(guò)濾器前、后空氣含塵濃度之差與過(guò)濾器前空氣含塵濃度之比的百分?jǐn)?shù).當(dāng)濃度以單位體積的質(zhì)量mg/m３

表示時(shí),得出的效率值為計(jì)質(zhì)效率;而以大于和等于某一粒徑的顆粒濃度個(gè)/L表示時(shí),則為計(jì)數(shù)效率.空氣過(guò)濾器是用來(lái)對(duì)空氣進(jìn)行凈化處理的設(shè)備,根據(jù)過(guò)濾效率的高低,通常可分為初效、中效和高效過(guò)濾器三種類(lèi)型.(１)初效過(guò)濾器如圖９-８所示,主要用于空氣的初級(jí)過(guò)濾,過(guò)濾粒徑在１０~１００μm范圍的大顆?；覊m.這種過(guò)濾器的濾材大多采用金屬絲網(wǎng)、鐵屑、瓷環(huán)、玻璃絲(直徑約為２０μm)、粗孔聚氨酯泡沫塑料和各種人造纖維.大多做成尺寸為５００mm×５００mm×５０mm的塊狀過(guò)濾器件.對(duì)于金屬絲網(wǎng)、鐵屑、玻璃絲等材料,通常可以浸油,以提高效率并易于清洗.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.２空調(diào)系統(tǒng)(２)中效過(guò)濾器用于過(guò)濾粒徑在１~１０μm范圍的灰塵,通常采用中細(xì)孔泡沫塑料、玻璃纖維

無(wú)紡布等濾料制作.它可做成抽屜式或袋式.抽屜式的玻璃纖維過(guò)濾器,可成組地安裝在空調(diào)箱內(nèi)支架上;袋式的泡沫塑料和無(wú)紡布過(guò)濾器,兩者都可以經(jīng)洗凈后再用.中效過(guò)濾器如圖９-９所示.(３)高效過(guò)濾器以及亞高效過(guò)濾器用于對(duì)空氣潔凈度要求較高的凈化空調(diào),如圖９-１０所示.通常采用超細(xì)玻璃纖維和超細(xì)石棉纖維等濾料制作成紙狀.高效過(guò)濾器效率為９９.９１％;亞高效過(guò)濾器效率為９０％~９９.９％.必須在空氣經(jīng)過(guò)粗、中效過(guò)濾器之后使用,即成為三級(jí)過(guò)濾的末級(jí)過(guò)濾器.過(guò)濾器的濾料為超細(xì)玻璃纖維、超細(xì)石棉纖維,濾料纖維直徑大部分小于１μm,濾料做成紙狀.同時(shí),要求濾速低,過(guò)濾面積大.高效過(guò)濾器主要用于無(wú)菌要求高的生物潔凈室.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.２空調(diào)系統(tǒng)空氣過(guò)濾器應(yīng)經(jīng)常拆換清洗,以免因?yàn)V料上積塵太多而使房間的溫度、濕度和室內(nèi)空氣潔

凈度達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求.對(duì)空氣過(guò)濾器的選用,應(yīng)主要根據(jù)空調(diào)房間的凈化要求和室外空氣的污染情況而定.對(duì)以溫度、濕度要求為主的一般凈化要求的空調(diào)系統(tǒng),在新風(fēng)、回風(fēng)混合之后或新風(fēng)入口處采用初次過(guò)濾器即可.對(duì)有較高凈化要求的空調(diào)系統(tǒng),應(yīng)設(shè)初效和中效兩級(jí)過(guò)濾器,在風(fēng)機(jī)之后增加中效過(guò)濾器.其中,第二級(jí)中效過(guò)濾器應(yīng)集中設(shè)在系統(tǒng)的正壓段(即風(fēng)機(jī)的出口段).有高度凈化要求的空調(diào)系統(tǒng),一般用粗效和中效兩級(jí)過(guò)濾器作預(yù)過(guò)濾,再根據(jù)要求潔凈度級(jí)別的高低使用亞高效過(guò)濾器或高效過(guò)濾器進(jìn)行第三級(jí)過(guò)濾.亞高效過(guò)濾器和高效過(guò)濾器盡量靠近送風(fēng)口安裝.２空氣熱濕處理最基本的空氣熱濕處理過(guò)程為加熱、冷卻、加濕、減濕.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.２空調(diào)系統(tǒng)(１)加熱器.空氣的加熱,是將被處理的空氣加熱到所需要的溫度,它是由空氣加熱器來(lái)完成的.空氣加熱器是一種管內(nèi)通以熱媒(蒸汽或熱水);管外加熱空氣或用電爐絲直接加熱空氣的設(shè)備.由于空氣沒(méi)有和熱媒直接接觸,空氣里的含濕量(即帶有的水汽量)不會(huì)改變,而僅是溫度的升高.常用的空氣加熱器有表面式空氣加熱器和電加熱器兩種.表面式空氣加熱器用于集中式空調(diào)系統(tǒng)的處理室和半集中式系統(tǒng)的末端裝置中;電加熱器主要用在各空調(diào)房間的送風(fēng)支管上作為精調(diào)設(shè)備,以及用在空調(diào)機(jī)組中.１)表面式空氣加熱器.表面式空氣加熱器多采用以蒸汽或熱水作熱媒的光管或肋片式空氣加熱器,如圖９-１１所示.加熱器是由幾排管子和聯(lián)箱組成,稱為光管式加熱器.為了增加換熱面積,在光管上加些肋片,稱為肋片式加熱器.熱媒經(jīng)管道進(jìn)入聯(lián)箱,再由聯(lián)箱進(jìn)入光管或肋片管,空氣流經(jīng)管與管之間的空隙時(shí)被加熱.熱水或蒸汽一般來(lái)自鍋爐房.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.２空調(diào)系統(tǒng)２)電加熱器.電加熱器是讓電流通過(guò)電阻絲發(fā)熱來(lái)加熱空氣的設(shè)備.它具有結(jié)構(gòu)緊湊、加熱均勻、熱量穩(wěn)定、控制方便等優(yōu)點(diǎn),但由于電費(fèi)較貴,通常只在加熱量較小的空調(diào)機(jī)組等場(chǎng)合采用.在恒溫精度較高的空調(diào)系統(tǒng)里,常安裝在空調(diào)房間的送風(fēng)支管上,作為控制房間溫度的調(diào)節(jié)加熱器.管式電加熱器是由若干根管狀電熱元件組成的,管狀電熱元件是將螺旋形的電阻絲裝在細(xì)鋼管里,并在空隙部分用導(dǎo)熱而不導(dǎo)電的結(jié)晶氧化鎂絕緣,外形做成各種不同的形狀和尺寸.這種電加熱器的優(yōu)點(diǎn)是加熱均勻、熱量穩(wěn)定、經(jīng)久耐用、使用安全性好,但它的熱惰性大,構(gòu)造也比較復(fù)雜.電加熱器如圖９-１２~圖９-１４所示.(２)冷卻器.空氣的冷卻,是將被處理的空氣冷卻到所需要的溫度,它是由空氣冷卻器來(lái)完成的.空氣冷卻器的管內(nèi)通以冷凍水或制冷劑,稱之為冷媒;管外的空氣流經(jīng)后被冷卻.空氣冷卻器按采用的冷媒不同,可分為水冷式和直接蒸發(fā)式兩種.水冷式采用冷凍水為冷媒;直接蒸發(fā)式采用制冷劑的氣化來(lái)冷卻空氣.表面式冷卻器的構(gòu)造與加熱器相同,也有光管式和肋片式之分.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.２空調(diào)系統(tǒng)１)噴水室.夏季室外空氣溫度很高時(shí),經(jīng)過(guò)一場(chǎng)傾盆大雨后就會(huì)感到?jīng)鏊?在集中式空調(diào)系統(tǒng)中的噴水室就是利用這個(gè)方法來(lái)處理空氣的.其優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)多種方式的空氣處理,且有一定凈化空氣的能力.圖９-１５所示為噴水室構(gòu)造示意圖.由圖可見(jiàn),在噴水室橫斷面上均勻地分布著許多噴嘴,而冷凍水經(jīng)噴嘴成水霧噴出,充滿整個(gè)噴水室.當(dāng)被處理的空氣經(jīng)前擋水板進(jìn)入噴水室后,全面與水霧接觸.它們之間進(jìn)行直接的熱、濕交換,從而改變了空氣狀態(tài).經(jīng)噴水處理后的空氣由后擋水板析出所夾帶的水滴,再進(jìn)行其他處理,最后由通風(fēng)機(jī)送入空調(diào)房間.噴水室除冷卻空氣外,還兼有減濕或加濕的雙重功能.減濕還是加濕,除與空氣狀態(tài)及水溫有關(guān)外,還與噴嘴的孔徑大小有關(guān).上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.２空調(diào)系統(tǒng)空氣處理室或空調(diào)箱是集中設(shè)置各種空氣處理設(shè)備的專(zhuān)用小室或箱體.可以自行設(shè)計(jì),也可以選用定型產(chǎn)品.自行設(shè)計(jì)的空氣處理室,其外殼可用鋼板或非金屬材料制作,后者一般對(duì)處理室的頂部及其中的噴霧室部分用鋼筋混凝土,其余部分可用磚砌.定型生產(chǎn)的空調(diào)箱,其外殼用鋼板制作,冷卻空氣的方式有噴水式和使用表面式冷卻器的兩種.金屬空調(diào)箱是用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件或標(biāo)準(zhǔn)段組裝而成.標(biāo)準(zhǔn)的分段大致有回風(fēng)機(jī)段、混合段、預(yù)熱段、過(guò)濾段、表冷段、噴水段、蒸汽加濕段、再熱段、送風(fēng)機(jī)段等.可以根據(jù)需要,靈活選擇,加以組合,加快工程進(jìn)度.２)表面式冷卻器.表面式冷卻器簡(jiǎn)稱表冷器,是由銅管上纏繞的金屬翼片所組成排管狀或盤(pán)管狀的冷卻設(shè)備.其可分為水冷式和直接蒸發(fā)式兩種類(lèi)型.水冷式表面冷卻器與空氣加熱器的原理相同,只是將熱媒換成冷媒Ｇ冷水;直接蒸發(fā)式表面冷卻器就是制冷系統(tǒng)中的蒸發(fā)器,這種冷卻方式是靠制冷劑在其中蒸發(fā)吸熱而使空氣冷卻的.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.２空調(diào)系統(tǒng)與噴水室相比較,用表面式冷卻器處理空氣具有設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)房占地面積小、水系統(tǒng)簡(jiǎn)單以及操作管理方便等優(yōu)點(diǎn),因此應(yīng)用也很廣泛.(３)加濕器.空氣加濕有兩種方式:一種是在空氣處理室或空調(diào)機(jī)組中進(jìn)行,稱為集中加濕;另一種是在房間內(nèi)直接加濕空氣,稱為局部補(bǔ)充加濕.具體的空氣加濕方法有噴水室噴水加濕、噴蒸汽加濕和水蒸發(fā)加濕方法等.１)噴水室噴水加濕.用噴水室加濕空氣是一種常用的集中加濕法.當(dāng)水通過(guò)噴頭噴出細(xì)水滴或水霧時(shí),空氣與水霧進(jìn)行濕熱流交換,這種交換取決于噴水的溫度.當(dāng)噴水的平均水溫高于被處理的空氣露點(diǎn)溫度時(shí),噴嘴噴出的水會(huì)迅速蒸發(fā),使空氣達(dá)到水溫下的飽和狀態(tài),從而達(dá)到加濕的目的.噴水室在加濕和去濕的過(guò)程中還可起到空氣凈化的作用.加濕效率因噴水室的噴水形式不同而有差異.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.２空調(diào)系統(tǒng)２)噴蒸汽加濕.噴蒸汽加濕是常用的集中加濕法.噴蒸汽加濕是用普通噴管或?qū)Ｓ玫恼羝訚衿?將來(lái)自鍋爐房的水蒸氣直接噴射入風(fēng)管和流動(dòng)空氣中,例如,夏季使用表面式冷卻器處理空氣的集中式空調(diào)系統(tǒng),冬季就可以采用這種加濕的方式.這種加濕方法簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì),對(duì)工業(yè)空調(diào)可采用這種方法加濕.由于在加濕過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生異味或凝結(jié)水滴,對(duì)風(fēng)道有銹蝕作用,不適用于一般舒適性空調(diào)系統(tǒng).３)水蒸發(fā)加濕.水蒸發(fā)加濕是用電加濕器加熱水以產(chǎn)生蒸汽,使其在常壓下蒸發(fā)到空氣中去,這種方式主要用于空調(diào)機(jī)組中.電加濕器是使用電能生產(chǎn)蒸汽來(lái)加濕空氣.根據(jù)工作原理不同,有電熱式和電極式兩種,分別如圖９-１６、圖９-１７所示.電熱式加濕器是在水槽中放入管狀電熱元件,元件通電后將水加熱產(chǎn)生蒸汽.補(bǔ)水靠浮球閥自動(dòng)控制,以免發(fā)生斷水空燒現(xiàn)象.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.２空調(diào)系統(tǒng)電極式加濕器是利用三根銅棒或不銹鋼棒插入盛水的容器中作電極,當(dāng)電極與三相電源接通后,電流從水中流過(guò),水的電阻轉(zhuǎn)化的熱量把水加熱產(chǎn)生蒸汽.電極式加濕器結(jié)構(gòu)緊湊,加濕量易于控制.但耗電量較大,電極上容易產(chǎn)生水垢和腐蝕.因此,適用于小型空調(diào)系統(tǒng).(４)減濕處理.空氣的減濕處理對(duì)于某些要求相對(duì)濕度較小的生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品儲(chǔ)存有十分重要的作用.在一些地下建筑里,空氣的減濕也是通風(fēng)空調(diào)工程的一項(xiàng)主要任務(wù).１)加熱通風(fēng)法.如果室外空氣含濕量低于室內(nèi)空氣含濕量,就可以將經(jīng)過(guò)加熱的室外空氣送入室內(nèi),同時(shí)從室內(nèi)排出同樣數(shù)量的潮濕空氣從而達(dá)到減濕的目的.只要條件允許,應(yīng)優(yōu)先考慮采用加熱通風(fēng)法.２)冷凍減濕法.生活常識(shí)告訴我們,放置冰箱里的物品容易干燥.冷凍除濕法就是利用制冷設(shè)備,將被處理空氣的溫度降低到它的露點(diǎn)溫度以下,除掉空氣中析出的水分(降低含濕量),再將空氣溫度升高,達(dá)到除濕和升溫的目的.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.２空調(diào)系統(tǒng)冷凍除濕器由制冷和送風(fēng)兩個(gè)系統(tǒng)組成.待處理的空氣通過(guò)制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器時(shí),由于蒸發(fā)器表面溫度低于空氣露點(diǎn),于是被處理空氣冷卻到露點(diǎn)以下,析出一部分水汽變?yōu)槟Y(jié)水,從而達(dá)到減濕目的.經(jīng)過(guò)冷卻減濕的空氣再通過(guò)制冷系統(tǒng)的冷凝器時(shí),又被冷凝器升溫,從而降低了空氣的相對(duì)濕度.冷凍除濕機(jī)可以連續(xù)工作,性能可靠,使用管理比較方便.但它的初投資大,消耗金屬較多,噪聲也較大.３)固體吸濕劑除濕法.固體吸濕劑有兩種類(lèi)型,一種是具有吸附能力的多孔性材料,如硅膠(SiO２)等,在吸濕后仍保持固體形態(tài)不變;另一種是具有吸濕性能的固體,如氯化鈣(CaCl２

)等,在吸濕后,逐漸變?yōu)橐簯B(tài),最后失去吸濕能力.喪失了吸濕能力的吸濕劑可以通過(guò)處理再生,如用高溫空氣將吸附的水分帶走(如硅膠)或用加熱蒸煮法使吸收的水分蒸發(fā)掉(如氯化鈣),使其重新獲得吸濕能力.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.２空調(diào)系統(tǒng)３空氣輸送部分空氣輸送部分主要包括送風(fēng)機(jī)、回風(fēng)機(jī)、風(fēng)管系統(tǒng)和必要的風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置.送風(fēng)系統(tǒng)的作用是不斷將空氣處理設(shè)備處理好的空氣有效地輸送到各空調(diào)房間;回風(fēng)系統(tǒng)的作用是不斷地排出室內(nèi)回風(fēng),實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的通風(fēng)換氣,保證室內(nèi)空氣品質(zhì).４空氣分配部分空氣分配部分主要包括設(shè)置在不同位置的送風(fēng)口和回風(fēng)口,其作用是合理地組織空調(diào)房間的空氣流動(dòng),保證空調(diào)房間內(nèi)工作區(qū),一般是２m以下空間的空氣溫度和相對(duì)濕度均勻一致,空氣流速不致過(guò)大,以免對(duì)室內(nèi)的工作人員和生產(chǎn)形成不良影響.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.２空調(diào)系統(tǒng)５輔助系統(tǒng)部分集中式空調(diào)系統(tǒng)是在空調(diào)機(jī)房集中進(jìn)行空氣處理然后再送往各空調(diào)房間.空調(diào)機(jī)房里對(duì)空氣進(jìn)行制冷(熱)的設(shè)備(空調(diào)用冷水機(jī)組或熱蒸汽)和濕度控制設(shè)備等就是輔助設(shè)備.對(duì)于一個(gè)完整的空調(diào)系統(tǒng),尤其是集中式空調(diào)系統(tǒng),系統(tǒng)是比較復(fù)雜的.空調(diào)系統(tǒng)是否能達(dá)到預(yù)期效果,空調(diào)能否滿足房間的熱濕控制要求,關(guān)鍵在于空氣的處理.上一頁(yè)返回９.３制冷系統(tǒng)９.３.１壓縮式制冷液體氣化過(guò)程要吸收周?chē)矬w的熱量,而周?chē)矬w由于失去熱量,自身溫度下降,于是達(dá)到制冷的效果.蒸氣壓縮式制冷的工作原理是利用某些低沸點(diǎn)的液體在氣化時(shí)吸收熱量而本身能維持不變的性質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的.例如,１kg質(zhì)量的水,在８７２Pa壓力下,飽和溫度為５℃,氣化時(shí)要吸收２４８９０５kJ熱量;１kg質(zhì)量的氨液,在１個(gè)大氣壓下氣化時(shí),需吸收１３６８１５kJ的熱量,可達(dá)－３３３℃的低溫.蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)主要由蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥四大設(shè)備組成,如圖９-１８所示,這些設(shè)備之間用管道和管道附件依次連成一個(gè)封閉系統(tǒng).下一頁(yè)返回９.３制冷系統(tǒng)制冷劑在系統(tǒng)中熱力過(guò)程為吸熱→壓縮→放熱→節(jié)流四個(gè)過(guò)程依次不斷循環(huán),進(jìn)而達(dá)到制冷目的.制冷系統(tǒng)的工作過(guò)程是低溫、低壓制冷劑液體(如氨或氟利昂)在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)為氣體,同時(shí)吸收周?chē)橘|(zhì)(例如水或空氣)的熱量后,被壓縮機(jī)吸入氣缸內(nèi).氣體在氣缸中經(jīng)壓縮,其溫度和壓力都要升高,然后被排入冷凝器中.在冷凝器內(nèi)高溫、高壓的制冷劑氣體與冷卻水或空氣進(jìn)行熱交換,放出凝結(jié)熱,并由冷卻水或空氣把熱量帶走,制冷劑氣體則凝結(jié)為液體.此高壓液體經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流降壓至蒸發(fā)壓力,節(jié)流后的氣液混合物進(jìn)入蒸發(fā)器.在蒸發(fā)器內(nèi)的低壓制冷劑液體氣化再次吸收汽化熱,使蒸發(fā)器周?chē)焕鋮s介質(zhì)溫度降低,而蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑氣體又被壓縮機(jī)吸走,完成一個(gè)制冷循環(huán).這樣不斷地循環(huán),從而達(dá)到制冷的目的.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.３制冷系統(tǒng)９.３.２吸收式制冷溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)的工作原理如圖９-１９所示.其主要由蒸發(fā)劑、吸收器、發(fā)生器、冷凝器四個(gè)熱交換設(shè)備組成.系統(tǒng)內(nèi)的工質(zhì)是兩種沸點(diǎn)相差較大的物質(zhì)(溴化鋰和水)組成的二元溶液.其中,沸點(diǎn)低的物質(zhì)(水)為制冷劑;沸點(diǎn)高的物質(zhì)(溴化鋰)為吸收劑.沸點(diǎn)是溴化鋰＞水＞氨,制冷劑Ｇ吸收劑包括水Ｇ溴化鋰、氨Ｇ水.四個(gè)熱交換設(shè)備組成制冷劑循環(huán)與吸收劑循環(huán)兩個(gè)循環(huán)環(huán)路.圖９-１９中左半部是制冷劑循環(huán),由冷凝器、蒸發(fā)器和節(jié)流裝置組成.高壓氣態(tài)制冷劑在冷凝器中向冷卻水放熱被冷凝成液態(tài)后,經(jīng)節(jié)流裝置減壓后進(jìn)入蒸發(fā)器.在蒸發(fā)器內(nèi),制冷劑液體被氣化為低壓制冷劑蒸氣,同時(shí)吸取被冷卻介質(zhì)的熱量產(chǎn)生制冷效應(yīng).上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.３制冷系統(tǒng)圖９-１９中右半部為吸收劑循環(huán),主要由吸收劑、發(fā)生器和溶液泵組成.在吸收器中,液態(tài)吸收劑吸收蒸發(fā)器產(chǎn)生的低壓氣態(tài)制冷劑形成的制冷劑———吸收劑溶液,經(jīng)溶液泵升壓后進(jìn)入發(fā)生器,在發(fā)生器中該溶液被加熱至沸騰,其中沸點(diǎn)低的制冷劑氣化形成高壓氣態(tài)制冷劑,又與吸收劑分離.然后前者進(jìn)入冷凝器液化,后者則返回吸收器再次吸收低壓氣態(tài)制冷劑.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.３制冷系統(tǒng)９.３.３制冷劑１制冷劑的種類(lèi)(１)按制冷劑的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度分類(lèi).按制冷劑的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度可分為三類(lèi),即高溫、中溫和低溫制冷劑.所謂標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度,是指在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下的蒸發(fā)溫度,也就是通常所說(shuō)的沸點(diǎn).１)高溫低壓制冷劑.標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度ts＞０℃,冷凝壓力Pc為０２~０３MPa.常用的高溫制冷劑有R１２３等.２)中溫中壓制冷劑.標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度－６０℃＜ts＜－０℃,冷凝壓力０３MPa＜Pc＜２０MPa.常用的中溫制冷劑有氨、R１２、R２２、R１３４a、丙烷等.３)低溫高壓制冷劑.標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度ts≤－６０℃.常用的低溫制冷劑有R１３、乙烯、R７４４等.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.３制冷系統(tǒng)(２)按組成成分分類(lèi).１)鹵代烴.鹵代烴是三種鹵素(氟、氯、溴)之中的一種或多種原子取代烷烴(飽和碳?xì)浠衔?中的氫原子所得的化合物,其中氫原子可以有,也可以沒(méi)有.如二氟二氯甲烷(CCl２F２

)是氟和氯原子取代了甲烷(CH４)中所有的氫原子而得的化合物.２)飽和碳?xì)浠衔?烷烴).碳?xì)浠衔锓Q為烴,其中飽和碳?xì)浠衔锓Q為烷烴,如甲烷(CH４)、乙烷(C２H６)等.３)不飽和碳?xì)浠衔锖望u代烯.烯烴是不飽和碳?xì)浠衔镏械囊活?lèi),有乙烯(C２H４

)、丙烯(C３H６)等.烯烴分子里的氫原子被鹵素(氟、氯、溴)原子取代后生成的化合物稱為鹵代烯.如二氯乙烯(C２H２Cl２)是乙烯中兩個(gè)氫原子被氯原子取代生成的化合物.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.３制冷系統(tǒng)４)共沸混合制冷劑.由兩種或多種制冷劑按一定比例混合在一起的制冷劑,在一定壓力下平衡的液相和氣相的組分相同,且保持恒定的沸點(diǎn),這樣的混合物稱為共沸混合制冷劑.共沸混合制冷劑可以由組成制冷劑的編號(hào)和質(zhì)量百分比來(lái)表示.如R２２/R１２(７５/２５)是由R２２與R１２按質(zhì)量百分比７５％∶２５％混合的共沸混合制冷劑.５)非共沸混合制冷劑.由兩種或多種制冷劑按一定比例混合在一起的制冷劑,在一定壓力下平衡的液相和氣相的組分不同,且沸點(diǎn)不恒定.非共沸混合制冷劑與共沸混合制冷劑一樣,用組成的制冷劑編號(hào)和質(zhì)量百分比來(lái)表示.如R２２/R１５２a/R１２４(５３/１３/３４)是由R２２、R１５２a、R１２４三種制冷劑按質(zhì)量百分比５３％、１３％、３４％混合而成.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.３制冷系統(tǒng)６)無(wú)機(jī)化合物.無(wú)機(jī)化合物的制冷劑有氨(NH３)、二氧化碳(CO２)、水(H２O)等,其中氨是常用的一種制冷劑.無(wú)機(jī)化合物的編號(hào)法則是R７××,其中７表示無(wú)機(jī)化合物,７后面的數(shù)字是該物質(zhì)分子量的整數(shù).如氨的編號(hào)為R７１７,二氧化碳的編號(hào)為R７４４.制冷劑的種類(lèi)很多,但目前在冷藏、空調(diào)、低溫試驗(yàn)箱等的制冷系統(tǒng)中采用的制冷劑也就是R１１、R１２、R２２、R１３、R１３４a、R１２３、R１４２、R５０２、R７１７等十幾種.２常用制冷劑的性質(zhì)(１)水(R７１８).水屬于無(wú)機(jī)物類(lèi)制冷劑,是所有制冷劑中來(lái)源最廣、最為安全且便宜的工質(zhì).水的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為１００℃,冰點(diǎn)為０℃,適用于制取０℃以上的溫度.水無(wú)毒、無(wú)味、不燃、不爆,但水蒸氣的比熱容大,蒸發(fā)壓力低,使系統(tǒng)處于高真空狀態(tài).由于這兩個(gè)特點(diǎn),水常在空調(diào)用的吸收式和蒸氣噴射式制冷機(jī)中作制冷劑.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.３制冷系統(tǒng)(２)氨(R７１７).氨的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為－３３４℃,凝固溫度為－７７７℃,氨的壓力適中,單位容積制冷量大,流動(dòng)阻力小,熱導(dǎo)率大,價(jià)格低廉,對(duì)大氣臭氧層無(wú)破壞作用,故目前仍被廣泛采用.氨的主要缺點(diǎn)是毒性較大、易燃、易爆、有強(qiáng)烈的刺激性臭味.氨與水可以互溶,形成氨水溶液,在低溫時(shí)水不會(huì)從溶液中析出而造成冰塞的危險(xiǎn).但水分的存在會(huì)加劇對(duì)金屬的腐蝕,所以氨中的含水量仍限制在０.２％以下.(３)氟利昂.氟利昂是應(yīng)用較廣的一類(lèi)制冷劑,目前主要用于中小型活塞式、螺桿式、離心式制冷壓縮機(jī)、低溫制冷裝置及有特殊要求的制冷裝置中.大部分氟利昂具有無(wú)毒或低毒,無(wú)刺激性氣味,在制冷循環(huán)工作溫度范圍內(nèi)不燃燒、不爆炸,熱穩(wěn)定性好,凝固點(diǎn)低,溶油性較好等顯著優(yōu)點(diǎn).幾種常用氟利昂的性能如下:上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.３制冷系統(tǒng)１)R１２.R１２的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為－２９８℃,凝固點(diǎn)為－１５５℃.R１２無(wú)色、無(wú)味、毒性小、不燃燒、不爆炸,但當(dāng)溫度達(dá)到４００℃以上遇明火時(shí),會(huì)分解出具有劇毒性的光氣.水在R１２中的溶解度很小,低溫狀態(tài)下水易析出而形成冰塞,因此,規(guī)定R１２產(chǎn)品的含水量不得超過(guò)０００２５％,且在充液管路及節(jié)流閥前的管路中加設(shè)干燥器.R１２廣泛用于冷藏、空調(diào)和低溫設(shè)備,從家用冰箱到大型制冷機(jī)中都采用.２)R２２.R２２也是廣泛使用的中溫制冷劑,標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為－４０８℃,凝固點(diǎn)為－１６０℃,單位容積制冷量稍低于氨,但比R１２大得多.壓縮終溫介于氨和R１２之間.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.３制冷系統(tǒng)R２２無(wú)色、無(wú)臭、不燃、不爆,毒性比R１２稍大,但仍屬安全性制冷劑.它的傳熱性能與R１２相近,溶水性比R１２稍大,但仍屬于不溶于水的物質(zhì).含水量仍限制在０００２５％之內(nèi),防止含水量過(guò)多和冰塞所采取的措施與R１２系統(tǒng)相同.３)R１３.R１３屬低溫制冷劑,標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為－８１５℃,凝固點(diǎn)為－１８０℃,毒性比R１２小,不燃、不爆.R１３低溫時(shí)蒸氣比熱容小,常溫下飽和壓力高,臨界溫度低(２８７８℃),故常溫下難以液化,它只應(yīng)用于復(fù)疊式制冷系統(tǒng)的低溫級(jí).R１３微溶于水,系統(tǒng)中也應(yīng)設(shè)干燥器.它不溶于油.R１３對(duì)大氣臭氧層也有破壞作用,發(fā)展中國(guó)家從２０１０年１月１日起停止生產(chǎn)和消費(fèi).上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.３制冷系統(tǒng)４)R１２３.R１２３的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為２７９℃,凝固溫度為－１０７℃,屬高溫制冷劑.相對(duì)分子質(zhì)量大(１５２９),適用于離心式制冷壓縮機(jī).與潤(rùn)滑油能互溶,具有一定毒性,傳熱系數(shù)較小.由于它具有優(yōu)良的大氣環(huán)境特性,是目前替代R１１的理想制冷劑之一.(４)碳?xì)浠衔?丙烷(R２９０)是較多采用的碳?xì)浠衔?它的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為－４２２℃,凝固溫度為－１８７１℃,屬中溫制冷劑.它廣泛存在于石油、天然氣中,成本低,易于獲得.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.３制冷系統(tǒng)９.３.４載冷劑載冷劑及其循環(huán)特點(diǎn)載冷劑是在間接冷卻的制冷裝置中把被冷卻系統(tǒng)(物體或空間)的熱量傳遞給制冷劑的中間冷卻介質(zhì).載冷劑經(jīng)泵在蒸發(fā)器中被制冷劑冷卻,溫度降低,送到冷卻設(shè)備中吸收被冷卻物質(zhì)或空間的熱量,溫度升高,然后返回蒸發(fā)器將吸收的熱量傳遞給制冷劑,載冷劑重新被冷卻.如此不斷循環(huán),以達(dá)到連續(xù)制冷的目的.使用載冷劑能使制冷劑集中在較小的循環(huán)系統(tǒng)中,而將冷量輸送到較遠(yuǎn)的冷卻設(shè)備中,這樣可減少制冷劑的循環(huán)量,從而增強(qiáng)了制冷系統(tǒng)的安全性.由于使用了載冷劑,增加了制冷系統(tǒng)的復(fù)雜性,同時(shí),制冷循環(huán)從低溫?zé)嵩传@得熱量時(shí)存在二次傳熱溫差,即載冷劑與被冷卻系統(tǒng)和載冷劑與制冷劑之間的傳熱溫差,增大了制冷系統(tǒng)的傳熱不可逆損失,降低了制冷循環(huán)的制冷效率.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.３制冷系統(tǒng)２常用載冷劑的特性(１)水.水的化學(xué)穩(wěn)定性好,不燃燒,不爆炸,純凈水對(duì)設(shè)備和管道的腐蝕性小,系統(tǒng)安全性好.水無(wú)毒,對(duì)人、食品和環(huán)境都是絕對(duì)無(wú)害的,所以多用于空調(diào)制冷系統(tǒng)中.水的缺點(diǎn)是凝固點(diǎn)高,只適用于載冷溫度在０℃以上的場(chǎng)合.(２)鹽水.鹽水有較低的凝固溫度,適用于中、低溫制冷裝置中.通常采用氯化鈉(NaCl)、氯化鈣(CaCl２)、氯化鎂(MgCl２)水溶液.鹽水的凝固點(diǎn)取決于鹽水的濃度.用鹽水作載冷劑時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):１)要合理選擇鹽水的濃度.２)注意鹽水溶液對(duì)設(shè)備、管道的腐蝕問(wèn)題.３)鹽水載冷劑在使用過(guò)程中會(huì)因吸收空氣中的水分而使其濃度降低.當(dāng)濃度降低時(shí)應(yīng)補(bǔ)充鹽量,以保持在適當(dāng)?shù)臐舛?上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.３制冷系統(tǒng)４)氯化鈉和氯化鈣不能混合使用,以防鹽水池中出現(xiàn)沉淀.(３)有機(jī)物.有機(jī)物載冷劑如乙醇(CH３—CH２OH)、乙二醇(CH２OH—CH２OH)、丙二醇CH２OH—CHOH—CH３)、丙三醇(CH２OH—CHOH—CH２OH)、二氯甲烷(CH２Cl２

)和三氯乙烯(CHCl—CCl２)等,它們都具有較低的凝固溫度.有機(jī)物載冷劑標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度均較低,因此,一般都采用閉式循環(huán),考慮到溫度變化時(shí)有機(jī)載冷劑體積有變化,系統(tǒng)中往往設(shè)有膨脹節(jié)或膨脹容器.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.３制冷系統(tǒng)９.３.５制冷系統(tǒng)四大件１蒸發(fā)器蒸發(fā)器是制冷裝置中的另一種熱交換設(shè)備.對(duì)于制冷系統(tǒng)來(lái)說(shuō),它是制冷劑從系統(tǒng)外吸熱的熱交換器.在蒸發(fā)器中,制冷劑在較低的溫度下沸騰,轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?并吸收被冷卻物體或介質(zhì)的熱量.所以,蒸發(fā)器是制冷系統(tǒng)中制取冷量和輸出冷量的設(shè)備.蒸發(fā)器如圖９-２０所示.空調(diào)用制冷裝置中的蒸發(fā)器主要有兩種類(lèi)型,一種是直接用來(lái)冷卻空氣的,即直接蒸發(fā)式表面冷卻器,這種類(lèi)型的蒸發(fā)器只能用于無(wú)毒害的氟利昂制冷系統(tǒng),它直接裝在空調(diào)機(jī)房的空氣處理室中;另一種是冷卻鹽水或普通水用的蒸發(fā)器,如氨制冷系統(tǒng)常采用一種水箱式蒸發(fā)器(或稱冷水箱),其外殼是一個(gè)矩形截面的水箱,內(nèi)部裝有直立管組或螺旋管組.管內(nèi)的制冷劑不斷蒸發(fā)吸熱,管外的水逐漸被冷卻.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.３制冷系統(tǒng)２壓縮機(jī)制冷壓縮機(jī)是蒸氣壓縮式制冷裝置的一個(gè)重要設(shè)備.根據(jù)工作原理的不同,可分為兩類(lèi),即容積式壓縮機(jī)和離心式壓縮機(jī).(１)容積式壓縮機(jī)是靠改變工作腔的容積,周期性地吸入一定數(shù)量的氣體,并將其壓縮.常用的容積式制冷壓縮機(jī)有往復(fù)活塞式壓縮機(jī)和回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī).離心式壓縮機(jī)是靠離心力的作用,連續(xù)地將氣體壓縮.這種壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)高,制冷能力大.１)往復(fù)式壓縮機(jī)一般稱為活塞式壓縮機(jī),其應(yīng)用最為廣泛,但由于結(jié)構(gòu)的限制,排氣量不能太大.目前,制造的活塞式制冷壓縮機(jī)多為中型和小型.活塞式壓縮機(jī)的機(jī)體由曲軸箱、氣缸體和氣缸蓋三部分組成.曲軸箱內(nèi)裝有曲軸,并通過(guò)連桿帶動(dòng)活塞在氣缸內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng),壓縮氣體.進(jìn)氣閥和排氣閥均設(shè)置在氣缸的頂部.當(dāng)活塞向下移動(dòng)時(shí),低壓氣體從氣缸頂部的一側(cè)或四周進(jìn)入氣缸;活塞向上移動(dòng)時(shí),被壓縮后的氣體仍從氣缸頂部排出.這樣,氣體在氣缸內(nèi)的運(yùn)動(dòng)路線是自上而下,再向上.活塞與螺桿制冷壓縮機(jī)如圖９-２１所示.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.３制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)的制冷量是指組成系統(tǒng)后,在蒸發(fā)器中具有的制冷能力.制冷量與制冷劑的種類(lèi)及制冷系統(tǒng)的工況(蒸發(fā)溫度和冷凝溫度等)有關(guān).在標(biāo)準(zhǔn)工況的溫度下工作的制冷量稱為標(biāo)準(zhǔn)制冷量;而在空調(diào)工況的溫度下工作的制冷量稱為空調(diào)制冷量.對(duì)同一臺(tái)制冷機(jī),空調(diào)制冷量要大于標(biāo)準(zhǔn)制冷量.２)回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)是靠回轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)替代活塞式壓縮機(jī)中活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng),以改變氣缸的工作容積,周期性地將一定數(shù)量的低壓氣態(tài)制冷劑進(jìn)行壓縮.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.３制冷系統(tǒng)(２)離心式制冷壓縮機(jī)通常用于蒸發(fā)溫度較高(如空調(diào)制冷)和制冷量較大的場(chǎng)合.它的構(gòu)造與離心式泵相似.低壓氣體從側(cè)面進(jìn)入葉輪中心以后,在葉輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下,獲得動(dòng)能和壓力能,流向葉輪的外緣.從葉輪流出的氣體,通過(guò)擴(kuò)壓器再進(jìn)入蝸殼,使氣體的流速有較大的降低,將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能,以獲得高壓氣體,排出壓縮機(jī).離心式制冷壓縮機(jī)有單級(jí)和多級(jí)之分,主軸上的工作葉輪可以是一個(gè),也可以是多個(gè).工作葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)越高,級(jí)數(shù)越多,離心壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓力也越高.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.３制冷系統(tǒng)３冷凝器冷凝器是將氣態(tài)制冷劑變成液體后在系統(tǒng)中循環(huán)使用,如圖９-２２所示.其可分為水冷、風(fēng)冷、水Ｇ空氣冷卻、制冷劑冷卻.冷凝器是一種熱交換設(shè)備.來(lái)自壓縮機(jī)的高壓過(guò)熱氣態(tài)制冷劑,在此被冷卻為飽和氣,并進(jìn)一步被冷凝為液態(tài).空調(diào)制冷系統(tǒng)中常用的冷凝器有立式殼管型和臥式殼管型兩種.前者用于氨制冷系統(tǒng);后者在氨和氟利昂制冷系統(tǒng)中均可使用.這兩種冷凝器都是用水作為冷卻介質(zhì),冷卻水在圓形外殼內(nèi)的鋼管或銅管內(nèi)流動(dòng),制冷劑蒸氣在管外空隙處冷凝.除水冷式冷凝器外,還有用空氣來(lái)冷卻的冷凝器,又稱風(fēng)冷式冷凝器.它多用于小型制冷機(jī)組.對(duì)于移動(dòng)式制冷機(jī)組以及缺水地區(qū)的中型氟利昂制冷系統(tǒng),也有采用風(fēng)冷式冷凝器的.４節(jié)流閥節(jié)流閥可將高壓制冷劑降壓,調(diào)節(jié)制冷劑流量.節(jié)流裝置是組成制冷系統(tǒng)的重要部件,作為制冷系統(tǒng)四大部件之一.它的作用表現(xiàn)在以下幾項(xiàng):上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.３制冷系統(tǒng)(１)對(duì)高壓液態(tài)制冷劑進(jìn)行節(jié)流降壓,保證冷凝器和蒸發(fā)器之間的壓力差,以便使蒸發(fā)器中的液態(tài)制冷劑在要求的低壓下蒸發(fā)吸熱,從而達(dá)到制冷降溫的目的,同時(shí),使冷凝器中的氣態(tài)制冷劑在給定的高壓下放熱、冷凝.(２)調(diào)整供入蒸發(fā)器的制冷劑流量以適應(yīng)蒸發(fā)器制冷量的變化,使制冷裝置在經(jīng)濟(jì)工況下有效運(yùn)轉(zhuǎn).因此,節(jié)流裝置也稱為流量控制機(jī)構(gòu).它能使高壓液態(tài)制冷劑節(jié)流降壓,使制冷劑一出閥孔就膨脹為蒸汽,所以也稱節(jié)流閥或膨脹閥.常用的節(jié)流機(jī)構(gòu)有手動(dòng)膨脹閥、浮球式膨脹閥、熱力式膨脹閥以及毛細(xì)管等.除上述四大主要設(shè)備外,還有一些輔助設(shè)備,以配合和保證制冷系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn).上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.３制冷系統(tǒng)９.３.６輔助設(shè)備１儲(chǔ)液器儲(chǔ)液器是儲(chǔ)存穩(wěn)定液態(tài)制冷劑流量.２氣液分離器氣液分離器是分離氣態(tài)和液態(tài)制冷劑,防止壓縮機(jī)濕壓縮.３過(guò)濾器過(guò)濾器可過(guò)濾出制冷劑中的雜質(zhì).４干燥器干燥器可吸附制冷劑中的水,防止腐蝕和冰堵.５油分離器油分離器可分離出制冷劑中的油,提高換熱效率.６安全閥安全閥是壓力超過(guò)規(guī)定數(shù)值時(shí),閥門(mén)自動(dòng)開(kāi)啟.上一頁(yè)返回９.４制冷機(jī)組空調(diào)系統(tǒng)普遍采用制冷機(jī)組,制冷機(jī)組就是將制冷系統(tǒng)中的部分設(shè)備或全部設(shè)備配套組裝在一起,成為一個(gè)整體.如常用的冷水機(jī)組,就是將壓縮機(jī)、冷凝器、冷水用蒸發(fā)器以及自動(dòng)控制元件組裝成一個(gè)整體,專(zhuān)門(mén)為空調(diào)箱或其他工藝過(guò)程提供不同溫度的冷水.這種機(jī)組結(jié)構(gòu)緊湊、使用靈活、管理方便,而且它占地面積小、安裝簡(jiǎn)單,從而為基本建設(shè)工業(yè)化施工提供了有利條件.９.４.１冷水機(jī)組將蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流機(jī)構(gòu)等組裝成一個(gè)整體,由蒸發(fā)器提供冷凍水,如圖９-２３所示.冷水機(jī)組的制冷壓縮機(jī)可為容積式或離心式制冷壓縮機(jī);冷凝器可分為水冷式或空冷式冷凝器.下一頁(yè)返回９.４制冷機(jī)組９.４.２空調(diào)機(jī)組空調(diào)機(jī)組是由制冷壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥(或毛細(xì)管)、直接蒸發(fā)式空氣冷卻器以及通風(fēng)機(jī)、空氣過(guò)濾器等設(shè)備組成.它的種類(lèi)很多,大體可分為以下幾種:(１)根據(jù)形式的不同,有立柜式空氣調(diào)節(jié)機(jī)組和窗式空氣調(diào)節(jié)器兩種.１)立柜式空氣調(diào)節(jié)機(jī)組的下半部是制冷壓縮機(jī)和臥式殼管冷凝器,上半部是直接蒸發(fā)式空氣冷卻器和離心式通風(fēng)機(jī)等.２)窗式空氣調(diào)節(jié)器原理如圖９-２４所示.其左半部(室外側(cè))為全封閉式壓縮機(jī)和空冷式冷凝器;右半部(室內(nèi)側(cè))為離心式送風(fēng)機(jī)和直接蒸發(fā)式空氣冷卻器.另外,機(jī)組上還設(shè)有與室外空氣相通的進(jìn)風(fēng)門(mén),可向室內(nèi)補(bǔ)入一定量的新鮮空氣.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.４制冷機(jī)組(２)根據(jù)用途的不同,空氣調(diào)節(jié)機(jī)組可分為冷風(fēng)機(jī)組、恒溫恒濕機(jī)組和除濕機(jī)組等.１)冷風(fēng)機(jī)組.機(jī)組主要解決夏季房間空氣調(diào)節(jié)和降溫問(wèn)題,適用于夏季有一般舒適性空氣調(diào)節(jié)要求的房間.窗式空氣調(diào)節(jié)器屬于此類(lèi).２)恒溫恒濕機(jī)組.機(jī)組與冷風(fēng)機(jī)組相似,但其制冷量與送風(fēng)量之比較大,為１７０~１８５kJ/kg.另外,該機(jī)組內(nèi)還裝有電(或蒸氣)加熱器、電加濕器,可在全年內(nèi)保證房間達(dá)到一定程度的恒溫與恒濕要求.３)除濕機(jī)組.除濕機(jī)組是利用制冷機(jī)降低空氣含濕量的設(shè)備,由制冷壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流機(jī)構(gòu)、直接蒸發(fā)式空氣冷卻器和通風(fēng)機(jī)等幾個(gè)主要部分組成.其不同點(diǎn)在于,除濕機(jī)一定要采用空冷式冷凝器,利用直接蒸發(fā)式空氣冷卻器出口的冷風(fēng)使高壓氣態(tài)制冷劑冷凝,同時(shí),也提高了空氣自身的溫度,以保持房間空氣溫度不致過(guò)低,相對(duì)濕度不致過(guò)高.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.４制冷機(jī)組(３)根據(jù)供熱方式的不同,空氣調(diào)節(jié)機(jī)組有普通式和熱泵式.１)普通式空氣調(diào)節(jié)機(jī)組冬季用電熱或蒸氣加熱空氣.２)熱泵式空氣調(diào)節(jié)機(jī)組則不另設(shè)熱源,或只在冬季最冷時(shí)期輔以外部熱源,如圖９-２５、圖９-２６所示為熱泵式空氣調(diào)節(jié)器流程圖.從圖中可以看出,這種空氣調(diào)節(jié)器與冷風(fēng)機(jī)組相比,只是增加了一個(gè)四通換向閥.夏季蒸發(fā)器制冷,冬季旋轉(zhuǎn)四通換向閥,蒸發(fā)器供熱.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.４制冷機(jī)組９.４.３溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)夏季吸收制冷,冬季燃?xì)夤?按其結(jié)構(gòu),這種系統(tǒng)有單筒、雙筒、多級(jí)等幾種形式.常用雙筒式溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng),如圖９-２７、圖９-２８所示,將發(fā)生器、冷凝器置于一個(gè)(上)筒體,蒸發(fā)器、吸收器放在另一個(gè)(下)筒體內(nèi),以保證系統(tǒng)的嚴(yán)密性.(１)吸收劑循環(huán).吸收器內(nèi)的稀溶液由發(fā)生器泵經(jīng)熱交換器送到發(fā)生器內(nèi)時(shí),依靠發(fā)生器管簇內(nèi)的工作蒸汽的加熱,將溶液中低沸點(diǎn)的水汽化為冷劑水蒸氣,而溶液本身得到濃縮.發(fā)生器中的濃溶液經(jīng)熱交換器放出熱量后流入吸收器中,以吸收蒸發(fā)器內(nèi)的冷劑水蒸氣.上一頁(yè)下一頁(yè)返回９.４制冷機(jī)組２)制冷劑循環(huán).發(fā)