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1、第一章 家用空调器的基本知识一、房间空空气调节器器的定义： 对密密闭空间、房房间或区域域里空气的的温度、湿湿度、洁净净度及空气气流动速度度（简称“空空气四度”）等等参数进行行调节和控控制，以满满足一定要要求的设备备，称之为房间空空气调节器器。 一般其具具有以下五五个基本的的运行模式式：1、制冷模模式（降低低环境温度度） 通过过从室内高高温空气中中吸收热量量并向室外外放热，使使得室内环环境温度下下降到所需需要求，以以达到凉爽爽舒适的目目的。2、制热模模式（升高高环境温度度） 通过过从室外低低温空气中中吸收热量量并向室内内放热，使使得室内环环境温度上上升到所需需要求，以以达到暖和和舒适的目目的。3
2、、抽湿模模式（除去去湿度） 在制制冷的过程程中，空气气经过比其其露点温度度低的蒸发发器时，其其中的水蒸蒸气就冷凝凝下来，从从而把空气气中过多的的水分带走走。4、送风模模式（改变变风速） 这时时相当于风风扇，使室室内空气得得到循环流流动。5、自动模模式 根据据室内温度度与你所设设定的温度度之差自动动地提供冷冷量或热量量，随时保保证室内环环境的舒适适性。二、那空调调器到底是是怎样工作作，怎样实实现制冷制制热的呢？ 要要解决这些些疑问，就就要先了解解空调器是是怎么构成成的，它里里面是些什什么东西，各各有什么作作用。下面面我们就来来说说空调调器的四大大部件，它它们是压缩缩机、冷凝凝器、蒸发发器、节流流
3、机构，当当然还少不了制冷冷剂。1、制冷剂剂：好比空空调器的“血血液” 它它是热量的的载体，通通过它把室室内的热量量传递到室室外（制冷冷）或把室室外环境的的热量传递递到室内（制制热）。2。压缩机机：可以比比作空调器器的“心脏脏” 通通过压缩机机的运转来来实现制冷冷剂在系统统中的流动动和循环。 家家用空调器器主要使用用全封闭压压缩机，包包括往复式式、旋转式式（单转子子、双转子子）、涡旋旋式。3、冷凝器器、蒸发器器：统称为为热交换器器 室内内侧热交换换器（制冷冷时称作“蒸蒸发器”、低低压部件）和和室外侧热热交换器（制制冷时称作作“冷凝器器”、高压压部件）。 空调调器运行时时，制冷剂剂与空气之之间的热
4、量量传递就是是通过热交交换器的管管壁和翅片片来进行。 4、节流机机构：其作作用主要是是节流降压压降温、调节节流量和控控制过热度度。 节流流的工作原原理是制冷冷剂流过阀阀门或毛细细管时，流动截面面突然收缩缩，流体流流速加快，压压力下降（压压力下降的的大小取决决于流动截截面大小），温温度也随之之降低。 小型型制冷系统统节流机构构主要采用用热力膨胀胀阀、毛细细管、电子子膨胀阀。目前，我们在试验室中，最常见的就是毛细管，其是细而长。它的规格参数主要有外径、内径和长度，如2.51.1600，表示外径为2.5mm、内径为1.1mm和长度为600mm的毛细管。因其结构简单且便宜，故得以广泛运用。但其缺点就在
5、于，在某个工况下，空调器匹配到最佳状态后，定长毛细管就焊接上去，不可以再调，这就造成在其它工况下，空调器不一定运行在最佳状态下。三、空调器器制冷制热热的的工作作原理：1、制冷循循环 制冷冷运行时，来来自室内机机蒸发器的的低压低温温制冷剂气气体被压缩缩机吸入压压缩成高压压高温气体体，排入室室外机冷凝凝器，通过过轴流风扇扇的作用，与与室外的空空气进行热热交换而成成为中温中中压的制冷冷剂液体，经经过毛细管管的节流降降压、降温温后变成低低压低温的的制冷剂液液体，之后后进入蒸发发器与室内内环境空气气进行热交交换，成为为低压低温温的制冷剂剂气体，如如此周而复复始地循环环而达到制制冷的目的的。2、制热循循环
6、当进行制热热运行时，电电磁四通换换向阀动作作，使制冷冷剂按照制制冷过程的的逆过程进进行循环。制制冷剂在室室内机换热热器中放出出热量，在在室外机换换热器中吸吸收热量，从从而达到制制热的目的的。3、送风循循环 室外外机压缩机机和风机全全关，只开开室内风机机使室内空空气得到循循环流动。第二章 简简单的传热热学基础知知识及在空空调中的应应用若要想进一一步的了解解空调器的的工作原理理，就必须须学习一些些简单的传传热学基础础知识。一、制冷常常用术语潜热 对液态态的水加热热，水的温温度升高，当当达到沸点点时，虽然然热量不断断的加入，但但水的温度度不升高，一一直停留在在沸点，加加进的热量量仅使水变变成水蒸气气
7、，即由液液态变为气气态。这种种不改变物物质的温度度而引起物物态变化(又称相变变)的热量量称为潜热热。(全热等于于显热与潜潜热之和。)显热对固态、液液态或气态态的物质加加热，只要要它的形态态不变，则则热量加进进去后，物物质的温度度就升高，加加进热量的的多少在温温度上能显显示出来，即即不改变物物质的形态态而引起其其温度变化化的热量称称为显热。如如对液态的的水加热，只只要它还保保持液态，它它的温度就就升高。因因此，显热热只影响温温度的变化化而不引起起物质的形形态的变化化。比热任任何物质当当加进热量量，它的温温度会升高高。但相同同质量的不不同物质，升升高同样温温度时，其其所加进的的热量是不不一样的。为
8、为相互比较较，把l kg水温温度升高11 所需的热热量定为44.19kkJ。以此此作为标准准，其它物物质所需的的热量与它它的比值，称称为比热。如如 l kkg水温度度升高l 需4.119kJ，则则比热值为为4.199kJ(kkg)，而而 l kkg铜温度度升高l 只需0.39kJJ，则铜的的比热为00.39kkJ(kgg)。不不同材料有有各自的比比热值。知道材料比比热值，就就能计算出出对它降温温所需要除除去的热量量。例如要要将5kgg 70的水冷却却到15，则需除除去的热量量为： QQmcDD t = 54.199(70-15)l1522.25kkJ 式中中： m：水的质量量，kg； cc：水
9、的比比热kJ(kgK)；D t：温度度差值 KK。 它属属于显热。热量物物体温度的的高低表示示了物体的的物质分子子热运动剧剧烈的程度度，温度的的高低也表表示物体所所具有能量量的高低，这这种能量称称为热能。当当温度不同同的两个物物体相接触触时，两者者温度逐步步趋于一致致，发生了了热能从温温度较高的的物体向温温度较低的的物体转移移，此时物物体所放出出或吸收的的能量称为为热量。常常用的热量量单位有：a、卡 在标准大气气压力下，将将 l克的的水加热或或冷却，其其温度升高高或降低ll 时，所加加进或除去去的热量称称为l卡，以以符号 ccal表示示。因卡的的单位太小小，工程上上往往采用用其10000倍的千
10、千卡或大卡卡来表示。具具符号为kkcal。b、英热单单位 在标准大气气压下，将将11b(磅)(111b00.4544kg)水水加热或冷冷却，其温温度升高或或降低华氏氏温度l oF，所所加进或除除去的热量量称为一个个英热单位位，其符号号为Btuu。c、焦耳 在国际单位位制中，取取热量单位位与功的单单位一致，以以焦耳表示示。焦耳相相当于用11N(牛顿顿)的力，共共作用点在在力的方向向上移动ll m(米米)所做的的功。因此此，在国际际单位制中中，焦耳是是功和能的的单位，采采用这种单单位使计算算简化，焦焦耳的符号号为J。我我国法定热热量单位为为焦耳。焦耳与卡之之间的换算算为：1 kJ(千焦耳)0.22
11、39kccaI(千千卡)l kcaal(千卡卡)4.19kJJ(千焦耳耳)其它常用换换算公式为为：1 kcaal(千卡卡)3.969 Btu(英热单位位)l Btuu(英热单单位)2252 ccal(卡卡) 1 kcaal(千卡卡)4227 kggm(千克克米)1 kW(千瓦)860 kca11h(千千卡时)1 美国冷冷吨30024 kkca1h(千卡卡时)1 日本冷冷吨33320 kkca1h(千卡卡时)温度温度被用用来表示物物质冷与热热的程度，温温度的高低低的程度可可用温度计计来度量，如如玻璃温度度计，管内内的液体受受热后膨胀胀，液面升升高，冷却却收缩后，液液面降低，液液面的高低低表示温度
12、度的高低程程度。下面面简要介绍绍表示温度度值的几种种标准。a、摄氏温温标 在标准大气气压下，把把水的冰点点作为0度度，沸点作作为1000度，在00度与1000度之间间均衡的刻刻成1000格，每格格为l度，以以符号表示。b、华氏温温标 在标准大气气压下，把把水的冰点点定为322度，而沸沸点定为2212度、二二者之间均均衡的刻成成180格格，每格为为l度，以以符号oF表示。 c、开氏温温标(又称称绝对温标标) 它以摄氏温温标为基础础、把水的的冰点定为为273.16度，水水的沸点定定为373316度度，理论上上把物质中中分子全部部停止运动动之点作为为0度，以以符号K表表示。常用温标是是摄氏、华华氏、
13、开氏氏。它们之间的的换算公式式如下：华氏换算摄摄氏：氏换算成华华氏： 开氏与摄氏氏的关系：T= tt + 2273.116 式中：T：开氏温标标，K；t：摄氏温温标，。蒸发与沸腾腾蒸发是指指在液体自自由表面进进行气化的的过程 。例例如，水的的蒸发。衣衣服的凉干干过程。蒸蒸发是由于于液体表面面上具有较较高能量的的分子克服服液体分子子的引力、穿穿出液面到到达空间而而形成的。在在相同环境境下、液体体温度越高高，则蒸发发越快。制制冷工程中中，许多问问题都涉及及到蒸发过过程，例如如冷却塔及及空调中的的加湿与干干燥过程等等。红外加加湿器的加加湿属表面面蒸发过程程。沸腾是指指液体内部部产生气泡泡形式的剧剧烈
14、气化过过程。例如如，水的烧烧开过程。在在一定压力力下，液体体加热到一一定的温度度才开始沸沸腾。在整整个沸腾过过程中，液液体吸收的的热量全部部用于自身身的容积膨膨胀与相变变，故气液液温度保持持不变。如如电极加湿湿器属于沸沸腾过程。压力气体由分子子组成，亿亿万分子在在无规则的的运动中，频频繁撞击容容器内壁，在在内壁单位位表面积上上垂直产生生的力称为为压力。在在工程中测测量气体压压力的常用用单位是：千克厘厘米2、或或为mmHHg(毫米米汞柱)，我我国的法定定单位是 Pa(帕帕斯卡)。湿度 湿湿度是表示示湿空气中中含有水蒸蒸汽量多少少的物理量量，有三种种表示方法法。a、绝绝对湿度 l m3湿空气中中含
15、水蒸汽汽的质量。符符号为Z，单单位为 kkg/m3.。绝对湿湿度使用起起来不方便便。它不能能直接反映映出湿空气气的干湿程程度。b、含湿湿量每公斤干干空气所含含有水蒸汽汽量称为含含湿量，符符号为d，单单位为 kkgkgg(干)；c、相对湿湿度 湿空气中水水蒸汽分压压力和同温温度下饱和和水蒸汽分分压力之比比，称为相相对湿度。用用符号j 表示。jj 值小，表表示空气较较干燥，反反之，空气气较潮湿。当当j 00时，为干干空气；jj 1000时，为为饱和空气气。从j 值大大小可直接接看出空气气的干湿程程度。 jj 和d都都是表示空空气的湿度度参数，含含意却不同同，d表示示水蒸汽的的含量多少少，却不能能表
16、示空气气接近饱和和的程度；而j 能能表示空气气接近饱和和程度，却却不能表示示水蒸汽的的含量多少少。露点温度在在一定大气气压力下，含含湿量不变变时空气中中的水蒸汽汽凝结为水水(凝露)的温度。在在d不变时时，空气温温度下降，由由未饱和状状态变为饱饱和状态，此此时空气的的相对湿度度j = 100。在在空调器中中，把空气气降温至露露点温度，达达到除湿干干燥空气的的目的。焓焓是湿空空气的一个个重要参数数，是一个个内能与压压力位能之之和的复合合状态参数数。在空调过过程中，湿湿空气的状状态经常发发生变化，焓焓可以很方方便确定该该状态变化化过程中的的热交换量量。湿空气气的变化过过程是定压压过程，焓焓差等于热热
17、交换量。二、传热学学基础知识识及在空调调中的应用用1、传热有有三种基本本方式a、导热：物体个部部分之间不不发生相对对位移时，依依靠分子、原原子及自由由电子等微微观粒子的的热运动而而产生的热热量传递。b、对流：流体个部部分之间发发生相对位位移，冷热热流体相互互掺混所引引起的热量量传递方式式。根据引起流流动的原因因而论，可可分为自然然对流和强强制对流换换热。c、热辐射射是由于因因为热的原原因而通过过电磁波传传递能量的的过程和方方式。发生在空调调系统中的的主要传热热过程：2、冷凝器器中的传热热过程：高温高压压制冷剂向向周围空气气环境散热热a、制冷剂剂铜管内内壁：对流流换热b、铜管内内壁铜管外外壁及翅
18、片片：导热c、铜管外外壁及翅片片周围大大气环境：对流换热热高温高压制制冷剂以过过热蒸气状状态进入冷冷凝器，在在管内发生生降温及冷冷凝，从冷冷凝器入口口到第一个个液滴产生生前，是一一个温度不不断降低的的过程；从第一个液液滴产生到到最后一个个气泡消失失，是一个个温度不变变的过程，在在此过程中中，制冷剂剂中含液量量不断上升升，含气量量不断下降降；从最后一个个气泡消失失到冷凝器器出口，是是一个降温温过程。总的说来，这这是一个高高温高压制制冷剂气体体在冷凝器器中散热降降温冷却成成低温高压压制冷剂液液体的过程程。3、蒸发器器中的传热热过程：低温低压制制冷剂从周周围空气环环境吸热a、大气铜管外外壁及翅片片：
19、对流换换热b、铜管外外壁及翅片片铜管内内壁：导热热c、铜管内内壁制冷剂剂：对流换换热低温低压制制冷剂以气气液混合状状态进入蒸蒸发器，在在管内发生生等温蒸发发及升温过过程；从蒸发器入入口到最后后一个液滴滴消失前，是是一个温度度不变的过过程（理论论上），在在此过程中中，制冷剂剂中含液量量不断下降降，含气量量不断上升升；从最后一个个液滴消失失到蒸发器器出口，是是一个升温温过程。总的说来，这这是一个低低温低压制制冷剂液体体在蒸发器器中吸热变变成低温低低压制冷剂剂气体的过过程。4、其他的的传热过程程压缩机及配配管等与环环境的换热热（这份热热量交换相相对比较小小）；下图是R222制冷剂剂的压焓图图，通过这
20、这个图有助助于大家对对这个系统统工作的了了解。第三章 家用空调调器制冷系系统的性能能匹配简单单实例制冷量是空空调器最基基本的性能能指标，是是空调器具具有使用价价值的基本本依据，因因此在系统统性能匹配配中具有特特别重要意意义。 制冷量可用用焓值法量量热计（简简称焓差台台）或平衡衡环境型房房间量热计计（简称热热平衡）进进行测试。我们知道，空空调器制冷冷运行时，其其从室内吸吸收的热量量Q0加上功耗耗W等于向向室外放出出的热量QQK，即QK=Q0+W。在用焓值法法测试时，QQ0=mhmm（h进风-h出风）式中：m表表示空调器器的送风风风量，Kgg/m3；h进风表示示空调器内内侧进风温温度对应的的焓值，
21、KKJ/Kgg；h出风表示示空调器内内侧出风温温度对应的的焓值，KKJ/Kgg；从上面的公公式可以看看出，制冷冷量的测试试结果直接接与风量和和进出风温温度有关，所所以，测试试前一定要要注意样机机的状态是是否完好；测试时要要注意样机机的安装是是否正确（如如高度、前前后左右的的自由空间间、导风板板位置等），该该布的温度度点是否已已经接好，压压力表连接接是否可靠靠（如接头头是否漏气气、软管是是否破裂）等等。左图就是压压缩机所布布的排气回回气和压底底的温度点点，右图就就是内外机机所布的冷冷中和冷出出的温度点点。通过这这些温度点点，我们可可以知道空空调器的运运行状态，并并在一定程程度上判定定空调器性性能
22、的好坏坏。那么在空调调器制冷系系统的性能能匹配中，我我们有什么么规律可寻寻或经验荐荐见呢？通通过大量的的试验和经经验总结，我我们可以归归纳出，在在额定制冷冷量测试中中的一些主主要性能参参数，参考考值如下： 蒸发温度：69，一般整整体式、柜柜式和吸顶顶式等偏低低，挂壁式式偏高 冷凝温度：分体式不不大于499，整体式式不大于554过冷度：不不小于6过热度：117排气温度：75990，变频机机在高低频频时会超出出该范围 回气温度：6155排气压力：1.62.1MMpa，整整体式偏高高，高能效效比机偏低低 回气压力：0.4550.66Mpa，高高能效比机机偏高。现以具体实实例，来说说明空调器器制冷量匹
23、匹配的一般般过程：如：任务要要求普配压压缩机，机机型为KFF-25GGW要求选用的的压缩机为为PH1660X1CC-4FTT2 根据以往的的相似机型型经验，我我们先预充充注氟量为为R22 780gg 其简单的制制冷循环图图如下所示示，在这里里我们的主主要工作就就是对其中中的毛细管管（节流阀阀）长短和和制冷剂RR22的量量进行调节节，使压缩缩机与这个个系统在一一定的工况况下，运行行在一个最最佳的状态态。这就是是我们常说说的简单的的系统匹配配。a) 选用用毛细管 1.3500mmm ,11根,测试试数据为： 制 冷 量量： 25512 WW 输入功率： 9477.8 WW 能 效 比比： 2.65
24、 WW/W 出风温度： 室内113.8/13.0 ，室外外40.99排气温度： 75.6回气温度： 5.99从上面的数数据可以看看出，排气气温度（775.6）和回气气温度（55.9）均偏低低，因此考考虑加长毛毛细管而增增大节流，具具体加长多多少视测试试数据而定定，在这里里由于排、回回气温度均均在正常范范围的下限限，所以加加长1000mm。另外，为了了提高效率率，在没有有很高把握握的情况下下，更换毛毛细管应尽尽可能使参参数稍微偏偏向另一端端。b) 选用用毛细管 1.3600mmm ,11根,测试试数据为： 制 冷 量量： 25570 WW 输入功率： 9622.5W 能 效 比比： 2.67 W
25、W/W 出风温度： 室内113.8/12.9 ，室外外41.00排气温度： 88.9回气温度： 10.1由上面的数数据分析，排排气温度（888.9）和回气气温度（110.1）均偏高高，说明毛毛细管过长长，因此为为得到最佳佳状态，需需适当减短短毛细管以以减小节流流，可取5500mmmh和6000mm的的中间值，即即550mmm长。c) 选用用毛细管 1.3550mmm ,11根,测试试数据为： 制 冷 量量： 25563 WW 输入功率： 9499.3 WW 能 效 比比： 2.70 WW/W 出风温度： 室内113.8/12.9 ，室外外41.00排气温度： 79.5回气温度： 5.88此时的
26、各项项参数已基基本合理，制制冷量、输输入功率和和能效比均均已达到国国标和企标标要求。但但回气温度度偏低，显显示制冷剂剂注氟量偏偏大，如果果考虑安装装时的损耗耗，则可以以取7800g为生产产注氟量。（因因为我们的的家用分体体式空调器器到用户那那里安装时时，普遍采采用排空赶赶气法，故故一般在11.5匹以以下的机型型生产时多多预充30g制冷冷剂，在22匹以上的的机型多预预充50g制冷冷剂）至此，通过过第三部匹匹配，我们们可以完成成能力匹配配的任务了了。但是在在经过仔细细的分析和和思考，可可以看到：上面的能能效比不高高而制冷量量有余量，可可将毛细管管和注氟量量同时减小小。很有可可能能提高高能效比，但但
27、同时也可可能因制冷冷剂量相对对少了和压压力将小了了，会影响响到制冷量量的大小。总总之，还是是需试验结结果来说话话。d) 选用用毛细管 1.3450mmm ,11根，同时时放液300g（此时时注氟量为为750gg）,测试试数据为： 制 冷 量量： 24489 WW 输入功率： 8299.7 WW 能 效 比比： 3.00 WW/W 出风温度： 室内114.2/13.1 ，室室外40.4排气温度： 81.3回气温度： 13.4可以看到制制冷量随之之有所降低低（74WW），但功功率降得幅幅度更大（1119.66W），使使能效比大大幅升高，总总体性能明明显提高了了。结果还还是令人满满意的。不过应注意意
28、回气温度度已较高，7750g的的注氟量如如果作为出出厂注氟量量是偏低的的，安装后后可能出现现制冷量不不足或影响响正常的使使用寿命，因因此应适当当补充300g液作为为用户排空空量。 上上面的例子子比较简单单，通过三三根毛细管管就找到了了目标点，所所测的参数数也较少，热热电偶只布布了排气、回回气2个温温度点，高高、低压力力则未测。 其其实，在实实际匹配过过程中，常常常会遇到到制冷系统统的大小较较紧张（可可能由于降降低风速（静静音机型）、压压缩机能效效比偏低、换换热系统设设计不合理理，或用小小系统配大大机型等），此此时往往仅仅通过更换换毛细管或或调整液量量不能解决决问题，而而是要作更更多的工作作（如
29、重新新分路，拉拉密片距，采采用换热效效果更好的的新型翅片片和内螺纹纹管，采用用高能效压压缩机等）。 当然，我们们也要注意意：当毛细细管长度小小于4000mm时可可能出现节节流不稳定定的问题，所所以当长度度小于4000mm时时需更换内内径较大的的毛细管，如如1.33换为11.6，或或增加毛细细管根数（尽尽量不采用用，因为可可能出现分分液不均的的问题，同同时装配工工作量也增增加了）。在在更换内径径不同的毛毛细管前，为为减少不必必要的测试试过程和少少走弯路，需需查询毛细细管的标准准压差表或或根据自己己长时间的的经验来判判断，以尽尽可能准确确地确定出出新毛细管管的长度。这时，我们们做好能力力匹配是否否
30、就算完成成这个任务务了呢？回答是“NNO！”我们还需要要测试它的的性能试验验。其中一一个较重要要的就是：最大制冷运运行试验，低低电压1887V，工工况为（）， 室内侧DBB/WB：32/223，室外外侧DB/WB：446/300 操作步骤：工况稳定定后，在低低压下连续续运行1hh，然后停停机断电33min，再再启动运行行1h；只有通过该该试验，我我们的匹配配任务才算算完成了一一大半。但是当冷凝凝面积不足足或匹配设设计不合理理时，最大大制冷运行行低电压容容易造成压压缩机过载载保护动作作，这时应应调整系统统使高压和和压缩机功功率（电流流）下降，一一般的方法法是通过减减短制冷毛毛细管，但但此时制冷冷量也往往往会有所降降低。有时时也会考虑虑其它方法法，如在冷冷凝器出口口加卸荷阀阀（出口到到中东的TT3机型经经常采用，成成本也会相相应的增加加）、增大大冷凝器的的换热面积积等。