中央空调系统课件

空调系统一、制冷原理二、制冷剂和载冷剂三、制冷设备四、中央空调系统五、空调系统优化一、制冷原理1、什么是制冷？2、制冷的方法？3、优缺点及选择以消耗一定的能量(机械能或热能)为代价，实现使低温物体的热量向高温物体转移的一种技术。1、利用自然界的天然冷源制冷2、人工制冷人工制冷压缩式制冷1、原理液体气化过程要吸收周围物体的热量，而周围物体由于失去热量，自身温度下降，于是达到制冷效果。蒸气压缩式制冷的工作原理是利用某些低沸点的液体在气化时吸收热量而本身能维持不变的性质来实现的。例如，1kg的水，在8.72mbar压力下，饱和温度为5℃，气化时要吸收2489.05kJ热量；1kg的氨液，在1.01325bar(1个大气压)下汽化时，需吸收1368.15kJ的热量，可达-33.3℃的低温。压缩式制冷1、原理液体气化过程要吸收周围物体的热量，而周围物体由于失去热量，自身温度下降，于是达到制冷效果。蒸气压缩式制冷的工作原理是利用某些低沸点的液体在气化时吸收热量而本身能维持不变的性质来实现的。例如，1kg的水，在8.72mbar压力下，饱和温度为5℃，气化时要吸收2489.05kJ热量；1kg的氨液，在1.01325bar(1个大气压)下汽化时，需吸收1368.15kJ的热量，可达-33.3℃的低温。压缩式制冷蒸气压缩式制冷系统由压缩机、冷凝器、节流阀(膨胀阀)和蒸发器等主要设备组成，如图3.3.1所示，它们之间用管道连成一个封闭系统。制冷系统的工作过程是：（1）低温低压制冷剂液体(如氨、水、异丁烷)在蒸发器内蒸发为气体，同时吸收周围介质(例如水或空气)的热量后，被压缩机吸入气缸内。（2）气体在气缸中经压缩，其温度和压力都要升高，然后进入冷凝器中。（3）在冷凝器内高温、高压的制冷剂气体与冷却水或空气进行热交换，放出凝结热，并由冷却水或空气把热量带走，制冷剂气体则凝结为液体，（4)再经节流阀变成低压、低温的液体，进入蒸发器汽化吸热制冷。图3.3.1压缩式制冷工作原理图第2章制冷剂与载冷剂2.物理化学方面的要求：1）粘度尽可能小2）热导率要求高3）纯度高。4）热化学稳定性好，5）良好的电绝缘性。6）溶解于油的不同性质表现出不同的特点。制冷剂在润滑油中的溶解性可分为完全溶解、微溶解和完全不溶解。一般可认为R717、R13、R14等是不溶于油的制冷剂；R22、R114等是微溶于油的；R11、R12、R21、R113等是完全溶于油的。制冷剂和载冷剂制冷剂在安全与环境方面的要求：

（1）应有可接受的安全性：毒性、可燃性和爆炸性。

（2）破坏臭氧的潜值（ODP）要符合国家环境法规要求。ODP的大小表示制冷剂对大气臭氧的破坏大小，基准为R11的ODP＝1。

（3）全球变暖潜值GWP。GWP是衡量制冷剂对全球气候变暖影响程度大小的指标，基准为R11的GWP＝1。

（4）大气寿命。指制冷剂在大气中的存留时间，其寿命越长，则其潜在的破坏性越大。第2章制冷剂与载冷剂3.氟利昂的特性1）R12对大气臭氧层有严重破坏作用，并产生温室效应，因此它已受到限用与禁用。但它目前仍是国内应用较广的中温制冷剂之一，2010年1月1日起将在我国完全停止生产和消费。南极臭氧空洞的变化第2章制冷剂与载冷剂3.氟利昂的特性R12无色、气味很弱、毒性小、不燃烧、不爆炸，R12等熵指数小，压缩机的排气温度较低。单位容积制冷量小、相对分子质量大、流动阻力大、热导率较小。水在R12中的溶解度很小，低温状态下水易析出而形成冰堵，因此在充灌R12前，必须经过干燥处理R12能与矿物性润滑油无限溶解，在蒸发器中，随R12的不断蒸发，润滑油在其中逐渐积存，使蒸发温度升高，传热系数下降。R12对一般金属没有腐蚀作用，但能腐蚀镁及含镁量超过2％的铝镁合金。含水后会产生镀铜现象。R12对天然橡胶及塑料等有机物有膨润作用，R12极易渗透。R12由于压力适中、压缩终温低、热力性能优良、化学性能稳定、无毒、不燃、不爆等优点，它广泛用于冷藏、空调和低温设备，从家用冰箱到大型离心式制冷机中都有采用。第2章制冷剂与载冷剂2）R22对大气臭氧层有轻微破坏作用，并产生温室效应。它是第二批被列入限用与禁用的制冷剂之一。我国将在2040年1月1日起禁止生产和使用。R22是最为广泛使用的中温制冷剂R22属安全性制冷剂。R22化学性质不如R12稳定。R22能部分地与润滑油互溶，R22对金属的作用、泄漏性与R12相同。R22广泛用于冷藏、空调、低温设备中。在活塞式、离心式、压缩机系统中均有采用。由于它对大气臭氧层仅有微弱的破坏作用，故可作为R12的近期、过渡性替代制冷剂。第2章制冷剂与载冷剂3）R13属低温制冷剂，毒性比R12更小，不燃烧、不爆炸。只应用于复叠式制冷系统的低温级。R13微溶于水，系统中也应设干燥器。它不溶于油，对金属和有机物的作用、泄漏性与R12相同，可用来制取-70～-100℃的低温。R13对大气臭氧层也有破坏作用，但因其用量很少，直到1990年伦敦会议上才被列入增加的受控物质，要求发展中国家在2010年1月1日起停止生产和消费。4）Rll属高温制冷剂，适用于离心式压缩机制冷系统。Rll毒性比R12大，与明火接触时更易分解出剧毒光气。Rll的溶水性、溶油性、对金属及有机物的作用均与R12相似。Rll由于标准蒸发温度较高，故广泛用于空调系统或热泵装置中，制取10～-5℃的低温。它对大气臭氧层有严重破坏作用，属限用与禁用之列。5）R142b属标准蒸发温度较高（-9.25℃）的中温制冷剂，适合于在热泵装置和高环境温度下的空调装置中使用。R142b的毒性与R22差不多。当它与空气混合的体积分数在10.6％～15.1％范围内，会发生爆炸。它对大气臭氧层仅有微弱的破坏作用，也将在2040年被禁用。第2章制冷剂与载冷剂6）R134a属中温制冷剂。它的特性与R12相近，目前是R12的替代工质之一。7）R600a属中温制冷剂。它对大气臭氧层无破坏作用，无温室效应。可燃、可爆，不允许采用气焊或电焊。价格便宜。由于具有极好的环境特性，目前广泛被采用，作为R12的替代工质之一。8）R123属高温制冷剂。适用于离心式制冷压缩机。具有一定毒性。具有优良的大气环境特性（ODP=0.02，GWP=0.02)，是目前替代R11的理想制冷剂之一。9）R152a属中温制冷剂。中等程度的可燃性，它具有优良的大气环境特性，也被用来作为R12的替代工质。选择方法使用目的温度范围蒸发温度在5℃以上的载冷剂系统，一般都采用水作载冷剂蒸发温度在5～-50℃的范围内，一般可采用氯化钠或氯化钙盐水溶液蒸发温度低于-50℃时，采用三氯乙烯、二氯甲烷、三氯氟甲烷、乙醇、丙酮等2.2.2载冷剂的选择要求和选择方法第2章制冷剂与载冷剂第2章制冷剂与载冷剂2.2.3常用载冷剂的特性常用的载冷剂有空气、水、盐水和有机物等1．空气在冷库及空调中多有采用。空气比热容较小，所需传热面积较大2．水水作为载冷剂只适用于载冷温度在O℃以上的场合，空调系统中多有采用第2章制冷剂与载冷剂4．有机物载冷剂有机物载冷剂有乙醇（CH3-CH2OH）、乙二醇（CH2OH-CH2OH）、丙二醇（CH2OH-CHOH-CH3）、丙三醇（CH2OH-CHOH-CH2OH）、二氯甲烷（CH2Cl2）及三氯乙烯（CHCl-CCl2）等。它们都具有较低的凝固温度。有机物载冷剂标准蒸发温度均较低。第2章制冷剂与载冷剂思考题1.制冷剂的作用是什么？2.按ASHRAE的规定制冷剂是怎样分类的？3.什么是共沸制冷剂？4.无机化合物制冷剂的命名是怎样的？5.选择制冷剂时有哪些要求？6.家用的冰箱、空调用什么制冷剂？7.常用制冷剂有哪些？它们的工作温度、工作压力怎样？8.为什么国际上提出对R11、R12、Rll3等制冷剂限制使用？9.试述R12、R22、R717、R123、R134a的主要性质。10.使用R134a时，应注意什么问题。11.试写出制冷剂R11、R115、R32和R11、R12、Rl2B1的化学式。12.试写出CF3Cl、CH4、CHF3、C2H3F2Cl、H2O、CO2的编号。13.什么叫载冷剂？对载冷剂的要求有哪些？14.常用载冷剂的种类有哪些？它们的适用范围怎样？15.水作为载冷剂有什么优点？16.“盐水的浓度愈高，使用温度愈低”。这种说法对吗？为什么？17.人们常讲的无氟指的是什么意思？18.共沸混合物类制冷剂有什么特点？19.简述R12、R22、R717与润滑油的溶解性。20.为什么要严格控制氟利昂制冷剂中的含水量？3.1.1活塞式压缩机图5.10活塞式压缩机图5.10活塞式压缩机图5.10活塞式压缩机活塞式压缩机活塞式压缩机是传统型容积式压缩机，这种机型工艺比较成熟,有宽阔的工作压力范围，变工况适应性较强。由于它无须注入润滑油润滑，正常情况下经过压缩后的气体基本纯净不含油污，无需增加除油装置。缺点是因惯性力大，转速不能太高，因此单机容量较小。此外，它的排气不连续，气流压力有脉动，排气温度高，且结构较复杂，易损件多,维修工作量大。3.1.2螺杆式压缩机图5.11螺杆式压缩机3.1.3离心式压缩机图5.12离心式压缩机离心式压缩机离心式压缩机单机制冷量大，与相同容量的活塞式机组相比，它的重量轻，占地面积少。由于部件间无摩擦，具有运转平稳可靠,供气脉动性小，维护费用低等优点。不足之处是效率较低,变工况适应能力不强。一般来说,离心式压缩机和螺杆式压缩机适用于大型制冷空调设备，活塞式压缩机常用于中小型制冷空调设备。3.2冷凝器冷凝器的作用是将压缩机排出的高温高压的制冷剂蒸汽冷却成液体或气液混合物。制冷剂在冷凝器种放出的热量由冷却介质（水或空气）带走。冷凝器中的传热过程包括：制冷剂（氨或氟利昂）的冷凝放热，通过金属壁，垢层的导热过程以及冷却剂（水或空气）的吸热过程。冷凝器水冷式空气冷却式蒸发式3.2.1水冷式冷凝器

水冷式冷凝器是以水作为冷却介质，靠水的温升带走冷凝热量。冷却水可以一次通过，也可以循环使用，但循环使用时系统中需设有冷却塔或冷却池。水冷式冷凝器按其结构形式又可分为壳管式冷凝器套管式冷凝器两种。⑴壳管式冷凝器常见的是壳管式冷凝器，壳管式冷凝器又可分为立式壳管式冷凝器卧式壳管式冷凝器。

立式壳管式冷凝器立式壳管式冷凝器立式壳管式冷凝器是一直立的圆筒形状，主要由筒体、管板、换热管、配水箱和各种接管等组成。冷却水从顶部进入配水箱内，在每根换热管的顶部设有导流管嘴，导流管嘴可均匀分配进入换热管束的进水量，并使冷却水沿着切线方向进入换热管内，于螺旋线状沿换热管的内壁向下流动，形成水膜。气态制冷剂从冷凝器筒体的中部位置进入筒体内沿着换热管的外壁流动与冷却水进行换热，被冷凝后的高压液态制冷剂积存在冷凝器的底部后排出。②卧式壳管式冷凝器卧式壳管式冷凝器它与立式冷凝器有相类似的壳体结构，主要区别在于壳体的水平安放和水的多路流动。卧式冷凝器不仅广泛地用于氨制冷系统，也可以用于氟利昂制冷系统，但其结构略有不同。氨卧式冷凝器的冷却管采用光滑无缝钢管，而氟利昂卧式冷凝器的冷却管一般采用低肋铜管。这是由于氟利昂放热系数较低的缘故。值得注意的是，有的氟利昂制冷机组一般不设贮液筒，只采用冷凝器底部少设几排管子，兼作贮液筒用。⑵套管式冷凝器套管式冷凝器制冷剂的蒸气从上方进入内外管之间的空腔，在内管外表面上冷凝，液体在外管底部依次下流，从下端流入贮液器中。冷却水从冷凝器的下方进入，依次经过各排内管从上部流出，与制冷剂呈逆流方式。这种冷凝器的优点是结构简单，便于制造，且因系单管冷凝，介质流动方向相反，故传热效果好，当水流速为1～2m/s时传热系数可达800kcal/(m2﹒℃)。其缺点是金属消耗量大，而且当纵向管数较多时，下部的管子充有较多的液体，使传热面积不能充分利用。另外紧凑性差，清洗困难，并需大量连接弯头。因此，这种冷凝器在氨制冷装置中已很少应用。对于小型氟利昂空调机组仍广泛使用套管式冷凝器。3.2.2空气冷却式冷凝器空气冷却式冷凝器空气冷却式冷凝器是以空气作为冷却介质，靠空气的温升带走冷凝热量的。这种冷凝器适用于缺水或无法供水的场合，常见于小型氟利昂制冷机组。3.2.3蒸发式冷凝器蒸发式冷凝器在蒸发式冷却冷凝器中，制冷剂冷凝时放出的热量同时被水和空气带走，为了强化蒸发冷凝器内空气的流动，及时带走蒸发的水蒸汽，要安装通风机吹风或吸风，根据通风机在箱体中的安装位置，蒸发式冷却冷凝器可分为吹风式、吸风式和预冷式等类型，如图5.18所示。蒸发式冷却冷凝器中的传热部分是一个由光管或肋片管组成的蛇形冷凝管组，管组装在一个由型钢和钢板焊制的立式箱体内。箱体的底部为一水盘。箱体的两侧或顶部设有通风机，箱体底部兼作冷却水循环水池。制冷剂蒸汽由蒸汽分配管进入每根蛇形管，冷凝的液体经集液管流入贮液器中。水盘内的水用浮子控制，保持一定的水位。冷却水用水泵压送到冷凝管的上方，经喷嘴喷淋到蛇形管组的上方，沿冷凝管组的外表面流下。水受热后一部分变成蒸汽，其余的沿蛇形管外表面流入下部的水盘内，经水泵再送到喷嘴循环使用。蒸发式冷凝器蒸发式冷凝器的优点是：①用水量少；②结构紧凑，可安装在屋顶上，节省占地面积。缺点是：冷却水不断循环使用，水垢层增长较快，需要使用经过软化处理的水。蒸发式冷却冷凝器的耗水量少，特别适合用于缺水和气候干燥的地区。4.2.4冷却塔冷却塔是将携带热量的冷却水在塔中与空气进行热交换，将热量传输给空气并散入大气环境中去的装置，在冷却水系统中起节约用水和降低能耗的作用。冷却塔一般由塔体部分、风机部分、配水部分、淋水部分及收水部分组成，下塔体可以兼做贮水用。常用的冷却塔有自然通风式冷却塔、机械通风式冷却塔和混合通风冷却塔⑴自然通风式冷却塔自然通风式冷却塔是利用空气自然对流来使水冷却的，水流运动形式有喷淋、溅滴等多种。自然通风式冷却塔的基本结构主要有进水管、出水管、分配水管、喷头和通风百叶窗等部件组成。用水泵将制冷装置的冷却回水经冷却塔的进水管送往分配水管，分配水管上装有许多均匀分布的杯式喷嘴，水从喷嘴喷出，散成很多细小的水滴，增大水与从百叶窗进入的空气的接触面积及接触时间，以促进它们之间的热量交换，从而降低水温。最后喷洒的水落入集水池中由出水管引出供冷凝器循环使用。自然通风式冷却塔自然通风式冷却塔优点是；构造简单；设备投资少；运行维护方便。缺点是：占地面积大；冷却效率低；冷却效果不稳定，易受风速和风向的影响，水被吹散的损失大。它只适用于空气温度较低、相对湿度较小地区的小型制冷装置。⑵机械通风式冷却塔制冷装置的冷却回水，由冷却塔的上部被喷淋在塔内的填充层上，以增大水和空气的接触面积及接触时间，被冷却后的水从填充层流至下部水池内，通过循环水泵再送回制冷装置循环使用。冷却塔顶部装有通风机，使空气以一定的流速由下而上通风。通风式冷却塔需要消耗电能，而且维护管理比较复杂。但是它的冷却效率高，结构紧凑，占地面积小，适用范围广。机械通风式冷却塔机械通风式冷却塔制冷装置的冷却回水，由冷却塔的上部被喷淋在塔内的填充层上，以增大水和空气的接触面积及接触时间，被冷却后的水从填充层流至下部水池内，通过循环水泵再送回制冷装置循环使用。冷却塔顶部装有通风机，使空气以一定的流速由下而上通风。通风式冷却塔需要消耗电能，而且维护管理比较复杂。但是它的冷却效率高，结构紧凑，占地面积小，适用范围广。机械通风式冷却塔根据水和空气在填料中的流动方式不同，机械通风式冷却塔又可分为逆流式机械通风冷却塔和横流式机械通风冷却塔等。玻璃钢冷却塔是近年来发展起来的一种新型冷却塔，一般属于机械通风式的居多。①逆流式机械通风冷却塔逆流式机械通风冷却塔简称逆流式冷却塔，其结构如图所示。所谓逆流式冷却塔是指在塔内空气和水通过填料时的流动方向是相逆的：热水从上向下淋洒，而空气从下向上流动。这种冷却塔的冷却效果比较好，横断面积相对较小，其缺点是配水不够均匀，而且塔体高度较大。逆流式机械通风冷却塔②横流式机械通风冷却塔横流式机械通风冷却塔横流式机械通风冷却塔简称横流式冷却塔，其结构如图所示。横流式冷却塔是指空气通过填料是横向流动的。这种冷却塔中空气和水热交换不如逆流式冷却塔充分，所以其冷却效果较差。但是由于这种冷却塔不需要专门设置进风口。所以塔体的高度低，而且配水比较均匀，另外配水管的高度较低，工作时水泵的扬程低，耗电较小。对于制冷工程中使用的中小型冷却塔，横流式的优点并不突出，所以一般多采用逆流式冷却塔。③玻璃钢冷却塔是一种新型的冷却塔它的塔体由玻璃钢制成，具有重量轻、耐腐蚀、安装方便等一系列优点，目前在国内制冷空调工程中得到广泛的应用。4.3蒸发器蒸发器的作用是利用液态低温制冷剂在低压下易蒸发，转变为蒸气并吸收被冷却介质的热量，达到制冷目的。蒸发器内的传热过程包括：制冷剂侧的沸腾换热；载冷剂（水或空气）侧的对流换热以及通过金属壁与垢层的导热。蒸发器按冷却介质的不同，分为冷却液体载冷剂冷却空气其他气体的两大类型。4.3.1冷却液体载冷剂的蒸发器用于冷却液体载冷剂—水、盐水或乙二醇水溶液等。这类蒸发器常用的有满液式蒸发器板式蒸发器沉浸式蒸发器等。(1)满液式蒸发器满液式蒸发器大多为壳管式，制冷剂在管内流动，载冷剂在管外空间内流动，筒内横跨管束装有若干块隔板，以增加载冷剂横掠管束的流速。图5.22列管式蒸发器（2）板式蒸发器板式蒸发器板式蒸发器是用金属薄板（一般采用铜板或不锈钢板）冲压成带有一定规则形状的波纹沟槽的板片，然后将板片组装成所需的多片组。在每两片相邻板片的边缘采用丁腈橡胶等材料作密封垫片，形成介质流槽的通道，每块板片的四个角上，各开一个圆孔，其中有一对圆孔和板片上的流道相通，另外一对圆孔则不相通，他们的位置在相邻的板片上是错开的，以分别形成两流体的通道，使冷、热两种流体交错地在板片两侧流过，通过板片进行热交换。板式换热器因通道波纹形状复杂，介质虽是低速流入，但在沟槽内也会形成湍流，大大地提高了板式换热器的总传热系数，同时沟槽多又增加了板式换热器的换热面积。板式换热器是一种快速高效的换热设备（3）沉浸式蒸发器图5.24立管式冷水箱型蒸发器沉浸式蒸发器沉浸式蒸发器是由一组垂直布置的平行管组成的蒸发器。制冷剂在管内蒸发，整个组沉浸在盛满载冷剂的箱（池或槽）体内，载冷剂在搅拌器的推动下在箱内流动，以增热。立管与上、下集管焊成一体，中间立管较粗，两侧立管较细。氨液从插入中间立管的进液管迅速进入下集箱，然后沿侧立管上升，并吸热蒸发；蒸气经上集箱汇总后进入气液分离器，然后返回压缩机；液滴则经中间立管返回下集管，供继续蒸发用。当用水作为载冷剂时，可将水冷却到接近于0℃，适用于空调系统；当用盐水作为载冷剂时，可将水冷却到－10～－20℃，适用于盐水池制冰或食品的冷加工。目前，它们在生产中的应用都很广泛。4.3.2冷却空气的蒸发器这类蒸发器有自然对流式冷却空气的蒸发器和强迫对流式冷却空气的蒸发器。⑴自然对流式冷却空气的蒸发器⑵强迫对流式冷却空气的蒸发器（冷风机）⑴自然对流式冷却空气的蒸发器图5.25冷库排管式墙排管蒸发器自然对流式冷却空气的蒸发器自然对流式冷却空气的蒸发器，广泛应用于低温冷藏库中，制冷剂在冷却排管内流动并蒸发，管外作为传热介质的被冷却空气作自然对流。冷却排管最大的优点是结构简单，便于制作，对库房内贮存的非包装食品造成的干耗较少。但排管的传热系数较低，且融霜时操作困难，不利于实现自动化。对于氨直接冷却系统用无缝钢管焊制，采用光管或绕制翅片管；对于氟利昂系统，大都采用绕片或套片式铜管翅片管组。⑵强迫对流式冷却空气的蒸发器（冷风机）强迫对流式冷却空气的蒸发器多是由轴流式风机与冷却排管等组成的一台成套设备。它依靠风机强制库房内的空气流经箱体内的冷却排管进行热交换，使空气冷却，从而达到降低库温的目的。

冷风机按冷却空气所采用的方式可分为干式、湿式和干湿混合式三种。其中，制冷剂或载冷剂在排管内流动，通过管壁冷却管外空气的称为干式冷风机；以喷淋的载冷剂液体直接和空气进行热交换的，称为湿式冷风机；混合式冷风机除冷却排管外，还有载冷剂的喷淋装置。4.4节流部件节流部件是制冷系统不可缺少的四大部件之一。它的作用是使冷凝器出来的高压液体节流降压，使液态制冷剂在低压下汽化吸热。所以，它是维持冷凝器中为高压、蒸发器为低压的重要部件。节流部件按形式，可分为毛细管和节流阀，前者用在较小的制冷设备中，如电冰箱中装在冷凝器和蒸发器之间的毛细管即是节流机构的一种。后者用在较大的制冷设备中，常用的节流阀有手动膨胀阀浮球调节阀热力膨胀阀电子膨胀阀4.4.1毛细管图5.26毛细管毛细管毛细管是最简单的节流装置，毛细管是一根有规定长度的直径很细的紫铜管，它的内径一般为0.5～2mm，选择合适长度，将其加工成螺旋形，以增大液体流动时的阻力。它没有运动部件，在制冷系统中可产生预定的压力降，在冷凝器和蒸发器之间起到节流降压和控制制冷剂流量的作用。毛细管的作用是节流降压，将高压液态制冷剂降压为低压气态制冷剂，控制蒸发器的供液量。以毛细管作节流元件制冷装置，要求制冷系统有比较稳定的冷凝压力和蒸发压力。4.4.2手动膨胀阀膨胀阀的阀芯为倒立的圆锥体或带缺口的圆柱体，阀杆的螺纹为细牙螺纹，当手轮转动时，阀芯的上下移动量不大，可调节的液体流通面积也很小，这样就可以造成很大的局部阻力。其工作原理是：使液态制冷剂在压力差的作用下，“被迫”通过一个适应系统中流量需要的“小孔”，由于流体在通过此小孔时必须克服很大的流动阻力，从而使其压力发生骤降，由冷凝压力降至蒸发压力。液态制冷剂在通过膨胀阀的过程中，随着压力的降低，其对应的饱和温度也相应降低，一部分液体气化为蒸汽，并从其本身吸取气化潜热，从而使膨胀后的气液混合流体变成低温低压状态。4.4.3浮球调节阀浮球调节阀系一种受液位控制，能自动调节阀口开启度的膨胀阀。它的浮球室以液相和气相两根均压管和受液管设备（如蒸发器、液体分离器、中间冷却器等）相连通，因此浮球室内的液面是位于同一水平。当设备中的液面低于规定液位时，浮球室中的液位也处于低位，浮球的下落使针状阀芯离开阀座，高压液体即可通过阀口节流降压后进入受液设备，使设备中的液位回复上升，当回升到规定液位时，阀口关闭。4.4.4热力膨胀阀

图5.27热力膨胀阀热力膨胀阀热力膨胀阀系一种根据蒸发器回气过热度的变化，而自动调节阀口开启度的膨胀阀。膨胀阀的顶部为感应动力机构，由气箱、波纹薄膜、毛细管和感温包组成。感温包里充注的是氟利昂或其他低沸点液体，安装时将感温包紧固在蒸发器出口的回气管上，用以反应回气的温度变化。毛细管的作用是见感温包内由温度的变化而产生的压力变化传导到阀顶气箱中的波纹薄膜上方。波纹薄膜的断面呈波浪形，和罐头的底盖类似，随所受压力的变化能作上下2~3mm的位移变形。波纹薄膜的位移推动其下方的传动块，再经过传动杆的传动作用于阀针座。这样，当波纹薄膜向下移动时阀针座也向下移动，阀口开启度增大；反之，则阀口开启度减小。阀针座的下部为调节部分，由弹簧、弹簧座和调节杆组成。这部分的作用是用以调整弹簧的弹力以调整膨胀阀的开启过热度。4.4.5电子膨胀阀图5.28电子膨胀阀电子膨胀阀电子式膨胀阀是近年国内外新开发的产品。电子式膨胀阀常应用在智能控制的变频式空调器中。电子膨胀阀的优点是：流量调节范围大；控制精度高；适用于智能控制；能适用于高效率的制冷剂流量的快速变化。电子膨胀阀的开度可以和压缩机的转速相适应，使压缩机输送制冷剂量与阀的供液量匹配，使蒸发器的能力得到最大限度的发挥，实现空调制冷系统的最佳控制。使用电子膨胀阀，可以提高变频压缩机的能量效率，实现温度的快速调节，提高系统的季节能效比。对大功率变频空调，必须采用电子膨胀阀为节流元件。四、中央空调概念空气调节（简称空调），就是把经过一定处理后的空气，以一定的方式送入室内，使室内空气的温度、相对湿度、清洁度和流动速度等控制在适当的范围内以满足生活舒适和生产工艺需要的一种专门技术。中央空调系统是由一台主机（或一套制冷系统或供风系统）通过风道送风或冷热水源带动多个未端的方式来达到室内空气调节的目的的空调系统。3.1中央空调制冷原理

压缩式制冷吸收式制冷图5.6中央空调压缩式制冷原理图图5.7中央空调吸收式制冷原理图3.1.1空调主机制冷原理

主机系统主要由制冷压缩机（吸收器—发生器）、冷凝器、蒸发器和节流部件四个基本部件组成，它们之间用管道依次连接，形成一个密闭的系统，制冷剂在系统中不断循环流动，发生状态变化与外界进行热量交换。主机系统制冷剂在冷凝器中冷凝释放出来的热量由冷却水循环带走，在蒸发器中蒸发吸收冷冻水的热量，达到制冷的目的。主机系统的制冷原理在前面的制冷方法里有详细的介绍。3.1.2冷却水循环系统

冷却水循环系统主要有主要由冷却水泵、冷却塔和管道系统组成。高温高压气体在冷凝器中放热与冷却循环水进行热交换，冷却水泵将带来热量的冷却水送到散热水塔上，由水塔风扇对其进行喷淋冷却，与大气之间进行热交换，将热量散发到大气中去。3.1.3冷冻水循环系统

冷冻水循环系统主要由冷冻水泵、风机盘管和管道系统组成。低温低压的制冷剂液体在蒸发器中吸热与冷冻循环水进行热交换，将冷冻水制冷，冷冻水泵将冷冻水送到各风机的冷却盘管中，由风机吹送冷风达到降温的目的。3.2中央空调制热原理中央空调制热，其实就是通过四通阀，将制冷剂的流向进行转换，使得原来的蒸发器变为冷凝器，原来的冷凝器变为蒸发器。其原理和制冷还是一样的。图5.8中央空调制热原理图3.2.1四通换向阀结构

四通换向阀结构

四通换向阀主要由四通气动换向阀（主阀）、电磁换向阀（控制阀）及毛细管组成，如图5.9。主阀内由滑块、活塞组成活动阀芯，主阀阀体两端有通孔可使两端的毛细管与阀体内空间相连通，滑块两端分别固定有活塞，活塞两边的空间可通过活塞上的排气孔相通。控制阀由阀体和电磁线圈组成。阀体内有针型阀芯。主阀与控制阀之间有三根（或四根）毛细管相连，形成四通换向阀的整体。2空调系统分类空调根据不同的分类标准,可以分为如下几类:2.1按输送工作介质分类

2.1.1全空气式空调系统2.1.2冷热水空调系统2.1.3空气水空调系统2.1.1全空气式空调系统定义：空调房间内的热湿负荷全部由经过处理的空气负担的空调系统，称为全空气空调系统，又叫做风管式空调系统。全空气空调系统以空气为输送介质，它利用室外主机集中产生冷／热量，将从室内引回的回风（或回风和新风的混风）进行冷却/热处理后，再送人室内消除其空调冷／热负荷。2.1.1全空气式空调系统特点：全空气空调系统的优点是配置简单，初始投资较小，可以引入新风，能够提高空气质量和人体舒适度。但它的缺点也比较明显：安装难度大，空气输配系统所占用的建筑物空间较大，一般要求住宅要有较大的层高，还应考虑风管穿越墙体问题。而且它采用统一送风的方式，在没有变风量末端的情况下，难以满足不同房间不同的空调负荷要求。图5.1风管式中央空调系统2.1.2冷/热水机组空调系统定义：空调房间内的热（冷）湿负荷全部由水负担的空调系统，称为冷/热水式空调系统。冷/热水式空调系统的输送介质通常为水或乙二醇溶液。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，产生出冷/热风，从而消除房间空调冷/热负荷。2.1.2冷/热水机组空调系统特点：该系统的室内末端装置通常为风机盘管。目前风机盘管一般均可以调节其风机转速（或通过旁通阀调节经过盘管的水量），从而调节送人室内的冷／热量，因此可以满足各个房间不同需求，其节能性也较好。此外，它的输配系统所占空间很小，因此一般不受住宅层高的限制。但此种系统一般难以引进新风，因此对于通常密闭的空调房间而言，其2.1.3空气—水式空调系统

定义：空调房间内的热湿负荷由水和空气共同负担的空调系统，称为空气—水式空调系统。其典型的装置是风机盘管加新风系统。空气—水式空调系统是由风机盘管或诱导器对空调房间内的空气进行热湿处理，而空调房间所需要的空气由集中式空调系统处理后，再由送风管送入各空调房间内。2.1.3空气—水式空调系统特点：空气—水式空调系统解决了冷/热水式空调系统无法通风换气的困难，又克服了全空气系统要求风道面积比较大、占用建筑空间多的缺点。2.1.4制冷剂式空调系统定义：制冷剂式中央空调系统，简称VRV（VariedRefrigerantVolume）系统，它以制冷剂为输送介质，室外主机由室外侧换热器、压缩机和其他附件组成，末端装置是由直接蒸发式换热器和风机组成的室内机，冷媒直接在风机盘管蒸发吸热进行制冷。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。2.1.4制冷剂式空调系统特点：制冷剂式空调系统具有节能、舒适、运转平稳等诸多优点，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。但该系统控制复杂，对管道材质、制造工艺、现场焊接等方面要求非常高，且其初投资比较高。2.2根据主机分类2.2.1压缩式2.2.2吸收式2.2.1压缩式包括活塞式、螺杆式（分单螺杆和双螺杆两种）、离心式和涡旋式。2.2.2吸收式⑴按用途分类①冷水机组，供应空调用冷水或工艺用冷水。冷水出口温度分为7℃、10℃、13℃、15℃四种。②冷热水机组，供应空调和生活用冷热水。冷水进、出口温度为12℃／7℃；用于采暖的热水进出口温度为55℃/60℃。③热泵机组，依靠驱动热源的能量，将低势位热量提高到高势位，供采暖或工艺过程使用。输出热的温度低于驱动热源温度，以供热为目的的热泵机组称为第一类吸收式热泵；输出热的温度高于驱动热源温度，以升温为目的的热泵机组称为第二类吸收式热泵。2.2.2吸收式⑵按驱动热源分类①蒸汽型，以蒸汽为驱动热源。单效机组工作蒸汽压力一般为0.1MPa（表）；双效机组工作蒸汽压力为0.25～0.8MPa（表）②直燃型，以燃料的燃烧热为驱动热源。根据所用燃料种类，又分为燃油型（轻油或重油）和燃气型（液化气、天然气、城市煤气）两大类。③热水型，以热水的显热为驱动热源。单效机组热水温度范围为85～150℃；双效机组热水温度＞150℃。2.2.2吸收式⑶按驱动热源的利用方式分类①单效，驱动热源在机组内被直接利用一次。②双效，驱动热源在机组的高压发生器内被直接利用，产生的高温冷剂水蒸气在低压发生器内被二次间接利用。③多效