空调技术参数

空调技术参数

制冷(热)量：

空调器在进行制冷(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)。

电源额定消耗功率：

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。

性能系数：

cop值：

为了衡量制冷压缩机在制冷或制热方面的热力经济性，常采用性能系数cop这个指标。

1、制冷性能系数

开启式制冷压缩机的制冷性能系数cop是指在某一工况下，制冷压缩机的制冷量与同一工况下制冷压缩机轴功率pe的比值。

封闭式制冷压缩机的制冷性能系数cop是指在某一工况下，制冷压缩机的制冷量与同一工况下制冷压缩机电机的输入功率pin的比值。

2、制热性能系数

开启式制冷压缩机在热泵循环中工作时，其制热性能系数coph是指在某一工况下，压缩机的制热量与同一工况下压缩机轴功率pe的比值。

封闭式制冷压缩机在热泵循环中工作时，其制热性能系数coph是指在某一工况下，压缩机的制热量与同一工况下压缩机电机的输入功率pin的比值。

其单位均为(w/w)或(kw/kw)。

eer值：

空调、采暖设备的能效比(英文为energy efficiency ratio)

在额定(名义)工况下，空调、采暖设备提供的冷量或热量与设备本身所消耗的能量之比。

噪音：

空调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。

怎样选定合理的房间温度

合理的房间温度就是使人既感到舒适，又有利于健康，并且比较省电的一个温度。可见在使用空调器时选定一个合理的房间温度是很重要的。

首先要使人感觉舒适。人的舒适感取决于人体的热平衡，影响热平衡的因素很多，如环境温度、相对湿度、人体附近的空气流速、物体表面温度、个人的生活习惯、活动强度、衣着情况、人的年龄、健康状况等等。因此，舒适感是主观与客观多种因素综合作用后使人产生的一种主观感受。就温度而言，使人既不感到热，又不觉得冷的温度称为"生理零度"。生理零度是人感觉最舒适的温度。不同的人会有不同的生理零度。在不同的状况下同一个人也有不同的生理零度。对于一般身体健康的正常人来说，生理零度大约在28℃～29℃。因此，空调房间的温度应尽量选定在这个温度附近。

其次要有利于健康。室内与室外的温差不能太大，一般在5℃～10℃为宜。如果温差过大，使人进出时经受气温骤变，容易患感冒等病。

第三要考虑省电，制冷时温度调得过低或制热时温度调得过高，都比较耗能。所以从省电考虑，夏天不能把室温调得太低，冬天不能把温度调得太高。

所以，综合起来看，空调房间合理的温度是夏天应在28℃～29℃。冬天应在18℃～20℃。 12-2 绝对湿度、相对湿度和含湿量

湿空气中水蒸气的含量是影响湿空气状态的一个重要参数。因此，湿空气状态的确定，除了常用的p 、v 、T 、h 等参数外，还必须有描述湿空气中水蒸气含量的参数。湿空气中水蒸气的含量，通常采用绝对湿度、相对湿度和含湿量等参数从不同的方面来说明。

绝对湿度：每立方米湿空气中含有的水蒸气的质量称为湿空气的绝对湿度。

相对湿度：一定温度下，未饱和湿空气的绝对湿度和饱和湿空气的绝对湿度的比值，称为相对湿度，用表示，即

相对湿度说明了湿空气进一步吸收水蒸气的能力。相对湿度愈小，其吸收水蒸气的能力愈大，而相对湿度为100％的饱和湿空气，其吸收水蒸气的能力为零。

相对湿度常用毛发湿度计或干湿球温度计测定。干

湿球温度计由两个温度计组成。一个为普通温度计，

称为干球温度计，另一个是湿球温度计，它是一个

在水银球上包有湿布的普通温度计。干球温度计所

测得的温度，就是湿空气的温度。湿球温度计所测

得的温度则是湿布中水的温度。在未饱和湿空气中，

湿布中的水总在不断蒸发，并要吸收汽化热，因此

湿布中水的温度将低于湿空气的温度。湿空气的相

对湿度愈小，湿布中水分蒸发得愈快，而湿球温度

就愈低。反之，在饱和湿空气中，湿布中的水不能

蒸发，于是湿球温度和干球温度相等。将湿空气的

相对湿度和干球温度、湿球温度间的对应关系画成

图线，就可按照干、湿球温度计上的读数，查取所测空气的相对湿度。

含湿量：相对于单位质量干空气的湿空气所含有的水蒸气的质量称水蒸气的含量，称为含湿量，用

d 表示，其单位常用g/kg(干空气)。

含湿量的定义可表示为

干球温度/℃

g/kg(干空气)

根据理想气体状态方程、干空气和水蒸气的密度和压力的关系，及相对湿度的定义，可以求得

该式说明：当湿空气的压力p 一定时，湿空气的含湿量d 取决于湿空气的相对湿度。当相对湿度为100％，即水蒸气的分压力等于饱和压力p s 时，含湿量d 就达到最大值。如果提高湿空气的温度，则对应的水蒸气的饱和压力p s 即增高，因而湿空气的最大含湿量也随之增大。

11-1 逆向卡诺循环

在一定的冷库温度及环境温度下工作的最简单的制冷循环

是逆向卡诺循环。如图所示，逆向卡诺由四个过程组成：

绝热膨胀过程1-2，温度降低至冷库温度T 2；定温吸热过程

2-3，从低温物体吸热；绝热压缩过程3-4，温度升高至环境

温度T 1，定温放热过程4-1，向环境放热。循环中系统消耗

净功，从冷库中的低温物体吸热q 2，而向温度较高的环境放热

。 定温吸热过程2-3中，工质从冷库中吸取的热量

q 2＝T 2(s 3－s 2)

定温放热过程4-1中，工质向环境放出的热量

＝T 1(s 4－s 1)

循环中消耗的净功

制冷系数（制冷性能系数）ε—从低温物体吸收的热量与所消耗的净功之比，是描述制冷循环的工作有效程度的评价指标，即

逆向卡诺循环的制冷系数可表示为

根据此式，逆向卡诺循环所消耗的净功可表示为

逆向卡诺循环的T-s 图

可见，在一定的环境温度T 1的条件下，冷库的温度T 2越低，逆向卡诺循环的制冷系数就越小，循环消耗的净功就越大。反之，冷库的温度T 2稍高一些，制冷系数就可以大一些，而循环消耗的净功就可小一些。上述结论，对各种制冷循环有重要的指导意义。因此，在保证必须的冷冻条件的情况下，为了避免无谓地消耗过多的机械功，制冷装置的冷库温度应该尽量地接近环境温度。

热泵的理想循环也是制冷循环，但热泵用于供热时，其工作的有效程度，常采用供热系数作为评价指标。供热系数的定义式为

实际制冷装置并不是按逆向卡诺循环工作的，而是根据制冷装置所采用的工质性质，按不同的制冷循环工作。

11-2 空气压缩制冷循环

空气用作为制冷装置的工质时，其吸热及

放热过程为定压过程。外界消耗机械功驱

动压气机工作，来自冷藏库内换热器的空

气被吸入压气机进行绝热压缩。从压气机

出来的空气进入冷却器，在其中进行定压

冷却，其温度降低到冷却介质的温度。然

后，空气进入膨胀机，在其中进行绝热膨

胀而降压、降温。温度低于冷藏库温度的

空气被引入冷藏库内的换热器中，从其周

围物体吸热，在定压下其温度升高到冷库温度，最后又被压气机吸出重复上述循环。

空气压缩制冷装置的理想循环由四个可逆过程组成：绝热压缩过程1-2、定压放热过程2-3、绝热膨胀过程3-4和定压吸热过程4-1。这是一个逆向循环，其中定压吸热终了的温度T 1接近冷藏库温度，而定压放热终了的温度T 3接近环境温度。

循环的制冷量为定压吸

热过程4-1中工质吸取的

热量：

循环消耗的净功为

＝－(w s )3-4

＝(h 2－h 1)－(h 3－h 4)

由此可得空气压缩制冷

循环制冷系数的表达式

为

空气压缩制冷装置示意图 空气压缩制冷理想循环的p-v 图和T-s 图

设空气的比热容为定值，并依照按绝热过程1-2及3-4状态参数之间的关系，可以求得：

可见，当压气机的增压比(p 2/p 1)降低时，空气压缩制冷循环的制冷系数增高。

从空气压缩制冷的p -v 图和T -s 图可看到，循环中吸热过程4-1的平均吸热温度总是低于冷藏库温度T 1，放热过程2-3的平均吸热温度总是高于环境温度T 3，因而其制冷系数总是小于在T 1、T 3相同温度下工作的逆向卡诺循环的制冷系数。

由于空气的比热容较小，故制冷量q 2较小。因此，当冷库温度T 1及环境温度T 2一定时，若需加大吸热过程4中空气吸取的热量，就必须降低绝热膨胀终了的温度T 4，即意味着增加p 2/p 1的比值。此时循环的制冷系数就要有所降低。因而，空气压缩制冷循环的单位工质制冷量很难增大，总是比较小。为使装置的制冷量提高，只能加大空气的流量，例如可采用叶轮式的压气机和膨胀机代替活塞式的机器。

如果需要获得较低的

温度，则空气压缩制冷

循环需有较大增压比，

如左图中循环

1-3'-5'-6-1所示。这就

会使压气机和膨胀机

的负荷加重。为此可采

用回热器，用空气在回

热器中的预热过程代

替一部分绝热压缩过

程，从而降低增压比。

回热式空气压缩制冷装置的示意图及循环

如左图所示。其中1-2为空气在回热器中的定压预热过程；2-3为压气机中空气的绝热压缩过程；3-4为冷却器中空气的定压放热过程；4-5为回热器中空气的定压回热过程；5-6为膨胀机中空气的绝热膨胀过程；6-1为冷藏库的换热器中空气定压吸热过程。

对比回热循环1-2-3-4-5-6-1和高增压比无回热的制冷循环1-3'-5'-6-1可见，冷藏库中的吸热过程6-1对于两个循环是相同的，即两种装置的制冷量相同。冷却器中空气的定压放热过程3-4和3'-5'的温度变化范围相同，故两者的放热量相同，因而按制冷系数的定义式，两种装置的制冷系数相同。但是，采用回热器的空气压缩制冷装置中，压气机的增压比小得多，因而大大减轻了压气机的负荷。正是由于这个优点，使得采用回热器的空气压缩制冷装置在深度冷冻及气体液化中获得实际应用。

11-3 蒸气压缩制冷循环

采用湿饱和蒸气为工质时，由于工质在冷藏库中吸热时是靠工质汽化吸热，而一般工质的汽化潜热都比较大，因此以湿饱和蒸气为工质可以得到相当大的单位质量工质的制冷量。

回热式空气压缩制冷装置及其理想循环的p-v 图和T-s 图

如左图所示，在蒸气

压缩制冷循环中，工

质从冷藏库的蒸发

器出来后先经过汽

液分离器，把未汽化

的饱和液分离出来

送回蒸发器，而只将

干饱和蒸气送入压

气机。工质在压气机

中的绝热压缩过程如1-2所示。

工质在冷凝器中的定压放热过程如2-3所示。先是过热蒸气冷却变成干饱和蒸气，然后是干饱和蒸气凝结成为饱和液体，最后是饱和液体进一步冷却而温度低于饱和温度。整个放热过程大部分仍是定温过程。

如过程3-4所示，工质的降温降压是通过节流阀，利用工质绝热节流的温度效应来实现的。 工质在冷藏库蒸发器中的定压吸热过程如4-1所示。

蒸气压缩制冷循环的制冷量可表示为

q 2＝h 1－h 4

循环净功，即压气机消耗的轴功则可表示为

于是蒸气压缩制冷循环的制冷系数可按下式计算

计算制冷循环时经常利用ln p -h 线图。在该图上能方

便地表示定压过程、定焓过程，且极易确定各点的焓

值。右图所示为ln p -h 图上的蒸气压缩制冷循环的循

环曲线：1-2为定熵过程；2-3为定压过程；3-4为节

流过程，其初终两态的焓相等；4-1为定压过程。

蒸气压缩制冷循环是依靠工质汽化吸热，由于汽化潜

热较大，因此蒸气压缩制冷装置有较大的制冷量。正

因为这样，蒸气压缩制冷装置在实用中得到极为广泛

的采用。

12-1 湿空气的一般概念

湿空气：干空气和水蒸气的混合物。

干空气：完全不含水蒸气的空气。

未饱和湿空气：由过热水蒸气和干空气组成的湿空气，未饱和湿空气具有吸收水分的能力。 饱和湿空气：由饱和水蒸气和干空气所组成的湿空气，饱和湿空气没有继续吸收水分的能力。 露点：湿空气中水蒸气的分压力所对应的饱和温度称为湿空气的露点温度，或简称露点，用td 表示。

在常温常压下，湿空气可以看作为理想气体混合物。

湿空气的压力p 应为干空气的分压力pa 与水蒸气的分压力pv 之和，即

蒸气压缩制冷装置示意图及其理论循环的T-s 图

p ＝ pa + pv

一般情况下，湿空气中

水蒸气的分压力总是

低于空气温度所对应

的饱和压力，如图上点

A 所示，湿空气处于未

饱和湿空气状态。如保

持湿空气温度不变，增

加湿空气中水蒸气的

含量，则湿空气中水蒸

气的分压力pv 随之增

大。当pv 增大至当时空气温度所对应的饱

和压力ps 时，水蒸气达到饱和状态，如图上B 点所示。这时湿空气中水蒸气的含量达到对应温度下的最大值,湿空气处于饱和湿空气状态。如果湿空气受冷而温度降低，则湿空气中水蒸气在其分压力pv 保持不变的条件下温度不断降低，其状态变化过程如图上A-C 所示。当湿空气的温度降低到水蒸气的分压力pv 所对应的饱和温度时，水蒸气达到饱和状态，如图上C 点所示。从C 点开始，如果湿空气再受冷，就会在湿空气中出现露滴。因此，把湿空气中水蒸气的分压力pv 所对应的饱和温度称为湿空气的露点温度，或简称露点，用td 表示。

露点可用露点计或湿度计测定。

12-3 湿空气的焓-含湿量图

湿空气的分析总是按单位质量干空气所对应的湿空气进行计算。这时，湿空气的焓值为1kg 干空气的焓与d g 水蒸气的焓之和，即

h ＝h a +0.001dh v

式中，h 、h a 、h v 的单位为kJ/kg(干空气)；d 的单位为g/kg(干空气)。若规定0℃时干空气的焓及饱和水的焓为零，则按焓的表示式可得

h a ＝c p 0,a t ＝1.004t ，h v ＝L 0℃+c p ,v t ＝2501+1.859t

把这两个关系式代入焓的表达式可得：

湿空气中水蒸气状态示意图

h＝1.004t+0.001d(2501+1.859t)

为分析计算湿空气的状态变化及其水蒸气含量的变化，除应用公式进行计算外，还可应用根据有关计算式制成的工程用的线图。我国常用的线图是焓-含湿量图或称h-d图。

如左图所示，湿空气的在焓-含湿

量图上有下述图线，：

定含湿量线。如图上d＝d A线所示，

它是一组垂直线。

定焓线。如图上h＝h A线所示，它

是与垂直线成135°角的一组直线。

定温线。如图上t＝t A线所示，定温线为一组直线，但不同温度的定温线其斜率不同。

定相对湿度线。如图上＝A线所示，它是一组曲线。＝100％的曲线即为饱和曲线，<100％的区域则为未饱和湿空气区。图中＝100％曲线以下的部分是无意义的，故为空白；

含湿量与水蒸气分压力的换算关系线，即p v＝f(d)线。该线给出了p v与d的对应数值。

12-4 湿空气的热力过程

对湿空气热力过程的分析，主要是讨论湿空气的状态变化，及其与外界的能量交换情况。下面介绍工程上几种典型的湿空气热力过程。

加热过程

工程中湿空气的加热过程，一般是在定压条件下完成的。加热过程的特征是，湿空气温度升高，含湿量保持不变。如左图中过程1-2所示，在焓-含湿量图上，湿空气的加热过程沿定含湿量线向温度升高的方向进行，湿空气的焓值增加，相对湿度降低。加热过程中，湿空气的吸热量等于其焓值的增加，即

q＝h2－h1

式中，h1、h2为单位质量干空气的湿空气在过程初、终

态时的焓值。

冷却及冷却去湿过程

未饱和湿空气和饱和湿空气的冷却过程具有不同的特

点。

未饱和湿空气的冷却过程与加热过程的特征相反。在冷

却过程中，湿空气保持含湿量不变，温度降低。如图中

过程1-2’所示，在焓-含湿量图上，未饱和湿空气的冷

却过程沿定含湿量线向温度降低的方向进行，焓值减小，

相对湿度增大。

如图所示，如将湿空气继续冷却至3点，温度降至其露

点温度，湿空气达到饱和状态。如再进一步冷却，就有水蒸气不断凝结析出，湿空气的含湿量随之降低，即饱和湿空气的冷却过程伴随着去湿作用，所以常被称为冷却去湿过程。如图过程3-4所示，在焓-含湿量图上，湿空气的冷却去湿过程沿着＝100％的相对湿度线含湿量减小的方向进行。在该过程中，湿空气的温度、焓也都降低。

如在冷却去湿过程中，含单位质量干空气的湿空气析出的水份为d3-d4。根据热力学第一定律可知，冷却去湿过程中，湿空气的焓降应等于冷却介质带走的热量与凝结水带走的能量之和，即

h3－h4＝q+0.001(d3－d4)h v

绝热加湿过程

在绝热的条件下，湿空气吸收水分，其含湿量增加的过程，

称为湿空气的绝热加湿过程。

绝热加湿过程中，单位质量干空气的湿空气吸收的水分为

d2－d1，湿空气的焓增为水分带入的能量，因为过程中水

分带入湿空气中的能量0.001(d2－d1)h v与湿空气的焓相比

很小，可忽略不计，即

h1≈h2

因此，湿空气的绝热加湿过程可近似地看作定焓过程。在

hd图上，湿空气的绝热加湿过程应沿等焓线向含湿量增大

的方向进行。

由于绝热加湿过程中，水分蒸发生成水蒸气需从空气中吸收汽化潜热，使得湿空气的温度降低，所以该过程也称为蒸发冷却过程。

绝热混合过程

将状态不同的湿空气气流混合，可得到满足温度及湿度要求的湿空气。忽略混合过程中气流与外界的热量交换，可认为混合过程是在绝热条件下进行的。

气流绝热混合所得到的湿空气的状态，取决于混合前湿空气各气流的流量及状态。根据质量守恒定律，有

＝++…+

d＝d1+d2+…+d n

根据热力学第一定律，有

h＝h1+h2+…+h n