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  常见的空调种类介绍和空调四大工作结构解析
   
发展历史
起源
公元前1700年左右,巴比伦人已发明一种古式的空气调节系统,利用装置于屋顶的风杆,以外面的自然风穿过凉水并吹入室内,令室内的人感到凉快。
19世纪,英国科学家及发明家麦可•法拉第(Michael Faraday),发现压缩及液化某种气体可以将空气冷冻,此现象出现在液化氨气蒸发时,当时其意念仍停留于理论化。
1842年,佛罗里达州医生约翰•哥里(John Gorrie)以压缩落成的新大楼设有空调。一名新泽西州Hoboken的工程师Alfred Wolff协助设计此崭新的空气调节系统,并把技术由纺织厂迁移至商业大厦,他被认为是令工作环境变得凉快的先驱之一。
1902年后期,首个现代化,电力推动的空气调节系统由威利斯•开利(1876年-1950年)发明。其设计与Wolff的设计分别在于并非只控制气温,亦控制空气的湿度以提高纽约布克林一间印刷厂的制作过程质素。此技术提供了低热度及湿度的环境,令纸张面积及油墨的排列更准确。其后,开利的技术开始用于在工作间以提升生产效率,开利工程公司亦在1915年成立以应付激增的需求。在逐渐发展下,空气调节开始用于提升在家居及汽车的舒适度。住宅空调系统的销量到1950年代才真正起飞。建于1906年,位于北爱尔兰贝尔法斯特的皇家维多利亚医院,在建筑工程学上具有特别意义,被称为世界首座设有空气调节的大厦。
1906年,美国北卡罗莱纳州夏洛特的Stuart W. Cramer正找寻方法增加其南方纺织厂的空气湿度。Cramer把技术命名为空气调节,并在同年将其用于专利申请中,作为水调节(water conditioning)的代替品。水调节当时是一个著名的程序,令纺织品的生产较容易。他把水汽与通风系统结合以“调节”及转变工厂里的空气,控制纺织厂中极重要的空气湿度。威利斯•开利使用此名称,并把它放进其1907年创办的公司名称:“美国加利亚空气调节公司”(今开利公司)。
1915年,卡里尔成立了一家公司,它是世界最大的空调公司之一。但空调发明后的20年,享受的一直都是机器,而不是人。直到1924年,底特律的一家商场,常因天气闷热而有不少人晕倒,而首先安装了三台空调,此举大大成功,凉爽的环境使得人们的消费意欲大增,自此,空调成为商家吸引顾客的有力工具,空调为人们服务的时代,正式来临了。 [1]
制冷剂的发展
最初的空调、电冰箱使用氨、氯甲烷之类的有毒气体。这类气体泄漏后会酿成重大事故。托马斯•米基利在1928年发明了氯氟碳气体(chlorofluorocarbon gas), 并将其命名为氟利昂。 这种制冷剂对人类安全得多,但是对大气臭氧层有害。 氟利昂是杜邦公司CFC、HCFC或HFC类冷冻剂的商标,其中每一类冷冻剂名称还包括一个数字,以表示其成分的分子组成(例如R-11, R-12, R-22, R-134)。其中,在直接蒸发式适度冷却产品领域应用最广的R-22 HCFC制冷剂将于2010年起停止用于新生产的设备中,并于2020年彻底停止使用。R-11和R-12在美国已经停产。作为替代品,一些对臭氧层无害的制冷剂已投入使用, 包括商品名为“Puron”的制冷剂R-410A。R290和R32新型的环保制冷剂也逐步走向市场,R290分子中只含有碳和氢,不含有氯和氟,破坏臭氧潜能值(ODP)为零。
普及
但说到空调可以普及,主要是通过电影院。大多数美国人是在电影院第一次接触到空调的。20世纪20年代的电影院利用空调技术,承诺能为观众提供凉爽的空气,使空调变得和电影本身一样吸引人,而夏季也取代了冬季成为看电影的高峰季节。随后出现了大量全年开放的室内娱乐场所,如赌场、室内运动场和商场,这些都得归功于空调的出现。
在20世纪六七十年代,美国地区发生罕见的干旱天气,为解决干旱缺水地区的空调冷热源问题,美国率先研制出风冷式冷水机,用空气散热代替冷却塔,其英文名称是:Air Cool Chiller,简称为Chiller!
空调即空气调节器(Air Conditioner)。是指用人工手段,对建筑或构筑物内环境空气的温度、湿度、流速等参数进行调节和控制的设备。
一般包括冷源/热源设备,冷热介质输配系统,末端装置等几大部分和其他辅助设备。主要包括,制冷主机、水泵、风机和管路系统。末端装置则负责利用输配来的冷热量,具体处理空气状态,使目标环境的空气参数达到一定的要求。
空调是现代生活中人们不可缺少的一部分,空调为人们提供了凉爽,但同时空调常开也易引起疾病,如“空调病”等,需要慎用。
效率评估
EER(Energy Efficiency Ratio),能源效率比,即制冷量除以每小时的耗电瓦数,因此冷气机EER值越高则通常越省电。
COP(Coefficient of Performance),性能系数,即冷气机在单位时间抽走的热量除以它所消耗的功率。
空调种类
家用空调的种类分为很多种,其中常见的包括挂壁式空调、立柜式空调 、窗式空调和吊顶式空调,但是这些产品各有特点,价格也各不相同,要根据自己的需求来挑选。
家用空调分为以下4种:
挂壁式空调
挂壁式空调广受大家欢迎,技术也在不断革新。 您应注意比较各品牌的功能区别。
换气功能是最新运用在挂壁式空调的技术,保证家里有新鲜空气,防止空调病的产生,使用起来更舒适,更合理。
此外,静音和节能设计也很重要,能让您安睡到天明。有的挂壁式空调具有超小室外机,如果打算把室外机放在阳台,这也是很好的选择。
至于冷暖型的挂壁式空调,要注意选择制热量大于制冷量的空调,以确保制热效果。如果有电辅热加热功能,就能保证在超低温环境下(最低-10摄氏度)也能制热(出风口温度40摄氏度以上)。
立柜式空调
要调节大范围空间的气温,比如大客厅或商业场所,立柜式空调最合适。
在选择时应注意是否有负离子发送功能,因为这能清新空气,保证健康。而有的立柜式空调具有模式锁定功能,运行状况由机主掌握,对商业场所或家中有小孩的家庭会比较有用,可避免不必要的损害。
另外,送风范围是否够远够广也很重要。立柜式空调送风的最远距离可大于15米,再加上广角送风,可兼顾更大的面积。
窗式空调
安装方便,价格便宜,适合小房间。在选择时要注意其静音设计,因为窗机通常较分体空调噪音大,所以选择接近分体空调的噪音标准的窗机好一些。除了传统的窗式空调外,还有新颖的款式,比如专为孩子设计的彩色面板儿童机,带有语音提示,既活泼又实用安全,也是不错的选择。
吊顶式空调
创新的空调设计意念,室内机吊装在天花上,四面广角送风,调温迅速,更不会影响室内装修。
根据空调功能,可以将空调分为单冷式空调和冷暖式空调。单冷式空调:不具有制热功能,适用于夏天较热或冬天有充足暖气供应的地区。冷暖式空调:具有制热功能。
根据其制热方式又可分为热泵型和电辅助加热型。热泵型适用于夏季炎热、冬季较冷的地区;电辅助加热型因加了电辅助加热部件,制热强劲,所以适用于夏季炎热,冬季寒冷的地区
以上各种空调还可按调温情况分为:单冷型:仅用于制冷,适用于夏季较暖或冬季供热充足地区。冷暖型:具有制热,制冷功能,适用于夏季炎热,冬季寒冷地区。电辅助加热型:电辅助加热功能一般只应用于大功率柜式空调,机身内增加了电辅助加热部件,确保冬季制热强劲。不过,在冬季供暖比较充足的北方地区似乎并无必要。
组成结构
空调的结构包括:压缩机,冷凝器,蒸发器,四通阀,单向阀毛细管组件等。
压缩机
空调压缩机中所指定的一个齿间容积对的工作过程。阴螺杆、阳螺杆转向互相迎合一侧的气体受压缩,这一侧面称为高压区;相反,螺杆转向彼此背离的一侧面, 齿间容积在扩大并处在吸气阶段,称为低压区。这两个区域被阴螺杆、阳螺杆齿面间的接触线分隔开。可以近似地认为:两螺杆轴线所在平面是高、低压力区的分界 面。
压缩制冷剂(例如氟利昂)变成液态。然后利用液态在常压下变气态时的吸热现象制冷。
空气密度是很小的。你拿根打针用的针管。抽满一针管空气,用手堵住出气口,推动针管就是在压缩空气了。用针管就可以把气体压缩三分之一的体积。
冷凝器
压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽,使之压力升高后送入冷凝器,在冷凝器中冷凝成压力较高的液体,经节流阀节流后,成为压力较低的液体后,送入蒸发器,在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽,从而完成制冷循环。对某些应用来说,气体必须通过一根长长的管子(通常盘成螺线管),以便让热量散失到四周的空气中,铜之类的导热金属常用于输送蒸气。为提高冷凝器的效率经常在管道上附加散热片以加速散热。散热片是用良导热金属制成的平板。
空调冷凝器结构图:
蒸发器
蒸发器就是室内机里面的,管子组成的,套有翅片。通过加热使溶液浓缩或从溶液中析出晶粒的设备。主要由加热室和蒸发室两部分组成。加热室向液体提供蒸发所需要的热量,促使液体沸腾汽化;蒸发室使气液两相完全分离。加热室中产生的蒸气带有大量液沫,到了较大空间的蒸发室后,这些液体借自身凝聚或除沫器等的作用得以与蒸气分离。
四通阀
四通阀,液压阀术语,是具有四个油口的控制阀。四通阀是制冷设备中不可缺少的部件,其工作原理是,当电磁阀线圈处于断电状态,先导滑阀在右侧压缩弹簧驱动下左移,高压气体进入毛细管①后进入右端活塞腔,另一方面,左端活塞腔的气体排出,由于活塞两端存在压差,活塞及主滑阀左移,使排气管与室外机接管相通,另两根接管相通,形成制冷循环。
毛细管组件
毛细管组件包括毛细管和单向阀。其中单向阀普遍应用于空调室外机中,它由辅助毛细管及单向阀组成,空调不同型号的机器的单向阀组件大同小异。在单向阀上有一个箭头,它表示气流只能是按照箭头的方向流动,反向则停止,只能从辅助毛细管通过。单向阀组件它安装在室外机的下后方,通常有一块黑颜色的减震块包着,包沥青是起消音的作用。
单向阀组件只用在空调制热过程中,制冷中单向阀组件是不起作用的。单向阀组件在制热时的作用是为了增大制冷剂的流动阻力,减小制冷剂的流动速度,使制冷剂在室外机充分蒸发,使压缩机排出的制冷剂气体变为制冷剂液体,提高空调制热效果。
工作原理
空调分为单冷空调和冷暖两用空调,工作原理是一样的,空调以前大多一般使用的制冷剂是氟利昂。 氟利昂的特性是:由气态变为液态时,释放大量的热量。而由液态转变为气态时,会吸收大量的热量。(即先吸热气化再液化放热)空调就是据此原理而设计的。
压缩机将气态的制冷剂压缩为高温高压的气态制冷剂,然后送到冷凝器(室外机)散热后成为常温高压的液态制冷剂,所以室外机吹出来的是热风。
然后到毛细管,进入蒸发器(室内机),由于制冷剂从毛细管到达蒸发器后空间突然增大,压力减小,液态的制冷剂就会汽化,变成气态低温的制冷剂,从而吸收大量的热量,蒸发器就会变冷,室内机的风扇将室内的空气从蒸发器中吹过,所以室内机吹出来的就是冷风;空气中的水蒸汽遇到冷的蒸发器后就会凝结成水滴,顺着水管流出去,这就是空调会出水的原因。
制热的时候有一个叫四通阀的部件,使制冷剂在冷凝器与蒸发器的流动方向与制冷时相反,所以制热的时候室外吹的是冷风,室内机吹的是热风。
其实就是用的初中物理里学到的液化(由气体变为液态)时要排出热量和汽化(由液体变为气体)时要吸收热量的原理。
环保型空调工作原理:
用循环水泵不间断地把水箱内的水抽出,并通过布水系统均匀地喷淋在蒸发过滤层上,室外热空气进入蒸发降温介质,在蒸发降温介质CELdek(特殊材质的蜂窝状过滤层,让降温效果更理想,瑞典的高科技专利产品)内与水充分进行热量交换,因水蒸发吸热而降温的清凉、洁净的空气由低噪音风机加压送入室内,使室内的热空气排到室外,从而达到室内降温的目的。

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