一、制冷常用術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)

制冷是指用機械方法,從一個有限的空間內(nèi)取出熱量,使該處的溫度降低到所要求的程度。這個過程是熱傳遞來完成的。有關(guān)制冷的一些常用名詞術(shù)語簡單介紹如下:

1、 溫度:溫度被用來表示物質(zhì)冷與熱的程度,溫度的高低的程度可用溫度計來度量,如 玻璃溫度計,管內(nèi)的液體受熱后膨脹,液面升高,冷卻收縮后,液面降低,液面的高低表示溫度的高低程度。下面簡要介紹表示溫度值的幾種標(biāo)準(zhǔn)。

 a.?dāng)z氏溫標(biāo):在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,把水的冰點作為0度,沸點作為100度,在0度與100  5 度之間均衡的刻成100格,每格為l度,以符號℃表示。

 b.華氏溫標(biāo):在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,把水的冰點定為32度,而沸點定為212度、二者之間均衡的刻成180格,每格為l度,以符號oF表示。

 c.開氏溫標(biāo)(又稱絕對溫標(biāo)或熱力學(xué)溫標(biāo)):它以攝氏溫標(biāo)為基礎(chǔ)、把水的冰點定為273.16度,水的沸點定為373.16度,理論上把物質(zhì)中分子全部停止運動之點作為0度,以符號K表示。 常用溫標(biāo)是攝氏、華氏、開氏。

它們之間的換算公式如下:

溫度攝氏度(℃)華氏度(℉)開氏度(又稱絕對溫度或熱力學(xué)溫度)(K)

t1∕℃t19∕5t1+32T=t+273 

t2∕℉5∕9(t2-32)t25∕9(t2-32)+273t3∕K

t3-2739∕5(t3-273)+32t3

冰點032273

水弗點100212373

2、熱量:物體溫度的高低表示了物體的物質(zhì)分子熱運動劇烈的程度,溫度的高低也表示 物體所具有能量的高低,這種能量稱為熱能。當(dāng)溫度不同的兩個物體相接觸時,兩者溫度逐步趨于一致,發(fā)生了熱能從溫度較高的物體向溫度較低的物體轉(zhuǎn)移,此時物體所放出或吸收的能量稱為熱量。

常用的熱量單位有:

 a.卡:在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下,將l克的水加熱或冷卻,其溫度升高或降低l℃時,所加進(jìn)或除去的熱量稱為l卡,以符號cal表示。因卡的單位太小,工程上往往采用其1000倍的千卡或大卡來表示。具符號為kcal。

b.英熱單位:在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,將11b(磅)(11b=0.454kg)水加熱或冷卻,其溫度升高或降低華氏溫度loF,所加進(jìn)或除去的熱量稱為一個英熱單位,其符號為Btu。

c.焦耳:在國際單位制中,取熱量單位與功的單位一致,以焦耳表示。焦耳相當(dāng)于用1N(牛頓)的力,共作用點在力的方向上移動lm(米)所做的功。因此,在國際單位制中,焦耳是功和能的單位,采用這種單位使計算簡化,焦耳的符號為J。我國法定熱量單位為耳。 

焦耳與卡之間的換算為: 

1kJ(千焦耳)=0.239kcaI(千卡)

lkcal(千卡)=4.19kJ(千焦耳)

 其它常用換算公式為: 

1kcal(千卡)=3.969Btu(英熱單位)

lBtu(英熱單位)=252cal(卡)

1kcal(千卡)=427kg•m(千克•米)

1kW(千瓦)=860kca1/h(千卡/時)

1美國冷噸=3024kca1/h(千卡/時)

1日本冷噸=3320kca1/h(千卡/時)

3、比熱:任何物質(zhì)當(dāng)加進(jìn)熱量,它的溫度會升高。但相同質(zhì)量的不同物質(zhì),升高同樣溫度時,其所加進(jìn)的熱量是不一樣的。為相互比較,把lkg水溫度升高1℃所需的熱量定為4.19kJ。以此作為標(biāo)準(zhǔn),其它物質(zhì)所需的熱量與它的比值,稱為比熱。如lkg水溫度升高l℃需4.19kJ,則比熱值為4.19kJ(kg•℃),而lkg銅溫度升高l℃只需0.39kJ,則銅的比熱為0.39kJ(kg•℃)。不同材料有各自的比熱值,下表為幾種材料的比熱值。 物資名稱比熱kJ(kg•K)物資名稱比熱kJ(kg•K)水4.19氨(液體4.609冰2.095氨(氣體)2.179玻璃0.754空氣(干)1.006銅0.390鋼0.461

知道材料比熱值,就能計算出對它降溫所需要除去的熱量。例如要將5kg70℃的水 冷卻到15℃,則需除去的熱量為:Q=mcDt=5×4.19×(70-15)=l152.25kJ式中:m:水的質(zhì)量,kg;c:水的比熱kJ(kg•K);Dt:溫度差值K。

4、顯熱:對固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)的物質(zhì)加熱,只要它的形態(tài)不變,則熱量加進(jìn)去后,物質(zhì)的溫度就升高,加進(jìn)熱量的多少在溫度上能顯示出來,即不改變物質(zhì)的形態(tài)而引起其溫度變化的熱量稱為顯熱。如對液態(tài)的水加熱,只要它還保持液態(tài),它的溫度就升高;因此,顯熱只影響溫度的變化面不引起物質(zhì)的形態(tài)的變化。例如機房中、其計算機或程控交換機的發(fā)熱量很大,它屬于顯熱。

5、潛熱:對液態(tài)的水加熱,水的溫度升高,當(dāng)達(dá)到沸點時,雖然熱量不斷的加入,但水的溫度不升高,一直停留在沸點,加進(jìn)的熱量僅使水變成水蒸氣,即由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)。這種不改變物質(zhì)的溫度而引起物態(tài)變化(又稱相變)的熱量稱為潛熱。如計算機房中、工作人員人體發(fā)熱以及換氣帶進(jìn)來的空氣含濕量,這些熱量稱為潛熱。(全熱等于顯熱與潛熱之和。)

6、壓力:氣體由分子組成,億萬分子在無規(guī)則的運動中,頻繁撞擊容器內(nèi)壁,在內(nèi)壁單位表面積上垂直產(chǎn)生的力稱為壓力。在工程中測量氣體壓力的常用單位是:千克/厘米2、或為mmHg(毫米汞柱),我國的法定單位是Pa(帕斯卡)。 a.大氣壓力:包圍地球的空氣層對單位地球表面積形成的壓力稱為大氣壓力。通常用B表示。單位用帕Pa或千帕kPa表示。

大氣壓力隨各地海拔高度不同而存差異。還因季節(jié)、氣候的變化稍有高低。由 于大氣壓力不同,空氣的物理性質(zhì)和反映空氣物理性質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)均要發(fā)生變化。所以,在空氣調(diào)節(jié)的設(shè)計和運行中,要考慮當(dāng)?shù)貧鈮旱拇笮,否則會造成一定的誤差。 

壓力分三種:用儀表測定的壓力(稱工作壓力,即表壓力)、當(dāng)?shù)卮髿鈮汉徒^對 壓力。其相互關(guān)系:

絕對壓力=當(dāng)?shù)卮髿鈮菏ぷ鲏毫?nbsp;

只有絕對壓力才是濕空氣的狀態(tài)參數(shù)。

 b.水蒸汽分壓力與飽和水蒸汽分壓力:在濕空氣中,水蒸汽單獨占有濕空氣的容積,并且有與濕空氣相同溫度時所產(chǎn)生的壓力,稱為水蒸汽分壓力,用Pq表示。 

濕空氣是干空氣和水蒸汽組成的混合氣體,因此濕空氣的總壓力應(yīng)由干空氣分 壓力Pg;與水蒸汽的分壓力Pq迭加而成。

 即P=Pg十Pq 或B=Pg十Pq

在空調(diào)工程中所考慮的濕空氣就是大氣,所以濕空氣的總壓力P就是當(dāng)?shù)卮髿?壓力B。 

在一定溫度下,空氣越潮濕,其水蒸汽含量就越多,水蒸汽分壓力就越大。當(dāng) 水蒸汽含量超過某一限量時,多余的水蒸汽就會凝成水析出。這說明,此時,濕空氣中的水蒸汽含量達(dá)到最大限度、該濕空氣處于飽和狀態(tài),稱飽和空氣;此時相應(yīng)的水蒸汽分壓力稱為飽和水蒸汽分壓力。該壓力僅取決于溫度,溫度越高,其壓力值越大。 

于此同時,壓力和沸點的關(guān)系也很大,降低壓力能使液體的沸點降低,增加壓 力則使沸點升高。因此每一個作用于液體的壓力就有一個對應(yīng)的沸點。例如1.0133×l05Pa下。水在100℃時沸騰;若壓力升高到2.41×105Pa,水的沸點為138℃;若壓力降低到0.43×105Pa,水的沸點為84.5℃。在制冷系統(tǒng)中,用控制蒸發(fā)壓力來達(dá)到控制蒸發(fā)溫度的目的。

7、蒸發(fā)與沸騰:蒸發(fā)是指在液體自由表面進(jìn)行氣化的過程。例如,水的蒸發(fā)。衣服的涼干過程。蒸發(fā)是由于液體表面上具有較高能量的分子克服液體分子的引力、穿出液面到達(dá)空間而形成的。在相同環(huán)境下、液體溫度越高,則蒸發(fā)越快。制冷工程中,許多問題都涉及到蒸發(fā)過程,例如冷卻塔及空調(diào)中的加濕與干燥過程等。紅外加濕器的加濕屬表面蒸發(fā)過程。

沸騰是指液體內(nèi)部產(chǎn)生氣泡形式的劇烈氣化過程。例如,水的燒開過程。在一定壓力下,液體加熱到一定的溫度才開始沸騰。在整個沸騰過程中,液體吸收的熱量全部用于自身的容積膨脹與相變,故氣液溫度保持不變。如電極加濕器屬于沸騰過程。

 8、導(dǎo)熱系數(shù)(亦稱熱導(dǎo)率):導(dǎo)熱系數(shù)是表示一種材料傳導(dǎo)熱量能力的一個物理量。如兩塊同樣厚的材料,一塊是銅塊,一塊是軟木塊,把它們放在比本身溫度高的環(huán)境中,可立即感覺到銅塊溫度升高,而對軟木塊則在短時間內(nèi)感受不到。這說明兩種材料對熱量傳導(dǎo)的能力不同,把這種材料對熱量的不同傳導(dǎo)能力以數(shù)字表示就稱為導(dǎo)熱系數(shù),其數(shù)值等于:當(dāng)材料層的厚度為lm,兩邊溫度差為1℃,在1h內(nèi)通過lm2表面積所傳導(dǎo)的熱量,以符號l表示,單位是kcal/mh℃,國家法定單位是W/mK或用J/mhK表示,它們之間的換算關(guān)系是:1W/mK=0.860kcal/mh℃。

不同材料有不同導(dǎo)熱系數(shù),它與材料的成份、密度、分子結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。

同一種材料,影響其導(dǎo)熱系數(shù)的主要因素是密度和濕度。密度大則導(dǎo)熱系數(shù) 大,濕度大則導(dǎo)熱系數(shù)亦大。

9、放熱系數(shù):當(dāng)凍結(jié)一種物質(zhì)時,如在表面吹風(fēng)則它的凍結(jié)速度比不吹風(fēng)時快。表示這種不同物質(zhì)之間在不同狀態(tài)下?lián)Q熱能力的物理量稱為放熱系數(shù),其數(shù)值等于每小時、每平方米面積上,當(dāng)流體和固體壁之間的溫度差為l℃時所傳遞的熱量。以符號a表示,其單位為kcal/(m2h℃),國際單位制是W/(m2k)或J/(m2h℃)、兩者之間換算關(guān)系為:1W/(m2K)=0.860kcal/(m2h℃)

10、傳熱系數(shù):熱量從高溫側(cè)流體透過平壁轉(zhuǎn)移到低溫側(cè)流體。

這種熱量傳遞的能力除與兩側(cè)溫差、傳熱面積的大小有關(guān)外,還與平壁的導(dǎo)熱系數(shù),平壁的厚度及壁面兩側(cè)的放熱系數(shù)有關(guān)。

把所有因素列成一個方程式,即:Q=KFDt(kJ/h) 

式中:Q:傳遞的熱量(kJ/h);F:平壁的表面積(m2);Dt:溫差Dt=t1-t2(℃); K:傳熱系數(shù)kJ/(m2h℃) 

K為傳熱系數(shù),它數(shù)值上等于當(dāng)兩側(cè)溫差l℃時、lh通過lm2傳熱面積, 從一側(cè)熱流體傳到另一側(cè)冷流體所傳遞的熱量。單位是kJ/(m2h℃)或W/(m2k)。

11、比容和密度:單位容積的濕空氣所具有的質(zhì)量稱為密度。

用符號r表示,即: 而單位質(zhì)量的濕空氣所占有的容積稱為比容,用符號V表示,

即:式中:m:濕空氣的質(zhì)量,單位為kg;

v:濕空氣占有的容積,單位為m3。

兩者互為倒數(shù),因此,只能視為一個狀態(tài)參數(shù)。 

12、濕度:濕度是表示濕空氣中含有水蒸汽量多少的物理量,有三種表示方法。

 a.絕對濕度:lm3濕空氣中含水蒸汽的質(zhì)量。符號為Z,單位為kg/m3,即:式中:mq:水蒸汽質(zhì)量,單位為kg;V:水蒸汽占有的容積,即濕空氣的容積,單位為m3。

絕對濕度使用起來不方便。它不能直接反映出濕空氣的干濕程度。

b.含濕量:每公斤干空氣所含有水蒸汽量稱為含濕量,符號為d,單位為kg/kg(干),即: 式中:mq:濕空氣中水蒸汽質(zhì)量,單位為kg;mg:濕空氣中干空氣質(zhì)量,單位為kg。

b.相對濕度濕空氣中水蒸汽分壓力和同溫度下飽和水蒸汽分壓力之比,稱為相對濕度。用符號j表示,即:式中:Pq:水蒸汽分壓力Pqb;同溫度下飽和水蒸汽分壓力從式中可知,j值小,表示空氣較干燥,反之,空氣較潮濕。當(dāng)j=0時,為干空氣;j=100%時,為飽和空氣。從j值大小可直接看出空氣的干濕程度。j和d都是表示空氣的濕度參數(shù),含意卻不同,d表示水蒸汽的含量多少,卻不能表示空氣接近飽和的程度;而j能表示空氣接近飽和程度,卻不能表示水蒸汽的含量多少。

13、露點溫度:在一定大氣壓力下,含濕量不變時空氣中的水蒸汽凝結(jié)為水(凝露)的溫度。在d不變時,空氣溫度下降,由未飽和狀態(tài)變?yōu)轱柡蜖顟B(tài),此時空氣的相對濕度j=1O0%。在空調(diào)技術(shù)中,把空氣降溫至露點溫度,達(dá)到除濕干燥空氣的目的。 

14、焓:焓是濕空氣的一個重要參數(shù)。是一個內(nèi)能與壓力位能之和的復(fù)合狀態(tài)參數(shù)。在空調(diào)過程中,濕空氣的狀態(tài)經(jīng)常發(fā)生變化,焓可以很方便確定該狀態(tài)變化過程中的熱交換量。濕空氣的變化過程是定壓過程,焓差等于熱交換量,即:tDh=DQ=cmDt 

式中:Dh:焓差kJ/kg(干)

DQ:熱交換量kJ/kgm:濕空氣的質(zhì)量kgc:濕空氣的定壓比熱kJ/(kg℃)1.15靜壓、動壓、全壓 

在選擇空調(diào)或風(fēng)機時,常常會遇到靜壓、動壓、全壓這三個概念。根據(jù)流體力學(xué)知 識,流體作用在單位面積上所垂直力稱為壓力。當(dāng)空氣沿風(fēng)管內(nèi)壁流動時,其壓力可分為靜壓、動壓和全壓,單位是mmHg或kg/m2或Pa,我國的法定單位是Pa。

 a.靜壓(Pi):由于空氣分子不規(guī)則運動而撞擊于管壁上產(chǎn)生的壓力稱為靜壓。計算時,以絕對真空為計算零點的靜壓稱為絕對靜壓。以大氣壓力為零點的靜壓稱為相對靜壓?照{(diào)中的空氣靜壓均指相對靜壓。靜壓高于大氣壓時為正值,低于大氣壓時為負(fù)值。 

b.動壓(Pb):指空氣流動時產(chǎn)生的壓力,只要風(fēng)管內(nèi)空氣流動就具有一定的動壓,其值永遠(yuǎn)是正的。

c.全壓(Pq):全壓是靜壓和動壓的代數(shù)和:Pq=Pi十Pb全壓代表lm3氣體所具有的總能量。若以大氣壓為計算的起點,它可以是正值,亦可以是負(fù)值.