中级通信工程师

本文整理了2014年中级通信工程师考试《设备环境》相关知识点，希望能够帮助您更好的全面备考2014年通信工程师考试!

 7.1 空调系统及空调设备概述

7.1.1 空调系统的基本物理概念

1.温度

在热工学上还采用绝对温度的表示法，以绝对零度为起点划分的温标称为绝对温标(K)，绝对温度(T)=273+摄氏温度(t)。温标的冰融点和水沸点如表7-1所示。

在温度计的温包上扎湿纱布后的读数为湿球温度，而未包湿纱布处于干球状态时的读数称为干球温度。饱和空气时湿球温度等于干球温度，非饱和空气时湿球温度(W)总是低于干球温度(t)，两者之间的差值称为干湿球温差，其差值的大小反映空气湿度的大小，即差值愈大空气愈干燥，反之亦然。

2.湿度

表示空气中含有水蒸气多少的物理量称作湿度，通常用含湿量、相对湿度和绝对湿度来表示。

含湿量是湿空气中水蒸气质量(g)与干空气质量(kg)之比值，单位是g/kg.含湿量可以比较确切地表达了空气中实际含有的水蒸气量。

绝对湿度是每立方米的湿空气中含有的水蒸气重量称为湿空气的绝对湿度，绝对湿度以公斤/立方米(kg/m3)计算。

相对湿度是指某湿空气中所含水蒸气的重量与同温度下饱和空气中所含水蒸气的重量之比，这比值用百分数表示。例如，机房平常所说的湿度为60%,即指相对湿度而言。

3.热量

热量是能量的一种形式，是表示物体吸热或放热多少的物理量。热量的单位通常用卡(cal)或千卡(kcal)表示。lkcal即llcg纯水升高或降低l'C所吸收或放出的热量。在国际单位制(SI)中，热量经常用焦耳(J)表示。

当温度不变时，物质产生相变过程中所吸收或放出的热量称为潜热。气化过程中，1kg液体气化成同一温度蒸气时所吸收的热量称为气体潜热。使物质温度发生变化但不改变其相态的热量称为显热。

显热计算公式如下：

其中I为单位物质的溶解比热或汽化比热。

热力学中规定，当物体吸热时热量取正号;放热时热量取负号。

热的传递方式有：传导、对流和辐射。

在空气调节中，常需要确定物质状态变化过程中热量的交换量。为了计算空气热S的变化，使用焓这个参数。湿空气的焓，就是空气所含有的总热量，用H表示，单位是焦(J)或千焦(kJ)。

4.压力

单位面积上所受的垂直作用力称为压力，压力单位为帕斯卡(Pa,N/m2)或用kgf/cm2

1个标准大气压=1.01325x105Pa=1.0332kgf/cxn2=760mmHg;

1个工程大气压-lkgf/cm2=0.98x105Pa-735.06mmHg.

在美国和欧洲等标准中，压强也可以用psig(膀/寸2)表示，1psig^O.OTkgf/cm2。

在制冷系统中，由于测量和计算需要，压强需要用绝对压力、相对压力及真空度等几种方法表示。

绝对压力是指容器中气体对容器的实际压力，用P绝表示。

相对压力表示比大气压高或低出的数值，是用压力表测出的，因此也称为表压力，用P长表示。

用真空是指设备内部压强远小于一个大气压的气态空间，真空度是用来表示真空程度的物理量。

5.物质的三态变化

物质有固、液、气三种状态，在一定条件下，物质的状态可以相互转化。

从液态转变成气态的过程，称之为汽化，这是一个吸热过程。液态制冷剂在蒸发器中不断地汽化(吸收热量)，因此能产生制冷效应。根据汽化过程的机理不同，汽化可分为蒸发和沸腾两种形式。液体表面和内部同时进行的剧烈汽化现象称为沸腾。当对液体加热使该液体达到一定温度时，液体内部便产生大量气泡并上升到液面破裂而放出大量蒸气，即沸腾，此时的温度称为沸点。

物质从气态变成液态的过程称为冷凝(或凝结)，也称液化，这是一个放热过程。冷凝是汽化的相反过程，在一定压力下，蒸气的冷凝温度与液体的沸点相等。

物质的沸点与物质的压力有关，压力越高，沸点越高;反之。则越低。

6.过热蒸气与过冷液体

在一定的压力下，温度高于饱和温度的蒸气，称为过热蒸气。制冷压缩机排气管处、甚至压缩机的吸入口的蒸气温度，一般都高于饱和温度，故都属于过热蒸气。过热蒸气的温度超过饱和温度的数值称为过热度。

在一定的压力下，温度低于饱和温度的液体，称为过冷液体。过冷液体的温度低于饱和温度的数值称为过冷度。

7.1.2 空调系统的分类

1.按系统的集成程度分类

(1)集中式空调系统。将空气集中处理，由风机把处理后的空气，输送到需要空调的房间。这种空调系统处理空气量大，并集中冷源和热源，同时需要专人操作，机房占地面积较大，但运行可靠，室内参数稳定。

(2)局部式空调系统。将空调设备直接或就近安装在需要空调的房间。局部空调设备安装简单，使用广泛。尤其对于空调房间小，各房间相隔距离较远的场合更为合适。

(3)混合式空调系统。既有局部处理，又有集中处理的空调系统称为混合式空调系统，或称半集中式空调系统。

2.按室内回风有无分类

(1)直流式系统。直流式空调系统是全部利用室外新风，经处理后送入房间，使用过的空气全部排到室外大气中?它主要用在生产过程中产生有害物而不允许利用回风的场所?

(2)混合系统。送入房间的空气来源，一部分是室内新风，以满足卫生要求，另一部分是室内再循环空气。在使用再循环空气时，又分一次回风式和二次回风式系统。

一次回风式系统是将再循环空气在未经过处理前与新风混合，然后再进行处理。二次回风式系统是将再循环空气分成两部分，前一部分与新风混合进入喷雾式称为一次回风，后一部分不经喷雾式，直接与处理后的空气混合，这后一部分空气称为二次回风。

3.按制冷方式分类

(1)压缩式制冷方式。压缩式制冷有活塞式、离心式和螺杆式三种方式。它们共同的特点是：对制冷剂蒸汽进行压缩，以便于冷凝。

①活塞式压缩制冷。这是我国R前使用最为广泛的?种制冷方式。它具有运行可靠、产冷最大、使用方便等特点。怛是这种制冷机械机件易磨损，零部件也多，因而相应地也增加维护保养的工作量。

②离心式制冷系统。离心式制冷系统是依靠离心式冷冻机高速旋转产生离心力的原理来提高制冷剂蒸汽的压力，以获得对蒸汽的压缩过程，然后经冷凝、节流、蒸发等过程来实现制冷的。

离心式冷冻机具有重量轻、平衡性好、产冷量大、运行可靠、无轴封漏泄等优点，用于大面积空调较为合适：它也存在单机容量不能过小、维护难度较大等缺点，这就限制了它的适用范围。

③螺杆式制冷机。它也是?种高速回转机械。由于它无易损件，因而具有使用寿命长、运行平稳、维护方便、结构紧凑、启动容易、体积小而轻等优点。

(2)吸收式制冷。吸收式制冷主要是利用某些水溶液在常温下强烈的吸水性能，而在高温下又能将所吸收的水分分离出来：同时利用水在真空下，蒸发温度较低的特性制成的。溴化锂吸收式制冷机就是属于这种类型。它是利用溴化锂作吸收剂、水作制冷剂，水在低压下沸腾吸热来达到制冷目的。

(3)蒸汽喷射制冷。蒸汽喷射制冷方式是利用流体力学中，流速高、压强低以及水在低温下沸腾的理论制成的。它的垛理是利用从锅炉房送来的高压蒸汽，经特质喷嘴，以高速喷射出去，使该处的静压力急剧下降，与喷嘴颈部相连的蒸发器，在抵押真空的作用下，使水沸腾、汽化吸热，达到制冷的目的。喷射后的蒸汽被冷凝可重复利用。

(4)吸附式制冷。有些固体物质在一定的温度及压力下能吸附某种气体或水蒸气，在另一种温度及压力下又能把它释放出来。这种吸附与解吸的过程将导致压力的变化，从而起到了压缩机的作用。固体吸附式制冷就是利用这一原理来制冷的。吸附式制冷系统具有不耗电、无运动部件、无污染、不需维修以及安全可靠等特点。

(5)热电制冷，也称温差制冷。热电制冷是一种利用温差电效应来实现制冷的方式。这种方法的制冷效果主要取决于两种材料的热电势。纯金属材料的导电性好，导热性也好，但其温差电效应很弱，制冷率低，而半导体材料具有明显的热点效应。目前大多利用半导体材料作热电制冷元件，所以也称半导体制冷。

(6)其他制冷方式。空气膨胀制冷：气体膨胀制冷是利用高压气体的绝热膨胀以达到低温，并利用膨胀后的气体在低压下的复热过程来制冷。涡流管制冷：涡流冷却效应的实质是利用人工方法产生涡流，使气流分成冷热两部分，利用分离出来的冷气流即可制冷。

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