一个机房最注重的就是可靠性。全年8760小时要无故障运行,就需要机房空调可靠的零部件和优秀的控制系统。一般机房多是N+1备份,一台空调出了问题,其他空调就可以马上接管整个系统。目前最知名的产品有:CAROSS卡洛斯机房空调、艾默生机房空调、雷诺威机房空调等都是目前做顶端的产品。
1、制冷的基本原理
制冷就是从物体中取出热量并把这些热量排放到环境中去,以产生低于物体环境温度,并在要求的时间范围内保持这一温度的一门技术。
空调机利用制冷剂把热量从室内排到室外。
制冷技术的常用名词与概念:
(1)汽化:物体从液态转化为气态的过程称为汽化;在一个标准大气压下,氟利昂22(R-22)的沸点为-40.8℃。
(2)饱和蒸气:对于封闭容器来说,在一定温度下,气体与产生它的液体处于平衡状态时,这种蒸气称为饱和蒸气。饱和蒸气的压力称为饱和压力,其对应的温度称为饱和温度。
(3)过冷液体:在一定的压力下,制冷液体的温度低于该压力对应的饱和温度,称为过冷液体。(压力一定,温度变化)
(4)过热蒸气:压力一定时,制冷剂蒸气被继续加热,压力不变而温度上升,并超过此压力下的,称为过热蒸气。(压力一定,温度变化)
(5)凝结:指蒸气冷却到等于或低于饱和温度,使蒸气转化为液体,放出热量,由气体变为液体的过程称为凝结或称为液化。
以水蒸气的形成来说明过冷液体和过热蒸气这两个概念:
一个开口容器中盛有温度为20℃的水,水面上有一个能上下移动而又起密封作用的活塞。假设活塞的质量略去不计,认为水面上只受到一个标准大气压的作用。若对水加热,水温升高,水的体积增大,当水温升高到饱和温度100℃时,此时的水称为饱和水,而20℃的水显然比100℃饱和水的温度低,这种比饱和温度低的水称过冷水。若将饱和水继续加热,虽然水温保持在100℃不变,但容器内的水不断汽化为蒸气,比容增大,这时容器内是饱和水和饱和蒸气的混合物,这种蒸气称为湿蒸气。如果在继续加热,水将继续汽化,水温保持100℃不变,比容继续增大,直到水全部变为水蒸气,这种水蒸气称为干蒸气。若此时在加热,干蒸气的温度继续上升,超过饱和温度,这种蒸气称为过热蒸气。
以水为例来说明过热蒸气的产生过程:
在定压下由水变为过热蒸气,是有过冷水—饱和水—湿蒸气—干蒸气—过热蒸气等一系列物态和状态变化。
在制冷系统蒸发器中,制冷剂在定压下沸腾为气体的过程,也是经历饱和液体制冷剂—制冷剂气液混合物—全部变为干蒸气。干蒸气从蒸发器出来后,沿管道再受热流到制冷压缩机吸口处变为过热蒸气。
2.制冷方式
制冷是以消耗一定的能量(电能)来换取将低温物体的热量向高温物体传递,从而获得低温。
典型的制冷有四大组成部分:压缩机、冷凝器、节流阀(膨胀阀)、蒸发器。他们之间用管道连成一个密闭的系统;制冷剂在系统内要经过蒸发、压缩、冷凝、节流四个热力过程,进行状态变化,才能产生连续不断的制取冷源。
3.制冷剂的四个热力过程
蒸发:制冷剂在节流后的气液混合物在蒸发器中流动汽化吸热,吸收周围的热量的过程。
压缩:制冷剂汽化后蒸气被吸入压缩机,并被压缩,其温度和压力升高,变为高温高压的气体,再排出气缸的过程。
冷凝:高温高压制冷剂蒸气在冷凝器内与冷却介质进行热交换,把吸收的热量排放给周围冷却介质带走,而本身由气体凝结为常温高压液体的过程。
节流:高压液态制冷剂经节流阀节流降压至蒸发压力,在节流过程中制冷剂温度下降到蒸发温度。
热泵制热是利用制冷系统的压缩冷凝热来加热室内空气。空调器在制冷工作时,低压制冷剂液体在蒸发器内蒸发吸热,而高温高压制冷剂气体在冷凝器内放热冷凝。热泵制热是通过电磁换向阀换向,将制冷系统的吸排气管位置对换,原来制冷工作时作蒸发器的室内盘管,变成制热时的冷凝器。制冷时作冷凝器的室外盘管,变成制热时的蒸发器。这样就使制冷系统在室外吸热,向室内放热,实现制热的目的。
4.制冷系统中压力值的几种状态
低压压力:空调工作状态下,在系统的回气口即压缩机吸气口端所测试的压力值。
高压压力:空调工作状态下,在系统的排气口即压缩机的排气口端所测试的压力值。
平衡压力:空调在未开机或停机时,制冷系统内的高压端与低压端呈出均衡相等的压力值。
平衡压力也叫静止压力,通过平衡压力可以判断空调制冷剂的数量。
空调的分类
(1)单制冷型:只能制冷、除湿、通风,不能制热。
(2)制冷、制热型(热泵型):具有两种形式,可通过制冷系统对制冷剂换向后,由室内机热交换器产生两种不同的温度,将室内空气进行热交换,达到能够制冷、除湿和制热。
(3)热泵辅助电加热型:具备热泵型,能够制冷、除湿,在制热工作时,可在热泵制热的能力基础上,同时加装了辅助的电加热器件,更有效的提供制热能力。
(4)恒温、恒湿空调:即机房专用空调,用于对环境要求严格的程控机房等。