一、空調常用機關換算
1、長度機關換算
英制機關：英尺ft（feet)、英寸in（inch)
1 in=25.4 mm 1 ft=12 in
1 ft =0.3048 m≈30.5 cm
1 m=3.281 ft
2、體積流量機關
CMH：cubic meter per hour
CFM：cubic feet per minister
1 CFM = 1.699 CMH
3、功與能量的關系
能量=功×時間
1焦耳（j）=1 瓦（w）×1 秒（s）
（1）能量機關：
國制：j、kj；英制：cal、kcal
1 j = 0.2388 cal
（2）功率機關：
國制：w、kw；英制：kcal/h(大卡）
1 kcal/h = 1.163 w
1 kw = 860 kcal/h
習慣上的常用機關：馬力（匹）HP、冷噸 RT
1 HP = 735 w
1 RT = 3.516 kw =3024 kcal/h
說明：
1、冷噸：是一個英制的制冷量機關。
1冷噸就是在24小時内當機1噸0℃的水變成0℃的冰，所需要的冷量。
美國是采用2000磅（907.2kg )作為一噸。是以1美國冷噸=12659 kj/h；即：1 RT=3.516kw
2、匹與制冷量的關系
在小型空調工程中1HP指給壓縮機輸入735W的功率所能産生的制冷量。與一般的功率機關匹意義是不一樣的。這裡的1HP 是根據能效比算出來的。
日本一般認為空調壓縮機的能效比平均為3.4，則輸入735W的電能所産生的制冷量為2500W。是以可以說1HP空調的制冷量相當于2500W的制冷量。小1匹一般為2200W，大1匹一般為2800W。
二、制冷原理
1、制冷原理及分類
空調用制冷技術屬于普通制冷範圍，主要是采用液體氣化制冷法。（主要是利用液體氣化過程要吸收比潛熱，而且液體壓力不同，其沸點也不同，壓力越低，沸點越低。）
另外根據熱量從低溫物體向高溫物體轉移的不同方式，可分為：蒸氣壓縮式制冷、吸收式制冷。
對于蒸氣壓縮式制冷，其工作原理就是使制冷劑在壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器等熱力裝置中進行壓縮、放熱、接流和吸熱四個主要的熱力過程，以完成制冷循環。
2、制冷劑
1）制冷劑是制冷裝置中進行制冷循環的工作物質，其工作原理是制冷劑在蒸發器内吸收被冷卻物質的熱量而蒸發，在冷凝器中将所吸收的熱量傳給周圍的空氣或者水，而被冷卻為液體，往複循環，借助于狀态的變化來達到制冷的作用。
2）常用制冷劑
A、氨（NH3 R717）
氨最大的優點是機關容積制冷能力大，蒸發壓力和冷凝壓力适中，另外價格便宜，極易購得，特别是冷藏、冷庫等大型制冷裝置常采用。
但是氨最大的确定就是有強烈的刺激作用，對人體有危 害，目前規定氨在空氣中的濃度不應大于20mg/m3。氨是可燃物，氨在空氣中的體積百分比達16~25%時，遇火焰就有爆炸的危險。
B、氟利昂
大多數的氟利昂本身無毒、無臭、不燃，适用于工程建築或者實驗室的空調制冷裝置。尤其是氟利昂R22，在大陸空調制冷裝置中已經廣泛采用。其熱力學性能與氨不相上下，而且安全可靠，是一種良好的制冷劑，但是目前價格較高，影響大規模的推廣使用。
緻命缺點：溫室效應氣體，其溫室效應值比二氧化碳大1700倍，更危險的是會破壞大氣層中的臭氧層。
根據國際上《蒙特利爾議定書》規定：R22于2020年将全面禁止，開發中國家可适當延期至2040年全面禁止生産。
目前國際上一緻看好的R22的替代物是R407C、R410A。另外汽車制冷中常用的R12，采用R134A替代。目前國内的一些大中型項目，業主都明确要求采用環保冷媒如R407C等。
3、載冷劑
載冷劑是一種中間物質，如常用的空調冷凍水，其在蒸發器内被冷卻降溫，然後遠距離輸送，來冷卻需要被冷卻的物體。
目前常用的載冷劑有水，它隻能用于高于0 ℃的條件，當要求低于0 ℃時。一般采用鹽水，如：氯化鈉或者氯化鈣水溶液或者采用乙二醇、丙二醇等有機化合物的水溶液。
4、壓縮機
說明：
1）容積式制冷壓縮機是靠改變工作腔的容積，将周期性地吸收到的定量氣體壓縮。離心式壓縮機是靠離心力的作用，連續地将所吸收到的氣體壓縮。
2）回轉式制冷壓縮機是靠回轉體的旋轉運動替代活塞式壓縮機中的活塞的往複運動，以改變氣缸的工作容積，進而将一定數量的低壓氣态制冷劑進行壓縮。
3）目前常用的壓縮機主要有活塞式壓縮機、渦旋式、螺杆式以及離心式壓縮機。
其中活塞式制冷壓縮機多為中型（标準制冷量60~600KW）和小型（小于60KW），但是由于其噪音大、效率低切容易發生故障，目前使用的已不多；
渦旋式制冷壓縮機目前主要用于小型制冷系統，在家用空調以及商用VRV等小型系統大量使用；
而螺杆機具有結構簡單、可靠性高及操作維護友善，另外技術成熟等一系列獨特的優點，已經廣泛應用于制冷、空調和多種工藝流程中；
離心式壓縮機結構簡單緊湊，運動件少，工作可靠，經久耐用運作費用低，一般适用大于500RT的制冷系統中，并且可以實作無級調節，使機組的負荷在30%~100%範圍内工作。
4）評價制冷壓縮機消耗能量方面先進性的名額：
a、制冷壓縮機的性能系數 COP ：機關軸功率的制冷量。
軸功率（壓縮機的耗功率）指電動機傳至壓縮機機軸上的功率，主要包括直接用于壓縮空氣的所耗功率和克服運動機構的摩擦阻力所耗功率。
b、能效比 EER ：機關電動機輸入功率的制冷量大小。
此名額考慮到驅動電機效率對能耗的影響。
5）制冷壓縮機常見問題
A、蒸氣壓縮制冷機的“液擊”
當有過多的液珠進入壓縮機氣缸後，很難全部立即氣化。這時既破壞壓縮機的潤滑，又會造成液擊，使壓縮機遭受破壞。為防止此類問題發生，在蒸發器出口（或者附在蒸發器上）增加一個液體分離器，使氣液分離，保證幹壓縮。
另外在空調的運作過程中，如果冰機冷凍水上的流量計失靈，或者沒有裝，當冷凍水流量過少壓縮機依然工作的話，會使蒸發器盤管凍破，使水進入壓縮機，損壞壓縮機，後果嚴重。
B、離心式壓縮機的“喘振”
喘振是離心式壓縮機的特性。喘振的主要原因是冷凝壓力過高或者吸氣壓力過低，出現氣體來回倒流撞擊現象。
當調節壓縮機制冷能力，其負荷過小時（一般當低于30%時），也會發生喘振現象。發生喘振不但會增大噪聲和振動，也會使高溫氣體倒流充入壓縮機，損壞壓縮機及制冷裝置。
5、制冷系統原理圖
5.1 蒸發過程
蒸發過程：蒸發過程是在蒸發器中進行的。液态制冷劑在蒸發器中蒸發時吸收熱量，使其周圍的媒體溫度降低或保持一定的低溫狀态，進而達到制冷的目的。
蒸發器制冷量大小主要取決于液态制冷劑在蒸發器内蒸發量的多少。氣态制冷劑流經蒸發器時不發生相變，不産生制冷效應，因而應限制毛細管的節流汽化效應，使流入蒸發器的制冷劑必須是液态制冷劑。
另外，蒸發溫度愈低，相應的制冷量也略為降低，并會使壓縮機的功耗增加，循環的制冷系數下降。
5.2 壓縮過程
壓縮過程：壓縮過程在壓縮機中進行，這是一個升壓升溫過程。壓縮機将從蒸發器流出的低壓制冷劑蒸氣壓縮，使蒸氣的壓力提高到與冷凝溫度對應的冷凝壓力，進而保證制冷劑蒸氣能在常溫下被冷凝液化。而制冷劑經壓縮機壓縮後，溫度也升高了。
5.3 冷凝過程
冷凝過程：冷凝過程在冷凝器中進行，它是一個恒壓放熱過程。為了讓制冷劑蒸氣能被反複使用，需将蒸發器流出的制冷劑蒸氣冷凝還原為液态，向環境媒體放熱。
冷凝器按工作過程可分為冷卻區段和冷凝區段。冷凝器的入口附近為冷卻區段，高溫的制冷劑過熱蒸氣通過冷凝器的金屬盤管和散熱片，将熱量傳給周圍的空氣，并降溫冷卻，變成飽和蒸氣。冷凝器的出口附近為冷凝區段，制冷劑由飽和蒸氣冷凝為飽和液體放出潛熱，并傳給周圍空氣。
5.4 節流過程
節流過程：電冰箱的節流閥是又細又長的毛細管。由于冷凝器冷凝得到的液态制冷劑的冷凝溫度和冷凝壓力要高于蒸發溫度和蒸發壓力，在進入蒸發器前需讓它降壓降溫。
液态制冷劑通過毛細管時由于流動阻力而降壓，并伴随着一定程度的散熱和少許的汽化，是以節流過程是一個降壓降溫的過程。節流汽化的制冷劑量越大，蒸發器中的制冷量就越少，因而必須減少節流汽化。
6、空調器的基本工作原理
空調器的基本功能是調節房間空氣的溫度和濕度。依據系統的用途的不同，空調分為工藝性空調和舒适性空調。舒适性空調的基本工況為制冷、制熱和除濕。
6.1 制冷工況
空調器要不斷把房間内的多餘熱量轉移到室外，使室内溫度保持在一個較低的範圍内。它包括兩個循環——制冷循環和空氣循環。
（1）制冷循環。空調器采用蒸氣壓縮制冷循環方式，它包括壓縮、冷凝、節流和蒸發4個熱力過程，如下圖所示。
制冷劑經節流降壓後，在室内側的蒸發器中等壓蒸發，吸收潛熱，變成低溫低壓的蒸氣，然後經過壓縮機壓縮，變成高溫高壓的蒸氣，最後在室外側的冷凝器中冷凝成液體，放出潛熱。如此周而複始，不斷循環。小型空調器節流裝置為毛細管，大、中型空調器節流裝置為膨脹閥。
6.2 空氣循環
空氣循環是利用機内電風扇強迫室内、室外空氣按一定路線對流，以提高換熱器的熱交換效率。空調器的空氣循環包括室内空氣循環、室外空氣循環和新風系統。下面以窗式空調為例，說明這3種循環。室内空氣循環如下圖所示。
室内空氣從回風口進入空調器，通過濾塵網後，進入室内側蒸發器進行熱交換，冷卻後再吸入離心風扇，冷風最後由送風口吹回到室内。
6.3 制熱工況
空調器制熱方式有兩種：一種是電熱，即電流通過電熱絲發熱；另一種是熱泵制熱，即氣态制冷劑冷凝放熱。
在制冷循環中，冷凝器進行的冷凝過程是一個放熱過程，蒸發器内進行的蒸發是一個吸熱過程，如果将室内側的蒸發器改作冷凝器，而将室外側的冷凝器改作蒸發器，空調器就從制冷狀态轉變為制熱狀态，而熱泵型空調器就是根據這個原理設計的，如下圖所示。
空調器制冷系統中，加一個電磁四通換向閥，以切換高低壓制冷劑在管道中的流向，使空調器既能制冷，又能制熱。
6.4 除濕工況
空調器在制冷工況時，蒸發器盤管表面的溫度往往低于空氣的露點溫度，因而室内循環空氣流經蒸發器時，空氣中的水蒸氣就會冷凝成水，落在積水盤上，排出室外，進而使室内空氣的含濕量降低。
是以，空調器制冷運作時兼有除濕作用。但由于室内空氣含濕量減少，絕對濕度降低，并不等于相對濕度也降低。而影響舒适性空調品質的濕度名額是相對濕度而不是絕對濕度，因而有些空調器增加了獨立除濕功能。
7、溴化锂吸收式制冷
吸收式制冷和蒸氣壓縮式制冷一樣，是利用液态制冷劑在低壓低溫下氣化以達到制冷的目的。所不同的是蒸氣壓縮式制冷是靠消耗機械功（或電能）使熱量從低溫物體向高溫物體轉移；而吸收式制冷則靠消耗熱能來完成這種非自發過程。
目前常用的兩種吸收式制冷機：
1）氨吸收式制冷：氨為制冷劑，水為吸收劑，制冷溫度在+1~-45 ℃；
2）溴化锂吸收式制冷：水為制冷劑、溴化锂為吸收劑，制冷溫度在0 ℃以上。
溴化锂簡單介紹：溴化锂是無色粒狀結晶物，無毒。熔點：549 ℃；沸點：1265 ℃。溴化锂極具吸水性，20 ℃時溴化锂在水中的溶解度為111.2g/100g水。
溴化锂吸收式制冷原理圖
制冷循環：
高壓氣态制冷劑在冷凝器中向冷卻水放熱被凝結為液态後，經過節流裝置減壓降溫進入蒸發器。在蒸發器中該液體被氣化成低壓冷劑蒸氣，同時吸收被冷卻媒體的熱量産生制冷效應。
吸收循環：
在吸收器中，用液态的吸收劑吸收蒸發器産生的低壓氣态制冷劑，形成制冷劑-吸收劑溶液，經溶液泵生壓後進入發生器。在發生器中該溶液被加熱、沸騰，其中沸點低的制冷劑氣化形成高壓氣态制冷劑，與吸收劑分開。前者進入冷凝器液化，後者傳回吸收器再次吸收低壓氣态制冷劑。
三、常見空調系統概述
1、空調的基本概念
1.1 空調的定義：
空調是空氣調節的簡稱，它是利用裝置和技術對室内空氣（或人工混合氣體）的溫度、濕度、清潔度及氣流速度進行調節，以滿足人們對環境的舒适要求或生産對環境的工藝要求。
滿足人類或其它生物對舒适感的要求的空調，一般稱之為舒适性空調；而主要用來滿足工藝生産過程和裝置的運作要求，及人體的舒适度要求的空調，一般稱之為工藝性空調。
1.2 空調的制冷量與制熱量
1.2.1制冷量：機關時間内，空調器在名義制冷工況下從空間區域或房間内排除的熱量。
1.2.2制熱量：機關時間内，空調器在名義制熱工況下向空間區域或房間内釋放的熱量。
1.3 空調影響品質好壞的三項國家标準
1. 制冷（熱）量
空調器在制冷（熱）運轉機關時間内從密閉空間除去的熱量，法定計量機關W（瓦）。國家标準規定空調實際制冷量不應小于額定制冷量的95%。
輸入功率：空調器在額定工況下進行制冷（熱）運轉時，消耗的功率，機關W。
2. 能效比
又稱性能系數，是反映空調器制冷運轉時，的制冷量與制冷功率之比機關W/W。國家标準規定，2500W空調的能效比标準值為2.65；2500W至多4500W空調的能效比标準值為2.70。
3. 噪聲
空凋器運轉時産生的雜音，主要由内部的蒸發機和外部的冷凝機産生。
國家規定制冷量在2000W以下的空調室内機噪聲不應大于45分貝，室外機不大于55分貝；2500W的分體空調室内機噪聲不大于48分貝，室外機不大于58分貝。
2、空調的分類
按照功能要求的不同分為舒适性空調（家用空調和商用空調）和工藝性空調（潔淨空調）。
2.1家用空調
根據使用場所和制冷量的不同，可分為：家用空調器和家用中央空調。
2.1.1 家用空調器
家用空調器有窗式空調和分體空調，适合于建築面積小，需要制冷量不是很大的房間。
1）窗式：整個空調器作為一個整體，如窗機。制冷範圍一般為1800W~5000W。
2）分體式：将空調器分為室内部分和室外部分。其制冷範圍一般為1800W~9000W。
1．窗式空調
窗式空調是一種整體式空調器，是空調産業前期的代表品，有結構緊湊、體積小、重量輕、安裝友善等特點，适用于卧室、辦公室、家庭小計算機房等場所使用；其主要缺點是噪聲較大。其外觀如下：
2．分體空調：
分體空調是在整體式空調器的基礎上發展起來的，由室内和室外機組組成，兩者通過電纜和管道連接配接。 兩組之間的管道采用銅管接頭連接配接，它的優點是：
（1）壓縮機和冷凝器裝在室外，離房間較遠，降低了噪音，改善了環境，其噪音比窗式空調器低20DB左右。
（2）安裝和檢修友善，小修容易，大修可分别拆卸。
（3）室内機組占地面積小，布置友善，造型美觀，可與室内裝飾配套。
（4）增加了冷凝器的傳熱面積和風量，散熱條件比窗式空調器好。
2.1.2 家庭中央空調
家庭中央空調不僅适合于50~200㎡的普通家庭住宅，更适合于建築面積為200~500 ㎡的休閑别墅類住宅，在現代高檔别墅群中有廣泛的使用。
（一）家庭中央空調的特點：
1）整個家庭都滿足舒适性條件，避免了其它分體機造成 的直吹過冷和房内冷熱不勻的人體不适現象；
2）裝飾性好，配合裝修無任何外露管線，整個系統處于隐蔽狀态；
3）操作簡單，自動運作，無需維護；
4）可根據各個房間的朝向、功能等增加和減少送冷（熱）量；
5）可加新風、加濕，使室内空氣保持新鮮和衛生。
（二）家用中央空調的局限：
1．布置上：設計和安裝要與裝修結合才能達到良好的舒适性和裝飾效果；
2．電源要求：電負荷較大，老式住房要考慮電路負荷是否足夠。
從審美觀點和最佳空間利用上考慮，使用中央空調使室内裝飾更靈活，更容易實作最佳裝飾效果。即使您不再喜歡原來的裝飾，重新裝修，原來的中央空調系統稍微改變即可與新的裝修和諧一緻。是以稱中央空調為"一步到位、永不落後的選擇"。
（三）家用中央空調的種類：
常用家用中央空調大體可分為三種類型：風冷管道系統、風冷冷/熱水系統、多聯型系統。
1）風冷管道系統
2）風冷冷/熱水系統
風冷冷/熱水系統應用廣泛，從幾十平米到上千平米，平面或多層，房間結構簡單或複雜均可。
機組的輸送媒體通常為水。它通過室外主機産生出空調冷/熱水，由管路系統輸送至室内的各末端裝置，在末端裝置處冷/熱水與室内空氣進行熱量交換，産生冷/熱風，進而消除房間空調負荷。
它是一種集中産生冷/熱量，分散處理個房間空調系統形式。冷/熱水機組的末端裝置通常為風機盤管。
3）多聯型系統
多聯型系統即： VRV 系統（變制冷劑流量Varied Refrigerant Volume），它是一種冷劑式空調系統，尤其适合于辦公場所。
VRV系統的一台室外機通過管路能夠向若幹個室内機輸送制冷劑液體。通過控制壓縮機的制冷劑循環量和進入室内各換熱器的制冷劑流量，可以适時地滿足室内冷、熱負荷要求，VRV系統具有節能、舒适、運轉平穩等諸多優點，而且各房間可獨立調節，能滿足不同房間不同空調負荷的需求。
它是由室内機和室外機組成。室外主機由室外側換熱器、壓縮機和其他制冷附件組成，室内機是由直接蒸發式換熱器和風機組成。
2.2 商用中央空調（大型中央空調）
1、商用中央空調原理圖
2、中央空調制冷機組和大型空調裝置
3、中央空調末端裝置
空調末端的主要類别：
1）空調箱：一般有吊頂式、卧式、立式機組
2）組合式空調箱，根據要求可以有不同的功能段。
3）風機盤管：主要形式有卧式暗裝（有普通型與高靜壓之分）、立式明裝、卡式吸頂等。
4、中央空調的分類
按照冷卻形式分類：1、水冷機組 2、風冷機組
按照提供能量的形式分類：1、單冷型 2、冷暖型
5、水冷機組空調系統的主要裝置
制冷主機、冷卻塔、冷凍水泵、冷卻水泵、補給水泵、電子水處理儀或全自動軟化水處理裝置、水過濾器、膨脹水箱、末端裝置。
6、風冷冷水機組空調系統主要裝置
制冷主機、冷凍水泵、補給水泵、電子水處理儀或全自動軟化水處理裝置、水過濾器、膨脹水箱、末端裝置。
7、空調主機的選型
1）負荷計算：
（1）根據設計手冊進行詳細的計算。具體計算可參見設計手冊
（2）機關面積負荷概算法。在實際工程中，有時要求對建築物空調負荷做一個預先估計，以便估算容量和投資費用，常采用機關面積負荷概算法。各種建築物的冷熱負荷概算名額可見下表。
2）主機選擇：根據計算所得的總冷負荷，參照産品型錄選取裝置。
冷負荷概算名額
| 建築物 | 冷負荷W/m2 | 逗留者 m2/人 | 照明 W/m2 | 送風量 l/sm2 | ||
| 顯冷負荷 | 總冷負荷 | |||||
| 辦公室 | 中部區 | 65 | 95 | 10 | 60 | 5 |
| 周邊 | 110 | 160 | 10 | 60 | 6 | |
| 個人辦公室 | 160 | 240 | 15 | 60 | 8 | |
| 會議室 | 185 | 270 | 3 | 60 | 9 | |
| 學校 | 教室 | 130 | 190 | 2.5 | 40 | 9 |
| 圖書館 | 130 | 190 | 6 | 30 | 9 | |
| 自助餐廳 | 150 | 260 | 1.5 | 30 | 10 | |
| 較高價的電梯大廈 | 高層，南向 | 110 | 160 | 10 | 20 | 10 |
| 高層，北向 | 80 | 130 | 10 | 20 | 9 | |
| 戲院、大會堂 | 110 | 260 | 1 | 20 | 12 | |
| 實驗室 | 150 | 230 | 10 | 50 | 10 | |
| 圖書館、博物館 | 95 | 150 | 10 | 40 | 8 | |
| 醫院 | 手術室 | 110 | 380 | 6 | 20 | 8 |
| 公共場所 | 50 | 150 | 10 | 30 | 8 | |
| 衛生所、診所 | 130 | 200 | 10 | 40 | 10 | |
| 理發室、美容院 | 110 | 200 | 4 | 50 | 10 | |
| 百貨 商店 | 地下 | 150 | 250 | 1.5 | 40 | 12 |
| 中間層 | 130 | 225 | 2 | 60 | 10 | |
| 上層 | 110 | 200 | 3 | 40 | 8 | |
| 藥店 | 110 | 210 | 3 | 30 | 10 | |
| 零售店 | 110 | 160 | 2.5 | 40 | 10 | |
| 精品店 | 110 | 160 | 5 | 30 | 10 | |
| 酒吧 | 130 | 260 | 2 | 15 | 10 | |
| 餐廳 | 110 | 320 | 2 | 17 | 12 | |
| 飯店 | 房間 | 80 | 130 | 10 | 15 | 7 |
| 公共場所 | 110 | 160 | 10 | 15 | 8 | |
| 工廠 | 裝配室 | 150 | 260 | 3.5 | 45 | 9 |
| 輕工業 | 160 | 260 | 15 | 30 | 10 |