浅谈家用空调工作原理及节能

浅谈家用空调制冷系统工作原理及节能姓名：张永平班级：04131102学号：1120111140摘要：本文首先介绍制冷机的工作原理并简单讨论了卡诺循环；接着试着说明家用空调制冷系统的工作原理；最后提出几点家用空调节能的建议。一、制冷机制冷机的工作原理可用图所示的能流图来加以说明。在一个制冷循环中，外界对工质做功A，使工质从低温热源吸收热量Q2，再向高温热源放出热量Q1。制冷机的作用是通过做功将低温热源的热量传给高温热源，从而使低温热源保持较低的温度。制冷机的制冷能力用制冷系数表示，它等于工质经一个循环从低温热源吸收的热量与外界对工质做功的比值，制冷系数用e表示，则有e=Q2/A由热力学第一定律，有A+Q2=Q1。因此，制冷系数还可以表示成e=Q2/（Q1-Q2）以理想气体为工质的卡诺制冷循环在P—V图上表示成如图所示的过程曲线。在一个制冷机循环中，外界对工质做功A，使工质物质从低温热源吸收热量Q2，再向高温热源放出热量Q1。很容易证明，卡诺制冷循环的制冷系数可表示成e=T2/（T1-T2）这一制冷系数也是工作在温度为T1和T2的热源之间的各种制冷机的制冷系数的极限值，此极限值取决于低温热源的热力学温度和两热源的温度差。二、家用空调制冷系统1．制冷工作原理压缩机从蒸发器吸入低温低压的制冷剂蒸汽，压缩成高温高压气体，排入冷凝器，轴流风扇用室外空气来冷却冷凝器，使制冷剂在其中冷凝成高压常温的液体。高压液体制冷剂进入毛细管节流降压后，成为低温低压液体，进入蒸发器，在蒸发器中吸收室内空气的热量蒸发成低温低压蒸汽，然后再被压缩机吸人，重复上述制冷循环。2．制冷剂在系统内流动的具体过程及状态制冷时制冷剂在空调器内循环过程及状态如图所示。①从室外进入室内的液态制冷剂R22，其状态：温度为7.2℃，压力为5.3×105Pa(5.4kgf／cm2)。这些制冷剂进入蒸发器，并与房间内的空气进行热交换。液态的R22由于吸收房间空气中的热量由液体变成气体，其温度压力均不变化，而房间内空气中的热量由于被带走，温度下降。②在室内被汽化后的液态R22的状态：温度为7.2℃，压力为5.3×105Pa(5.4kgf／cm2)。当其从室内侧进入压缩机时，被压缩成高温(70℃～90℃)和高压[14.7×l05Pa(15kgf／cm2)～19.6×105Pa(20kgf／cm2)]的气体，然后进入室外冷凝器。③高温高压气体制冷剂在冷凝器中与室外空气进行热交换后，被冷却成中温(54.4℃左右)和高压(14.7～19.6×105Pa)的液体，室外空气吸收热量，使温度升高，然后被排到外界环境中去。④当液体从冷凝器出来时，其温度、压力均比较高，不能直接进入室内参与一次循环，必须通过节流元件——毛细管节流进行降温，使温度压力均下降到原来的状态，被压缩机吸回并进行下一轮循环。这时，空气循环系统的室外轴流风机和离心风机进行工作。室外轴流风机迫使室外空气经过冷凝器流动，将制冷剂R22放出的热量带走，以便制冷运行。而室内离心风机吸入室内空气，经过空气过滤网净化后，再经风机涡壳，并在蒸发中接受制冷剂传递给的冷量，然后吹向室内，如此不断地循环，使室内空气温度均匀地降低。三、注意节能1、选择制冷功率适中的空调，空调容量(匹)适用的房间面积(平方米)之比为1：12；2、定期清洗隔尘网，空气滤网一、二周清洗一次，吹干后装上，这样空调的送风通畅，可以降低能耗，对人的健康也有利，可节省30%的电力；3、出风口调节高度适中。空调制冷时，导风板的位置调置为水平方向，此时出风量最大，制冷效果也是最好的；4、配合电扇使用。当冷气开始运行时，用电风扇将冷气向上吹，使冷气循环。短时间就可以提高降温效率，使制冷效果上升；5、空调温度的设定要合理。建议空调夏天控制在26℃最适宜，既节能又减小由室内外温差引起的感冒，也可以将空调直接设定为睡眠档；6、提前关空调。外出前30分钟关闭空调，室温不会有变化。长时间不用空调时，应养成随手关掉电源的习惯，因为待机状态也会耗电。7、避免阳光直射空调。如不具备这种条件，应给空调器加盖遮阳罩。8、开空调时最好关闭门窗。对于有换气功能的空调和窗式空调，在室内无异味的情况下，可以不开门窗换气，这样可以节省5%~8%的能量。9、连接室内机和室外机的空调配管应短且不要弯曲。即使不得以必须要弯曲的话，也要保持配管处于水平位置。这样制冷效果好且不费电。10、出风口保持顺畅。出风口不要堆放大件家具阻挡散热，增加无谓耗电。11、降低室内机的安装高度。这个道理很简单。因为冷空气要下降，所以总是沉在房间的下部。空调安装的越低，需要制冷的空间就越小，就越能节电。参考文献：[1].胡兴邦、朱华、叶水泵、冯踏君《储冷空调系统原理、工程设计及应用》杭州：浙江大学出版社.1997年[2].赵荣义《简明空调设计手册》北京：中国建筑工业出版社2003年[3].曾德胜《制冷空调系统的安全运行、维护管理及节能环保》北京：中国电力出版社．2003[4].马最良、姚杨《民用建筑空调计设》北京：化学工业出版社．2003[5].何青《中央空调常用数据速查手册》北京：机械工业出版社．2005[6].刘卫华《制冷空调新技术及进展》北京：机械工业出版社．2005[7].张百福《空调制冷设备维修手册》北京：新时代出版社．1996[8].苟秉聪、胡海云《大学物理》（第二版）北京：国防工业出版社.2010