现代空调技术教学课件

现代空调技术教学课件第一章空调发展历史与基础概念本章将带领大家了解空调技术的起源与发展历程，掌握空调的基本定义、作用以及关键技术参数，为后续学习打下坚实基础1起源公元前年10002现代发明年19023大规模应用世纪中叶204智能化发展空调的起源与发展空调技术可以追溯到古代文明波斯人在公元前多年就已经发明了风塔（1000Wind），通过水冷空气来为建筑降温这种古老的被动式降温系统是现代空调的早Catcher期雏形现代电气空调的诞生归功于威利斯开利（）年，他为纽约一家·Willis Carrier1902印刷厂设计了第一台现代空调系统，主要目的是控制湿度以解决印刷过程中的技术问题到了世纪中叶，随着技术的成熟和成本的降低，空调设备开始在工业生产、商业场所20和家庭住宅中广泛应用，极大地改善了人们的生活和工作环境古代波斯风塔系统示意图空调的定义与作用空调（）是一种能够调节和控制封闭空间内空气状态的技术与设备系统现代空调系统主要调节以下四个方面的参数Air Conditioning温度湿度根据需求调节室内温度，冬季供暖，夏季制冷，保持环境温度在舒适范围内控制空气中的水分含量，避免过干或过湿，通常保持在的相对湿40%-60%度范围洁净度流动性过滤空气中的灰尘、花粉、细菌等颗粒物，提高空气质量，减少呼吸系统疾确保室内空气循环流动，防止局部滞留，均匀分布温度，提供新鲜空气病空调的主要目标是提升人体舒适度，创造健康的室内环境，满足特定工业过程的温湿度要求，保护精密设备正常运行空调的基本参数温度参数热力学参数干球温度普通温度计测量的空气温度露点温度空气冷却至饱和状态（相对湿度）时的温度100%湿球温度湿布包裹的温度计测量值，显热引起物质温度变化的热量反映蒸发冷却效果潜热改变物质状态但不改变温度的热量湿度参数焓表示空气的总热量，包括显热和潜相对湿度空气中实际水蒸气量与该温热（）kJ/kg度下饱和水蒸气量的百分比熵描述系统无序程度的热力学参数绝对湿度单位体积空气中所含水蒸气的质量（）g/m³这些参数是空调工程设计和系统运行的基础，通过对这些参数的精确控制，实现室内环境的舒适与稳定现代空调的诞生年，威利斯开利（）发明的世界上第一台现代电气空调装置这1902·Willis Carrier台设备最初设计用于解决纽约布鲁克林印刷厂的湿度问题，开创了现代空调技术的新纪元第二章空调核心技术与系统类型本章将详细介绍空调系统的核心工作原理、主要技术分类以及不同类型空调系统的特点与应用场景，帮助学生深入理解现代空调技术的关键要素制冷循环系统类型核心部件能效指标制冷循环原理空调系统的核心是制冷循环，它基于热力学和流体力学原理，通过制冷剂的相变过程实现热量的转移这一循环包含四个关键部件1压缩机将低压低温气态制冷剂压缩为高压高温气体，是系统的心脏2冷凝器将高温高压气态制冷剂冷却凝结为高压液态，向外部环境释放热量3膨胀阀将高压液态制冷剂降压节流为低压低温混合状态4蒸发器制冷剂发展趋势低压制冷剂汽化吸收环境热量，产生制冷效果早期氨（₃）、二氧化硫（₂）•NH SO中期氯氟烃（）、氢氯氟烃（）•CFCs HCFCs现代氢氟烃（）、氢氟烯烃（）•HFCs HFOs未来自然工质（₂、碳氢化合物）•CO环保要求推动制冷剂向低（全球变暖潜能值）和零（臭氧消耗潜能值）GWP ODP方向发展制冷系统分类蒸汽压缩制冷系统吸收式制冷系统磁制冷技术利用制冷剂的蒸发吸热和冷凝放热的特性，通利用两种物质（如溴化锂水或氨水）的吸基于磁热效应（磁卡路里效应）原理，利用特--过机械压缩实现热量转移这是目前应用最广收与解吸过程实现制冷不使用机械压缩，而殊材料在磁场变化时的温度变化实现制冷泛的制冷技术，几乎所有家用和商用空调都采是通过热能驱动系统工作用此原理可利用余热、太阳能等低品位热源环保无污染，无需传统制冷剂••能效比较高，技术成熟可靠•运行噪音低，振动小理论能效高，噪音低••适用范围广，从小型冰箱到大型中央空调•体积大，初投资高，较低尚处于研发阶段，未大规模商用•COP•需要电能驱动压缩机•适用于有废热资源的工业场所代表空调技术未来发展方向之一••空调系统类型概览窗式空调分体式空调结构紧凑，一体化设计，安装于窗户或墙体所有部件集中在一由室内机和室外机组成，通过铜管连接室内机负责空气调节，个箱体内，经济实用，适合小面积空间降温主要优势在于价格室外机包含压缩机等核心部件安装灵活，美观度高，噪音较小，低廉、安装简便，但噪音较大，制冷效率一般是家庭和小型办公场所的主流选择中央空调系统组合式空调由冷热源、输配系统和末端设备组成的大型系统，通过风管或水将制冷、除湿、加热、通风等功能集成在一个箱体内，具有一定管将冷热量分配到建筑各处适用于大型商业建筑、医院、酒店的灵活性和模块化特点适用于中等规模建筑，如餐厅、小型会/等场所，能效高但初始投资和维护成本较大议厅、计算机房等特殊场所窗式空调系统结构与工作原理窗式空调特点•所有部件（压缩机、冷凝器、蒸发器等）集成在一个箱体内•直接安装在窗户或墙体开口处•冷凝器面向室外，蒸发器面向室内•功率范围通常为

0.5匹至2匹（约

1.2-

5.0kW）•适合单间制冷，安装简便主要优缺点优点缺点•价格低廉•噪音较大•安装维护简单•能效比较低•不占用室内空间•影响建筑外观•制冷面积有限分体式空调系统详解室外机组成部分室内机组成部分压缩机系统核心，压缩低压气态制冷蒸发器吸收室内热量的换热器剂风机促进室内空气循环冷凝器散热装置，将高温气体冷却为过滤器净化空气中的灰尘颗粒液体导风板调节气流方向风扇促进冷凝器散热显示控制面板用户操作界面膨胀阀调节制冷剂流量和压力主要特点控制电路系统运行控制与保护分体式空调是目前家用空调市场的主流产品，兼具美观与实用性，运行噪音低，室内设计多样化，制冷效果好中央空调系统特点输配系统包括水泵、风机、管道、风道等输送冷热量的制冷主机/设备大型冷水机组，提供整个系统所需的冷量控制系统自动化控制装置，实现精确温控与节能运行送风系统末端设备风口、扩散器等将处理后的空气送入室内风机盘管、新风机组、空气处理机组等中央空调系统主要适用于大型商业综合体、酒店、医院、机场等场所，具有集中控制、高效节能、舒适性好等优点，但初期投资大，维护复杂，需要专业团队运营管理组合式空调系统应用组合式空调特点集成度高，所有部件组装在一个整体箱体内•容量介于窗式与中央空调之间（通常）•5-50kW可以灵活配置制冷、加热、除湿、新风等功能•安装方式多样屋顶式、落地式、吊顶式等•主要应用场所餐厅、酒吧等中小型商业场所•电话交换机房、计算机房等设备间•小型会议厅、教室等公共场所•组合式空调设备实际安装场景工厂生产区域的局部空调•组合式空调兼具灵活性与经济性，是中小型商业和特殊场所的理想选择空调能效指标能效比（）性能系数（）EER COP（）是评价（）适EER EnergyEfficiency RatioCOP Coefficientof Performance空调能效的重要指标，定义为用于评价热泵型空调的制热效率值越高，表示空调的能源利用效率越高理论上，的最大值由卡诺循环效率决定EER COP例如，值为意味着消耗千瓦时电能EER

3.51可以产生千瓦时的制冷量

3.5季节能效比（）SEER考虑到不同运行工况下的综合表现，其中，为高温热源温度，为低温热源SEER THTL（）更温度（单位）Seasonal EnergyEfficiency RatioK能反映实际使用过程中的能效中国能效等级标准中国空调能效等级分为级，级最节能1-51具体等级取决于产品类型和相应的国家标准要求制冷循环示意图空调系统制冷循环的四大核心部件压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器图中箭头表示制冷剂流动方向，制冷剂在系统中不断循环，通过相变过程实现从室内到室外的热量转移第三章现代空调新技术与应用案例本章将介绍当代空调技术的创新发展，包括区域冷却系统、冷梁系统、环保制冷剂、智能控制等前沿技术，并通过典型应用案例帮助学生理解这些技术的实际应用价值技术创新能效提升环保发展智能控制区域冷却系统（）District CoolingSystem区域冷却系统是一种集中制冷、分散用冷的大型系统，通常服务于城市的一个区域或多个建筑群其核心理念是在中心制冷站生产冷冻水，然后通过地下管网将冷冻水输送到各个建筑，为多个用户提供制冷服务工作原理中心制冷站利用大型冷水机组制取°的冷冻水

1.4-7C冷冻水通过保温管道网络输送到各个用户建筑

2.建筑内的换热站接收冷冻水，再通过内部系统分配冷量

3.回水（温度约°）返回制冷站重新冷却

4.12-15C主要优势区域冷却系统示意图，展示从中央制冷站到各建筑的冷冻水输能源利用效率高，可降低的能耗•30%-40%送网络减少建筑物机房空间需求，增加可用面积•典型应用案例集中管理维护，运行可靠性高•显著减少城市热岛效应•上海世博园区区域供冷系统•北京奥林匹克公园能源站•香港启德发展区区域供冷系统•迪拜棕榈岛区域供冷项目•冷梁系统（）Chilled BeamSystem冷梁系统是一种新型末端空调设备，安装在天花板位置，通过辐射和对流的方式为室内空间提供制冷或供暖根据工作原理，分为被动式（静态）冷梁和主动式（动态）冷梁两种类型被动式冷梁纯粹依靠自然对流进行热交换，冷冻水通过梁内的盘管循环，周围的暖空气接触冷梁后冷却下沉，形成自然对流无风机，运行噪音极低•能效高，但换热能力有限•适合稳定热负荷的空间•主动式冷梁结合了冷冻水盘管和送风系统，新风通过喷嘴进入冷梁，增强空气循环和热交换效率换热效率高，制冷能力强•可提供新风，改善空气品质•适用范围广，应用更为普遍•冷梁系统优势冷梁系统占用机械空间小，维护简便，能效高，噪音低，适合高层商业建筑、医院、实验室等对空气品质和噪音要求高的场所近年在中国高端建筑中的应用逐渐增多新型环保制冷剂应用制冷剂环保指标（全球变暖潜能值）衡量气体对全球变暖影响的指标，₂的定义为GWP COGWP1（臭氧层破坏潜能值）衡量物质对臭氧层破坏程度的指标ODP毒性和可燃性安全使用的重要考量因素新型环保制冷剂类制冷剂HFO氢氟烯烃类，如、，值极低（＜），是等传统制冷剂的理想替代品R1234yf R1234ze GWP10R134a自然工质₂（）、丙烷（）等自然存在的物质作为制冷剂，极低，但使用有特殊要求CO R744R290GWP混合制冷剂多种制冷剂的混合物，如混合物，平衡环保性与性能R32/R125智能空调控制系统传感器网络智能算法温度、湿度、₂、等多种传感器实时监人工智能算法分析使用模式，预测需求，优化运行CO PM

2.5测室内环境参数策略预测性维护远程控制监测设备运行状态，提前预警可能的故障，延长通过手机或网页远程调节设置，实现随时随APP设备寿命地的精确控制语音交互能耗监测通过语音助手控制空调，提高用户体验与便捷性实时追踪能源消耗，提供节能建议，降低运行成本智能空调控制系统通过物联网技术、大数据分析和人工智能算法，实现空调运行的精准控制与优化，提高用户舒适度的同时显著降低能源消耗，是空调技术智能化发展的重要方向空调系统的健康影响空调对健康的积极影响空调相关健康风险控制室内湿度维持的相对湿空调病室内外温差过大可能导致的不适40%-60%度，抑制霉菌、细菌和尘螨的滋生症状过滤空气污染物高效过滤器可去除细菌滋生不当维护的空调可能成为军团、花粉、细菌等有害物质菌等病原体的温床PM

2.5缓解热应激防止高温引起的不适、中暑皮肤干燥长时间处于空调环境可能导致和心血管负担皮肤水分流失改善睡眠质量适宜的温湿度环境有助于呼吸道刺激空气过于干燥可能引起咽喉提高睡眠质量不适提高工作效率舒适的环境可提高认知能病菌传播集中式空调系统可能在某些情力和工作效率况下促进病菌扩散健康使用建议定期清洁空调滤网和风道，合理设置温度（夏季°左右），保持适当湿度，适26C时通风换气，避免长时间处于空调环境空调节能技术与方法核心部件优化系统设计优化运行控制优化热回收系统智能控制策略回收排风中的能量用于预处理新风，减少新风负荷，节能效果显著预测控制、负荷优化分配、高峰负荷转移等策略降低系统运行能耗全热交换器自然冷源利用同时回收显热和潜热，在保证新风的同时减少能量损失冬季和过渡季节利用室外新风直接制冷（自然冷却），减少机械制冷需求变频压缩机技术根据实际负荷需求调整运行频率，避免频繁启停，显著提高部分负荷下的能效，节能可达30%-50%高效换热器微通道换热器、强化传热技术提高换热效率，减少传热温差损失材料与设计创新典型空调品牌与市场趋势中国领先品牌国际知名品牌格力电器中国最大空调制造商，以高品质大金（）日本品牌，变频技术和商Daikin和创新研发著称，掌握核心压缩机技术用中央空调领域领先三菱电机高端市场定位，技术创新能力强美的集团全球化布局完善，产品线丰富，智能家电领域领先开利（）空调发明者，商用空调和Carrier海尔集团物联网生态系统建设者，智慧家冷冻设备领域权威庭解决方案提供商约克（）大型中央空调系统专家，工York海信科龙技术研发实力强，在变频技术领程项目经验丰富域具有优势市场发展趋势智能化控制、物联网连接、远程操作成为标配AI健康化抗菌、除尘、净化功能受到重视节能环保高能效比、低碳排放是核心竞争力个性化定制化设计和功能满足不同需求中国已成为全球最大的空调生产国和消费国，国内品牌在全球市场的占有率不断提升技术创新和产品升级是各品牌竞争的焦点，智能化和节能环保是未来发展的主要方向空调维护与故障诊断基础日常维护要点常见故障与诊断定期清洁过滤网每2-4周清洗一次，防止灰尘堵塞影响效率不制冷检查制冷剂压力确保系统内制冷剂充足，避免效率下降清洁室内外换热器每半年专业清洗一次，保持良好换热效果•制冷剂泄漏1检查电气连接确保接线牢固，避免松动导致的短路风险•压缩机故障排水系统维护清理排水管道，防止堵塞导致漏水•系统堵塞•过滤网堵塞专业保养应每年进行1-2次，最好在使用季节前进行全面检查异常噪音•风扇变形或堵塞2•紧固件松动•压缩机问题•管路振动漏水•排水管堵塞3•安装倾斜•排水泵故障•冷凝水盘破损频繁启停•温控器故障4•制冷剂不足•系统过载•电气控制问题空调系统设计要点负荷计算建筑围护结构传热•室内外温差与日照•人员活动热量•设备与照明负荷•新风需求•设备选型系统类型选择•主机容量确定•部件匹配性•冗余度设计•能效等级评估•风水管网设计管径与流速计算•压力平衡•噪音控制•保温设计•设备间布置•气流组织优化送风口位置与形式•气流速度与温度•避免冷风直吹•死角消除•新风引入策略•设计关键考量因素成功的空调系统设计需要考虑舒适性、能效、经济性、可靠性和维护便利性等多方面因素，并且需要满足国家相关规范标准要求设计过程中应充分考虑建筑特点、使用功能、当地气候条件以及业主需求，确保系统运行高效可靠未来空调技术展望颠覆性技术固态制冷、热声制冷1智能互联技术2自学习、大数据预测AI新材料应用3纳米材料、相变材料环保低碳技术4零制冷剂、超高能效比GWP健康舒适技术5精准控温、全面空气品质管理固态制冷技术可再生能源驱动智能物联网系统利用磁热效应、热电效应或弹性热效应实现制冷，无需传统太阳能制冷、地热源热泵等技术将进一步发展，减少对传统基于的超连接空调系统将实现精准个性化控制，通过5G/6G制冷剂，零污染，理论能效更高磁制冷技术有望在未来电网的依赖，实现近零碳排放的空调系统，符合碳中和战略云计算和边缘计算优化能源使用，甚至预测用户需求自动调年内实现商业化应用目标节10-15智能时代的空调技术现代智能空调控制系统整合了移动应用程序、物联网技术和人工智能算法，实现远程控制、智能调节和能效优化，代表了空调技术向智能化方向发展的趋势用户可以通过智能手机随时随地监控和调整空调运行状态，系统还能根据使用习惯自动优化运行模式课程总结核心知识点回顾空调历史与基本概念空调核心技术与系统类型从古代风塔到现代电气空调，技术不断演进；空调调基于压缩冷凝膨胀蒸发的制冷循环原理；窗式、---节温度、湿度、洁净度和流动性四大参数，创造舒适分体式、中央空调和组合式等系统各有优势与适用场环境景现代创新技术与应用区域冷却、冷梁系统、环保制冷剂和智能控制等新技术推动行业发展；能效与环保是评价现代空调系统的关键指标未来学习与应用方向空调技术是一个跨学科领域，涉及热力学、流体力学、电气工程、自动控制等多个学科学生应该加强基础理论学习，理解热质交换过程•实践建议关注行业最新发展，跟踪新技术动态•重视工程实践，掌握设计、安装与维护技能•理论与实践相结合是掌握空调技术的关键培养创新思维，探索技术改进与应用创新•参与实验室实践操作

1.模拟设计不同建筑类型的空调系统

2.学习使用专业设计软件

3.参观实际工程项目和设备制造企业

4.进行设备拆装和故障诊断训练

5.掌握空调技术不仅是就业的技能，也是面向低碳未来的绿色技术储备谢谢聆听！欢迎提问与交流如有问题，请随时提出，我们将深入探讨空调技术的各个方面联系方式教师办公室工程楼区室xxx@email.com|B208。