
YUJU HVAC技术基础:理解热量、压力、温度、空气状态、制冷剂循环和系统运行,是全空气空调设计、安装与调试的基础
全空气空调和热泵系统的核心,并不是简单“制造冷量”, 而是利用制冷循环把热量从一个区域转移到另一个区域。
无论是进行系统设计、设备安装、调试还是故障分析, 理解热量传递、压力与温度关系、显热与潜热、空气状态以及制冷循环, 都是暖通空调技术的基础。
制冷可以理解为: 在受控条件下,将热量从一个位置转移到另一个位置。
空调并不是“产生冷”, 而是从室内空气中吸收热量, 再通过制冷系统把这些热量排放到室外。
这也是住宅全空气系统、分体空调、热泵以及很多制冷设备共同遵循的基本原理。
温度差是热量传递的重要驱动力。
只要两个物体或区域之间存在温度差, 热量就会自然从温度较高的一侧向温度较低的一侧传递, 直到系统逐渐趋向热平衡。
在暖通空调中, 我们正是利用设备、制冷剂和换热器, 人为控制这种热量转移过程。
传导是热量通过固体材料内部传递。
例如冬季建筑外墙, 室内热量会通过墙体向室外传递; 夏季则可能从室外向室内传递。
对流是热量通过空气或液体的运动进行传递。
暖通空调中的风机送风、空气经过盘管、水系统循环, 都大量涉及强制对流换热。
辐射传热不依赖空气或液体的整体流动。
太阳辐射、地暖以及辐射制冷系统, 都与辐射换热密切相关。
显热主要表现为物体或空气温度发生变化, 通常可以通过温度计直接观察。
例如: 室内空气从30℃降低到25℃, 主要涉及显热变化。
潜热与物质状态变化有关。
在空调系统中, 最典型的潜热负荷就是空气中的水蒸气在冷却盘管表面形成冷凝水。
这也是为什么住宅夏季设计不能只计算温度, 还必须考虑湿度和潜热负荷。
空气不仅有温度, 还包含一定量的水蒸气。
| 参数 | 含义 |
| 干球温度 | 普通温度计测量到的空气温度 |
| 湿球温度 | 与蒸发冷却和空气含湿状态有关的重要参数 |
| 相对湿度 | 空气当前水蒸气状态与同温度下饱和状态之间的比例关系 |
| 露点温度 | 空气冷却到开始发生凝结时的温度 |
全空气系统夏季除湿, 本质上就是让盘管表面温度低于空气露点, 使水蒸气凝结并通过冷凝水系统排出。
北美HVAC资料大量使用华氏度和BTU, 中国及大多数国际项目更常使用摄氏度和kW。
例如:
BTU是英制热量单位。 暖通行业中还经常使用BTU/h表示设备制冷或制热能力。
通常:
因此3 Ton空调名义制冷能力约为36,000 BTU/h。
物质的沸点和冷凝温度会随着压力变化。
这正是蒸气压缩制冷循环能够工作的关键基础之一。
对于温度保持不变的固定量气体, 压力与体积呈反比关系。
在压力条件一定时, 气体体积会随着绝对温度变化。
对于不发生化学反应的气体混合物, 总压力等于各组分气体分压之和。
这些基础理论有助于理解制冷剂蒸气、空气以及制冷系统内部压力和温度变化。
压缩机吸入低压制冷剂蒸气, 并将其压缩成较高压力的蒸气。
住宅和轻型商业HVAC中可见涡旋、往复式和旋转式等不同压缩机形式。
高温高压制冷剂蒸气进入冷凝器, 把热量排放到室外环境, 随后逐渐冷凝为液体。
液态制冷剂经过节流装置后, 压力明显降低, 形成低压、低温的两相制冷剂混合物。
常见节流装置包括:
低温低压制冷剂进入蒸发器盘管后, 吸收空气中的热量, 制冷剂逐渐蒸发。
如果盘管表面温度低于空气露点, 空气中的水蒸气还会冷凝成水, 因此蒸发器同时承担制冷和除湿作用。
制冷剂在某一压力下有对应的饱和温度。
当液态制冷剂已经完全蒸发成为蒸气以后, 继续吸收热量, 蒸气温度就会高于该压力下的饱和温度。
过热度是判断蒸发器出口和吸气状态的重要参数之一。
高压制冷剂在冷凝器内完成冷凝以后成为液体。
如果液体继续向外放热, 其实际液体温度会低于该压力对应的饱和冷凝温度。
过热度和过冷度都是现场判断制冷循环状态的重要参数。
在全空气空调和热泵系统中, 蒸发器盘管的换热状态与通过盘管的空气流量密切相关。
如果过滤器严重堵塞、风机异常、风口关闭过多或风管阻力异常, 即使制冷剂充注量本身没有问题, 压力和温度数据也可能表现异常。
现场进行制冷系统检查时, 通常需要结合:
正式充注和调试应优先按照具体设备制造商提供的技术手册、铭牌和充注方法执行。
| 节流装置 | 特点 |
| 固定孔 / 活塞 | 结构简单,流量主要由孔径和压力条件决定 |
| 毛细管 | 通过细长管路产生节流作用,常见于较小制冷设备 |
| TXV | 根据蒸发器出口过热状态调节制冷剂流量 |
| 电子膨胀阀 | 由电子控制系统调节阀开度,适合更精细的系统控制 |
制冷循环虽然由多个部件组成, 但真正与室内外环境进行热交换的核心部件是蒸发器和冷凝器。
盘管翅片脏堵、风量不足或换热条件异常, 都会明显影响系统压力、制冷量、除湿能力和能效。
对于全空气系统, 空气侧和制冷侧从来不是两个完全独立的系统。
这也是为什么YUJU在设计全空气系统时, 不仅看主机吨位, 还会同时校核AHU风量、盘管、风管、静压和房间负荷。
热泵与普通空调使用相同的蒸气压缩制冷基础。
在制冷模式下, 室内盘管承担蒸发器功能; 室外盘管承担冷凝器功能。
在制热模式下, 通过换向控制, 室内外换热器的主要功能发生转换, 从室外环境吸收热量并向室内释放。
这也是现代空气源热泵能够同时提供制冷与制热的基础。
暖通系统很多判断都建立在温度和压力数据之上。
因此,温度探头、压力仪表以及其他测量工具是否经过校验, 会直接影响最终判断。
如果基础数据本身错误, 即使计算方法正确, 最终判断仍可能出现偏差。
这些热力学和制冷知识最终都会回到工程设计。
因此,真正的全空气设计并不是单独算一台空调, 而是同时处理建筑负荷、空气状态和制冷系统三个层面。
YUJU正在把这些传统依赖工程师经验的计算逻辑, 逐步整合进全空气智能设计系统, 用于逐房负荷、送风量、风管、静压以及设备选型。
制冷系统同时涉及高低压制冷剂、电气设备和钎焊作业, 因此现场安全必须放在第一位。
涉及制冷剂充注、回收、电气和钎焊的实际操作, 应由具备相应培训和资质的专业人员按照设备说明和当地法规执行。
全空气空调看起来只是“送冷风和热风”, 背后却同时涉及建筑传热、空气状态、流体输配、制冷循环和自动控制。
真正理解这些基础以后, 才能正确判断为什么:
真正的暖通技术,不是记住几个压力和温度,而是理解热量、空气和制冷剂如何在一套系统中共同工作。
YUJU全空气系统技术体系
从建筑冷热负荷、空气状态、制冷循环、送风量、风管静压到智能分区控制,将设备、空气和建筑作为一个完整系统进行设计和调试。