全空气空调热泵设计须了解传热原理和传热原理和理论。这包括热的基本物理学，包括热力学。如果您有推荐的教科书，请阅读教科书中的第一章（制冷与空调技术）。
技术人员需要理解这些原理，并在制冷行业中实践它们。
这些基础知识对于技术人员完全掌握以达到最佳状态是必要的。通过学习这些原则并理解它们，您将能够解决问题并做到最好。
无论您是进行安装还是维修，这些知识都将帮助您比那些没有学习和学习这些基础知识的人走得更远。
暖通五恒全空气空调制冷本课涵盖的内容：
制冷的定义热的基本原理测温温度转换什么是 Btu？热量的传递和流动 - 传导、对流和辐射应用于暖通空调的显热和潜热空气的性质各种物质的比热过热和过冷制冷系统组件识别第一课测验
制冷的定义 - 暖通五恒全空气空调制冷 101
制冷的经典定义是在受控条件下将热量从一个位置移动到另一个位置的过程。大多数人将制冷定义为使人或物感冒，以保持人或物的凉爽或寒冷。
当您学习制冷时，您将了解到，在制冷中，我们将热量从一个地方去除，并将其移动到另一个地方，正如上面的定义所述。
制冷是一个移动热量的过程，相对而言（至少对于大多数人来说，当他们在空调空间中时），我们正在根据温度设置和过程使空间变冷或变冷。
如果你把一瓶温热的苏打水放在冰箱里冷却下来，冰箱将通过去除苏打水和汽水瓶的热量来使其冷却。热量在蒸发器的冰箱内部被吸收。
然后由冷凝器在冰箱外部剔除。经过一定时间后，一瓶苏打水的温度与冰箱内部的温度相同。热量从一瓶苏打水中去除。
因此，当我们需要打开空调，让它在房子里变冷，消除房子里的热量，从而使它在房子里变得凉爽（相对人类舒适）。请记住，制冷的定义是在受控条件下将热量从一个位置移动到另一个位置的过程。
空调就像一个大冰箱。在我家的空调的情况下，风扇将空气吸入回流管道系统并将其发送到蒸发器盘管。这就是空气中的热量被吸收的地方。
然后，热量通过制冷过程向外传播，并被排到外部大气中。通过蒸发器盘管的空气现在比进入蒸发器时更冷。然后风扇将空气吹过整个供应管道，进入分配冷空气的房屋，使用户凉爽而快乐。
当然，制冷过程还有更多内容，我们将在本课程后面的模块中介绍这一点。现在，我们从基础开始。
热的基本原理 - 暖通五恒全空气空调制冷 101
热量是自然产生的能量，还是通过其他方式产生的能量，通常是机械或化学产生的。重要的是要明白，热量总是流向更冷的东西。如果你在冬天在外面，你身体的热量会从你的身体流出，进入外面的空气。任何情况下都是如此，因为某些东西更冷，而其他东西更温暖。热量会以不同形式自然地流向冷却器。
所有物质都由原子组成，这些原子结合形成分子。物质越热，或者物质越热，原子在该物质或物质内部移动的速度就越快。物质或物质越冷，原子移动得越慢。较热的原子将它们的能量（或热量）交给较冷的原子，并开始减缓它们在物质或物质中获得的冷量。
从理论上讲，绝对零度是最冷的温度，是物质或物质内部所有运动停止的地方。温度计上测量的绝对零度为-460华氏度或-273摄氏度。这就是寒冷的真正定义。从科学上讲，任何温度都可以被认为是冷的，所以任何高于这个温度的温度都可以被认为是温暖的或热的，这是相对的，这取决于你所描述的。
到目前为止，绝对值尚未实现。然而，麻省理工学院的研究人员已经非常接近将钠气体冷却到绝对零度。它是一种在自然界或实验室中仍然难以产生的温度。也许，当你读到这篇文章的时候，科学已经达到了这个层面。
温度测量 - 暖通五恒全空气空调制冷 101
由于这是一门基于美国制冷空调的课程，我们使用华氏测量标度，但对于世界其他地区，他们使用摄氏测量标度来测量温度。在本课程中，我们将使用华氏温标。如果您在实验室工作，则可以使用其他形式的温度测量，例如朗肯或开尔文。这些温度测量通常用于实验室和一些处理极低/高温的过程，因此普通技术人员使用这种形式的测量是不正常的。
在HVACR行业中测量温度时，我们使用各种设备。大多数技术人员使用红外温度枪和电子温度计，使用热敏电阻来读取温度。电子体温计具有数字读数，带有温度探头，该温度探头放置在要测量温度的区域。红外测温枪可以指向物体，当扣动扳机时，激光照射在要测量温度的物体或区域。红外测温枪的使用并阅读说明至关重要，因为需要对距离进行校正。大多数红外热枪都带有校正表，用于更精确的温度。在某些情况下，不需要校正，特别是当您只需要温差并且距离不会从一个点更改为下一个点时。
无论您使用摄氏还是华氏温度读数，真正重要的是，您拥有经过正确校准的适当工具，以便为您提供准确的读数。获得的读数将用于服务和故障排除，以做出影响设备性能的调整决策。不准确的读数会给您带来糟糕的判断结果，并可能导致设备故障或无法按设计运行。
在HVACR中，您将需要测量结构内部和外部的温度。还需要能够测量两个相似但不同的温度。一个是干球温度，另一个是湿球温度。当全空气系统为制冷模式时，这些温度是关键和必要的。我们使用的图表需要温度读数，以便我们准确知道系统需要多少制冷剂充注量。
干球温度 - 它是您在每个恒温器上读取的温度。如果气象员说明天的温度将是30°F，天气会很冷。如果说，气温将是90°F，天气会很热。这就是每个人都知道的干球温度。干球温度是用普通温度计测量的。
湿球温度 - 是通过蒸发冷却覆盖冰或被水湿润的通风表面获得的最低温度水平。它表示接近热力学或实际温度的温度。它是在当前水分蒸发带来的环境条件下可以达到的最低温度水平。
使用干球温度和湿球温度，可以确定有关空气的几个因素，例如相对湿度，水分颗粒，露点和焓。该信息根据空调或热泵系统制造商提供的图表计算制冷剂充注量。这是您收集的必要数据，获得准确的数据进行计算非常重要。
温度转换 -五恒全空气空调制冷 101
有时现场的温度测量值从摄氏度转换为华氏度或华氏度转换为摄氏度。在HVACR提供的一些工作中，您还需要在这两者之间转换，摄氏度和华氏度，以及转换为开尔文和兰金。因此，您需要知道如何将各种温标从一个转换为另一个温标。
安装一台新空调，设备附带的安装书全部以摄氏度为单位，但您使用华氏度进行温度测量。您需要知道如何将摄氏温度转换为华氏度，以便根据制造商的指南正确安装设备。以下是将各种温度测量刻度从一个温度测量刻度转换为另一个温度测量刻度的公式。
摄氏度到华氏度 - 乘以 1.8（或 9/5），再加 32。例如 - 假设您需要将40摄氏度转换为华氏度。掏出手机，打开计算器应用程序，1.8 x 40 = 72。取72并添加32，因此从40摄氏度转换时，72 + 32 = 104°华氏度。
华氏度到摄氏度 - 扣除32，然后乘以5，然后除以9。例如 ， 假设我们需要将 104° F. 转换为摄氏度。104 - 32 = 72，然后我们将72 x 5 = 360相乘，然后简单地除以9，即360/9 = 40°C，当从华氏度转换时。
对于朗肯和开尔文，转换遵循教科书中的要求。
什么是 Btu？
Btu是英国的热单位，是测量HVACR中热量的一种方式。Btu 等于将一磅水提高一华氏度所需的热量。无论一磅水中的一度热量是去除的，还是将一度的热量添加到水中，它都被认为是Btu。
一万两千（12，000）Btu等于一吨空调。大多数空调系统的冷量规格都是Btu的吨位。三吨单位的空调，就知道它是36，000 Btu。管道需要根据系统将提供的Btu数量来调整大小。
在标准空调上，每分钟气流或CFM的立方英尺至少需要为1200 CFM。因此，管道系统需要调整为适当数量的CFM，否则将遇到系统问题。Btu将被转换为其他形式的能源，这在空调和供暖设备规模的其他因素中很重要。这将根据需要包含在该主题的其他高级课程中。
热量的传递和流动 - 传导、对流和辐射 - 五恒全空气空调制冷 101
传导 - 是固体物质或物质中热量的运动。这些物质可以是相似的，也可以是不同的。就像是是炉子上的锅，当锅底被加热时，热量流入锅的其他部分，包括锅的手柄。有些锅有陶瓷手柄，所以虽然锅是金属做的，但手柄是陶瓷的。由于陶瓷的导热性差（天然绝缘体），因此它不会像锅的其余部分那样迅速变热。
这允许人们在不烫伤手的情况下握住锅的手柄，而如果手柄是金属的，它将比陶瓷手柄更快地传导热量，并且如果没有厨房手套（另一种天然绝缘体），烫手的热量几乎无法忍受。
对流 - 热量通过空气或液体的运动。关键是流体和气体是流动的。同时，质量物质不能流动，因为质量物质是固体，因此通过固体的任何传热都是通过从一个分子传导到另一个分子来完成的，而流体和气体中的传热是通过整个流体的流动或气体通过气体或液体的流动来促进的。因此，对于对流，由于气体和流体的流动，传热是在比传导更高的尺度上进行的。
在对流定义中，您将具有“自然热对流”和“强制热对流”。强制热对流的例子可以应用于制冷过程，因为大部分热量都是机械地被迫通过对流定律移动的。自然热对流的例子可以用来描述世界海洋和海洋中水的自然流由对流引起的。
辐射更准确地说，热辐射是热射线的运动或热量传递。热辐射的科学是一个非常复杂的主题，一个很好的例子是夏天甚至冬天的柏油路。沥青比道路周围区域更容易吸收太阳光线。如果你在夏天赤脚从碎石路上走到柏油路上，你可能会发现赤脚站在沥青路上非常不舒服。由于太阳的热辐射，道路变得炎热。
辐射不依赖于任何介质的移动或流动，并且可以在真空（如太空）中传播。在HVAC中，当我们讨论辐射时，通常谈论的是辐射热，而不是核电站产生的相同辐射。辐射加热器用于住宅和商业应用，对于了解其工作原理非常重要。当辐射热穿过开放空间时，它不会被吸收，但是当它碰到它遇到的第一个固体物体时，辐射热被吸收到物体中。
应用于暖通空调的显热和潜热 - 五恒全空气空调制冷 101
显热 - 当热量被添加到物质中时，物质会改变温度。同样，如果热量从物质中去除，它就会改变温度。这被称为显热。换句话说，显热是一种可以用温度计测量的能量形式。这与下一个在热力学和制冷学中很重要的术语形成鲜明对比，该术语是潜热。
潜热 - 潜热通常被称为隐藏热，因为它不是用温度计测量的，而是用Btu的量来改变物质状态所必需的。例如，当水从固体（冰）变为液体时，水会改变状态。将水从固体转变为液体所需的能量大于以固体形式，液体形式或蒸汽形式（蒸汽）提高水的温度所需的能量。
按照上面的图表，你可以看到在32°F时，温度没有变化，即使添加了更多的Btu来融化冰。按照图表，您可以看到从0°F.到32°需要16 Btu，但是当它达到32°F.标记时，它需要额外的144 Btu来融化冰或将其从固体变为液体。16 Btu被称为显热，而144 Btu被称为潜热或隐藏热，因为它不能用温度计在温标上测量。
进一步向上，我们还可以看到，当我们再次将状态从液体（水）更改为蒸汽（蒸汽）时，只需180 Btu即可将温度从32°F更改为212°F，但是我们必须添加970 Btu才能将状态从液体更改为蒸汽或将水更改为蒸汽。同样，与融化的冰一样，180 Btu（从32°F.到212°F.）是显热，而970 Btu是潜热，970 Btu没有改变温度，而是将水（固体）改为蒸汽（蒸汽）。因此，当你改变某物的状态而不是仅仅改变温度时，会消耗更多的能量。
虽然潜热不会引起温度计的变化或温度的变化，但物质的状态发生了变化，在这种情况下（上图）水。当你在物质改变状态时，无论你是升尺度还是下尺度，它都需要更多的Btu被添加或带走来改变物质的状态。在制造冰的情况下，您正在从水中带走热量，但没有观察到温度的任何变化。同时，如果您融化冰，则在添加更多Btu时不会观察到温度的任何变化。
要理解温度和变化都是在海平面的大气压下完成的，因为当我们改变压力时，我们改变了沸点和冰点，如上所述，我们观察到状态的变化。如果我们降低压力，我们就会降低沸点。示例 - 在科罗拉多州丹佛市，水的沸点约为 203° F。同时，在海平面上，它是212°F。因此，在本课的另一部分中解释了压力 - 温度关系压力 - 温度，但是在制冷中，了解显热和潜热之间的差异非常重要，因为制冷中的这些原理用于确定设备的尺寸和解决设备不时出现的问题。
空气的基本特性 - 五恒全空气空调制冷 101
这个主题与上一段显热和潜热以及下一段比热相吻合。它还将在后面的模块中用于演示制冷过程，因此提供有关空气特性的课程非常重要。由于大多数蒸发器盘管与空气接触，有必要了解空气的一些特性，因为我们在制冷过程中使用蒸发器盘管调节空气。空气由78%的氮气，21%的氧气和1%的其他气体（包括水蒸气）组成。
它是我们在典型的制冷系统中处理的空气中所包含的热量以及水蒸气（除了调节水而不是空气的冷冻水系统）。
露点 - 在炎热的夏日，在桌子上放一杯冰水，玻璃杯外面会发生什么？它在玻璃的外部形成水分，最终会滴落到玻璃的侧面并使桌子变湿。这是空气中的水分凝结在玻璃的侧面，因为玻璃的露点温度会导致空气中的水分失去热量。所以空气中的水分，水蒸气的状态从蒸气变回液体。
从上面关于潜热解释来看，每当我们改变一种物质的状态时，我们就会使用潜热来改变这种状态。Btu需要做些什么来改变上述潜热课程的水的状态？改变水的状态比改变水的温度（或任何物质）需要更多的Btu。因此，从空气中去除水分比改变空气温度需要更多的Btu，无论我们去除空气中的热量还是向空气中增加热量。
回顾
定义：
比热 - 将给定物质的单位质量温度提高一定量（通常为一度）所需的热量。
露点温度 - 露点温度是空气不能再“容纳”与其混合的所有水蒸气的温度，并且一些水蒸气必须凝结成液态水。露点始终低于（或等于）空气温度。
显热（干球温度） - 这是您在温度计或恒温器上获得的读数。
潜热 - 潜热是物体或热力学系统在恒温过程中释放或吸收的能量 - 通常是一阶相变。潜热可以理解为隐藏形式的能量，其供应或提取是为了在不改变其温度的情况下改变物质的状态。在HVAC中，空气的湿度或水分含量被添加到空气中。
湿球温度 - 湿球温度是由覆盖在水浸布上的温度计读取的温度，空气通过该温度计。在100%相对湿度下，湿球温度等于空气温度，在较低湿度下较低。
各种物质的比热 - 五恒全空气空调制冷 101
不同的材料或物质在施加热量时有不同的反应。如前所述，当一磅水中加入一英热单位的热量时，水的温度增加一华氏度。对于其他物质来说，情况并非如此。例如，要将木材的温度提高一度，F.只需要三分之一的Btu。其他物质需要更多，而其他物质需要较少的Btu来使温度升高一华氏度.比热可以定义为将该特定物质的温度提高一华氏度所需的热量（以Btu为单位），或从该物质释放的热量以降低温度一华氏度。
它在温标上双向工作，在HVACR中了解对于进行负载计算和定量设备非常重要。HVAC和制冷设备的选型包括许多因素。尽管如此，各种物质的比热仍然是必不可少的，因为结构是由各种材料制成的，并且根据需要加热或冷却的材料类型进行计算中的部分或因素。
在工业中，对于制造业来说尤其如此。假设一家自行车制造商将用于生产自行车的材料存放在无条件的仓库中，现在是冬天。外部温度为40°F，但对于工人来说，要开始制造自行车的过程，材料需要至少为60°F.使用材料的比热计算，制造商将根据材料的重量和类型以及HVAC系统加热这些材料存储空间的能力，知道提高材料温度所需的时间。
在制造过程需要它们之前。对于安装加热和冷却（如果配备冷却）设备的承包商来说，这可能是确定HVAC设备规模的一个重要因素。
了解比热的另一个原因是用于在冬季运行的冷冻水系统，或者将防冻剂（乙二醇）添加到管道系统中以防止冻结时使用。当向水中加入防冻剂或乙二醇时，它会改变水的比热或水吸收热量的能力。根据管道布置和设备的不同，将取决于可以向水中添加多少乙二醇以保持峰值负载条件的限制。
在大多数情况下，根据这些因素使用图表来帮助技术人员向系统添加正确数量的防冻剂（乙二醇），从而导致性能问题。您是增加10%还是20%，当需求很高时，这将如何影响峰值负载的系统？
0 摄氏度 = 32 摄氏度
100 摄氏度 = 212 华摄氏度
物质有三种不同的状态：固体，液体和蒸汽（气体）。这些物质根据温度（和压力）进入这些不同的状态。目前，我们只关注温度以及它如何将物质转化为不同的状态。
此外，密切关注将水（H2O）更改为各种状态所需的BTU。
过热和过冷
“过热度”的定义至关重要，因为它与制冷有关。需要计算“过热度”为HVAC或制冷系统。解释“过热度”的最简单方法是以水为例。我们知道水的沸点是212华氏度（海平面）。
在该温度下（在海平面上），水的状态从液体变为蒸汽。如果我们继续向蒸汽中添加热量，就会变得更热。因此，当我们向蒸汽（汽化水）添加更多BTU时，它的温度（和压力）会变暖。
随着更多热量的增加，我们记录的额外温度称为“过热度”。
制冷，因为制冷剂在其汽化温度上沸腾并吸收更多的热量。使用“过热度计算”以及负载的湿球和干球温度等其他变量，我们可以确定HVAC系统有效运行所需的正确制冷剂量。如果我们弄错了，系统制冷剂将过度或不足。
“过热度”可用于特定应用，如空调和一些制冷装置，如步入式冷却器，以在制冷系统上设置适当的电荷。研究这个概念并理解它，因为您将在作为技术人员工作时使用它。
过冷是另一个需要理解的术语，因为作为HVAC / R技术人员，您在现场也需要它。当水蒸气冷却时，它的状态变为液体。该温度为212°华氏度。随着液体温度进一步冷却，对温度的参考可以作为低于其状态点或温标上冷凝点变化的过冷。
研究这些术语并确保理解它们。研究这些科学术语和概念，直到你理解它们。所有这些原则，概念和法律都将在您作为HVAC / R技术人员工作时使用。
制冷系统组件识别 - 五恒全空气空调制冷 101
以上是基本的制冷系统图。制冷系统及其组件还有其他设计，但这是在继续学习不同类型的制冷系统设计之前需要熟悉的基本设计。我们将从顶部开始，顺时针方向工作。
吸入管路 - 这是离开蒸发器并在压缩机上的吸入口终止的管路。这条输送低压制冷剂蒸汽的管路是绝缘的较大管路。
压缩机 - HVAC中使用不同类型的压缩机。HVAC中使用的基本和最常见的压缩机是涡旋压缩机，其次是往复式压缩机和旋转式压缩机。有关此内容的更多详细信息，请参阅第 2 课。
排放管路 - 蒸汽制冷剂在进入冷凝器的途中以高压蒸汽的形式离开压缩机。
冷凝器盘管 - 高压蒸汽制冷剂进入冷凝器盘管，其中去除了特定量的热量，将蒸汽转化为液体。
液体管路 - 制冷剂离开冷凝器，通过过滤饮食以除去系统中的任何可能水分（干燥剂），然后通过现场玻璃（某些制冷系统中的可选组件），在那里它走向计量装置。
计量装置 - 液体制冷剂进入计量装置，从高压液体变为气体和液体的低压/温度混合物。
蒸发器盘管 - 蒸发器盘管吸收低压/温度蒸汽/液体，并在液体吸收热量时沸腾的地方吸收热量。这会将所有制冷剂变成蒸汽，进入吸入管路。
稍后将更详细地介绍制冷系统的各个组件，但熟悉这些基本组件非常重要。作为一名技术人员，您需要非常了解制冷系统，包括其设计和操作。
应用自己并学习这些信息，以便您可以在现场应用它并成为一名成功的HVAC / R技术人员。这是必须了解和理解的基础知识，因此您可以通过学习和实践制冷以及HVAC的其他领域来应用它。
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