气流组织节能

    海洛斯机房精密空调产品可以为客户提供多种送回风方式，包括上送风(机组前上部送风)、下送风(通过高架地板送风)、置换送风(机组前下部直接送风)，根据客户要求和机房现场条件来决定不同的气流组织方式。

海洛斯机房精密空调器的工作环境与性能指标
    房间海洛斯机房精密空调器根据制冷量来划分系列。
    窗式海洛斯机房精密空调器制冷量一般为1 800W～5 000W，分体式海洛斯机房精密空调器一般制冷量为1 800W～12 000W，在以上范围内又根据制冷量的不同，划分成若干个型号，构成系列。



    （1）房间海洛斯机房精密空调器的使用条件
    ① 环境温度：房间海洛斯机房精密空调器通常工作的环境温度，如表3所示

海洛斯机房精密空调器工作的环境温度
表3
型式 代号 使用的环境温度（℃）
冷风型 L 18~43
热泵型 R -5~43
电热型 D 热泵辅助电热型 Rd -5~43

    由表中可知，海洛斯机房精密空调器最高工作温度限制在43℃以下，热泵型海洛斯机房精密空调器的最低工作环境温度为-5℃。这是因为海洛斯机房精密空调器的压缩机和电动机封闭在同一壳体内，电动机的绝缘等级决定了对压缩机最高温度的限制。如果环境温度过高，则压缩机工作时冷凝温度随之提高，使压缩机排气温度过热，造成压缩机超负荷工作，使过载保护器切断电源而停机。另外，电动机的绝缘因承受不了过高温度而遭破坏，甚至电动机烧毁。对于热泵型海洛斯机房精密空调器，如果环境温度过低，其蒸发器里的制冷剂得不到充分的蒸发，被吸入压缩机，产生液击事故，并导致机件磨损和老化。对于电热型海洛斯机房精密空调器，冬季工况下压缩机不工作，只有电热器在工作，因此对最低环境温度无严格限制。对于热泵型和热泵辅助电热型海洛斯机房精密空调器，若不带除霜装置，则其使用的最低环境温度为5℃，如果低于5℃，则在室外的蒸发器就要结霜，使气流受阻，海洛斯机房精密空调器就不能正常工作。若带除霜装置，则使用的最低环境温度可以为-5℃。



    当外界气温高于43℃时，大多数海洛斯机房精密空调器就不能工作，压缩机上的热保护器自动将电源切断，使压缩机停止工作。



    海洛斯机房精密空调器的温度调节依靠温控器自动调节，温控器一般把房间温度控制在16℃～28℃，并能在调定值2℃的范围内自动工作。



    ② 电源：国家标准规定：电源额定频率为50Hz，单相交流额定电压为220V或三相交流电额定电压为380V。使用电源电压值允许差为±10％。世界各地的电源各不相同，海洛斯机房精密空调器制造厂商可提供多种电源供用户选用。



    些工作电源为60Hz的海洛斯机房精密空调器，可以运行于50Hz相应电压的地区。在60Hz下运行的二极电动机同步转速为3 500r/min，在50Hz下运转降为2 900r/min。故随着电源频率下降，海洛斯机房精密空调器的制冷量也同时减少，噪声也随之降低。



    工作电源为60Hz的海洛斯机房精密空调器，可在60Hz，197V～253V电压下运行，也可在50Hz，180V～220V电压下运行。工作电源为50Hz的海洛斯机房精密空调器，不能用于电源为60Hz的地区，否则电动机要烧坏。



    （2）海洛斯机房精密空调器的性能指标
    海洛斯机房精密空调器的主要性能参数有以下10项：

    ① 名义制冷量——在名义工况下的制冷量，W；
    ② 名义制热量——冷热型海洛斯机房精密空调在名义工况下的制热量，W；
    ③ 室内送风量——即室内循环风量，m3/h；
    ④ 输入功率，W；
    ⑤ 额定电流——名义工况下的总电流，A；
    ⑥ 风机功率——电动机配用功率，W；
    ⑦ 噪音——在名义工况下机组噪音，dB；
    ⑧ 制冷剂种类及充注量——例如R22，kg；
    ⑨ 使用电源——单相220V，50Hz或三相380V，50Hz；
    ⑩ 外形尺寸——长×宽×高，mm。
    注：制冷量——单位时间所吸收的热量。

    基础海洛斯机房精密空调器铭牌上的制冷量叫名义制冷量，单位为瓦（W），还可以使用的单位为千卡/小时（kcal/h），两者的关系为：





















1kW=860kcal/h
或


















1 000kcal/h=1.16kW



    国家标准规定名义制冷量的测试条件为：室内干球温度为27℃，湿球温度为19.5℃；室外干球温度为35℃，湿球温度为24℃。标准还规定，允许海洛斯机房精密空调的实际制冷量可比名义值低8％。



    （3）海洛斯机房精密空调器的性能系数
    性能系数又叫能效比或制冷系数，用EER表示，EER是“Energy and Efficiency Rate”的缩写，即能量与制冷效率的比率。有些书刊和资料上，把制冷量与总耗能量的比率，称作制冷糸数。其含义是指海洛斯机房精密空调器在规定工况下制冷量与总的输入功率之比。其单位为W/W，即性能系数EER=实测制冷量/实际消耗总功率（W/W）。



    性能系数的物理意义就是每消耗1W电能产生的冷量数，所以制冷系数高的海洛斯机房精密空调器，产生同等冷量就比较省电。如制冷量为3 000W的海洛斯机房精密空调器，当EER=2时，其耗电功率为1 500W。当EER=3时，其耗电功率为1 000W。所以能效比（制冷系数）是海洛斯机房精密空调的一个重要性能指标，反映海洛斯机房精密空调的经济性能。



    一般工厂产品样本上没有性能系数这项数据，但可用下式计算：
    性能系数=铭牌制冷量/铭牌输入功率（W/W）
    这样计算出来的性能系数比实际运行的性能系数要大，因为实际的制冷量比名义值要小8％。实际上国内外实测的性能系数一般也只有铭牌值的92％左右。



    （4）海洛斯机房精密空调器的噪音指标
    海洛斯机房精密空调器的噪音一般要求低于60dB(A)，这样噪音的干扰较小。不同海洛斯机房精密空调器的噪声指标如表4-4所示。有时由于安装海洛斯机房精密空调器的支承轴不牢固，整机振动大，发出较大噪音，这时必须对其进行调整。

海洛斯机房精密空调器噪音指标
表4
名义制冷量（W）
（kcal/h） 噪音
整体式 分体式
室内侧 室外侧 室内侧 室外侧
2500/2200以下 ≤54 ≤60 ≤42 ≤60
2800-4000/2500-3500 ≤57 ≤64 ≤45 ≤62
4000/3500以上 ≤62 ≤68 ≤48 ≤65

    （5）海洛斯机房精密空调器的名义工况
    海洛斯机房精密空调器的性能指标是按名义工况条件下测量得到的，房间海洛斯机房精密空调器名义工况按国标GB7725-87规定，如表5所示。

海洛斯机房精密空调器名义工况参数
表5
工况名称 室内空气状态 室外空气状态
干球温度（℃） 湿球温度（℃） 干球温度（℃） 湿球温度（℃）
名义制冷工况 27 19.5 35 24
名义热泵制热工况 21 -- 7 6
名义电热制热工况 21 -- -- --

    （6）海洛斯机房精密空调器的输入功率
    国产海洛斯机房精密空调器的输入功率一般以瓦（W）或千瓦（kW）为单位，标在铭牌上或说明书中。
    进口海洛斯机房精密空调器往往以匹表示海洛斯机房精密空调器的规格，它是指压缩机的输入功率，以匹（马力）为单位，一匹海洛斯机房精密空调器即压缩机输入功率为一匹马力（一匹马力=735W）。 

海洛斯机房精密空调基础知识

    空气调节简称“海洛斯机房精密空调”，即用控制技术使室内空气的温度、湿度、清洁度、气流速度和噪声达到所需的要求。目的为改善环境条件以满足生活舒适和工艺设备的要求。海洛斯机房精密空调的功能主要有制冷、制热、加湿、除湿和温湿度控制等。



    1．温度和湿度
    （1）温度
    制冷技术中需要测量温度的地方很多，测量温度的标尺称为温标。常用的温标有两种，即华氏（H）和摄氏（℃）。华氏与摄氏的换算关系为：(℃)=5/9(H-32)；(H)=9/5℃+32。除上述两种温标之外，在热工学上还采用绝对温度的表示法，以绝对零度为起点划分的温标称为绝对温标（K）。温标的冰融点和水沸点如表1所示。

温标的冰熔点和水沸点
表1
  冰熔点 水溶点
华氏温度 32H 212H
摄氏温度 0℃ 100℃
绝对温度 273K 373K

    在温度计的温包上所扎湿纱布后的读数为湿球温度，而未包纱布处于干球状态时的读数为干球温度。饱和空气时湿球温度等于干球温度。非饱和空气时湿球温度（t1）总是低于干球温度（t），两者之间的差值干球温度差，其差值的大小反映空气湿度的大小，即差值愈大空气愈干燥，反之亦然。

    物体表面是否会结露，取决于两个因素，即物体表面温度和空气露点温度。当物体表面温度低于空气露点温度时，物体表面才会结露。



    露点温度是指湿空气开始结露的温度。亦即在含湿量不变的条件下，所含水蒸气量达到饱和时的温度。



    例如，设空气温度为30℃，它的含湿量为10.6g/kg（干空气），若将这部分空气降到15℃，此时该空气就达到饱和状态。若温度再继续下降，空气中的水蒸气就要凝结成水滴。那么15℃就是空气开始结露的临界点，这个温度就叫露点温度。



    对于非饱和空气，干球温度最大，湿球温度次之，露点温度最小。在海洛斯机房精密空调系统中，习惯上将接近饱和状态、相对湿度达到90%~95%的空气的温度称为机器露点温度。

    （2）湿度
    空气中水蒸气的含量通常用含湿量、相对湿度和绝对湿度来表示。

    含湿量是湿空气中水蒸气质量（g）与干空气质量（kg）之比值，单位：g/kg。它较确切地表达了空气中实际含有的水蒸气量。

    2．热量
    热量是能量的一种形式，是表示物体吸热或放热多少的物理量。热量的单位通常用卡（cal）或千卡也叫大卡（kcal）表示。1kcal即1kg纯水升高或降低1℃所吸收或放出的热量。在国际单位制（SI）中，热量经常用焦耳（J）表示。
    1J=0.2389cal
    单位量的物体温度升高或降低1℃所吸收或放出的热量，通常用符号℃表示，单位是kcal/kg•℃。
    在一定压力下，1kg水升温1℃所吸收的热量是1kcal，而空气则为0.24kcal。
    计算公式：Q=G•C(t2-t1)
    式中：Q—热量（kcal）
    G—物体的质量（kg）
    C—物体的比热（kcal/kg•℃）
    t1—初始温度（℃）
    t2—中了温度（℃）
    热力学中规定，当物体吸热时热量取正号；放热时热量取负号。

    3．压力
    单位面积上所受的垂直作用力称为压力。压力单位kgf/cm²(P=F/S)。
    一个工程大气压=104mm水柱=735.6mm汞柱=104kgf/m²=10水柱
    1mm汞柱=13.6mm水柱
    1个大气压=760mm汞柱=1.033工程大气压
    压力单位的换算表2所示：

压力单位的换算
表2
Pa bar Kgf/m2 Psi stm
103 1 1.0197 14.5 0.9869
98.07×103 0.98 1 14.223 0.9678
1.013×103 1.0133 1.0333 14.7 1

    （1）绝对压力：绝对压力是指设备内部或某处的真实压力，它等于表压力与当地大气压力之和，
    即：P绝=P表+B
    式中：P绝--绝对气压
    P表—表气压
    B—当地大气压
    （2）表压力：表压力是指设备内部或某处绝对压力与当地大气压之差，即P表=P绝-B
    （3）真空度：真空度是指设备内部或某处绝对压力小于当地大气压力的数值。
    即：P真= B -P绝
    式中：P真—真空度

    4．物质的三相点
    固相、液相和气相处于平衡共存在的状态点，即为三相点。各种物质具有一定的三相点参数，这是由其物质性质所决定的。

5．潜热与显热
    （1）潜热：当温度不变时，物质产生相变过程中所吸收或放出的热量，称潜热。气化过程中，1kg液体气化成同一温度蒸气时所吸收的热量称为气体潜热。
    （2）显热：使物质温度发生变化但不改变其相态的热量，称为显热。



    6．蒸发、沸腾、冷凝和气化
    物质分子可以聚集成固、液、气三种状态，简称物质的三相态。在一定条件下，物质可相互转化，称为物态变化。
   
    从液态转变成气态的相变过程，是一个吸热过程。液态制冷剂在蒸发器中不断地定压气化，吸收热量，产生制冷效应。根据气化过程的机理不同，气化可分为蒸发和沸腾两种形式。

    在任何温度下，液体自然表面都会发生气化的过程。例如，水的自然蒸发、衣服的晾干过程。在相同的环境下，液体温度越高，表面越大，蒸发得就越快。



    液体表面和内部同时进行的剧烈汽化的现象叫做沸腾。当对液体加热，并使该液体达到一定温度时（例如水烧开时），液体内部便产生大量气泡、气泡上升到液面破裂而放出大量蒸气，即沸腾，此时的温度就叫沸点。在沸腾过程中，液体吸收的热量全部用于自身的容积膨胀而相变，故气液两相温度不变，制冷剂在蒸发器内吸收了被冷却物体的热量后，由液态汽化为蒸汽，这个过程是沸腾。但在制冷技术中，习惯上称为蒸发温度。



    物质从气态变成液态的过程叫做冷凝（或凝结），也称液化。例如，水蒸气遇到较冷的物体就会凝结成水滴。如在制冷系统中，压缩机排出高温、高压的气体，在冷凝器中通过空气或水冷凝成液体。冷凝时制冷气体放出来的热量由空气或水带走，这就是冷凝过程。冷凝是汽化的相反过程，在一定压力下，蒸气的冷凝温度与液体的沸点相等，蒸气冷凝时要放热，1kg蒸气冷凝时放出的热量，等于同一温度下液体的汽化潜热。



    物质从固态直接转变为气态的过程叫做升华，如用二氧化碳加压制成的干冰，在常温下，它很快就变成二氧化碳气体，这就是升华过程。



    7．饱和压力和饱和温度
    在密闭容器里，从液体中脱离出来的分子，不可能扩散到其他空间，只能聚集在液体上面的空间。这些分子它们相互间作用以及与容器壁及液体表面碰撞，其中的一部分又回到液体中去。在液体开始汽化时，离开液面的分子数大于回到液体里的分子数，这样，液体上部空间内蒸气的密度就逐渐增大，这时回到液体里的分子数也开始增多。最后达到在同一时间内，从液体里脱离出来的分子数与返回到液体里的分子数相等，这时液体就和它的蒸气处于动态平衡状态，蒸气的密度不再改变，达到了饱和。在这种饱和状态下的蒸气叫做饱和蒸气，此饱和蒸气的压力叫做饱和压力。饱和蒸气或饱和液体的温度称为饱和温度。



    动态平衡是有条件的，是建立在一定温度或压力条件下，如条件有所改变，则平衡就被破坏，再经过一定的温度、压力条件下，又会出现新条件下的饱和状态。对不同的制冷剂，在相同饱和压力下，其饱和温度各不相同。通常所说的沸点，就是指饱和温度。

    8．过热蒸气与过热度
    在一定的压力下，温度高于饱和温度的蒸气，称为过热蒸气。制冷压缩机排气管处、甚至压缩机的吸入口的蒸气温度，一般都高于饱和温度，故都属于过热蒸气。过热蒸气的温度超过饱和温度的数值称为过热度。



    9．过冷液体与过冷度


    在一定的压力下，温度低于饱和温度的液体，称为过冷液体。过冷液体的温度低于饱和温度的数值称为过冷度。

10．房间海洛斯机房精密空调器的类型和特点
    小型整体式（如窗式和移动式）和分体式海洛斯机房精密空调器统称为房间海洛斯机房精密空调器。国家标准规定，房间海洛斯机房精密空调器的制冷量在9 000W以下（现最高为12 000W），使用全封闭式压缩机和风冷式冷凝器，电源可以是单相，也可以是三相。它是局部式海洛斯机房精密空调器的一类，广泛用于家庭、办公室等场所，因此，又把它称为家用海洛斯机房精密空调器。

KC-31：单冷型窗式海洛斯机房精密空调器，制冷量为3 100W；
    KFR-35GW：热泵型分体壁挂式海洛斯机房精密空调器，制冷量为3 500W；
    KFD-70LW：电热型分体落地式海洛斯机房精密空调器，制冷量为7 000W。
    注：热泵型海洛斯机房精密空调器的制热量略大于制冷量。

    如果考虑房间海洛斯机房精密空调器的主要功能，海洛斯机房精密空调器可分为：冷风型（单冷型），省略代号；热泵型，代号为R；电热型，代号为D；热泵辅助电热型，代号为Rd。后三种统称为冷热型海洛斯机房精密空调器。
   
    （1）冷风型海洛斯机房精密空调器
    这种海洛斯机房精密空调只吹冷风，用于夏季室内降温，兼有除湿功能，为房间提供适宜的温度和湿度。冷风型海洛斯机房精密空调器又称单冷型海洛斯机房精密空调器。它的结构简单，可靠性好，价格便宜，是海洛斯机房精密空调器中的基本型。它的使用环境为18℃～43℃。窗式和分体式海洛斯机房精密空调都有冷风结构。



    （2）冷热型海洛斯机房精密空调器


    这种海洛斯机房精密空调器在夏季可吹冷风，冬季可吹热风。制热有两种方式：热泵制热和电加热。两种制热方式兼用时称热泵辅助电热型海洛斯机房精密空调器。
   
    ① 热泵型海洛斯机房精密空调器：热泵型海洛斯机房精密空调器是在制冷系统中通过两个换热器即蒸发器和冷凝器的功能转换来实现冷热两用的。在冷风型海洛斯机房精密空调器上装上电磁四通换向阀后，可以使制冷剂流向改变，原来在室内侧的蒸发器变为冷凝器，来自压缩机的高温高压气体在此冷凝放热，向室内供热；而室外侧的冷凝器变为蒸发器，制冷剂在此蒸发吸收外界热量。

    由于环境温度的影响，室外换热器无自动除霜装置的热泵型海洛斯机房精密空调器，只能用于5℃以上的室外环境下，否则室外换热器因结霜堵塞空气通路，导致制热效果极差。有自动除霜的热泵型海洛斯机房精密空调器，可以在-5℃～43℃的环境温度下工作，在制热运行中会出现短暂的除霜工况而停止向室内供热。在低于-5℃的室外环境下，热泵型海洛斯机房精密空调器不再适用，而必须用电热型海洛斯机房精密空调器制热。




    ② 电热型海洛斯机房精密空调器：在制热工况下，海洛斯机房精密空调器靠电加热器对空气加热，加热的元件一般为电加热管、螺旋形电热丝和针状电热丝。后两种结构因安全性差，一般不推广使用。这种海洛斯机房精密空调器可以在寒冷环境下使用，工作的环境温度小于等于43℃。




    ③ 热泵辅助电热型海洛斯机房精密空调器：这是一种在制热工况下利用热泵和电加热共同制热的海洛斯机房精密空调器，制热功率大，同时又比较节电，但结构比较复杂，价格稍贵。

    这种海洛斯机房精密空调器的室外机组中增加一个电加热器，在低温的室环境下，它对吸入的冷风先进行加热，这样室外机换热器不易结霜，提高了机器的制热效果。应注意的问题是冬季使用它的用电总功率，一般比夏天制冷时大一倍，可能会超过电表的容量。例如一台3匹（压缩机功率）热泵辅助电加热型海洛斯机房精密空调器，制冷时功率为2.5kW左右，但在制热时为5.5kW左右，其中3kW是电加热功率。但与电热型海洛斯机房精密空调相比，仍属于节能型海洛斯机房精密空调器，因为它的制热量为8kW左右，比消耗电功率5.5kW大得多。

 
一个机房最注重的就是可靠性。全年8760小时要无故障运行，就需要机房海洛斯机房精密空调可靠的零部件和优秀的控制系统。一般机房多是N+1备份，一台海洛斯机房精密空调出了问题，其他海洛斯机房精密空调就可以马上接管整个系统。目前最知名的产品有：CAROSS卡洛斯机房海洛斯机房精密空调、艾默生机房海洛斯机房精密空调、雷诺威机房海洛斯机房精密空调等都是目前做顶端的产品。