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空调器制冷计算及性能参数估算

【摘要】:空调器的主要性能参数计算包括空调器的制冷量、单位功率制冷量Ke、单位质量制冷量Kc、循环风量、空调器制冷负荷的参数估算等。空调器的制冷量随室外空气的温度上升而下降,也就是天气越热,制冷量越少。其最大值的确定是与立柜式空调器的最小制冷量相衔接的。若没有相应制冷量的空调器,可选购制冷量稍大一些的空调器。

空调器的主要性能参数计算包括空调器的制冷量、单位功率制冷量Ke、单位质量制冷量Kc、循环风量、空调器制冷负荷的参数估算等。

1.空调器的制冷量

在规定的制冷工况下,空调器1h所产生的冷量叫做空调器的制冷量,单位为W或kcal/h(1W=0.86kcal/h),欧美国家常用BTU表示。

空调器制冷量的标准测试方法,在我国采用房间量热计,在下列测试工况下进行测量:

在室内侧,干球温度27℃,湿球温度19.5℃;在室外侧,干球温度35℃,湿球温度24℃。

空调器的制冷量随室外空气的温度上升而下降,也就是天气越热,制冷量越少。它也随蒸发温度的下降而减少,即室内湿度越低,制冷量越少。

我国行业标准JB规定:房间空调器制冷量在1626~6502W(1400~5600kcal/h)之间。最小制冷量的规定是根据我国最小建筑面积为6~8m2民用建筑的单位面积:负荷约为174~209W/m2[150~180kcal/(h·m2)]计算出来的。因此最小空调器制冷量:1626W(1400kcal/h)。其最大值的确定是与立柜式空调器的最小制冷量相衔接的。

例如:KC—22,表示窗式冷风型房间空调器,制冷量为2250W(1935kcal/h);KFR—28G,表示分体壁挂式热泵型房间空调器(包括室内、外机组),制冷量为2800W(2408kcal/h);KFR—28GW,表示分体壁挂式热泵型房间空调器室内机组,制冷量为2800W(2408kcal/h);KFR—28W,表示分体壁挂式热泵型房间空调器室外机组,制冷量为2800W(2408kcal/h)。

2.单位功率制冷量

空调器在1h内消耗1kW(1kW·h又称为1度)电能所能产生的冷量数称为单位功率制冷量,用符号Ke表示,单位为W/kW(kcal/h·kW)。一些欧美国家的单位功率制冷量的单位是BTU/h·W,用EER表示。Ke=EER值×252,Ke值的大小由式(8-72)求得。

Ke值是一项技术经济指标,是一项空调器的耗能指标,虽不在说明书中标出,但Ke值越高,表示产生相同冷量所消耗的电能越少。

3.单位质量制冷量Kc

单位质量制冷量Kc的含义是每消耗1kg原材料,空调器在1h内所能产生的冷量数,单位为W/kg(kcal/h·kg),它可由式(8-73)求得。

Kc值是一项质量指标,反映产品的制造工艺水平,也不在说明书中标出。

4.空气循环量

空调器铭牌上的风量是指在室内侧每小时流过蒸发器的空气循环量,单位为kg/h,用G表示,其公式为

式中,Qc为空调器制冷量(W);Δi为空调器进出风之间的焓差,可由式(8-75)求出(kJ/kg),即

Δi=i-i (8-75)

可见在相同工况下使用同等制冷量的空调器,如果出风温度低,焓值小,则风量也小;反之风量小的空调器出风温度也低。

5.空调器制冷负荷的估算

选购空调器时,必须首先计算出房间内的耗冷量,然后根据该数值和当地的具体情况和条件选购制冷量适中的空调器,方能满足人们在工作和生活中的需要。

房间内耗冷量的计算,主要从以下几个方面考虑。

(1)房间围护结构表面的耗冷量Q1

由于室内外存在着温度差,夏天室外总是高于室内温度。因此,外界的热量将连续不断地传入室内,再加上经房顶、外墙、门窗透进太阳的辐射热。外界传入室内的热量多少,决定于室内外温度差。在一年四季中,大气的温度不同,在单位时间内由外界传入室内的热量,其计算公式为

Q1=AKT2-T1) (8-76)

式中 A——房间围护表面积(m2);

K——房间围护表面传热系数[W/(m2·K)或kW/(m2·K)];

T2——室外空气温度(K);

T1——室内空气温度(K)。

上式可简化为

Q1=Aq (8-77)

式中 q——单位面积热负荷(W/m2或kW/m2)。

(2)电动机的散热量Q2

空调器中的电动机在工作时,它所消耗的电能,将以热量的形式散发在室内空气中,从而使室内增加一部分热量。电动机单位时间散热量的计算公式为

Q2=N1 (8-78)

式中 N1——电动机的输入功率,若不是连续使用,则要乘上电动设备使用系数η

(3)照明灯的散热量Q3

房间内若采用白炽灯照明,则在单位时间内散热量计算公式为

Q3=N2 (8-79)

式中 N2——白炽灯功率。

房间内若使用荧光灯照明,散热计算公式为

Q3=N3+N4 (8-80)

式中 N3——荧光灯的功率;

N4——整流器消耗的功率,一般取荧光灯功率的20%~25%。

(4)人体散热量Q4

人们在空调室内工作和学习,要散发出一定的热量。人体散发热量的多少与温度高低和劳动强度有关。通过实测,每个人散热量不同。单位时间人体散热量计算公式为

Q4=nq1 (8-81)

式中 n——室内人数;

q1——每个人发出的热量(kW)。

于是房间内的总耗冷量为

Q=Q1+Q2+Q3+Q4 (8-82)

按照所求得的总耗冷量,再查空调器制冷量数值,就可选出适合该房间的空调器。若没有相应制冷量的空调器,可选购制冷量稍大一些的空调器。