文档介绍：家用及商用中央空调基础知识
第一节: 空调的发展历史
概述
人类利用天然冷源来制冷已有悠久的历史。早在3000多年前,我国《诗经》上就有冬季采集冰雪储藏,到夏季取出降温的记载。但采用天然冷源,要受到地区、季节等条件的限制,远远不能满足社会发展的需要。
工程技术上的人工制冷,就是利用一定的装置(制冷装置),消耗一定的能源,强制地使某一对象(空间或物体)的温度,低于周围环境介质的温度,并维持这个低温的过程。
人工制冷技术是从19世纪中叶开始发展的。1834年英国人波尔进里制成吸收式制冷机。1874年德国人林德发明了世界上第一台氨压缩机,使制冷技术进入实际应用的广阔天地:人工制冷不受季节、地区等限制。
随着我的提高和生活条件的改善,热泵作为一种节能型制冷空调产品以从工业应用转入空调领域,并得到了愈来愈广泛的应用,其增长势头喜人。热泵按新国际制冷辞典(New International Dictionary of Refrigeration)的定义,热泵(Heat Pump)就是以冷凝器放出的热量来供热的制冷系统。事实上,从热力学或工作原理上说,热泵就是制冷机。如果要说这两者有什么区别的话,主要有两点:
两者的目的不同:一台热泵(或制冷机)与周围环境在能量上的相互作用是从低温热源(Heat Source)吸热,然后放热至高温热源(或称热汇,Heat Sink),与此同时,按照热力学第二定律,必须消耗机械功。如果目的是为了获得高温(制热),也就是着眼于放热至高温部分脱是热泵。如果目的是为了获得低温(制冷),也就是着眼于从低温热源吸热,那就成了制冷机。
两者的工作温度区往往有所不同:上述所谓高温热源或低温热源都是相对于环境温度而言的。由于上述两者目的不同,热泵将环境温度作为低温热源,而制冷机则是将环境温作为高温热源。那么,对同一环境温度说来,热泵的工作温度区就明显高于制冷机。
正是由于有以上两点区别,在工程实践上热泵与制冷机两者就有许多共性,也有许多特殊性。
而且,还要提出存在这样一种有趣的情况,即当这种装置同时实现制热与制冷功能时,也就是说,这种装置运行时高温(冷凝器)输出用作制热,而低温(蒸发器)吸热用作制冷,这种“一举两得”功能的联合装置既可称热泵也可称制冷机。
国外热泵的发展概况:
热泵这个名词最早在欧洲使用约在本世纪初。但就压缩式热泵的理论来说,可追溯到1824年法国物理学家卡诺()发表的著名论文。
19世纪初,人们对热能是否可“泵”送至较高的温度发生了兴趣。英国物理学家焦耳()论证了改变气体的压力能引起温度变化的原理。英国汤姆森()教授以后改名为开尔文(Lord Kelvin)勋爵,于1852年发表的论文中首先提出并描述了关于热泵的设想。当时称为热量倍增器(Heat Multiplier)。该装置有一个吸入气缸和一个排出气缸,均由蒸汽机驱动。室外空气被气缸吸入,膨胀降温后被排至室外作为换器用的贮气筒,在其中吸收外界空气热量并升温。然后进入排出气缸被压缩至大气压力,此时空气的温度已高于环境温度,最后被排送至需供暖的建筑物内,这是一个开式装置,也可以向建筑物供冷。汤姆森教授预见到了闭式循环的可能性,但当时的技术基础使他没有可能设计出象现代这样的热泵装置。与制冷机的发展相比,由于取暖的方式多样化,简单而价廉,因此当时在技术上对热泵的迫需性就不大,这就是热泵的发展明显地滞后于制冷机的原因。
直至本世纪20~30年代,热泵有了较快的发展,一方面,在这之前工业技术特别是制冷机的发展为热泵的制造奠定了良好的基础,另一方面社会上出现了对热泵的需要。有代表性的是英国霍尔丹(Haldane)于1930年在他的著作中报道了1927年在苏格兰安装试验的一台热泵。当时霍尔丹已经能认识到通过简单的切换制冷循环来实现冬季供热夏季制冷的可能性。他还研究了利用废水热量廉价的低谷电力,带废热回用的柴油机及在低温热源端制冰等问题。
在这之后,美国开始对热泵进行了不少设计和研究,但能进行试验的很少。至1931年间,美国南加利福尼亚安迪生公司的洛衫机办公楼,将制冷设备用于供热,这是大容量热泵的最早利用,供热量达1050KW,。欧洲第一台较大的热泵在1938-1939年间,安装于瑞士苏黎世。以河水做低温热源,采用离心式压缩机,R12做为工质,向市政厅供热175KW,制热系数为2,输出水温60度,有蓄热系统,在高峰负荷时采用电加热做为辅助加热。该装置夏季也能来制冷。
第二次世界大战的爆发,一方面影响与中断了空调用热泵的发展,另一方面战时能源的短缺促进了大型供热和工艺用热泵的发展。对木材及其他生物制品的干燥不仅有