房間空氣調節器

1930年美國首先研製成功房間空氣調節器。此後，日本先後研製成落地式空調器(1936)、窗式空調器(1953)、空冷式熱泵型空調器(1960)和分體式空調器(1961)。40年代，美國研製成功用於空調器的旋轉式壓縮機。70年代，日本生產的空調器已廣泛應用旋轉式壓縮機，從而減少了體積和重量，提高了製冷能力。80年代初，日本又實現空調器壓縮機的變頻控制，既提高了空調器的舒適性，又節省能源。

1985年世界空調器的產量達1151萬台，其中日本佔47.2%,美國佔23.6%,法國佔5.2%，加拿大佔4%。日本空調器以分體式為主，美國主要品種仍為窗式空調器。

中國於1963年開始研製空調器。1965年上海冰箱廠（現上海空調機廠）生產出第一批窗式空調器。1985年中國產量為12.2萬台，產品多為窗式空調器。

空調器有多種分類方法。按結構形式分為整體式和分體式兩種。整體式有窗式、穿牆式；分體式分為室內機組和室外機組兩部分，室內機組有吊頂式、掛壁式、落地式、嵌入式、台式等。按功能分為冷風型、熱泵型、冷風除濕型、冷風熱泵除濕型、熱泵輔助電熱型等；按冷卻方式分為水冷式和空氣冷卻式。家用空調器一般都採用空氣冷卻式。

空調器一般由製冷系統、空氣循環系統、電氣控制系統和箱體4部分組成（圖1）。①製冷系統：主要由封閉式壓縮機、節流用的毛細管、熱交換用的蒸發器、冷凝器及聯接管組成封閉系統。系統內充灌製冷劑（一般為氟利昂R22）。②空氣循環系統：主要包括風扇電機、離心風扇、軸流風扇、風道、風門、空氣過濾裝置等。③電氣控制系統：主要有溫度控制器、選擇開關、過載保護器、加熱用的電熱管保護裝置、電磁換向閥、電氣線路等。④箱體部分：主要有外殼、底盤、面板、接線盒等。

通常使用的冷風型空調器的工作原理見圖2 。壓縮機吸入低溫低壓製冷劑氣體，經壓縮成為高壓高溫氣體排往冷凝器並被軸流風扇排出的冷空氣冷卻，使冷凝器內的高壓高溫氣體冷凝成液體，然後經過毛細管節流變為低壓低溫液體進入蒸發器並汽化，吸收由離心風扇運轉吸入的室內空氣的熱量，使室內空氣冷卻。冷卻后的室內空氣在離心風扇的作用下，經由風道又送回室內。當空氣流經蒸發器時，由於蒸發器的表面溫度低於室內空氣的露點溫度，所以空氣中的水蒸氣在急劇降溫時冷凝為水，滴入空調器底盤內，由排水管引至室外。如此往複循環，即可調節室內溫度和濕度。空氣的凈化靠空調器內的過濾裝置完成。過濾裝置由進風格柵和濾網組成。濾網一般由聚氨酯泡沫塑料製成，對空氣有良好的濾塵作用。

熱泵型空調器在製冷系統的管路上裝有四通電磁換向閥，需要制熱時將選擇開關撥向“熱”擋，通過四通換向閥使製冷劑在系統內的流向與圖2 所示方向相反，即蒸發器和冷凝器的工作互換。這時，室外側的蒸發器（原冷凝器）吸收空氣中的熱量，室內側的冷凝器（原蒸發器）放出熱量，達到室內側制熱，使房間內空氣升溫。

空調器工作時的環境溫度通常為18～43℃。熱泵型空調器制熱時，其工作環境溫度最低可達-5℃。但是環境溫度越低，熱泵制熱的效率越低。

①熱泵型空調器將優先發展。因它具有製冷制熱功能，利用率高。②電腦化。在空調器上採用遙控裝置（遙控有限距離為7m）和電子恆溫控制器，使空調器運行平穩、合理，控制方便。③降低能耗、提高舒適性。製冷系統和空氣循環系統的合理匹配，蒸發器和冷凝器結構的改進，電氣系統科學、合理的控制等，都可達到降低能耗的目的。特別是在空調器上廣泛採用旋轉式壓縮機和變頻式電機壓縮機組，大大地提高了空調器的性能係數（即空調器進行製冷運行時，製冷與製冷所消耗的功率之比）。變頻式空調器可通過改變供電頻率來調節壓縮機電機轉速，以達到產生不同製冷量的效果。根據房間的溫度要求，空調器自行控制壓縮機的開停次數，使室溫波動小，不但做到運行合理，節省電能，而且提高了使用者的舒適性。④採用混合製冷劑。在製冷系統的氟利昂製冷劑 R22中加入R13B1。R13B1製冷劑在冰點以下能從外界空氣中吸取熱量，在外界溫度為0℃以下時也可得到較好的制熱效果；而外界溫度高時則由製冷劑R22工作。因此，合理地使用混合製冷劑也可達到節能的目的。

1 選用房間空調器時，除按房間設計所需冷負荷選擇外，還需考慮按空調器循環風量（中速時），能滿足該房間每小時4 次的換氣次數所需的負荷。

2 在選用空調器時應注意以下問題：

1) 應選用能效比（性能係數）較高的產品。空調器的能效比實測值應大於等於表1的規定值。根據產品實際能效比，按表2 判定該產品的能源效率等級。

表1 能效限定值

表2能效等級表

註：空調器的節能評價值為上表中的能效等級二級。

2) 在選用設備時，應考慮所選用空調器的實際製冷量、制熱量比額定製冷量、制熱量低的情況，按標準可以低5%。

3) 空調器工作環境應不超過表3 中T1 的範圍（國內使用多為T1 型）。

表3

4) 應選用雜訊值較低的產品，表4 中列出的值，是在半消聲室中離設備1m 或1.4m 處的測定值。

表4

3 設計中應考慮室外機的安裝位置。預留混凝土平台，預設冷凝水的排水立管和支管接點。

4 分體式空調機設計選用製冷量時，應考慮製冷劑管長度的修正（一般管長為5m）。

5、變頻空調器採用了變頻壓縮機，變頻空調器可以根據房間的冷熱負荷的變化自動調整製冷和制熱能力，減少了能量消耗，達到了節能的效果。變頻空調器與額定能力相同的定頻空調器相比到達設定溫度的時間約縮短30~40%。

二、施工、安裝要點

1、室外機的安裝應符合《房間空氣調節器安裝規範》G B17790-1999。如：沿街的室外機必須高於2.5m，不允許冷凝器的風吹向人體。

2、室外機安裝可參照國家建築標準設計圖94K303《分體式空調器安裝》進行。

3、室外機的周圍應預留空間，冷凝器的通風應良好。

4、室外機的支架應有足夠的強度與抗震能力，並能承擔安裝時的額外負載，通常應大於180kg。室外機的支架不應設在陽台的護板上，也不應設在輕質外牆上。在實心粘土磚外牆上安裝的支架，放置室外機時不許在支架上水平拖動。在實心粘土磚牆上的支架根部不允許拔出來以後再塞進去使用，若原有脹錨螺栓位置不合適，必須在一定距離外重新打孔。室外機應固定在支架或混凝土板上。

5、室內、外機之間的管道長度不宜過長。一般不超過10m，高差不宜超過5m。室外機的安裝高度宜低於室內機；若室外機安裝高於室內機時，應考慮設置油彎以保證潤滑油能返回壓縮機。

6、冷凝水的排除應不影響下層用戶與污染建築物外表面。

7、房間空氣調節器應安裝在遠離暖氣片、火爐等熱源、及強光直射的位置，使用地點不應有強電磁干擾，也不要安裝在經常發生振動的位置，並需安裝牢固，以免影響機器的正常運轉和使用壽命。

8、房間空氣調節器的電源線和電氣控制線及其連接應符合GB 4706.32的有關要求，其互連電纜線和控制電纜線的接線端子應有清晰明了的對應標識，電源線與控制線相互間不應交叉、纏繞。

9、房間空氣調節器的雜訊應符合GB/T7725的要求。安裝后的空調器不得因安裝不良使其產生異常雜訊和震動。

10、房間空氣調節器的室外機組不應佔用公共人行道，沿道路兩側建築物安裝的空調器其安裝架底部（安裝架不影響公共通道時可按水平安裝面）距地面的距離應大於2.5m。

三、執行標準

產品標準

《房間空氣調節器》GB/T 7725-2004

《房間空氣調節器能效限定值及能源效率等級》GB 12021.3-2010

《家用和類似用途電器的安全 熱泵、空調器和除濕機的特殊要求》GB 4706.32-2004

工程標準

《房間空氣調節器安裝規範》G B17790-2008

四、相關標準圖集

《分體式空調器安裝》94K303