第二节 基本术语

一、制冷剂

制冷剂又称制冷工质，是制冷循环的工作介质。制冷剂在蒸发器内吸取被冷却对象的热量而蒸发，在冷凝器内将热量传递给周围的自然介质（空气或水），从而被冷凝成液体。制冷机借助于制冷剂的状态变化，从而达到制冷的目的。目前，能用做制冷剂的物质有80多种，最常用的是氨、氟利昂类以及水和少数碳氢化合物等。

变频空调器使用的制冷剂普遍有两种，一种是新制冷剂R410A，另一种就是制冷剂R22。制冷剂R22一般运用在各品牌价格定位较低端的产品上，它相对于新制冷剂在使用环保特性以及产品的稳定上都相对较弱，而新制冷剂R410A则是目前主流以及高端变频空调器采用的制冷剂。新制冷剂不含对臭氧层有破坏作用的氯原子，压力也比R22大，因此流速快，制冷更强劲。

二、制冷和制热量

制冷量又称冷量，是单位时间里由制冷机（家用空调器）从低温物体向高温物体所转移的热量。家用空调器铭牌标称的制冷量是名义制冷量，一般为室内温度27℃、室外温度35℃时的制冷量。若室内温度低于27℃、室外温度高于35℃时，其制冷量必然低于名义制冷量。国家标准规定，实测制冷量，允许不低于铭牌标称制冷量的95%。

国际单位制（SI）规定，制冷量的单位为瓦（W）或千瓦（kW）。目前制冷量的非许用单位还用千卡/时（kca1/h）来表示。在国外，一些国家制冷量的单位还用冷吨来表示，1冷吨是指1吨0℃的水在24h内冻结成0℃的冰所需的制冷量。

单位时间内由家用空调器产生的热量（电热型）或家用空调器从外界吸热后向室内输送的热量（热泵型）称为制热量。制热量是热泵型或电热型家用空调器的主要性能指标，其含义与制冷量相似。

三、能效比

家用空调器的制冷量与所耗功率之比称为能效比，又称为制冷系数或性能系数，英文缩写为COP。它是表示制冷效率的能耗指标，在家用空调器的铭牌或说明书上一般标出该系数。

制冷系数常以符号“ε”表示，它是制冷系统（制冷机）的一项重要技术经济指标。制冷系数越大，表示制冷系统（制冷机）能源利用效率就越高。这是与制冷剂种类及运行工作条件有关的一个系数，理论上的制冷系数可达2.5～5。由于这一参数是用相同单位的输入和输出的比值来表示的，因此为一个无量纲数。吸收式或蒸气喷射式制冷机中采用热力系数表示这一特性，与制冷系数含义是一致的。

在美国还采用EER（Energy Efficiency Ratio）表示制冷量与所耗功率之比，国内技术界称为能源利用系数，定义为在规定条件下制冷量（单位为BTU/h）与总的输入电功率（单位为W）的比值，含义上也是一致的。

四、功率、风量和噪声

功率是指家用空调器的实际消耗功率，即家用空调器在规定工况下进行性能测试时所测量出的空调器消耗总功率。在产品的铭牌或说明书上，一般均标注为家用空调器的输入功率。

家用空调器的风量是指室内蒸发器的循环风量，该指标由设计部门确定，国家标准没有具体规定。由于风量与蒸发器面积有关，因此不同厂家生产的相同制冷量的家用空调器的风量不一定相同。

家用空调器的噪声分为室内的蒸发机组噪声和室外的冷凝机组噪声，一般室内机组噪声比室外机组噪声低。这是因为室外机组噪声来源于压缩机和风机两种噪声，而室内组噪声来源于风机气流声和电动机电磁噪声。

五、匹数

空调匹数是指输入功率和制冷量级数，包括压缩机、风扇电动机及电控部分。制冷量以输出功率计算。

一般来说，1匹的制冷量大致为2000大卡，换算成国际标准单位应乘以1.162（1000W=860大卡、1大卡=1.162W），故1匹的制冷量应为2000×1.162=2324W。根据此情况，则大致能判断空调的匹数和制冷量的对应关系，一般情况下，2200～2600W都可称为1匹，3200～3600W可称为1.5匹，4500～5100W可称为2匹。未在这些数值范围内的，则相应的用大、小来表示，如大1匹，小2匹等。

六、压力和压强

垂直作用于物体单位面积上的力称为压强，用P表示。在国际单位制（SI）中，压强的单位是帕斯卡（以法国物理学家帕斯卡的名字命名的），简称帕（Pa），1Pa=1N/m²，即牛/米²。也就是说，当作用于1m²面积上的力为1N时压强就是1Pa。

压强的常用单位还有巴（bar）、托（Torr）、标准大气压（atm）、千克力/厘米²（kgf/cm²）、毫米汞柱（mmHg）等。在工程技术领域，习惯上又称压强为压力，这时的压力不表示力，而是表示垂直作用于物体单位面积上的力，也就是单位面积上的作用力，其方向总是与物体的接触面垂直。在物理学中，为避免作用力和单位面积上的作用力相混淆，一般不用压力来表示压强。

七、气压

气压即大气压强，是指大气施加于单位面积上的力。通俗地讲，气压就是指该地单位面积垂直向上延伸到大气层顶部的空气柱的总重量。例如气压为760mmHg，就是表示当时的大气压强与760mm高度的汞柱所产生的压强相等。

气压的单位有帕（Pa）、兆帕（MPa）、千帕（kPa）、毫米汞柱（mmHg）、毫米水柱（mmH₂O）和巴（bar）、千克力每平方厘米（kgf/cm²）、标准大气压（atm）、工程大气压（at）、托（Torr）、磅/英寸²（PSI，全称为Pounds per square inch，英制气压单位）几种，常用单位有帕、巴和标准大气压，其中法定计量单位为帕（Pa）。通常把温度为0℃、纬度为45°的海平面上的气压作为标准情况时的气压，称为1atm，其值为760mmHg，其换算关系为：

八、温度

物体有冷有热，物体的冷热程度用温度来表示，用它可描述制冷系统的状态参量。

温度最常见的标定方式为摄氏温标，用符号t表示，单位为“℃”。在制冷工程计算中，也常使用绝对温标，也称热力学温标，用符号T表示，单位为K（开尔文，简称开）。绝对温标的分离间隔与摄氏温标相同，即摄氏温差1℃就是绝对温差1K，而绝对温度零度（0K）约等于-273℃，两种温度之间的换算关系为

T≈t+273.15

九、热量

在热传递过程中，由于温度差的存在，物体（系统）吸收或放出能量的多少叫做热量。常用Q表示，它是物体在状态发生变化的过程中内能转换和变化的一个量度，是热学中最重要的概念之一，也是量度系统内能变化的物理量。

热传递的条件是系统间必须有温度差，参加热交换的不同温度的物体（或系统）之间，热量总是由高温物体（或系统）向低温物体（或系统）传递的，直到两个物体的温度相同，达到热的平衡为止。即使在等温过程中，物体间温度也不断出现微小的差别，通过热量传递而不断达到新的平衡。

在国际单位制中，热量的单位是焦耳（J）或千焦耳（kJ），1kJ=1000J。工程上根据传统使用习惯还用卡（ca1）或大卡（kca1）做热量单位。它们的换算关系是

1J=1N·m（牛顿·米）=0.2389ca1=2.389×10^-4kca1

1大卡=4186.8J

十、节流与传热

流体在管道中流动，通过阀门、孔板等设备时，由于截面突然缩小，会产生局部阻力，使流体的压力降低，这种现象称为节流现象。如果流体此时与外界没有热交换，则称为绝热节流，或简称为节流。

热能的传递过程称为传热过程。根据物理过程的不同，传热的方式有热传导、热对流和热辐射三种。在制冷技术中，热量传递的各种基本方式往往是同时存在的。

十一、物态变化

自然界中的物质以三种状态（聚集态）存在，即固体、液体和气体。物质由一种状态变成另一种状态，叫做物态变化。这表明不同的条件下，同一种物质可以固态、液态或气态出现，如图1-4所示。

1.熔解和凝固

物质由固态变成液态的过程称为熔解，物质由液态变成固态的过程称为凝固。熔解过程中，物质吸收热量；凝固过程中，物质放出热量。固体熔解时的温度叫做熔点，液体凝固时的温度叫做凝固点。同一物质的凝固点与它的熔点相同。

图1-4 物态变化示意图

2.汽化和液化

物质从液态变成气态的现象叫做汽化，它有蒸发和沸腾两种方式。蒸发就是在任何温度下都能进行的，发生在液体表面的汽化现象；沸腾就是剧烈汽化在液体表面和内部同时进行的过程，它只能在一定的温度下才能发生，该温度称为沸点。随着外界压强的增大而升高。液体在汽化时，要吸收热量。

物质从气态变成液态的过程叫做液化（又称凝结），它是汽化的相反过程。气体的液化温度跟压强有关系，气体的压强越大，它的液化温度就越高。气体在液化时，要放出热量。

3.升华和凝华

物质从固态直接变成气态叫做升华，物质从气态直接变成固态叫做凝华。物质在升华过程中要吸收热量，在凝华过程中要放出热量。

十二、人工制冷或制热

所谓人工制冷或制热，就是以消耗机械能或其他形式的能量为代价，使某一空间及物体达到并保持所需的低温或高温。人工制冷或制热所用的设备，叫做制冷或制热装置（制冷或制热系统）。

实现人工制冷的方法很多，工程上常用的有压缩式制冷、吸收式制冷、半导体制冷等制冷方法。其中，压缩式制冷是目前应用最广泛的一种制冷方式。该制冷方式采用的装置通常由压缩机、热交换设备和节流机构等组成，这种技术装置称为制冷装置。

十三、冷冻油

冷冻油就是在制冷压缩机中的润滑油，也可以称为冷冻机油，如图1-5所示。在压缩机中，冷冻油主要起润滑、密封、降温以及能量调节四个方面的作用。冷冻油的品种、规格及数量是否合适，对系统的制冷效果及压缩机的寿命都有极大的影响。

图1-5 冷冻油

十四、珀尔帖效应

若两种不同的导体相连，并串联在具有一定直流电流的回路中，此时在两导体的连接处会产生吸热和放热现象，这种现象称为珀尔帖效应。当电流方向改变时，原来的吸热端会变成放热端，原来的放热端会变成吸热端。同时，所吸收和放出的热量只与两种导体的性质和连接处温度有关，而与导体的其他部分无关。由于半导体是采用两种不同的材料连结在一起，故可利用半导体的珀尔帖效应产生吸热和放热现象，半导体制冷空调器扇即是利用这一原理制成的。

十五、半导体制冷技术

利用半导体的珀尔帖效应，在其两端形成温差来实现制冷，就是半导体制冷技术。图1-6为半导体制冷工作原理示意图。P型半导体与N型半导体用铜连接片焊接成一个温差电对，再串联一个直流电源，回路中便有电流产生。于是在热端产生热量Q₁，在冷端吸收热量Q₂，利用Q₂的制冷量可实现制冷。为了使制冷器件持续工作，必须不断地将热端所产生的热量移走，保持其温度不升高，为此设置了散热器，利用串联在电路中的可变电阻来控制制冷能力。

以上是一个温差电对的制冷原理，实际应用时常常将若干个相同的温差电对并联连接以增加制冷量；还可将多个温差电对串联起来，做成多级，即把前一级的冷端作为下一级的热端。目前已有四级温差电对串联应用的制冷器件，温差可达80～120℃。

图1-6 半导体制冷工作原理示意图

复叠式制冷装置是使用两种或两种以上的制冷剂，由两个或两个以上的单级压缩制冷循环组成的低温制冷机，它适用于-70～-130℃的低温装置。

复叠式制冷循环主要由高温部分和低温部分两个完整的制冷系统组成。高温部分使用中温制冷剂，低温部分使用低温制冷剂。高温部分系统中制冷剂的蒸发用来使低温部分系统中制冷剂冷凝，用一个冷凝蒸发器将两部分联系起来，它既是高温部分的蒸发器，又是低温部分的冷凝器。低温部分的制冷剂在蒸发器内向被冷却对象吸取热量（即制取冷量），并将此热量传给高温部分制冷剂，然后再由高温部分制冷剂将热量传给冷却介质（水或空气）。图1-7是由两个单级压缩系统组成的最简单的复叠式制冷循环系统原理示意图。

图1-7 复叠式制冷循环系统原理示意图

十六、抽真空

抽真空就是用真空泵将空调的密封管道内的空气抽出，使之达到一定的真空状态。抽真空的目的是将系统内的残余制冷剂抽出，彻底排出系统内的水分和不凝缩气体，防止系统内发生冰堵。