【正文】 differ primarily in the type of pressor used. Absorption chillers utilize thermal energy (typically steam or bustion source) in an absorption cycle with either an ammoniawater or waterlithium bromide solution to produce chilled water. Overall System An estimated 86% of chillers are applied in multiple chiller arrangements like that shown in the figure (Bitondo and Tozzi, 1999). In chilled water systems, return water from the building is circulated through each chiller evaporator where it is cooled to an acceptable temperature (typically 4 to 7176。F). The chilled water is then distributed to watertoair heat exchangers spread throughout the facility. In these heat exchangers, air is cooled and dehumidified by the cold water. During the process, the chilled water increases in temperature and must be returned to the chiller(s). The chillers are watercooled chillers. Water is circulated through the condenser of each chiller where it absorbs heat energy rejected from the high pressure refrigerant. The water is then pumped to a cooling tower where the water is cooled through an evaporation process. Cooling towers are described in a later section. Chillers can also be air cooled. In this configuration, the condenserwould be a refrigeranttoair heat exchanger with air absorbing the heat energy rejected by the high pressure refrigerant. Chillers nominally range in capacities from 30 to 18,000 kW (8 to 5100 ton). Most chillers sold in the . are electric and utilize vapor pression refrigeration to produce chilled water. Compressors for these systems are either reciprocating, screw, scroll, or centrifugal in design. A small number of centrifugal chillers are sold that use either an internal bustion engine or steam drive instead of an electric motor to drive the pressor. The type of chiller used in a building depends on the application. For large office buildings or in chiller plants serving multiple buildings, centrifugal pressors are often used. In applications under 1000 kW (280 tons) cooling capacities, reciprocating or screw chillers may be more appropriate. In smaller applications, below 100 kW (30 tons), reciprocating or scroll chillers are typically used. Vapor Compression Chillers The nominal capacity ranges for the four types of electrically driven vapor pression 7 chillers. Each chiller derives its name from the type of pressor used in the chiller. The systems range in capacities from the smallest scroll (30 kW。 5000 tons).Chillers can utilize either an HCFC (R22 and R123) or HFC (R134a) refrigerant. The steady state efficiency of chillers is often stated as a ratio of the power input (in kW) to the chilling capacity (in tons). A capacity rating of one ton is equal to kW or 12,000 btu/h. With this measure of efficiency, the smaller number is better. centrifugal chillers are the most efficient。在 1970 年的美國， 36% 的住宅不是全空氣調(diào)節(jié)就是利用一個房間空調(diào)器冷卻；到 1997年，這一數(shù)字達到了 77%，在那年作的第一次市場調(diào)查表明，在美國有超過一半的住宅安裝了中央空調(diào) (人口普查局 , 1999)。中央空調(diào)在商業(yè)建筑物中也得到了快速的發(fā)展，從 1970年到 1995年，有空調(diào)的商業(yè)建筑物的百 分比從 54%增加到 73%(杰克森和詹森 ,1978)。 商業(yè)的建筑物從比較大的多層的辦公大樓到街角的便利商店，占地面積和類型差別很大，因此應用于這類建筑的設備類型比較多樣，對于比較大型的建筑物，空調(diào)設備設計是總系統(tǒng)設計的一部分，這部分包括如下項目：例如一個管道系統(tǒng)設計，空 氣分配系統(tǒng)設計，和冷卻塔設計等。居住的建筑物（即研究對象）被劃分成單獨的家庭或共有式公寓，應用于這些建筑物的冷卻設備通常都是標準化組裝的，由空調(diào)廠家進行設計尺寸和安裝。 蒸汽壓縮循環(huán) 雖然空調(diào)系統(tǒng)應用在建筑物中有較大的尺寸和多樣性 ,大多數(shù)的系統(tǒng)利用蒸汽壓縮循環(huán)來制取需要的冷量和除濕，這個循環(huán)也用于制冷和冰凍食物和汽車的空調(diào)，在 1834年，一個名叫 帕金斯 的人在倫敦 獲得了機械制冷系統(tǒng)的第一專利權，在 1857年，詹姆士和 賽博 生產(chǎn)出第一個有活力的商業(yè)系統(tǒng)，除了蒸汽壓縮循環(huán)之外 , 有兩種不常用的制冷方法在建筑物中被應用 : 吸收式循環(huán)和蒸發(fā)式冷卻，這些將在后面的章節(jié)中講到。 13 每個蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)中都有四大部件，它們是壓縮機、冷凝器、節(jié)流裝置和蒸發(fā)器。 冷凝器是一個熱交換器，用于將制冷劑的熱量傳遞到冷卻介質(zhì)中，制冷劑進入冷凝器變成過冷液體，用于冷凝器中的典型冷卻介質(zhì)是空氣和水，大多數(shù)住宅建筑的冷凝器中使用空氣作為冷卻介質(zhì)，而大型系統(tǒng)的冷凝器中采用水作為冷卻介質(zhì)。膨脹閥是一個節(jié)流的裝置，例如毛細管或有孔的短管，或一個活動的裝置，例如熱力膨脹閥或電子膨脹閥，膨脹閥的作用是到蒸發(fā)器中分流制冷劑以便當它到壓縮物吸入口的時候 , 制冷劑處于過熱狀 態(tài)，在膨脹閥的出口，制冷劑的溫度在介質(zhì) (空氣或水 ) 的溫度以下。蒸汽的形成要以一定的足夠速度被壓縮機排出以維持在蒸發(fā)器中低壓和保持循環(huán)進行。在一些應用中，利用這些廢熱向建筑物提供熱量是可能的，回收這些最高溫度為 65℃ (150176。 空調(diào)的制冷能力常用冷噸或千瓦 (千瓦 ) 來表示，冷噸是一個度量單位，它與制冰廠在 24小時內(nèi)使 1噸 (907 公斤 )的水結(jié)冰的能力有關，其值是 (12,000 Btu/hr)，空調(diào)的冷卻能力不要和產(chǎn)生冷量所需的電能相互混淆。 美國社會的供暖、制冷和空調(diào)工程師學會 (ASHRAE)有一個標準的限制系統(tǒng) (表 )用來區(qū)分制冷劑，許多流行的氟氯碳化物，氟氯碳氫化物和氟碳化物的制冷劑是在甲烷和乙烷的制冷劑系列中，因為鹵素元素的存在他們被叫作碳化鹵或鹵化的碳化氫，例如氟或氯。這種現(xiàn)象被稱溫度的移動，在大氣壓力下， R407 C的沸點 (沸騰 )是 – 44 176。 F)和一個凝結(jié)點 (露點 )是 – 37176。 F), 產(chǎn)生了 7176。 F)，一個 azeotropic 混合物的性能像單獨成份制冷劑那樣，它在不變的壓力下蒸發(fā)或冷凝它們的飽和溫度不會有少許變化。 F)，可以認為接近 azeotropic混合制冷劑。 A1組合是不燃燒的和最沒有毒的，而 B3組是易燃的和最有毒的，以空氣為媒介的制冷 劑最高安全限制是毒性，如果制冷劑在少于每百萬分之 400是無毒的，它是一個 A級制冷劑，如果對泄露少于每百萬分之 400是有毒的 ,那么該物質(zhì)被稱 B級制冷劑，這幾個級別表示制冷劑的易燃性，表 的最后一欄列出了常用的制冷劑的毒性和易燃的等級。在 A1中的制冷劑通常用在建筑空調(diào)設備方面的，包括 R11， R12， R22，R134a,和 R410A。在對氟氯碳化物的制造的禁令頒布之前 , R11和 R12已經(jīng)是冷卻設備的首選制冷劑，在已存在的系統(tǒng)維護中，現(xiàn)在這兩種制冷劑的使用已經(jīng)被限制，現(xiàn)在， R123 和 R134a都廣泛的用在新的冷卻設備中。然而， R123有 B1安全等級，這就意謂它有一個比較低的毒性而勝于 R134a，如果一個使用 R123冷卻設備在一 棟建筑物中被用，當使用這些或任何其他有毒的或易燃的制冷劑時候，標準 15(ASHRAE,1992) 提供安全預防的指導方針。從 2020開始， HCFCs的制造將會受到限制。 2020年之后， R22不允許生產(chǎn) (環(huán)保署 ,1993b)。然而，用R407C來替換 R22應該在和設備制造者商議之后才能進行，至少潤滑油和膨脹裝置將需要更換。使用 R410A的系統(tǒng)運作中，壓力大約比 R22高 50% (表 )；因此， R410A不能夠用于當作速凍制冷劑來替代 R22。作為制冷劑，氨有許多良好的品質(zhì)，例如，它有較高的比熱和高的導熱率，它的蒸發(fā)焓通常比那普遍使用的鹵化碳高 6到 8倍，而且氨和鹵化碳比較來看，它能提供更高的熱交換量，而且它能用在往復式和離心式壓縮機中。人們通常認為碳化氫制冷劑易燃且比較危險，但它在傳統(tǒng)的壓縮機中和有的工業(yè)設備中都可以被使用。目前，在美國沒有用二氧化碳或可燃的制冷劑的商業(yè)系統(tǒng)用于建筑部門。而且，由于制冷機組通常安裝在較大的建筑中，在同一年里，制冷機組冷卻了多于 28％的商用建筑的地板空間（ DOE， 1998）。前四種利用蒸汽壓縮式循環(huán)來制得冷凍水。吸收式制冷機在吸收循環(huán)中利用熱能（典型的是來自蒸汽或燃料燃燒）并利用氨－水或水－鋰溴化物制得冷凍水。在冷凍水系統(tǒng)中，建筑物的回水通過每個蒸發(fā)器循環(huán)流動，在蒸發(fā)器中，回水被冷卻到合意的溫度（典型的為 4～ 7℃－）（ 39～ 45℉）。在換熱器中，空氣被冷凍水冷卻和加濕。 制冷機組是冷水機組。接著，水用水泵打到冷卻塔中，水通過蒸發(fā)而降溫。冷凝器也可以是空冷式的。 制冷機組名義制冷量為 30～ 18000kw（ 8～ 5100tons）。在設計中， 這種系統(tǒng)所使用的壓縮機也有往復式、螺桿式、旋渦式和離心式。 在建筑中所使用的制冷機組類型根據(jù)應用場所來確定。在所需制冷量小于 1000kw（ 280tons）時，使用往復式或螺桿式制冷機組較合適。 蒸汽壓縮式制冷機 四種電啟動的蒸汽壓縮式制冷機組的名義制冷量范圍。各種系統(tǒng)的制冷能力范圍從最小的旋渦式（ 30kw， 8tons）到最大的離心式（ 18000kw， 5000tons）。制冷機的效率通常用輸入功（用 kw表示）與制冷量（用 tons 表示）的比值表示。用這種方法衡量效率，其數(shù)值越小越好。而往復式是這四種類型中效率最低的。只有在建筑物的最高熱負荷時，制冷機才在額定制冷量附近運行。圖 給出了往復式、螺桿式、旋渦式、帶葉片控制的離心式制冷機組、壓縮機頻繁啟動的制冷機組在滿負荷時的百分比下相應的效率（用 kw/ton 表示）。相反地，帶葉片控制的離心式的效率在負 荷為額定負荷的 60％以后是基本不變的 ,它的 kw/ton值隨百分