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热回收风冷冷热水设计讲解

热回收型风冷冷热水机组

设计安装培训手册

广州哈思空调有限公司技术部

二零零六年八月

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一、概述

中央空调是一个系统工程，它从前期的立项规划、设计选型、工程组织安装、系统调试、运行维护等几个方面决定最终使用效果。

任何一方面出现问题都会影响最终的使用效果。

所以说中央空调效果的好坏，决非空调主机性能单一方面的因素，它和工程方案设计、安装、调试等都有很大关联，一个好的中央空调产品，需要以上因素同时具备。

行话说：

中央空调项目“三分制造，七分安装”，可见安装方面所占的重要性。

目前的国内市场，由于安装不规范造成中央空调系统影响使用的案例举不胜举，造成的纠纷更是司空惯见。

所以说，规范安装，提高工程人员的技术水平，非常必要。

为了进一步拓展“哈思”空调的销售市场，树立“哈思”企业的良好市场形象，加强杜绝因安装过程不规范，造成对哈思品牌的不良影响，规范安装程序，为顾客提供优良的产品，制定本规范。

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二、中央热水空调系统的原理和组成

（一）、热回收风冷冷热水机组的工作原理

室外空调主机在消耗一定的电能的基础上，通过冷媒系统的逆卡诺循环，把载冷媒（水）的温度降低（制冷）或增高（供热），载冷媒（水）的温度降低或升高后，经水泵增压达到一定的流动速度后，携带冷、热量进入空调室内机组；再通过室内机组的风机循环室内空气，吸收空气中的热量或向室内空气传递热量，达到降低或升高室内空气的温度，实现制冷或供热的目的。

同时，把室内空气中的热量或冷量通过载冷、热媒（水）带到室外机组中，通过冷媒系统的卡诺循环，散发到室外空气中或卫生热水中（带热回收功能机组）。

至此实现整个循环过程。

1、制冷热回收工作原理图：

此制冷（含制冷+热水模式）模式中，四通阀不给电，空调按图示方向循环流动：

①、制冷模式：

热水水泵不运行，无制造热水功能；只是空调水泵运行，向室内风盘管供给

冷水，空调正常制冷；

②、制冷+热水模式：

热水水泵运行，机组制造热水；同时空调水泵运行，室内风盘管工作，

空调正常制冷；此模式在热回收上可实现半回收和全回收，半回收程序只能实现40-50%的免费热回收，全回收程序可实现100%的免费热回收。

四通阀

热水换热器

（板换）空调出水空调回水热水出水热水回水

φ12.7

φ19压缩机

φ19汽液分离器

φ19

空调换热器（板换）

节流装置

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2、制热、热水模式工作原理图：

1、此制热（含热水模式）模式中，四通阀给电，空调按图示方向循环流动：

①、制热模式：

热水水泵不运行，无制造热水功能；只是空调水泵运行，向室内风盘管提供

25～50℃的空调热水，空调正常制热；

②、制热+热水模式：

此模式优先热水功能，当T空调水温≥T设时，机组不工作；当T空

调水温＜T设且T热≤T设-5时，空调按热水模式运行：

压缩机、四通阀、外风机工作，热水泵运行,空调水泵停。

当T热≥T设，空调按制热模式运行：

停热水泵，开空调水泵。

此时热水泵按以下动作。

③、热水模式：

当T热≤T设-5时，压缩机、四通阀、外风机工作，热水泵运行,空调水泵

停。

机组停机。

（二）、系统的基本组成部分

风冷冷热水机组、风冷模块机组（含热回收型）的中央空调系统通常由以下几部分组成：

1、室外主机部分（产生冷、热源）；

2、室内机部分（向房间散发冷、热量）如：

风柜、风盘、空调箱等；3、冷冻水循环泵（为冷冻水提供循环动力）；

4、冷冻水管路系统（输送载冷介质的通道）包括：

管道、各种阀门、过滤器、软接、仪表、

节流装置

空调换热器

（板换）

φ19

汽液分离器

φ19

压缩机φ19φ12.7

热水出水

空调出水

热水换热器（板换）四通阀

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水处理装置、膨胀稳压装置等；

5、凝结水管路系统（把空调室内机组产生的凝结水集中排放的通道）；

6、风系统（输送新、排、循环空气的通道）包括：

风道、消声器、送风口、回风口、排风

口、新风口、风量调节阀；7、电器控制及配电系统。

如带热水功能还应包括以下部分：

1、热源部分（热回收机组）；

2、热水循环加热泵（为冷水循环加热提供循环动力）；

3、热水输送泵（把加热到温度的水输送到热水储存箱中备使用）；4、保温热水箱部分（加热水箱、储存水箱）；5、热水循环加热管网部分；

6、热水供水管网定压装置（定压水泵、稳压罐）；7、热水配水管网部分；

8、自控部分（压力、温度、水位、定时供水等）；

（三）、系统连接示意图

热回收风冷冷热水机系统示意图

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1、主机部分

2、空调室内机部分

3、热水箱部分

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三、设备的选型和配置

针对某一应用项目的空调及卫生热水系统，应从双方面综合考虑空调主机的选型，分清主次、恰当的组合，才能充分发挥出热水空调主机的效率，满足使用上的要求；另外，对管路系统、风道系统、热水系统和电器控制系统都应进行合理的搭配，以保证空调及卫生热水系统长期可靠地运行。

以下说明是本公司在工程设计及施工过程中总结的经验，提供给广大设计及施工人员参考，不详之处，欢迎读者指正。

（一）、主机容量的选择确定

选择主机总装机容量应从三个方面综合考虑，分别从夏季空调冷负荷、热水负荷，冬季空调暖负荷+热水负荷，取其中的最大值作为选择主机的装机容量。

另外，还应根据不同的使用场所，考虑不同使用系数的原则，尽量降低主机的总装机容量。

但是主机还应考虑备用性，以保证机组出现故障维修时不影响空调和热水的正常使用。

为保障机组的使用年限，机组每天的运行时间不宜过长，一般以10小时为好。

国内可分区进行机组的选择配置，可划分为：

A、B、C、D四个区域。

A区：

广东、广西、海南、福建、云南；

B区：

湖南、湖北、江西、贵州、浙江、上海、江苏（苏南、四川、重庆

C区：

河南、陕西、山东、江苏（苏北）、安徽；

D区：

其它区域。

1、对于A区域确定机组的装机容量可从以下几个方面确定并取其最大值：

（1）、从空调负荷方面考虑：

夏季空调制冷负荷很大，而冬季空调供热负荷相对很小（约

占冷负荷的30%），所以在确定主机容量时应以夏季制冷负荷为主确定总装机容量。

（2）、从卫生热水方面考虑：

热回收机组每天的运行时间可按10小时计算，根据使用场

所总的热水用量（水温为50℃）除单台机组10小时产水量，确定带热回收机组总

的数量。

（3）、如果用水量不是很大也可按如下方法确定：

当考虑冬季有供热要求时，主机的组合

可考虑70%带热回收或更多，30%为冷暖机；如不需要考虑冬季供热时也可配置成

100%带热回收或部分热回收。

2、对于B区域确定机组的装机容量可从以下几个方面确定并取其最大值：

：

（1）、夏季冷负荷大于冬季暖负荷（暖负荷约占冷负荷的50%），所以在确定主机容量时

应以冷负荷为主确定总装机容量。

（2）、从卫生热水方面考虑：

热回收机组每天的运行时间可按10小时计算，根据使用场

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所总的热水用量（水温为50℃）除单台机组10小时产水量，确定机组总的数量。

（3）、如果用水量不是很大也可按如下方法确定：

主机的组合可考虑50%带热回收或更多，

50%为冷暖机。

如热水用量比较大可考虑增加带热回机组的数量或全部带热回收，

运行使用时可优先制热水，热水达到温度后再转化为制热运行，但是，前提是要能

保证供热负荷的要求。

3、对于C区域：

冬季的供热负荷相对冷负荷的相对比例比较大，并且冬季室外温度会在零

下甚至接近-10℃，所以应考虑机组冬季运行时制热量的衰减问题，特别是化霜时对制热和生产热水的影响，在冬季应考虑辅助的加热设施（建议采用电辅加热方式），以弥补供热时热量不足的问题（在室外温度低于-5℃时，应考虑其它方式供应热水）。

机组的装机容量可以从以下几个方面考虑：

（1）、如夏季空调冷负荷大于冬季暖负荷和热水负荷之和，那么就以夏季空调冷负荷为主确定总的装机容量。

（2）、如冬季的暖负荷大于夏季冷负荷和热水负荷，那么就以冬季暖负荷为主确定总的装机容量。

（3）、如热水负荷为最大，那么就以热水负荷为主确定总的装机

4、对于D区域：

因冬季室外气温比较低，机组此时无法保证正常的制热和生产热水，所以

在设计时应以夏季冷负荷和热水负荷为主，机组能在夏季和过度季节保证制冷和供应热水就可以，冬季时采取其它的供热和供应热水方式。

（二）、空调水管系统设计

水管系统的功能是输配冷、热能量，满足末端设备或机组的负荷要求。

其配置原则应是：

具备足够的输送能力，经济合理的选择管材、管径以及水泵台数、型号、规格；具备良好的水力工况稳定性，重视并联环路间的阻力平衡；满足部分负荷时的调节要求；实现空调运行期间的节能运行要求；便于管理维护保养工作。

1、水管系统的几种形式

（1）、定水量系统和变水量系统：

从调节特征上分：

分为定水量系统和变水量系统。

定水量系统是通过改变供回水温差来适应房间的负荷变化要求，系统循环水量不变；变水量系统则是通过改变循环水量（供回水温度不变）来适应房间负荷变化要求。

在定水量系统中，负荷侧（末端设备或风机盘管机组）大部分采用三通阀进行调节；在变水量系统中，负荷侧（末端设备或风机盘管机组）大

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部分采用二通阀进行调节。

如图：

变水量系统

定水量系统

！

特别注意：

当采用变水量系统时，一定要在供、回水的主干管上加装压差旁通阀，以保证室外主机对水流量的运行要求。

（2）、同程式和异程式：

同程式系统的各并联中水的流程基本相同，既各环路的管路总长基本相等，阻力大致相等。

所以系统的水力稳定性好，流量分配均匀；

异程式系统管路配置简单，管材省，但是由于各并联环路的管路总长度不相等，存在着各环路间阻力不平衡现象，会导致流量分配不均匀，所以在设计水管时要采取适当的措施，使公共管路的阻力小一些，增大并联分支管路的阻力，在分支管路上安装流量调节装置。

2、水循环管路的设计

（1）、管路的布置尽量采用同程式系统，虽然初投资略有增加，但易于保持环路的水力稳定

性；

（2）、补水点和定压（膨胀）点选在循环水泵的吸水段上，膨胀水箱的容积按下式计算：

VP=a△tVSm3

其中：

VP—膨胀水箱有效容积（既由信号管到溢流管之间高差内的容积；

a—水的体积膨胀系数，a=0.0006，L/℃；

△t—最大的水温变化值，℃；

VS—系统内的水容量，m3，即系统中管道和设备内存水量的总和。

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膨胀水箱的配管布置

（3）、系统的补水应采取水处理措施，通常可采用高频电子水处理仪；（4）、管径的计算：

①、系统水流量的计算：

一般水流量范围（每千瓦）为0.04～0.06L/s,以每千瓦0.048

L/s为宜，如果水流量过低，不但会影响机组的效率，而且会对机组造成损害甚至冻坏换热器。

②、管径的确定：

确定循环水管径时应能保证输送的设计流量并使阻力损失和水流噪声

最小，以获得经济合理的效果。

管径计算公式为：

d=2（G/π.υ）1/2

d—管道的内径，㎜；G—管内水流量，m3/s；π—3.14；υ—管内水流量，m/s.一般推荐管内流速

（5）、水泵的选型

循环水泵是水系统的重要设备之一，它的功能是在水系统中起输送水的作用。

因此，设计中必须注意以下几点。

①、水泵的流量应能满足系统总循环流量的要求，取系统总流量的1.1倍；

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②、水泵的扬程应根据计算求得，计算公式为：

HP=hf+hd+hm;式中：

hf—水系统最不利环路沿程阻力损失，Pa;Hd—水系统最不利环路局部阻力损失，Pa;

Hm—水系统设备（空调机组、加热器、过滤器等）阻

力损失，Pa;

③、水泵应考虑一定的备用性，至少要有一台为备用泵；④、空调循环水泵的电源应从机组上接出，受主机控制。

3、凝结水管的设计

空调室内机在夏季运行时会产生凝结水，必须及时排走所产生的凝结水。

凝结水管设计时应注意以下几点要求：

（1）、凝结水管宜选用聚氯乙稀塑料管或镀锌管，凝结水管的外表面必须做保温层；

（2）、凝结水管坡度不宜小于0.01，且不允许有积水部位；

（3）、当凝结水盘位于机组内的负压区段时，凝结水盘的出水处必须设置水封以防止机组运行时排水不畅。

做法如图：

4、凝结水立管的顶部应设计通向大气的透气管；

（三）、卫生热水系统设计

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热水供应系统的选择，应根据使用要求、耗热量及用水点分布情况，结合热源条件确定。

1、热水用水定额、水温

（1）、热水用水定额：

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2、热水供应系统选择

（1）、集中非定时热水供应系统应设热水回水管道，其设置应符合下列要求：

①、热水供应系统应保证干管和立管中的热水循环；

②、要求随时取得不低于规定温度的热水建筑物，应保证支管中的热水循环，或有保证支管中热水温度的措施。

a循环管道应采用同程布置的方式，并设循环泵，采取机械循环。

b当给水管道的水压变化较大且用水点要求水压稳定时宜采用开式热水供应系统或

稳压措施。

c当卫生设备设有冷热水混合器或混合龙头时，冷、热水供应系统在配水点处应有相

近的水压。

d公共浴室淋浴器出水水温应稳定，并宜采取下列措施：

（2）、采用开式热水供应系统；

（3）、给水额定流量较大的用水设备的管道，应于淋浴配水管道分开；（4）、多于三个淋浴器的配水管道，宜布置成环形；

（5）、成组淋浴器的配水管道的沿程水头损失，当淋浴器少于或等于6个时，可采用每米不大于300Pa。

当淋浴器多于6个时，可采用每米不大于350Pa。

配水管径不宜变径，且其最小管径不得小于25㎜。

（6）、工业企业生活间和学校的淋浴室，宜采用单管热水供应系统，单管热水供应系统应有热水水温稳定的技术措施。

3、水的加热和储存

（1、加热设备：

①、因热回收机组大部分时间是靠回收空调余热得到卫生热水的，所以在配置机组容量

时，一定要考虑在空调低负荷时能保证热水的供应；另外，在非制冷期机组生产热水是靠吸收室外热量得到的，一定要考虑室外温度对机组制热水的影响因素。

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②、热回收机组是循环加热得到热水的，所以需要有提供水循环的动力即热水循环加热

泵。

热水循环泵的流量和扬程一定要满足加热水箱和机组之间的流量要求；机组

的循环热水温差一般不要大于5℃为好。

③、因热回收机组是循环式加热，加热时间相对比较长；为保障供水温度稳定，一般先

由加热水箱把水加热到温度后再输送到储热水箱中保存供使用。

所以加热水箱和

储热水箱应分开。

④、为了把加热水箱的定温水及时的输送到储热水箱中，应在加热水箱和储热水箱之间

应加输送泵，输送泵的单次工作时间一般不应大于10分钟，一般以5分钟时间为

宜。

（2）、集中热水供应系统的储水箱应根据日用热水小时变化曲线及加热设备的工作制度和供热能力以及自动温度控制装置等因素按积分曲线计算确定。

（3）、高位储水箱的设置高度（以水箱底计算）应保证最不利处的配水点所需水压。

（4）、冷水补给水管的设置，应符合下列要求：

a、冷水补给水管的管径，应按热水供应系统的秒流量确定；

b、冷水补给水管除供给加热设备、加热水箱、热水储水器外，不宜再供其它用水；

（5）热水箱应加盖，并应设溢流管、泄水管和引出室外的通气管。

热水箱溢流水位超

出冷水补水箱的水位高度，应按热水膨胀量计算。

泄水管、溢流管不得与排水管

道直接连接。

（6）热水储水箱应根据水质情况及使用要求采用耐腐蚀材料制作或在钢制罐体内表面

做衬、涂、镀防腐材料处理。

目前，普遍采用304材质的不锈钢板制作，保温材

料采用发泡的聚氨脂（厚度≥50㎜）。

（7、热水储水箱的储水量应能保证系统3小时的最大用水量要求。

（8、因热回收机组产生的热水在夏季是靠空调制冷运行时，回收余热得到的，为了充

分回收余热，起到节能、环保得到免费的热水，所以，热水箱的储水容积一般按一天的总用热水量计算。

（四、室内机组的容量选择：

配置空调室内机组的装机容量一定要大于室外主机的装机容量，这样才能充分发挥出室外主机的效率，一定要避免“大马拉小车”浪费的现象发生。

一般的情况下，可根据室内机组的不同时使用系数确定总的装机容量，常规一般按照主机装机容量的130%以上考虑。

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四、机组的安装要求

1、室内机安装要求：

①、室内机暗装时，在机组的接管侧应留有检修口，检修口尺寸应大于400×400㎜；②、室内机的接管侧，应有至少300㎜的安装维修空间；

③、室内机的进水管上，应安装过滤器，防止杂质堵塞机组换热管；

④、室内机组和风道连接时，为避免振动的传递应采用帆布接头；

⑤、室内机组的回风侧应加装过滤网，防止灰尘等堵塞机组表冷器影响换热效果；⑥、机组与风管、回风管或风口的连接，应严密、可靠；

⑦、室内机不得安装在其它电器的上方；

⑧、室内机组安装所要求的结构承重要求不应低于空调内机本身重量的4倍；

⑨、机组应设独立支、吊架，安装的位置、高度及坡度应正确、固定牢固；

⑩、机组安装前宜进行单机三速试运转及水压检漏试验。

试验压力为系统工作压力的

1.5倍，试验观察时间为2min，不渗漏为合格。

2、室外主机安装要求：

①、室外机组应安装在通风良好，避免西晒的场所；

②、室外机组应安装在专用的混凝土或钢底座上，并应采取必要的减振措施，以免振动

传到建筑物内部；

③、室外机组的周围应留大于500㎜的维修空间，便于日后的维修；

④、室外机组和水泵、管道连接时应加装隔振措施，避免传递振动。

3、水系统安装

（1）、支、吊架的安装

a、支、吊架的安装应平整牢固，与管道接触紧密。

管道与设备连接处，应设独立支、吊架；

b、冷（热）媒水系统管道的总、干管的支、吊架，应采用承重防晃管架；与设备连接的管道管架宜有减振措施。

当水平支管的管架采用单杆吊架时，应在管道起始点、阀门、三通、弯头及长度每隔15m设置承重防晃支、吊架；

c、无热位移的管道吊架，其吊杆应垂直安装；有热位移的，其吊杆应向热膨胀（或冷收缩）的反方向偏移安装，偏移量按计算确定；

d、滑动支架的滑动面应清洁、平整，其安装位置应从支承面中心向位置反方向偏移1/2位移值或符合设计文件规定；

f、竖井内的立管，每隔2~3层应设导向支架；

g、管道支、吊架的焊接应由合格持证焊工施焊，并不得有漏焊、欠焊或焊接裂纹等缺陷。

支架与管道焊接时，管道侧的咬边量，应小于0.1管壁厚。

（2）．管路的安装

a、管道的材料应按设计要求选择，设计无要求时，按标准规范确定；

b、管道的安装应横平、竖直，不能随意的弯曲，在管道的上弯处，应加装自动排气阀，

在管道的下弯处应加装泄水阀；

c、冷热水水平干管上应有大于2‰的坡度，供水干管坡向始端；回水干管坡向末端；d、水平干管的末端和立管的顶端应安装排气阀；

e、管道的水平管或立管上应按设计要求安装伸缩器；

f、循环水泵的进﹑出水管上，应安装减震接头﹑闸阀（或碟阀），水泵入口上必须装

有Y型过滤器；

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g、空调机组的进﹑出水管上，应安装减震接头﹑闸阀（或碟阀），进水管上必须装有Y

型过滤器，出水管上必须安装水流开关；

h、室内风机盘管的进、出水管上，要安装金属软接、铜闸阀、铜过滤器、电动三

（二）

通阀；

i、冷凝水管应有不小于1%，坡向排水口；

j、凝结水干管不得有下凹和上弯，以保证凝结水排放顺畅；

k、在空调机组的进出水管上应安装压力表和温度计，以利于检查机组的运行

态。

4、管路系统的冲洗及密闭性试验

a、管路系统安装好后，进行耐压实验，实验的压力根据设计要求确定，设计无要求时，

应保证系统最高点的压力大于或等于3kg/㎝2；

b、管路系统压力达到实验压力后，10分钟内压力下降小于0.02Mpa为合格；

c、试压合格后，对系统反复冲洗，直到水中不夹带泥砂﹑铁屑等杂质，且水色不浑浊

时为合格。

在冲洗前，应先除去过滤器的滤网，待冲洗工作后再装上。

管路冲洗时，水流不得经过所有空调、热水设备。

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5、管路的防腐及保温

a、管路系统试压合格后，非镀锌管道先除去表面铁锈，然后刷防锈底漆两遍，室外的

管道增刷面漆两遍；

b、管道上所有的焊缝处、支吊架应刷防锈漆两遍；

c、凝结水管可采用PEF或橡塑保温管，保温管厚度为：

δ=10㎜；

d、冷水管保温材料可采用橡塑保温管或PEF保温管保温，保温管厚度根据设计要求确

定，设计无要求时，保温层厚度不应小于20㎜；

e、保温层应紧贴管道，不得松动，所有保温层的接缝处应粘接严密；

f、保温管道外露时，保温层外表面应采取保护措施。

6、风管的制作要求：

a、风道采用镀锌钢板制作时，应采用咬口或铆接，不得采用影响其保护层防腐性能的焊接连接方

法；

材料的选择按下表：

钢板厚度规格（㎜）表：

1

b、防风管的本体、框架与固定材料、密封垫料必须为不燃材料，其耐火等级应符合设计的规定；c、合材料风管的履面材料必须为不燃材料，内部的绝热材料应为不燃或难燃B1级，且对人体无害

的材料；

d、风管的强度应能满足在1.5倍工作压力下接缝处无开裂；

e、板材拼接的咬口缝应错开，不得有十字型拼接缝；

f、风管法兰的螺栓孔和铆钉孔的孔距不得大于150㎜；

g、当风管上接有多个风口时，风口应有调节风量的措施；

h、风管的漏风量应小于0.1056P0.65，（P-风管系统的工作压力）。

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7、风道安装要求：

a、风管在穿过需要封闭的防火、防爆的墙体或楼板时，应设预埋管或防护套管，其钢板厚度不应小

于1.6㎜。

风管与防护套管之间，应用不燃且对人体无危害的柔性材料封堵；

b、风管内严禁其它管线穿越；

c、防火分区隔墙两侧的防火阀，距墙表面不应大于200㎜；

d、柔性短管的安装，应松紧适度，无明显扭曲；

e、风管上的调节阀门，应能保证其正常的使用功能，便于操作，方向应正确；

f、风管的连接应平直、不扭曲，位置应正确、无明显偏差；

g、风口与风管的连接应严密、牢固，与饰面相紧贴；

h、风管水平安装时，宽度小于400㎜，间距不应大于4m;大于400㎜，不应大于3m；

i、风管的支吊架应采取防腐处理；

j、机组的出风口和回风口和风道连接时，应采取软连接；

k、风量大于2500m3/h的机组，在出风侧应安装消声器。

8、风道的保温：

a、风管的绝热，应采用不燃或难燃材料，密度、规格、材质与厚度应符合设计要求；

b、电加热器前后800㎜的绝热层，应采用不燃材料；

c、绝热材料层应密实，无裂缝、空隙等缺陷；

d、绝热层的纵、横向的接缝应错开；

e、绝热层的接缝，应用胶粘带封严。

绝热层的厚度和材料应符合设计要求；

f、保温风道外露时，保温层的外表面应有保护层。

9、电器部分安装

a、电源的电压和频率必须符合机组的电压