暖通空调基础知识.docx

1、暖通空调基础知识1.11、家用中央空调分类和工作原理 风管机 一台定频室外机，一台定频室内机，通过风管把冷热风送至每个房间，可方便将室外新风引入；对空气进行加湿等集中处理也较容易，是廉价的机器，设计合理每个房间的噪声仅增加13分贝，卧室不必吊顶，每个房间在可高于主温控器设定的温度以上，对温度进行控制；可以有一定比例的能量转移，达到节能及加快空调冷热速度的效果。 室内机局部噪声较大，根据现场不同的安装条件，实测在4252分贝之间，对设计及安装要求很专业。 一拖多机组 (1)定频多联机 把分体空调集中到一个室外机中，最多一拖三里面有三台压缩机，冷媒系统各自独立；把明装壁挂室内机改变成暗藏式；引进新

2、风困难，是分体空调的一种变形，卧室内风机噪音由低到高要增加714分贝，最高达50分贝。每个卧室需增加长1.2m以上，宽0.6m，高0.3m的吊顶，另需设检修孔；每个内机都需有冷凝水排放的管路。 冷媒系统独立，但电路部分的有共用点；如发生外风机，外机温度探头、压力保护或电器局部短路等故障时，整套机器将无法运行。 (2)定、变频一拖多 其中有12台变频压缩机或另加1台定频压缩机，电路上有射频干扰，对电脑有影响。检修孔新风引入吊顶与冷凝水与多联机相同；对氟管的分支器要求设计合理；对上，下层共用1台机器，管路要求更高；较易在全开启时出现末端内机效果太差的情况。 冷热水机 定频冷热水机或变频冷热水机 大

3、型中央空调的缩小，冷凝器由水冷变成风冷；用水泵将冷热水送至风机盘管。引入新风、检修孔、吊顶冷凝水排放、噪声指标与多联机相同。但又增加了冷热水管；由于温度差很大，密封问题突出，出现漏水对装潢的破坏较大。另外大型中央空调蒸发器都定时清理和酸洗；家用冷热水机对此还无良策，长期使用冷热交换器的效率将大打折扣。如能与中央水处理系统相结合，可克服上述难点。 单独房间使用空调，其它房间风机盘管有冷热水管流过，也会产生能耗；现较流行采用电磁水阀来关闭水路；除去造价上的因素外；还会使局部水流速过高，产生噪声的问题。 2. 户式的工作原理 1冷(热)水机组的基本工作过程是：室外的制冷机组对冷(热)媒水进行制冷降温

4、(或加热升温)，然后由水泵将降温后的冷媒(热)水输送到安装在室内的风机盘管机组中，由风机盘管机组采取就地回风的方式与室内空气进行热交换实现对室内空气处理的目的。 2风管(道)式机组的基本工作过程是：供冷时，室外的制冷机组吸收来自室内机组的制冷剂蒸气经压缩、冷凝后向各室内机组输送液体制冷剂。供热时，室外的制冷机组吸收来自冷凝器的制冷剂蒸气经压缩后向各室内机组输送汽体制冷剂，室内机组通过布置在天花板上的回风口将空气吸入，进行热交换后送入安装在室内各房间天花板中的风管(道)内，并通过出风口上的散流器向室内各房间输送空气。在风管(道)上设计有新风门和排风门，可以按一定比例置换空气，以保证室内空气的质量

5、。 3变频一拖多机组的基本工作过程是：供冷时，室外的制冷机组吸收来自室内机组的制冷剂蒸气经压缩、冷凝后向各室内机组输送液体制冷剂。供热时，室外的制冷机组吸收来自冷凝器的制冷剂蒸气经压缩后向各室内机组输送汽体制冷剂。各室内机组通过暗装的方式布置在天花板上。通过其回风口将空气吸入，进行热交换后送入，再从送风口将处理后的空气采取就地回风的方式送回室内。 机组在能量调节方式上由微电脑控制，室外机组的变频式压缩机根据室内冷热负荷的变化，自动调节压缩机的工作状态，以满足室内冷热负荷的要求。 2、组合式空调机组原理 组合式空调机组本身不带冷、热源，是以冷、热水或蒸汽为媒介，用以完成对空气的过滤、加热、冷却、

6、加湿、消声、热回收、新风处理和新、回风混合等功能的箱体组合式机组。比如二次回风系统中组装式空调机组的处理过程：新风通过过滤器过滤滤去尘埃和杂物，经一次加热后进入喷水室进行湿热处理，降温除湿后接着与二次回风进行混合。混合后的空气经二次加热器加热到规定的送风状态点，由送风机经消声器降噪，最后送入室内。由室内排出的空气经回风管道内设置的消声器降噪，由回风机将一部分空气排除出系统，其余部分作为回风加以利用。一次回风量和二次回风量由各自的回风阀开度来控制。实际工程中组合式空调机组的组成由各自的工艺的处理要求而定。 组合式空调机组就是拼装式空调。有的自带制冷系统，有的自己不带制冷系统（有表冷器），完成所要

7、求的空气处理过程，必须组合过滤、冷却、除湿，加湿等工作段。 3、地源热泵中央空调机组工作原理 地源热泵技术是利用地球表层的土壤(岩石)和水体(地下水、海洋、河流和湖泊等)吸收太阳能和地热能而形成的低位热能资源，并采用热泵原理，通过少量的电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。 在中央空调系统中热泵机组可以实现一机三用的功能，即冬季以冷凝器放出热量来供热采暖，夏季以蒸发器吸收热量来制冷，四季可以通过冷凝器端的热量制备生活热水，并且夏季以制冷为目的时制备热水可以认为是免费的。 地源热泵中央空调机组，是一项高效节能型、环保型并能实现可持续发展的新技术，它既不会污染地下水，又不会影响地面沉降。

8、 任何一种设备都有其工作温度范围，人也是如此，环境温度超过人类的生存范围，人也无法生存。空调与制冷系统也是如此。空调系统的温度工作范围，在夏季制冷时，冷凝器（室外机）的冷凝温度是42；冬季制热时，蒸发器（室内机）的蒸发温度是-5。超过这个这个温度范围，夏季时制冷效率降低，冬季时，制热效率降低。这就是为什么空调为什么不适合北方冬季制热的原理。 众所周知夏季环境空气温度高于当地的地下水、地表水、土壤的温度，冬季环境温度低于当地的地下水、地表水、土壤的温度。土壤相当一个冷热源的蓄能器，地下越深，恒温效果越好。在地下十米以下，无论冬季或夏季，地下温度都能保持在13左右不变。 因此，夏季地源热泵空调系统

9、制冷时用地下水将冷凝器冷却；冬季地源热泵空调系统制热时用地下水将蒸发器升温，这样，不仅提高了空调系统的工作效率，同时也提高了空调的制冷热的效果，更主要的是也节省了能源。据我们的经验，设计安装良好的地源热泵，平均可以节省用户30%40%的冬季采暖或夏季制冷空调运行费用。 土壤源热泵空调也叫地源热泵空调，就是在地下埋设管道作为换热器，管道与热泵机组连接形成闭式环路，管道中有液体流动通过循环将热泵机组的凝结热通过管道散入地下（供冷工况），或从大地吸取热量供给热泵机组向建筑物供热（供热工况）。 土壤源热泵换热器有多种形式，如水平埋管、竖直埋管等。这两种埋管型式各有自身的特点和应用环境。在中国采用竖直埋

10、管更显示出其优越性：节约用地面积，换热性能好，可安装在建筑物基础、道路、绿地、广场、操场等下面而不影响上部的使用功能，甚至可在建筑物桩基中设置埋管，见缝插针充分利用可利用的土地面积。 一套地源热泵空调系统既可供暖，又可制冷，还可以制备生活热水，一机三用。对于同时有供热和供冷需求的建筑物，地源热泵有着明显的优点。4、中央空调设计基础知识 水系统分类 开式循环的优点: 冷水箱有一定的蓄冷能力，可以减少冷冻机的开启时间，增加能量调节能力，且冷水温度的波动可以小一些。 开式循环的缺点是： 1冷水与大气接触，循环水中含氧量高，宜腐蚀管路。 2末端设备（喷水池、表冷器）与冷冻站高差较大时，水泵则须克服高差

11、造成的静水压力，增加耗电量。 3如果喷水池较低，不能直接自流回到冷冻站时，则需增加回水池和回水泵。 4如果采用自流回水，回水的管径较大，会增加投资。 闭式循环的优点： 1由于管路不与大气相接触，管道与设备不宜腐蚀。 2不需为高处设备提供的静水压力，循环水泵的压力低，从而水泵的功率相对较小。 3由于没有回水箱、不需重力回水、回水不需另设水泵等，因而投资省、系统简单。 闭式循环的缺点： 1蓄冷能力小，低负荷时，冷冻机也需经常开动。 2膨胀水箱的补水有时需要另设加压水泵。 水系统管道设计 两管制：冷水系统和热水系统采用相同的供水管和回水管，只有一供一回两根水管的系统。 优点：两管制系统简单，施工方便

12、； 缺点：不能用于同时需要供冷和供热的场所。 三管制：分别设置供冷管路、供热管路、换热设备管路三根水管；其冷水与热水的回水关共用。 优点：三管制系统能够同时满足供冷和供热的要求，管路系统较四管制简单； 缺点：比两管制复杂，投资也比较高，且存在冷、热回水的混合损失。 四管制：冷水和热水的系统完全单独设置供水管和回水管，可以满足高质量空调环境的要求。 优点：四管制系统能够同时满足供冷和供热的要求，并且配合末端设备能够实现室内温度和湿度精确控制的要求；由于冷水和热水在管路和末端设备中完全分离，有助于系统的稳定运行和减小设备的腐蚀；缺点：初投资高，管路布置复杂。 水系统同程异程式 同程式系统：经过每一

13、并联环路的管长基本相等，如果通过每米长管路的阻力损失接近相等，则管网的阻力不需调节即可保持平衡。 优点：同程式系统中系统的水力稳定性好，各设备间的水量分配均衡，调节方便。 缺点：同程式系统由于采用回程管，管道的长度增加，水阻力增大，使水泵的能耗增加，并且增加了初投资。 异程式系统：经过每一并联环路的管长均不相等。 优点：异程式系统简单，耗用管材少，施工难度小。 缺点：采用异程式的系统，各并联环路管长不等，常在每一个并联支路上安装流量调节装置。 冷凝水系统的设计 风机盘管机组、整体式空调器、组合式空调机组等运行过程中产生的冷凝水，必须及 时予以排走。 1、冷凝水管的布置 若邻近有下水管或地沟时，

14、可用冷凝水管将空调器接水盘所接的凝结水排放至邻近的下水管中或地沟内。 若相邻近的多台空调器距下水管或地沟较远，可用冷凝水干管将各台空调器的冷凝 水支管和下水管或地沟连接起来。 2、冷凝水管管径的确定 直接和空调器接水盘连接的冷凝水支管的管径应与接水盘接管管径一致（可从产品 样本中查得）。 需设冷凝水干管时，某段干管的管径可依据与该管段连接的空调器总冷量 (KW)按 下表查得。 3、冷凝水管保温 所有冷凝水管都应保温，以防冷凝水管温度低于局部空气露点温度时，其表面结露滴水。 采用带有网络线铝箔贴面的玻璃棉保温时，保温层厚度可取25mm。 冷凝水干管管径选择 干管承担冷量 (KW) 干管公称直径D

15、N(mm) 干管承担冷量 (KW) 干管公称直径DN(mm) 7 7.117.6 17.7100 101176 20 25 32 40 177598 5991055 10561512 151312462 12462kW 50 80 100 125 150 说明：DN=15mm的管道不推荐使用。立管的公称直径，应与同等负荷的水平干管的公称直径相同。 4、冷凝水管设计注意事项 沿水流方向，水平管道应保持不小于千分之一的坡度；且不允许有积水部位。 当冷凝水盘位于机组负压区段时，凝水盘的出水口处必须设置水封，水封的高度应比 凝水盘处的负压（相当于水柱高度）大50左右。水封的出口，应与大气相通。 采用聚

16、氯乙烯塑料管时，一般可以不必进行防结露的保温和隔汽处理。 采用镀锌钢管时，通常应设置保温层。 冷凝水立管的顶部，应设计通向大气的透气管。 设计和布置冷凝水管路时，必须认真考虑定期冲洗的可能性，并应设计安排必要的设施。 风管的布置 通过风管可将各个送风口和回风口连接起来，提供一个空气流动的渠道，风管的布置 应在气流组织及风口位置确定下来以后进行。 布置风管要考虑以下因素： 尽量缩短管线，减少分支管线，避免复杂的局部构件，以节省材料和减小系统阻力。 要便于施工和检修，恰当处理与空调水、消防水管道系统及其他管道系统在布置上可能 遇到的矛盾。 下图的a和b为相同房间、相同送风口的两种风管布置形式。对比

17、可知，a比b的管线要长，分支管线和局部构件也较多，因此，b优于a。 气流组织 房间内合理的气流组织主要取决于送风口的形式和位置。目前，常见的气流组织形式有： 侧送风侧送风如图a所示，侧板送风是目前常用的气流组织形式。风道位于房间上部，沿墙敷设，在风道的一侧或两侧开送风口。可以上送风，上回风，也可以上送风，下回风。 它的特点是风口应贴顶布置，形成贴附式射流，回风区进行热交换。回风口设在送风口的同侧，风速为25m/s。冬季送热风时，调节百叶窗使气流向斜下方射出。 散流器送风散流器送风可以进行平送和侧送。它也是在空气回流区进行热交换。射流和回流流程较短，通常沿顶栅形成贴附式射流时效果较好。它适用于设

18、置顶栅的房间。 条缝送风通过条缝形送风口进行送风，其射程较短。温差和速度变化较快，适用于散热量较大只求降温的房间，例如纺织厂、高级公共民用建筑等都有采用条缝送风。 喷口送风经热、湿处理的空气由房间一侧的几个喷口高速喷出，渡过一定的距离后返回。工作区处于回流过程中，这种送风方式风速高，射程远，速度、温度衰减缓慢，温度分布均匀。适用于大型体育馆、礼堂、剧院及高大厂房等公共建筑中。 孔板送风利用顶栅上面的空间作为静压箱。在压力的作用下，空气通过金属板上的小孔进入室内。回风口设在房间下部。孔板送时，射流的扩散及室内空气混合速度较快，因此工作区内空气温度和流速都比较稳定，适用于对区域温差和工作区风速要求

19、严格，室温允许波动较小的场合。 排风方式 1、 自然排风 在卫生条件要求较低的建筑中，可以采用。但这种方式不稳定，易受干扰，有时会发生倒灌现象，也不能放火。 2、 机械排风 在卫生标准要求较高的高层住宅宾馆客房高级写字间等,通常在每一卫生间均装设排风扇和放火阀，通过风道排到屋顶，在屋顶设一台引风机，排风扇与引风机连锁，只要有一台排风扇开启，引风机就启动。 3、 混合排风 在每一卫生间均装设排风扇和放火阀，通过风道排到排风竖井，然后通过自然排风。 典型场所的排风： 公共场所的排风 设置较大风量的排风机或数个小风量的排风机。 宾馆饭店中客房的排风 一般客房卫生间均由土建或装修单位装设排风机排除污浊

20、空气。高级豪华套间的会客室需单独设置排风装置。 KTV间的排风 KTV间一般分隔为较小的单间，并要做好隔音防止产生共鸣，避免宾客演唱时互相干扰。因此KTV间的排风设施一般须安装消声排风管道，并要设有防止倒风装置。 桑拿浴、蒸汽浴室和游泳管的排风 桑拿浴、蒸汽浴室和游泳管的空气潮湿且温度高，必须设置排风装置定期以较大的风量排放室内空气，或长期以较小风量排放室内空气。排风装置应选用防潮防爆电机驱动的低噪音排风机。 厨房与公用卫生间的排风 宜采用机械排风方式，排风装置应具备防止倒流作用。 5、中央空调风机盘管分类 风机盘管是中央空调系统中广泛使用的末端设备，规范的全称是中央空调风机盘管机组，可简单分

21、类如下： 中央空调风机盘管按照形式分为：卧式暗装、卧式明装、立式暗装、立式明装、卡式五种； 卧式风机盘管按照厚度可以分成：超薄型、普通型； 卡式风机盘管按照有无冷凝水泵可以分成：普通型、豪华型； 中央空调风机盘管根据机组静压大小可以分成：0Pa、12Pa、30Pa、50Pa、80Pa等，这里是指机外静压； 中央空调风机盘管按照排管数量可以分成：两排管、三排管； 还有两管制和四管制之分：两管制即普通风机盘管夏季走冷水制冷，冬季走热水制热；四管制风机盘管多用于一些比较豪华场所，可以同时走热水和冷水，即可以根据需要有的房间制冷，有的房间取暖。 风机盘管的选用要注意的：在国外风机盘管样本中，一般会给出

22、不同机外静压下的风量及供冷量，以方便用户选用。有些国外简明样本虽然仅给出名义风量，但其含义不同于我国标准规定，其一般是指一定机外静压下的风量值，所以名义风量相近的国外风机盘管，风量会比国产机组高出2050。 同样需要强调的是，使用国外简明样本时，须注意国外各公司往往执行不同的标准，名义风量的含义也会存在某些差异。所以选用时，最好依据数据齐全的最新样本，或要求供货厂家提供产品在不同机外静压下的风量及冷量值，以确定可靠性。 开发研制多种类型风机盘管： 选择风机盘管机组，除供冷量满足计算冷负荷要求外，还要求满足其显热量和潜热量的匹配满足房间热湿比的要求；风量则须满足送风温差、换气次数及气流组织等使用

23、要求。随着风机盘管机组的应用范围不断扩大，其所服务的空调房间的类型差别也会越来越大。不同性质、不同使用要求的空调房间，热湿比是不一样的，冷量的风量的匹配不应是一成不变的。即使空调要求和净容积相同的房间，因气象条件、朝向或围护结构等差异，也会导致冷负荷的不同，显然须使同不同结构特性的风机盘管，才能满足房间的不同需求。而目前使用的风机盘管，多数是三排管，每排8根管的同一种形式，显然是不能满足不同房间要求的。即使冷负荷满足要求，也有可能导致低负荷房间因风量和换气次数不足而造成室温梯度和波动幅度过大，降低空调精度和舒适性；如果使用相同风量的机组，又可能造成高负荷房间因供冷不足而无法保证温、湿度要求。所

24、以不同使用条件和要求的空调房间，应分别选用不同类型的风机盘管。 有的专家提倡发展两排风机盘管，认为可以减少送风温差、增加换气次数，有助于提高空调精度和舒适性。同样供冷量下，采用小温差、大风量送风，会取得比大温差、小风量送风更佳的空调效果；盘管采用多种水路设计。目前我国生产的三排管盘管，不论长短，都采用相同的三进三出水路。为了降低水阻力、提高供冷量，不同长度的盘管须采用不同的水路设计。如开利的28盘管，则分别采用了二进二出、三进三出和四进四出三种不同水路。这些设想其本质是满足房间的不同处理要求，具体选择都要视应用场合而定。 6、中央空调压差旁通阀作用 对于冷水机组来说 冷冻水流量的减小是相当危险

25、的。在蒸发器设计中，通常一个恒定的水流量（或较小范围的波动）对于保证蒸发器管内水流速的均匀是重要的，如果流量减小，必然造成水流速不均匀，尤其是在一些转变（如封头）处更容易使流速减慢甚至殂成不流动的“死水”由于蒸发温度极低在蒸发器不断制冷的过程中，低流速水或“死水”极容易产生冻结的情况，从而对冷水机组造成破坏。因此，冷水机能的流量我们要求基本恒定的。但从另一方面，从末端设备的使用要求来看，用户侧要求水系统作变化量运行以改变供冷（热）量的多少。这两者构成了一对矛盾，解决此矛盾最常用的方法是在供回水管上设置压差旁通阀，其工作原理是：在系统处于设计状态下，所有设备都满负荷运行时，压差旁通阀开度为零（无

26、旁通水流量），这时压差控制器两端接口处的压力差（又称用户侧供，回水压差）P0即是控制器的设定压差值。当末端负荷变小后，末端的两通阀关小，供回水压差P0将会提高而超过设定值，在压差控制器的作用下，旁通阀将自动打开，由于旁通阀与用户侧水系统并联，它的开度加大将使供回水压差P0减小直至达到P0时才停止，部分水从旁通阀流过而直接进入回水管，与用户侧回水混合后进入水泵和冷水机组，这样通过冷水机组的水量是不变化的。 水泵的运行有个高工作效率点，流量的变化使电机在高效率点处左右移动，但最终的结果，只要管路特性不变化，水泵会自动调节到高效率工作点，我们可以通过调节管路特性去改变水泵的工作效率点，这样也就是说，

27、在流量的变化的时候，水泵要不断的改变自己的运行状态，这导致了电流不段的变化（变大或者变小），这对电机的运行都是有害的，变频泵的电机容易烧毁也就是这个结果，因此，在一般的情况下，最好能使水泵在一个稳定的状态运行，这就要求我们用旁通，无论上面的负荷怎样变化，水泵都能在稳定的流量下运行，而不会导致电机的电流不段变化，使电机的寿命降低！ 7、水源热泵中央空调工作原理 “热泵”这一术语是借鉴“水泵”一词得来。在自然环境中，水往低处流动，热向低温位传递。水泵将水从低处泵送到高处利用。而热泵可将低温位热能“泵送”（交换传递）到高温位提供利用。在我国暖通空调术语标准（GB50155-92）中，对“热泵”的解释

28、是“能实现蒸发器和冷凝器功能转换的制冷机”； 在新国际制冷词典（New International Dictionary of Refrigeration）中，对“热泵”的解释是“以冷凝器放出的热量来供热的制冷系统”。可见，热泵在本质上是与制冷机相同的，只是运行工况不同。其工作原理是，由电能驱动压缩机，使工质（如R22）循环运动反复发生物理相变过程，分别在蒸发器中气化吸热、在冷凝器中液化放热，使热量不断得到交换传递，并通过阀门切换使机组实现制热（或制冷）功能。在此过程中，热泵的压缩机需要一定量的高位电能驱动，其蒸发器吸收的是低位热能，但热泵输出的热量是可利用的高位热能，在数量上是其所消耗的高位

29、热能和所吸收低位热能的总和。热泵输出功率与输入功率之比称为热泵性能系数，即COP值（Coefficient of Performance ）。热泵有多种，以水作为热源和供热介质的热泵称为水源热泵。水源热泵性能系数（即COP值）高于空气源热泵，系统运行性能稳定。 水源热泵工程是一项系统工程，一般由水源系统、水源热泵机房系统和末端散热系统三部分组成。其中，水源系统包括水源、取水构筑物、输水管网和水处理设备等 8、空调机组工作原理 这些问题都是关于中央空调机组系统的，任何一个热泵式的空调系统都包括几个部分（热泵与制冷的原理和系统设备组成及功能是一样的），系统主要由压缩机（或者是压缩涡轮）、蒸发器、冷

30、凝器和节流阀（或者是动力涡轮）组成： 压缩机 ：起着压缩和输送循环工质从低温低压处到高温高压处的作用，是热泵（制冷）系统的心脏； 常规空调，要么是水冷的，要么是空冷，很少同时做成空冷、水冷两用，这样做经济上蒸发器 ：是吸收热量的设备，它的作用是使经节流阀流入的制冷剂液体蒸发，以吸收被冷却物体的热量，达到制冷的目的； 冷凝器： 是输出热量的设备，从蒸发器中吸收的热量连同压缩机消耗功所转化的热量在冷凝器中被冷却介质带走，达到制热的目的； 膨胀阀或节流阀： 对循环工质起到节流降压作用，并调节进入蒸发器的循环工质流量。 根据热力学第二定律，压缩机所消耗的功（电能）起到补偿作用，使循环工质不断地从低温环境中吸热，并向高温环境放热，周而往复地进行循环。 热泵工作时，需要将热量从从一个地方泵送到另一个地方，根据热量输出的方式不同，可以分为水冷和空冷模式，水冷方式就是用水把热量带走，空冷就是采用空气冷却方式带走热量，尽管有差异，但最后一定是将热量排放到大气中。 根据冷