暖通空调工程的主要功能

(1) 为避免冬季、夏季室内温度、湿度过低或过高，室内工作和生活的人员所产生不舒适感，采用人工方式，消耗一定的能源，按需要搬运转移空气中的热量、水分，营造使人体感觉舒适的室内环境。

(2) 为使在建筑物内部工作的机器、设备及部件正常运转，维持室内合乎机器设备正常运转的温湿度。

(3) 按消防法规要求，暖通空调工程还担负着为在火灾发生时利用机械通风设备，强制排出火灾燃烧烟气和强制输入室外新鲜空气的作用。

(4) 在大多数附有地下室或无外部通风构造的室内空间的建筑物中，暖通空调工程利用机械通风设备强制实现室内外空气的交换。

暖通空调工程的主要设备

设备是暖通空调工程的心脏，其功能有提供冷热源、提供输送动力、热能转换等。具体而言，提供冷热源的设备即空调主机，包括制冷机组、供热锅炉等，它们通过输入能量，制造或产生我们需要的冷量或热量；提供输送动力的设备主要指水泵和风机，它们提供了输送动力，使得流体按我们的需要流动；热能转换则是根据我们的需要将流体中的热能通过换热装置转换出来，常见的水-水换热器、汽-水换热器和空气-空气换热器属于此范畴。值得一提的是，我们常使用的风机盘管、空气处理机组等设备组合了风机与换热盘管，既提供了空气输送动力又提供热能交换，一般被称为空调末端设备。

在空调工程中为保证空气品质还有空气净化设备，如各种过滤器、吸附装置、消毒灭菌设施等；在水系统中则有各种各样的水过滤装置、水处理装置和加药装置；为实施自动控制而设置的各种电动风阀、电动水阀、温控装置等也常被纳入暖通空调设备范畴，但它们在系统中主要起辅助、提升系统品位的作用，我们一般称之为辅助设备或设施。

1.空调冷源设备

(1)    空调冷源设备的特点与分类

集中空调系统，一般所担负的空调面积大、房间多，因此，空调冷源设备容量通常很大。空调工程能耗是建筑能耗中的重要部分，而冷源设备又是空调工程的主要能耗设备，因此，冷源设备的选择关系到工程的投资、运行费用及能源消耗。冷源设备在空调工程具有十分重要的地位。

空调工程中常用冷源的制冷方法主要分为两大类：一类是蒸汽压缩式制冷，另一类是吸收式制冷。压缩式制冷，根据压缩机的形式可以分为活塞式(往复式)、螺杆式和离心式等，一般利用电能作为能源。吸收式制冷，根据利用能源的形式可以分为蒸汽型、热水型、燃油型和燃气型等，后两类又被称为直燃型，这类制冷机以热能作为能源。根据冷凝器的冷却方式又可分为水冷式、风冷式。根据机型结构特点还有压缩机多机头式、模块式等等。
(2)    电制冷水冷式冷水机组

电制冷水冷式冷水机组属于蒸汽压缩式制冷范畴，一般主要由压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀、自动控制和保护装置组成。顾名思义水冷式冷水机组的冷凝器利用水冷却，一般利用循环冷却水，随着科技的发展和节能的需要，也有采用地表水、地下水冷却的。在实际工程中我们根据压缩机类型一般分为离心式冷水机组、螺杆式冷水机组、活塞式冷水机组和涡旋式冷水机组。

离心式冷水机组单机容量大，制冷性能系数COP值高，但在部分负荷下运行时容易发生“喘振”现象。螺杆式冷水机组由于在压缩机构造上的特点，在部分负荷下仍能稳定、高效地运行，常被用于负荷波动大、需要调节的场合。活塞式冷水机组和涡旋式冷水机组均为小容量制冷机，其中活塞式冷水机组由于振动大、运行维护复杂，目前运用较少，而涡旋式冷水机组运行噪声小，调节方便，在小型工程中运用较多。

(3)    电制冷风冷热泵机组

电制冷风冷热泵机组是指利用风冷冷却的蒸汽压缩式制冷机组，其压缩机类型主要有螺杆式、涡旋式和活塞式。其中螺杆式压缩机被用于大型的风冷热泵机组，涡旋式和活塞式多用于小型或模块式风冷热泵机组。

风冷热泵机组在制冷循环上设有四通换向阀，蒸发器与冷凝器可以互换，从而实现夏季制冷冬季制热的功能。其优点是供热效率高，制热COP可达3.0以上，简化了空调热源的设置，在中、小建筑中得到广泛的应用，缺点是夏季COP低于水冷机组，在夏热冬冷地区的冬季工况中，结霜的现象使得供热效果不佳。

(4)    溴化锂吸收式冷水机组

溴化锂吸收式冷水机组是利用水在高真空度状态低沸点蒸发吸收热量而达到制冷目的的制冷设备。溴化锂水溶液作为吸收剂吸收其蒸发的水蒸汽，从而使制冷机连续运转，形成制冷循环。

溴化锂吸收式冷水机组一般可分为蒸汽型、直燃型和热水型等类型，直燃型包括燃油和燃气两种。它们之间的区别主要在于高压发生器，在高压发生器内吸收水蒸汽后变成的溴化锂稀溶液被加热蒸发，浓缩成溴化锂浓溶液，这个过程是吸热过程，其热源可以是蒸汽、热水，也可以是直接在高压发生器内燃烧燃料如油或气。所以，上述溴化锂冷水机组的分类和命名，主要是根据高压发生器所应用的热源类别而定。溴化锂吸收式冷水机组的优点是：以热能驱动，不直接耗用大量电能；不应用氟利昂类制冷剂，制冷剂采用水，对环境无影响，有利于环境保护；运行平稳，无噪声，无振动。

直燃型溴化锂吸收式冷水机组，夏季制冷，冬季可以制热，也可以同时供冷和供热，除了满足空调冷、热源的要求外，还可以提供其它生活方面的供热，做到了一机多用，可以节省占地面积和投资。

2. 空调热源设备

(1)    暖通空调热源设备的分类

按热源介质分可分为蒸汽锅炉和热水锅炉；按能源燃料种类分可分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电锅炉和热泵设备；按设备承压分可分为常压热水锅炉、真空锅炉、承压锅炉；按热源的来源可分为自备热源、城市供热、工厂余热和废热等。

(2)    蒸汽锅炉

蒸汽锅炉根据提供蒸汽的压力分为压力锅炉和低压生活锅炉。承压低于0.1MPa的蒸汽锅炉在暖通空调供热中属于低压锅炉，不受压力容器类相关规范规程的监督。承压大于等于0.1MPa的蒸汽锅炉属压力容器，应当遵守蒸汽锅炉监察规程的规定，空调热源所选择的蒸汽锅炉一般是压力容器。当选用蒸汽锅炉作热源时，需要进行二次换热，将蒸汽通过热交换器加热空调循环水。
(3)    热水锅炉

热水锅炉根据运行压力分为承压热水锅炉、常压热水锅炉和真空热水锅炉。
承压热水锅炉可以提供水温高于100℃的高温热水，在我国北方的集中供热系统中运用较多，属于压力容器。
常压热水锅炉是指锅炉在运行时所承受的压力相当于大气压，即锅炉本体不承受压力，而空调供水是通过二次换热进行加热，空调循环水可以按设计要求承受不同压力，与锅炉本体无关。常压热水锅炉通常可分为内置式换热器外置式换热器两类，一般提供热水温度不超过90℃。

真空热水锅炉的锅炉本体内保持真空，锅炉本体也处于负压下工作，运行安全可靠。真空热水锅炉炉内水容积小，热水供应启动速度快，炉内充水可用软水或纯水，不结垢、无腐蚀，在蒸汽介质下，换热管的传热效率比较高，但需要设置一套真空装置。锅炉内的水容积比较小，相应的其热容量也比较小。

(4)    热泵设备

热泵机组在制冷循环上设有四通换向阀，蒸发器与冷凝器可以互换，从而实现根据需要制冷或制热的功能。根据低位热源的种类可以分为空气源热泵(常称为风冷热泵)、地表水水源热泵、地下水水源热泵等。

热泵设备冬季提供的空调热水温度一般为45℃，在需要卫生热水的场合，也可以提供50℃以上的热水，由于提供热水的温度并不高，热泵设备有比较高的供热性能系数，空气源热泵的性能系数一般在3以上，地下水水源热泵的性能系数可以达到4.8以上。

  3. 流体输送设备与空气处理设备

我们常遇到的流体输送设备是水泵与风机，在暖通空调工程中，它们将热能的载体(水或空气)输送到有需求的地方，同时也消耗了输送能耗。

(1)    水泵

暖通空调工程中使用的水泵一般式清水泵或热水泵，其输送液体为不含有体积超过0.1%和粒度大于0.2mm的固体杂质，清水泵输送液体温度为0~80℃，热水泵可以输送130℃以下的液体。比较特殊一点的是蒸汽锅炉给水泵，由于其要求小流量、大扬程，一般采取多级泵。

(2)    风机

暖通空调工程中常用的风机按其叶轮的作用原理可以分为离心式风机、轴流式风机和斜流式风机。离心式风机具有流量范围广、风压高的特点，轴流风机则具有风压低、流量大的特点，斜流式风机介于前两者之间。

根据风机输送介质的特点，风机有防爆风机、防腐风机、锅炉引风机，民用建筑中还有消防排烟风机。

(3)    热交换设备

热交换设备是暖通空调工程中常用的设备，用于将不同温度的热媒之间进行热能的转换，如用高温热水或蒸汽加热低温水。对热交换设备的要求是传热效率高，体积小，结构简单和节省金属耗量，维修保养方便，阻力小等。

热交换器根据热媒的种类可分为汽-水换热器、水-水换热器；根据热交换方式可分为表面式热交换器和直接式热交换器；根据换热器的体积可以将其分为容积式换热器、半容积式换热器和即热式换热器。

表面式热交换器是加热热媒与被加热热媒不直接接触，通过金属表面间接进行热交换， 直接式热交换器是两种热媒直接混合达到热能转换的目的。

容积式换热器在工程中常遇到的是壳管式换热器，其结构简单，造价低，制作方便，运行可靠，维修方便。浮动盘管式热交换器属于半容积式换热器传热效率比较高，结构紧凑，占地面积小，运输、安装都十分方便。板式换热器属于即热式换热器，其特点是结构紧凑、体积小，拆洗方便，承压能力高，另外，板式换热器还有一个突出的特点是能够在小温差下传热，因而也广泛用于空调冷水系统竖向分区时的换热设备。

(4)    空气处理设备

空气处理设备用于对房间空调送风进行冷却、加热、减湿、加湿以及空气净化等处理，通常使用的有风机盘管、柜式空调器和组合式空调机组等，在暖通空调工程中常被称为空调末端设备。

风机盘管是空调工程中广泛应用的空气处理设备，由风机、换热盘管、机壳、凝结水盘等组成。风机盘管根据安装形式分为卧式暗装、卧式明装、立式暗装、立式明装等几种基本形式，根据送风压力可分为普通型和高静压型。风机盘管的主要设备参数是风量、风压、表冷器排数、运行噪声、电机功率等，产品样本所标注的冷量和热量是在指定工况下的情形，具体运用中应考虑实际工况的修正。

柜式空调器的构造和原理基本与风机盘管相同。柜式空调器处理空气的能力和机外余压都比风机盘管要大，可以接风管进行区域性空调。柜式空调器按结构形式可分为卧式和立式两类，按处理工况可分为空调机组和新风机组，空调机组的设计进风工况为室内回风工况，新风机组的设计进风工况为室外新风工况。

组合式空调机组是由各种不同的功能段组合而成的空气处理设备。组合式空调机组的基本功能段有：混合段，表冷段，加热段，喷淋段，过滤段，加湿段，新风、排风段，送风段，二次回风段，中间检修段，送、回风机段，消声段等。根据空调设计对空气处理过程的需要，可选用其中某些功能段任意组合。

暖通空调系统的简介

暖通空调系统涵盖的范围比较广泛，采暖、通风、空调、冷热源系统均属于暖通空调系统。暖通空调系统为建筑内部空间提供舒适的工作条件、生活条件，可以说建筑的外在美要看建筑造型和立面，内在美则要看暖通空调系统运行的效果，所以暖通空调系统在建筑中占有很重要的地位。

1. 采暖系统简介

采暖系统由热源或供热装置、散热设备和管道组成，可以使室内获得热量并保持一定温度，以达到适宜的生活条件或工作条件。采暖系统的划分一般以热媒类型分为低温热水采暖、高温热水采暖、低压蒸汽采暖和高压蒸汽采暖，也有以散热设备形式分为散热器采暖、辐射采暖和热风机采暖。

在民用建筑中，采暖系统以低温热水采暖最为常见，散热设备形式也以各种各样的对流式散热器和辐射采暖为主。热源方面在北方严寒和寒冷地区由城市集中供热热网提供热源，在没有集中供热热网时则设置独立的锅炉房为系统提供热源。
2. 通风系统简介

广义的通风系统包括机械通风和自然通风，自然通风利用空气的温度差通过建筑的门、窗、洞口进行流动，达到通风换气的目的；机械通风则以风机为动力，通过管道实现空气的定向流动。机械通风系统的识图与安装是我们本书介绍的重点。

在民用建筑中，通风系统根据使用功能区分主要有排风系统、送风系统、防排烟通风系统，也有在燃气锅炉房等使用易燃易爆物质或其它有毒有害物质的房间设置事故通风系统、厨房含油烟气的通风净化处理系统等。通风系统的设置需要了解建筑功能需求，其过程不仅有空气的流动，往往还伴随着热、湿变化。

3. 空调系统简介

空调系统是以空气调节为目的而对空气进行处理、输送、分配，并空盒子其参数的所有设备、管道及附件、仪器仪表的总合。

在空调系统的分类上有许多方法，较多的是以负担室内热湿负荷所用的介质分为全空气系统、全水系统、空气-水系统和冷剂系统。

(1)    全空气系统：全空气系统的特征是室内负荷全部由处理过的空气来负担，由于空气的比热、密度比较小，需要的空气流量大，风管断面大，输送能耗高。这种系统在实现空调目的的同时也可以实现可控制的室内换气，保证良好的室内空气品质，目前在体育馆、影剧院、商业建筑等大空间建筑中应用广泛。

(2)    全水系统：全水系统的特征是室内负荷由一定的水来负担，水管的输送断面小，输送能耗相对较低。典型的全水系统如风机盘管系统、辐射板供冷供热系统，因为其没有通风换气作用，单独使用全水系统在实际工程中很少见，一般都需要配合通风系统一同设置。

(3)    空气-水系统：空气-水系统的特征介于全空气系统和全水系统之间，由处理过的空气和水共同负担室内负荷，典型的空气-水系统是风机盘管+新风系统，这种系统由于比较适应大多数建筑的情形，因此在实际工程中也应用最多，酒店客房、办公建筑、居住建筑等大多采用风机盘管+新风系统。

(4)    冷剂系统：冷剂系统顾名思义就是由制冷系统的蒸发器或冷凝器直接向房间吸收或放出热量，在这一过程中，负担室内热湿负荷的介质是制冷系统的制冷剂，而制冷剂的输送能量损失是最小的。最常见的冷剂系统是分体式空调、闭式水环热泵机组系统，近年来随着技术的进步，变制冷剂流量多联分体式空调系统(也就是我们俗称的VRV、MRV、HRV等)在实际工程中得到了普遍的应用，这也是一种典型的冷剂系统。