自整暖通空调基础知识

1、户式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1～3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42～52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，昀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7～14分贝，昀高达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1～2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。二.户式中央空调的工作原理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(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。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、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，昀后送入室内。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。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；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①若邻近有下水管或地沟时，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。②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①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）。②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DN(mm)干管承担冷量(KW)干管公称直径DN(mm)≤77.1～17.617.7～100101～17620253240177～598599～10551056～15121513～1246212462kW5080100125150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①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。②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。③采用聚氯乙烯塑料管时，一般可以不必进行防结露的保温和隔汽处理。④采用镀锌钢管时，通常应设置保温层。⑤冷凝水立管的顶部，应设计通向大气的透气管。⑥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：①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。②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：①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2～5m/s。冬季送热风时，调节百叶窗使气流向斜下方射出。①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