设备自动化 暖通空调原理篇(图文结合)

1、 提提 纲纲暖通工程所包含的分项工程暖通工程所包含的分项工程234空调的基本原理空调的基本原理多联机系统简介多联机系统简介建筑能耗与暖通空调建筑能耗与暖通空调6家用空调的基本知识家用空调的基本知识51水系统中央空调简介水系统中央空调简介暖通工程暖通工程暖通工程所包含的分项工程暖通工程所包含的分项工程v暖：供暖暖：供暖 散热器、地暖、工艺供暖v通：通风通：通风 工艺通风（仓库、卫生间、洗衣房、厨房） 事故通风（锅炉房） 防排烟、正压送风（走廊、楼梯间、前室）v空调：空调： 单体空调（办公室） 多联机（KTV、电玩城、影院） 全水系统中央空调（酒店、学院） 动力系统（冷冻机、冷却塔、锅炉） 末端系

2、统（风机盘管、新风机、组合式空调柜）暖通工程所涉及的基础学科暖通工程所涉及的基础学科v 工程流体力学工程流体力学 流体输送的相关知识v 传热学传热学 计算空调区域的冷热负荷v 工程热力学工程热力学 物质的热质原理v 自动控制原理自动控制原理 空调系统自控技术的基础知识v 电工电子技术电工电子技术 空调系统相关的电气知识v 测试技术测试技术 空调系统的各类测试技术v 工程力学工程力学 空调部件的制造基础空调的基本原理空调的基本原理v空调四大部件空调四大部件 1.压缩机 2.冷凝器 3.膨胀阀 4.蒸发器升温加压放热、增加周围环境温度吸热、降低周围环境温度降低压力空调的基本原理空调的基本原理v生活

3、小常识生活小常识 Q: 不小心被100水蒸气或100水烫伤，哪一种情况烫伤严重？ 高原地区气压高还是低、为什么高原地区的熟食需要用高压锅去烹饪？ A:水蒸气烫伤更为严重，因为蒸汽相变成为水有一个放热的过程；高原区域因为空气稀薄，故而大气压强较低，水的沸点低于100（90左右），需要用高压锅增加压力，达到增加水沸点的目的，从而达到烹饪熟食所需要的温度； C:热量传递的起因：温差、相变、化学反应、机械做功；压力与物质沸点的关系：正相关（即压力大、沸点高，压力小、沸点低）；物质在温度达到沸点时继续加热不会增加物质的温度，而是会改变物质的相态。空调的基本原理（以夏季工况为例）空调的基本原理（以夏季工况

4、为例）升温加压放热、增加周围环境温度吸热、降低周围环境温度降低压力v 过程过程1-2制冷剂处于高温高压气态，而环制冷剂处于高温高压气态，而环境温度较制冷剂低，比如：境温度较制冷剂低，比如： 环境温度环境温度35制冷剂在制冷剂在0.4Mpa下，沸点温度下，沸点温度为为45此时制冷剂温度为此时制冷剂温度为37故而出现三个现象：故而出现三个现象：1.制冷剂液化，放热制冷剂液化，放热2.温差传热温差传热3.环境温度有所增加环境温度有所增加生活实例：生活实例：夏季走在空调室外机前有暖风吹夏季走在空调室外机前有暖风吹过过1.2.3.4.放热放热空调的基本原理（以夏季工况为例）空调的基本原理（以夏季工况为例

5、）升温加压放热、增加周围环境温度吸热、降低周围环境温度降低压力v 过程过程2-3制冷剂处于中温高压液态，通过制冷剂处于中温高压液态，通过膨胀阀进行减压，通过膨胀阀后膨胀阀进行减压，通过膨胀阀后的状态：的状态： 制冷剂温度制冷剂温度32制冷剂压力由制冷剂压力由0.4Mpa下降至下降至0.1Mpa，沸点温度由，沸点温度由45下降下降至至15故而出现现象：故而出现现象：液态制冷剂温度已高于沸点温度液态制冷剂温度已高于沸点温度，即将蒸发，此时流体进入蒸发，即将蒸发，此时流体进入蒸发器。器。1.2.3.4.放热放热空调的基本原理（以夏季工况为例）空调的基本原理（以夏季工况为例）升温加压放热、增加周围环境

6、温度吸热、降低周围环境温度降低压力v 过程过程3-4制冷剂处于中温低压液态，而环制冷剂处于中温低压液态，而环境温度较为适中，比如：境温度较为适中，比如： 环境温度环境温度28制冷剂在制冷剂在0.1Mpa下，沸点温度下，沸点温度为为15此时制冷剂温度为此时制冷剂温度为32故而出现三个现象：故而出现三个现象：1.制冷剂气化（相变），从周围制冷剂气化（相变），从周围环境吸热；环境吸热；2.温差传热（但是传出热量远小温差传热（但是传出热量远小于相变吸热的作用）于相变吸热的作用）3.环境温度有所降低环境温度有所降低生活实例：生活实例：夏季空调室内机吹出冷风夏季空调室内机吹出冷风1.2.3.4.放热吸热吸

7、热放热空调的基本原理（以夏季工况为例）空调的基本原理（以夏季工况为例）升温加压放热、增加周围环境温度吸热、降低周围环境温度降低压力v 过程过程4-1制冷剂处于高温低压气态，通制冷剂处于高温低压气态，通过压缩机进行加压，通过压缩过压缩机进行加压，通过压缩机后的状态：机后的状态： 制冷剂温度制冷剂温度37制冷剂压力由制冷剂压力由0.1Mpa上升至上升至0.4Mpa，沸点温度由，沸点温度由15上升上升至至45故而出现现象：故而出现现象：液态制冷剂温度已低于沸点温度液态制冷剂温度已低于沸点温度，即将冷凝，此时流体进入冷凝，即将冷凝，此时流体进入冷凝器。器。1.2.3.4.放热吸热吸热放热Recycle

8、家用空调的基本知识家用空调的基本知识- -夏季工况夏季工况升温加压放热、增加周围环境温度吸热、降低周围环境温度降低压力1.2.3.4.放热吸热吸热放热家用空调的基本知识家用空调的基本知识- -基本参数基本参数v匹（匹（P、HP）的概念）的概念 1P=735w=1马力v重要参数重要参数-COP(制冷、热系数制冷、热系数) COP=制冷量/功率， 不同厂家、价位空调的最大区别在于这个参数 制冷量=200W*房屋面积v空调匹数的选择空调匹数的选择 例：20的房间应选多大的空调，取空调COP为3.6 计算过程： 房间需要冷量：20*200=4000W； 消耗电功率为：4000/3.6=1.11kW；

9、空调匹数选择：1.11/0.75=1.5P冷负荷估算依据1.维护结构传热热阻R,导热系数K，材料厚度d，截面面积A,则：R=d/KA Q=t/R= t*K*A/d2.阳光辐射3.人体散热4.设备散热5.新风带来的负荷多联机系统简介多联机系统简介水系统中央空调简介水系统中央空调简介- -动力系统动力系统升温加压放热、增加周围环境温度吸热、降低周围环境温度降低压力1.2.3.4.放热吸热吸热放热冷却水循环温度为：32/37冷冻水循环温度为：12/ 7水系统中央空调简介水系统中央空调简介- -动力系统动力系统水系统中央空调简介水系统中央空调简介- -动力系统动力系统水系统中央空调简介水系统中央空调简

10、介- -动力系统动力系统动力主机比较动力主机比较主机形式主机形式冷水机组冷水机组热泵机组热泵机组直燃机直燃机多联机（多联机（VRF）优势优势能效比高能效比高 技术成熟技术成熟单机制冷热单机制冷热能够利用自然资源能够利用自然资源较为节能较为节能单机制冷热单机制冷热平衡能源架构平衡能源架构消耗一次能源消耗一次能源布设灵活布设灵活 便于计量便于计量室内机形式丰富室内机形式丰富劣势劣势需要单独配备热源，需要单独配备热源，系统较为复杂，占空间系统较为复杂，占空间自然水源回灌问题自然水源回灌问题地耦合系统存在冷地耦合系统存在冷热不均衡问题热不均衡问题稳定性不强稳定性不强机组体积很大机组体积很大检修困难检修

11、困难管线长度有限制管线长度有限制节能节能适用适用条件条件周围有城市热力管网周围有城市热力管网的项目，或可通过其他的项目，或可通过其他途径能够有效解决热源途径能够有效解决热源问题的区域问题的区域水源充沛的区域水源充沛的区域全年冷热负荷相当全年冷热负荷相当的区域的区域电力供应紧张，电力供应紧张，天然气富余的区域天然气富余的区域多层建筑多层建筑易产生能耗费用易产生能耗费用纠纷的商业综合体纠纷的商业综合体水系统中央空调简介水系统中央空调简介- -末端系统末端系统v风机盘管风机盘管水系统中央空调简介水系统中央空调简介- -末端系统末端系统v组合式空调机组组合式空调机组水系统中央空调简介水系统中央空调简介

12、- -末端系统末端系统建筑能耗与暖通空调建筑能耗与暖通空调全球建筑能耗占全社会总能耗的30%左右；中国建筑总能耗占社会总能耗的24.3%；我国建筑能耗消费水平低、能源浪费严重、用能效率不高、能耗增长潜力大；我国建筑能耗将双向地增长（数量、单位面积能耗）。建筑能耗建筑能耗：不同类型建筑耗能特点不同类型建筑耗能特点写字楼耗能时段较为规律部分区域超时段耗能能耗费用由所有用户共同分担行政办公楼耗能时段十分规律用户节能意识较强部分地区有能耗奖罚措施不同类型建筑耗能特点不同类型建筑耗能特点酒店功能房间较多受入住率影响大运营阶段节能管理对建筑节能影响很大商业综合体用户耗能结构、耗能时段复杂合理的计量系统有助

13、于项目节能工作开展能耗费用由所有商户共同承担建筑能耗与暖通空调建筑能耗与暖通空调建筑能耗与暖通空调建筑能耗与暖通空调分区名称分区名称分区指标分区指标设计要求设计要求主要指标主要指标辅助指标辅助指标严寒地区严寒地区最冷月平均温度最冷月平均温度1010日平均温度日平均温度55天数天数145145天天必须充分满足冬季保温要求必须充分满足冬季保温要求可不考虑夏季防热可不考虑夏季防热寒冷地区寒冷地区最冷月平均温度最冷月平均温度0 01010日平均温度日平均温度55天数天数9090145145天天应满足冬季保温要求应满足冬季保温要求部分地区兼顾夏季防热部分地区兼顾夏季防热夏热冬冷地区夏热冬冷地区最冷月平均温度最冷月平均温度0 01010，最热月平均温度最热月平均温度25252929日平均温度日平均温度55天数天数0 09090天，天，日平均温度日平均温度2525天数天数4040110110天天必须满足夏季防热要求必须满足夏季防热要求适当兼顾冬季保温适当兼顾冬季保温夏热冬暖地区夏热冬暖地区最冷月平均温度最冷月平均温度1010，最热月