暖通空调培训宝典

1、暖通概述暖通概述11 暖通空调的含义1建筑环境u建筑：人们生活与工作的场所，4/5（80%）时间在建筑物中；u对环境的要求：恒温（计量室、量具生产）、恒湿（纺织）、恒温恒湿（合成纤维）、洁净（电子）、无菌（药品抗菌素）；u建筑环境：生活、工作、生产、科学实验需要的环境，包括温度、湿度、清洁度、空气质量、声环境、光环境。2保持要求的建筑环境u采暖（Heating）：人工的方法向室内共给热量，保持一定的室内温度。u通风（Ventilating）：引进室外新鲜空气，排出室内污染空气。通风的功能： 提供人所需的氧气 稀释污染物或气味排出污染物 除去余热余湿u空气调节（Air Conditioning）

2、：高级的通风，对温度、湿度、洁净度、空气流速进行调解与控制，补充新鲜空气。空气调节的意义在于“使空气达到所要求的状态”或“使空气处于正常状态”。影响人舒适的因素u温度u湿度u空气流速u新鲜空气u干净的空气u噪声u足够的照明采暖主要是保持工作区的温度，新鲜空气通过门窗渗透获得；通风将新鲜空气送入，将污染的空气排出，以保证工作区的卫生条件；空调则保持工作区的温度和湿度及合理的风速，一般保证新鲜空气的送入。12 暖通空调系统的工作原理 工作原理：热平衡、湿平衡、空气平衡。由于室外气象条件的逐时变化以及建筑内部使用条件的变化，建筑内部的空气参数必然逐时变化。为了保证建筑物内空气参数（温湿度等）在一定范

3、围内变化，就必须向建筑物加入热量或冷量，去除湿负荷或加湿，以保证建筑物的热平衡和湿平衡。建筑热平衡的影响因素建筑热平衡的影响因素u通过围护结构的传热量u透过外窗的日射得热量u渗透空气带入室内的热量u室内设备发热量u室内照明发热量u人体发热量建筑湿平衡的影响因素建筑湿平衡的影响因素u人体散湿u设备散湿u渗透空气带入湿量u各种潮湿表面、水面的散湿不同类型建筑热湿负荷特点不同类型建筑热湿负荷特点u住宅建筑内部人员、设备和照明的发热量少，主要受室外气象条件影响u商用建筑内部人员、设备和照明的发热量大，同时受室外气象条件影响u工业厂房空间较高，设备产热产湿量大，同时受室外气象条件影响暖通空调所需送风量暖

4、通空调所需送风量u暖通空调的目的就是保持室内空气温度、湿度维持在一定水平，同时使室内污染物浓度低于规定的水平u暖通空调所需要的送风量由下式计算)(0ttCQLnP)(0ddWLn)(0CCWLnC住宅建筑全年负荷特点住宅建筑全年负荷特点u一般均有外墙，基本无内区，通常不设新风；需要冬季采暖、夏季空调降温除湿；北方地区冬季干燥，条件允许应加湿。u建筑节能的要点外墙保温性好，窗户密封性好、透光性好、导热系数小；冬季使太阳光能进入，但热量不会从门窗散出；夏季采取遮阳措施，减少热空气进入，夜间开门窗通风降温；过渡季多开门窗通风。商用建筑全年负荷特点商用建筑全年负荷特点u一般分内外区：外区部分受室外气象

5、条件影响，冬季采暖，夏季空调；而内区一般全年需要空调。u建筑节能要点窗户的密封性和低导热性；过渡季大量室外新风或冷却塔直接产生的冷水供冷；冬季内区用自然冷源（如室外新风）或用热泵将内区热量转移到外区。工业厂房全年负荷特点工业厂房全年负荷特点u与厂房性质密切相关：当设备发热量大时，冬季可少用或不用采暖；当劳动条件要求不高时，可采用通风降温；当厂房较高时，一般采用分层空调方式u建筑节能要点：冬季充分利用设备发热量；夏季可用下送风或置换式通风；分层空调方式。13暖通空调系统的分类1.3.1 按对建筑环境控制功能分类两类：1）控制热湿环境：空调、采暖 2）控制污染物：通风、建筑防排烟 控制对象和功能是

6、互有交叉：空调也可稀释污染物，通风也可除去余热余湿。1.3.2 按承担室内负荷的介质分类四类：u1）全空气系统空气向室内提供冷热量u2）全水系统全部用水承担冷热负荷u3）空气-水系统共同负担室内负荷，FP加新风u4）冷剂系统（机组式系统）用制冷剂直接对室内空气进行冷却、加热、减湿，空调器。1.3.3 按空气处理设备的设置情况分类三类：u1）集中式系统空气集中处理（机房），房间内只有空气分配装置，全空气系统。 特点：机房占面积，控制管理方便。u2）半集中式系统除了机房外，还设有分散在被调房间内的二次设备（末端装置）。 特点：机房占地少，维修不方便，噪声。u3）分散式系统热湿处理设备全部分散在各房

7、间。 空调器、电暖器。 特点：不用机房、风道，维修管理不便，噪声。1.3.4 空调系统按用途分类两类：u1）舒适性空调（舒适空调）对温湿度要求不严 由于人的舒适感在一定的空气参数范围内，所以这类空调对温度和湿度波动的控制，（380元包学会暖通空调设计，搜索 郭鹏 暖通）要求并不严格。 u2）工艺性空调（工业空调）工艺过程，差别大。 由于工业生产类型不同、各种高精度设备的运行条件也不同，因此工艺性空调的功能、系统形式等差别很大。 u1.3.5 按照空调系统处理的空气来源分类三类：1）封闭式系统所处理的空气全部来自空调房间本身，没有室外空气补充，全部为再循环空气。2）直流式系统所处理的空气全部来自

8、室外。3）混合式系统采用混合一部分回风的系统。1.4 建筑环境技术发展趋势u舒适健康安全高效节能u1、功能和标准提高u2、节能、环保：可持续建筑、绿色建筑u3、室内空气品质控制IAQ(indoor air quality) 病态建筑综合症SBS(sick building syndrome)u4、高效节能设备的开发：高效传热、VAV、蓄冷、CFC、HCFC的替代u5、新能源利用：太阳能、地热、核能、风能、潮汐能空调用制冷原理空调用制冷原理制冷方法制冷方法 制冷的方法很多，其中应用最广泛的就是液体汽化制冷（原理），它常见的应用形式有以下四种： 蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷和吸附式制

9、冷。其中蒸汽压缩式制冷和吸收式制冷是目前应用最为广泛的两种制冷方式。蒸气压缩式制冷循环蒸气压缩式制冷循环2.2 改善蒸气压缩制冷循环的措施节流损失过热损失再冷度过热度Pk/P08膨胀阀前液态制冷剂的再冷却；蒸气回热循环；中间冷却的多级压缩制冷剂1 制冷剂的基础知识 制冷剂在制冷装置中循环流动，通过自身热力状态的变化与外界发生能量交换，从而实现制冷作用的工作流体。 制冷装置与制冷剂相互依存，相互适应，才能组成完美的制冷系统。根据现实工业条件，提出了对制冷剂的要求： 首先，制冷剂的热力性质对制冷系数的影响可用制冷效率R来表述。 制冷效率理论循环的制冷系数th与有温差的逆卡诺循环制冷系数c之比。 R

10、= th / c R物理意义：表示了制冷剂的节流损失和过热损失的大小。 除了制冷效率外，还应考虑如下的其他性能： 对制冷剂的要求：减少工质的循环量；缩小压缩机的尺寸热力学的性质： 蒸发压力和冷凝压力适中； 单位制冷量q0和单位容积制冷量qv要大； 制冷剂的临界温度要高； 凝固温度要适当的低一些； 绝热指数应低一些；防止空气渗入；减少装置承压，防止制冷剂外泄；压缩比小减少压缩机的耗功量便于用一般冷却水或空气冷凝；接近逆卡诺循环，节流损失小能得到较低的蒸发温度压缩机排气温度低提高压缩机容积效率、对润滑油有好处 对制冷剂的要求： 物理化学的性质： 制冷剂在润滑油中的可溶性； 制冷剂的导热系数、传热系

11、数要高； 制冷剂的密度、粘度要小； 制冷剂对金属和其它材料应无腐蚀和侵蚀作用； 制冷剂在高温下应不分解，且不燃烧、不爆炸； 其它： 制冷剂对人的生命和健康无危害，不具有毒性、窒息性和刺激性； 制冷剂应易于购买，且价廉。提高换热效率，减少蒸发器、冷凝器的传热面积流动阻力小，降低耗功率、缩小管径2 常用制冷剂 常用制冷剂（氨及氟利昂）性能比较序号R717（氨）F对比1价廉易取比R717贵十几倍R717系统投资、运行费低2q0、qv大，MR小相反同0下，R717com尺寸小、管径小3几乎不溶于油大多数易溶于油R717系统分油易，F系统分油难4 、大，k大相反R717换热设备尺寸小5渗透力弱，易发现相

12、反R717损耗小，运行费低6无限溶于水难溶于水F系统易产生冰堵7毒性大,有燃烧爆炸危险相反F可用于空调中直接蒸发冷却8含水对铜有腐蚀（系统中无铜）对天然橡胶有侵蚀（垫圈不能用橡胶）不同系统采用不同材料9分子量小，t排高相反R717 com用水冷；F com用风冷10粘度小,密度小,阻力小相反R717系统管径小、com耗功小11对生态环境影响小某些F工质对生态环境影响大某些F工质渗透、排放造成人类生态环境恶化各部件的作用： 压缩机: 压缩和输送制冷蒸汽，并造成蒸发器中低压、冷凝器中高压，是整个系统的心脏。冷凝器: 是输出热量的设备，将制冷剂在蒸发器中吸收的热量和压缩机消耗功所转化的热量排放给冷却

13、介质。节流阀: 对制冷剂起节流降压作用，并调节进入蒸发器的制冷剂流量。蒸发器: 是输出冷量的设备，制冷剂在蒸发器中吸收被冷却对象的热量，从而达到制冷的目的。制冷系统主要部件涡旋式往复式Air Conditioning Clinic TRG-TRC004-EN American Standard Inc. 2000螺杆式离心式压缩机往复式压缩机涡旋式压缩机涡旋式压缩机螺杆式压缩机螺杆式压缩机螺杆式压缩机螺杆式压缩机离心式压缩机离心式压缩机离心式压缩机冷凝器风冷水冷风冷冷凝器冷凝盘管水冷冷凝器冷水塔蒸发器冷风冷冻水直接蒸发式壳管式蒸发器壳管式蒸发器节流膨胀装置热力膨胀阀电子膨胀阀节流管节流孔板A热

14、力膨胀阀热力膨胀阀u电子膨胀阀,精确分配、调节冷媒流量机组开关状态机组制冷制热状态室内能量需求室外环境温度电子膨胀阀毛细管优点u成本低u降低压缩机启动转矩u可贴在吸气管表面得到过冷缺点u不能调节制冷剂流量u增加功耗u通道截面运转中不可调，停机后不能关闭。节流孔板水系统设计水系统设计空调水系统设计空调水系统包括冷冻水系统和冷却水系统两部分。冷冻水系统是指夏季由冷水机组向风机盘管、新风机组或组合式空气处理机组供给7、回水12 的冷冻水，在冬季，该系统提供供水60 ，回水50 的热水。冷却水系统是指利用冷却塔向冷水机组的冷凝器供给循环冷却水的系统。 冷冻水系统分类1.按照冷冻水循环方式分：1）开式循

15、环系统：末端管路与大气相通，冷冻回水集中进入建筑物的回水箱或蓄冷水池内，再由循环泵将回水打入冷水机组的蒸发器内，经重新冷却后的冷冻供水被输送至整个系统。典型的开式循环系统有：组合式空调机组采用喷水室处理空气的冷冻水系统，具有蓄冷水池的冷冻水系统等2）闭式循环系统：冷冻水在系统内进行密闭循环，不与大气相接触，为了容纳系统中水体积的膨胀，在系统的最高点设膨胀水箱。典型的闭式循环系统有：组合式空调机组采用表冷器处理空气以及风机盘管机组，新风机组的冷冻水系统等。开式循环系统闭式循环系统开式系统和闭式系统的比较：1）开式系统所用的循环泵的扬程高，除了克服环路阻力外，还要提供几何提升高度和末端的资用压头，

16、循环水易受污染，管路和设备易受腐蚀且容易产生水击等，除非高层建筑的（郭鹏学暖通）地下室设有蓄冷水池，一般用得不多。2）闭式系统所用的循环泵的扬程比较低，循环水不易受污染而管路的腐蚀程度轻，不受回水池，而需要设膨胀水箱。2.按照供回水制式分：1）双管制供水方式：一根供水管，一根回水管，供冷供热合用同一管路系统。2）三管制供水方式：一根供冷水管，一根供热水管，一根公用回水管。3）四管制供水方式：一根供冷水管，一根冷水回水管，一根供水水管，一根热水回水管。3.按照供回水管路的布置方式分1）同程式系统：供回水干管中的水流方向相同（顺流），经过每一环路的管路总长度相等。2）异程式系统：供回水干管中的水流

17、方向相反（逆流），经过每一环路的管路总长度不相等。对于闭式循环系统，一般来说，采用同程式布置，以便达到水力平衡；对于开式循环系统，一般采用异程式布置。同程式系统异程式系统同程式与异程式的比较同程式布置水量分配和调节都比较方便，容易达到水力平衡，但需要设回程管，管路长，初投资稍高，要占用一定的建筑空间。异程式布置水量分配和调节都比较麻烦，不容易达到水力平衡，需要安装平衡阀，无需回程管，管道长度较短。4.按照运行调节方法分：1）定流量系统：系统中循环水量保持不变，当空调负荷变化时，通过改变供回水的温差来适应。2）变流量系统：系统中供回水温差保持不变，当空调负荷变化时，通过改变供水量来适应。所谓定流

18、量和变流量均指 负荷侧环路而言，冷源侧应保持定流量，因为：（1）保证冷水机组蒸发器的传热效率；（2）避免蒸发器因缺水而冻裂；（3）保持冷水机组工作稳定。（1）定流量系统负荷侧调节方法：定流量系统对风机盘管、新风机组等负荷侧末端设备的能量调节方法，是在该设备上安装电动三通调节阀，并受室温控制器的控制。在夏季，当房间的负荷等于设计值时，电动三通调节阀的直通阀座打开，旁通阀座关闭，冷冻水全部流经末端设备。当房间负荷减少时，室温控制器旁通阀座开启，冷冻水旁流过末端设备，直接进入回水管网。（2）变流量系统负荷侧调节方法：变流量系统对风机盘管机组，新风机组等负荷侧末端设备的能量调节方法，是在该设备上安装电

19、动双通调节阀，并受室温控制器的控制。当房间负荷等于设计值时，电动双通调节阀开启，冷冻水流经末端设备。当房间负荷低于设计值时室温控制器由电动双通调节阀调节末端设备供水。 变流量系统，这个负荷侧水系统的流量是变化的，这就意味着可以停开或启动某一台循环泵，以适应水流量变化的情况，达到节能的目的。为了保证冷源侧始终是定流量，必须在分水器和集水器之间设置压差控制器。5.按照系统中循环泵的配置方式分：1）单式泵（一次泵）系统：指冷源侧和负荷侧合用一组循环泵的系统，它又可分为单式泵定流量系统和单式泵变流量系统。2）复式泵（二次泵）系统：指冷源侧和负荷侧分别配置循环泵的系统，即冷源侧循环泵和负荷侧循环泵是相互

20、分开的。单式泵系统：整个水系统由下面2个环路组成：一是冷源侧环路，它指从集水器经过冷水机组至分水器这一环路，按定流量运行；另外一个是负荷侧环路，它是指从分水器经过空调末端设备至集水器的这一环路，按变流量运行。单式泵变流量系统的控制原理：当空调房间负荷下降时，负荷侧各用户的二通调节阀相继关闭，供回水总管之间的压差超过了设定值，此时，压差控制器动作，让旁通管路上的二通调节阀打开，使部分冷冻水不经末端设备而从旁通管直接返回冷水机组，从而确保冷水机组的水量不变。只有当供回水总管之间的压差到达规定的上限值，也就是说通过旁通管路的水量相当于一台循环泵的流量时，可停止一台循环泵和一台冷水机组的工作。旁通管的

21、管径按一台冷水机组的水流量确定，通常为一台冷水机组流量的110%。单式泵变流量系统的设计和应用：1）在冷源侧，单式泵的配置与冷水机组相对应，采取“一泵对一机”的方式。2）单式泵的扬程是按克服负荷侧最不利环路上的各种阻力与冷源侧环路上的各种阻力之和来确定的。不能适应各供水分区压力降相差较悬殊的情况。对于负荷侧压力降较小的环路来说，循环泵的压力对该环路有较多的富余，此时只好利用分水器上同向该环路的阀门节流掉，形成无效的能量消耗。3）当空调冷冻水系统的规模和总压力损失均不大，各分区供水环路彼此间的压力损失相差不太悬殊时，冷冻水循环泵宜采用单式泵。复式泵系统：由冷水机组、供回水总管、一次泵和旁通管组成

22、一次环路，也称冷源侧环路；由二次泵、空调末端设备、供回水管路与旁通管组成二次环路，也称负荷侧环路。复式泵变流量系统的控制原理：1）一次环路安定流量运行，采用“一泵对一机”的方式，一次泵的扬程为冷水机组的蒸发阻力与一次环路各部件阻力之和再乘1.11.2的安全系数。2）二次环路按变流量运行，二次泵的台数，不必与一次泵相对应，主要满足供水分区的需要。二次泵的台数必须大于或等于设计所划分的二次供水环路数。二次泵的扬程为空调末端设备的阻力与二次环路各部件组件阻力之和，再乘1.11.2的安全系数。复式泵变流量系统的应用：复式泵变流量系统的特点是系统较复杂，自控要求高，初投资大，可以实现水泵的变流量运行，能

23、节省输送能耗并能适应供水分区的不同压力降等。因此，当系统规模和总压力损失均大，各分区之间的压力损失的差额较为悬殊时，冷冻水的循环泵宜采用复式泵。根据我国的工程实践，除了“系统较大，负荷侧环路多，且压差相差悬殊，各环路的负荷变化较大”等条件外，还要考虑“资金、机房和管理都有条件者”才可以使用复式泵系统。空调冷却水系统空调冷却水系统是由冷水机组的冷凝器、冷却塔、冷却水箱和冷却水循环泵等组成的循环冷却水系统。（1）冷却塔 冷却塔是循环冷却水系统中的一个重要设备。目前国产的冷却塔定型产品大致有逆流式冷却塔，横流式冷却塔，射流式冷却塔，蒸发式冷却塔等四种类型，常用的是前两种。逆流式冷却塔横流式冷却塔（2

24、）冷却水的补水量蒸发损失-与冷却水的温度有关，到温降为5时，蒸发损失为循环水量的0.93%，当温降为8 时，则为循环水量的1.48%。飘逸损失与冷却塔出口风速有关，国产质量较好的冷却塔的飘逸损失约为循环水量的0.3%-0.35%。排污损失与循环水中矿物成分，杂质的浓度增加有关，通常排污损失为循环水量的0.3%-1.0%其他损失包括在正常情况下循环泵的轴封漏水，个别阀门、设备密封不严引起渗漏，以及当冷却塔停止运行时冷却水外溢损失等。综上所述，概略估算制冷机组冷却水系统的补水率为循环水量的2%3%。（3）冷却水的水质处理对于开式冷却塔循环水系统，由于水与大气直接接触进行热质交换，因此冷却水水质较差

25、，如不及时进行水处理，会影响制冷机的正常运行和损坏冷却设备和管道附件。 对于冷却水的处理，包括阻垢处理和缓蚀阻垢处理，杀菌、灭藻，去除泥沙和悬浮物等方面。一般多采用定期加药法，并在冷却塔上配合一定量的溢流来控制PH值和藻类生长。溢流用测量冷却水的导电率来控制，使各种杂质浓度得到稀释。空调水系统管路的水力计算1.不论是冷冻水管道还是冷却水管道，水力计算的任务均在于根据管段的流量和给定的管内水流速度，确定管道直径，然后计算管路的沿程阻力和局部阻力，以此作为选择循环泵扬程的主要依据之一。冷冻水在管道内的流速，宜采用以下数值：水泵吸水管:1.22.1m/s;水泵出水管：2.43.6m/s；供水干管：1.53.0m/s；室内供水立管：0.93.0m/s；分水器和集水器：1.24.5m/s;冷却水管道：1.02.5m/s。空调水系统循环水泵的扬程1.冷冻水管路系统循环水泵的扬程：对于闭式系统应是水系统管路沿程阻力和局部阻力之和，加上冷水机组蒸发器阻力，再乘以1.11.2的安全系数。uH=(hy+hj+hz