空调系统及设备的基本原理与应用

空调系统与设备的原理及其应用东南大学基建处培训张小松东南大学能源与环境学院rachpe@空调基础设备选型安装与验收调试与运行管理注意事项目录1空调基础2空调基础1901年在美国建立了世界上第一所空调实验室1902年设计了世界上公认的第一套科学空调系统,它首次向世界证明了人类对环境,湿度,通风和空气品质的控制能力1906年获得了“空气处理装置”的专利权,这是世界上第一台喷水室,它可以加湿或干燥空气1911年得出了空气干球,湿球和露点温度间的关系,以及空气显热,潜热和比焓值间的计算公式,绘制了湿空气焓湿图,并递交美国机械工程师协会,得到认可,成为空调行业最基本的理论1922年发明了世界上第一台离心式冷水机组1937年发明了空气-水系统的诱导器装置,是目前风机盘管的前身威利斯·开利（Willis·H·Carrier）个人拥有超过80项发明专利的开利博士,以其一生在空调科技方面的卓越成就,被誉为"空调之父"!31904年身为纺织工程师的克勒谋负责设计和安装了美国南部约1/3纺织厂的空调系统，共包括60项专利1906年5月在一次美国棉业协会的会议上正式提出了“AirConditioning“

术语,

从而为空气调节命名空调基础克勒谋（Stuart

W.

Cramer）4空调系统被公认为至少应具有以下功能：加热或降温，能够调节空气的温度加湿或减湿，能够调节空气的湿度能够使空气具有一定的流动速度能够使空气具有一定的洁净度

空调功能的“四度”空调基础5常用术语空调基础名称英文缩写全英名称名称英文缩写全英名称中央空调系统HVACHeatingVentilationAirConditioning洁净室CRCleanRoom制冷机CHChiller补风机MAUMakeupairUnit蒸发器EVAEvaporator变风量VAV

VariableAirVolume冷凝器CONDCondenser变制冷剂量VRVVariableRefrigerantVolume冷冻泵CHWPChilledWaterPump精密空调CRACComputerRoomAirConditioning冷却泵CWPCoolingWaterPump分体空调STSplitType冷却塔CTCoolingTower窗式机WTWindowType风柜AHUAirHandlingUnit两管制TPSTwopipessystem新风柜PAUPrimaryAirUnit四管制FPSFourpipessystem风机盘管FCUFanCoilUnit免费冷却（空调）FCFreecooling6各种建筑冷热负荷概算空调基础各种建筑冷热负荷概算指标序号建筑类型冷负荷W/m2热负荷W/m2序号建筑类型冷负荷W/m2热负荷W/m201客房80～11060～7012医院高级病房80～110

02酒吧、咖啡屋100～18013一般手术室100～15065～8003西餐厅160～20014洁净手术室300～45004中餐厅、宴会厅180～35015X、CT、B超室120～15005中庭、接待90～12016剧院观众厅180～35080～9006小会议室（允许少量吸烟）200～30017舞台250～35007大会议室（不允许吸烟）180～28018休息厅300～35008办公室90～12019体育馆120～300120～15009超高办公楼105～14570～8520展览馆130～20090～12010商场、百货楼首层250～30060～8021图书馆75～10050～7511二层、以上层200～25022公寓、住宅80～9045～707常用单位风量、流量：

m3/h、m3/s、L/min压力、扬程：

Pa、kPa、MPa、bar、psi、kg/cm2(公斤)负荷、制冷量、功率：

W、kW、kcal/h(大卡)、RT(冷吨)、HP(匹)常用单位换算1m3/h=2.78m3/s=16.67L/min100000Pa=1bar=14.5psi=1.02kg/cm21kW=860kcal/h,1US.RT(美国冷吨)=3.517kW,1RT(日本冷吨)=3.861kW1P=735W(压缩机输入功率)1HP=735W(压缩机输入功率)产生的冷量说明1RT冷吨就是在24小时内将1吨0℃的冻结成0℃的冰所需要的冷量基本单位不一样，吨的含义：日本说的是公吨，即1000kg，美国和英国是指2000磅，这两个2000磅的单位还不一样，英制的和美制的，所以一吨的分量不一样，热量当然也不一样在小型空调工程中1HP指给压缩机输入735W的功率所能产生的制冷量。与一般的功率单位匹意义是不一样的。这里的1HP是根据能效比算出来的。日本一般认为空调压缩机的能效比平均为3.4，则输入735W的电能所产生的制冷量为2500W。因此可以说1HP空调的制冷量相当于2500W的制冷量。小1匹一般为2200W，大1匹一般为2800W空调基础8空调的定义空气调节简称“空调”使房间或封闭空间的空气温度、湿度、洁净度和气流速度等参数，达到给定的技术要求。通过人工技术手段营造并保持满足一定要求的空气环境，使空气达到所需要的状态或使空气处于正常状态，从而满足人体舒适度及工艺生产过程的要求空调的分类按承担室内冷热湿负荷的介质分类按空气处理设备的集中程度分类根据集中式系统处理空气来源分类按空调系统用途或服务对象不同分类空调基础9空调基础按承担室内冷热湿负荷的介质分类全空气系统(a)全水系统(b)空气-水系统(c)冷剂系统(d)(a)(b)(c)(d)10空调基础全空气系统空气调节房间的室内负荷全部由经过处理的空气来负担的空气调节系统低速集中式空气调节系统、双管高速空气调节系统均属这一类型，配用风道及送、回风口，是大型空调系统常采用的一种方式由于空气的比热较小，需要较多的空气量才能达到消除余热余湿的目的，因此要求有较大断面的风道或较高的风速11空调基础全水系统空气调节房间的热湿负荷全靠水作为冷热介质来负担由于水的比热比空气大得多，所以在相同条件下只需要较小的水量，从而使管道所占的空间减少许多但是仅靠水来消除余热余湿，并不能解决房间的通风换气问题，因此通常不单独采用这种方法12空调基础空气-水系统随着空气调节装置的日益广泛使用，大型建筑物设置空气调节的场合愈来愈多，全靠空气来负担热湿负荷，将占有较多的建筑空间，因此可以同时使用空气和水来负担空气的室内负荷全空气系统与全水系统的结合，既具有全水系统控制简单的特点，又具有全空气系统可灵活调节室内空气清新度的优点风机盘管加新风系统就是典型的空气-水方式，也是目前国内采用最普遍的类型13空调基础冷剂系统这种系统是将制冷系统的蒸发器直接放在室内来吸收余热余湿通常用于分散安装的局部空气调节机组，但由于冷剂管道不便于长距离输送，因此这种系统在规模上有一定限制，这种方式广泛应用在各种房间空调器和小面积的中央空调系统冷剂系统可以与空气系统相结合，形成空气-冷剂系统14空调基础按空气处理设备的集中程度分类集中式空调系统这种系统的所有空气处理设备如风机、加热器／冷却器、过滤器、加湿器等都集中在一个空调机房内，其冷、热源一般也集中设置集中式空调系统按送风量是否变化可分为定风量系统与变风量系统两种处理空气量大，有集中的冷源和热源，运行可靠，便于管理和维修，但机房占地面积较大半集中式空调系统采用半集中式空调系统时，在空调机房中经过集中处理的部分或全部空气，将送到各空调房间或空调区域后再由末端装置进行补充处理半集中式空调系统主要包括诱导式空调系统和风机盘管空调系统适用于空气调节房间较多，且各房间要求单独调节的建筑物分散式空调系统是指将空气处理设备分散在被调房间内的系统。这种系统把空气处理设备、风机以及冷热源设备都集中在一个箱体内，形成一个整体组置于空调房间内15空调基础根据集中式系统处理空气来源分类封闭式(a)所处理的空气全部来自空调房间本身，没有室外空气补充，全部为再循环空气直流式(b)所处理的空气全部来自室外混合式(c)采用混合一部分回风的系统(a)(b)(c)16空调基础按空调系统用途或服务对象不同分类舒适性空调能够向人们提供一个适宜的工作环境或生活环境，从而提高工作效率或维护良好的健康水平的空调系统服务对象是人主要用于写字楼、商场、剧院、酒店等等工艺性空调能够满足室内生产、科研等工艺过程所要求的特定空气参数的空调系统服务对象为生产、科研、设备等工艺主要用于研发实验室、医院手术室、纺织车间、电子产品车间等等舒适性空调工艺性空调17空调基础空调系统分类18空调基础空调系统的选择对于使用时间不同的房间、空气洁净度要求不同的房间、温湿度基数不同的房间、空气中含有易燃易爆物质的房间、负荷特性相差较大，以及同时分别需要供热和供冷的房间和区域，宜分别设置空气调节系统空间较大、人员较多的房间，以及房间温湿度允许波动范围较小、噪声和洁净度要求较高的工艺性空气调节区，宜采用全空气定风量空气调节系统。当各房间热湿负荷变化相似，采用集中控制，各房间温湿度波动不超过允许范围时，可集中设置共用的全空气定风量空气调节系统；若采用集中控制，某些房间不能达到室温参数要求，而采用变风量或风机盘管等空气调节系统能满足要求时，不宜采用末端再热的全空气定风量空气调节系统当房间允许采用较大送风温差或室内散湿量较大时，应采用具有一次回风的全空气定风量空气调节系统。当要求采用较小送风温差，且室内散湿量较小，相对湿度允许波动范围较大时，可采用二次回风系统当负荷变化较大，多个房间共用一个空气调节系统，且各房间需要分别调节室内温度，尤其是需全年送冷的内区空气调节房间，在经济技术条件允许时，宜采用全空气变风量空气调节系统。当房间允许温湿度波动范围小或噪声要求严格时，不宜采用变风量空气调节系统。采用变风量空气调节系统，风机易采用变速调节；应采取保证最小新风量要求的措施；当采用变风量末端装置时，应采取扩散性能较好的风口19空调基础空调系统的选择空气调节房间较多、各房间要求单独调节，且建筑层高较低的建筑物，宜采用风机盘管加新风系统，经处理的新风易直接送入室内。当房间空气质量和温湿度波动范围要求严格或空气中含有较多油烟时，不宜采用风机盘管中小型空气调节系统，有条件时，可采用变制冷剂流量分体式空气调节系统；该系统不宜用于振动较大，产生大量油污蒸汽，以及产生电磁波和高频波的场所。全年运行时，宜采用热泵式机组；同一空气调节系统中，当同时有需要分别供冷和供热的房间时，宜采用热回收式机组全年进行空气调节，且各房间或区域负荷特性相差较大，尤其是内部发热量较大，需同时分别供热和供冷的建筑物，经技术经济比较后，可采用水环热泵空气调节系统。冬季不需供热或供热量很小的地区，不宜采用水环热泵空气调节系统当采用冰蓄冷空气调节冷源或有低温冷媒可利用时，宜采用低温送风空气调节系统；对要求保持较高空气湿度或需要较大换气量的房间，不宜采用低温送风系统舒适性空气调节和条件允许的工艺性空气调节，可采用新风作冷源时，全空气空气调节系统应最大限度地使用新风20空调基础空调系统的组成冷热源（热泵）冷媒输配管道空气处理设备自动控制装置空气分配装置被调节对象空气调节系统21空调基础空调系统的组成1-被调对象（空调房间）2-空调处理设备（组合式空调箱）3-空气输送设备（风道）4-空气分配设备（送风口）5-冷热源系统（水源热泵机组）6-冷热量输送系统7-冷却塔8-冷却水泵9-冷冻水泵10-分水器11-集水器；12-末端装置（风机盘管）13-加湿段14-加热段15-过滤段16-表冷器22空调基础空调系统的冷热源空调系统冷（热）源为空气冷却或加热处理提供冷量或热量，是空气调节最重要的一环。集中式空调系统的空气处理设备以及风机盘管机组都是靠冷（热）源来完成处理过程的，可以说，没有冷（热）源就不能实现制冷或制热冷源是为空气处理设备提供冷量用以冷却送风空气。常用的空调冷源是各类冷水机组，他们提供低温水（例如7℃）供给空气冷却设备，用以冷却空气。也有用制冷系统的蒸发器来直接冷却空气的。热源是用来提供加热空气所需的热量。常用的空调热源有热泵型冷热水机组、各类锅炉、电加热器等水冷冷水/热泵机组空气源冷水/热泵机组23空调基础天然冷热源空调系统的热源是多样化的，空调用热可以与生产用热、生活用热同时考虑，配置一定容量的热水锅炉或蒸汽锅炉空调系统却往往必须配置专门的冷源设备。空调工程中使用的冷源主要分为天然冷源和人工冷源两种，目前对天然冷源利用形式主要有地下含水层蓄能。地下水是常用的一种天然冷源。在我国大部分地区，用地下水喷淋空气具有一定的降温效果。但由于我国水资源不够丰富，许多城市由于对地下水的过分开采，导致地下水位明显降低，甚至造成地面沉降。因此我国开发了地下含水层蓄能技术（即深井回灌技术）。这项技术具有很好的季节性蓄能效果，由于空调系统能耗有季节性，所以该技术对空调节能有很大的经济意义地道风的利用。利用地道风夏季降温，冬季预热，在不少地区取得了较好的效果。特别是对影剧院及礼堂等公共建筑和一些轻工业车间。地道风利用夏季地道壁面温度较外界气温低，在通过一定长度的地道后，可实现降温效果。地道风降温不需要设置热湿交换设备，使得系统大大简化，节省投资，但是该系统应注意房间的空气品质及地道中冷凝水的带入天然冰。中国古代就有利用天然冰窖储存食物的用法，到了20世纪70年代，国外的专家学者更是利用天然冰开始了天然冰储冷空调的研究。该系统将天然储冰池的冰水引入房间，通过换热器将室内的热量带走，充分换热后的冰水再返回储冰池进行冷却，如此不断循环，直到夏季空调阶段结束24空调基础人工冷热源当天然冷源不能满足使用要求时，就需要采用人工冷源，也就是人工制冷。人工制冷的方法主要有四种：蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷和吸附式制冷蒸汽压缩式制冷。在普冷（低于环境温度～-120℃）范围内，蒸汽压缩制冷是占主导地位的制冷方式。它属于液体汽化制冷，依靠消耗一定的电能或机械能实现从低温热源吸热，向高温热源放热吸收式制冷。吸收式制冷与蒸汽压缩式制冷一样，都是利用制冷剂液体蒸发吸收潜热而制冷。不同的是，蒸汽压缩式制冷是以电能或机械能为驱动能，通过压缩机做功将低压制冷剂蒸汽压缩到高压状态；而吸收式制冷则以热能为驱动能，利用适当的溶液吸收低压蒸汽，使其转变为液体，通过溶液泵升压后再以加热的方式将低沸点组分从溶液中析出，变为高温、高压的蒸汽，从而实现制冷循环蒸汽喷射式制冷。蒸汽喷射式制冷与吸收式制冷相似，也是使用热能驱动，靠液体汽化来制冷。但蒸汽喷射式制冷只使用单一物质为工质，利用喷射器的抽吸作用在蒸发器中保持一定的真空，使水在其中蒸发而制冷。蒸汽喷射式制冷机用水作为制冷剂，蒸发温度在0℃以上，仅可用于空气调节和某些生产工艺过程吸附式制冷。吸附式制冷也是由热能驱动，利用二元或多元工质对实现制冷循环，这点与吸收式制冷是相同的。然而，与吸收式制冷中采用液体吸收和释放制冷剂蒸汽不同，吸附式制冷采用固体吸附剂对制冷剂气体进行吸附和解析。利用吸附剂在不同吸附温度下具有不同吸附能力这一特性，周期性地冷却和加热吸附剂，使之交替产生吸附和脱附过程。脱附时，释放制冷剂蒸汽，并使之凝结为液体；吸附时，制冷剂液体蒸发，产生冷量25空调基础热泵系统20世纪70年代初，由于“能源危机”的出现，热泵以其回收低温废热，节约能源的特点，在产品经过改进后，重新登上历史舞台，受到了人们的关注。热泵技术是一种有效的节能手段，合理利用高品位能量、综合能源效率高，研究表明，电动热泵的制热系数只要大于3，则从能源利用方面看热泵就会比热效率为80％的区域锅炉房用能节能，且供暖区无污染，环保效益好。利用热泵技术夏季可以供冷，冬季可以供暖，一机两用，设备利用率高，使用灵活，调节方便对热泵系统分类时常按低位热源分类，即分为空气源热泵系统、水源热泵系统、土壤源热泵系统和太阳能热泵系统热泵技术是一种有效的节约能源、减少CO2排放和大气污染的环保技术，空气源热泵的除霜，以及各种低品位能源的利用（包括热回收）等，可以把自然界的低温废热转变为暖通空调系统可利用的再生能源。这就为人们提出了一条节约矿物燃料进而减少温室气体排放、提高能源利用效率、减轻环境污染的新途径。目前，100kW以下的中小型空调装置中，热泵占50％以上，并取得良好效果热泵技术是一种有效的节能手段，热泵技术的发展不仅与国民经济总体发展有关，还与能源的结构与供应、环境保护与可持续发展密切相关。从综合的经济效益和社会效益看，热泵技术在中国具有广阔的发展空间，应加强有关热泵空调方面的研究工作，积极推广、使用热泵空调技术26空调基础蓄能技术蓄冷蓄热指把冷量或者热量通过一定的方式储存起来，在需要的时候再释放出来加以利用蓄冷（热）方式主要有显热蓄冷（热）、潜热蓄冷（热）。显热蓄冷（热）指利用物质具有比热容，其内能随着温度降低（升高）从而储存冷（热）量，当前主要的储存介质有水、岩石、陶瓷等蓄冷（热）介质。潜热蓄冷（热）主要是利用物质发生相变时内能的变化而储存冷（热）社会效益与经济效益移峰填谷、平衡电力负荷节约能源、减少环境污染可通过蓄能空调的开发实现能源的有效回收利用27空调基础空调系统的冷热源28空调基础水冷冷水/热泵空调风冷冷水/热泵空调锅炉吸收式热泵29空调基础冷（热）量输送系统冷（热）量输送系统是指空调水系统，基本组成是水泵和水路系统。其作用是将冷媒水（简称冷水）或热媒水（简称热水）从冷源或热源输送至空气处理设备。空调水系统分为冷（热）水系统、冷却水系统和冷凝水管路三大类30空调基础冷（热）水系统冷（热）水系统是指夏季由冷源向风机盘管机组等末端装置或整体式空调机组的表冷器（或喷水室）供给冷水，而冬季由热源向风机盘管机组等末端装置或整体式空调机组的空气加热器供给热水。冷（热）水在空调机组换热器内释放出冷（热）量之后，经循环水泵和回水管路返回冷（热）源的系统31空调基础冷却水系统空调冷却水系统是指由冷水机组的冷凝器、冷却塔、冷却水箱和冷却水循环水泵等组成的循环。制冷机组冷凝器产生的热量需要通过空气或水将热量带走，大、中型的制冷系统往往通过水作为冷却介质，通过冷却水对冷凝器进行冷却32空调基础冷凝水管路湿空气中的水蒸气遇到低于空气露点温度的换热器时，就会冷凝而产生冷凝水，一般常见于蒸发器。冷凝水首先滴落在盘管下面的集水盘中，然后通过冷凝水管排出。冷凝水管路并非采用压力流，而是通过设置一定的坡度来流动的重力流。一般来说，冷凝水盘的泄水支管坡度不宜小于0.01，水平干管坡度不应小于0.003，且不允许有局部积水。并且，无论空调末端设备的冷凝水盘处于机组的正压段还是负压段，冷凝水盘出水口处均应设置水封，水封管液面高度差应能保证冷凝水顺利排出，并保证空调机组不发生漏风现象33空调基础冷冻水冷却水集水器水泵分水器34空调基础空气处理设备在空气调节系统中，为了满足空调房间对送风状态的要求而对空气进行加热、冷却、加湿、减湿等热湿处理的设备，称为空气处理设备。其作用是将送风空气处理到规定的状态。空气处理设备可以集中于一处，为整幢建筑物服务，也可以分散设置在建筑物各层尽管空气的热湿处理设备名目繁多，构造多样，然而，它们大多是使空气与水（热水、冷水等）、水蒸汽、冰、各种盐类及其水溶液（氯化锂）、制冷剂和其他介质（硅胶、分子筛等）进行热湿交换的设备35空调基础空气处理过程等湿（干式）加热过程利用表面式加热器（热水加热器、蒸汽加热器、电加热器）加热空气使空气的温度升温，但在升温过程中空气的含湿量没有发生变化，这就是等湿加热过程等湿（干式）冷却过程用表面式冷却器时，如果表冷器的表面温度低于空气温度但又没有达到露点温度时，就可以使空气冷却降温而保持其含湿量不变，因而表冷器上没有冷凝水出现，这个过程叫等湿冷却过程电加热表面式加热器表面式冷却器36空调基础空气处理过程等焓减湿过程用固体吸附剂（例如硅胶）处理空气时，水蒸气被吸附，空气的含湿量降低，空气失去潜热，而得到水蒸气凝结时放出的汽化热使温度增高，但焓值不变等焓加湿过程绝热过程中，空气的温度和湿度发生变化，而焓值近似不变的过程。湿膜加湿或超声波加湿、高压喷雾加湿等型式都是等焓加湿过程硅胶高压喷雾湿膜37空调基础空气处理过程等温加湿过程空气温度基本保持不变的加湿过程。如干蒸汽加湿、电极加湿减湿冷却（或冷却干燥）过程用表面式冷却器或直接蒸发式表冷器对空气进行冷却时，如果表冷器的表面温度低于空气温度且达到露点温度时，水蒸气凝结成水析出干蒸汽加湿电极加湿表面式冷却器38过滤器初效过滤器：主要针对5.0μm以上颗粒的过滤效率中效过滤器：主要针对1.0~5.0μm颗粒的过滤效率高效过滤器：主要针对0.5μm以上颗粒的过滤效率空调基础初效过滤器中效过滤器高效过滤器39空调基础空调箱柜式风机盘管除湿机风机盘管卡式机（风机盘管）房间空调器40空调基础初效过滤器加热器表冷器加湿器中效过滤器41空调基础空气输送和分配设备空气输送和分配设备主要包括：送风机、通风管道、空气分配器（散流器或诱导器）等。通过空气输送与分配设备实现将已处理的空气输送到各空调区域，从而得到满意的室内气流组织、温湿度及洁净度等42空调基础43空调基础44空调基础被调对象需要维持被调节参数的数值不超过给定的变化限度的对象，就叫做被调对象。在空调中，需要调节空气参数的各个环节都是被调对象，如恒温室，喷水室出口、二次加热器之后45空调基础空调自动控制和调节装置由于各种因素，空调系统的冷热负荷是多变的，这就要求空调系统的工作状况也要有变化，以适应空调系统负荷变化的需要。所以，空调系统应装备必要的控制和调节装置，借助它们可以（人工或自动）调节送风参数、送、排风量、供水量等，以维持所要求的室内空气状态分为电气控制系统和监控系统两部分电气控制系统（强电部分）主要包括系统的供电，制冷机组、风机、水泵等的运行，可实现空调系统的手动控制监控系统（弱电部分、也称搂控系统）包括各种传感器、执行器的控制，以及在物业管理中心的集中监控功能，可实现整个中央空调系统的自动化监控46空调基础47空调系统的选择应根据建筑物的用途、规模、使用特点、室外气象条件,负荷变化情况和参数要求等因素,在满足使用的前提下,尽量做到一次投资省、系统运行经济和减少能耗等宾馆式建筑和多功能综合大楼的中央空调系统,一般都设有中央机房,集中放置冷热源和附属设备楼中有餐厅、商场、舞厅、展览厅和大会议室等，多采用集中式系统,并且多为单风管、低速、一次回风与新风混合、无再热的定风量系统客房、办公室、中小会议室、贵宾房等则常采用风机盘管加独立新风系统或集中冷却的分散机组系统凡没有或者不需要设置冷水机组和热水器的建筑物中的集中式空调系统,应采用独立式空调机,凡已设有冷水机组和热水器的建筑物中的集中空调系统则采用非独立空调机设备选型48冷热源的选型原则冷、热源系统的能效特性冷、热源系统的部分负荷性能冷、热源系统的寿命周期冷、热源系统的投资费用冷、热源系统的运行费用冷、热源系统的环境行为设备选型49冷、热源系统的能效特性目前冷、热源设备的种类繁多，消耗的能源种类不同，工作原理各不相同，能效特性也各不相同。为了衡量各种设备的节能性，通常采用一次能源效率（在提供等量需求的条件下各不同设备消耗的能源折算成同一种一次能源的消耗比叫做一次能源效率，用符号OEER来表示）来进行比较冷、热源系统的部分负荷性能建筑物的空调负荷是变化的，冷、热源所要提供的冷、热量在大多数情况下都小于设计最大负荷，冷（热）水机组在部分负荷下工作的效率都小于机组额定负荷运行时的效率。所以，在选择冷、热源设备时，应该重视机组的部分负荷性能。行业内，用符号IPLV来表示部分负荷性能系数。据有关资料介绍，IPLV值每提高0.1，在设备的经济寿命期内节约的能耗费用就可达到其初投资的30%~45%设备选型50冷、热源系统的寿命周期设备的寿命周期是指所用的设备在不更换主要零、部、组件的情况下，能保证正常运行并确保使用性能及效果所能维持的使用时间。设备的寿命周期体现了产品的使用价值。产品的寿命周期包含物理寿命、折旧寿命、经济寿命等冷、热源系统的投资费用系统的投资费用，不仅取决于产品的报价，还与具体项目的能源增容费、配套设施费、水电气入网费、机房建设费、职业安全与卫生设施费、环境保护设施投资等有关，对于贷款建设项目，好要考虑贷款利息和还贷期限等动态因素，应具体分析计算仅就单位冷量设备比价而言，几种冷（热）源设备的排序（从大到小）大致如下：风冷式冷（热）机组>直燃型溴化锂吸收式机组>水冷螺杆机组>蒸汽型溴化锂吸收式机组>离心式据有关资料介绍，几种常用冷、热源组合系统的投资排序（从大到小）大致如下：燃气综合能源系统>电制冷机加电锅炉系统>空气源热泵系统加燃油（气）锅炉系统>电制冷机加燃油（气）锅炉系统>直燃机系统冷、热源系统的运行费用冷、热源系统运行费用主要取决于系统的能源消耗和所用能源的价格及设备折旧。能源价格有地区的差别及市场的波动，就当前京、沪地区而言，几种冷、热源系统的运行费排序（从大到小）大致如下：直燃机系统>电制冷机加电锅炉系统>空气源热泵系统加燃油（气）锅炉系统>电制冷机加燃油（气）锅炉系统>燃气综合能源系统设备选型51冷、热源系统的环境行为能源生产和能源利用所引起的环境影响主要是化石燃料的燃烧而引起的温室效应、酸雨和臭氧层破坏。当前，在我国，冷、热源系统消耗的一次能源基本是化石燃料和电力，而我国的总发电量中，燃煤发电占70%以上。所以，在我国，如何减少冷、热源系统对环境的影响是个十分重要的课题。冷、热源系统的环境行为已成为评价设计方案的重要指标冷、热源系统是耗能大户，因此限制其在使用过程中有害物质排放量是空调冷、热源系统设计的一个艰巨任务关于臭氧层的破坏，现已证明氟里昂制冷剂中所含的氯原子对大气平流层中的臭氧层具有很大的损耗破坏力。所以在选择制冷机组时，首先应选择使用不含或含氯原子少的制冷剂的机组。据有关资料介绍，几种常用冷、热源组合系统环境行为的排序（影响从大到小）大致如下：电制冷机加电锅炉系统>电制冷机加燃油（气）锅炉系统>空气源热泵系统加燃油（气）锅炉系统>直燃机系统>燃气综合能源系统设备选型52提高能源转换率、减少负面影响的措施对以燃气为一次能源的场合，并兼顾经济性的条件下，宜优先考虑采用燃气热、电、冷联供形式和回收燃气余热的燃气热泵形式，尽可能避免燃气的直接热利用对以电为一次能源的场合、尽可能选取各种形式的电动热泵。除非特殊需要，直接电热供热的系统，必须采用蓄热式电热供热系统尽可能减少系统中各个能量转换环节的损失。如尽可能回收系统排放的余热；尽可能选用部分负荷效率高的冷源设备；直接利用地下水降温或利用地下风道新风夏季降温和冬季加热；利用室外低湿球温度来进行蒸发冷却；载冷、载热介质输送系统的变量调节、水力平衡等设备选型53冷水机组的选择建筑物的用途各类冷水机组的性能和特征当地水源(包括水量水温和水质)、电源和热源(包括热源种类、性质及品位)建筑物全年空调冷负荷（热负荷）的分布规律初投资和运行费用对氟利昂类制冷剂限用期限及使用替代制冷剂的可能性设备选型54冷水机组的选择的注意事项对大型集中空调系统的冷源，宜选用结构紧凑、占地面积小及压缩机、电动机、冷凝器、蒸发器和自控组件等都组装在同一框架上的冷水机组。对小型全空气调节系统，宜采用直接蒸发式压缩冷凝机组对有合适热源特别是有余热或废热等场所或电力缺乏的场所，宜采用吸收式冷水机组制冷机组一般以选用2～4台为宜，中小型规模宜选用2台，较大型可选用3台，特大型可选用4台。机组之间要考虑其互为备用和切换使用的可能性。同一机房内可采用不同类型、不同容量的机组搭配的组合式方案，以节约能耗。并联运行的机组中至少应选择一台自动化程度较高、调节性能较好、能保证部分负荷下能高效运行的机组。选择活塞式冷水机组时，宜优先选用多机头自动联控的冷水机组选择电力驱动的冷水机组时，当单机空调制冷量φ＞1163kW时，宜选用离心式；φ＝582～1163kW时，宜选用离心式或螺杆式；φ＜582kW时，宜选用活塞式电力驱动的制冷机的制冷系数COP比吸收式制冷机的热力系数高，前者为后者的二倍以上。能耗由低到高的顺序为：离心式、螺杆式、活塞式、吸收式(国外机组螺杆式排在离心式之前)。但各类机组各有其特点，应用其所长选择制冷机时应考虑其对环境的污染：一是噪声与振动，要满足周围环境的要求；二是制冷剂对大气臭氧层的危害程度和产生温室效应的大小无专用机房位置或空调改造加装工程可考虑选用模块式冷水机组设备选型55热源设备的类型电热水锅炉使用方便，清洁卫生，无排放物，安全，无燃烧爆炸危险，自动控制水温，可无人值守除了符合标准要求情况下，不得采用电热锅炉、电热水器作为直接采暖和空气调节系统的热源燃气、燃油热水锅炉燃气、燃油热水锅炉的初投资比电热水锅炉略高，但运行费用低第一安全性差，特别是燃气锅炉。第二，燃气、燃油热水锅炉有170~180℃的高温排烟，需建筑考虑排烟竖井，从合适的地方排烟至室外燃气、燃油热水锅炉的额定热效率不应低于89%燃气、燃油热水锅炉房单台锅炉的容量，应确保在最大热负荷和低谷热负荷时都能高效运行热源设备供热量与台数热源设备供热量应为空调系统冬季热负荷之和，并要考虑同时使用系数和10%的热损失锅炉台数不宜少于2台，当中、小型建筑设置1台锅炉能满足热负荷和检修需要时，可设1台设备选型56热泵的选择空气源热泵水环式热泵地源热泵吸收式热泵燃气热泵设备选型57空气源热泵适用于夏热冬冷地区的中、小型公共建筑夏热冬暖地区采用时，应以热负荷选型，不足冷量可由水冷机组提供寒冷地区，当冬季运行性能系数低于1.8或具有集中热源、气源时不宜采用水环式热泵通过封闭循环的水系统，将数组水/空气热泵(水/水热泵)机组并联组成一个复合式空气调节系统，可部分机组供暖运行、部分机组供冷运行。系统以回收建筑物余热为主要特征循环水系统水温保持在15~35℃之间，高于35℃时由冷却塔冷却,低于15℃时由热源加热补充。建筑规模较大、有较多常年冷负荷的内区、需要同时供冷和供暖的商业、办公、娱乐等综合大厦；如其内区面积大于或与外区面积相当、冷负荷与热负荷大致相等，为最佳应用场合设备选型58地源热泵土壤源热泵（地埋管）以水平或垂直方式在地下埋设盘管，以水或其它换热介质在盘管内循环、与岩土体进行热交换为低温热源的热泵系统制冷时介质温度宜为10℃～40℃，制热介质温度温宜为5℃～25℃具备钻孔埋管的地质条件即可应用。例如：办公楼前后场地、别墅花园，学校运动场等等地下水源热泵以抽取和回灌地下水（单井或双井）为低温热源的热泵系统制冷时水温宜为10℃～25℃，制热时水温宜为5℃～25℃地下水的抽取和回灌水量及其温度，可以满足热泵系统可靠和经济运行，且为当地水文地质管理部门所允许的地区地表水源热泵以江、河、湖、海的地表水，直接或通过换热盘管间接循环为低温热源的热泵系统地表水源热泵系统比地下水源热泵系统更有优势，只要有地表水的地方都能应用，经济合理，不受地质条件限制，工程造价相对较低设备选型59吸收式热泵热能驱动式热泵系统是以工业废热等驱动热泵循环，能够节约高品位电能的使用，既可制冷又可供热实现了一机两用在化工、印染等会产生大量废热的场合，热能驱动形式的热泵具有一定的应用价值，特别是在电力紧张、余热地热资源丰富的地区具有独特的优势燃气热泵燃气热泵具有综合能耗低、热效率高、冬季制热能力强、节能环保以及无需除霜等突出优点，可广泛应用于中小型商场、办公楼、住宅等等需要空调的场所电力负荷的移峰填谷对燃气热泵的需求，天然气的供应形式对燃气热泵的需求，用户侧对燃气热泵的需求，回收内燃机尾气的余热，余热除霜常规燃气热泵为满足室内所需负荷，而室内负荷不断地波动，使得常规燃气热泵需要时时与其匹配，燃气发动机运行工况波动较为严重，常常处于非耗油经济区，使得发动机内部的燃烧环境恶劣，排放增大，热效率较低设备选型60某工程学院图书信息中心工程总用地面积：56000m2；建筑基底面积：10158m2；总建筑面积：38370m2；建筑高度：23.45m；阅读座位：3662个；藏书量：150万册空调系统选用3台相同规格的热泵机组每台机组设计工况制冷量为1658kW，输入功率238kW，设计工况制热量为1600kW，输入功率420kW本工程结合可再生能源资源环境条件，充分利用湖泊自然资源，采用了封闭盘管式湖水源热泵空调采暖系统，冷暖兼备，工作稳定、可靠、可调性强。节能、节水、环保、可再生热泵在建筑节能中的应用61某学院新校区图书馆空调工程地上8层，地下1层，主要用途为图书馆阅览室、书库、教室及办公用房。总建筑面积38462m2，楼高38.4m设计总装机制冷量3830kW，总装机制热量2700kW。采用地源热泵2台单台制冷量为1230kW，输入功率小于268kW，单台制热量为1350kW，输入功率小于270kW土壤源换热部分室外埋管面积约为15000平方米，地源井供为590口，浅层地表水换热部分有效水体利用部分共为5000平方米，且有效平均深度为3.5米，湖水换热单元设为320个，湖水换热的盘管长度为24000米对冬夏季空调和地板采热系统提供可靠而又高效的冷热源，不破坏建筑物和四周环境的高雅氛围和艺术外观热泵在建筑节能中的应用62某酒店，建筑层高为七层，空调使用建筑面积近8000m2酒店需空调和卫生热水，空调区域主要为客房区，热水需求量为20吨/天。空调系统采用水冷却方式的效率比采用风冷方式系统要高该工程从降低电耗和节能目的考虑采用整体和分体式水环热泵中央空调机组，室内外连接为冷却水管，散热设备为冷却塔。考虑油价上涨和经济、节能、环保等要求，酒店热水供应采用具有热回收功能的双热源热泵热水机组供应热水可实现制冷、制热(采暖)、生活热水三种功能空调系统为分布式冷源，按需开停机，系统能量的调节接近与无级调节，其运行费用比一般空调系统下降30-40%热泵在建筑节能中的应用63某煤业集团下属第三热电厂装备一台60MW空冷热电机组，二台35MW水冷热电机组，三台220t/n燃煤锅炉该工程是目前世界上最大的吸收式热泵余热回收项目，采用了六套30MW吸收式热泵机组，利用先进的吸收式热泵技术回收汽轮机凝汽器循环水的热量减少市区内燃煤锅炉供热量，也相应减少了供热锅炉的燃煤耗量，仅此一项每年可节能4.93万吨标准煤，相应的还可以减少二氧化硫排放量1541吨，减少氮氧化物排放量729.9吨。该项目成功投产后每年回收热量达到93.8万GJ，可增加供热面积144万平方米，年节水49.4万吨，减少二氧化碳排放9.86万吨，氮氧化物排放量729.9吨吸收式热泵最大的优势还体现在机组用电量极低，一台制热量30MW的蒸汽型吸收式热泵机组电功率仅30KW，因此供热经济效益较好，设备投资回收期一般不超过三年热泵在建筑节能中的应用64空气处理设备的选择在各类综合性功能高层建筑的中央空调系统中，往往对所需温度、湿度、新风量、冷（热）负荷的空气气流组织，采用分层或分区进行集中处理，其优点是便于建筑物内的物业管理和使用中的节能空气处理机组一般有吊顶式和落地式两种。落地式包括立式和卧式两种。另外机组的送回风方式也有许多不同。需根据建筑情况和建筑业主要求进行最终的确定主要包括：组合式空调机组，柜式风机空调机组，风机盘管设备选型65组合式空调机组组合式空气调节机组的特点是以功能段为组合单元,用户可根据空气调节和空气处理的需要,任选所需各段进行自由排列组合,有极大的自由度和灵活性设备选型66组合式空调机组卧式：广泛应用于机械、家用电器、电子、化工、纺织、卷烟、宾馆、酒店、展览馆等工业与民用建筑空调工程叠式：适用于层高较大，而长度受到限制的空调机房设备选型67柜式空调机组立柜式明装：适用于银行、宾馆、酒店、公寓楼等作一般空调用，直接送风立柜式暗装：适用于有较高空调机房的商场、宾馆、电视台、工业厂房等一般空调场合，配合风箱可调节新风回风比例柜式吊顶：安装于吊顶内，广泛应用于商场、影视厅、银行、宾馆等场合，作一般空调送风或新风系统柜式吊顶超薄：适用于吊顶内高度较小的场合，特别适用于与风机盘管搭配，走廊送新风系统卧式暗装：适用于有较大面积、高度受到一定限制的空调机房的空调场合。配回风箱可调节新风回风比例设备选型68风机盘管机组立式明装立式暗装卧式明装卧式暗装设备选型69水泵的选择水泵主要参数是流量和扬程离心泵适用于大流量、大扬程的场所管道泵流量范围不大，适用于扬程低的场所常规选择卧式泵，当安装有局限时选立式泵当单级泵不能满足要求时选择双级当温度t>65℃，选热水泵；当t≤65℃，选冷水泵设备选型70冷却塔的选择按照被冷却水的温度选择：高温塔、中温塔、常温塔按照安装位置的现状及对噪声的要求选择：横流塔与逆流塔按照冷水机组的冷却水量选择冷却水量，原则上冷却塔的水量要略大于冷水机组的冷却水量选用多台水塔时尽量选择同一型号为了保证水泵不吸入空气产生气蚀，同时也为了冷却水温稳定性较好，宜采用集水型冷却塔，即增大冷却塔存水盘的深度，集水量可考虑1.5～2分钟左右的冷却水循环水量冷却塔多台并联时要有平衡管，以保持各塔水盘内的水位一致设备选型71使用空间空调系统的制冷(热)量应与其所调节的面积和使用环境相适宜，并在环境温度为-7℃～43℃时应能正常工作空调系统设计要求空调系统冷(热)负荷的设计应符合相应国家标准的要求空调系统的设置，应能防止异味、油烟或其他有害物质的扩散空调系统的新风和回风应经过滤处理被调节的房间的空气参数分布，应充分考虑房间内温度参数、允许风速、噪声和空气质量、内部装修及设备散热等因素，并应防止送回风短路安装与验收72空调系统及配件的选配要求应优先选用符合下列条件的空调设备采用环境污染小的能源采用环保型制冷剂能源利用效率高风管应采用不燃材料制作，当采用复合材料风管时，其覆面材料必须为不燃材料，内部的绝热材料应为不燃或难燃，且对人体无害的材料防腐与绝热的要求所有用材应作相应的防腐处理设备与管道的绝热应符合以下要求绝热层的外表面不得产生凝结水非闭孔性绝缘材料的外表面应设隔汽层和保护层绝热管道和支、吊架之间，管道穿墙、穿楼板处，应采取防止“冷桥”的措施管道绝热材料应采用不燃或难燃材料穿越防火墙、变形缝两侧各2m范围内风管绝热材料及风管型电加热器前后0.8m范围内的风管绝热材料，必须采用不燃材料安装与验收73噪声空调系统室内机组的噪声测量应按相关方法测试，不同场所的噪声测定值应符合相应国家标准的规定室外机组的噪声应符合相应国家标准及环境保护的规定温、湿度控制空调系统的选配应合理空调系统在18℃-28℃的温度设定范围内，控制误差应不大于±2℃，应具有除湿、新风的功能制冷测试在环境温度不大于36℃，制热测试在环境温度不小于5℃时，温、湿度应符合相应国家标准的规定安装与验收74密封性空调系统各部分不应有制冷剂、载冷剂泄漏电气安全绝缘性性能空调系统的绝缘电阻应不低于2MΩ，对加强绝缘应不低于7MΩ，其他辅助电气设备的绝缘电阻应在1MΩ以上。空调系统的带电部件与壳体(接地)之间应经受1250V历时1min的电气绝缘强度试验接地装置空调系统万一绝缘失效时，可以成为带电的易触及金属部件，应永久并可靠地与接地装置连接，其电阻应不大于0.1Ω，接地装置应符合标准的要求电气连接空调系统的电气连接应用专用电路，其容量应大于空调系统最大电流值的1.5倍电源线路应安装漏电保护器或空气开关等保护装置电气连接线应不受拉伸和扭曲应力的影响，不应随意改变接线长度空调系统主机组泄漏电流应不大于10mA，易触及的部件应不大于2mA，不易触及的部件应不大于10mA，末端不应大于1.5mA空调系统各电气部件的输入电流应不超过其铭牌标称值的110%安装与验收75安装位置空调系统安装位置及布置应符合国家和地方政府颁布的相应规定，并根据用户的环境状况，综合考虑下述因素定位、安装：避开易燃气体易发生泄漏的地方或有强烈腐蚀气体的环境避开人工强电磁场直接作用的地方尽量避开易产生噪声、振动的地点尽量避开自然条件恶劣(如油烟重、风沙大、阳光直射或有高温热源)的地方儿童不易触及的地方维护、检修方便和通风合理的地方室内机组的安装应充分考虑室内空间位置和布局，使气流组织合理、通畅。室外组件的安装应遵守环保、市容的有关要求室外组件的安装位置不应占用公共人行道，并尽可能地远离相邻方的门窗和绿色植物，与相对方门窗的距离不得小于6m,确因条件所限达不到上述要求时，应与相关方进行协商解决或采取相应的保护措施空气冷凝水和室外机组的融霜水应有组织地排放安装与验收76空调系统的安装及施工空调系统的安装及施工，应按照设计图纸、合同约定内容和相关技术标准的规定进行。施工时如有变更，须有设计单位的设计变更通知书及用户签字认可空调系统工程项目的安装施工企业，应具有相应的施工资质。承担空调系统工程图纸的设计单位，应具有相应的设计资质。设计图纸应取得用户的书面同意空调系统工程所使用的主要材料、成品、半成品和设备应具有出厂检验合格证。非标产品则应具有法定质检部门出具的质检报告。有防火要求的产品，应符合国家有关强制性标准的规定空调系统工程所使用的主要材料、成品、半成品和设备的进场，应有验收记录，并应有工程监理或用户的签字认可空调系统工程的每道施工工序，都应建立相应的质量记录空调系统工程的安装施工应按规定的程序进行，并与土建、装潢、水电等专业工种互相配合。在空调系统主要安装结束后，装潢工程开始施工时，应进行隐蔽工程验收。由空调系统主机安装责任人、装潢施工责任人、用户与工程监理共同验收及签字认可空调系统工程竣工验收应在用户、安装施工企业、工程监理及有关质量监督检验机构共同参与下，并依据本规范进行安装与验收77系统调试的目的可以发现系统设计、施工质量和设备性能等方面的问题可以使运行人员熟悉和掌握系统的性能和特点，为系统经济运行积累资料空调系统调试的内容风量测定和系统风平衡空调设备的试运转及调试空调处理设备能力的检验空调系统综合效能的调试等空调系统调试的依据《通风与空调工程施工质量验收规范》（GB50243-2002）

调试与运行管理78空调调试测试仪器温度仪：水银温度计、热电偶温度计、电阻温度计湿度仪：干湿球温度计、通风干湿温度计、湿敏电阻湿度计测压计：毕托管和液体压力计风速仪：叶轮风速仪、转杯式风速仪、热电风速仪振动仪：轴承振动仪空调系统调试的程序和方法空调系统电气设备和线路的检查测试空调设备单机空载试运转空调系统空载联合运转空调系统带生产负荷综合性能调试

调试与运行管理79空调系统电气设备和线路的检查测试该项工作通常在制冷专业人员配合下，由电气专业调试人员具体施行空调设备单机空载试运转—通风机单机空载试运转运转前轴承加润滑油检查各项安全措施设备转动时，叶轮是否有卡摩现象检查设备运转方向是否正确设备减振器是否位移轴承温度是否过高；（滑动轴承≤70℃；滚动轴承≤80℃）空调设备单机空载试运转—水泵单机无负荷试运转水泵试运转前应注油并填满填料法兰连接并密封装置不得渗漏叶轮与壳体不应相摩擦部分阀门应灵活叶轮旋转方向正确调试与运行管理80空调设备单机空载试运转—空调机内表冷器和喷水装置试运转检查各管道水压是否正常，是否渗漏表冷器水排放是否通畅喷淋装置喷嘴是否齐全挡水板过水量是否正常加湿水泵是否运转正常空调设备单机空载试运转—空调过滤装置试运转是否按设计和产品说明书进行安装空调设备单机空载试运转—制冷机组试运转制冷机组运行是否正常空调设备单机空载试运转—冷却塔试运转检查风机转向是否正确布水器的布水是否均匀补水系统是否正常调试与运行管理81空调系统空载联合运转联合试运转是在系统无负荷的情况下，同时启动运行。在进入正常运行阶段，应进行以下项目测试和调整：通风机的风量、风压、转速以及电流风系统以及风口的风量测试和平衡，偏差不应大于10%制冷系统压力、温度、流量和冷热量的测试与调整，各项参数应符合相关技术文件系统联合调试运行不小于8h