空调工程知识要点

空调工程知识要点一、空调系统的基本组成空调系统主要由以下几个部分组成：1.空气处理设备空气过滤器：去除空气中的灰尘、花粉、毛发等杂质，保证进入空调系统的空气清洁。常见的有初效过滤器、中效过滤器和高效过滤器。空气冷却器（表冷器）：通过冷媒与空气进行热交换，降低空气温度。它由铜管和铝翅片组成，增加了换热面积，提高了换热效率。空气加热器：一般采用热水或蒸汽作为热源，对空气进行加热，以满足室内温度要求。可分为热水盘管加热器和蒸汽加热器。加湿器：增加空气的湿度，防止室内空气过于干燥。常见的加湿器有电极式加湿器、电热式加湿器、超声波加湿器等。除湿器：降低空气湿度，去除空气中的水分。常用的除湿方法有冷凝除湿和吸收除湿等。2.空气输送设备风机：提供空气流动的动力，使空气在空调系统中循环。分为离心风机、轴流风机和贯流风机等。离心风机常用于大型空调系统，风压较高；轴流风机适用于通风量大、阻力小的场合；贯流风机则常用于小型空调设备，如家用空调室内机。风道：输送空气的通道，一般由薄钢板、玻璃钢、铝合金等材料制成。风道的设计应保证空气流动顺畅，减少阻力损失，同时要注意风道的保温和密封，防止漏风。3.冷热源设备制冷机：通过制冷剂的循环变化，从被冷却对象中取出热量并排放到外界，实现制冷目的。常见的制冷机有压缩式制冷机、吸收式制冷机等。压缩式制冷机应用最为广泛，它由压缩机、冷凝器、蒸发器和节流装置等组成。锅炉：产生热水或蒸汽，为空调系统提供热源。有燃油锅炉、燃气锅炉、电锅炉等多种类型。根据空调系统的规模和需求选择合适的锅炉。冷却塔：用于冷却制冷机排出的热水，使热水温度降低后再循环使用。它通过水与空气的接触，进行热交换，将热量散发到大气中。冷却塔分为开式冷却塔和闭式冷却塔。4.控制调节设备温度传感器：检测室内外空气温度，并将信号传送给控制器，以便实现对空调系统的温度控制。湿度传感器：监测空气湿度，为湿度调节提供依据。压力传感器：测量空调系统中制冷剂、水等介质的压力，保证系统正常运行。控制器：根据传感器传来的信号，对空调系统的各个设备进行控制和调节，实现室内温度、湿度、风速等参数的自动控制。可分为简单的手动控制和先进的自动化控制系统。

二、空调系统的分类1.按空气处理设备的设置情况分类集中式空调系统：空气处理设备集中设置在空调机房内，对空气进行集中处理后，通过风道输送到各个空调区域。适用于大型商场、办公楼、体育馆等空间较大的场所。其优点是处理空气量大、运行可靠、便于管理；缺点是风道布置复杂、占用空间大、初投资高。半集中式空调系统：既有集中的空气处理设备，又在各个空调区域设置末端装置，如风机盘管等。空气在集中处理设备中进行部分处理后，通过风道输送到各空调区域，再由末端装置进行进一步处理。适用于宾馆、医院、写字楼等场所。它结合了集中式和分散式的优点，布置灵活，调节方便，但系统相对复杂。分散式空调系统：将空气处理设备、冷热源设备等组合在一起，直接放置在空调房间内或附近。如家用空调、窗式空调等。具有安装方便、使用灵活的特点，适用于小型办公室、住宅等场所。缺点是单机容量较小，运行效率相对较低。2.按负担室内热湿负荷所用的介质分类全空气系统：空调房间的热湿负荷全部由经过处理的空气来负担。通过调节送入房间的空气参数（温度、湿度、风速等）来满足室内环境要求。全水系统：空调房间的热湿负荷全部由水作为介质来负担。常见的有风机盘管系统，通过水在盘管内循环，与空气进行热交换来调节室内温度。空气水系统：空调房间的热湿负荷由空气和水共同负担。如带新风的风机盘管系统，新风处理后与风机盘管处理后的空气混合后送入室内。制冷剂系统：以制冷剂作为介质，直接对室内空气进行冷却或加热。如家用分体式空调，制冷剂在室内机和室外机之间循环，实现制冷或制热功能。

三、空调负荷计算空调负荷是指为了保持室内空气的温度、湿度、清洁度等参数在设定范围内，空调系统需要向室内提供或从室内除去的热量和湿量。准确计算空调负荷对于合理选择空调设备、确定系统规模至关重要。1.计算内容围护结构传热负荷：包括外墙、屋顶、外窗等围护结构传入室内的热量。根据围护结构的材料、厚度、朝向等因素，采用相应的传热系数计算公式进行计算。太阳辐射得热负荷：太阳辐射通过外窗、外墙等进入室内的热量。需要考虑太阳辐射强度、朝向、外窗遮阳系数等因素。人员散热散湿负荷：根据室内人员数量、活动强度、新陈代谢率等计算人员散发的热量和湿量。不同类型的人员（如办公室人员、商场顾客等）散发的热量和湿量有所不同。照明散热负荷：室内照明灯具散发的热量。根据照明功率、发光效率等计算。设备散热负荷：室内各种设备（如电脑、打印机、空调设备自身等）运行时散发的热量。2.计算方法谐波反应法：考虑围护结构的蓄热性能，将室外空气温度、太阳辐射等随时间变化的因素分解为谐波分量，通过计算围护结构对各谐波分量的反应来确定逐时冷负荷。该方法计算精度较高，但计算过程相对复杂，一般借助专业软件进行计算。冷负荷系数法：根据围护结构的类型、朝向、室内外温差等因素，查取相应的冷负荷系数，再结合各项扰量（如太阳辐射、人员、照明等）的最大值，计算出空调冷负荷。这种方法计算较为简便，适用于初步设计阶段。

四、空调设备的选型与安装1.空调设备选型原则满足负荷需求：根据计算得出的空调负荷，选择制冷量、制热量等参数合适的空调设备，确保能够满足室内环境要求。性能可靠：选择质量好、信誉高的品牌和产品，保证设备的可靠性和稳定性，减少故障发生概率。节能高效：优先选用节能型设备，如能效比高的制冷机、高效风机等，降低运行成本。运行维护方便：考虑设备的安装、调试、维修等操作的便捷性，便于后期管理。适应环境条件：根据使用场所的环境温度、湿度、海拔高度等条件，选择能够适应的空调设备。2.主要空调设备选型制冷机选型：根据空调系统的冷负荷大小、运行工况等选择合适类型和规格的制冷机。对于大型空调系统，可选用离心式制冷机、螺杆式制冷机等；小型系统可选用涡旋式制冷机或活塞式制冷机。同时要考虑制冷机的能效比、制冷剂类型等因素。风机盘管选型：根据空调房间的面积、朝向、功能等确定风机盘管的型号和数量。风机盘管的风量、制冷量、制热量等参数应与房间负荷相匹配。一般根据房间的冷负荷选择相应制冷量的风机盘管，同时要注意风机盘管的噪音水平、水阻力等性能指标。新风机组选型：根据空调系统所需的新风量、新风处理要求等选择新风机组。新风机组应具备过滤、加热、冷却、加湿、除湿等功能，以满足室内空气质量和温湿度要求。选型时要考虑新风机组的风量、风压、热交换效率等参数。3.空调设备安装要点制冷机安装：制冷机的安装位置应选择通风良好、便于操作和维护的地方。安装时要保证水平度，连接管道要牢固、密封，防止制冷剂泄漏。同时要注意制冷机的减震措施，减少运行时的振动和噪音。风机盘管安装：风机盘管应安装在空调房间内合适的位置，一般安装在吊顶内或墙上。安装时要保证水平度，与风道或风口的连接要严密，避免漏风。风机盘管的凝结水排放管道要安装顺畅，防止积水。风道安装：风道安装应保证连接紧密、牢固，无漏风现象。风道的支吊架间距要合理，防止风道变形。风道穿越楼板、防火墙时要做好防火、密封处理。同时要注意风道的保温，减少热量损失。管道安装：空调系统中的水管安装要保证坡度正确，避免积水。管道连接要采用合适的连接方式，如焊接、螺纹连接、法兰连接等，并做好密封处理。管道安装完成后要进行压力试验，检查管道的密封性和耐压性。

五、空调系统的调试与运行管理1.调试前准备工作设备检查：对空调系统的所有设备进行全面检查，包括制冷机、风机、水泵、空气处理设备等，确保设备安装正确、接线牢固、无损坏。管道检查：检查空调系统的管道连接是否正确、密封良好，阀门是否开启灵活。对管道进行冲洗，清除内部杂物。电气系统检查：检查电气线路是否符合要求，接地是否可靠，各电器设备的绝缘电阻是否正常。资料准备：收集空调系统的设计图纸、设备说明书、操作手册等资料，熟悉系统的工作原理和运行参数。2.调试内容单机调试：分别启动制冷机、风机、水泵等设备，检查设备的运行状态，如转速、振动、声音等是否正常，测量设备的运行参数，如电流、电压、功率等，确保设备能够正常运行。系统联动调试：在单机调试正常后，进行系统联动调试。启动空调系统，检查空气处理设备、风道、风机盘管等各部分的运行情况，调节系统的风量、水量、温度、湿度等参数，使其达到设计要求。同时检查系统的控制功能是否正常，各设备之间的连锁、保护装置是否灵敏可靠。性能测试：对空调系统的制冷量、制热量、风量、风压、水阻力等性能指标进行测试，验证系统是否满足设计要求。根据测试结果进行必要的调整和优化。3.运行管理要点日常巡检：定期对空调系统进行巡检，检查设备的运行状态、管道和阀门的情况、电气系统等，及时发现并处理异常情况。维护保养：按照设备的维护保养手册，定期对空调设备进行维护保养，如清洁空气过滤器、检查制冷剂泄漏、更换润滑油等，确保设备的性能和寿命。能耗管理：监测空调系统的能耗情况，分析能耗数据，采取节能措施，如合理设置空调温度、优化运行模式、提高设备运行效率等，降低运行成本。故障处理：当空调系统出现故障时，及时进行排查和修复。制定应急预案，确保在故障发生时能够迅速采取措施，减少对室内环境的影响。

六、空调系统的节能措施1.优化系统设计合理确定空调系统形式：根据建筑物的特点、使用功能、负荷分布等因素，选择合适的空调系统形式，如集中式、半集中式或分散式系统，以提高系统的运行效率。优化围护结构设计：采用高效保温隔热材料，提高围护结构的保温性能，减少热量传递，降低空调负荷。合理设计外窗的面积、朝向和遮阳措施，减少太阳辐射得热。合理划分空调区域：根据建筑物的使用功能和负荷特点，合理划分空调区域，避免过大或过小的空调区域，便于系统的调节和节能运行。2.采用节能设备高效制冷机：选用能效比高的制冷机，如离心式制冷机、螺杆式制冷机等，提高制冷效率，降低能耗。节能风机和水泵：采用高效节能的风机和水泵，通过优化电机选型、提高传动效率等方式，降低风机和水泵的能耗。同时，可采用变频调速技术，根据系统负荷变化自动调节风机和水泵的转速，实现节能运行。节能灯具：在空调区域采用节能灯具，如LED灯等，降低照明能耗。3.运行管理节能合理设置温度：根据季节和实际使用情况，合理设置空调的温度，避免温度设置过低或过高，浪费能源。优化运行模式：根据建筑物的使用规律，合理安排空调系统的运行模式，如采用间歇运行、分区控制等方式，减少不必要的能耗。加强维护管理：定期对空调设备进行维护保养，确保设备处于良好的运行状态，提高设备的运行效率，减少故障导致的能耗增加。利用自然能源：充分利用自然通风、自然采光等自然能源，减少空调系统的运行时间和能耗。例如，在春秋季节，可通过开启窗户实现自然通风，降低空调能耗。

七、空调工程中的噪声与振动控制1.噪声与振动来源设备运行噪声：制冷机、风机、水泵等设备在运行过程中会产生噪声，如电机运转声、风机叶片转动声、设备振动声等。风道气流噪声：空气在风道中流动时，由于风道内壁的摩擦、气流冲击等原因会产生噪声。风道的突然变径、弯头、三通等部件也会引起气流噪声的增加。管道振动噪声：空调系统中的管道在水流或制冷剂流动时，可能会产生振动，引起管道与支架、建筑物结构之间的碰撞，产生噪声。2.噪声控制措施设备选型与安装：选择低噪声的空调设备，并在设备选型时充分考虑设备的噪声指标。合理安装设备，采用减震垫、减震吊钩等措施减少设备振动传递，降低设备运行噪声。风道设计与布置：优化风道设计，减少风道内壁的粗糙度，降低风道气流噪声。合理布置风道，避免风道急剧转弯、变径等，减少气流冲击噪声。在风道内设置消声器，如阻性消声器、抗性消声器等，对气流噪声进行衰减。机房隔音：对空调机房采取隔音措施，如机房墙体采用吸音材料进行装饰，机房门采用隔音门，减少机房噪声外传。风口噪声控制：在空调风口处设置消声装置，如风口消声器、消声百叶等，降低风口出风噪声。3.振动控制措施设备减震：对制冷机、风机、水泵等设备采用合适的减震器，如橡胶减震垫、弹簧减震器等，减少设备振动传递到基础和建筑物结构上。管道支吊架设计：合理设计管道支吊架，增加支吊架的弹性，减少管道振动对建筑物结构的影响。采用柔性连接方式，如橡胶软接头、金属波纹管等，吸收管道的振动能量。管道固定：对管道进行牢固固定，防止管道在运行过程中产生晃动和碰撞。在管道穿越楼板、墙壁处设置套管，并填充弹性材料，减少管道振动的传播。

八、空调工程中的水质管理1.水质对空调系统的影响腐蚀：水中的溶解氧、酸碱度、氯化物等成分会对金属管道和设备造成腐蚀，降低管道和设备的使用寿命，增加维修成本。结垢：水中的钙、镁等离子在一定条件下会形成水垢，附着在管道内壁和设备表面，降低热交换效率，增加能耗。微生物滋生：水中含有细菌、真菌等微生物，在空调系统的适宜环境下会大量繁殖，形成生物粘泥，堵塞管道和设备，影响系统正常运行。2.水质处理方法物理处理方法：采用过滤、沉淀、磁化等物理方法去除水中的杂质和悬浮物，降低水的浊度。化学处理方法：缓蚀处理：添加缓蚀剂，在金属表面形成保护膜，抑制腐蚀。常见的缓蚀剂有铬酸盐、钼酸盐、磷酸盐等。阻垢处理：使用阻垢剂，阻止钙、镁等离子形成水垢。如有机膦酸盐、聚羧酸类阻垢剂等。杀菌