8.1通風空調(diào)工程基礎(chǔ)知識
8.1.1通風空調(diào)系統(tǒng)的組成及設(shè)備
8.1.1.1 通風系統(tǒng)的組成及設(shè)備
通風是指利用室外空氣來置換建筑物內(nèi)的空氣，以改變室內(nèi)空氣品質(zhì)的過程，通風系統(tǒng)就是實施通風過程的所有設(shè)備和管道的統(tǒng)稱。
通風系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能包括：
（1）提供建筑物內(nèi)人員呼吸所需的氧氣；
（2）稀釋室內(nèi)污染物或氣味；
（3）排除室內(nèi)工藝過程產(chǎn)生的污染物，并補充排除的空氣量；
（4）取出建筑物內(nèi)多余的熱量，降低濕度；
（5）提供室內(nèi)燃燒沒備所需的空氣。
按照空氣流動的動力分類，通風可以分為自然通風和機械通風兩類。自然通風是指依靠室外風力造成的風壓或室內(nèi)外溫差造成的熱壓使室外的新鮮空氣進入室內(nèi)，使室內(nèi)的空氣排到室外的過程。機械通風是指依靠風機的動力來向室內(nèi)送人空氣或向室外排出空氣的過程。
機械通風系統(tǒng)主要由風機、空氣處理設(shè)備、管道及配件、風口四部分組成。
通風系統(tǒng)主要設(shè)備：
（1）風機。風機是確保空氣在系統(tǒng)中正常流動的動力源。風機主要分為離心風機、軸流風機和其他風機。
離心風機的空氣流向垂直于主軸，它主要由葉輪、機殼、出風口、進風口和電動機組成。葉輪安裝在電動機主軸上，隨電動機一起高速轉(zhuǎn)動。葉輪上的葉片將空氣從進風口吸人，然后被甩向機殼，并由機殼收集，增壓后由出風口排出。
軸流風機的空氣流向平行于主軸，它主要由葉片、圓筒型出風口、鐘罩形進風口、電動機組成。葉片安裝在主軸上，隨電動機高速轉(zhuǎn)動，將空氣從進風口吸入，沿圓筒形出風口排出。
其他風機主要有貫流式風機和混流式風機。
（2）風道。按風道所用的材料分金屬風道和非金屬風道。金屬風道的材料有鍍鋅薄鋼板、薄鋼板和不銹鋼板等。非金屬風道的材料有玻璃鋼、塑料、混凝土風道等。在新型空調(diào)中，也有用玻璃纖維板或兩層金屬間加隔熱材料的預(yù)制保溫板做成的風道，但造價較高。
按風道的幾何形狀分圓形風道和矩形風道兩類。圓形風管常用于民用建筑的暗裝、或用于工業(yè)廠房、地下人防的暗裝管道。矩形風管易于布置，便于與建筑空間配合，且容易加工，因而目前使用較為普遍。
為了減少管道的能量損失，防止管道表面產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象，并保證進入空調(diào)房間的空氣參數(shù)達到規(guī)定值，風管要進行保溫。
目前常用的保溫材料有阻燃性聚苯乙烯或玻璃纖維板，以及較新型的高倍率的獨立氣泡聚乙烯泡沫塑料板。
風管的保溫結(jié)構(gòu)由防腐層、保溫層、防潮層和保護層組成。防腐層一般為1～2道防腐漆。常用的保護層和防潮層有金屬保護層和復合保護層兩種。所用的金屬保護層常采用鍍鋅薄鋼板或鋁合金板；而復合保護層有玻璃絲布、復合鋁箔及玻璃鋼等。
（3）風口。經(jīng)過熱濕處理的空氣通過送風口送入室內(nèi)，進行熱濕交換后，空氣通過回風口回到空調(diào)機組中再進行處理。
通風空調(diào)工程中所用的送風口的類型有格柵送風口、百葉送風口、條縫形百葉送風口、散流器、噴口、旋流送風口等。常用的回風口有網(wǎng)格式、固定百葉式和活動百葉式。
格柵送風口有葉片固定和葉片可調(diào)兩種，不帶風量調(diào)節(jié)閥，用于一般通風空調(diào)工程。百葉風口包括單層百葉風口和雙層百葉風口，單層百葉風口可調(diào)節(jié)橫向或豎向擴散角度，雙層百葉風口可同時調(diào)節(jié)橫向或豎向氣流擴散角度，用于舒適性空凋或精度較高的工藝性空調(diào)。散流器有圓形散流器和方形散流器兩種，常用于公共建筑的舒適性空調(diào)和工藝性空調(diào)。噴口有圓形、矩形、球形噴口，一般用于公共建筑和高大廠房的通風空調(diào)。
（4）風閥。風系統(tǒng)的閥門可分為一次調(diào)節(jié)閥、開關(guān)閥、自動調(diào)節(jié)閥和防火防煙閥等。其中，一次調(diào)節(jié)閥主要用于系統(tǒng)調(diào)試，調(diào)好后閥門位置就保持不變，如三通閥、蝶閥、對開多葉閥、插板閥等。自動調(diào)節(jié)閥是系統(tǒng)運行中需要經(jīng)常調(diào)節(jié)的閥門，它要求執(zhí)行機構(gòu)的行程與風量成正比或接近成正比，多采用順開式多葉調(diào)節(jié)閥和密閉對開多葉調(diào)節(jié)閥；新風調(diào)節(jié)閥常采用順開式多葉調(diào)節(jié)閥；系統(tǒng)風量調(diào)節(jié)閥一般采用密閉對開多葉調(diào)節(jié)閥。
通風系統(tǒng)風道上還需設(shè)置防火防煙閥門。防火閥用于與防火分區(qū)貫通的場合。當發(fā)生火災(zāi)時，火焰侵入煙道，高溫使閥門上的易熔合金熔解，或使記憶合金產(chǎn)生變形使閥門自動關(guān)閉。防火閥與普通的風量調(diào)節(jié)閥結(jié)合使用可兼起風量調(diào)節(jié)的作用，則可稱為防火調(diào)節(jié)閥。防火閥的動作溫度一般為70℃。防煙閥是與煙感器連鎖的閥門，即通過能夠探知火災(zāi)初期發(fā)生的煙氣的煙感器來關(guān)閉風門，以防止其他防火分區(qū)的煙氣侵入本區(qū)。排煙閥應(yīng)用于排煙系統(tǒng)的管道上，火災(zāi)發(fā)生時，煙感探頭發(fā)出火災(zāi)信號，控制中心接通排煙閥上的電源，將閥門迅速打開進行排煙。當排煙溫度達到280℃時，排煙閥自動關(guān)閉，排煙系統(tǒng)停止運行。
8.1.1.2 空調(diào)系統(tǒng)的組成及設(shè)備
1.空調(diào)系統(tǒng)的分類
空氣調(diào)節(jié)簡稱空調(diào)，是指為滿足生產(chǎn)、生活要求，改善勞動衛(wèi)生條件，采用人工的方法使室內(nèi)空氣的溫度、相對濕度、潔凈度、氣流速度等參數(shù)達到一定要求的工程技術(shù)。空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般由空氣處理設(shè)備和空氣輸送管道以及空氣分配裝置組成。根據(jù)需要，它能組成多種不同系統(tǒng)形式。在工程上應(yīng)考慮建筑物的用途和性質(zhì)、熱濕負荷特點、溫濕度調(diào)節(jié)和控制要求、空調(diào)機房的面積和位置、初投資和運行維修費用等多方面因素，選擇合理的空調(diào)系統(tǒng)。
按負擔室內(nèi)負荷所用的介質(zhì)不同，空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)可分為全空氣系統(tǒng)、全水系統(tǒng)、空氣—水系統(tǒng)和冷劑系統(tǒng)四種類型。
（1）全空氣系統(tǒng)。全空氣系統(tǒng)是指空調(diào)房間的負荷全部由經(jīng)過處理的空氣來承擔。其基本工作流程是：空氣從房間通過回風管道送至空調(diào)機房，在空調(diào)機房內(nèi)將空氣處理到合適的溫度和濕度，然后由送風管道通過送風口送至各房間。全空氣系統(tǒng)分為送風系統(tǒng)和回風系統(tǒng)兩部分，主要由送、回風管道、空氣處理設(shè)備、風口及其他配件組成。
（2）全水系統(tǒng)。全水系統(tǒng)是指房間的負荷全部由水來負擔，空調(diào)房間內(nèi)設(shè)有風機盤管或其他末端裝置�？盏蛑评錂C組（或熱源）將冷凍水（或熱水）處理到合適溫度，通過冷凍水（或熱水）供水管送至各房間的風機盤管或其他末端裝置，在末端裝置中與室內(nèi)空氣進行熱交換后，經(jīng)冷凍水（或熱水）回水管回到制冷機組（或熱源）。冷卻系統(tǒng)的任務(wù)是對制冷機組中的冷凝器進行降溫。冷卻系統(tǒng)可分為水冷系統(tǒng)和風冷系統(tǒng)兩類，全水系統(tǒng)由冷熱源、水泵、相關(guān)水處理設(shè)備、管路系統(tǒng)、室內(nèi)末端裝置構(gòu)成。
（3）空氣—水系統(tǒng)�？諝狻�水系統(tǒng)是指空調(diào)房間內(nèi)的空調(diào)負荷由空氣和水共同負擔的空調(diào)系統(tǒng)，通常是指帶有新風系統(tǒng)的水系統(tǒng)，其主要設(shè)備包括新風機組、送風管道、空調(diào)冷熱源、水泵、相關(guān)水處理設(shè)備、管路系統(tǒng)、風機盤管或其他末端裝置。
（4）冷劑系統(tǒng)。冷劑系統(tǒng)也稱為直接蒸發(fā)式空調(diào)系統(tǒng)，是指空調(diào)房間內(nèi)的空調(diào)負荷全部由制冷劑負擔的空調(diào)系統(tǒng)。室外主機由壓縮機、冷凝器及其他制冷附件組成。室內(nèi)機則由直接蒸發(fā)式換熱器和風機組成。室外機通過制冷劑管道與分布在各個房間內(nèi)的室內(nèi)機連接在一起。這種方式通常用于分散安裝的局部空調(diào)機組。例如普通的分體式空調(diào)器、水環(huán)熱泵機組等都屬于冷劑系統(tǒng)。日本的大金公司早開發(fā)出由一臺室外機連接多臺室內(nèi)機的VRV（變制冷劑）空調(diào)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)也是典型的冷劑系統(tǒng)。目前國內(nèi)已有多個廠家生產(chǎn)這種空調(diào)機組。
按空氣處理設(shè)備的設(shè)置情況可分為集中式空調(diào)系統(tǒng)、半集中式空調(diào)系統(tǒng)和分散式空調(diào)系統(tǒng)。
（1）集中式空調(diào)系統(tǒng)。集中式空調(diào)系統(tǒng)的所有空氣處理機組及風機都設(shè)在集中的空調(diào)機房內(nèi)，通過集中的送、回風管道實現(xiàn)空調(diào)房間的降溫和加熱。集中式空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點是作用面積大，便于集中管理與控制。其缺點是占用建筑面積與空間，且當被調(diào)房間負荷變化較大時，不易調(diào)節(jié)。集中式空調(diào)系統(tǒng)適用于建筑空間較大，各房間負荷變化規(guī)律類似的大型工藝性和舒適性空調(diào)。
（2）半集中式空調(diào)系統(tǒng)。半集中式空調(diào)系統(tǒng)除設(shè)有集中空調(diào)機房外，還設(shè)有分散在各房間內(nèi)的二次設(shè)備（又稱末端裝置），其中多半設(shè)有冷熱交換裝置（也稱二次盤管），其功能主要是處理那些未經(jīng)集中空調(diào)設(shè)備處理的室內(nèi)空氣，例如風機盤管空調(diào)系統(tǒng)和誘導器空調(diào)系統(tǒng)就屬于半集中空調(diào)系統(tǒng)。半集中式空調(diào)系統(tǒng)的主要優(yōu)點是易于分散控制和管理，設(shè)備占用建筑面積或空間少、安裝方便。其缺點是無法常年維持室內(nèi)溫濕度恒定，維修量較大。這種系統(tǒng)多用于大型旅館和辦公樓等多房間建筑物的舒適性空調(diào)。
（3）分散式空調(diào)系統(tǒng)。分散式空調(diào)系統(tǒng)是將冷熱源和空氣處理設(shè)備、風機以及自控設(shè)備等組裝在一起的機組，分別對各被調(diào)房間進行空調(diào)。這種機組一般設(shè)在被調(diào)房間或其鄰室內(nèi)，因此不需要集中空調(diào)機房。分散式系統(tǒng)使用靈活，布置方便，但維修工作量較大，室內(nèi)衛(wèi)生條件有時較差。
2.集中式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成
集中式空調(diào)系統(tǒng)是典型的全空氣系統(tǒng)，它廣泛應(yīng)用于舒適性或工藝性空調(diào)工程中，例如商場、體育場館、餐廳以及對空氣環(huán)境有特殊要求的工業(yè)廠房中。它主要由五部分組成，進風部分、空氣處理設(shè)備、空氣輸送設(shè)備、空氣分配裝置、冷熱源。
（1）進風部分。空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)必須引入室外空氣，常稱“新風”。新風量的多少主要由系統(tǒng)的服務(wù)用途和衛(wèi)生要求決定。新風的入口應(yīng)設(shè)置在其周圍不受污染影響的建筑物部位。新風口連同新風道、過濾網(wǎng)及新風調(diào)節(jié)閥等設(shè)備，即為空調(diào)系統(tǒng)的進風部分。
（2）空氣處理設(shè)備�？諝馓幚碓O(shè)備包括空氣過濾器、預(yù)熱器、噴水室（或表冷器）、再熱器等，是對空氣進行過濾和熱濕處理的主要設(shè)備。它的作用是使室內(nèi)空氣達到預(yù)定的溫度、濕度和潔凈度。
（3）空氣輸送設(shè)備。它包括送風機、回風機、風道系統(tǒng)以及裝在風道上的調(diào)節(jié)閥、防火閥、消聲器等設(shè)備。它的作用是將經(jīng)過處理的空氣按照預(yù)定要求輸送到各個房間，并從房間內(nèi)抽回或排出一定量的室內(nèi)空氣。
（4）空氣分配裝置。包括設(shè)在空調(diào)房間內(nèi)的各種送風口和回風口。它的作用是合理組織室內(nèi)空氣流動，以保證工作區(qū)內(nèi)有均勻的溫度、濕度、氣流速度和潔凈度。
（5）冷熱源。除了上述四個主要部分以外，集中空調(diào)系統(tǒng)還有冷源、熱源以及自動控制和檢測系統(tǒng)�？照{(diào)裝置的冷源分為自然冷源和人工冷源。自然冷源的使用受到多方面的限制。人工冷源是指通過制冷機獲得冷量，目前主要采用人工冷源。
空調(diào)裝置的熱源也可分為自然熱源和人工熱源兩種，自然熱源是指太陽能和地熱能，它的使用受到自然條件的多方面限制，因而并不普遍。人工熱源是指通過燃煤、燃氣、燃油鍋爐或熱泵機組等所產(chǎn)生的熱量。
3.集中式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)備
集中式空調(diào)系統(tǒng)的主要設(shè)備包括空氣處理設(shè)備、空氣輸送設(shè)備、室內(nèi)空氣處理末端設(shè)備、空氣分配設(shè)備。
（1）空氣處理設(shè)備。空氣處理設(shè)備包括熱濕處理設(shè)備、空氣凈化設(shè)備、消聲設(shè)備等。在中央空調(diào)系統(tǒng)中，常采用組合式空氣處理機組，即將空氣熱濕處理設(shè)備、凈化設(shè)備、風機等組合在一起稱為組合式空調(diào)機組或裝配式空調(diào)機。組合式空調(diào)機組根據(jù)用戶的需要不同而采用不同的組合段，如空氣過濾段、混合段、熱濕段、風機段等。
1）空氣熱濕處理設(shè)備。熱濕段一般包括空氣熱濕處理設(shè)備，如表面式換熱器、加濕器、噴水室、電加熱器、空氣的加濕設(shè)備等。
2）空氣凈化設(shè)備。空調(diào)系統(tǒng)中使用的空氣一般是由室外新風和室內(nèi)回風兩部分組成。新風因室外環(huán)境有塵埃而被污染，回風因室內(nèi)人員的活動和工藝過程也受到污染。這些被污染的空氣中所含的灰塵不僅有害于人體健康，影響到加熱器和表冷器等設(shè)備的傳熱效果，而且還將妨礙某些工作和工藝過程的順利進行。因此，必須在空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)置空氣凈化裝置，將其中所含的一部分灰塵過濾掉。
根據(jù)過濾器的過濾效果，一般將其分為粗效、中效和高效過濾器三種。對室內(nèi)空氣中含塵濃度要求不同，所采用的空氣過濾器種類也不同。
3）消聲設(shè)備。當系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲經(jīng)過管道和房間衰減后，仍滿足不了室內(nèi)噪聲標準時，需要增設(shè)消聲器，以消除過大的噪聲。目前空調(diào)系統(tǒng)中常用的消聲器主要有阻性消聲器、共振型消聲器、膨脹型消聲器、復合式消聲器、消聲彎頭。
（2）空氣輸送與分配設(shè)備。中央空調(diào)系統(tǒng)空氣輸送與分配設(shè)備與通風系統(tǒng)相同，在此不再贅述。
（3）室內(nèi)末端設(shè)備。系統(tǒng)的末端設(shè)備主要有風機盤管機組。風機盤管機組由風機和表面式熱交換器組成。它使室內(nèi)回風直接進入機組進行冷卻去濕或加熱處理。和集中式空調(diào)系統(tǒng)不同，它采用就地處理回風的方式。與風機盤管機組相連接的有冷、熱水管路和凝結(jié)水管路。由于機組需要負擔大部分室內(nèi)負荷，盤管的容量較大，而且通常都是采用濕工況運行。
風機盤管采用的電機多為單相電容調(diào)速電機，通過調(diào)節(jié)輸入電壓改變風機轉(zhuǎn)速，使通過機組盤管的風量分為高、中、低三檔，達到調(diào)節(jié)輸出冷熱量的目的。
風機盤管有立式、臥式、等型式，可根據(jù)室內(nèi)安裝位置選定，同時根據(jù)室內(nèi)裝修的需要可做成明裝或暗裝。近幾年又開發(fā)了多種形式，如立柱式、頂棚式以及可接風管的高靜壓風機盤管，使風機盤管的應(yīng)用更加靈活、方便。
8.1.1.3 制冷機房設(shè)備及流程
1.冷源的分類
空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的冷源有天然冷源和人工冷源，天然冷源主要有地下水或深井水。對于大型空調(diào)系統(tǒng)，利用天然冷源顯然是受條件限制的，因此在多數(shù)情況下必須建立人工冷源，即利用制冷機不間斷地制取所需低溫條件下的冷量。
人工制冷設(shè)備種類繁多，形態(tài)各異，所用的制冷機也各不相同，有以電能制冷的，如用氨、氟利昂為制冷劑的壓縮式制冷機；有以蒸汽為能源制冷的，如蒸汽噴射式制冷機和蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機等；還有以其他熱能為能源制冷的，如熱水型和直燃型溴化鋰吸收式制冷機以及太陽能吸收式制冷機。
2.制冷機房主要設(shè)備
（1）冷水機組。把壓縮機、輔助設(shè)備及附件緊湊地組裝在一起、專供各種用冷目的使用的整體式制冷裝置稱為制冷機組。目前，空調(diào)工程中應(yīng)用多的是蒸汽壓縮式冷水機組和溴化鋰吸收式冷水機組。蒸汽壓縮式冷水機組又分為活塞式、離心式和螺桿式三種；溴化鋰吸收式冷水機組可分為蒸汽型、熱水型和直燃型三種。
（2）冷卻塔。冷卻塔的作用就是通過接觸散熱、輻射熱交換以及蒸發(fā)散熱而降低水溫。根據(jù)通風方式有自然通風式、機械通風式、機械和自然聯(lián)合式。自然通風式主要利用風和局部自然對流來散熱，因此它的冷卻能力受到氣候條件的限制�？照{(diào)中常用的是機械通風冷卻塔，它是利用風機造成空氣快速流動而達到降低水溫的目的。根據(jù)形狀，冷卻塔有圓形和方形之分。
（3）冷卻水循環(huán)泵。用于空調(diào)水系統(tǒng)的水泵，一般多為離心水泵和管道