暖通系统理论介绍

空调水系统 b.开式循环系统
管路之间有贮水箱或水池，管路中
水与大气相通。 开式循环系统的特点是： ① 水泵扬 程高，输送耗电量大；② 循环水与大气 接触，含氧量高，管路与设备易被腐蚀； ③ 蓄冷能力较大
空调水系统 2）按供、回水管路的布置方式分
类
a.同程式系统 同程式系统是指水流通过各末端空 调设备时的路程相同或基本相等的系统。 这种系统个末端的水流阻力较为接近， 有利于水力平衡，系统稳定性好，流量 分配均匀。但管路布置较为复杂，管路 较长，水阻力增加，水泵能耗较高，初 期投资也比较大。
温湿度控制 温度、湿度是保证车间工艺正常生产和人员舒适度重要指标，所以温、湿的
控制是暖通系统的核心工作之一，要求每一个暖通人员都要能够熟练的控制车间
的温湿度，要达到这个目的，要求我们正确理解和掌握空气的状态参数和焓湿图 的构成及其实际应用。
1.湿空气的组成 大气可以看做是干空气和一定量的水蒸气混合而成的，因此，常把大气称作 湿空气，其组成成分见下表 组成成分 N2 干空气 O2 CO2 稀有气体 水蒸气 质量分数（%） 75.55 23.10 0.05 1.30 0.2%~2% 体积分数（%） 78.13 20.90 0.03 0.94
空调水系统 空调水系统是暖通的一个重要系统，如果将暖通这个大系统看做是人体的话，
空调水系统就是人体内的血液系统，它是空调系统冷负荷、热负荷以及湿负荷的
重要载体，是进行冷热交换的媒质。 1.系统组成 空调水系统主要 由四个部分，即冷水系统、热水系统、冷却水系统、冷凝水 系统。 1）冷冻水系统 冷冻水是指由冷水机组制备出的低温水，主要作用是在空调末端设备通过换 热器等释放冷量，达到降温除湿的目的。一般来说该系统通常采用闭式循环，并 设有膨胀水箱补水。 冷冻水供水温度可以根据不同的设备需求进行调节，一般来说，供水温度控 制在7 ℃左右，供回水温差在5 ℃左右
空调系统
a.工业用空调系统：主要用于生产车间，优先满足生产工艺的参数要求
1）按用 途
b.舒适性空调系统：适用于商场、办公室之类空间，用于满足人员舒适 度，要求较低
a.集中式空调系统：空气处理设备和风机等集中设在空调机房内，通过 回风管道与被调节的各房间相连，对空气进行集中处理和集中分配 2）按空 气处理设 b.半集中式空调系统：通常把一次空气处理设备和风机、冷水机组等设 备的集中 在集中的空调机房内，而把二次空气处理设备设在空气调节区内 度 c.分散式空调系统：也称为局部式或者冷剂式空调机组，由分散设于各空 气调节区的空气调节器就地处理空气，就地使用
类
a.两管制水系统 冷水系统和热水系统采用相 同的供水管和回水管路，只有一 供一回两根水管系统。该种系统 简单，施工方便，但不能用于同 时需要供冷和供热的场所。
空调水系统 b.三管制水系统
三管制系统是指冷水和热水
供水管路分开设置，而回水管路 共用的系统。 这种系统存在明显的问题， 比如冷、热量相互抵消，能量浪 费严重；较高温度回水直接进入 冷水机组，不利于冷水机组的正 常运行，故，目前在空调系统中 几乎不用了
暖通 （HVAC）
采暖
通风
空气调 节
采暖（Heating）
•又称供暖，按需要给建筑物供给负荷，保证室 内温度按人们要求持续高于外界环境。
通风：（Ventilating）
•向房间送入，或由房间排出空气的过程。通常 分自然通风和机械通风。
空气调节（Air Conditioning）
•对房间或空间内的温度、湿度、洁净度和空度 流动速度等进行调节，并提供足够量的新鲜空气
7）按热 中式全空气系统、半集中式空气--水系统及局部式冷剂系统等 量传递原 理 b.辐射式空调系统：空气调节区热量传递的形式辐射方式。冷辐射板加 新风系统属于此种系统
a.单风管空调系统：机房内空气处理机组只处理出一种送风参数的空气， 8）按送 供一个房间或多个房间应用 风参数数 b.双风管空调系统：机房内有空气处理机组处理出两种不同参数的空气， 量 共多个区域或房间应用，由一条冷风管和一条热风管分别送出两种不同 参数空气，在各个房间按照一定的比例混合后送入房间
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
空调水系统 2.水系统形式分类
开式循环系统 按循环方 式分类 闭式循环系统 按供回水管 路的布置方 式分类
同程式系统
异程式系统 两管制 按供回水 制式（管 数）分类
三管制
定流量系统
按运行调 节的方法 变流量系统
按循环泵 的配置方 式
单式泵系统
四管制
复式泵系统
空调水系统 1）按循环方式分类
a.闭式循环系统
取经过降温之后再送入房间，以控制房间内的温度，满足工艺需求和人员舒适， 所用冷源为中高温冷冻水，在处理过程中没有冷凝水产生，可以有效避免滴水的 情况发生。 7）OAU（外气空调箱） 处理的气体全部是新鲜空气，可以理解为MAU的另一名称 8）PAU（预冷空调箱） Pre-Cooling Handing Unit的简称，主要功用为对室外新风进行预处理，再送至 风机盘管（FCU）
管路中的水在系统内进行密闭循环， 不与大气接触，仅在系统最高点设膨胀水 箱（其功用是接纳水体积的膨胀，对系统 进行定压和补水）。 闭式循环系统的特点是： ① 水泵扬程 低，输送耗电量小；② 循环水不与大气接 触，管路与设备不易被腐蚀；③ 不需要建 设回水池，占地面积较小，但要设置膨胀 水箱；④蓄冷能力小
挡水板 调节阀 盘管 加湿段
空调系统 2）RCU（循环空调箱）
Recycel Air Handing Unit的简称，主要功用为抽取洁净室
内的空气经过降温、除湿、过滤之后再次送入车间，以满足洁 净室对温度、湿度、洁净度的要求。
风机 初效滤 网
去车间
循环风
调节阀 盘管
空调系统 3）AHU（混合空气机组）
Air Handing Unit的简称，主要功用为抽取室内空气（return air）和部分新风
混合后经过除尘、除湿（或加湿）、降温（或升温）等处理后通过风机送到室内， 以控制洁净室内的温度、湿度和洁净度。
新风 风机 初效滤网 中效滤网
防火阀
循环风 挡水板 调节阀 盘管 加湿段
空调系统 4）FCU（风机盘管）
单式泵
空调水系统 5）按运行调节的方法
a.定流量系统
定流量系统是指系统中循环水量保持不变，当空调负荷变化时，通过改变供、 回水的温度来适应。 这种系统操作简单、方便，不需要复杂的自控设备，但输水量是按照最大空 调负荷来设定的，因此循环水泵的输送能耗处于最大值，运行费用较大。 该系统一般用于间歇性使用的建筑。 b.变流量系统 变流量系统是指系统中供、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。 该种系统水泵容量和耗电量都较小，而且初期投资也相对较低。该系统必须 设置自控设施。
空调系统
空调水系统
温湿度控制
洁净室
制程排气系统
空调系统 1.空调系统概念 空调系统是指用人为的方法控制室内空气的温
度、湿度、洁净度和气流速度等参数，使之达到一
定的要求范围，以满足生产过程的工艺要求和人员 舒适度。 2.空调系统分类： 根据不同的依据，空调系统可以有多种分类。 常见的分类有8种，即 1.用途 2.按空气处理设备的集中度 3.负担室内热湿负荷所用介质 4.系统风量调节方式 5.系统管内风速 6.被处理空气来源（全空气系统） 7.热量传递原理 8.按空气处理设备的集中度
Air Handing Unit的简称，其工作原理为机组通过风机不断将房间内的空气抽
取经过降温或加热之后再送入房间，以控制房间内的温度，满足人员舒适的要求。
M
热水回水管 热水进水管 冰水回水管 冰水进水管 冷凝水管
M
FCU
空调系统 5）FFU（风机滤器单元）
Fan Filter Units的简称，即将风机和过滤器（高效过滤器（HEPA）或超高效过滤器
空调系统
3.空调处理设备及其结构
空调系统中涉及到的处理设备有很多，主要包括MAU、
RCU、AHU、FCU、FFU 、DCC、OAU 、PAU等，这些设备各有各 的功用，但总的来说，都是通过不同技术手段将空气处理到要
求的状态送入车间，以达到控制车间温湿度的目的。
了解各种处理设备的结构及其处理原理，有利于加深对暖 通系统的了解以及为设备的维护保养和异常事件的解决处理提 供方向。 对于一个既定的空调系统来说，它可能只有一种空调处理设备，也可能是几 种设备的组合，较为常见的组合是MAU+RCU、 MAU+ FFU 、MAU+ AHU等。
空调系统 1）MAU（新风机组）
Make-up Air Unit的简称，主要功用按使用环境的需求输送满足一定技术参数
的新鲜空气。工作原理是在室外抽取新鲜的空气经过除尘、除湿（或加湿）、降温 （或升温）等处理后通过风机送到室内，在进入室内空间时替换室内原有的空气。
新风 风机 初效滤网 中效滤网
防火阀
空调水系统 c.四管制水系统
四水管制水系统是指冷水
和热水的供回水管路全部分开 设置的水系统。冷水和热水可 以同时独立送至各个末端设备。 这种设备的优点在于各末 端设备可以随时自由选择供冷 和供热模式，控制的精度较高。
空调水系统 4）按循环水泵配置方式分类
a.单式泵系统
冷、热源侧与负荷侧共用一组循 环水泵。该系统初期投资较少，但是 不能调节系统流量，在低负荷时不能 调节水流量以节省能耗。 b.复式泵系统 冷、热源侧与负荷侧分别配备循 环水泵。该系统通过设置二次泵，能 够调节系统内的循环水量，节约能耗， 能够适应空调分区的负荷变化，适用 于大型空调系统。 复式泵
空调水系统 2）热水系统
热水主要是提供空调设备所需的热量，作加热空气用，一般也为闭式系统，
设有膨胀水箱补水。 空气调节中热水的供水温度在40~65 ℃之间，一般为60 ℃，供回水温差在 4.2~15 ℃之间，一般为10 ℃ 3)冷却水系统 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。主 要作用是转移冷水机组中冷冻水的热量，达到降低冷冻水温度的目的。一般采用 开式循环，通过冷却水塔利用水蒸发吸热的原理降低温度。 4）冷凝水系统 冷凝水系统是指空调末端装置在夏季工况时用来排出冷凝水的管路系统。
空调系统 a.封闭式空调系统：全部利用空气调节区回风循环使用，不补充新风， 主要用于工艺设备内部和少有人员进出但对温湿度有较高要求的仓库等 6）按被 处理空气 b.直流式式空调系统：全部使用新风，不适用回风，只用在有特殊要求 来源（全 的放射性实验室、以及无菌手术室等 空气系统） c.混合式空调系统：部分利用新风，部分利用回风，结合了封闭式和直流 式的优点，避免了缺点 a.对流式空调系统：空气调节区热量传递的形式是对流的方式。包括集
空调系统 a.全空气式空调系统：空气调节区的室内负荷全部由经过加热或冷却处 理的空气来负担，包括单风管系统、双风管系统、变风量系统等 3）按负 担室内热 b.空气——水式空调系统：空气调节区的室内负荷由经过处理的空气和水 湿负荷所 共同负担 用介质 c.全水式空调系统：空气调节区的室内负荷全部由经过加热或冷却处理的 水负担 a.定风量空调系统：通常的集中式空调系统，风机的送风量保持一定， 4）按系 通过改变送风温度来适应空气调节区的负荷变化，以调节室内温湿度 统风量调 节方式 b.变风量空调系统：通过改变送风量而保持一定的送风温度，适应空气 调节区的负荷变化，达到调节所需求室内温湿度 5）按系 a.低速空调系统：主风管民用建筑低于10m/s，工业用建筑低于15m/s 统管内风 速 b.高速空调系统：主风管民用建筑高于12m/s，工业用建筑高于15m/s
（ULPA））组合在一起构成自身提供动力的末端净化设备。FFu设有初、高效两级过滤 网。风机从FFU顶部将空气吸入并经初、高效过滤器过滤，过滤后的洁净空气在整个出 风面以0.45M/S±20%的风速匀速送出。主要功用为控制车间内的洁净度。
空调系统 6）DCC（干冷盘管）
Dry Cooling Coil的简称，其工作原理为机组通过风机不断将房间内的空气抽
空调水系统 b.异程式系统
异程式系统指水流经过每个末端设
备的路程不同的系统。这种系统的优点 是管路配置简单，管路长度短，初期投 资低，但是由于各环路的总长度不同， 股各环路的阻力不平衡，从而导致了流 量分配不均匀，可以在支管上安装流量 调节装置，增大并联支管的阻力，来改 善流量分配不均的情况。
空调水系统 3）按供回水制式（管数）分