采暖通风与空气调节_采暖通风与空气调节系统的工作原理及分类分析
时间：2020-07-13 07:23:58 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要 对现代建筑而言，暖通与空调系统是不可或缺的组成部分，其对人们的生活习惯和居住环境有着重要的影响。而暖通技术的成熟与否，取决于其工作原理的成熟程度和先进程度。文章将就采暖通风与空气调节系统的工作原理及分类进行分析。
关键词 暖通与空调系统；工作原理；分类
掌握采暖通风与空气调节系统的工作原理及分类方法，对我们了解暖通空调系统的运作方式有着重要的影响。只有掌握了系统的运作原理，才能够保证系统的正常运转，才能创造出更为舒适的生活环境，以满足人们的要求。
1.采暖通风与空气调节系统的工作原理
为了更直观的了解采暖通风与空气调节如何实现对建筑室内环境的控制，下文将通过几个典型例子来说明它的工作原理。
在夏季，民用建筑中的人、照明灯具、电器和电子设备等都会向室内散出热量及湿量，因为太阳辐射和室内外的温差而使房间获得热量，所以，假如不把这些室内多余热量和湿量从室内移出，就很可能会导致室内温度和湿度升高。而在冬季，建筑物会向室外传出热量，而且室外会渗入冷风，假如不能及时的向房间补充相应的热量，那肯定会导致室内温度下降。
因此，为了能够维持室内温湿度，营造更好的居住环境，就需要在夏季必须从房间内移出热量和湿量，这也叫做冷负荷和湿负荷；在冬季必须向房间供给热量，称之为热负荷。在民用建筑中，居住着既是室内的“热湿源”，又是“污染源”，会产生CO2、体味、吸烟时散发烟雾；室内的家具、装修材料、设备等也散发出各种如甲醛、甲苯等污染物，这些都会导致室内空气品质恶化。所以，要想保证室内良好的空气品质，就需要及时的排走室内含污染物的空气，同时还需要及时的向室内供应新鲜的室外空气，以便能够稀释室内污染物。
也就是说，采暖通风与空气调节的任务就是要向室内提供冷量或热量，同时有效的稀释室内的污染物，以保证室内具有适宜的舒适环境和良好的空气品质。采暖通风和空调的系统形式多样，建筑室内环境的控制方案是：向房间送人一定量的室外空气（新风），同时必有等量的室内空气通过门窗缝隙渗到室外，从而稀释了污染物；用风机盘管机组向房间供应冷量，或供应热量；送人室内的新风先经空气过滤器除去尘粒，并经冷却、去湿或加热、加湿处理，因此新风系统同时也承担了部分冷、热负荷。
对于工业建筑，一般的厂房空间大、人员密度小，如夏季全面对厂房内温、湿度进行控制，其能耗和费用很高，因此，除了一些特殊的生产工艺车间或热车间外，一般夏季不考虑对整个车间进行温湿度控制。在冬季，在温暖地区的厂房，也不向室内供热以保持室内一定温度。但在厂房中，许多工艺设备散出对人体有害的气体、蒸气、固体颗粒等污染物，为保证工作人员的身体健康，必须对这些污染物进行治理，如设置排除污染物的排风系统，同时必须有等量的新风进入室内，这些新风可以从门、窗渗入，也可以设置新风系统供入，或二者兼而有之，从而使厂房内的污染物浓度达到标准或规范所允许的浓度。新风一般只需经过滤即可。但在寒冷地区，冬季还需对新风进行加热，并且在车间内设采暖系统，以使厂房内保持一定的温度。车间内采暖系统和新风加热用的热媒可以是热水或蒸汽。
从上述两个例子可以看到，采暖通风与空气调节的工作原理是，当室内得到热量或失去热量时，则从室内取出热量或向室内补充热量，使进出房间的热量相等，即达到热平衡，从而使室内保持一定的温度；或使进出房间的湿量平衡，以使室内保持一定的湿度；或从室内排出污染空气，同时补入等量的室外清洁空气，即达到空气平衡。进出房间的空气量、热量以及湿量总会自动地达到平衡。任何因素破坏这种平衡，必将导致室内状态（温度、湿度、污染物浓度、室内压力等）的变化，并将在新的状态下达到新的平衡。
例如，在冬季，当室外温度下降，房间向外传热量（失热量）增加，如果这时向房间的供热量（得热量）保持不变，则房间失热量大于得热量，破坏了原来的平衡状态，必然导致室内温度下降。随着室内温度下降，房间失热量减少；当室温下降到某一值时，房间的失热量与得热量相等，又达到了新的平衡，但这时室内状态改变了。自动达到平衡时的室内状态往往偏离人们所希望的状态，因而所设置的采暖通风与空调系统必须能够控制进房间的热量、湿量和空气量，以便在所希望的室内状态范围内实现热湿量和空气量的动态平衡。另外，空气量、热量和湿量平衡之间是相互联系的。采暖通风与空气调节系统由于它控制对象不同、要求不同、所用的方法不同、承担冷热负荷的介质不同等，可以分成很多形式。本书将在以后章节中介绍各种系统的基本组成、设备特点、工作原理、设计要点等内容。
2.采暖通风与空气调节系统的分类严格分类
2.1 按对建筑环境控制功能分类可以分两大类
（1）以建筑热湿环境为主要控制对象的系统。
（2）以建筑内污染物为主要控制对象的系统。
上述两大类的控制对象和功能互有交叉。如以控制建筑室内空气品质为主要任务的通风系统，有时也可以有采暖功能，或除去余热和余湿的功能；而以控制室内热湿环境为主要任务的空调系统也具有控制室内空气品质的功能。
2.2 按承担室内热负荷、冷负荷和湿负荷的介质分类
以建筑热湿环境为主要控制对象的系统，按照承担建筑环境中的热负荷、冷负荷和湿负荷的介质不同可分为五类：
（1）全水系统――全部用水承担室内的热负荷和冷负荷。如果是热水，那就是为室内提供热量，同时还承担室内的热负荷，当前使用较为广泛的热水采暖就是此类系统；如果是冷水，那就是向室内提供冷量，同时承担室内冷负荷和湿负荷。
（2）蒸汽系统――以蒸汽为介质，向建筑供应热量。这种系统是可以直接用来承担建筑物的热负荷。比如说蒸汽采暖系统、以蒸汽为介质的暖风机系统等；可以用于全水系统或其他系统中的热水制备或热水供应的热水制备；当然也可以用于空气处理机组中加热、加湿空气。
（3）全空气系统――全部用空气承担室内的冷负荷、热负荷。比如说，向室内提供经处理的冷空气以除去室内显热冷负荷和潜热冷负荷，那就不需要在室内不再附加冷却。
（4）空气与水系统――以空气和水为介质，共同承担室内的冷负荷、热负荷。比如说以水为介质的风机盘管向室内提供冷量或热量，承担室内部分冷负荷或热负荷，并且有一新风系统向室内提供部分冷量或热量，同时还可以满足室内对室外新鲜空气的需要。
（5）冷剂系统――以制冷剂为介质，直接用于对室内空气进行冷却、去湿或加热。
2.3 按空气处理设备的集中程度分类
一般来说，以建筑热湿环境为主要控制对象的系统，可以根据其对室内空气处理设备的集中程度来完成分类，通常有三类：
（1）集中式系统――这种系统的特点是，空气集中于机房内进行冷却、去湿、加热、加湿等处理，而房间内只有空气分配装置。从当前的情况看，最常用的全空气系统中大多是属于集中式系统；机组式系统中，假如我们采用大型带制冷机的空调机，在机房内对空气进行集中冷却去湿或加热，那也可以将其归类为集中式系统。集中式系统会占用建筑物一定的面积，不过其控制、管理都是比较方便。
（2）半集中式系统――这种系统的特点是对室内空气加热或冷却、去湿处理的设备分设在各个被调节和控制的房间内，但是又会有针对的集中部分处理设备，比如说冷冻水或热水集中制备或新风进行集中处理等。水环热泵系统、空气――水系统、变制冷剂流量系统、全水系统都属这类系统。其主要优点是：系统占用的机房少，较为容易满足各个房间各自的温湿度控制要求，其缺点是：房间内设置空气处理设备后，会给日后的维修和管理带来不便，比如说设备中有风机，就可能会给室内带来噪声。
（3）分散式系统――这种系统的特点是对室内进行热湿处理的设备全部分散于各房间内。举例来说，家庭中常用的房间空调器、电采暖器等都属于此类系统。这种系统的主要优势在于，其在建筑内不需要机房，也不需要进行空气分配的风道，其缺点是不利于日后的维修管理，而且分散的小机组能量效率往往比较低，而且其中的风机、制冷压缩机都会给室内带来噪声。
3.结语
近年来，随着人们生活水平和居住水平的提高，对建筑的暖通和空调系统也有了更高的要求，在这样的背景下，暖通和空调系统的工作原理和分类也在发生着变化，只有根据时代的要求，按照技术发展的程度去认识暖通和空调系统，才能更好的把握其技术的运用。
参考文献
[1] 郭运，钱剑峰. 空调采暖双重功能住宅的屋顶保温层优化分析[J]. 《哈尔滨商业大学学报：自然科学版》，2009（5）.
[2] 吕忠荣. 暖通空调专业设计的经济性控制[J]. 《广西城镇建设》，2006（8）.
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