摘 要 對現(xiàn)代建筑而言，暖通與空調(diào)系統(tǒng)是不可或缺的組成部分，其對人們的生活習(xí)慣和居住環(huán)境有著重要的影響。而暖通技術(shù)的成熟與否，取決于其工作原理的成熟程度和先進(jìn)程度。文章將就采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作原理及分類進(jìn)行分析。
　　關(guān)鍵詞 暖通與空調(diào)系統(tǒng)；工作原理；分類
　　
　　掌握采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作原理及分類方法，對我們了解暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)作方式有著重要的影響。只有掌握了系統(tǒng)的運(yùn)作原理，才能夠保證系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，才能創(chuàng)造出更為舒適的生活環(huán)境，以滿足人們的要求。
　　1.采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作原理
　　為了更直觀的了解采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)如何實(shí)現(xiàn)對建筑室內(nèi)環(huán)境的控制，下文將通過幾個典型例子來說明它的工作原理。
　　在夏季，民用建筑中的人、照明燈具、電器和電子設(shè)備等都會向室內(nèi)散出熱量及濕量，因?yàn)樘栞椛浜褪覂?nèi)外的溫差而使房間獲得熱量，所以，假如不把這些室內(nèi)多余熱量和濕量從室內(nèi)移出，就很可能會導(dǎo)致室內(nèi)溫度和濕度升高。而在冬季，建筑物會向室外傳出熱量，而且室外會滲入冷風(fēng)，假如不能及時的向房間補(bǔ)充相應(yīng)的熱量，那肯定會導(dǎo)致室內(nèi)溫度下降。
　　因此，為了能夠維持室內(nèi)溫濕度，營造更好的居住環(huán)境，就需要在夏季必須從房間內(nèi)移出熱量和濕量，這也叫做冷負(fù)荷和濕負(fù)荷；在冬季必須向房間供給熱量，稱之為熱負(fù)荷。在民用建筑中，居住著既是室內(nèi)的“熱濕源”，又是“污染源”，會產(chǎn)生CO2、體味、吸煙時散發(fā)煙霧；室內(nèi)的家具、裝修材料、設(shè)備等也散發(fā)出各種如甲醛、甲苯等污染物，這些都會導(dǎo)致室內(nèi)空氣品質(zhì)惡化。所以，要想保證室內(nèi)良好的空氣品質(zhì)，就需要及時的排走室內(nèi)含污染物的空氣，同時還需要及時的向室內(nèi)供應(yīng)新鮮的室外空氣，以便能夠稀釋室內(nèi)污染物。
　　也就是說，采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)的任務(wù)就是要向室內(nèi)提供冷量或熱量，同時有效的稀釋室內(nèi)的污染物，以保證室內(nèi)具有適宜的舒適環(huán)境和良好的空氣品質(zhì)。采暖通風(fēng)和空調(diào)的系統(tǒng)形式多樣，建筑室內(nèi)環(huán)境的控制方案是：向房間送人一定量的室外空氣（新風(fēng)），同時必有等量的室內(nèi)空氣通過門窗縫隙滲到室外，從而稀釋了污染物；用風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組向房間供應(yīng)冷量，或供應(yīng)熱量；送人室內(nèi)的新風(fēng)先經(jīng)空氣過濾器除去塵粒，并經(jīng)冷卻、去濕或加熱、加濕處理，因此新風(fēng)系統(tǒng)同時也承擔(dān)了部分冷、熱負(fù)荷。
　　對于工業(yè)建筑，一般的廠房空間大、人員密度小，如夏季全面對廠房內(nèi)溫、濕度進(jìn)行控制，其能耗和費(fèi)用很高，因此，除了一些特殊的生產(chǎn)工藝車間或熱車間外，一般夏季不考慮對整個車間進(jìn)行溫濕度控制。在冬季，在溫暖地區(qū)的廠房，也不向室內(nèi)供熱以保持室內(nèi)一定溫度。但在廠房中，許多工藝設(shè)備散出對人體有害的氣體、蒸氣、固體顆粒等污染物，為保證工作人員的身體健康，必須對這些污染物進(jìn)行治理，如設(shè)置排除污染物的排風(fēng)系統(tǒng)，同時必須有等量的新風(fēng)進(jìn)入室內(nèi)，這些新風(fēng)可以從門、窗滲入，也可以設(shè)置新風(fēng)系統(tǒng)供入，或二者兼而有之，從而使廠房內(nèi)的污染物濃度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范所允許的濃度。新風(fēng)一般只需經(jīng)過濾即可。但在寒冷地區(qū)，冬季還需對新風(fēng)進(jìn)行加熱，并且在車間內(nèi)設(shè)采暖系統(tǒng)，以使廠房內(nèi)保持一定的溫度。車間內(nèi)采暖系統(tǒng)和新風(fēng)加熱用的熱媒可以是熱水或蒸汽。
　　從上述兩個例子可以看到，采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)的工作原理是，當(dāng)室內(nèi)得到熱量或失去熱量時，則從室內(nèi)取出熱量或向室內(nèi)補(bǔ)充熱量，使進(jìn)出房間的熱量相等，即達(dá)到熱平衡，從而使室內(nèi)保持一定的溫度；或使進(jìn)出房間的濕量平衡，以使室內(nèi)保持一定的濕度；或從室內(nèi)排出污染空氣，同時補(bǔ)入等量的室外清潔空氣，即達(dá)到空氣平衡。進(jìn)出房間的空氣量、熱量以及濕量總會自動地達(dá)到平衡。任何因素破壞這種平衡，必將導(dǎo)致室內(nèi)狀態(tài)（溫度、濕度、污染物濃度、室內(nèi)壓力等）的變化，并將在新的狀態(tài)下達(dá)到新的平衡。
　　例如，在冬季，當(dāng)室外溫度下降，房間向外傳熱量（失熱量）增加，如果這時向房間的供熱量（得熱量）保持不變，則房間失熱量大于得熱量，破壞了原來的平衡狀態(tài)，必然導(dǎo)致室內(nèi)溫度下降。隨著室內(nèi)溫度下降，房間失熱量減少；當(dāng)室溫下降到某一值時，房間的失熱量與得熱量相等，又達(dá)到了新的平衡，但這時室內(nèi)狀態(tài)改變了。自動達(dá)到平衡時的室內(nèi)狀態(tài)往往偏離人們所希望的狀態(tài)，因而所設(shè)置的采暖通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)必須能夠控制進(jìn)房間的熱量、濕量和空氣量，以便在所希望的室內(nèi)狀態(tài)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)熱濕量和空氣量的動態(tài)平衡。另外，空氣量、熱量和濕量平衡之間是相互聯(lián)系的。采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)由于它控制對象不同、要求不同、所用的方法不同、承擔(dān)冷熱負(fù)荷的介質(zhì)不同等，可以分成很多形式。本書將在以后章節(jié)中介紹各種系統(tǒng)的基本組成、設(shè)備特點(diǎn)、工作原理、設(shè)計(jì)要點(diǎn)等內(nèi)容。
　　2.采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的分類嚴(yán)格分類
　　2.1 按對建筑環(huán)境控制功能分類可以分兩大類
　�。�1）以建筑熱濕環(huán)境為主要控制對象的系統(tǒng)。
　�。�2）以建筑內(nèi)污染物為主要控制對象的系統(tǒng)。
　　上述兩大類的控制對象和功能互有交叉。如以控制建筑室內(nèi)空氣品質(zhì)為主要任務(wù)的通風(fēng)系統(tǒng)，有時也可以有采暖功能，或除去余熱和余濕的功能；而以控制室內(nèi)熱濕環(huán)境為主要任務(wù)的空調(diào)系統(tǒng)也具有控制室內(nèi)空氣品質(zhì)的功能。
　　2.2 按承擔(dān)室內(nèi)熱負(fù)荷、冷負(fù)荷和濕負(fù)荷的介質(zhì)分類
　　以建筑熱濕環(huán)境為主要控制對象的系統(tǒng)，按照承擔(dān)建筑環(huán)境中的熱負(fù)荷、冷負(fù)荷和濕負(fù)荷的介質(zhì)不同可分為五類：
　�。�1）全水系統(tǒng)――全部用水承擔(dān)室內(nèi)的熱負(fù)荷和冷負(fù)荷。如果是熱水，那就是為室內(nèi)提供熱量，同時還承擔(dān)室內(nèi)的熱負(fù)荷，當(dāng)前使用較為廣泛的熱水采暖就是此類系統(tǒng)；如果是冷水，那就是向室內(nèi)提供冷量，同時承擔(dān)室內(nèi)冷負(fù)荷和濕負(fù)荷。
　�。�2）蒸汽系統(tǒng)――以蒸汽為介質(zhì)，向建筑供應(yīng)熱量。這種系統(tǒng)是可以直接用來承擔(dān)建筑物的熱負(fù)荷。比如說蒸汽采暖系統(tǒng)、以蒸汽為介質(zhì)的暖風(fēng)機(jī)系統(tǒng)等；可以用于全水系統(tǒng)或其他系統(tǒng)中的熱水制備或熱水供應(yīng)的熱水制備；當(dāng)然也可以用于空氣處理機(jī)組中加熱、加濕空氣。
　　（3）全空氣系統(tǒng)――全部用空氣承擔(dān)室內(nèi)的冷負(fù)荷、熱負(fù)荷。比如說，向室內(nèi)提供經(jīng)處理的冷空氣以除去室內(nèi)顯熱冷負(fù)荷和潛熱冷負(fù)荷，那就不需要在室內(nèi)不再附加冷卻。
　�。�4）空氣與水系統(tǒng)――以空氣和水為介質(zhì)，共同承擔(dān)室內(nèi)的冷負(fù)荷、熱負(fù)荷。比如說以水為介質(zhì)的風(fēng)機(jī)盤管向室內(nèi)提供冷量或熱量，承擔(dān)室內(nèi)部分冷負(fù)荷或熱負(fù)荷，并且有一新風(fēng)系統(tǒng)向室內(nèi)提供部分冷量或熱量，同時還可以滿足室內(nèi)對室外新鮮空氣的需要。
　　（5）冷劑系統(tǒng)――以制冷劑為介質(zhì)，直接用于對室內(nèi)空氣進(jìn)行冷卻、去濕或加熱。
　　2.3 按空氣處理設(shè)備的集中程度分類
　　一般來說，以建筑熱濕環(huán)境為主要控制對象的系統(tǒng)，可以根據(jù)其對室內(nèi)空氣處理設(shè)備的集中程度來完成分類，通常有三類：
　　（1）集中式系統(tǒng)――這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是，空氣集中于機(jī)房內(nèi)進(jìn)行冷卻、去濕、加熱、加濕等處理，而房間內(nèi)只有空氣分配裝置。從當(dāng)前的情況看，最常用的全空氣系統(tǒng)中大多是屬于集中式系統(tǒng)；機(jī)組式系統(tǒng)中，假如我們采用大型帶制冷機(jī)的空調(diào)機(jī)，在機(jī)房內(nèi)對空氣進(jìn)行集中冷卻去濕或加熱，那也可以將其歸類為集中式系統(tǒng)。集中式系統(tǒng)會占用建筑物一定的面積，不過其控制、管理都是比較方便。
　�。�2）半集中式系統(tǒng)――這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是對室內(nèi)空氣加熱或冷卻、去濕處理的設(shè)備分設(shè)在各個被調(diào)節(jié)和控制的房間內(nèi)，但是又會有針對的集中部分處理設(shè)備，比如說冷凍水或熱水集中制備或新風(fēng)進(jìn)行集中處理等。水環(huán)熱泵系統(tǒng)、空氣――水系統(tǒng)、變制冷劑流量系統(tǒng)、全水系統(tǒng)都屬這類系統(tǒng)。其主要優(yōu)點(diǎn)是：系統(tǒng)占用的機(jī)房少，較為容易滿足各個房間各自的溫濕度控制要求，其缺點(diǎn)是：房間內(nèi)設(shè)置空氣處理設(shè)備后，會給日后的維修和管理帶來不便，比如說設(shè)備中有風(fēng)機(jī)，就可能會給室內(nèi)帶來噪聲。
　�。�3）分散式系統(tǒng)――這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是對室內(nèi)進(jìn)行熱濕處理的設(shè)備全部分散于各房間內(nèi)。舉例來說，家庭中常用的房間空調(diào)器、電采暖器等都屬于此類系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的主要優(yōu)勢在于，其在建筑內(nèi)不需要機(jī)房，也不需要進(jìn)行空氣分配的風(fēng)道，其缺點(diǎn)是不利于日后的維修管理，而且分散的小機(jī)組能量效率往往比較低，而且其中的風(fēng)機(jī)、制冷壓縮機(jī)都會給室內(nèi)帶來噪聲。
　　3.結(jié)語
　　近年來，隨著人們生活水平和居住水平的提高，對建筑的暖通和空調(diào)系統(tǒng)也有了更高的要求，在這樣的背景下，暖通和空調(diào)系統(tǒng)的工作原理和分類也在發(fā)生著變化，只有根據(jù)時代的要求，按照技術(shù)發(fā)展的程度去認(rèn)識暖通和空調(diào)系統(tǒng)，才能更好的把握其技術(shù)的運(yùn)用。
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