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一、通风与空调工程的组成与分类
(一)通风与空调工程系统的组成
1.通风工程系统的组成
通风系统由送排风机、风道、风道部件、消声器 等组成。
空气处理设备如空气过滤器、热湿处理设备、空气净化设备 等。
风道系统如风管、阀部件、送排风口、排气罩 等。
排气处理设备如除尘器、有害物体净化设备、风帽等。
2.空调工程系统的组成
空调系统一般由空气处理设备、空调冷热源、附属设备、水系统、风系统 ，以及对室内温度 、湿度、气流速度、噪声及清洁度 的控制和调节装置等组成。
(1)空气处理设备对空气进行加热或冷却、加湿或除湿、净化处理 等功能的设备。主要包括组合式空调机组、新风机组、风机盘管、空气热回收装置、变风量末端装置、单元式空调机等。
组合式空调机组和风机盘管是空调系统广泛使用的设备。组合式空调机组一般由新回风混合段、过滤段、冷却段、加热段、加湿段、送风段等组成。风机盘管主要由风机、换热盘管和过滤装置等组成。
(2)空调冷热源。常用热源一般包括热水、蒸汽锅炉、电锅炉、热泵机组、电加热器等。空调冷源包括天然冷源和人工冷源，天然冷源利用自然界的冰、低温深井水等来制冷。目前常用的冷源设备包括电动压缩式和溴化锂吸收式制冷机组 两大类。
(3)空调冷热源的附属设备包括冷却塔、水泵、换热装置、蓄热蓄冷装置、软化水装置、集分水器、净化装置、过滤装置、定压稳压装置等。
(4)空调水系统由冷冻水、冷却水、冷凝水系统 的管道，软连接，各类阀部件(阀门、电动阀门、安全阀、过滤器、补偿器等)，仪器仪表等组成。
(5)空调风系统包括通风管道(含软接风管)、各类阀部件(调节阀、防火阀、消声器、静压箱、过滤器等)、末端风口(百叶风口、散流器)等。
(6)控制、调节装置包括压力传感器、温度传感器、温湿度传感器、空气质量传感器、流量传感器、执行器等。
(二)通风与空调工程系统的分类
1.通风工程系统的分类
(1)按动力分为自然通风和机械通风 两种。
1)自然通风：利用室内外风压差或温差 所形成的热压，使室内外空气进行交换的通风方式，通风量不易控制，通风效果不稳定。
2)机械通风：借助通风机所产生的动力使空气流动的通风方式，包括机械送风和排风。
机械通风能保证所需要的通风量，控制房间内的气流方向和速度，比自然通风更加可靠。机械通风系统比较复杂，风机需要消耗电能，一次性投资和运行管理费用比较高。
机械通风一般分为以下形式：
①送入式通风。通过通风机施压向室内输送新鲜的或处理过的空气的通风方式。
②排出式通风。靠通风机抽力把污浊高湿或含粉尘的空气排出室外的通风方式。
③循环通风。为节约热量，可将部分室内空气和抽入的新鲜空气混合，再送入室内，生产或民用设施中应用很广。
④送入排出兼用通风。生产厂房中多采用联合形式。
(2)按作用范围分为局部通风和全面通风 两种方式。
局部通风就是在有害物质、高温气体产生的地点对其直接捕获、收集、排放，或直接向有害物产生地送入新鲜空气，改善该局部区域的空气环境，即局部排风或送风系统。所需风量小、效果好。
1)局部通风系统分为密闭式、柜式(通风柜)、外部吸气式、吹吸式和接受式。又可分为局部送风和局部排风。
①局部送风将干净的空气直接送至室内人员所在的地方，以改善每位工作人员的局部环境，使其达到要求的标准，而并非使整个空间环境达到该标准。
②局部排风，在产生污染物的地点直接将污染物捕集起来，经处理后排至室外，当污染物集中于某处发生时，局部排风是最有效的治理污染物对环境危害的通风方式。
2)全面通风是对整个车间或房间进行换气，以改变室内空气的温度、湿度和稀释有害物的浓度，使该房间的空气环境符合卫生标准的要求。
全面通风分为全面送风系统、全面排风系统及全面送排风系统。全面通风可分为稀释通风、单向流通风、均匀流通风和置换通风四种形式。
2.空调工程系统的分类
(1)按空气处理设备的设置情况分类
1)集中式系统。空气处理设备和通风机集中设置在空调机房内 ，空气经处理后，由风道送入各房间。
2)半集中式系统。集中处理部分或全部风量，然后送往各房间(或各区)，在各房间(或各区)再进行处理的系统。
3)分散式系统(也称局部系统)。将整体组装的空调机组直接设置在空调房间内的系统。
(2)按承担室内负荷的输送介质分类
1)全空气系统。房间的全部负荷均由集中处理后的空气负担。
2)空气-水系统。空调房间的负荷由集中处理的空气负担一部分，其他负荷由水作为介质送入空调房间对空气进行再处理(加热或冷却等)。
3)全水系统。房间负荷全部由集中供应的冷、热水负担。
4)冷剂系统。以制冷剂为质，直接用于对室内空气进行冷却、去湿或加热。
(3)按所处理空气的来源分类
1)封闭式系统。由于没有新风，仅适用于人员很少的场所，如仓库等。
2)直流式系统。消耗较多的冷量和热量，主要用于空调房间内产生有毒有害物质而不允许利用回风的场所。
3)混合式系统。所处理的空气一部分来自室外新风，另一部分来自空调房间循环空气。综合了上述两种系统的利弊，应用最广泛。
(4)按空调系统的用途不同分类
1)舒适性空调系统。为室内人员创造舒适性环境的空调系统。
2)工艺性空调系统(又称工业空调)。为工业生产或科学研究提供特定室内环境的空调系统。
(5)根据服务区域的不同分类
1)全室性空调系统。对整个房间采取空调技术措施的系统。
2)局部性(局部区域)空调系统。在非空调房间内的局部区域采取空调技术措施的系统。
(6)按风管内空气流速不同分类
1)低速空调系统。一般民用建筑舒适性空调系统低速系统风管内风速不宜大于8m/s。
2)高速空调系统。工业建筑主风道风速高于15m/s，噪声大，应设置相应的防治措施。
(7)按送风量是否变化分类
1)定风量系统。送风量不随室内热湿负荷变化而变化，送入各房间的风量保持不变。
2)变风量系统。送风量随室内热湿负荷变化而变化。
二、通风与空调工程设备
(一)常用通风设备
1.风机
风机是通风系统中的重要设备，作用是为通风系统提供使空气流动的动力。
(1)按作用原理划分有离心式、轴流式、混(斜)流式和贯流式 等类型。
1)离心式风机。主要由叶轮、机壳、机轴、吸气口、排气口、底座等部件组成。
技术参数主要有：风量(又称流量)m3/h。风压Pa。
转速r/min。电动机功率kW。
2)轴流式风机。主要由叶轮、圆筒形机壳、电动机和支座等组成。
轴流式风机与离心式风机相比有以下特点：
①当风量等于零时，风压最大 。
②风量越小，输送单位风量所需功率越大。
③风机的允许调节范围(经济使用范围)很小 。
3)混(斜)流式。主要由叶轮、机壳、进口集流器、导流片 、电动机等部件组成。
混(斜)流通风机是介于轴流式和离心式通风机之间的一种新型风机，结合了轴流式和离心式风机的特征，具有离心式风机的高压力、轴流风机的大流量、效率高、节能好、噪声小、安装方便等特点 。
4)贯流式通风机。又叫横流风机，目前大量应用于空调挂机、空调扇、风幕机等设备中。
(2)通风机按用途划分为：一般用途通风机、排尘通风机、高温通风机、防爆通风机、防腐通风机、防排烟通风机、屋顶通风机和射流通风机。
1)一般用途通风机只适宜输送温度低于80℃、比较清洁的空气。
2)排尘通风机适用于输送含尘气体。
3)高温通风机属于特种风机，主要用于高温作业，在锅炉行业、烘干行业广泛应用。
4)防爆通风机。对于防爆等级低的通风机，叶轮用铝板制作，机壳用钢板制作;对于防爆等级高的通风机，叶轮、机壳则均用铝板制作。
5)防腐通风机。在通风机叶轮、机壳或其他与腐蚀性气体接触的零部件表面喷镀防腐漆。
6)防、排烟通风机。具有耐高温的显著特点，一般在温度高于300℃的情况下可连续行40min以上 。
7)屋顶通风机直接安装于建筑物的屋顶上，可用钢制或玻璃钢制，又分为离心式和轴流式两种，施工安装极为方便。
8)射流通风机。与普通轴流通风机相比，能提供较大的通风量和较高的风压。一般认为通风量可增加30%-35%，风压增高约2倍。可用于铁路、公路隧道的通风换气。
2.风阀
通风系统中的阀门主要用来调节风量、平衡系统、防止系统火灾。常用的阀门有调节阀、止回阀、防火阀、排烟阀 等。
(1)调节阀主要有：蝶式调节阀、菱形单叶调节阀、对开式多叶调节阀、三通调节阀、插板阀等。
蝶式调节阀、菱形单叶调节阀和插板阀主要用于小断面风管;
对开式多叶调节阀主要用于大断面风管;
三通调节阀用于管网分流、合流或旁通处的各支路风量调节。
插板阀多用于通风机的出口或主干管上，严密性好，但占地大。
(2)止回阀的作用是当风机停止运转时阻止气流倒流 。有垂直式和水平式两种止回阀。
(3)防火阀的作用是当发生火灾时，能自动关闭管道，切断气流，防止火势蔓延。比较高级的防火阀通过风道内的烟感探测器控制，在发生火灾时，可在瞬时自行关闭。
(4)排烟阀平常关闭，排烟时全开，排除室内烟气，一般80℃开启。
3.风口
风口是通风空调系统中的风道末端装置。工程中广泛使用的是铝合金风口。
(1)按功能分可将风口分为新风口、排风口、送风口、回风口 等。
(2)按类型分可分为如下几种：
1)双层百叶风口。可直接与风机盘管配套使用，广泛用于集中空调系统的末端。
2)单层百叶风口。可调上下风向，节片角度也可以调节。
3)固定条形风口。用在供热及供冷的空调系统中，可安装在侧墙上或天花板上。
4)自垂百叶式风口。当室内气压大于室外气压时，气流将百叶吹开而向外排气，反之室内气压小于室外气压时，气流不能反向流入室内，该风口有单向止回作用。
5)散流器。空调系统中常用的送风口，具有均匀散流特性及简洁美观的外形，可根据使用要求制成正方形或长方形，能配合任何天花板的装修要求 。
6)球形可调风口。一种喷口型送风口，适用于高大层顶高速送风或局部供冷的场合，如机场候机大厅、室内体育场、宾馆厨房等场合。
7)旋流风口。在空调通风系统中可用作大风量、大温差送风，以减少风口数量的场合。
除此之外风口形式还有孔板风口、网式风口、带调节阀的百叶风口及散流器。
4.局部排风罩
排风罩主要作用是排除工艺过程或设备中的含尘气体、余热、余湿及有毒、有害物质等，按照工作原理的不同，局部排风罩可分为以下几种类型：
(1)密闭罩。把有害物源全部密闭在罩内，从罩外吸入空气，使罩内保持负压。
用于除尘系统的密闭罩也称为防尘密闭罩。按照密闭罩和工艺设备的配置关系，防尘密闭罩可分为三类：局部密闭罩、整体密闭罩和大容积密闭罩 。
(2)柜式排风罩(通风柜)。结构与密闭罩相似，只是罩的一面全部敞开，是一种大型的室式通风柜，操作人员可直接进入柜内工作。
(3)外部吸气罩。利用排风气流的作用，在有害物质发生地点造成一定的吸入速度，使有害物质吸入罩内。
(4)接受式排罩。用于生产过程和设备本身会产生或诱导一定的气流运动的情况，只需把排风罩设在污染气流前方，有害物质就会随气流直接进入罩内。
(5)吹吸式风罩。具有风量小、控制效果好、抗干扰能力强、不影响工艺操作等特点。
5.除尘器
除尘器或除尘设备是把粉尘从烟气中分离出来的设备。
除尘器按作用原理可分为过滤式除尘器、静电除尘器、磁力除尘器 。
按除尘方式可分为干式除尘器、半干式除尘器、湿式除尘器。
6.消声器
消声器是阻止声音传播而允许气流通过的一种器件，是消除空气动力性噪声的重要措施。
消声器是安装在空气动力设备(如鼓风机、空压机、锅炉排气口、发电机、水泵等排气口噪声较大的设备)的气流通道上或进、排气系统中的降低噪声的装置。
通风空调系统中，消声器一般安装在风机出口的水平总风管 上。
通风空调工程中常用的有管式消声器、微穿孔式消声器、阻抗复合式消声器、消声弯头 。
(1)管式消声器主要利用多孔吸声材料来降低噪声，是一种最简单的消声器。特点是制作方便，阻力小，但只适用于较小的风道，直径一般不大于400mm风管。
管式消声器仅对中、高频率吸声有一定的消声作用，对低频性能很差。
(2)微穿孔式消声器是衬装微穿孔板结构的消声器。能在较宽的频带范围内消除气流噪声，具有耐高温、耐油污、耐腐蚀的性能，即使在气流中带有大量水分，也不影响工作。
(3)阻抗复合式消声器由阻性结构和抗性结构按照一定的方式组合构成阻性消声器兼有两者的消声特性，对低、中、高整个频段内的噪声均可获得较好的消声效果。
(4)消声弯头是利用在各个送风口前的风管弯头处内贴吸声材料进行消声，用来阻止或降低噪声由风管向房间内传播。
7.消声静压箱
静压箱是一种既能允许气流通过，又能有效地阻止或减弱声能向外传播的装置。在风机出口处或在空气分布器前设置静压箱，内贴吸声材料既可以稳定气流，又可利用箱断面的突交和箱体内表面的吸声作用对系统噪声作有效的衰减。
8.空气幕
空气幕是风机转动形成分布均匀的气流幕的设备。通常设置在公共建筑和经常需要开启的大门处，空气幕按送风形式分为上送式、侧送式和下送式 。
(二)常用的空调设备
1.冷热源设备
空调系统的冷源主要是制冷装置，热源主要是蒸气、热水以及电热，既能供冷又能供热的冷热源一体化设备如热泵机组、直燃性冷热水机组。
(1)电制冷装置即压缩式制冷机组，广泛用于家用冰箱(冰柜)、汽车空调、超市制冷以及大多数的住宅、商业和工艺用空调。常见的电制冷机组可分为冷水机组和冷风机组 。
1)冷水机组。在压缩机制冷冷水机组中，若冷凝器中吸收制冷剂热量的工质为水，则称为水冷式冷水机组。常见的水冷压缩式冷水机组有活塞式冷水机组、螺杆式冷水机组和离心式冷水机组 。
①活塞式冷水机组。民用建筑空调制冷中采用时间最长、使用数量最多 的一种机组，制造简单、价格低、运行可靠、使用灵活等优点，在民用建筑空调中占有重要地位。
②离心式冷水机组。目前大中型商业建筑空调系统中使用最广泛 的一种机组，具有质量轻、制冷系数较高、运行平稳、容量调节方便、噪声较低、维修及运行管理方便等优点，主要缺点是小制冷量时机组能效比明显下降，负荷太低时可能发生喘振现象 ，使机组运行工况恶化。
③螺杆式冷水机组。兼有活塞式制冷压缩机和离心式制冷压缩机二者的优点。主要优点是结构简单、体积小、质量小，且在低负荷时的能效比较高 。
2)冷风机组。蒸发器为直接膨胀式盘管，制冷剂在盘管中吸热蒸发，直接对空气进行冷却。冷风机组中的压缩机通常为活塞式、螺杆式和转子式。容量较小，常见的有房间空调器和单元式空调机组。
(2)吸收式制冷。溴化锂水溶液是空调用吸收制冷剂常用的工质对，水为制冷剂，溴化锂为吸收剂。
常用的吸收式制冷机组有下几种：
1)吸收式冷水机组。利用热能进行制冷，与压缩制冷相比，能够节省压缩制冷机的耗电，通常用在电力紧张的地方，但需要提供蒸气或高温热水。
2)直燃型双效溴化锂冷水机组，又称非电空调主机，自带热源，可以实现一机既供冷又可供热的效果，是使用最多的一种吸收式冷水机组。
(3)热泵机组的制冷机与常规冷机的主要区别是带有四通转换阀，可以在机组内实现冷凝器和蒸发器的转换 ，完成制冷、制热工况的转换，可以实现夏季供冷、冬季供热。
根据低温热源的特点，通常把热泵分为空气源热泵和地(水)源热泵 。
1)空气源热泵。以室外空气作为冷热源，是居住建筑和商业建筑中使用最广泛的热泵机组。
2)地(水)源热泵。一种采用循环流动于公共管路中的水、从水井、湖泊或河流中抽取的水或在地下盘管中循环流动的水为冷(热)源，制取冷(热)风或冷(热)水的设备。
地源热系统与传统空调相比优点是：整个系统运行稳定，不受外界气候条件的影响;室温的分布更合理，温差小，舒适感好;比传统空调节能40%-60%，没有室外机，并且解决了城市热岛效应，无任何污染和排放。缺点是一次性投资价格高，使用受到场地限制，对地下水和地质有不好的影响，保护不好会污染地下水，设计与施工难度大。
2.空调机组
对空气进行各种热、湿、净化等处理的设备称为空气处理机组。空气处理机组主要有两大类：组合式空调机组和整体式空调机组。
(1)组合式空调机组由送风、过滤、加湿、加热、冷却、回风、混合等各种功能的模块组合而成。用户可以根据工程需要选择不同的功能段进行组合。
按结构型式可分为卧式、立式和吊顶式;
按用途特征可分为通用机组、新风机组、净化机组和专用机组(如屋顶机组、计算机房专用机组等)。
(2)整体式空调机组是在工厂组装成一体，具有固定的功能。结构紧凑、体型较小，适用于需要对空气处理的功能不多、机房面积较小的场合。
3.风机盘管
风机盘管是空调系统的末端装置，是由风机、排管换热器及过滤器 等组装成一体的空气调节设备。独立负担室内全部负荷时，称为全水系统空调方式;配有新风系统时称为空气-水系统;末端装置一般简称FCU。按结构型式可分为：卧式、立式、卡式、壁挂式。按安装型式分为明装和暗装。
4.空气处理设备
(1)喷水室是一种多功能的空气调节设备，可对空气进行加热、冷却、加湿及减湿等多种处理。喷水室由喷嘴、喷水管路、挡水板、集水池和外壳等组成。
喷水室的优点是可以实现空气处理的各种过程;主要缺点是耗水量大，占地面积大，水系统复杂，水易受污染 ，在舒适性空调中应用不多。
(2)表面式换热器包括空气加热器和表面式冷却器 。空气加热器用热水或蒸汽作为热媒，或用电加热。表面式冷却器用冷水(也可用冷盐水、乙二醇)或者蒸发的制冷剂作为冷媒，因此表面式冷却器又分为水冷式和直接蒸发式，可以实现对空气减湿、加热、冷却等多种处理。
(3)空气加湿设备。空气的加湿方法常有喷水室加湿、喷蒸汽加湿、电热式加湿、离心式加湿、超声波加湿 。蒸汽加湿器和电热加湿器是商用工业空调系统中，除喷水室外应用最广泛的加湿设备，这两种设备又被称为等温加湿。
(4)空气减湿设备。喷水室和表面式冷却都能对空气进行减湿处理。减湿方法还有加热通风法、冷冻减湿法、液体吸湿剂法和固体吸湿剂法 。
(5)空气过滤器是指通风空调系统常用的空气过滤装置，一般用于洁净车间、厂房、实验室及洁净室，或者用于电子机械通信设备等的防尘。过滤器可分为初效过滤器、中效过滤器、高效过滤器 等。
1)初效过滤器。根据使用的滤料可分为聚氨酯泡沫塑料、无纺布、金属网格浸油过滤器等。主要用于过滤10μm以上沉降性微粒和异物。
2)中效过滤器。滤料可分为玻璃纤维和无纺布等，主要用于过滤1～10μm的悬浮性微粒。结构型式有折叠式、袋式和楔形组合式等。
3)高效过滤器。过滤初、中效过滤器不能过滤而且含量最多的1μm以下亚微米级微粒，保证洁净房间内的洁净要求，是净化系统的关键部位。
5.空调水系统设备
(1)换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器，是空调水系统中的常见设备。
按传热原理分为：间壁式换热器、蓄热式换热器、流体连接间接式换热器、直接接触式换热器、复式换热器等。
按用途分为：加热器、预热器、过热器、蒸发器等。
按结构分为：浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。
(2)分集水器是指空调水系统中，用于连接供水管和回水管的装置。
(3)冷却塔是用水作为循环冷却剂，从系统中吸收热量排放至大气中，以降低水温的装置。空调用冷却塔有以下几种：
按热水和空气的流动方向分为：逆流式、横流式和混流式冷却塔 ，逆流式是塔内空气和冷却水逆向流动，横流式则是垂直流动。
按形状分为：圆形、方形冷却塔。
三、通风与空调工程安装
(一)通风与空调工程的施工程序和施工要求
1.一般施工程序
施工前的准备—风管、部件、法兰的预制和组装—风管、部件、法兰的预制和组装的中间质量验收—支吊架制作安装—风管系统安装—通风空调设备安装—空调水系统管道安装—通风空调设备试运转、单机调试—风管、部件及空调设备绝热施工—通风与空调工程系统调试—通风与空调工程竣工验收—通风与空调工程综合效能测定与调整。
2.施工前的准备工作
3.通风与空调工程施工技术要求
(4)风管、部件及空调设备防腐绝热施工要求。
普通薄钢板在制作风管前，宜预涂防锈漆一遍，支、吊架的防腐处理应与风管或管道相一致，明装部分最后一遍色漆，宜在安装完毕后进行。
风管、部件及空调设备绝热工程施工应在风管系统严密性试验合格后进行。
空调水系统和制冷系统管道的绝热施工，应在管路系统强度与严密性检验合格和防腐处理结束后进行。
(二)通风空调工程的设备施工
(三)通风管道与部件的制作安装
(四)通风设备与管道的防腐保温
1.防腐
1)表面清理锈蚀的方法一般有手工、机械、喷砂、化学、电化学等手段。
2)风管表面除锈可用人工除锈和喷砂除锈。
3)涂漆。通风空调风管及配件的涂漆种类应按不同用途及不同风管的材质来选择。
①薄钢板风管的防锈漆及底漆用红丹油性防锈漆，有很好的防锈效果，易涂刷。
②一般空调系统只要镀锌层不破坏，可以不涂防锈漆。
③铝合金、锌合金轻金属应采用锌黄类底漆，如锌黄酚醛防锈漆、锌黄醇酸锈漆漆等。
2.保温
通风工程中最常用的保温材料有橡塑棉、岩棉板、超细玻璃棉和聚苯乙烯等。
(4)保护层施工。室外保温风管、制冷管道为防止大气腐蚀、雨水淋渗或外力作用破坏隔热层，在隔热层外需设置保护层。室外风管如采用松质软材料(超细玻璃棉毡等)，在隔热层外面也需设保护层，用以保护隔热层及防潮层。
金属薄板作保护层，应作防腐处理，可用搭接、咬口连接或压鼓连接。搭接方向应是顺流方向，并用自攻螺钉或拉铆钉固定。
(五)通风空调系统无负荷试运转
1.设备单机试运转
安装后的通风空调系统，通过无负荷试运转及试验调整，应使通风的环境和空调温度、相对湿度、气流速度、洁净度及除尘效果 ，达到设计规定的参数或生产工艺的技术要求。
2.空调系统无负荷试验调整
各单体设备试运转全部合格后，可进行整个空调系统无负荷联合运转试验调整，以考核空调系统空调房间的温度、湿度、气流速度及空气的洁净度 能否达到设计值。空调系统无负荷联合运转的试验调整是对设计的合理性、各单体设备的性能及安装质量的检验。
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