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暖通空调专业识图内容提要本章围绕本教材给出的某高层综合楼范例，介绍建筑设备中暖通空调专业识图的有关内容，包括：暖通空调专业施工图识图图例、暖通空调专业施工图图纸内容、常用空调系统的主要组成部分、常用空调系统工作流程。教学目标掌握暖通空调专业施工图识图方法;掌握暖通空调专业施工图图例;能看懂暖通空调专业施工图图纸;了解常用空调系统的主要组成部分;了解常用空调系统工作流程。1.1暖通空调工程概述1.暖通空调工程是为解决建筑内部热湿环境、空气品质问题而设置的建筑设备系统。2.设备众多、系统复杂是暖通空调工程的特点，在识图中应了解建筑功能、识别暖通空调系统、提取有用的信息。1.1.1暖通空调工程的主要功能(1)为避免冬季、夏季室内温度、湿度过低或过高，室内工作和生活的人员所产生不舒适感，采用人工方式，消耗一定的能源，按需要搬运转移空气中的热量、水分，营造使人体感觉舒适的室内环境。(2)为使在建筑物内部工作的机器、设备及部件正常运转，维持室内合乎机器设备正常运转的温湿度。(3)按消防法规要求，暖通空调工程还担负着为在火灾发生时利用机械通风设备，强制排出火灾燃烧烟气和强制输入室外新鲜空气的作用。(4)在大多数附有地下室或无外部通风构造的室内空间的建筑物中，暖通空调工程利用机械通风设备强制实现室内外空气的交换。设备是暖通空调工程的心脏，其功能有提供冷热源、提供输送动力、热能转换等。具体而言，提供冷热源的设备即空调主机，包括制冷机组、供热锅炉等，它们通过输入能量，制造或产生我们需要的冷量或热量;提供输送动力的设备主要指水泵和风机，它们提供了输送动力，使得流体按我们的需要流动;热能转换则是根据我们的需要将流体中的热能通过换热装置转换出来，常见的水-水换热器、汽-水换热器和空气-空气换热器属于此范畴。值得一提的是，我们常使用的风机盘管、空气处理机组等设备组合了风机与换热盘管，既提供了空气输送动力又提供热能交换，一般被称为空调末端设备。在空调工程中为保证空气品质还有空气净化设备，如各种过滤器、吸附装置、消毒灭菌设施等;在水系统中则有各种各样的水过滤装置、水处理装置和加药装置;为实施自动控制而设置的各种电动风阀、电动水阀、温控装置等也常被纳入暖通空调设备范畴，但它们在系统中主要起辅助、提升系统品位的作用，我们一般称之为辅助设备或设施。1.空调冷源设备(1)空调冷源设备的特点与分类集中空调系统，一般所担负的空调面积大、房间多，因此，空调冷源设备容量通常很大。空调工程能耗是建筑能耗中的重要部分，而冷源设备又是空调工程的主要能耗设备，因此，冷源设备的选择关系到工程的投资、运行费用及能源消耗。冷源设备在空调工程具有十分重要的地位。空调工程中常用冷源的制冷方法主要分为两大类：一类是蒸汽压缩式制冷，另一类是吸收式制冷。压缩式制冷，根据压缩机的形式可以分为活塞式(往复式)、螺杆式和离心式等，一般利用电能作为能源。吸收式制冷，根据利用能源的形式可以分为蒸汽型、热水型、燃油型和燃气型等，后两类又被称为直燃型，这类制冷机以热能作为能源。根据冷凝器的冷却方式又可分为水冷式、风冷式。根据机型结构特点还有压缩机多机头式、模块式等等。(2)电制冷水冷式冷水机组电制冷水冷式冷水机组属于蒸汽压缩式制冷范畴，一般主要由压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀、自动控制和保护装置组成。顾名思义水冷式冷水机组的冷凝器利用水冷却，一般利用循环冷却水，随着科技的发展和节能的需要，也有采用地表水、地下水冷却的。在实际工程中我们根据压缩机类型一般分为离心式冷水机组、螺杆式冷水机组、活塞式冷水机组和涡旋式冷水机组。离心式冷水机组单机容量大，制冷性能系数COP值高，但在部分负荷下运行时容易发生“喘振”现象。螺杆式冷水机组由于在压缩机构造上的特点，在部分负荷下仍能稳定、高效地运行，常被用于负荷波动大、需要调节的场合。活塞式冷水机组和涡旋式冷水机组均为小容量制冷机，其中活塞式冷水机组由于振动大、运行维护复杂，目前运用较少，而涡旋式冷水机组运行噪声小，调节方便，在小型工程中运用较多。1.1.2暖通空调工程的主要设备图1.1电制冷水冷式冷水机组的图面示意图1.1为电制冷水冷式冷水机组的图面示意，一般来说，在图纸上设备以方框表示，图中的电制冷水冷式冷水机组为水冷螺杆式冷水机组，我们可以看到主要的接管有空调水接管、冷却水接管，均为一进一出，旁边的空调水循环泵、冷却水循环泵则与空调主机配套形成完整的制冷循环过程。设备接管位置需要留出安装检修空间。而设备控制屏和电源进线位置则需要留出操作空间。设备的参数等要求应由图纸的设备表查出。知识拓展：性能系数COP性能系数(COP)又被称为能效比，是在规定条件下制冷机的制冷量与其净输入能量之比。水冷冷水机组的COP值较高，一般在4~6，其中水冷离心机组COP值一般为5~6,水冷螺杆机组的COP值一般为4.4~5.2，水冷活塞机组或水冷涡旋机组的COP值一般为4~5。风冷热泵机组的COP值一般为3左右。(3)电制冷风冷热泵机组电制冷风冷热泵机组是指利用风冷冷却的蒸汽压缩式制冷机组，其压缩机类型主要有螺杆式、涡旋式和活塞式。其中螺杆式压缩机被用于大型的风冷热泵机组，涡旋式和活塞式多用于小型或模块式风冷热泵机组。风冷热泵机组在制冷循环上设有四通换向阀，蒸发器与冷凝器可以互换，从而实现夏季制冷冬季制热的功能。其优点是供热效率高，制热COP可达3.0以上，简化了空调热源的设置，在中、小建筑中得到广泛的应用，缺点是夏季COP低于水冷机组，在夏热冬冷地区的冬季工况中，结霜的现象使得供热效果不佳。(4)溴化锂吸收式冷水机组溴化锂吸收式冷水机组是利用水在高真空度状态低沸点蒸发吸收热量而达到制冷目的的制冷设备。溴化锂水溶液作为吸收剂吸收其蒸发的水蒸汽，从而使制冷机连续运转，形成制冷循环。溴化锂吸收式冷水机组一般可分为蒸汽型、直燃型和热水型等类型，直燃型包括燃油和燃气两种。它们之间的区别主要在于高压发生器，在高压发生器内吸收水蒸汽后变成的溴化锂稀溶液被加热蒸发，浓缩成溴化锂浓溶液，这个过程是吸热过程，其热源可以是蒸汽、热水，也可以是直接在高压发生器内燃烧燃料如油或气。所以，上述溴化锂冷水机组的分类和命名，主要是根据高压发生器所应用的热源类别而定。溴化锂吸收式冷水机组的优点是：以热能驱动，不直接耗用大量电能;不应用氟利昂类制冷剂，制冷剂采用水，对环境无影响，有利于环境保护;运行平稳，无噪声，无振动。对于直燃型溴化锂吸收式冷水机组，夏季制冷，冬季可以制热，也可以同时供冷和供热，除了满足空调冷、热源的要求外，还可以提供其它生活方面的供热，做到了一机多用，可以节省占地面积和投资。蒸汽压缩式制冷系统中，在蒸发器内蒸发吸热，经压缩机压缩后，在冷凝器内放热的工作物质被称为制冷剂。可作为制冷剂的物质很多，空调工程制冷机广泛应用氟里昂作为制冷剂。自从开发出CFC类制冷剂(氯氟碳化合物的简写)以来，空调制冷曾较多采用的制冷剂有CFC-11、CFC-12、CFC-500等，通常用R-11、R-12、R-500表示。由于它们具有安全、性能稳定、无毒、热效率高等优点，长期被广泛应用于空调制冷。但是，它们在大气中具有极高的稳定性，且对臭氧层有很大的破坏性：CFC类制冷剂漏入大气后，上浮到同温层中，由于受到阳光中紫外射线的影响，其中所含的氯原子被分解出来，而氯原子又使臭氧分子分解，产生氧化氯和一个普通的氧分子，氧化氯分子又与其他的臭氧分子作用，将氯原子还原出来，氯原子又会按上述反应过程去破坏其他臭氧分子。因而，臭氧层中的臭氧遭到联锁性的破坏。臭氧层是防护地球生物免受太阳紫外线影响的一个天然屏障，因此CFC类制冷剂对环境有破坏作用，商家相继推出相应的替代制冷剂，如用HCFC-123替代R11，HFC-134a替代R12，R22由于对环境影响较小，根据国际公约在2030年前仍可使用。从目前的认识水平看，HCFC-123和HFC-134a虽然是当前应用最广泛的主要制冷剂，性能也比较好，但它们对全球环境均存在或多或少的有害影响，不是对环境完全友好的制冷剂。从长远来看，它们也是一种过渡性制冷剂，还期待开发出一些热工性能好，对环境更友好的替代制冷剂。2.空调热源设备(1)暖通空调热源设备的分类按热源介质分可分为蒸汽锅炉和热水锅炉;按能源燃料种类分可分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电锅炉和热泵设备;按设备承压分可分为常压热水锅炉、真空锅炉、承压锅炉;按热源的来源可分为自备热源、城市供热、工厂余热和废热等。(2)蒸汽锅炉蒸汽锅炉根据提供蒸汽的压力分为压力锅炉和低压生活锅炉。承压低于0.1MPa的蒸汽锅炉在暖通空调供热中属于低压锅炉，不受压力容器类相关规范规程的监督。承压大于等于0.1MPa的蒸汽锅炉属压力容器，应当遵守蒸汽锅炉监察规程的规定，空调热源所选择的蒸汽锅炉一般是压力容器。当选用蒸汽锅炉作热源时，需要进行二次换热，将蒸汽通过热交换器加热空调循环水。蒸汽锅炉可以是燃煤锅炉，也可以是燃油、燃气或电热锅炉。从环保角度而言，燃煤锅炉污染严重，尤其是在城市里，使用受到很大的限制。燃油、燃气和电热锅炉均能满足环保要求，但考虑燃料价格和国家节能政策因素，目前使用较多的是燃气锅炉。知识拓展：压力容器运行中最高压力大于等于0.1MPa，内直径大于等于0.15m且容积大于等于0.25m3的容器被成为压力容器。出于安全生产的需要，我国安监部门对锅炉等压力容器的设计、生产、运行均有一系列的标准和规程规范。(3)热水锅炉热水锅炉根据运行压力分为承压热水锅炉、常压热水锅炉和真空热水锅炉。承压热水锅炉可以提供水温高于100℃的高温热水，在我国北方的集中供热系统中运用较多，属于压力容器。常压热水锅炉是指锅炉在运行时所承受的压力相当于大气压，即锅炉本体不承受压力，而空调供水是通过二次换热进行加热，空调循环水可以按设计要求承受不同压力，与锅炉本体无关。常压热水锅炉通常可分为内置式换热器外置式换热器两类，一般提供热水温度不超过90℃。真空热水锅炉的锅炉本体内保持真空，锅炉本体也处于负压下工作，运行安全可靠。真空热水锅炉炉内水容积小，热水供应启动速度快，炉内充水可用软水或纯水，不结垢、无腐蚀，在蒸汽介质下，换热管的传热效率比较高，但需要设置一套真空装置。锅炉内的水容积比较小，相应的其热容量也比较小。图1.2热水锅炉的图面示意图1.2为热水锅炉的图面示意，设备外形按比例绘制在锅炉房内，燃烧机位置的突出是表示该位置需要经常操作、检修和维护，需要留有足够的空间。在接管方面需要落实设备的要求，本例中设备表除标明设备供热能力参数外，还标明为内置两套换热器，分别提供空调热水和卫生热水，则锅炉本体应有空调热水的供回水接管和卫生热水的供回水接管，锅炉烟道接口、排污管接口、通气管接口等需要通过设备厂家提供的随机文件确认。(4)热泵设备热泵机组在制冷循环上设有四通换向阀，蒸发器与冷凝器可以互换，从而实现根据需要制冷或制热的功能。根据低位热源的种类可以分为空气源热泵(常称为风冷热泵)、地表水水源热泵、地下水水源热泵等。热泵设备冬季提供的空调热水温度一般为45℃，在需要卫生热水的场合，也可以提供50℃以上的热水，由于提供热水的温度并不高，热泵设备有比较高的供热性能系数，空气源热泵的性能系数一般在3以上，地下水水源热泵的性能系数可以达到4.8以上。3.流体输送设备与空气处理设备我们常遇到的流体输送设备是水泵与风机，在暖通空调工程中，它们将热能的载体(水或空气)输送到有需求的地方，同时也消耗了输送能耗。(1)水泵暖通空调工程中使用的水泵一般式清水泵或热水泵，其输送液体为不含有体积超过0.1%和粒度大于0.2mm的固体杂质，清水泵输送液体温度为0~80℃，热水泵可以输送130℃以下的液体。比较特殊一点的是蒸汽锅炉给水泵，由于其要求小流量、大扬程，一般采取多级泵。水泵的主要参数是流量、扬程和电机功率，高层建筑空调水系统为闭式循环，水泵承受的系统静压力远高于水泵自身的扬程，应注意核对，一般而言在最高工作压力不大于1.6MPa时可不必特殊订货。图1.3水泵接管的图面示意图1.3为水泵接管的图面示意，