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什么是暖通空调?

关于暖气和空调,你想知道的一切
来自北加州顶级暖通空调公司

暖通空调代表H吃,,V通风&一个红外光谱C条件。

简言之,暖通空调是与温度、空气质量和家庭舒适度有关的一切。我们是专家,如果您需要咨询您在北加州家中的空调和供暖,我们可以提供帮助。bob国际娱乐

有关HVAC的更多详细信息,请继续阅读。我们涵盖了许多主题和问题–向下滚动,了解更多有关暖通空调的信息。

什么是暖通空调?(加热、通风和空调)是控制室内空间或车辆内温度、bob国际娱乐湿度和空气质量的系统。暖通空调系统的目标是提供可接受水平的室内空气质量和热舒适性。该系统的设计基于传热、热力学和流体力学原理。有一些变体可以包括其他方面,例如:

  • HVACR或HVACR -“R”用于表示系统包括制冷
  • HACR-这些系统包括制冷,但不包括通风

HVAC系统用于商业和住宅设施。它们在确保结构内的气候是舒适的,并且陈旧的空气被外部的新鲜空气取代方面发挥了至关重要的作用。

供暖、通风和空调都是相互关联的,特别是当需要在合理的bob国际娱乐安装、运行和维护成本范围内提供热舒适性和室内空气质量时。暖通空调系统可以增加通风,减少不必要的空气渗透,甚至保持设施内空间之间的相对压力。将封闭空间中的空气排出,并通过空气输送系统进行更换,称为室内空气分配。

单个系统

在现代建筑中,一个或多个暖通空调系统与用于操纵其性能的控制系统一起纳入建筑设计中。对于小型建筑或住宅,承包商通常根据内部尺寸估算所需容量,然后相应地选择和合并HVAC系统。

然而,大型建筑则由建筑服务设计师或工程师进行全面分析,然后指定所需的暖通空调系统的适当配置,由专业机械承包商制造。所有规模的建筑都必须通过符合规范的检查,并获得相关的建筑许可。

加热

供暖系统产生热量并将热量分配到暖通空调覆盖的整个区域。热量的产生可以通过锅炉、熔炉或热泵来实现,这些热泵可以使热水、蒸汽循环,或者直接在中央位置加热空气,就像房屋中的炉室或大型建筑中的机械室。热是通过辐射、传导或对流来传递的。

  • 一代——有各种各样的加热器,由各种固体、液体和气体燃料提供动力。另一种流行的电源是电,它通常用于加热脚板和便携式加热器中的高电阻导线带。产生热量的最有效方法之一是使用热泵。它们从废气中提取废热,甚至从地面或环境中提取自由热,并使其在建筑中循环。电加热器通常被安装作为热泵的备份或提供补充热量。随着最近在效率和低温操作方面的改进,热泵暖通空调系统在所有气候条件下都得到了稳步的普及。
  • 分布,无论加热系统的类型如何,热量都需要分布在整个系统的工作区域。热量被传递到介质,通常为空气、水或蒸汽:
    • 水/蒸汽-水可以被加热并以液体形式循环,或者如果有足够的热量转化为蒸汽。一个泵和管道系统用于输送加热的介质,热量通过散热器和热水水空气盘管等热交换器转移到空气中。它们可以安装在墙上,也可以安装在地板上。用水来传递热量被称为水循环学。另外一个好处是热水也可以用来洗澡和洗衣服。
    • 空气-暖风系统使用管道系统来分配热量。热空气被输送,冷空气被送回加热系统。许多系统也可以使用相同的管道从空调系统输送较冷的空气。bob国际娱乐通常,在管道内安装过滤或空气净化系统,以清除花粉和灰尘颗粒。
  • 危险- - - - - -在燃料燃烧的地方,总有不完全燃烧的机会,这可能导致挥发性有机化合物(VOCs),甲醛,一氧化碳,和其他危险物质的形成。即使是在低浓度的情况下,它们所造成的危险也有充分的记录,所以必须提供足够的通风。

通风

通风是将封闭空间内的空气替换为外部的新鲜空气,以及空间内的循环空气的过程。它可以改善室内空气质量,去除异味,并可用于控制温度和湿度。此外,它有助于“发泄”和减少:

  • 污染物
  • 灰尘
  • 二氧化碳或一氧化碳之类的
  • 微生物和花粉

根据用于创造通风的方法,系统可分为:

  • 机械或强制通风-用机械推动或强迫空气移动的空气处理装置提供这种类型的通风。厨房和浴室通常有机械排气管,可以去除异味,有时还能去除空气中的多余水分。需要考虑一些因素来决定风扇的大小和速度,如房间的大小,流量和噪声水平。直接驱动风扇可以用于许多应用,从而降低维护成本和频率。最好使用吊顶、桌子、地板和壁挂式风扇在房间内循环空气,以降低感知温度。由于热量自然上升,在寒冷的月份运行吊扇可以使房间保持温暖。
  • 自然通风,空气也可以在不使用风扇或任何其他机械设备的情况下循环和排放。可操作的窗户和百叶窗可实现自然通风。在较小的空间,如果建筑允许,可以安装滴流通风孔。有相当多的系统使用不同的方法实现自然通风,如烟囱效应通风和空气侧省煤器。在任何自然通风系统中,都需要监测换气率,如果需要,可以使用机械系统补充通风。这基本上是每小时排出的空气量除以封闭空间的整个体积。每小时换气四次通常是人类最舒适的换气速率,但根据人数、外部温度和湿度、气味水平等,换气速率可能需要更高或更低。

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bob国际娱乐空调系统用于降低空气循环的温度和控制空气的湿度。大部分的空气是循环的,但新鲜空气也从外部被吸入,在空间中创造正压。所有被移动的空气都通过一个热交换器,通过机械冷却,然后循环到需要它的区域。

空调和制冷bob国际娱乐都是通过辐射、传导或对流散热来实现的。用来传导热量的介质称为制冷剂,它们在制冷系统或自由冷却系统中循环。

制冷循环

制冷循环由四个基本要素组成:

  • 制冷剂以气态启动,通过压缩机增压,使制冷剂温度升高。
  • 它进入冷凝器,冷凝器通常通过向其上方吹入冷空气将其冷却至液态。
  • 膨胀阀用于调节液化制冷剂的流量。
  • 冷却后的液体被释放到另一个热交换器中,并在那里减压。
  • 当制冷剂减压时,它以热的形式从周围环境中吸收能量。这会迅速冷却热交换器,并使空气在其中循环。一些系统有一个“换向阀”,将冷却热交换器转换为热源,以便用于提高室内空气温度。

消防冷却

按照自由冷却原理运行的系统效率极高。它们通常与存储介质结合,可以捕捉不同季节的高温或低温,并在需要它们的月份释放它们。用于免费冷却系统的常见存储介质包括深层含水层,甚至是使用装有热交换器的钻孔进入的地下岩石。

当所需温度接近外部温度时,一些混合系统使用自由冷却,如果需要,使用热泵进一步冷却循环空气。在夏季,自由冷却存储功能类似于散热器,在冬季可作为热源使用。

许多暖通空调系统包括一个“省煤器模式”,自动操作外部通风口。当封闭系统外部温度较低,需要冷却系统内部空气时,可部分或全部打开通风口,实现自由冷却。这可以大大降低产生大量热量的空间的空调成本。bob国际娱乐

Central vs. Split systems

现代建筑中经常使用由冷凝器、压缩机和蒸发器组成的中央系统,这些系统集成在一个单元中,但若不是最初设计的一部分,它们体积庞大,安装困难。

在大多数住宅建筑中,另一种“分割”系统更受欢迎。蒸发器和冷凝器采用保温管道连接,更加灵活。冷凝器可以安装在一个方便的位置,散热不会成为一个问题,多个蒸发器可以安装在不同的区域。

除湿

除湿是通过蒸发器将空气中的水分去除的过程。蒸发器的热交换器的温度比露点低得多,所以当空气经过它时,水分在表面凝结,流入一个收集计划。除湿机就像空调一样,但它们的主要目的是去除水分而不是冷却。加湿器的作用正好相反,它加热水并循环周围的空气。然后水分蒸发,增加了湿度。

维护

每种类型的HVAC系统在其使用寿命的某一点都需要某种形式的维护。最经常需要的维护是清洗和更换过滤网,因为它们不断过滤颗粒,最终会堵塞,这会极大地降低系统的效率。

如果循环不足,就会导致蒸发器线圈“结冰”,从而进一步减少气流。这可能是非常危险的,因为电子部件可能过热并引起火灾。除更换空气过滤器外,还应定期清洗冷凝盘管。它们帮助驱动压缩机的电机散热。过热会降低电机的寿命,导致高昂的维修费用。

能源效率

暖通空调设备制造商在研发方面投入巨资,以提高其系统的效率,因此有大量的系统和方法可以降低运营成本和环境影响。

热能

强制空气系统比热水系统更受欢迎,因为它的效率更高,而且可以作为空调使用。带来的好处包括:

  • 更好的空调/制冷
  • 节能15-20%
  • 甚至在一个封闭的空间内冷却和加热

对许多人来说,缺点是安装成本较高,但从长远来看,节省的费用通常是值得的。

分区供暖

使用分区供暖可以提高集中供热系统的能源效率。倍数恒温器安装来控制不同区域的温度,允许更颗粒状的加热,就像非中央加热系统一样。区域阀门或阻尼器用于控制热量介质到每个区域的流动,并有选择地阻止气流,这使得控制系统对保持正确的温度至关重要。

地热热泵

在地球表面之下,温度几乎全年不变。地热热泵使用这个自然系统来提供冷却,加热,在许多情况下热水。温度随纬度而变化,但在仅6英尺深的地方,温度保持在45至75华氏度之间。

空气过滤及清洗

空气净化和过滤空气过滤器是维持室内环境的重要组成部分,因为空气过滤器可去除灰尘、污染物、孢子、蒸汽和气体等可能影响肺部的颗粒。然后将过滤后的空气加热或冷却,与新鲜空气混合,然后循环。在设计HVAC系统时,应始终考虑清洁和过滤。

清洁空气输送率(CADR)和过滤器性能

CADR是系统在房间中提供的洁净和过滤空气的体积,与房间大小有关。说到室内空气质量,过滤器的性能非常重要。这受过滤器中使用的纤维或颗粒的尺寸、过滤介质的包装密度以及通过过滤器的气流速率的影响。

暖通空调设备的选择

在选择HVAC系统及其部件设备时,需要考虑许多因素:

  • 自然通风,除机械通气外,设计者还应考虑使用自然通风和安装可操作的窗户来提供补充通风。但是,请记住以下几点:
    • 如果有很多污染和灰尘,实际上可能会降低室内空气质量
    • 可操作的窗户应该在离地面3-6英尺的地方
    • 窗户应可调节,关闭时密封严密
    • 为了最大限度地增加自然通风,在建筑的对面安装窗户,以创造交叉通风
  • 在可行的情况下,安装可供多个房间使用的中央HVAC空气处理装置(AHU),而不是单独的通风机或热泵。在AHU中查找以下功能:
    • 双斜排水盘,防止积水
    • 容易到达和操作的铰链检修门
    • 双层壁柜,防止受潮或机械损坏
    • 密封柜,减少空气泄漏,改善空气质量
    • 用于隔热和隔音的密封垫双壁门
    • 厚过滤器槽,可以容纳2英寸或更厚的过滤器
    • 扩大表面积过滤器组,减少过滤器维护,提高风扇效率
    • 空气过滤器组件的设计,最大限度地减少泄漏
    • 空气过滤器监视器测量静压降
    • 耐腐蚀连杆、阻尼器和所有运动部件

为高效运行和维护而设计

为确保维修工作的效率和可及性,请在设计方案中纳入以下方面:

  • 确保所有系统组件,如空气处理机组、控制装置和排气扇,都可以轻松接近,无需梯子、拆除屋顶瓷砖或爬进狭小空间。
  • 屋顶设备应安装在易于通过楼梯(而非梯子)接近的位置,以及便于进出的适当尺寸的门。
  • 在所有暖通空调系统部件上粘贴易于辨认和防风雨的标签,以提高操作和维护的效率。

暖通空调系统各部件至少应有与图纸和图表相对应的标签:

  • AHU的名称或编号
  • 所有连接处都有箭头指示气流方向
  • 用于空气过滤器的检修门和最低过滤器灰尘点效率
  • 过滤器压力表以及建议更换过滤器的压力
  • 排水/滴水盘的出入门或嵌板
  • 每个空气处理机组占用时间内的最小室外空气量
  • 带有指示完全打开和关闭位置以及最小设计位置标记的室外空气和泄压风门
  • 用于室外空气控制的检修门
  • 每个部件的断路器
  • 检修检修门
  • 空气侧省煤器挡板和控制装置(如有)
  • 每个排气扇的名称和编号以及排气量

暖通空调行业和标准

在美国,HVAC成员通常是美国采暖、制冷和空调工程师协会的成员bob国际娱乐(ASHRAE这样)、美国环保署认证通用CFC或当地认证工程师。ASHRAE是一个国际协会,为参与或对暖通空调系统感兴趣的个人和组织提供服务。它通过许多技术委员会为工程师提供了许多参与研发相关活动的机会。

ASHRAE出版手册,每四年更新一次,其中最普遍的是基础知识,包括估算加热和冷却需求的计算。《统一机械规范》(UMC)和《国际机械规范》(IMC)等典型建筑规范并未提供多少有关暖通空调设计实践的信息,因此设计专业人员需要参考ASHRAE数据,以了解设计和维护标准。SMACNA、ACGIH和一些技术贸易期刊也可以提供有用的参考资料。

美国暖通空调系统的设计标准是在IMC和UMC中制定的。在一些地方,这两种守则都可以通过立法程序加以通过和修正。国际管道和机械官员协会(IAPMO)和国际代码理事会(ICC)以3年为周期更新这些代码,以进行代码开发。当地建筑许可部门通常负责执行这些标准。

在美国和加拿大,国家空气管道清洁器协会(NADCA)代表了为HVAC系统提供评估、清洁和修复服务的合格成员公司。NADCA还为认证通风检查员(CVI)、空气系统清洁专家(ASCS)和评估、清洁和恢复标准(ACR)提供认证。

设计标准包括:

  • ASHRAE标准62.1-2007(按照ASHRAE标准设计)
  • ASHRAE标准55–1992及1995年补遗(人类居住的热环境条件)

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