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空气调节设备

(一)空气调节的目的

空气调节简称“空调”，是指能够控制室内温度、湿度、洁净度及气流速度的技术。

空调的任务是即把室内空气的温度、湿度、洁净度、空气流速以及室内噪声控制在一定的范围内，为工艺生产和人们生活创造一个良好的舒适的室内环境。因此，我们可以说，空气调节是通风的高级形式。

(二)衡量空气环境的指标

空气环境的好坏是以空气的温度、湿度、清洁度和气流速度来衡量的。

温度是衡量空气冷热程度的指标，通常以摄氏温度(℃)表示。

空气的湿度是表示空气的潮湿程度，即含有水蒸气多少的指标。在一定温度下，湿空气所含的水蒸气量有一个最大限度，超过这一限度，多余的水蒸气就会从空气中凝结出来，这种含有最大限度水蒸气量的湿空气称为饱和空气。在湿空气中与1kg干空气同时并存的水蒸气量称为含湿量;单位容积湿空气中含有水蒸气的质量，称为湿空气的绝对湿度;湿空气的绝对湿度与同温度下的饱和绝对湿度的百分比为相对湿度。一般以相对湿度来描述空气的湿度。

空气的清洁度是表示空气的新鲜程度和洁净程度的指标。空气的新鲜程度是衡量空气中含氧比例的技术指标。空气的洁净程度是指空气中的粉尘和有害物的浓度。

空气的气流速度是表示空气在房间里流动快慢程度的指标。气流速度会提高人的热舒适性。

(三)空调的手段

空气调节的基本手段是将室内空气送到空气处理设备中进行冷却、加热、除湿、加湿、净化等处理，然后再送回到室内，以达到消除室内余热、余湿、有害物或为室内加热、加湿的目的;通过向室内送入一定量处理过的室外空气的办法来保证室内空气的新鲜度。也有把加热、加湿设备直接安置在室内来改善室内的局部环境。

(四)空气调节系统的组成与类型

1.空气调节系统的组成

一个完整的空调系统一般由被调对象、空气处理设备、空气输配系统等三部分组成。

2.空调系统的类型

常用的空调系统，按其空气处理设备设置情况不同，可分为集中式、分散式和半集中式三种类型。

(1)集中式空调系统，特点是所有的空气处理设备，包括风机、水泵等都集中在一个空调机房内，处理后的空气经风道输送到各空调房间。集中式空调系统按其处理空气的来源，又有封闭式、直流式和混合式三种系统。

①封闭式集中空调系统也称为全循环式集中空调系统。它所处理的空气全部来自空调房间，全部空气为再循环，没有室外新鲜空气补充到系统中来。这种系统卫生条件差，但耗能量低。通常应用于人员不长期停留的库房等。

②直流式集中空调系统，也称为全新风式集中空调系统，它所处理的空气全部来自室外，室外空气经处理后送入室内，使用后全部排出到室外。其处理空气的耗能量大。这种空调系统应用于室内空气不宜循环的建筑物中，如放射性及散发大量有害物的实验室、车间等。

③混合式集中空调系统，是前两种系统的混合，既使用一部分室内再循环空气，又使用一部分室外新鲜空气。这种系统既能满足卫生要求，又经济合理，应用广泛。

(2)半集中式空调系统

这种系统除设有集中空调机房外还在空调机房间内设有二次空气处理设备。半集中式空调系统最常用的类型是风机盘管机组，由多排称作盘管的翼片管热交换器和风机组成的。与集中空调系统不同，它采用就地处理回风的方式，由风机驱动室内空气流过盘管进行冷却除湿或加热，再送回室内。

(3)全分散式空调系统，也称为局部空调。局部空调机组又称为空调器。它是把空气处理设备、冷热源(制冷机组和电加热)等整体地组合在一个箱体里，其特点是结构紧凑、体积小、安装简便、节省大量风道、使用灵活。结构上分为整体式与分体式两种。目前整体式已不常用。

空调工程中使用的制冷机有压缩式、吸收式和蒸汽喷射式三种，其中以压缩式制冷机的应用最为广泛。

压缩式制冷机是由制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等四个主要部件所组成，并用管道连接，构成一个封闭的循环系统。制冷剂在制冷系统中历经蒸发、压缩、冷凝和节流等四个热力过程。如此不断循环，实现室内空气降温的目的。

(五)空调系统中的主要设备

1.空气处理设备

空气处理设备主要是指空气过滤器和空气加热/冷却器。

(1)空气过滤器

常用的空气过滤器有浸油金属网格过滤器和高效过滤器。

(2)空气加热、冷却器

空气加热一般由热交换器实现，空气冷却由冷却装置实现。

热交换器空调系统中最常用的空气加热设备是表面式换热器，多用翼片管，也有光管式的。管内流通冷热水、蒸汽或制冷剂，空气掠过管外与管内介质换热。

当这种加热器中流动的不是热媒而是冷媒时，空气加热器就成了空气冷却器。冷媒根据需要可以是制冷剂，也可以是深井水。它除冷却空气外，兼有减湿的功能。

(3)空气的加湿和除湿

喷蒸汽加湿。将水蒸气直接与空气进行混合的加湿方法称为蒸汽加湿。蒸汽喷管是最简单的加湿装置。

电加湿器。在空调机组里，多半采用电加湿。这种加湿器均有补水装置，以免断水空烧。

冷冻除湿机。冷冻除湿机由制冷系统与供风装置组成。

加热通风法减湿。该方法的不足之处是受自然条件的限制，不能确保室内除湿效果。

2.压缩式制冷设备

压缩式制冷系统，主要由压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置及各种管、阀等组成。

(1)压缩机

制冷压缩机是用来压缩和输送液态和气态制冷剂，是制冷循环的动力装置，一般称为主机。制冷压缩机的形式很多，根据工作原理不同，分为容积式(活塞式)制冷压缩机和离心式制冷压缩机等两类。

(2)冷凝器

冷凝器的任务是将压缩机排出的高温气态制冷剂冷却、液化。在空调系统中主要使用水冷、空冷和水、空气联合冷却的冷凝器。

(3)蒸发器

蒸发器是一种热交换器，它是利用在节流后的制冷剂由液态变为气态时吸收被冷却物体(或空间)的热量而蒸发，使冷室的温度下降，达到制冷目的的设备。

(4)节流装置(膨胀阀)

节流装置的作用是对高压液体制冷剂进行节流降压，保证冷凝器和蒸发器之间的压力差，以便使蒸发器中的液态制冷剂在要求的低压下蒸发吸热，从而达到制冷降温的目的。同时，使冷凝器中的气态制冷剂在给定的高压下冷凝、放热，并调整供入蒸发器的制冷剂流量以适应蒸发器热负荷的变化，使制冷装置更加经济有效地运转。

3.输配系统

(1)风机。在空调的输配系统中，常用离心式风机、轴流式风机和贯流式风机等几种。

(2)管道系统管道包括风道、水管、管井、阀门和风口。

风道的形状一般为圆形或矩形。材料一般采用薄钢板涂漆或镀锌板。

水管是将冷热水从冷冻机房或热力站输送到空调机房的空调箱或房间里的风机盘管中去的管道。

多数多层建筑物内不能在每层都设置空调机房，因而必然有垂直走向的风道，所以需要留有管井。管井应从下至上直通到顶，中途不应拐弯。

调节阀门一般安装在风道或风口上，用于调节风量、关闭风道、风口及分割风道系统的各个部分，还可用于启动风机和平衡风道系统的阻力。常用的风阀有插板阀、蝶阀、多叶调节阀和防火阀。风口一般设在屋顶或侧墙，侧墙排风口一般加百叶窗。

4.空调系统的消声、防振

空调设备在运行时会产生噪声与振动，并通过风管及建筑结构传入空调房间。噪声与振动的来源主要是风机、水泵、制冷压缩机、风管、送风末端装置等。

(1)消声

噪声的消声措施主要包括两个方面，一是设法减少噪声的产生;二是必要时在系统中设置消声器。消声器是由吸声材料和按不同消声原理设计的外壳所构成。根据工作原理可分为阻性、抗性、共振性和复合型等几种类型的消声器。

阻性消声器。利用吸声材料的吸声作用而消声，这种消声器对高频和中频噪声的消声效果比较好。

共振性消声器。这种消声器有较强的频率选择性，但有效频率范围很窄。

抗性消声器。利用管道截面积的突变，使声波向声源方向反射回去而起消声作用，这种消声器对消除低频噪声有一定效果。

复合式消声器。集中了上述三种消声器的优点，而弥补了单独使用时的不足，也就是从低频到高频范围内都有良好的消声效果。

(2)空调的减振

一般可以采用以下两种减振措施：

(1)将风机安装在弹性基础上，可以使风机传到基础的振动得以减弱。(2)在风机机座下安装减振器，减振器是用弹簧或其他弹性材料，如软木等制成的构件

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（责任编辑：何以笙箫默）

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