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【冷水机维护】暖通空调系统如何移动热量?

空间供暖和空调都需要热运动。空间供暖系统提供热量,而空调系统则将热量消除,但两种情况的目标都是达到合适的室内温度。尽管热量可以通过辐射在整个空间中传输,但使用对流和流体的整体运动要有效得多。在HVAC应用中,最常见的用于传递热量的流体是空气,水,制冷剂和蒸汽。

由于每种物质具有不同的属性,因此HVAC系统使用的热量分配流体决定了许多性能特征。还应考虑在相同的系统中使用中间的热交换步骤来使用不同的流体。

空气热分布

使用空气携带热量的主要优点是简单:空气已经存在于大气和室内空间中,因此在HVAC系统中无需使用其他流体。空气可以直接与AC压缩机,熔炉或热泵相互作用以调节温度,然后可以使用风扇和管道系统进行分配。

但是,风道比其他载热流体所使用的管道需要更多的空间,当空气必须沿垂直方向长距离行进时,它们是不切实际的。考虑到暖空气上升而冷空气趋于下降,并且如果您需要移动空气以防止其自然行为,则风扇功率会急剧增加。这既不实用,也不节能!

当风管必须服务于单独的区域时,通常通过风阀控制其分布。它们可以根据需要在全开和全关之间调节其位置以调节气流,并且它们由每个区域中的恒温器自动控制。

空气分配系统最有希望的系统升级之一是向风扇添加变频驱动器(VFD)。当您不需要全额定气流时,降低风扇速度比间歇运行要有效得多。对于小功率风扇,建议使用无刷直流电动机而不是VFD,因为它们具有内置的速度控制功能。

打包式屋顶单元是使用空气作为主要热量分配和除热介质的HVAC系统的示例。

水的热分布

某些HVAC系统会加热或冷却水而不是空气,然后水通过风扇盘管与室内空气相互作用。使用此配置时,该安装称为水力系统。与空气相比,由于其较高的比热和密度,水每单位体积可以容纳更多的热量。因此,它是大型商业和工业设施中首选的载热介质:对于给定的加热或冷却负载,水力管道比空气管道占用的空间小得多。

就像可以使用风阀和配备VFD的风扇来控制气流一样,可以使用阀门和配备VFD的泵来控制水力系统中的水流。基本原理是相同的:找到一个工作点,使每个区域保持在所需的温度和湿度下,并尽可能降低能耗。

冷水机组和锅炉是依靠水来传递热量的HVAC系统的两个示例。然后可以使用风机盘管对室内空气进行加热或冷却。另一种可能的配置是使用连接到风道系统的较大的空气处理单元(AHU),在此过程中,在水力管道与由AHU循环的空气之间进行热交换。

制冷剂

所有的空调压缩机和热泵内部都使用制冷剂,但是也有带有较长制冷剂管路的HVAC系统,该制冷剂管路连接不同的设备。制冷剂管线比水力管道更为紧凑,更不用说风道了。就像使用水来加热热量一样,可以通过阀门和压缩机变速控制的组合来控制制冷剂流量。

无管空调和热泵在冷凝器和蒸发器单元之间使用制冷剂管线,通常效率很高。该概念还可通过可变制冷剂流量系统(VRF)应用于由单个室外机服务的多个区域。VRF系统也非常高效,同时将加热和冷却系统整合到一个安装中。

蒸汽

上海市的许多建筑物都使用蒸汽作为载热流体,因为上海市的很大一部分都从佩诗机电那里获得了蒸汽作为公用事业服务。但是,如果您计划安装自己的锅炉,则热水系统比蒸汽系统更可取。

蒸汽的主要缺点是在大多数情况下只能将其用于加热。通过吸收式冷却器实现用蒸汽冷却的唯一方法,但是在多户和商业环境中,传统的电冷却器要经济得多。吸收式制冷机更适合于以非常低的成本获得热或作为工业活动的废品的应用-而不是在您支付蒸汽作为公用事业费用的情况下。

由于蒸汽不能直接用于冷却,因此带有蒸汽散热器的建筑物通常装有窗式或穿墙式空调装置。这些通常效率低下,因此,您可以考虑在加热系统经过改造以使用热水的情况下升级为无管式机组。

结论

暖通空调系统的特点是种类繁多,每种配置都带来一套不同的性能特征。建议根据建筑物的特定需求与合格的HVAC顾问合作,确定最有效的系统配置。另外请记住,只有注册设计专业人员才能提交HVAC设计,以供上海市建筑局批准。