暖通空调基础知识讲义 暖通设备篇

暖通空调（Heating, Ventilation and Air Conditioning，简称HVAC）系统是现代建筑中不可或缺的重要组成部分，它负责调节室内环境的温度、湿度、空气洁净度和气流分布，为人们提供健康、舒适的生活与工作环境。暖通设备是实现这些功能的核心硬件。本讲义将系统介绍暖通空调系统中关键的暖通设备基础知识。

一、 核心设备分类与功能
暖通设备种类繁多，按功能主要可分为以下几大类：

1. 热源设备：负责提供热能，用于冬季供暖或全年生活热水。常见设备包括：

• 锅炉：以燃气、燃油、电或生物质为燃料，产生热水或蒸汽。

• 热泵：利用逆卡诺循环原理，从空气、水或土壤中提取低品位热能，提升温度后供室内使用，能效高，兼具制冷和制热功能。

• 太阳能集热器：利用太阳能加热介质，环保节能。

1. 冷源设备：负责提供冷能，用于夏季制冷。常见设备包括：

• 冷水机组：核心制冷设备，通过压缩式、吸收式等循环，产出冷冻水。主要包括压缩机、蒸发器、冷凝器和节流装置四大部件。

• 冷却塔：用于将冷水机组冷凝器中的热量散发到大气中，是水冷系统的关键设备。

• 多联机（VRF系统）：由一台室外机连接多台室内机，通过制冷剂直接换热，灵活高效。

1. 空气处理与输送设备：负责对空气进行温度、湿度、洁净度处理并输送到各个房间。

• 空气处理机组（AHU）：集中处理空气的设备，内含过滤器、表冷器/加热盘管、加湿器、风机等段。

• 风机盘管（FCU）：安装在空调区域内的末端设备，通过盘管换热（通冷水或热水）由风机驱动空气循环。

• 新风机组（FAU）：专门处理室外新鲜空气的设备，处理后送入室内。

• 风机与风管系统：风机提供空气流动动力，风管负责空气的输送和分配。

1. 输配系统设备：负责将冷热介质（水、制冷剂、蒸汽）输送到各末端装置。

• 水泵：驱动水系统循环的核心动力设备。

• 管道、阀门与附件：构成流体输送网络，控制流量、压力与启停。

• 分水器与集水器：用于连接多路供水与回水管，起分配和汇集作用。

1. 末端设备：直接与室内环境进行热湿交换或空气分配的装置。

• 散热器：常见的供暖末端，通过对流和辐射散热。

• 风机盘管（FCU）：如前所述，也属于末端设备。

• 辐射板：以辐射传热为主的供冷/暖末端，如毛细管网、金属辐射板，舒适度高。

• 风口：送风、回风、排风的出口，影响气流组织。

二、 关键设备工作原理简述

• 冷水机组（压缩式）：制冷剂在蒸发器中吸收冷冻水的热量蒸发为气体，被压缩机吸入并压缩成高温高压气体，进入冷凝器向冷却水（或空气）放热冷凝为液体，再经节流阀降压后重新进入蒸发器，如此循环不断制冷。
• 锅炉：燃料燃烧释放化学能，将水加热成热水或蒸汽，通过泵和管道输送到散热末端释放热量。
• 空气处理机组（AHU）：室外新风与室内回风混合后，经过滤器除尘，经过表冷器（夏季通冷水降温除湿）或加热盘管（冬季通热水加热），必要时通过加湿器加湿，最后由风机加压，通过风管送至室内。

三、 设备选型与系统匹配要点
暖通设备选型需遵循“安全、可靠、经济、节能、环保”的原则，并考虑：

1. 计算负荷：精确计算建筑的冷、热、湿负荷及新风负荷是设备选型的基础。
2. 能效比：关注设备的能效等级（如COP, EER, IPLV），选择高效节能产品。
3. 系统匹配性：确保冷热源、输配系统、末端装置以及控制系统之间容量与特性匹配，避免“大马拉小车”或系统失调。
4. 空间与安装条件：考虑机房面积、层高、承重、噪音及维修通道等实际约束。
5. 初投资与运行费用：进行技术经济分析，权衡初期购置成本与长期运行能耗成本。

四、 运行维护与节能
良好的运行维护是保障系统高效、稳定、长寿的关键：

• 定期维护：清洗过滤器、换热器（冷凝器、蒸发器），检查润滑风机与水泵轴承，校验控制系统。
• 节能运行：根据室外气候与室内负荷变化，优化设备启停与运行参数（如水温、风量）；充分利用免费冷源（如过渡季全新风运行）；加强系统保温，防止能量损失。
• 智能控制：采用楼宇自控系统（BAS），实现设备群的协调运行与精细化管理，挖掘节能潜力。

暖通设备是构成HVAC系统的物质基础。深入理解各类设备的工作原理、性能特点及相互关系，是进行系统设计、选型、安装调试以及高效运维的前提。随着“双碳”目标的推进，高效、智能、集成化的暖通设备与技术将持续发展，为创造绿色健康的室内环境提供坚实支撑。