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暖通空調基礎知識及負荷公式匯總
暖通空調基礎知識歸納總結
暖通空調的含義
采暖——又稱供暖，指向建筑物提供熱量，保持室內一定溫度。
通風——用自然或機械的方法向空間送入和排除空氣的過程。
空氣調節——（簡稱空調），是為滿足生產、生活要求，改善勞動衛生 條件，用人工的方法使房間或密閉空間的空氣溫度、相對濕度、潔凈度和氣 流速度等參數達到一定要求的技術。
暖通空調包括采暖、通風和空氣調節這三方面的技術，縮寫為HVAC（Heating、Ventilating、Air Conditioning）。
物質狀態
固態、液態、氣態
液態汽化成氣態過程：吸熱；
氣態液化成液態過程：放熱；
固態熔化成液態過程：吸熱；
液體凝固成固態過程：放熱；
固態升華成氣態過程：吸熱；
氣態凝華成固態過程：放熱；
注：固態—液態轉換在冰蓄冷系統將會用到；改變狀態將會儲存大量的能量：潛熱。
比熱：使1克的某種物質溫度升高1℃所需的熱量。
顯熱：當物體吸熱（或放熱）僅使物體分子的熱動能增加（或減少），即僅是使物體溫度升高（或降低），并沒有改變物質的形態，那么它所吸收（或放出）的熱量。
潛熱：當物體吸熱（或放熱）僅使物體分子的熱位能增加（或減少），使物體狀態發生改變，而其溫度不變，那它所吸收的（或放出）的熱稱為潛熱。
空調系統參數
溫度定義：溫度是用來表示物質冷與熱的程度。
分為干球溫度：干球溫度是溫度計在普通空氣中所測出的溫度，即我們一般天氣預報里常說的氣溫。
濕球溫度：指同等焓值空氣狀態下，空氣中水蒸汽達到飽和時的空氣溫度，在空氣焓濕圖上是由空氣狀態點沿等焓線下降至100%相對濕度線上，對應點的干球溫度。
用濕紗布包扎普通溫度計的感溫部分，紗布下端浸在水中，以維持感溫部位空氣濕度達到飽和，在紗布周圍保持一定的空氣流通，使于周圍空氣接近達到等焓。示數達到穩定后，此時溫度計顯示的讀數近似認為濕球溫度。
焓的定義：焓是熱力學中表示物質系統能量的一個狀態函數，常用符號H表示。數值上等于系統的內能U加上壓強p和體積V的乘積，即H=U+pV。焓的變化是系統在等壓可逆過程中所吸收的熱量的度量，也就是物質所帶能量的多少。
濕空氣的焓：為干空氣的焓和相應水氣的焓之和，也常用干空氣為計算基準。一般規定0℃時干空氣和液態水的焓和，相對應水氣的焓值為零。
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露點：將濕空氣在總壓和濕度保持不變的情況下冷卻，當濕空氣達到飽和時的溫度即為露點。若濕空氣的溫度降到露點以下，則所含超過飽和部分的水蒸汽將以液態水的形式凝結出來。
濕度的定義:又稱為含濕量，為單位質量干空氣所帶的水蒸汽質量。單位：g/kg
濕度：以單位體積空氣中所含水蒸氣的質量來計算，單位：kg/m3
相對濕度：為濕空氣中水氣的分壓與同溫度、同總壓下飽和空氣中的水氣分壓之比。（％RH）
相對濕度是濕空氣飽和程度的標志。相對濕度愈低，距飽和就愈遠，該濕空氣容納水氣的能力就愈強。當相對濕度為100％時，濕空氣中的水氣已達飽和，該濕空氣不再能容納水氣，也就不能用途作干燥介質。干空氣的相對濕度為零。
暖通空調常用單位及換算：
1US.RT=3.517KW
1P=735W；制冷量中的1P約為2500W.
1KCal=1.16W
華氏溫度（℉）=32+（9/5）攝氏溫度（℃）
1公斤（公斤力/cm2）=105Pa=1bar
1MPa=10Kg
1bar=14.5psi
流量（Q)：1m3/h=16.67L/Min
能效比(EER：Energy Efficiency Ratio) =制冷量/輸入功率。能效比反映空調機組性能的重要指標，數值越大代表機組匹配性能越好，運行越經濟。
空調功能的分類
按室內空氣環境要求以及功能的不同可以分為：舒適性空調及工藝性空調。
舒適性空調：能夠向人們提供一個適宜的工作環境或生活環境，從而提高工作效率或維護良好的健康水平的空調系統。
服務對象為：人。
適用場合：寫字樓、商場、劇院、酒店等等。
空調舒適性影響因素有哪些？
人體的冷熱感與溫度、濕度、風速、內表面溫度、活動量、衣著、年齡、性別、身體狀況等因素有關；濕度的影響與溫度有關。為滿足不同的需求，國家出臺空調舒適性的評價方法：
熱舒適性指標：
PMV：預計平均熱感覺指數，7級：＋3～～3；代表熱、溫暖、較溫暖、適中、較涼、涼、冷
PPD：預期不滿意百分率；
PMV=0相當于PPD＝5％；
規范要求：PMV=±1 PPD≯27％
注：PMV是同一環境中大多 數人的冷熱感覺平均值。
工藝性空調：
是能夠滿足室內生產、科研等工藝過程所要求的特定空氣參數的空調系統。
服務對象為：生產、科研、設備等工藝。
適用場所：研發實驗室、醫院手術室、紡織車間、電子產品車間等等
▲空調系統組成
▲空氣調節系統組成
▲冷熱源
▲熱泵
▲制冷系統
空調是怎樣制冷制熱的？為什么會制冷制熱？
低溫低壓的制冷劑蒸汽被吸入壓縮機，通過壓縮機進行壓縮，變成高溫高壓的制冷劑蒸汽被輸送到冷凝器，通過冷凝器進行冷凝（放熱），變成高溫高壓的制冷劑液體（熱量通過載熱劑進行釋放）。高溫高壓的制冷劑液體在通過節流閥（膨脹閥）降壓后，變為低溫低壓的制冷劑液體進入蒸發器，通過蒸發器進行蒸發（吸熱），變為低溫低壓的制冷劑氣體（冷量通過載冷劑進行能量釋放），進行再次制冷循環，周而復始。
▲冷媒輸配管道
冷媒輸配送管道（水系統）的功能是輸配冷熱能量，滿足末端設備或機組的符合要求。根據配送熱量的不同分為冷卻水系統和冷凍水系統。
▲冷卻水供水方式分類
?空調冷卻水系統按照供水方式，可以分為：直流供水、循環供水。
直流式供水系統：
冷卻水經冷凝器等用水設備后，直接排入下水道或河道，利用后的冷卻水可以綜合利用：比如生產、生活用水。
循環水冷卻系統：
可分為自然通風冷卻循環系統與機械通風冷卻循環系統。
機械通風冷卻循環系統：采用自然冷卻或機械通風冷卻塔或噴射式冷卻塔，使冷卻水與機械通風接觸進行熱量交換。
冷卻塔水箱容積：不應小于系統流量的1.2倍。冷卻系統補水量一般為1-2%系統流量。
空調冷凍水系統分類
1、按照水系統是否與大氣相通，可以分為開式系統和閉式系統。
開式與閉式系統比較：
開式系統：冷卻系統、水、冰蓄冷系統、生活供水等場合。
閉式系統：冷凍、供暖系統等場合。
2、按照空調水系統的回水布管方式，可以分為同程式和異程式兩種回水方式。
同程式與異程式比較：
同程系統：系統較大、熱負荷分散不均等場合。
異程系統：系統較小、熱負荷分散較均勻的場合。
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3、按照水系統管道配置的多少，可以分為兩管制、三管制、四管制以及分區兩管制方式。
各管制系統比較：
?多管制系統實用場所：
兩管制系統：適用于同一熱源，采暖供冷不同時使用的場合；如地 源熱泵、北方地區。
三管制系統：能量損耗較大，采用該種方式較少。
四管制系統：采用兩個熱源（冷機+鍋爐）存在同時供冷供熱場所。如辦公室和實驗室混用的建筑場所等。
分區空調系統：采用兩個熱源（冷機+鍋爐）存在同時供冷供熱場所。如建筑物單層面積較大的商場等。
4、定流量和變流量系統比較：
定流量系統：熱負荷變化較小的車間、潔凈室、商場、車站、劇院等等場所。該系統節能空間較小。
變流量系統：適用于熱量變化較大酒店、客房等場所。該系統存在較大節能空間。
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5、按照能源側與負荷側是采用合用同一循環系統還是采用兩個循環系統，可以分為單式泵和復式泵兩種系統。
單式泵和復式泵的比較：
單式泵：適用于系統較小、熱負荷均勻的場所。如：潔凈室、車間等場所。
復式泵：適用于系統較大、各區域系統需求較大的場所。如：市政熱力、科技園區等。
水系統設計參數
管道沿程阻力一般為100-300Pa/m，通常大值不應超過400Pa/m
局部阻力因設備不同而不同：
冷水機組蒸發器阻力：30-80KPa
冷凝器阻力：50-80KPa
吸收式機組蒸發器阻力：40-100KPa
冷凝器阻力：50-100KPa
風機盤管阻力表冷器阻力：10-20KPa
熱交換器阻力：20-80KPa
熱交換器阻力：20-50KPa
冷卻塔阻力：20-80KPa
自動控制閥門阻力：30-50KPa
系統流速選擇：
水泵吸水管：1.2-2.1m/s
水泵出水管：2.4-3.6m/s
一般供水管：1.5-3.0m/s
排水管：1.2-2.0m/s
自來水供水管：0.9-2.0m/s
冷卻水管道流速：
管徑：DN≤250流速：1.5-2.0m/s
管徑：250 ＜DN ＜500流速：2.0-2.5m/s
管徑：DN≥500流速：2.5-3.0m/s
空調水系統的水質管理
嚴格控制和管理水系統中的水質，控制和管理水系統中的水在運行中不被污染，采取合理的水處理方法和防止污染的措施。
1、管道和設備表面沉淀的水垢和水渣,影響導熱；
2、腐蝕金屬，縮短系統壽命；
3、不溶解雜質在管道內沉積，減小通流面積，增大水流阻力，增及運行費用；
4、開式系統水與空氣接觸，空氣中的雜質、細菌會進入水系統。引起空氣污染，影響人的身體健康、促進腐蝕、產生粘泥和水藻可堵塞管路。
閉式水系統的水質控制：
冷凍水系統多為閉式水系統，該系統不與空氣接觸，只有補給水會給循環水帶入溶解氧而引起腐蝕。冷凍水溫比較低（7-12℃）腐蝕速度很慢，只要向系統系統中投入腐蝕抑制劑作為防腐蝕的水處理技術措施，就可以滿足防腐要求。系統停止運行時，系統要充滿水。該系統不需要為防止結垢和抑制水藻而進行添加藥劑。
開式系統的水質控制：
開式水系統與空氣接觸容易產生結垢、腐蝕、粘泥和水藻。對開式系統要采水處理技術措施。
防結垢水處理方法：
排污法、酸化法、軟化水以及投入阻垢劑；
防腐蝕水處理方法：
系統中投入腐蝕抑制劑的藥物，如：有機磷酸鹽、聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚磷酸鹽等。
防水藻、粘泥處理辦法：
常用藥劑有氧化型和非氧化型兩大類。比如：次氯酸鈉和二氧化氯。
水系統設備日常維護
冷卻塔的檢修：
檢查風機功能，調整軸承和皮帶松緊度；
檢查散水和噴霧狀態是否正常；
檢查流入冷卻塔的水是否均勻；
檢查填料是否完好；
檢查水質是否合格；
檢查水滴是否飛濺，漂移量是否過大；
檢查水箱浮球或繼電器是否正常；
水箱底部是否漏水。
水泵：
檢查水泵的聯軸器、止回閥、軸承是否正常；
檢查水泵的減振器、軟連接是否正常；
檢查水泵運轉是否有噪音或震動
檢查水泵的排氣旋塞、啟動旋塞、密封墊是否正常
檢查電機絕緣是否正常.
冷凍機日常維護
檢查節油器浮子功能是否正常。
檢查壓縮機、蒸發器、冷凝器、油泵以及冷媒管道的密封性。
檢查系統制冷劑的壓力是否正常。
檢查油位是否正常。
電機絕緣電阻是否正常。
檢查各繼電器是否運轉正常。
冷水機組定期保養
對機組的密封部件進行檢查、鑒定和調整。
對溫度計、壓力表、油壓計進行檢測。
對冷凝器進行清洗。
壓縮機油更換。
對電機絕緣進行檢測等。
暖通空調與冷庫負荷公式匯總
01
溫度的換算
先從簡單的開始——溫度換算
攝氏度（C）與華氏度（F）
華氏度 = 32 + 攝氏度 × 1.8
攝氏度=（華氏度-32）/1.8
開氏溫度（K）與攝氏度（C）
開氏溫度（K）=攝氏度（C）+273.15
02
壓力的換算
?Mpa、Kpa、pa、bar
1Mpa=1000Kpa；
1Kpa=1000pa；
1Mpa=10bar；
1bar=0.1Mpa=100Kpa；
1大氣壓=101.325Kpa=1bar=1公斤；
bar、Kpa、PSI
1bar=14.5psi；
1psi=6.895Kpa；
mH2O
1 kg/cm2=105=10 mH2O=1 bar=0.1 MPa
1 Pa=0.1 mmH2O=0.0001 mH2O
1 mH2O=104 Pa=10 kPa
03
風速、體積的換算
?1 CFM（立方英尺/分鐘）=1.699 M³/H=0.4719 l/s
1 M³/H=0.5886CFM（立方英尺/分鐘）
1 l/s=2.119CFM（立方英尺/分鐘）
1 fpm（英尺每分鐘）=0.3048 m/min=0.00508 m/s
04
制冷量與功率
1 KW=1000 W
1 KW=861Kcal/h（大卡）=0.39 P（冷量）
1 W= 1 J/s（焦/秒）
1 USTR（美國冷噸）=3024Kcal/h=3517W（冷量）
1 BTU（英熱單位）=0.252kcal/h=1055J
1 BTU/H（英熱單位/小時）=0.252kcal/h
1 BTU/H（英熱單位/小時）=0.2931W（冷量）
1 MTU/H（千英熱單位/小時）=0.2931KW（冷量）
1 HP（電）=0.75KW（電）
1 KW（電）=1.34HP（電）
1 RT(冷量)=3.517KW（冷量）
1 KW（冷量）=0.284RT=860kcal/h=3.412MBH（103英熱單位/小時）
1 P（冷量）=2200kcal/h=2.56KW
1 kcal/h=1.163W
05
簡單計算公式
1、膨脹閥選型：冷噸＋1.25％余量
2、壓機功率：1P=0.735KW
3、制冷劑充注量：制冷量（KW）÷3.516×0.58
4、風冷機水流量 ：制冷量（KW）÷溫差÷1.163
5、水冷螺桿機冷水流量：制冷量（KW）×0.86÷溫差
6、水冷螺桿機冷卻水流量 ：（ 制冷量KW+壓機功率）×0.86÷溫差
06
線的粗細與制冷量
1、空調安裝
1、1.5mm2是12A-20A（2650~4500W） 1P~2P
2、2.5mm2是20-25A（4500~5500W） 2P
3、4 mm2是25-32A（5500~7500W） 2P~3P
4、6 mm2是32-40A（7500~8500W） 3P~4P
2、螺桿機組：
3、模塊機組：
以上表格數據來源網絡，僅供參考
07
制冷量計算
1、空氣的換熱量
?更正：公式一正確格式是：QT=Qs+Ql；（空氣總熱量=空氣的顯熱+空氣的潛熱）
2、水流量計算與冷卻塔估算：
注）、以上兩個計算公式反過來也可以用；
即：知道了冷凍（卻）水流量以及溫差，可以推導出制冷（制熱）量
冷卻塔的估算：
08
水管的設計計算
1、冷凝水管：
2、水管直徑：
3、水管流速選擇：
4、流量與阻力損失查詢
09
冷庫冷負荷估算
10
空調設計參數
