空调系统教学课件

空调系统教学课件第一章空调系统概述空调定义与功能空调系统是指调节空气温度、湿度、洁净度及流动性的设备及其管道系统的总称现代空调不仅仅是简单的制冷或制热设备，而是能够全面调节室内环境参数的复杂系统主要功能•调节室内温度，创造舒适环境•控制空气湿度，防止过干或过湿•过滤空气中的颗粒物，提高空气洁净度•保持适当的空气流通，避免空气污浊•在工业环境中保障生产过程与产品质量稳定空调的历史发展空调技术的发展历程可追溯至古代•古波斯风塔（Badgir）利用自然通风原理•1902年威利斯·开利发明现代空调•1930年代家用窗式空调问世•1950年代分体式空调开始普及空调系统的重要性提升生活与工作舒适度保障工业产品质量稳定促进节能减排与环境保护空调系统调节室内温湿度，创造宜人环许多工业生产过程对环境温湿度有严格现代高效空调系统采用变频技术、热回境，有效提高居住舒适性与工作效率要求，如电子元器件制造需要恒温恒湿收技术和智能控制系统，能耗可比传统研究表明，适宜的室内温度（夏季环境，湿度波动超过可能导致不良系统降低使用环保制冷剂的24-±5%30-50%，冬季）可使工作效率品率提高倍；纺织印染行业需要精确空调系统大幅减少对臭氧层的破坏中26℃20-22℃3提高在高温环境下，每升高的湿度控制；食品加工与制药行业需要国建筑能耗占全国总能耗的约，其12-15%27%，工作效率会下降约高标准洁净度和温度控制以确保产品安中空调能耗占建筑能耗的以上，优1℃3-5%50%全化空调系统对国家节能减排战略具有重要意义空调系统已从简单的舒适设备，发展为现代建筑与工业生产不可或缺的基础设施，是构建健康、高效、可持续发展社会的重要技术支撑空调系统，城市舒适的心脏第二章空调系统的基本原理制冷循环四大部件热力学基础湿度控制与空气处理空调系统的核心是制冷循环，主要由四个关空调系统的工作原理基于热力学定律空调系统不仅调节温度，还控制湿度和空气键部件组成质量热量自然从高温物体传向低温物体•压缩机提高制冷剂压力和温度，是系统的冷却除湿空气经过低温盘管冷却至露制冷剂在蒸发过程中吸收大量潜热••心脏点以下相变过程（液态气态）是等温过程•→冷凝器将高温高压气态制冷剂冷却凝结为加热加湿通过蒸汽或水喷雾调节空气•压缩机做功使热量从低温源传递到高温•液态湿度源膨胀阀降低制冷剂压力，控制流量过滤净化去除空气中的颗粒物和有害•熵增原理决定了制冷系统的理论极限效•气体蒸发器低压制冷剂吸收环境热量蒸发，产率生制冷效果新风引入保证室内空气新鲜度和含氧•量制冷循环示意图解析冷媒在系统中的流动路径制冷循环是一个闭合循环过程，制冷剂（冷媒）在系统中不断循环

1.压缩机将低压气态制冷剂压缩为高温高压气体

2.高温高压气体进入冷凝器，释放热量变为高压液体

3.高压液体通过膨胀阀节流降压，变为低温低压液体

4.低温低压液体在蒸发器中吸热蒸发，变回低压气体

5.低压气体重新进入压缩机，完成一个循环各部件功能与能量转换•压缩机输入电能，提高制冷剂焓值（做功过程）•冷凝器制冷剂向环境释放热量（放热过程）•膨胀阀制冷剂焓值基本不变（节流过程）•蒸发器制冷剂从环境吸收热量（吸热过程）关键参数变化制冷剂在循环中经历压力、温度、焓值的变化制冷循环四大部件及制冷剂流动路径示意图•压力蒸发压力（

0.5-

0.6MPa）→冷凝压力（

1.8-

2.2MPa）•温度蒸发温度（5-10℃）→冷凝温度（40-45℃）空气处理过程详解干球温度与湿球温度基本空气处理过程热湿比线的应用干球温度（t）普通温度计测量的空气温度，直接表示空气热能加热过程温度上升，绝对湿度不变，相对湿度下降热湿比（ε）表示空气处理过程中显热变化与潜热变化的比值湿球温度（tw）湿布包裹的温度计测量值，受空气湿度影响冷却过程分为干冷却（温度下降，绝对湿度不变）和湿冷却（温度下降同时除ε=Qs/Ql=Δt/2500Δd湿）两者差值越大，空气相对湿度越低；相等时，相对湿度为100%在焓湿图上，热湿比线的斜率表示处理过程的特性加湿过程绝对湿度增加，可能伴随温度变化室内热湿比决定了空调系统的设计参数和运行策略除湿过程通常通过冷却除湿或化学/物理吸附实现空气焓湿图及常见处理过程空气焓湿图（又称心理参数图）是分析空气处理过程的重要工具，横坐标为含湿量d（g/kg），纵坐标为温度t（℃），图上有等相对湿度线、等焓线、等比容线等参数线常见空气处理过程在焓湿图上的表现夏季处理过程先冷却除湿（

①→

②），后加热（

②→

③）冬季处理过程先加热（

①→

②），后加湿（

②→

③）混合过程两股不同状态空气混合，混合点在连线上室内过程线由室内热湿比决定，是设计送风参数的依据第三章空调系统主要设备介绍压缩机类型与特点冷凝器与蒸发器膨胀阀的种类与调节往复式结构简单，维修方便，适用于小型系冷凝器类型热力膨胀阀利用感温包感应蒸发器出口温度调统，效率节开度75-80%风冷式适用于小型系统，安装简便，但效•螺杆式运行平稳，噪音低，中型系统首选，效电子膨胀阀通过电子控制器精确调节开度，节率较低率能效果好80-85%水冷式传热效率高，适用于大型系统，需•离心式大型制冷量（），高效毛细管简单固定节流装置，成本低但不可调节500-10000kW配套冷却塔（），无油污染85-90%蒸发器类型涡旋式结构紧凑，振动小，多用于家用与小型浮球阀根据液位自动调节，应用于大型冷水机直接蒸发式制冷剂直接与空气热交换•商用，效率组80-85%间接式先冷却水，再通过盘管冷却空气•风机盘管与空气处理机组（）AHU风机盘管系统工作原理与特点风机盘管是一种简单的末端空调设备，由风机、盘管、过滤器和控制系统组成冷/热水通过盘管，风机强制空气通过盘管表面进行热交换，从而实现制冷或制热应用场景•酒店客房每个房间独立控制，满足个性化需求•办公室分区控制，可按需开启，节约能源•住宅安装简便，投资成本低，维护简单空气处理机组（）AHU组成与功能AHU是集中处理空气的设备，通常包含以下部件风机段提供动力，保证气流流通设备外观与内部结构过滤器段初效、中效、高效过滤，去除空气中颗粒物左侧为典型的风机盘管单元，右侧为大型空气处理机组风机盘管体积小巧，可暗装于吊顶；冷/热交换器段调节空气温度而AHU体积较大，通常安装在专用设备间加湿器段冬季调节空气湿度混合段混合新风与回风新风系统与空气净化技术现代AHU通常配备高效新风系统和先进空气净化技术•热回收装置降低新风处理能耗（回收效率可达60-80%）•HEPA过滤器过滤效率可达

99.97%（

0.3微米颗粒）•紫外线杀菌杀灭空气中的细菌和病毒核心设备，保障空气流通与处理第四章空调系统分类窗式空调分体式空调窗式空调是最简单的空调形式，所有部件集成在一个箱体内，安装在窗户或墙壁开口处分体式空调将系统分为室内机和室外机两部分，通过铜管连接特点特点•结构简单，一体化设计•室内噪音低，美观度高•安装方便，成本低廉•安装灵活，适应性强•适合小面积空间（15-20平方米）•制冷效果好，适合中小空间•噪音较大，外观影响建筑美观•单台制冷量一般在2000-10000W•制冷量一般在2000-5000W之间•多联机型可连接多个室内机中央空调系统组合式与多联机系统中央空调是大型建筑的首选空调系统，由冷热源、输配系统和末端设备组成现代发展的复合型空调系统，结合了多种空调技术的优点特点特点•制冷/热量大，适合大型建筑•变制冷剂流量（VRF）技术•系统复杂，投资成本高•一台室外机连接多台室内机•运行稳定，寿命长（15-20年）•分区控制，灵活性高•能效比高，长期运行经济•安装便捷，占用空间小•可实现精确的温湿度控制•投资成本低于中央空调中央空调系统详解系统主要组成冷水机组冷水机组是中央空调系统的核心，负责制冷，主要由压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀组成•制冷量范围50kW-10000kW不等•按压缩机分类螺杆式、离心式、涡旋式•按冷凝方式分类风冷式、水冷式•COP值一般在

4.0-

6.5之间水泵系统水泵负责循环输送冷/热水，是系统的血液循环系统•冷冻水泵输送冷水至末端设备•冷却水泵输送冷却水至冷却塔•变频技术根据负荷变化调节水泵转速，节约能源•水泵功率通常为冷机功率的15-20%冷却塔冷却塔用于冷却从冷凝器出来的热水，一般安装在建筑屋顶•类型开式、闭式、蒸发式•冷却原理水蒸发带走热量•设计参数冷却水进/出水温度（35℃/30℃）水系统与风系统配合•节水技术漂浮球阀、水质处理、智能补水中央空调系统通常包括一次水系统和二次水系统一次水系统冷水机组-水泵-空气处理机组/风机盘管二次水系统通过换热器隔离，增加系统稳定性风系统负责空气输送与处理•全空气系统仅通过空气输送冷/热量•风水系统结合使用风管和水管•变风量系统根据负荷变化调节风量系统控制与自动化现代中央空调采用楼宇自动化系统（BAS）实现智能控制•温度、压力、流量等参数实时监测•设备运行状态远程监控第五章空调系统设计基础负荷计算设计参数设备选型原则空调系统设计的首要步骤是准确计算冷热负荷，这决定合理的设计参数是确保空调系统舒适性和经济性的基科学的设备选型是系统高效运行的保障了设备选型和系统配置础选型主要原则冷热负荷的组成室内设计参数适用性适合建筑功能与使用特点围护结构负荷通过墙壁、屋顶、窗户等传导的热量温度夏季24-26℃，冬季20-22℃可靠性设备品质与使用寿命相对湿度夏季40-60%，冬季30-50%经济性初投资与运行成本平衡人员负荷人体散发的显热和潜热气流速度人员活动区≤

0.3m/s灵活性适应负荷变化的能力照明负荷灯具产生的热量新风量一般每人30m³/h节能性高效节能，符合绿色建筑要求设备负荷电脑、打印机等设备散热噪音标准办公室≤45dBA，卧室≤35dBA节能考量要点渗透负荷门窗缝隙渗入的外部空气带来的热量换气次数参考值•设备能效等级（优先选择1级能效）新风负荷为保证空气质量引入的室外新风带来的热量•办公室4-6次/小时•变频技术应用（压缩机、水泵、风机）•会议室6-8次/小时•部分负荷性能（IPLV值）现代负荷计算通常采用专业软件进行，如Carrier HAP、Trane TRACE等中国地区常用DeST、PKPM等本土•餐厅8-12次/小时•热回收技术的经济性分析化软件•厨房15-20次/小时•系统自动控制的智能化水平负荷计算关键因素建筑物体积与朝向人员密度与设备发热建筑的物理特性是负荷计算的基础数据人员负荷体积与形状不同活动状态的人体散热量•建筑体形系数外表面积与体积的比值，越小越节能活动状态显热W潜热W•层高影响每增加

0.5米层高，空调负荷增加约10%•建筑面积直接决定基础负荷大小静坐7045朝向与日照轻度活动8080•东西向外墙日照强度是南北向的

1.5-2倍中度活动90120•南向玻璃在冬季有利于采暖，但需要夏季遮阳重度活动170255•屋顶热负荷通常是外墙的2-3倍围护结构传热系数设备发热量外墙（砖墙240mm+保温50mm）

0.6W/m²·K台式电脑（含显示器）200-250W屋顶（混凝土180mm+保温100mm）

0.4W/m²·K笔记本电脑50-80W普通双层玻璃窗

2.8W/m²·K激光打印机（工作时）400-500WLow-E玻璃窗

1.8W/m²·K复印机（工作时）1000-1500W投影仪300-400W外部气候条件与太阳辐射不同城市的夏季室外计算参数（部分）城市干球温度℃湿球温度℃日较差℃北京

33.

226.

410.3上海

34.

028.

47.3广州

33.

528.

26.9重庆

36.

527.

98.5太阳辐射强度（夏季，晴天）•东/西向墙面最大可达600-700W/m²•南向墙面最大可达400-500W/m²第六章空调系统运行与调节变风量系统（）原理与优势VAV变风量系统是一种根据负荷变化自动调节送风量的空调系统，是现代大型建筑节能的重要技术工作原理•每个区域安装VAV末端装置，根据温度传感器信号调节风阀开度•负荷增加时，风阀开度增大，送风量增加•负荷减少时，风阀开度减小，送风量减少•风机通过变频器根据管网压力调整转速，确保所需风量室内热湿负荷变化的调节策略系统优势空调系统需要应对室内负荷的动态变化节能性相比定风量系统节能20-30%热负荷变化调节舒适性可实现更精确的温度控制•调整送风温度（通过三通阀或盘管控制）分区控制不同区域可独立调节•调整送风量（通过风阀或变频风机）运行费用低降低风机能耗和冷热源负荷•启停或容量调节（多机系统轮换运行）常见变风量系统类型湿负荷变化调节•单风道VAV系统仅调节风量•调整冷却盘管表面温度控制除湿量•风道再热VAV系统在VAV箱内设置再热盘管•使用热回收轮或显热交换器调节显热比•风道变温变风量系统同时调节送风温度和风量•增设独立除湿系统处理潜热负荷•双风道VAV系统冷热风分别送入，在末端混合室外空气状态变化的应对措施全新风运行当室外焓值低于回风焓值时经济器控制根据室外温湿度自动调节新回风比季节性调整根据季节变化调整设定参数智能控制与节能技术传感器与自动控制系统绿色制冷剂的应用趋势现代空调系统广泛采用各类传感器和自动控制技术实现精确控制和智能化运行随着环保要求的提高，制冷剂正经历重大转型常用传感器类型制冷剂环境影响评价指标温度传感器测量空气、水、表面等温度ODP（臭氧层破坏潜能值）反映对臭氧层的影响湿度传感器监测相对湿度或绝对湿度GWP（全球变暖潜能值）反映对温室效应的影响压力传感器监测水路或风路系统压力TEWI（总等效变暖影响）综合考虑直接和间接影响流量传感器测量水流量或风量制冷剂发展路线CO₂传感器监测室内空气品质，控制新风量

1.第一代早期自然工质（NH₃、CO₂、SO₂等）PM

2.5传感器监测空气中颗粒物浓度

2.第二代CFC类（R

11、R12等，已淘汰）控制系统层级

3.第三代HCFC类（R22等，正逐步淘汰）现场控制层执行机构（阀门、风阀、变频器等）

4.第四代HFC类（R134a、R410A等，低ODP但高GWP）单元控制层DDC控制器，执行控制逻辑

5.第五代自然工质（CO₂、NH₃）和HFO类（低GWP值）管理控制层中央监控系统，人机交互当前主流替代制冷剂先进的楼宇自动化系统BAS可实现全系统集成控制，包括空调、照明、安防等多系统协同•R32GWP值为675，是R410A的替代品•R290（丙烷）GWP值为3，但易燃性高•R744（CO₂）GWP值为1，应用于热泵热水器节能运行模式与负荷调节空调系统的节能运行涉及多种策略和技术的综合应用主要节能运行策略最优启停控制根据建筑热惰性，优化启停时间冷水机组群控根据负荷优化机组组合运行供水温度优化根据负荷调整冷水供水温度冷凝压力浮动控制根据环境温度调整冷凝压力水泵变流量控制根据实际需求调整水泵流量自由冷却利用室外低温直接冷却冷却水负荷调节技术•变频调速压缩机、水泵、风机等•部分负荷运行多机分级运行•热回收技术利用冷凝热预热生活热水第七章空调系统维护与故障排查常见故障类型及原因分析维护保养要点与周期空调系统在运行过程中可能出现各种故障，及时诊断和排除故障是维护人员的重要工作规范的维护保养是确保系统高效稳定运行的关键日常维护（每日或每周）压缩机故障•检查运行参数温度、压力、电流等无法启动电源问题、保护装置动作、电机损坏•观察有无异常噪音、振动、漏水现象异常噪音机械磨损、润滑不良、液击•检查风机、水泵等设备运行状态过热保护制冷剂不足、回气温度过高、冷凝不良•记录运行日志，发现异常及时处理排气温度过高压比过大、制冷剂不足、过载运行定期维护（每月或每季）制冷系统故障•清洗或更换空气过滤器•检查皮带张力，必要时调整或更换制冷量不足制冷剂泄漏、脏堵、膨胀阀故障•清洁冷凝器、蒸发器表面结霜风量不足、制冷剂过量、过滤器堵塞•检查制冷剂充注量高压过高冷凝器脏堵、风量不足、不凝性气体•检查电气控制系统，紧固接线端子低压过低制冷剂不足、膨胀阀堵塞、过滤器堵塞•水质处理和水系统清洗年度维护（非运行季节）水系统故障•冷水机组全面检修水流不足管路堵塞、阀门故障、水泵问题•冷却塔清洗与防腐处理水质问题水垢、腐蚀、微生物繁殖•风机盘管深度清洗漏水管道接口松动、盘管泄漏、排水不畅•管道系统检漏与维修水泵振动叶轮不平衡、轴承损坏、气蚀现象•控制系统校准与更新•制冷剂回收与再充注控制系统故障节能与延长设备寿命的技巧传感器失效读数不准、断路、短路•保持适当的运行参数，避免超负荷运行控制器故障程序错误、硬件损坏、通信中断•定期清洗热交换器表面，保持换热效率执行机构故障阀门卡滞、风阀不动作、变频器故障•选择合适的启停时机，减少频繁启动保护装置误动作设定值不当、接线错误、元件老化•根据室外气象条件优化运行策略•使用变频技术降低部分负荷能耗案例分析某大型商场水源热泵空调系统改造原系统设计缺陷与现场问题改造方案与实施效果节能效果与用户反馈该商场位于华北地区，建筑面积约80,000平方米，原空调系统采用经过详细调研和分析，设计团队提出了综合改造方案改造工程在商场正常营业的情况下分期进行，历时6个月完成水源热泵系统，投入使用5年后出现多种问题主要改造内容能耗对比（改造前后）主要问题热源改造项目改造前改造后能耗过高系统COP仅为

3.2，远低于设计值

4.5•更换为多台小容量模块式水源热泵舒适度差温度波动大，无法满足不同区域需求•增加地下水取水井，优化水源利用系统COP

3.

25.1运行成本高年电费超出预算30%以上•增设板式换热器，隔离地下水与系统水年耗电量万kWh420270维护难度大故障率高，维修频繁水系统改造原因分析•改定流量为变流量系统年运行费用万元380240•安装变频水泵，根据负荷调节流量•水源热泵主机选型不当，单机容量过大最大负荷率%6585•优化管网平衡，减少水力干扰•系统采用定流量设计，无法适应负荷变化控制系统升级用户满意度调查•地下水取水量设计不足，实际水温高于设计值•安装楼宇自动化系统BAS•控制系统简单，缺乏智能调节功能•室内温度波动减小，舒适度提高32%•实现热泵群控，根据负荷启停机组•区域划分不合理，不同功能区使用同一系统•系统响应速度提升40%，能快速适应负荷变化•增设多种传感器，实时监测运行状态•故障率下降65%，维护成本大幅降低区域划分优化•商场营业额提升约8%，部分归因于改善的室内环境•将系统分为商业区、餐饮区、影院区等经验总结•不同区域独立控制，满足差异化需求本案例表明，空调系统的节能改造应综合考虑以下几点•设备匹配与系统调节能力的重要性•变频技术在部分负荷运行中的节能效果•智能控制对系统优化运行的关键作用案例分析地源热泵中央空调系统应用系统原理设计流程地源热泵利用地下浅层地热资源（土壤、地下水、地表水）作为冷/热源，通过热泵循环实现供冷供热地源热泵系统设计涉及多学科知识，需要系统化思路基本原理负荷计算确定冷热负荷及全年负荷分布•夏季从建筑物吸热，释放到地下（制冷）地质勘察分析土壤热物性参数、地下水位•冬季从地下吸热，释放到建筑物（制热）换热器设计选择垂直埋管、水平埋管或地下水换热•地下温度全年相对稳定（10-25℃）热泵选型确定机组类型、数量和容量•能效比COP高，可达

4.0-

5.5系统配置水泵、管网、末端设备选择控制策略运行模式、温度设定、群控逻辑经济性分析投资回收期、运行成本评估典型工程实例环保与经济效益某办公建筑地源热泵项目基本情况与传统空调系统相比，该项目实现显著效益建筑面积25,000平方米环保效益地质条件砂质粘土，导热系数

1.8W/m·K•年节约标煤约300吨埋管方式垂直U型埋管，120个钻孔•减少CO₂排放约750吨钻孔深度100米/孔，间距6米•无NOx和SO₂排放系统容量冷负荷1800kW，热负荷1500kW•无噪音和视觉污染热泵机组模块式水源热泵，6台300kW机组经济效益末端设备风机盘管+新风系统•初投资比常规系统高30%•年运行费用节约45%•投资回收期约

5.2年•设备寿命长，维护成本低系统运行监测结果该项目投入运行三年后的实测数据表明•夏季制冷平均COP

4.8，比设计值高5%•冬季制热平均COP

4.2，比设计值高3%•土壤温度年变化幅度±

2.5℃，在安全范围内•系统可靠性高，三年内无重大故障•用户满意度调查结果良好，舒适性评价优于传统空调地源热泵技术应用建议第八章空调系统新技术与发展趋势区域冷却系统（）冷凝水回收与利用技术物联网与智能空调系统District CoolingSystem区域冷却系统是一种集中制冷、分散用冷的大型空调系统，特别适用于城市商业区、大学城、机场等人口密空调冷凝水是一种宝贵的水资源，特别是在高温高湿地区，回收利用具有显著经济和环保效益物联网IoT技术正在彻底改变空调系统的运行模式与控制方式，实现更高水平的智能化集区域冷凝水产生量关键技术主要特点•一般气候条件

0.5-

1.0升/千瓦时无线传感网络分布式温湿度、空气质量监测•集中设置大型冷水机组，统一制冷•高湿度地区可达

1.5-

2.0升/千瓦时云计算大数据分析与远程管理•通过管网向周边建筑供应冷冻水•100RT空调系统日产冷凝水可达3-6吨机器学习自适应控制算法，预测用户行为•单个冷站制冷量可达10,000-100,000RT利用方式移动应用随时随地监控与调节•规模效应显著，能效比高于分散系统20-30%实现功能•冷却塔补水降低水资源消耗•减少建筑机房面积，降低噪音和振动•景观用水小型水景、绿植灌溉•精确感知室内环境状态与人员活动应用案例•生活杂用水冲厕、清洁等•预测建筑负荷变化，提前调整运行参数•上海虹桥商务区区域能源站•热回收预冷冷却进入冷凝器的水•学习用户偏好，个性化调节室内环境•北京亚运村能源中心实践证明，综合利用空调冷凝水可降低建筑用水量5-8%•智能故障诊断与预测性维护•迪拜棕榈岛区域冷却系统（全球最大）•能耗透明化，推动节能行为改变研究表明，智能空调系统可在常规节能基础上再节约15-25%能源新型环保制冷剂介绍、等替代品R-410A R-134a目前市场上主要的环保型替代制冷剂包括制冷剂ODP GWP安全等级替代对象主要应用R-320675A2L R-410A家用空调R-29003A3R-22小型制冷设备R-1234yf04A2L R-134a汽车空调R-513A0631A1R-134a冷水机组R-454B0466A2L R-410A商用空调R-744CO₂01A1多种热泵热水器R-717NH₃00B2L工业制冷大型冷库各制冷剂特点分析R-32制冷效率高，比R-410A高约10%，但微可燃，需特殊设计R-290天然制冷剂，性能优异，但高度易燃，充注量受限主要制冷剂GWP值对比R-1234yf/ze新一代HFO制冷剂，GWP极低，微可燃，价格较高制冷剂的环境影响与法规R-744天然制冷剂，无毒不燃，但工作压力高，跨临界循环R-717效率高，价格低，但有毒性，主要用于工业大型系统国际公约对制冷剂的管控越来越严格未来制冷剂发展方向蒙特利尔议定书要求逐步淘汰破坏臭氧层的CFC和HCFC基加利修正案要求削减HFC类制冷剂使用，到2045年减少85%制冷剂技术发展趋势主要体现在以下几个方面欧盟F-气体法规禁止使用GWP2500的制冷剂，并逐步扩大限制范围天然工质回归CO₂、NH₃、碳氢化合物等天然工质应用范围扩大中国制冷剂相关政策混合制冷剂通过不同制冷剂混合，平衡性能、安全性与环保性•2020年停止R22等HCFC类制冷剂在房间空调器中的使用新型HFO继续开发低GWP的新型氢氟烯烃化合物•2025年前HCFC类制冷剂消费量削减

67.5%非蒸气压缩磁制冷、热电制冷等新技术探索•2030年全面停止HCFC类制冷剂的生产和消费空调系统节能设计要点建筑节能与空调系统协同设计变频技术与能效比提升空调系统节能设计应当从建筑设计阶段就开始考虑，通过建筑与空调的协同设计，实现变频技术是现代空调系统节能的核心技术之一，通过调节设备运行频率实现精确控制和整体能效最优能效提升建筑外围护结构优化变频应用关键部件•提高墙体、屋顶保温性能，降低热传导变频压缩机根据负荷需求调节制冷量，避免频繁启停•选用高性能Low-E玻璃，减少辐射得热变频水泵根据实际需求调节流量，减少水力损失•设计合理的外遮阳，减少夏季阳光直射变频风机根据送风量需求调节转速，降低风机能耗•优化建筑朝向和体形，减少不利日照电子膨胀阀精确控制制冷剂流量，优化系统运行•提高建筑气密性，减少渗风热损失变频系统优势被动式设计策略•部分负荷效率高在30-70%负荷下效率提升明显•自然通风设计，减少机械通风需求•系统稳定性好避免频繁启停，减少温度波动•自然采光优化，减少照明热负荷•启动电流小减少电网冲击，延长设备寿命•蓄热/蓄冷设计，平衡昼夜温差•精确控制能够实现±

0.5℃的精确温控•绿化屋顶/墙面，降低表面温度根据多项实测数据，全变频空调系统比传统定速系统节能25-40%，投资回收期通常在研究表明，良好的建筑节能设计可减少空调系统负荷20-40%，同时降低初投资和运行2-3年成本绿色建筑标准与认证绿色建筑标准对空调系统提出了全面的要求，是指导节能设计的重要依据主要绿色建筑评价标准中国绿色建筑评价标准分为一星、二星、三星级LEED（美国）分为认证级、银级、金级、铂金级BREEAM（英国）分为及格、良好、优秀、杰出、卓越空调系统评价指标能效指标COP、IPLV、能耗指标等环保指标制冷剂类型、噪声控制、排放控制舒适性指标温湿度控制、新风量、空气品质智能化指标控制精度、自动调节能力、监测功能认证价值•提高建筑市场价值和租售价格•降低长期运行成本和维护费用•改善用户体验和健康水平空调系统安全与健康影响室内空气质量控制现代空调系统应当重视室内空气质量IAQ控制，保障人体健康主要室内空气污染物及来源污染物主要来源健康影响颗粒物PM

2.5/PM10室外空气、燃烧过程呼吸系统疾病，心血管问题挥发性有机物VOCs装修材料、家具头痛、过敏、长期致癌风险甲醛HCHO人造板材、黏合剂眼部刺激、呼吸道刺激、致癌二氧化碳CO₂人体呼出气体注意力下降、疲劳感氡Rn建筑材料、地下土壤增加肺癌风险控制策略IAQ现代空调系统的空气净化与健康保障措施源头控制选用低VOC材料，控制污染源病态建筑综合征与空调系统关系通风稀释提供足够新风量，稀释污染物不合理的空调系统设计和运行维护可能导致病态建筑综合征SBS空气净化使用高效过滤和净化技术监测控制实时监测空气质量，动态调节•头痛、眼部刺激、喉咙干燥防止霉菌与细菌滋生•皮肤干燥、过敏反应•疲劳、注意力不集中空调系统是霉菌和细菌滋生的潜在场所，需采取有效措施预防•呼吸道感染频率增加关键控制点世界卫生组织数据显示，约30%的新建或改造建筑存在室内空气质量问题，其中超过60%与空调系统相关冷凝水盘确保排水通畅，定期清洁消毒过滤器定期更换，防止积尘和微生物滋生冷却塔水质处理和消毒，防止军团菌滋生风管系统定期检查和清洁，防止灰尘积累加湿器使用清洁水源，定期清洗消毒有效防控技术•紫外线杀菌装置（UVGI）安装在AHU内•银离子或光触媒涂层应用于盘管表面•保持适宜的相对湿度（40-60%），抑制微生物生长•定期风管清洗和消毒处理空调系统对人体健康的影响空调系统的环境责任减少温室气体排放节能减排政策解读企业与用户的绿色责任空调系统是建筑能耗和温室气体排放的主要来源之一，承担着重要的减排责任中国政府出台了一系列针对空调系统的节能减排政策，推动行业绿色发展空调行业企业和终端用户都承担着推动绿色发展的社会责任空调系统碳排放来源主要政策文件企业责任直接排放制冷剂泄漏导致的温室气体排放•《民用建筑节能条例》•研发高效节能产品，降低全生命周期环境影响间接排放系统运行用电产生的CO₂排放•《公共建筑节能设计标准》GB50189•提供系统优化服务，帮助用户实现节能运行一台普通家用空调年均制冷剂泄漏率约3-5%，相当于约100-300kg CO₂当量排放；能耗间接排放约•《绿色建筑评价标准》GB/T50378•建立完善的制冷剂回收处理体系1000-1500kg CO₂•《房间空气调节器能效限定值及能效等级》GB21455•开展用户绿色使用教育和培训减排技术路径政策要点用户责任

1.使用低GWP值环保制冷剂•新建公共建筑空调系统能耗比基准值降低15%以上•选择高能效比空调产品，优先购买一级能效产品

2.提高系统能效，降低能耗•大型公共建筑强制实施能耗监测•合理设置温度，遵循夏季不低于26℃，冬季不高于20℃的原则

3.加强泄漏检测与防护•淘汰低能效空调产品，推广一级能效产品•定期维护保养，保持系统高效运行

4.使用可再生能源驱动空调系统•鼓励使用可再生能源与热泵技术•废旧空调规范回收，避免制冷剂直接排放政策激励包括税收优惠、财政补贴、绿色信贷等多种手段研究表明，良好的使用习惯可节约空调能耗10-15%空调产业绿色转型路径空调行业的绿色转型是应对气候变化挑战的必然选择，主要包括以下几个方面技术创新驱动高效换热技术微通道换热器、强化传热技术可提高换热效率15-30%新型压缩机永磁同步变频压缩机比传统压缩机效率高10-20%智能控制系统人工智能预测控制可降低能耗10-15%热泵技术空气源、地源、水源热泵技术广泛应用于供热领域商业模式创新合同能源管理通过节能效益分享推动节能改造服务型制造从设备销售转向舒适环境服务提供全生命周期管理设计、生产、使用、回收全流程绿色化低碳环保型空调系统示意图绿色生产与回收•清洁生产技术应用，减少生产环节污染排放•资源高效利用，提高材料回收率•废旧空调回收处理，制冷剂规范化回收课堂互动空调系统设计小组讨论设计一个中型办公楼空调方案项目背景负荷估算系统方案比选某五层办公楼，位于上海，建筑面积5000平方米，每层1000平方米工作时间为周一至周五8:00-冷负荷初步估算考虑三种可能的空调系统方案18:00建筑朝南，外墙为玻璃幕墙（40%）和砖混结构（60%）方案水冷式中央空调A主要功能区域项目估算值kW•冷水机组+冷却塔+风机盘管+新风系统•开放式办公区（60%）围护结构热负荷125•优点高效稳定，噪音低，寿命长•独立办公室（15%）•缺点初投资高，占用机房面积大•会议室（10%）人员负荷500人×75W

37.5方案风冷热泵变频多联机B•公共区域（15%）照明负荷5000m²×10W/m²50•多台室外机+多台室内机（风管式和吊顶式）人员密度平均每人10平方米，总人数约500人•优点安装灵活，分区控制好，投资适中设备负荷计算机、打印机等75•缺点效率略低，使用寿命较短新风负荷500人×30m³/h

87.5方案地源热泵系统C小计375•地埋管换热器+热泵机组+风机盘管•优点节能环保，冬夏两用，运行成本低安全系数×

1.

1412.5•缺点初投资高，地质条件要求高夏季最大冷负荷约为420kW，冬季最大热负荷约为260kW设备选型与节能策略运行维护计划制定小组讨论后确定采用方案B（风冷热泵变频多联机系统），主要考虑投资合理、安装灵活、分区控制性能好制定完善的运行维护计划是确保系统高效、稳定、长寿命运行的关键主要设备选型日常运行管理室外机选用5台90kW变频多联机组，总容量450kW•指定专人负责系统运行管理室内机•建立运行日志，记录关键参数•开放办公区风管式室内机•设置合理的运行时间和温度•独立办公室四向吸顶式室内机•根据季节调整运行参数•会议室风管式室内机，单独控制定期维护计划新风系统屋顶安装3台全热回收新风机组，总风量15000m³/h控制系统采用集中控制与分散控制相结合的方式维护周期维护内容节能策略每月•检查过滤网，必要时清洗分区控制按照朝向和功能划分控制区域•检查运行参数是否正常变频技术全系统采用变频控制，提高部分负荷效率•检查有无异常噪音、振动新风热回收采用全热交换器回收排风能量每季度•清洗室内机换热器课后作业与参考资料负荷计算练习题设备选型案例分析基础练习题案例一办公楼中央空调系统选型

1.计算一个面积为100m²，层高3m的办公室的冷负荷已知某五层办公楼，建筑面积8000m²，最大冷负荷600kW，需要选择合适的中央空调系•外墙面积30m²，传热系数

0.6W/m²·K统•窗户面积15m²，传热系数

2.8W/m²·K要求•人员15人，每人散热75W

1.对比水冷螺杆机组和风冷热泵机组的技术经济指标•照明功率10W/m²，设备负荷15W/m²

2.计算系统初投资和年运行成本•室外计算温度35℃，室内设计温度25℃

3.分析两种方案的优缺点，并给出建议•新风量按每人30m³/h计算案例二商场多联机系统设计

2.计算题1中办公室所需的送风量，假设送风温度为17℃

3.如果采用风机盘管系统，计算所需冷水流量，假设水温差为5℃某商场建筑面积12000m²，分为三个区域服装区、餐饮区和影院区设计一套多联进阶练习题机空调系统要求

1.某多层办公楼空调系统冬季采暖负荷为500kW，夏季制冷负荷为700kW如果采用地源热泵系统，计算所需地埋管总长度已知土壤导热系数为

1.5W/m·K，单位长度换热量为50W/m

1.确定各区域的冷负荷密度和总冷负荷

2.分析变风量系统与定风量系统在部分负荷下的能耗差异假设系统设计风量为10000m³/h，在

2.选择合适的室外机型号和数量50%负荷下运行时，计算两种系统的风机功率差异

3.设计室内机分布，并绘制系统原理图

4.提出系统控制策略和节能措施推荐阅读与学习网站参考书籍•《暖通空调》（第四版），陆耀庆主编•《空调工程设计手册》，刘杏林主编•《制冷与空调技术手册》，马重芳主编•《绿色建筑与建筑节能技术》，王庆一主编•《中央空调系统运行管理与节能》，张秉权著专业网站与资源•中国建筑科学研究院www.cabr.com.cn•中国建筑节能协会www.chinagb.org•ASHRAE官方网站www.ashrae.org•暖通空调在线www.hvacr.cn•制冷与空调技术网www.21hvac.com实验与实践任务12结束语空调系统是现代建筑舒适与健康的保障技术与责任持续学习与实践共同推动绿色节能空调事业发展空调系统已经从简单的制冷装置发展空调技术是一个不断发展的领域，知为复杂的环境控制系统，它不仅关乎识更新速度快，实践经验尤为重要面向未来，空调行业将向更加绿色、人类舒适，更关乎健康、效率和环境要成为优秀的空调专业人才，需要智能、高效的方向发展我们有理由可持续性期待理论与实践结合将课堂知识应用到作为空调技术的学习者和未来的从业实际项目中更高效的系统能效比达到

8.0以上者，我们肩负着多重责任跨学科学习融合建筑、热力学、流的超高效系统体力学、自动控制、计算机等领域知更智能的控制基于人工智能的预测•为人们创造健康舒适的室内环境识控制与优化•提高系统能效，减少资源消耗保持好奇心关注新技术、新产品、更环保的材料零ODP、极低GWP•降低环境影响，保护地球生态系新方法的新型制冷剂统积累工程经验从小项目开始，逐步更健康的环境精确控制IAQ参数的•推动技术创新，解决行业发展难提升系统设计能力系统题团队协作学会与建筑师、结构工程更经济的运行结合可再生能源的复每一个设计决策、每一次设备选型、师、电气工程师等协同工作合系统每一项运行维护，都将影响建筑的能建议大家积极参与行业交流活动，阅耗和使用者的体验，我们必须慎重对作为空调行业的新生力量，希望大家读专业期刊，参加继续教育课程，保待勇于创新，敢于挑战，将理论与实践持知识的更新与拓展相结合，为中国乃至世界的绿色节能空调事业贡献自己的力量！。