暖通空调工程的主要功能
(1) 为避免冬季、夏季室内温度、湿度过低或过高，室内工作和生活的人员所产生不舒适感，采用人工方式，消耗一定的能源，按需要搬运转移空气中的热量、水分，营造使人体感觉舒适的室内环境。
(2) 为使在建筑物内部工作的机器、设备及部件正常运转，维持室内合乎机器设备正常运转的温湿度。
(3) 按消防法规要求，暖通空调工程还担负着为在火灾发生时利用机械通风设备，强制排出火灾燃烧烟气和强制输入室外新鲜空气的作用。
(4) 在大多数附有地下室或无外部通风构造的室内空间的建筑物中，暖通空调工程利用机械通风设备强制实现室内外空气的交换。
暖通空调工程的主要设备
设备是暖通空调工程的心脏，其功能有提供冷热源、提供输送动力、热能转换等。具体而言，提供冷热源的设备即空调主机，包括制冷机组、供热锅炉等，它们通过输入能量，制造或产生我们需要的冷量或热量；提供输送动力的设备主要指水泵和风机，它们提供了输送动力，使得流体按我们的需要流动；热能转换则是根据我们的需要将流体中的热能通过换热装置转换出来，常见的水-水换热器、汽-水换热器和空气-空气换热器属于此范畴。值得一提的是，我们常使用的风机盘管、空气处理机组等设备组合了风机与换热盘管，既提供了空气输送动力又提供热能交换，一般被称为空调末端设备。
在空调工程中为保证空气品质还有空气净化设备，如各种过滤器、吸附装置、消毒灭菌设施等；在水系统中则有各种各样的水过滤装置、水处理装置和加药装置；为实施自动控制而设置的各种电动风阀、电动水阀、温控装置等也常被纳入暖通空调设备范畴，但它们在系统中主要起辅助、提升系统品位的作用，我们一般称之为辅助设备或设施。
1.空调冷源设备
(1) 空调冷源设备的特点与分类
集中空调系统，一般所担负的空调面积大、房间多，因此，空调冷源设备容量通常很大。空调工程能耗是建筑能耗中的重要部分，而冷源设备又是空调工程的主要能耗设备，因此，冷源设备的选择关系到工程的投资、运行费用及能源消耗。冷源设备在空调工程具有十分重要的地位。
空调工程中常用冷源的制冷方法主要分为两大类：一类是蒸汽压缩式制冷，另一类是吸收式制冷。压缩式制冷，根据压缩机的形式可以分为活塞式(往复式)、螺杆式和离心式等，一般利用电能作为能源。吸收式制冷，根据利用能源的形式可以分为蒸汽型、热水型、燃油型和燃气型等，后两类又被称为直燃型，这类制冷机以热能作为能源。根据冷凝器的冷却方式又可分为水冷式、风冷式。根据机型结构特点还有压缩机多机头式、模块式等等。
(2) 电制冷水冷式冷水机组
电制冷水冷式冷水机组属于蒸汽压缩式制冷范畴，一般主要由压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀、自动控制和保护装置组成。顾名思义水冷式冷水机组的冷凝器利用水冷却，一般利用循环冷却水，随着科技的发展和节能的需要，也有采用地表水、地下水冷却的。在实际工程中我们根据压缩机类型一般分为离心式冷水机组、螺杆式冷水机组、活塞式冷水机组和涡旋式冷水机组。
离心式冷水机组单机容量大，制冷性能系数COP值高，但在部分负荷下运行时容易发生“喘振”现象。螺杆式冷水机组由于在压缩机构造上的特点，在部分负荷下仍能稳定、高效地运行，常被用于负荷波动大、需要调节的场合。活塞式冷水机组和涡旋式冷水机组均为小容量制冷机，其中活塞式冷水机组由于振动大、运行维护复杂，目前运用较少，而涡旋式冷水机组运行噪声小，调节方便，在小型工程中运用较多。
图1为电制冷水冷式冷水机组的图面示意，一般来说，在图纸上设备以方框表示，图中的电制冷水冷式冷水机组为水冷螺杆式冷水机组，我们可以看到主要的接管有空调水接管、冷却水接管，均为一进一出，旁边的空调水循环泵、冷却水循环泵则与空调主机配套形成完整的制冷循环过程。设备接管位置需要留出安装检修空间。而设备控制屏和电源进线位置则需要留出操作空间。设备的参数等要求应由图纸的设备表查出。
知识拓展：
性能系数(COP)又被称为能效比，是在规定条件下制冷机的制冷量与其净输入能量之比。水冷冷水机组的COP值较高，一般在4~6，其中水冷离心机组COP值一般为5~6,水冷螺杆机组的COP值一般为4.4~5.2，水冷活塞机组或水冷涡旋机组的COP值一般为4~5。风冷热泵机组的COP值一般为3左右。GB 50189-2005 公共建筑节能设计标准：
(3) 电制冷风冷热泵机组
电制冷风冷热泵机组是指利用风冷冷却的蒸汽压缩式制冷机组，其压缩机类型主要有螺杆式、涡旋式和活塞式。其中螺杆式压缩机被用于大型的风冷热泵机组，涡旋式和活塞式多用于小型或模块式风冷热泵机组。
风冷热泵机组在制冷循环上设有四通换向阀，蒸发器与冷凝器可以互换，从而实现夏季制冷冬季制热的功能。其优点是供热效率高，制热COP可达3.0以上，简化了空调热源的设置，在中、小建筑中得到广泛的应用，缺点是夏季COP低于水冷机组，在夏热冬冷地区的冬季工况中，结霜的现象使得供热效果不佳。
(4) 溴化锂吸收式冷水机组
溴化锂吸收式冷水机组是利用水在高真空度状态低沸点蒸发吸收热量而达到制冷目的的制冷设备。溴化锂水溶液作为吸收剂吸收其蒸发的水蒸汽，从而使制冷机连续运转，形成制冷循环。
溴化锂吸收式冷水机组一般可分为蒸汽型、直燃型和热水型等类型，直燃型包括燃油和燃气两种。它们之间的区别主要在于高压发生器，在高压发生器内吸收水蒸汽后变成的溴化锂稀溶液被加热蒸发，浓缩成溴化锂浓溶液，这个过程是吸热过程，其热源可以是蒸汽、热水，也可以是直接在高压发生器内燃烧燃料如油或气。所以，上述溴化锂冷水机组的分类和命名，主要是根据高压发生器所应用的热源类别而定。溴化锂吸收式冷水机组的优点是：以热能驱动，不直接耗用大量电能；不应用氟利昂类制冷剂，制冷剂采用水，对环境无影响，有利于环境保护；运行平稳，无噪声，无振动。
对于直燃型溴化锂吸收式冷水机组，夏季制冷，冬季可以制热，也可以同时供冷和供热，除了满足空调冷、热源的要求外，还可以提供其它生活方面的供热，做到了一机多用，可以节省占地面积和投资。
2. 空调热源设备
(1) 暖通空调热源设备的分类
按热源介质分可分为蒸汽锅炉和热水锅炉；按能源燃料种类分可分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电锅炉和热泵设备；按设备承压分可分为常压热水锅炉、真空锅炉、承压锅炉；按热源的来源可分为自备热源、城市供热、工厂余热和废热等。
(2) 蒸汽锅炉
蒸汽锅炉根据提供蒸汽的压力分为压力锅炉和低压生活锅炉。承压低于0.1MPa的蒸汽锅炉在暖通空调供热中属于低压锅炉，不受压力容器类相关规范规程的监督。承压大于等于0.1MPa的蒸汽锅炉属压力容器，应当遵守蒸汽锅炉监察规程的规定，空调热源所选择的蒸汽锅炉一般是压力容器。当选用蒸汽锅炉作热源时，需要进行二次换热，将蒸汽通过热交换器加热空调循环水。
蒸汽锅炉可以是燃煤锅炉，也可以是燃油、燃气或电热锅炉。从环保角度而言，燃煤锅炉污染严重，尤其是在城市里，使用受到很大的限制。燃油、燃气和电热锅炉均能满足环保要求，但考虑燃料价格和国家节能政策因素，目前使用较多的是燃气锅炉。
知识拓展：压力容器
运行中最高压力大于等于0.1MPa，内直径大于等于0.15m且容积大于等于0.25m3的容器被成为压力容器。出于安全生产的需要，我国安监部门对锅炉等压力容器的设计、生产、运行均有一系列的标准和规程规范。
(3) 热水锅炉
热水锅炉根据运行压力分为承压热水锅炉、常压热水锅炉和真空热水锅炉。
承压热水锅炉可以提供水温高于100℃的高温热水，在我国北方的集中供热系统中运用较多，属于压力容器。
常压热水锅炉是指锅炉在运行时所承受的压力相当于大气压，即锅炉本体不承受压力，而空调供水是通过二次换热进行加热，空调循环水可以按设计要求承受不同压力，与锅炉本体无关。常压热水锅炉通常可分为内置式换热器外置式换热器两类，一般提供热水温度不超过90℃。
真空热水锅炉的锅炉本体内保持真空，锅炉本体也处于负压下工作，运行安全可靠。真空热水锅炉炉内水容积小，热水供应启动速度快，炉内充水可用软水或纯水，不结垢、无腐蚀，在蒸汽介质下，换热管的传热效率比较高，但需要设置一套真空装置。锅炉内的水容积比较小，相应的其热容量也比较小。
图2为热水锅炉的图面示意，设备外形按比例绘制在锅炉房内，燃烧机位置的突出是表示该位置需要经常操作、检修和维护，需要留有足够的空间。在接管方面需要落实设备的要求，本例中设备表除标明设备供热能力参数外，还标明为内置两套换热器，分别提供空调热水和卫生热水，则锅炉本体应有空调热水的供回水接管和卫生热水的供回水接管，锅炉烟道接口、排污管接口、通气管接口等需要通过设备厂家提供的随机文件确认。
(4) 热泵设备
热泵机组在制冷循环上设有四通换向阀，蒸发器与冷凝器可以互换，从而实现根据需要制冷或制热的功能。根据低位热源的种类可以分为空气源热泵(常称为风冷热泵)、地表水水源热泵、地下水水源热泵等。
热泵设备冬季提供的空调热水温度一般为45℃，在需要卫生热水的场合，也可以提供50℃以上的热水，由于提供热水的温度并不高，热泵设备有比较高的供热性能系数，空气源热泵的性能系数一般在3以上，地下水水源热泵的性能系数可以达到4.8以上。
3. 流体输送设备与空气处理设备
我们常遇到的流体输送设备是水泵与风机，在暖通空调工程中，它们将热能的载体(水或空气)输送到有需求的地方，同时也消耗了输送能耗。
空调水管平面图提供的信息仅限于所绘楼层的平面部分空调水管的信息，空调水管在竖向标高的变化如立管等的情况并不能通过空调水管平面图来反映，因此要了解空调水系统的整体情况还需要绘制空调水系统图或立管系统图。在空调水管平面图中我们应注意了解空调供回水水管的平面走向与布局，管径的大小以及与其它楼层的立管联系，因跨越建筑伸缩缝而设置的水管软接头、因直管段太长而设置的固定支架、伸缩节等。一般来说，除特殊情况外，空调水管平面图不标注水管的定位尺寸，而由施工单位根据现场安装空间确定。
知识拓展：水管的种类与标注
空调水管目前以镀锌钢管、焊接钢管和无缝钢管应用最多，采用的管径标注系列为公称直径DN(单位mm)：15，20，25，32，40，50，65，80，100，125，150，200等(数值为管内径)。镀锌钢管一般直接标注DN××，无缝钢管和焊接钢管则应标注管外径×壁厚，也可以在材料表中注明。随着科技的发展，塑料管材也开始在工程中使用，如PP-R管、PB管、PE-X管等经过计算均可用于某一空调工程，塑料管的管径标注一般是公称外径×壁厚，在识图中应根据国家相关标准确定。
(3) 剖面图：
当平面图不能表达复杂管道的相对关系及竖向位置时，就通过剖面图来体现。在剖面图中应以正投影方式绘出对应于机房平面图的设备、设备基础、管道和附件，注明设备和附件编号，标注竖向尺寸和标高；在平面图设备、风管等尺寸和定位尺寸标注不清时可在剖面图上标注。
图16就是前文以暖施-04图局部为例(图14)时提到的C-C剖面，我们可以看见在风管重叠处风管上下布置，在竖向上错开，这也是这个剖面图强调表示的内容。
图17是暖施-04中的A-A剖面，在这里应该强调一下，它主要表现了车库排风兼排烟系统P(Y)-1由风机排入排风井之间管道的竖向关系，由图中可以看到消声静压箱高度较高，因此其位置错开结构主梁位置，利用了部分梁内空间安装。表达管道设备与结构梁、板的相对关系是剖面图在图面表达上的特点
在剖面图中我们需要了解的信息是竖向上管道设备的相互关系，与结构梁板的相互关系，与其它管线设备的相互关系，它是作为平面图的补充，应结合平面图相互对照比较才能准确识图。
知识拓展：风管的导流措施
风管是空气流动的管路，在设计中对空气的流向和流量有明确的要求，在风管的直管段上没有问题，但在风管的拐弯处、合流分流三通处、进入排风井处空气的流动存在不确定性，如果没有引导措施会导致气流的异动，增加噪声和风机动力消耗。因此，在制做安装过程中在风管的上述部位增加导流板引导空气自然顺畅流动。在前面例举的两个剖面图中，排风井的宽度尺寸并不大，排风管排入排风井时若无导流措施就会发生气流直冲至排风井井壁并部分反射回来，与后续进入的空气发生振荡，消耗风机的输送能耗，最终导致排风量大大小于设计风量，而导流板的加入则可以引导气流流向排风井的通大气口，避免能量的浪费。在流速较高的风管安装中按气流方向增加导流措施应成为常识。
5 立管系统图或竖风道图
空调冷热水管路采用竖向输送时可通过绘制立管系统图并给立管编号，注明立管管径、接口标高，在立管系统图上还可以表达管道伸缩器、固定支架位置等。
图18是暖施-19空调水立管系统图中的局部，可以看出立管系统图很清晰地表达了立管在竖向上管径的变化，接各楼层水平管标高与管径，而立管本身需要的放气、泄水措施在图中也得到了体现，这些在平面图中不便于表达的内容在立管图中得到了很好的体现。应当说明的是在本图中，立管的泄水措施有两个，一个地上泄水一个底部泄水，这是考虑地下室排水均需要通过积水坑收集后用水泵排出，不仅流量有限还需要耗费电能，在地上设置排水管将地上部分立管内容水利用自流直接排出可以减轻地下室排水负荷，节约能源。
空调水立管系统图的识图需要对应平面图中的立管编号，重点了解在竖向上立管的管径变化、接口标高和伸缩器、固定支架、泄水、放气措施。
知识拓展：管道的伸缩
热胀冷缩的原理在暖通空调系统的管路中随处可见，空调水管夏季输送冷水冬季输送热水，锅炉烟道排出锅炉燃烧的烟气等，由于运行中管道内介质与管道外具有相当的温度差，热胀冷缩就不可避免了。热胀冷缩产生的热应力在工程中是要充分重视的，其后果往往是管路弯曲、支管连接处焊缝开裂，在支吊架固定牢固时甚至可以顶裂结构梁、板。管道的伸缩量与管材、温差有关，一般来说塑料管的伸缩率远大于钢管，温差越大伸缩量越大。在设计中应核算管道的伸缩量，当其超过一定限度时就应该采取设固定支架和伸缩器的措施。
对于层数较多、分段加压、分段排烟或者中途竖风井有转换的防排烟通风系统，可以绘制竖风道图。图19就是暖施-18中加压送风的竖风道图。
在竖风道图中可以明了地看出各加压送风系统的送风口标高、尺寸，出于完整表达系统的需要，还将加压送风机的安装标高、送风管管径及安装标高等绘制在图纸上，将竖风道图与相应的风管平面图对照观看可以迅速了解整个系统的基本情况。
在本课件提供的某综合楼暖通空调工程施工图中，通过在空调水管平面图上标注标高、绘制空调水立管系统图方式体现了空调水系统在竖向上的变化内容，因此没有专门绘制空调水系统图。应当指出，对于复杂的建筑，尤其是建筑竖向上变化较多时，还是需要绘制专门的空调水系统图，在空调水系统图上表示立管编号及管径、各水平管管径和标高、所接设备的设备编号和标高，对于有坡度要求的管道还应注意坡度的标注。对于系统图的识图方法，与立管系统图一样，也是要与平面图对照，逐条管线区分落实。
6 流程图
流程图一般用于体现复杂的设备与管道连接，在本教材提供的某综合楼暖通空调工程施工图中绘制了制冷站、锅炉房流程图就是表达冷热源设备与相应管线连接的。
流程图表达的重点是整个冷热源系统的组织与原理，通过设备、阀门配件、仪表、介质流向等的绘制表达出设备与管道的连接、设备接口处阀门仪表的配备、系统的工作原理。流程图的识图先要了解相关的图例、设备表，对照设备表参数可以了解系统基本工作参数。
图20中表示了制冷主机进出水管设置的阀门仪表，包括空调冷却水管和空调冷冻水管，为了识图的方便和不引起误解，不同类型管线交叉的地方用圆弧线绕过。图中在设备进出口均设置了温度计和压力表，表示经过制冷主机S-8后，介质的压力、温度发生了变化，需要进行监控。
泵组在流程图中是比较重要的，它是流体输送的动力，图21是流程图中的冷却水泵泵组，我们可以注意到水泵进出口设置的阀门管件，压力表的设置表明水泵进出口压力的变化，而止回阀上面介质的流向则表明整个系统中介质按此方向流动，而每台泵接管管径的标注也弥补了平面图中管径无法逐段标注的遗憾。
图22为流程图中的冷却塔(S-12)接管，应该注意道除空调循环冷却水的进水和出水外，由于水分的不断蒸发和排污的需要，不仅有排污管还需要有新水补入管，排污水管除直接排屋面雨水沟外还考虑引至卫生间作为冲洗用水，这是提示冷却水的排污水可以综合利用，提高用水效率，节约水资源。在自来水补水管段上设置的止回阀、上弯管段和放气阀组成一个防止回流的安全装置，可以确保在止回阀失效的情况下冷却塔底盘的水也不会回流污染自来水。
图23是流程图中分、集水器接管部分。流程图中的分、集水器部分体现了空调水系统根据建筑功能设置的空调供回水环路，考虑到随室外气象参数的变化，不同功能建筑房间的空调负荷变化是不一样的，在回水管上设置温度计可以对不同环路的负荷情况有一个基本的判断，并依据此判断调节分水器上供水环路的平衡阀使其流量分配能适应负荷的变化。在分集水器之间的联通管上设置差压旁通阀是为了保证主机的流量出于稳定运行的区间，因为在末端设备的电动两通阀大多关闭时，空调水系统的阻力增加很多，流量下降较大，而此时差压旁通阀根据压差动作使得分水器内的空调冷冻水直接回流到水泵和主机，保证了主机的流量。
流程图的识图需要对空调系统有一定的专业基础知识，对设备的情况有一定的了解，其图面简单但包含的专业知识较多，这需要在实际工作中给予重视。
知识拓展：吸入式与压入式
在空调冷热源系统中，吸入式与压入式指水泵位于空调主机的进水端还是出水端，循环水泵出水进入空调主机被成为压入式，而循环水泵自空调主机吸水则称为吸入式。两者的差别在于空调主机承受的运行压力不同，压入式系统中空调主机承受的压力较高，因为水泵扬程提供的压力加上水系统高度的静水压都传递到了空调主机，因此在水系统高度不高时多采用压入式，而吸入式则在高层建筑中采用较多。本课件提供的某综合楼暖通空调工程施工图的空调冷热源系统采取的就是吸入式系统。
7. 机房安装详图
空调机房是风管与设备连接交叉复杂的部位，在平面图表达不清时就通过机房安装详图来体现。
图24是本课件示例图中对于一层和二层的空调机房的安装详图(见暖施-10)。机房安装详图一般通过平面和剖面来表示风管、风道、设备与建筑梁、板、柱及地面的尺寸关系，其识图的要点与前文介绍的平面图、剖面图相同。在机房安装详图部分，更重视的是设备、管道的安装和操作空间，除图面表达详尽外，其安装的空间和实际运行后的操作需要空间在图面上应留出。
总结：暖通空调系统的识图并不是机械地翻看图纸，它需要有一定的专业基础，对暖通空调系统的整体了解，前后对照整体分析判断，对于图面不清楚或有疑问的地方也应提出来与设计方进行沟通和了解。应当指出的是，我们所例举的图纸并不能概括所有的工程项目，这就需要我们了解识图的基本过程和基本知识，举一反三，在实际工程中解决实际问题。
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