![暖通空調[機械工程]](/img/d/d42/nBnauM3X3AjNyITO0kzM1EDN0UTMyITNykTO0EDMwAjMwUzL5MzLzQzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg "暖通空調[機械工程]")
空氣調節系統
暖通空調（ Heating, Ventilation and Air Conditioning，簡稱 HVAC）是指室內或車內負責暖氣、通風及空氣調節的系統或相關設備。暖通空調系統的設計套用到熱力學、流體力學及流體機械，是機械工程領域中的重要分支學科。
有時也在縮寫HVAC中加入R，代表冷凍（Refrigeration），縮寫就變成HVAC&R或HVACR，或是縮寫中加入R，減去代表通風的V，縮寫就變成HACR。
暖通空調系統可以控制空氣的溫度及濕度，提高室內的舒適度，是中大型工業建築或辦公建築（如摩天樓）中重要的一環。
背景
暖氣、通風及空氣調節是由於許多科學家的發明及發現而產生，其中包括尼古拉·利沃夫（英語：Nikolay Lvov）、麥可·法拉第、威利斯·開利、魯本·特靈（英語：Reuben Trane）、詹姆斯·焦耳、威廉·朗肯（英語：William Rankine）及薩迪·卡諾等人。
暖通空調系統的零件大約發明在工業革命前後，全世界的公司和發明家也不斷引進各種現代化及高效率的新方法。暖通空調的三個主要功能暖氣、通風及空氣調節都有相互關聯，其目的是在合理的安裝、運轉及維修成本下，提供舒適溫度（英語：Thermal comfort）及適當的室內空氣品質（英語：Indoor air quality）。暖通空調系統提供通風功能，減少空氣滲透（英語：Infiltration (HVAC)），維持室內外或不同房間之間的壓力關係, 空氣流進或流出房間的特性稱作室內空氣分布（英語：Room air distribution）。
在現代的建築中，上述機能（包括其控制系統，及系統的設計及安裝）會整合在一個或多個的暖通空調系統中。針對小型的建築，承包商會直接依需求選擇暖通空調系統及設備。若是大型的建築，會由建築設計者及機械、結構等工程師共同分析、設計並選定暖通空調系統，再由專業的機械承包商來安裝。
暖通空調系統是一個國際性的產業，其相關工作包括系統的運行、保養、設計及架構、設備製造商及業務、研究以及教育推廣。暖通空調產業以往是由暖通空調設備的製造商所管理，有許多國際性管理及標準化組織關注此領域，包括國際暖通空調分銷商管理辦法委員會（英語：HARDI）、美國採暖、製冷和空調工程師協會（英語：ASHRAE）、美國金屬片與空調承包商協會（英語：SMACNA）、美國空調承包商協會（英語：Air Conditioning Contractors of America）、統一機械規範（Uniform Mechanical Code）、國際建築法規（英語：International Building Code）於提供暖通空調產業相關服務並提升其水平。
演化過程
暖通空調系統最根本的目標是實現對環境溫度的調控，以滿足人們對環境舒適度以及一些工藝性的要求。
在早期的暖通空調系統中，一般採用定流量水力系統，通過對末端設備風量的分檔控制來實現對目標區域環境溫度的調節，如採用三速開關調節風機盤管風量以及通過變風量空調箱進行風量調節等。這種調節是簡單、粗略以及分散式的，且在系統初調試合格後不需再對水力系統進行調節。
隨著人們對環境舒適度的要求以及節能意識的不斷提高，這種調節已經不能滿足要求。於是人們開始採用變流量水力系統以及變風量系統，通過電動調節閥或風閥執行器對系統的水量或風量進行連續調節來實現對環境溫度的精確控制。
電動調節閥既可以通過與各種感測器、變送器以及控制器相連組成分散式的控制系統，也可以與樓宇控制系統相連組成分散控制、集中管理的中央控制系統，從而大大地提高了系統對環境溫度調控的能力。
但是在一些系統負荷波動較大的變流量系統中，由於多台電動調節閥同時工作，任何一台電動調節閥工作狀態的改變都會對其它的電動調節閥產生影響，而電動調節閥本身的抗干擾能力又比較差，從而造成了整個系統不穩定，對環境溫度的調控能力下降，調節精度降低。
因此在目前的一些大型變流量中央空調水系統中，一種具有較強抗干擾能力的新型調節閥—動態平衡電動閥得到越來越廣泛的套用。
同時，一種全新的全面平衡水力系統，也因其高效、穩定和節能而被越來越多的大型變流量水系統所採用。
新技術
空調水系統變頻變流量技術
中央空調的冷負荷隨環境溫度和使用面積的變化而變化，定流量水系統的水系的水泵電機基本是滿負荷運行，形成大流量小溫差的現象，針對這種效率低，能耗大的情況，採用空調水系統變頻器控制冷凍水泵電機運行，使冷凍水的流量與冷負荷成正比例的變化，收到良好的節能效果，經濟效益顯著。選用變頻器時主要考慮到電機功率相匹配的容量，同時也要考慮可靠性高，操作簡便，價格適宜等因素。變頻器的發展大約經過30年的技術創新，已成為電機調速轉動的主流，在各行業領域中發揮著重要的作用，而且隨著變頻器的全數字控制方式發展，其精度高，可靠性高，穩定性好，存儲能力強，邏輯運算能力強等優勢將更加突出，經濟效益更加顯著，套用範圍更加廣泛。
蓄冷蓄熱、低溫送風和大溫差技術
空調蓄冷，利用分時電價的不同，貯存電網低谷時段的“便宜的能源”，在需要冷量的峰值時段，將貯存的冷量釋放出來以滿足空調負荷的要求。以蓄冷介質區分，有水蓄冷、冰蓄冷和共晶鹽蓄冷三種方式。冰蓄冷的優勢：①冷水機組容量降低38%；②空調設備功率減少27%；③年運行費用節省37.1萬元。冰漿是含有懸浮冰粒子的固液兩相溶液，也稱流體冰，二元冰。其中冰粒子顆粒為毫米至厘米級別，通常為了降低凝固點加入醇類和鹽類抑制劑。冰漿技術套用優勢為：⑴巨大的相變潛熱，並可利用低溫顯熱（凍的融解熱335KJ/kg，水的比熱容4.18KJ/kg.℃）；⑵較好的流動性，可泵送至任何地方；⑶融冰釋冷速度，熱回響速度快；⑷採用蓄冷策略，減少系統運行費用，增強供冷的可靠性。
區域冷熱電聯供和分散式能源技術
區域供冷系統（DistrictCooling System，DCS），類似如北方的城市集中供熱系統的，是在一定規模的區域內，由專門的製冷站集中製造冷凍水，通過冷凍水管網路向各用冷建築物輸送，從而提供製冷空調服務的系統[1, 2]。
區域供冷系統可視為大規模的中央空調系統，其用戶可以包括公寓、寫字樓、酒店、商場、機關、醫院以及住宅。區域供冷系統適合套用在冷負荷密度高以及年冷負荷係數大的地方，如工業建築群，人口稠密的城市商業區等。區域供冷系統由中心製冷站、冷凍水輸配管網、冷用戶三部分組成。中心製冷站通過各種方式生產冷凍水。其設備包括制冷機以及附屬設備、蓄冷設備、熱交換設備以及控制裝置。冷凍水輸配管網將中心製冷站生產的冷凍水輸送至各用戶。冷用戶是需要製冷空調的建築物，裝有末端的冷熱交換設備。區域供冷相對於傳統的中央空調以及分體空調具有以下特點和優勢：1)能源利用效率高。2)同時使用係數小，製冷主機裝機容量小。 3)減少運行管理人員，提高維護質量。4)環保優勢明顯。5)有利於採用蓄冷技術。6) 建築美觀性和空間利用率的提高。
地源熱泵等舒適節能空調技術
地源/水源熱泵空調是以水為載體，通過地源熱泵機組系統，冬季將地溫熱能（地下水或土壤熱能）傳遞轉移到需供暖的建築物內部，夏季又可以將建築物內熱量，通過熱泵機組系統，傳遞轉移到地球淺部地層中去，它是充分利用了地下水或地下土壤常年溫度保持恆定的特點，是環保、節能、“零”污染、“零”排放的一種空調設備。它具有如下特點：（1）節能30%~60%；（2）高效、環保；（3）冬、夏兩用；（4）壽命高達二十五年；（5）降低投資風險，節省初投資。
特點原理
暖通空調是分戶的中央空調，中央空調它最大特點,是能夠創造一種舒適的室內環境。而家居一般的分體的空調，它只能解決冷暖問題，而解決不了空氣處理過程。有了暖通空調就不一樣了。
其空氣處理過程有以下步驟：首先是空氣進來以後，除了引進新風以外，可以把空氣進行冷卻處理，然後就進行過濾處理，過濾處理以後，增加了幾大特點：第一就增加電子除塵器.，它主要可以捕捉非常小的顆粒的灰塵，一般來講它可以捕捉一個微米的灰塵，而這個灰塵的範圍內大部分都是細菌、病毒、煙塵，或者是異味這樣就都可以過濾掉；另外就是會增加一種加濕設備，這個加濕器可以創造我們房間的加濕達到40%左右的相對濕度，這樣人會感到很舒適。
關於暖通
“暖通”是建築設計中工種的一個分類的名稱。
在我國的建築行業，一直以“建築設計院”牽頭。一個建築項目確立之後，首先由某個建築設計院進行總體設計。
建築的總體設計包括許多分項，一般如下：建築設計，結構設計，基礎設計，電力（強、弱電）設計，給排水設計，暖通設計，配套園林綠化景觀設計等等。
暖通設計（如果該項目需要）是指該項目中的所需要的“空氣調節系統”簡稱“空調系統”。一般“空調系統”包括製冷供暖系統，新風系統，排風（排油煙）系統等的綜合設計。
所以說“暖通”從功能上說是建築的一個組成部分。從建築設計來說，他是建築設計的一個分項。並不是單指“空調”。
需要說明的一點是：“空調”在一個建築中可能是“中央空調系統”，也可能是“中央空調與獨立空調的混合系統”，也可能全部是“獨立空調的系統”。一切根據建築的功能以及投資者的意向和實際需要而定。
節能技術
1.熱源系統的最佳化選擇
在暖通空調系統的節能設計過程中，應根據工程建築的實際情況，合理選擇熱源系統。一般情況下，我國市場常見的熱源種類主要為：熱泵、熱電站、區域鍋爐房、小型鍋爐、直燃型溴化鋰吸收式熱水機組等。以能源的利用效率來看，一般熱電站的運行效率最高，熱泵技術位居其次。熱泵主要套用自然中蘊含的大量可再生、低品位能源作為熱源，如地表水、太陽能、大氣、地熱等，通過壓縮機的運行，在熱源中吸取熱能，提高溫度之後傳輸到高溫熱源中。根據熱泵的能源不同，可以分為兩大部分空氣源（風冷）熱泵。主要為商用單元式熱泵空調機組、家用熱泵空調器、熱泵冷熱水機組等多種類型地源熱泵，以土壤型為代表，可以實現至少30%以上的節能目標：直燃型溴化鋰吸收式機組，其供熱效率與燃氣鍋爐基本類似，但是對於鍋爐房來說，大型區域鍋爐房的蓄冷系統套用效果比小型鍋爐更佳。
2.推廣使用變頻技術
在現代化暖通空調系統中，變頻技術的套用具有較強的必然性。通過變頻技術，既可彌補空調系統的工藝問題，也可減少能源消耗，降低運行成本。一般情況下，空調系統僅按照事先設計的額定功率運行，在負荷較低的情況下，如果設備仍以額定功率實行全負荷運行，那么必然產生能源浪費。通過在暖通空調系統中套用變頻技術，就可實現空調設備的輸出功率隨著負荷的變化情況而有所調節，發揮節能減排效果。結合空調的實際負荷狀況，適當改變風流量或者水流量，實現節能目標。一方面，變風量系統，利用空調系統的末端裝置實現室內負荷的補償機制，最佳化調整送風量，以保持合適的室內溫度；與定風量系統相比較，變風量系統可節能約5O%；另一方面，變水量系統，主要通過控制數量來調節溫度，比定流量系統更加省電。隨著我國工業變頻器的推廣與使用，通過最佳化調節風量、水量及主機等，可實現與空調負荷的匹配運行，發揮良好的節能效益。
3.降低熱媒介的能耗
在暖通空調系統中，節能工程設計應該注重各個環節的能源消耗。以具體設計及實際運行狀況為出發點，形成整體性的空調節能體系。其中熱媒介質傳輸系統作為暖通空調的重要組成部分，其熱能輸送方式、材料選擇等，均對節能問題產生影響。在熱媒介質傳輸系統中，選擇保溫材料，如直埋管等，可實現熱水的預製保溫；進而降低熱能傳輸過程中可能出現的損失。另外，還可套用計算機系統全面測試空調系統的供暖狀況，套用智慧型管網、平衡閥等，最佳化配置管網流量，加強管理對策，以此提高運行效率，實現節能目標。有關空調系統的節能設計，還可套用動力傳輸系統，進而最佳化動力系統的設計與施工，提高空調系統的節能效率。動力系統應選擇負荷性質良好、運行效率高、溫差大、流變速度的供應管道，運用合理、有效的動力設備，提高傳輸效率，構建良好的空調運行系統。
4.合理確定空調方式
隨著人們生活水平的提高，新型節能、舒適、健康的空調運行方式逐漸被推崇。對於暖通空調系統來說，其套用的舒適程度主要取決於風速、濕度、空氣濕度、環境平均輻射溫度以及人們對環境的感覺等綜合因素。因此，選擇各種不同的組合型環境參數，產生的熱舒適效果有所區別：例如，熱濕環境的不同，空調系統產生的能耗也有所區別。在冬季時期，如果選擇傳統的空調方式提高室內溫度，熱濕交換通過空氣在人體和環境中進行，所需要的空氣濕度較高，這種情況下，加熱新風的熱損失及維護結構的熱損失相對較大；如果能套用全新熱濕環境套用成果，最佳化選擇空調運行方式，提高輻射熱度，就可顯著降低空氣濕度，一般以12℃～24℃為宜，而傳統的空調運行方式則需要在18℃～20℃，顯然新型空調運行方式的節能效果更加客觀。同理，在夏季使用空調系統時，新型空調運行方式更加適用。通過套用這種健康、舒適、節能的新型空調運行方式，既可滿足高水平的生活需求，同時也實現節能減排目標，與低碳經濟發展相一致。
5.冷熱能回收的最佳化
當前，有關暖通空調系統的冷熱能回收問題正在進一步研究，以推動空調系統的冷熱能回收效率，在保障能源利用效率的前提下，實現節能目標。通過對排風餘熱的回收，可更好地套用排風能量，對新風進行預冷或者預熱，減少負荷量，實現空調系統節能；排風餘熱的回收可以分為全熱回收及顯熱回收兩大部分，回收設備一般為板翹式全熱交換器、轉輪式全熱交換器、板式顯熱交換器。
節能環保
能源的不足，地球環境的急劇變化以及各種相關危害的頻繁發生，使得節能環保成為當今時代的主流已經深入人心。自此，節能環保開始進軍各行各業，成為新時代的寵兒。在暖通 空調行業中，節能環保也成為了行業的趨勢。
中國建築的能耗(包括建材生產、建造能耗、生活能耗、採暖空調等)約占全社會總能耗的33.3%，建築業的二氧化碳排放占全國總體碳排放的43.7%，如今能達到新建建築國家標準(必須節能50%)的建築只占同期建築總量的約10%。隨著我國住宅產業的發展，建築節能越來越受到國家各部門的重視。目前暖通空調系統作為辦公樓、住宅的耗能大戶，對整個建築物的能耗有著直接的影響。因此，暖通空調的發展受到多方關注。
暖通空調作為耗能較大的行業，在節能環保的大背景下，低碳環保的生活方式對暖通空調市場影響深遠。製冷快報記者在採訪中了解到，隨著暖通空調行業不斷發展，產品布局正在悄然發生變化。低碳節能已經成為暖通空調產品的基本訴求。暖通空調企業不斷運用先進的科技，提高空調產品的能效等級，開發能源替代和再生能源利用，研製新製冷劑等。
節能環保時代的到來為節能技術占優的企業贏得了更多商機，同時也向一些產品技術落後的品牌提出了挑戰。目前，國內暖通空調行業在研發發麵不斷加大投入，力推節能產品，圍繞節能、環保打造企業核心競爭力。節能環保成為暖通空調行業發展趨勢。
隨著節能環保的關鍵不斷的深入人心，乾淨，舒適，安全的生活環境越來越受到人們的歡迎。技能環保成為當下的主流，各行各業已經加大投入，使自己贏得更多的商機。相信在未來的生活中，節能環保將會受到越來越多人的青睞，也為許多商家提供了致富之路。
碳氫製冷劑主要是節能和環保這兩大優點；節能方面：用R433的空調要比用R134,R22的空調節省能耗15%至35%左右。環保方面：碳氫製冷劑屬於天然工質，因此對大氣無污染、對臭氧層無破壞和溫室效應幾乎為零。2011年7月18，環境保護部副部長李乾傑出席驗收活動並充分肯定了中德合作碳氫製冷劑房間空調器示範生產線日前在廣東省珠海市順利通過驗收相關參與方為此項目的成功實施所付出的心血和努力。
