加热和冷却系统基础知识

简单的保养可以大大延长中央空调的使用寿命。
康斯托克/思想库

我们大多数人认为加热和冷却是理所当然的。我们希望我们的供暖系统在冬天保持温暖,我们依靠空调在夏天保持凉爽。

当家里冬天冷或者夏天热的时候,人们的自然反应就是要求专业的服务。幸运的是,还有另一种选择。你可以通过自己做一些维护和快速修复来大幅降低服务成本,并保持供暖和制冷系统的有效运行。但首先,了解加热和冷却系统的基本原理是很重要的。

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供暖和制冷系统是如何工作的

所有气候控制设备或系统都有三个基本组成部分:加热或冷却空气的来源,将空气分配到被加热或冷却的房间的方法,以及用于调节系统的控制器(例如,恒温器)。房子里的暖风源(如炉子)和冷气源(如空调)通常使用相同的分配和控制系统。如果你的房子有中央空调,冷空气可能会通过与暖气相同的管道流动,并由同一个恒温器调节。当加热或冷却系统出现故障时,这三个基本组件中的任何一个都可能导致问题。

供暖和空调的工作原理都是热量总是从温暖的物体流向较冷的物体,就像水从较高的地方流向较低的地方一样。炉子和加热器将热量释放到空气中,使你的家更温暖;空调可以散热,让你的家更凉爽。

所有的加热和冷却装置都燃烧燃料。空调用电。大多数家庭供暖系统使用天然气或燃油;其他系统使用电力。的热泵这是一种电动气候控制装置,可以加热和冷却空气。在夏天,它从你家里的空气中吸收热量。在冬天,它从外面的空气中吸收热量,并用这些热量来加热室内的空气。

当炉子打开时,它消耗驱动它的燃料,无论是天然气、石油还是电力。当燃料燃烧时,产生热量并通过管道、管道或电线输送到你家的生活区,然后从寄存器、散热器或加热板中吹出。旧的系统使用它们产生的热量来加热水,反过来加热你家里的空气。这些系统使用锅炉来储存和加热供水,然后作为热水通过嵌入墙壁,地板或天花板的管道循环。

当空调打开时,电力被用来将线圈中的气体冷却到液态。家中的热空气通过与冷却盘管接触而冷却,这些冷却的空气通过管道和外部寄存器输送到家中的房间,或者在室内空调的情况下,直接从机组本身输送到房间。

在下一节中,我们将回顾用于家庭供暖和制冷的不同分配系统。

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加热和冷却分配系统

©2006国际出版有限公司强制空气加热系统使用风扇来移动热空气。

一旦空气在冷热源被加热或冷却,它必须被分配到你家里的各个房间。这可以通过下面解释的强制空气、重力或辐射系统来实现。

压力系统

强制空气系统通过一个被称为鼓风机的电动风扇,将炉子产生的热量或中央空调产生的凉爽气体分配出去,这个风扇迫使空气通过一个金属管道系统进入你家里的房间。当暖风从炉子流入房间时,房间里的冷空气通过另一组管道向下流动,称为冷空气回风系统,到炉子被加热。这个系统是可调节的:你可以增加或减少通过你家的空气量。中央空调系统使用同样的强制空气系统,包括鼓风机,将冷空气输送到房间,并将暖风带回冷却。

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强制空气系统的问题通常涉及鼓风机故障。鼓风机也可能会有噪音,而且它在炉子燃料成本的基础上增加了电力成本。但由于它使用了鼓风机,因此强制空气系统是一种有效的方式,可以将空气中的热量或冷空气输送到整个房子。

重力系统

重力系统的原理是热空气上升,冷空气下沉。因此,重力系统不能用于分配冷气。在重力系统中,熔炉位于地板附近或以下。温暖的空气上升并通过管道流动到整个房子的地板上。如果炉子位于房子的主楼层,热记录器通常位于墙壁的高处,因为记录器必须始终高于炉子。温暖的空气向天花板上升。当空气冷却时,它下沉,进入回风管道,并流回炉进行再加热。

©2006国际出版有限公司重力系统依赖于自然上升的暖空气。

另一个基本的供热分配系统是辐射系统。热源通常是热水,由炉子加热,并通过嵌入墙壁、地板或天花板的管道循环。

辐射系统

辐射系统的作用是加热房间的墙壁、地板或天花板,或者更常见的是加热房间里的散热器。然后这些物体加热房间里的空气。一些系统使用电加热板产生热量,辐射到房间里。像重力壁式加热器一样,这些面板通常安装在气候温暖或电力相对便宜的地方。辐射系统不能用于分配冷气。

散热器和对流器是老式住宅中最常见的辐射热分布方式,与热水加热系统一起使用。这些系统可以依靠重力或循环泵将热水从锅炉循环到散热器或对流器。使用泵或循环器的系统称为水循环系统。

©2006国际出版有限公司辐射供暖系统通过加热墙壁、地板、 或者天花板,然后加热周围的空气。

现代辐射供暖系统通常建在混凝土板基础上的房子里。在混凝土板的表面下铺设了热水管网。当混凝土被管道加热时,它会加热接触地板表面的空气。板子不需要太热;它最终会接触并加热整个房子的空气。

辐射系统——特别是当它们依赖于重力时——容易出现几个问题。用于分配热水的管道可能会被矿物质沉积物堵塞或倾斜到错误的角度。在热源处加热水的锅炉也可能发生故障。新房子很少安装热水系统。

在下一节中,了解如何使用恒温器和其他控制来维持由供暖和制冷系统产生的室内气候。

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加热和冷却系统控制

恒温器是一种热敏开关,是调节家里温度的基本控制装置。

它对所处空气温度的变化作出反应,并根据需要打开或关闭炉子或空调,以将温度维持在一个设定的水平,称为设定点。恒温器的关键部件是一种双金属元件,它随着室内温度的升高或降低而膨胀或收缩。

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旧的恒温器有两个暴露的触点。当温度下降时,双金属条弯曲,首先产生一个电接触,然后是另一个。当第二个触点关闭时,系统完全激活,打开加热系统和恒温器上的预期器。预期器加热双金属元件,使其弯曲并断开第二个电触点。然而,第一个触点尚未断开,加热器继续运行,直到温度上升到高于恒温器上的设置。

更现代的恒温器有卷曲的双金属条形元件,触点被密封在玻璃后面,以保护它们不受灰尘污染。随着温度下降,双金属元素开始展开。元件展开时所施加的力将固定的钢条与线圈末端的磁铁分开。磁铁向下靠近玻璃封闭的触点,拉起管内的触点臂,使触点闭合,完成电路并打开加热器和预期器。当房间里的空气变热时,线圈开始回卷并打破接触臂上的磁铁。手臂掉落,断开电路,关闭系统。此时,磁铁移回固定棒,保持触点打开,加热器关闭,直到房间再次冷却。

最新的暖气和空调控制器使用固态电子设备来控制空气温度。它们通常比旧系统更准确,反应更快。然而,对固态控制器的修复通常意味着更换。

了解你家的供暖和制冷系统是如何工作的,可以帮助你在问题变得太严重之前阻止它们。

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