加热和冷却系统基础

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简单的维护可以大大延长中央空调的使用寿命。
康斯托克/思想库

我们大多数人都认为冷暖是理所当然的。我们期望我们的供暖系统在冬天让我们温暖,我们依靠空调在夏天让我们凉爽。

当房子冬天冷,夏天热的时候,自然的反应是要求专业的服务。幸运的是,还有另一种选择。通过自己做一些维护和快速修复,你可以大幅降低服务成本,并保持你的加热和冷却系统有效工作。但首先,重要的是要了解加热和冷却系统的基本功能。

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供暖和制冷系统是如何工作的

所有的气候控制装置或系统都有三个基本组成部分:暖气源或冷气源,将空气分配到加热或冷却的房间的方法,以及用于调节系统的控制装置(如恒温器)。房子里的暖风来源(如火炉)和冷风来源(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,冷空气很可能会通过和热一样的管道,由同一个恒温器调节。当加热或冷却系统出现故障时,这三个基本部件中的任何一个都可能引起问题。

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。火炉和加热器向空气中释放热量,使你的家更温暖;空调能散热,使你的家更凉爽。

所有的加热和冷却装置都燃烧燃料。空调是用电的。大多数家庭供暖系统使用天然气或燃料油;其他系统使用电力。的热泵这是一个电力气候控制装置,可以加热和冷却空气。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里面的空气。

当炉子被打开时,它会消耗驱动它的燃料,无论是天然气、石油还是电力。当燃料燃烧时,产生的热量通过管道、管道或电线被输送到你家的生活区,然后从寄存器、散热器或加热板吹出。旧的系统用它们产生的热量来加热水,水反过来加热你家里的空气。这些系统使用锅炉储存和加热供水,然后通过嵌入墙壁、地板或天花板的管道以热水的形式循环。

当空调打开时,电能被用来冷却线圈中的气体到液体状态。你家里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出风口被输送到你家里的房间,或者——在房间空调机的情况下——直接从机组本身。

在下一节中,我们将回顾用于加热和冷却家庭的不同配电系统。

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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输送暖空气。

一旦空气在冷热源处被加热或冷却,它必须被分配到家里的各个房间。这可以通过以下解释的强制空气、重力或辐射系统来完成。

压力系统

强制空气系统将熔炉产生的热量或中央空调产生的凉爽通过一个被称为鼓风机的电动风扇分配,鼓风机将空气通过金属管道系统输送到你家里的各个房间。当热空气从火炉流入房间时,房间里的冷空气通过另一组管道(称为冷空气回风系统)向下流动,进入熔炉被加热。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。中央空调系统使用相同的强制空气系统,包括鼓风机,将冷空气分配到房间,并将温暖的空气带回冷却。

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强制空气系统的问题通常涉及鼓风机故障。鼓风机也可能有噪声,它增加了电力成本的熔炉燃料的成本。但由于它采用了鼓风机,强制空气系统是一种有效的方式,将空气中的热或冷空气引导到整个房子。

重力系统

重力系统是基于热空气上升和冷空气下沉的原理。因此,重力系统不能用来分配冷气从空调机。在重力系统中,熔炉位于地板附近或下面。温暖的空气上升并通过管道流动到整个房子地板上的寄存器。如果炉子位于房子的主楼层,那么热量寄存器通常安装在墙上的高处,因为寄存器必须总是高于炉子。温暖的空气升向天花板。当空气冷却时,它下沉,进入回风管道,流回熔炉重新加热。

©2006国际出版有限公司重力系统依赖于自然上升的暖空气。

另一个供暖的基本分配系统是辐射系统。热源通常是热水,由火炉加热,并通过嵌入墙壁、地板或天花板的管道循环。

辐射系统

辐射系统通过加热房间的墙壁、地板或天花板,或者更常见的是,通过加热房间里的散热器来发挥作用。这些物体会使房间里的空气变暖。有些系统使用电加热板来产生热量,并将其辐射到房间里。像重力墙加热器一样,这些面板通常安装在温暖的气候或电力相对便宜的地方。辐射系统不能用来分配冷气机的冷气。

散热器和对流,最常见的辐射热量分配的手段,在老旧的家庭,使用热水供暖系统。这些系统可能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采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。

现代辐射采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。平板不需要变得很热;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。用来分配热水的管道可能会被矿藏堵塞,或者倾斜到错误的角度。在热源处加热水的锅炉也可能发生故障。新居很少安装热水系统。

在下一节中,学习如何使用恒温器和其他控制装置来维持由供暖和制冷系统创造的室内气候。

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加热和冷却系统的控制

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做出反应,并根据需要打开或关闭炉子或空调,将温度维持在一个被称为设定点的固定水平上。恒温器的关键部件是一种双金属元件,它可以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,然后另一个。当第二个触点闭合时,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,第一个触点还没有断开,加热器就会继续工作,直到温度超过恒温器上的设置。

更现代的恒温器有卷曲的双金属条元件,触点密封在玻璃后面,以防止污垢。随着温度的下降,双金属元素开始散开。元件开卷时所施加的力将固定的钢筋与线圈末端的磁铁分离。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热器。当房间里的空气变热时,线圈开始倒卷并打破接触臂上的磁铁。手臂掉下来,断掉了电路,关闭了系统。在这一点上,磁铁移回到固定杆上,保持触点打开,加热器关闭,直到房间再次冷却。

最新的热量和空调控制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,反应更灵敏。然而,修复到固态控制通常意味着更换。

了解家里的加热和冷却系统是如何工作的,可以帮助你在问题变得太严重之前解决它们。

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