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暖通空调系统的冷热源设备

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发表于 2014-5-8 12:11:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
    1.冷热源的种类
    冷热源分自然冷热源和人工冷热源,自然冷热源包括地热和太阳能等。人工热源最常用到的是锅炉,人工冷源最常用到的是压缩式制冷和吸收式制冷,而当制冷循环以热泵模式工作时也可作为热源。
    (1)锅炉。图8-6为沸腾炉结构和工作原理示意图。燃料燃烧产生的高温烟气按照流动方向依次与炉膛埋管、过热器、锅筒间对流管柬、省煤器和空气预热器进行换热。水经过省煤器再进入锅筒,在上下锅筒间通过对流管束以及水冷壁循环流动,产生的蒸汽聚集在上锅筒上部,然后进入过热器再进入蒸汽输送管道。


    (2)压缩式制冷设备。压缩机是制冷循环的动力装置,利用压缩机增加系统内制冷剂的压力,使制冷剂在制冷系统内循环,达到制冷目的。其系统示意图及制冷过程压焓图如图8-7及图8-8所示,开始压缩机吸入蒸发制冷后的低温低压制冷剂气体,然后压缩成高温高压气体送冷凝器;高压高温气体经冷凝器冷却后使气体冷凝变为常温高压液体;当常温高压液体流入热力膨胀阀,经节流成低温低压的气液混合物,流入蒸发器,其中的液体蒸发从周围物体吸热,制取所需要的冷冻水,蒸发后的制冷剂又被压缩机吸入,重复下一个制冷循环,从而实现制冷的目的。

    压缩式制冷按照其压缩机设备主要有活塞式、螺杆式、离心式和回旋式等。其性能特点分别为:
    ①活塞式冷水机相对其他电驱动冷水机效率较低,能提供5~12℃的冷冻水。适用于负荷比较分散的建筑群以及制冷量小于580kW的中小型空调系统。
    ②螺杆式冷水机组单机制冷量较大,介于压缩式和离心式冷水机组之间,广泛适用于中小制冷量范围,其典型制冷量范围为700~1000kW。
    ③离心式冷水机组是大中型工程中应用最多的机型,尤其是单机制冷量在1000kW以上时,它具有比螺杆式更高的性能系数。
    压缩式制冷机可以在冬夏季通过换向阀切换来改变制冷剂流向。利用蒸发器制冷剂蒸发产生的冷量为制冷模式;而利用冷凝器冷剂蒸气冷凝排放热量则为供热模式,此时称之为热泵。
    (3)吸收式制冷设备。吸收式制冷主要分蒸汽型和直燃型,目前最常用到的吸收式制冷机组有:蒸汽型溴化锂双效吸收式冷水机组以及直燃型溴化锂双效吸收式冷(热)水机组。
    吸收式制冷中使用的制冷剂和吸收剂,被称之为“制冷工质对”。吸收剂对制冷剂有较强的吸收能力,吸收剂吸收了制冷剂气体后形成溶液。溶液加热又能放出制冷剂气体。
    最简单的单效吸收式制冷系统是由发生器、冷凝器、制冷节流阀、蒸发器、吸收器、溶液节流阀、溶液热交换器和溶液泵组成。整个系统包括两个回路:一个是制冷剂回路,一个是溶液回路,如图8-9所示,溶液回路由发生器、吸收器、溶液节流阀、溶液热交换器和溶液泵组成;制冷剂回路由冷凝器、制冷剂节流阀、蒸发器组成。


    溶液回路作用相当于压缩式制冷时的压缩机。在吸收式制冷中,吸收器好比压缩机的吸入侧;发生器好比压缩机的排出侧;对发生器内的溶液进行加热,提供提高制冷剂蒸汽压力的能量。在吸收器中,吸收剂吸收来自蒸发器的低压制冷剂气体,形成富含制冷剂的溶液,将该溶液用泵送到发生器,经过加热,溶液中的制冷剂重新蒸发出来,送人冷凝器。另一方面,发生后的溶液重新恢复到原来的成分,经冷却、节流后成为具有吸收能力的吸收液,进入吸收器,吸收来自蒸发器的低压制冷剂蒸汽。吸收过程中伴随释放吸收热,为了保证吸收的顺利进行,需要对吸收液进行冷却。
    吸收式制冷的特点是以热能为动力,还可以利用各种低品质热能和废汽、废热,如高于20kPa的饱和蒸汽、高于75℃的热水、地热水和太阳能等。
    2.冷热源的选择
    空调能耗中,冷热源设备能耗约占50%~60%,因而合理选择冷热源对建筑节能意义重大。冷热源的选择不仅要满足建筑负荷要求,而且还要考虑运行费用、工程所在地区的能源结构、价格、政策导向、环境保护以及城市规划等诸多问题。因此,冷热源的选择必须遵循安全性、经济性和适用性原则,通过综合经济技术比较来确定。
    (1)夏季供冷。对于只考虑夏季供冷的建筑,应选择冷水机机组或冰蓄冷系统作为空调冷源。
    ①蒸汽压缩式冷水机组能效比(EER)比吸收式冷水机组热力系数高,电力不紧张的地区可选用蒸汽压缩式冷水机组。
    ②对于电力供应紧张并实行峰谷电价措施的地区,应优先考虑可以利用夜间廉价的电力制冷进行储存以供白天使用的冰蓄冷技术,可以平衡电网用电峰谷差,节约运行成本。
    ③如果区域内有适宜的蒸汽或热水等热源或者有丰富的燃油燃气资源,可选用溴化锂吸收式冷水机组。
    (2)冬季供热。对于仅考虑冬季供暖而不需要考虑夏季供冷的建筑,条件允许的应优先选择常规的区域供热或集中式供热方式。   
    (3)夏季供冷加冬季供热。如果建筑物既要夏季供冷,又要冬季供热,则冷热源的组合方式有:
    ①如果能提供区域供热或集中供热,则考虑采用常规供热加电力驱动冷水机组的组合方式;如果没有区域或集中供热,则可采用燃油燃气热水锅炉加电力驱动冷水机组。
    ②对于电力供应紧张并实行峰谷电价的地区,优先考虑利用夜间廉价电力,采用冰蓄冷加电蓄热作为空调冷热源;如果当地有丰富的燃油燃气资源,可选择直燃型溴化锂吸收式冷水机组作为空调冷热源。
    ③热泵型冷热水机组在中央空调中应用较多,这种机组一机两用,夏季制冷,冬季供热。当气候适中,建筑物冷热负荷相差不大,并且地质、水源等条件允许时,可选择地源热泵作为冷热源。
    (4)冬季要求同时供热和供冷。冬季时对于面积较大的公共建筑,外区需要供热,而内区则有可能因为热损失少内部得热大而需要供冷,内外区冷热负荷正好相反,供冷供热需要同时进行。此时可选择水环热泵或模块式冷热水机组。

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发表于 2014-5-11 11:51:02 | 显示全部楼层
太阳能也应该算吧。
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发表于 2014-5-17 10:33:19 | 显示全部楼层
地热也应该算了,呵呵呵呵。
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