建筑冷热源素材(5).doc

卧式燃气热风机结构示意图
落地式燃油热风机

落地式燃油热风机结构示意图
9.4 燃油燃气冷热源的燃烧器
燃烧器是将燃油或燃气的化学能转变为热能的设备。
● 燃油燃烧器
由雾化器和调风器组成。通常与风机、油泵、控制器组装在一起。

压力式雾化燃油燃烧器

压力式雾化器

调风器工作原理图
● 燃气燃烧器

扩散式燃烧器

大气燃烧器结构示意图
● 双燃料燃烧器

双燃料燃烧器
9.5 电锅炉和电暖风机
● 电热作建筑热源的场合与方式
一般不宜直接用电热设备作建筑热源。
用加热电缆、电热膜对房间采暖
空调机中设电加热器，加热空气
电暖风机、电散热器等电热设备
电锅炉或电热水器
电热设备作建筑热源的场合：电力充裕，尤其在有水电的地区；无法使用燃煤、燃油的场所；电网峰谷差大，且实行峰谷差价的地区。

● 电锅炉与电热水器工作原理

电热管结构示意图
热水锅炉，蒸汽锅炉，导热油锅炉
高压电源（15kV），低压电源（600V以下）
电阻式，电极式，电磁感应式
立式，卧式，壁挂式
常压，真空，承压电热水锅炉
单功能，双功能和三功能电热水锅炉

● 电锅炉与电热水器

三功能电热水锅炉

三功能型电热水锅炉构造示意图
卧式电热水锅炉

卧式电热水锅炉的外形图
● 电暖风机
电暖机有即热型和蓄热型两类。

电热暖风机
电热管，翅片式电热管
PTC热敏电阻
电阻丝

第10章 可再生能源和余热利用
10.1 天 然 冷 源
从江、河、湖水中采集
冻冰丘
● 天然冰

天然冰作空调冷源的系统

天然冰作空调冷源的原理图
● 地下水
温度低的地下水可直接用空调的冷源。
温度稍高的地下水可作辐射供的冷源。
● 深湖水或水库水
10.2 地 热 水
● 我国的地热分布
我国地热水分布特征
区
域
地 区
1000m深
2000m深
3000m深
梯度
平均温度（℃）
最高温度
（℃）
平均温度（℃）
最高温度（℃）
平均温度（℃）
最高温度（℃）
（℃/100m）
中
国
东
部
地
区
松辽盆地
40～50
60～70
70～80
100～110
90～110
140～150
3.8
华北盆地
40～45
60～70
70～80
90～100
90～100
130～140
3.3～3.5
东南沿海
40～45
60～70
70～80
90～100
90～110
140～150
2.5～4.0
苏北盆地
40～45
40～60
60～70
90～100
90～100
120～130
2.6
洞庭盆地
40～45
60～80
70～80
100～110
90～100
140～150以上
2.85
鄱阳盆地
40～45
60～70
70～80
90～100
90～100
120～130
2.8
三水盆地
40～45
60～70
70～80
90～100
90～100
120～130
2.8
台湾地区
40～45
45～60
60～70
90～100
100～120
140～150
3.3

300

300以上

山区
25～40
50～60
40～60

1.5
中
国
中
部
地
区
海拉尔-二连盆地
35～45
50～60
60～70
80～90
90～100
130～140
3
鄂尔多斯盆地
35～40
50～60
60～70
80～90
90～100
120～130
2.88
汾渭盆地
40～45
60
70～80
90～100
90～100
130～140
3
四川盆地
35～45
50～60
60～70
90～100
90～100
120～130
2.45
南盘江盆地
40～45
50～60
60～70
80～90
90～100
120～130
2.5
百色盆地
40～45
50～60
60～70
80～90
90～100
110～120
2.73
兰州-西宁地区
35～40
40～50
60～70
80～90
90～100
120～130
2.7
昆明-六盘山地区
40～45
40～50
70～80
90～100
90～110
120～130
2.5～3.3
山区
25～30
40～50
40～50

1.5
中
国
西
部
地
区
藏滇地区
45～50
70～80
60～80
100～140
90～100
140～300
2.0～4.0
藏北盆地
35～40
50～60
60～80
90～100
80～100
120～130
2
柴达木盆地
35～45
50～60
50～70
80～100
80～100
130～140
2.73
河西走廊
35～40
50～60
50～70
70～80
70～80
100～110
2.0～2.5
塔里木盆地
35～40
40～50
50～60
60～70
70～80
90～100
1.76
准格尔盆地
30～40
40～45
50～60
70～80
70～80
90～100
2.01
山区
20～30

30～40

<50～60

1.5
● 地热在建筑中应用的原则
（1）利用后尽量回灌。
（2）尽量加大地热水利用的温差
（3）尾水回灌应防止对地下应用水源的污染。
10.3 太阳能及其集热器
● 太阳能利用方式与系统组成

● 太阳能集热器
太阳能集热器按所加热的热媒分有液体型和空气型。
平板式太阳能集热器

平板式太阳能集热器

平板式太阳能集热器的吸热板形式
真空管集热器

真空集热管
热管集热器

热管式太阳能集热器示意图
太阳能集热器外形

太阳能集热器外形图
10.4 太阳能集热器的特性及选用
● 热工特性

式中 ——集热器单位透光面积（相当于吸热板面积）获得的有用能量（传递给热媒的热量），W/m2；
 ——集热器透光盖板的透射率；
 ——吸热板的吸收率；
 ——投射到集热器上的太阳总辐射强度，W/m2；
 ——吸热板平均温度，℃；
 ——周围环境空气温度，℃；
   ——热损失系数，加热器盖板、外壳的对流、辐射、热损失折合到吸热板单位面积
和单位内外温差的热量，W/(m2·℃)。
用热媒平均温度取代上式中的后的公式

用热媒入口温度取代上式中的后的公式

式中称热转移系数。
集热器效率

式中为吸热板面积，m2；为集热器外形面积，m2。

典型的平板集热器效率曲线
● 投射到太阳能集热器上平均总辐射量

在水平面上月平均日辐射量，kJ/(m2·d)应为直接辐射和散射辐射之和。

式中K称透明系数；为大气层外水平面上月平均日辐射量，从《建筑冷热源》表10-2取值。

可从《建筑冷热源》表10-3中取值。

式中为集热器朝南的倾角。
投射到集热器表面上的月平均日辐射总量

式中为大地反射率。
● 集热器面积的估算
（1）计算采暖期建筑热负荷Q（kJ）。
（2）确定太阳能热源承担的比例R。
（3）选择太阳能集热器。
（4）计算太阳能集热器在采暖期中单位面积获得的热量(kJ/m2)

式中 ——集热器在采暖期中单位面积获得的有用热量，kJ/m2；
 ——i月份投射到太阳能集热器上平均日辐射总量，按式（10-11）计算，kJ/（m2·d）；
   ——i月份的天数，d；
  ——i月份平均集热器效率。
（5）计算太阳能集热器面积A（m2）。

10.5 余热和余热锅炉
● 余热的定义和形式
余热或称废热，是指生产过程产生的并排放到周围环境中去的热能。
余热形式：烟气，热风，废蒸汽，冷却水，废热水，废液，含有显热的产品、原料和废弃物。
● 冷却水和废液体余热
温度≤35℃，作热泵低位热源。
温度＞35℃，作热水供应的热源。
温度100℃左右，作吸收式制冷机或第二类吸收式热泵的热源。
● 废蒸汽余热
直接制热水，做采暖、热水供应、吸收式制冷机或第二类吸收式热泵的热源。
蒸汽中不含有腐蚀性物质时，可直接应用于吸收式制冷机。
● 热气体、烟气余热
作溴化锂吸收式冷热水机组的热源

用高温烟气或排气加热的发生器
利用余热锅炉制取蒸汽或热水

两种形式的余热锅炉示意图（注：右侧应为换热管束）

热管式余热锅炉示意图
第11章 冷热源的燃料系统和烟风系统
11.1 燃煤锅炉房的运煤系统
● 运煤系统的组成
运煤系统是指煤从煤场到炉前的运输系统。

供热燃煤锅炉房运煤系统示意图
● 煤的制备
煤的制备包括筛分、破碎、磁选和计量。
筛选设备——固定筛，滚动筛，振动筛。
磁选设备——悬挂式电磁分离器，电磁胶带除铁器。
破碎设备——颚式破碎机，双齿轮破碎机，锤式破碎机，反冲式破碎机。
● 运煤装置
电动葫芦吊煤斗

电动葫芦吊煤斗运煤装置
斗式提升机

垂直型单斗提升机
多斗提升机

D型多斗提升机
埋刮板输送机

埋刮板输送机示意图
胶带输送机

胶带运输机示意图
其他设备：煤场运煤设备，称量设备，给料设备等。
● 储煤场
储煤场面积（m2）

式中 ——锅炉房平均小时耗煤量，t/h；
   ——煤的储备天数，d，汽车进煤时，n取5～10d，火车进煤时，n取10～25d；
   ——锅炉房每天运行时数，h/d；
   ——考虑过道占用面积系数，一般取1.5～1.6；
  ——煤堆积角系数，一般取0.6～0.8；
  ——煤的堆积密度，t/m3，一般细粒煤，＝0.75～1.0t/m3;干无烟煤，＝0.8～0.95t/m3;褐煤，＝0.65～0.78t/m3;干块状泥煤，＝0.33～0.4t/m3；
   ——煤堆高度，m，人工堆煤,≤3m；移动式胶带输送机堆煤，≤5m;推煤机或履腹带式抓煤机堆煤，≤7m。
11.2 燃煤锅炉房的除灰渣系统
● 常见的除渣设备
螺旋除渣机

螺旋除渣机
刮板式除渣机

刮板式除渣机图
马丁除渣机

马丁式出渣机
重型框链除渣机

重型框链除渣机
● 灰渣场
灰渣场面积

式中 ——锅炉房的灰渣量，m3/h；
——灰渣堆高度，m，一般取5m；
——灰渣堆放天数，d，根据灰渣综合利用情况和运输条件确定，一般取10～30d;
   ——灰渣的堆角系数，一般取0.6～0.8；

式中 ——煤的收到基灰分，%；
——锅炉固体不完全燃烧热损失，%；
——煤的收到基低位发热量，kJ/kg；
  33913——灰渣中可燃物的发热量，kJ/kg；
  ——灰渣的堆积密度，t/m3，粒径<20mm的细碎灰渣，=0.9～1.1t/m3；粒径<40mm的中碎灰渣，=0.8～1.0t/m3；粒径<200mm的粗灰渣，=0.7～0.9t/m3。
灰斗容积（m3）

11.3 燃油冷热源的燃油供应系统
● 燃油系统流程

燃油系统流程图
● 轻油供应系统

轻柴油供应系统图
● 重油供应系统

重油供应系统
● 燃油系统的主要设备
储油罐
金属油罐和非金属油罐
地下油罐，半地下油罐，地上油罐
立式油罐，卧式油罐
圆柱形油罐，方形油罐，球形油罐

卧式储油罐
卸油装置—上卸系统和下卸系统
上卸系统

上卸系统
日用油箱

网状过滤器—粗、中、细过滤器
片状过滤器
轻油日用油箱外形图

卸油泵，输油泵，供油泵
齿轮泵，螺杆泵，离心泵，蒸汽往复泵

油泵

齿轮油泵

齿轮油泵示意图
螺杆油泵

单螺杆油泵结构图
重油加热装置
油泵热备用

油泵热备用安装系统图
输油管加热

蒸汽伴热管安装位置图
11.4 燃气冷热源的燃气供应系统
● 概述
城市燃气管网压力
中压A——0.4～0.2MPa
中压B——0.2～0.01MPa
低压——＜0.01MPa
机房进气压力pi(4Pa)

式中 ——燃烧器前压力，kPa；
   ——机房内管路阻力，kPa。
● 燃气进户调压系统
单路调压系统，多路调压系统
一级调压系统，二级调压系统
调压系统的功能：降低，稳压，净化和计量。

双路调压系统

燃气进户调压系统
燃气直接进户系统

燃气直接进户系统图
● 机房内燃气系统

设备房管路系统图
直接作用式调压器
间接作用式调压器
● 燃气调压器

直接作用式调压器

直接作用式调压器工作原理图
11.5 燃料型冷热源的烟风系统
● 什么是烟风系统
用于完成燃料在炉膛内燃烧过程中空气送入和烟气排出的通风过程的系统。
负压通风——只设引风机
正压通风——只设送风机
平衡通风——设置引风机和送风机

● 燃煤锅炉的烟风系统

燃煤锅炉烟风系统原理图
● 燃油、燃气冷热源的烟风系统

燃油、燃气冷热源的烟风系统原理图
● 烟囱

烟囱由密度差产生的压头（Pa）

式中 h——烟囱的高度，m；
g——重力加速度，9.81m/s2；
 ——室外空气的密度，kg/m3;
——烟气在标准状态下的密度，燃煤的烟气一般可取1.34kg/m3, 燃油燃气的烟气一般可取1.25kg/m3；
      ——烟囱内烟气的平均温度，K。
● 引风机所送风机
送风机的风量（m3/h）

式中 ——送风机的流量，m3/h;
    1.1——风机风量裕量；
   ——额定工况下燃料消耗量，kg/h;
——理论空气量，Nm3/kg;
——炉膛出口处的过量空气系数；
  ——炉膛漏风系数；
  ——空气预热器中空气漏入烟道的漏风系数，一般取0.05；
B——当地大气压力，kPa;
 ——风机入口空气的温度，K。
引风机的烟气流量(m3/h)

式中 ——引风机处的烟气流量，m3/h;
    ——燃料燃烧生成的烟气容积，Nm3/kg；
  ——排烟烟道的漏风系数，转烟道每10m取=0.05；钢板风道每10m取=0.01；旋风除尘器=0.05；电除尘器=0.1;
——引风机入口烟气温度，K；
送风机和引风机的风压(Pa）

式中 ——送风机或引风机的风压，Pa;
1.2——风压裕量；
——送风系统或排烟系统的总阻力，Pa;
T——空气或烟气的温度，K;
——送风机和引风机名义工况下的空气温度，送风机为20℃，引风机为200℃；
——烟气的密度>空气的密度，当风机用作引风机时，需对密度进行修正，可取0.965，对于送风机，因仍输送空气，取β=1；
第12章 冷热源的水、蒸汽系统
12.1 热水锅炉的水系统
● 热水锅炉房内水系统流程图

热水锅炉水系统图
● 防止因水泵突然停止运行产生事故的措施
（1）热水锅炉直接引入自来水。
（2）设由内燃机驱动的备用循环水泵。
（3）设备用电源。
● 补给水泵与水箱
补给水泵流量与系统可能的失水量有关。系统愈大，失水量愈大。
补给水泵扬程比补水点压力高30～50kPa。
补给水箱容积约为补给水泵运行30～60min的水量。
12.2 蒸汽锅炉的汽水系统
蒸汽锅炉房内的汽水系统由蒸汽系统、给水系统和排污系统组成。
● 蒸汽系统

蒸汽锅炉的蒸汽系统图
● 给水系统

蒸汽锅炉的给水系统原理图
凝结水泵：把凝结水（或与软化水）输送到除样水箱（经除氧器）。有1台泵备用。
给水泵：把除氧水箱的水输送到锅炉省煤器。有1台泵备用。
双母管给水系统

双母管给水系统
连续排污：从锅筒水面附近排污，又称表面排污
定期排污：从锅炉水循环回路底部排污
● 排污系统

排污系统原理图

锅炉排污系统原理图
排污膨胀器的二次蒸汽量（kg/s）

式中 ——锅炉排污水量，kg/s；
   ——锅炉饱和水的比焓，kJ/kg；
——膨胀器内压力下的饱和水比焓，kJ/kg；
 ——排污管内热损失，一般取0.98；
——膨胀器内压力下饱和水的汽化潜热，kJ/kg；
  ——二次蒸汽干度，一般取0.97。
排污膨胀器的容积（m3）

式中 ——膨胀器内蒸汽比容，m3/kg；
——容积富裕系数，一般取1.3～1.5;
  ——单位膨胀器容积蒸汽分离率，一般为0.08～0.28m3/（m3·s）。
12.3 蒸气压缩式冷水机组的汽冻水系统
● 冷冻水系统形式种类

● 负荷侧和冷源侧均为定流量的冷冻水系统

负荷侧和冷源侧均为定流量的冷冻水系统
当只有一台冷水机组时，根据给水温度调节冷量。
当有多台冷水机组时，根据负荷调节运行台数，当负荷减少相当于1台冷水机组冷量时，关闭1台机组及相应的水泵。
● 负荷侧变流量，冷源侧定流量的冷冻水系统

负荷侧变流量、冷源侧定流量的冷冻水系统
单级泵系统的调节
（1）根据分集水器间压差调节旁通流量，维持冷源侧定流量。
（2）各机组调节冷量，保持冷冻水给水温度恒定。
（3）控制冷水机组及相应水泵运行台数。控制方法有：回水温度控制；压缩机电机电流值控制；实测系统冷负荷控制。
双级泵系统的调节。
（1）二次泵根据供水管末端压差控制。
（2）冷水机组台数控制同单级泵控制。
● 负荷侧和冷源侧均为变流量的冷冻水系统

负荷侧和冷源侧均为变流量的冷冻水系统
系统特点
（1）水泵均为变速泵，台数机组数不一定相等。
（2）水泵流量与台数控制与冷水机组停开控制分开。
系统调节
（1）水泵的流量与台数根据供回水管末端压差进行控制。
（2）当冷水机组流量低于允许最小流量时，旁通管上电动阀调节旁通流量。
（3）冷水机组根据冷冻水给水温度进行调节，冷水机组运行台数根据负荷或压缩机电机电流值进行调节。
12.4 溴化锂吸收式机组的冷热媒系统
● 蒸汽型溴化锂吸收式制冷机的冷热媒系统

蒸汽型双效溴机的蒸汽和冷冻水系统
● 直燃型溴化锂吸收式冷热水机组的冷热水系统
供热、供冷交替型直燃机的冷热水系统

供冷、供热交替型直燃机冷热水系统原理图
同时供热、供冷型直燃机的冷热水系统

冷热水流量相同的直燃机冷热水系统

冷、热水泵分别设置的直燃机冷热水系统
12.5 热泵机组的冷热水机组
● 热泵与辅助热源联合运行模式分析
风冷热泵与辅助热源联合运行特性

模式（1）——热泵与辅助热源均单独运行
模式（2）——辅助热源补充热泵供热量不足
风冷热泵冷热水机组与辅助热源联合运行特性

● 热泵与辅助热源并联连接的冷热水系统

风冷热泵冷热水机组和辅助热源并联连接的冷热水系统
只能按模式（1）运行。
● 热泵与辅助热源串联连接的冷热水系统

153