空調(diào)熱源課件

空調(diào)熱源熱能1205班嚴俅目錄空調(diào)用熱源設備熱源設備的性能指標熱源選擇的一般規(guī)定二、空調(diào)用熱源設備

1.燃油鍋爐鍋爐是一種常見的熱源設備，按照燃料的不同可以分為燃油鍋爐、燃氣鍋爐、燃煤鍋爐和電鍋爐;按照生產(chǎn)介質(zhì)可以分為熱水鍋爐和蒸汽鍋爐;按照生產(chǎn)熱源介質(zhì)可以分為常壓鍋爐和承壓鍋爐。主要優(yōu)點為:1)結構緊湊，體積較小;2)燃燒效率高，污染較輕。主要缺點為:1)燃油價格昂貴，運行費用高；2)需設置儲油設備，增加投資成本。

4.電熱鍋爐電熱鍋爐的特點為:1)控制精度高，使用壽命和可靠性高;2)無噪聲，結構簡單，無運動部件，運行安全可靠；3)體積小，質(zhì)量輕，安裝方便，操作簡單;4)電能是高品位優(yōu)質(zhì)能源，從能源利用的角度來看，是一種優(yōu)質(zhì)低用的方式，綜合能源利用效率差。5.溴化鋰冷熱水機組6.空氣源熱泵7.水源熱泵8.地源熱泵5.空氣源熱泵空氣源熱泵是一種利用環(huán)境空氣夏季冷卻冷凝器、冬季作為蒸發(fā)器供熱的空調(diào)供熱、供冷兩用設備，它的基本流程就是由常規(guī)風冷制冷機加上四通閥作為制冷劑流程轉(zhuǎn)換和控制實現(xiàn)冷凝器和蒸發(fā)器的互換?？諝庠礋岜玫男阅芴攸c如下:1)空氣是熱泵機組取之不盡，隨時可利用的冷源(供冷時)與熱源(供暖時)。由于其比熱容小以及室外側蒸發(fā)器的傳熱溫差小(蒸發(fā)溫度與空氣進風溫度差為10℃左右)，故所需風量較大，機組體積較大。2)熱泵機組供熱時，空氣流經(jīng)蒸發(fā)器表面被冷卻，隨著室外空氣溫度的降低，在蒸發(fā)器表面會產(chǎn)生凝露甚至結霜。微量凝露雖可增強傳熱，但空氣的阻力損失增大。隨著霜層增厚，熱阻和對空氣的阻力均增大，因而需要除霜;3)隨著室外空氣溫度的降低，熱泵的效率降低。熱泵雖然在室外空氣溫度低到-10℃(乃至-15℃)以下仍可運行，但此時制熱系數(shù)將有很大降低?？諝庠礋岜玫闹饕秉c為:1)對冬季室外相對濕度較高且室外氣溫較低的地區(qū)，結霜較為頻繁，影響供暖效果;2)機組多安裝在屋頂，噪聲較大，需合理控制，避免影響周圍居民;3)室外空氣的狀態(tài)參數(shù)隨地區(qū)和季節(jié)的不同而變化，對熱泵的容量和制熱COP影響很大。地下水水熱泵系統(tǒng)原理示意圖水源熱泵的主要優(yōu)點為:1)高效節(jié)能—水源熱泵機組可利用的水體溫度冬季為12-22℃，水體溫度比環(huán)境空氣溫度高，所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高，能效比也提高。而夏季水體為18-35℃，水體溫度比環(huán)境空氣溫度低，所以制冷的冷凝溫度降低，使得冷卻效果好于風冷式和冷卻塔式，機組效率比空氣源熱泵有顯著提高。2)環(huán)保效益和經(jīng)濟效益顯著—水源熱泵是利用了地表水作為冷熱源，進行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。供熱時省去了燃煤、燃氣、燃油等鍋爐房系統(tǒng)，沒有燃燒過程，避免了排煙污染;供冷時省去了冷卻水塔，避免了冷卻塔的噪音及霉菌污染。不產(chǎn)生任何廢渣、廢水、廢氣和煙塵，使環(huán)境更優(yōu)美，是一種理想的綠色技術。3)運行穩(wěn)定可靠—水體溫度一年四季相對穩(wěn)定，其波動的范圍遠遠小于空氣的變動。是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源，水體溫度較恒定的特性，使得熱泵機組運行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟性。不存在風冷熱泵冬季除霜的難題。4)一機多用，應用范圍廣—水源熱泵系統(tǒng)可供暖、供冷，一機多用，一套系統(tǒng)可以替代原來的鍋爐加冷水機組的兩套裝置或系統(tǒng)。5)自動運行—水源熱泵由于工況穩(wěn)定，所以系統(tǒng)簡單，部件較少，機組運行簡單可靠，維護費用低，自動控制程度高。6)設計簡單，安裝容易—只要布置好機組、計算和布置水循環(huán)系統(tǒng)、簡單的風管設計和自控設計即可，故設計簡單，設計周期較短;安裝工作比其他集中式空調(diào)系統(tǒng)少，安裝周期短。7)可靈活調(diào)節(jié)、應用—每一臺熱泵在任何時間可以選擇供冷或供熱，能靈活地滿足建筑物各個區(qū)的需要，并隨時可以更改用途，且計量收費方便。水源熱泵在某些方面應用會受到限制:

1)可利用的水源條件限制—水源熱泵理論上可以利用一切水資源，其實在實際工程中，不同的水資源利用的成本差異是相當大的。所以在不同的地區(qū)是否有合適的水源成為水源熱泵應用的一個關鍵。

2)水層的地理結構的限制—對于從地下抽水回灌的使用，必須考慮到使用地的地質(zhì)結構，確?？梢栽诮?jīng)濟條件下打井找到合適的水源，同時還應當考慮當?shù)氐刭|(zhì)和土壤的條件，保證用后尾水的回灌可以實現(xiàn);

3)投資的經(jīng)濟性—由于受到不同地區(qū)、不同用戶及國家能源政策、燃料價格的影響，水源的基本條件的不同，一次性投資及運行費用會隨著用戶的不同而有所不同。雖然總體來說，水源熱泵的運行效率較高、費用較低，但與傳統(tǒng)的空調(diào)制冷取暖方式相比，在不同地區(qū)不同需求的條件下，水源熱泵的投資經(jīng)濟性會有所不同。7.地源熱泵機組地源熱泵機組也是一種冷熱同源的空調(diào)主機.地源熱泵是以土壤為冷熱源，水為載體，在封閉環(huán)路(地下埋管換熱器系統(tǒng))進行熱交換的熱泵。地源熱泵(groundssourceheatpump，簡稱GSHP)是一種通過輸入少量高品位能源，實現(xiàn)低品位的地能(土壤)向高品位熱能轉(zhuǎn)移的熱泵空調(diào)系統(tǒng)。它與其他熱泵的不同之處在于其冷凝器是通過防凍劑與地能進行換熱的。利用“泵”的功能，冬天將地熱“取”進建筑物，夏天將建筑物產(chǎn)生的廢熱“送”回地下。這種系統(tǒng)不但提高了效率，更提供了一種新的能源形式的利用(地能)，既開了源，又節(jié)了流。與空氣源熱泵相比，土壤作為熱泵機組的熱源有著很多優(yōu)點:1)土壤的溫度波動小，一般認為，5m以下的土壤溫度是不隨大氣變化而變化的，全年保持恒定溫度。因此其溫度在夏季低于大氣溫度，冬季高于大氣溫度，理論上可以大大提高機組的效率;2)土壤有一定的蓄熱性。夏季釋放的熱量可以冬季取出用，并可反復進行。研究表明越是長期運行，此效果越是明顯;3)空氣源熱泵有冬季結霜的問題，地源熱泵不存在這個問題;4)地下?lián)Q熱管路采用高密度聚乙烯塑料管，壽命>50年，且一機多用，應用范圍大，無須室外管網(wǎng)，特別適合低密度的別墅區(qū)使用。從應用的實際情況來看，土壤源也存在一些缺點:1)地下?lián)Q熱器換熱量隨土壤物性參數(shù)的不同有很大變化，不易準確把握。另外土壤的換熱量也較小，約在20--80W/m(垂直埋管)和15-30W/m(水平埋管)，因而所需換熱管的面積比較大；2)長時間運行時，機組運行工況會隨土壤溫度變化而波動;3)土壤對金屬(埋地盤管)會有一定的腐蝕；4)地埋管系統(tǒng)維修困難，施工難度大。盡管土壤源熱泵還存在上述不足，但總的來說是一項節(jié)能的技術.隨著其工程開發(fā)應用的不斷完善，針對我國的具體情況，在合適的地區(qū)應用地源熱泵，還是有很大的前景和市場的。2.IPLVIPLV的含義為了評價制冷機在部分負荷下的綜合性能，美國空調(diào)制冷學會(ARI)對大量冷機的運行進行了調(diào)查統(tǒng)計，在AR1550/590標準里提出了綜合部分負荷值IPLV(IntegratedPart-LoadValue)的概念。在ARI550/590-98標準里，部分負荷綜合值IPLV的表達式如下:

IPLV=0.01A+0.42B+0.45C+0.12D式中A—100%負荷率時單位冷量機組的能耗;B—75%負荷率時單位冷量機組的能耗;C—50%負荷率時單位冷量機組的能耗;D—25%負荷率時單位冷量機組的能耗。我國建筑節(jié)能規(guī)范GB50189一2005《公共建筑節(jié)能設計標準》中也參ARI550/590，提出了基于我國氣候條件的水冷式電動蒸汽壓縮循環(huán)冷水(熱泵)機組的綜合部分負荷系數(shù)IPLV的計算公式。

IPLV=2.3%A+41.5%B+46.1%C+10.1%D式中A,B,C,D的含義與ARI標準中一致。A,B,C,D前的權重系數(shù)，是取我國典型公共建筑模型，計算出我國19個城市氣候條件下，典型建筑的空調(diào)系統(tǒng)供冷負荷以及各負荷段的機組運行小時數(shù)，參照ARI550/590-1998《采用蒸汽壓縮循環(huán)的冷水機組》標準中IPLV系數(shù)的計算方法，對我國4個氣候區(qū)分別統(tǒng)計平均，得到全國統(tǒng)一的IPLV系數(shù)值。說明：（1）IPLV的定義是針對單臺主機運行工況定義的。也就是說IPLV提供了一個計算單臺冷水機組全年在全部負荷范圍內(nèi)按特定負荷特性運行的平均能耗水平的方法，藉此可以用一個統(tǒng)一的標準來評估不同冷水機組不僅僅是在滿負荷下，而是在其全年全部負荷范圍內(nèi)的能效水平。IPLV值越大，說明機組的能耗越小。四、冷熱源選擇的一般規(guī)定《民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》GB50736-20128.1一般規(guī)定

8.1.1空氣調(diào)節(jié)冷熱源應根據(jù)建筑物空氣調(diào)節(jié)規(guī)模、用途、建設地點的能源條件、結構、價格，以及國家節(jié)能減排和環(huán)保政策的相關規(guī)定等，按下列要求通過綜合論證確定：1有可供利用的廢熱或工廠余熱的區(qū)域，熱源應優(yōu)先采用廢熱或工廠余熱。當廢熱或工廠余熱的溫度較高、經(jīng)技術經(jīng)濟論證合理時，冷源宜采用吸收式冷水機組；2在經(jīng)濟技術合理的情況下，冷、熱源宜優(yōu)先利用淺層地能、太陽能、風能等可再生能源。當采用可再生能源受到氣候等原因的限制無法時刻保證時，應設置輔助冷、熱源；3不具備上述1、2條的條件，但有城市或區(qū)域熱網(wǎng)的地區(qū)，集中式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的供熱熱源宜優(yōu)先采用城市或區(qū)域熱網(wǎng)，但符合8.1.4條的情況除外；4不具備上述1、2條的條件，但城市電網(wǎng)夏季供電充足、且全年供冷運行時間達到3個月（供冷運行季節(jié)時間，非累積小時）以上的地區(qū)，空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的冷源宜采用電動壓縮式冷水機組；5不具備上述條件，但城市燃氣供應充足的地區(qū)，宜采用燃氣鍋爐、燃氣熱水機供熱或燃氣吸收式冷(溫)水機組供冷、供熱；6不具備上述條件的地區(qū)，可采用燃煤鍋爐、燃油鍋爐供熱，蒸汽吸收式冷水機組或燃油吸收式冷(溫)水機組供冷、供熱；7具有上述多種能源的地區(qū)，可采用復合式能源供冷、供熱；8室外空氣夏季設計狀態(tài)點的露點溫度低于14℃的氣候地區(qū)，應優(yōu)先采用間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)來提供空調(diào)系統(tǒng)的冷源；但水資源嚴重短缺、或當?shù)卣魑囊?guī)定不允許采用生活給水用于空調(diào)系統(tǒng)時，不應采用蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)；9天然氣供應充足的地區(qū)，當建筑的電力負荷、熱負荷和冷負荷能較好匹配，能充分發(fā)揮熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的能源綜合利用效率并經(jīng)濟技術比較合理時，應優(yōu)先采用分布式熱電冷聯(lián)供技術；10全年進行空氣調(diào)節(jié)，且各房間或區(qū)域負荷特性相差較大，需要長時間向建筑物同時供熱和供冷并技術經(jīng)濟比較合理時，宜采用水環(huán)熱泵空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)供冷、供熱；11在執(zhí)行分時電價、峰谷電價差較大的地區(qū)，經(jīng)技術經(jīng)濟分析，采用低谷電價能夠明顯起到對電網(wǎng)“削峰填谷”和節(jié)省運行費用時，可采用蓄冷系統(tǒng)供冷。8.1.2除符合下列情況之一外，不得采用電能直接作為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主要供熱熱源和空氣加濕的熱源：1電力充足、供電政策支持和電價優(yōu)惠地區(qū)的建筑；2以供冷為主，采暖負荷非常小、且無法利用熱泵或其它方式提供熱源的建筑；3無集中供熱與燃氣源，采用煤、油等燃料受到環(huán)?；蛳绹栏裣拗频慕ㄖ?；4冬季電力供應充足、夜間可利用低谷電能進行蓄熱、且電鍋爐不在用電高峰和平段時間啟用的建筑；5利用可再生能源發(fā)電、且其發(fā)電量能夠滿足直接電熱用量需求的建筑；6符合8.1.4條規(guī)定的建筑中，內(nèi)、外區(qū)合一的變風量系統(tǒng)中需要對局部外區(qū)進行加熱的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)；或者盡管設置有集中熱源，但建筑的某個局部區(qū)域或房間采用集中熱源會導致系統(tǒng)復雜、經(jīng)濟技術效益明顯降低時；7冬季無加濕用蒸汽源、且冬季室內(nèi)相對濕度的要求較高時。8.1.3公共建筑群中，需要設置集中空調(diào)系統(tǒng)的建筑，其容積率達到2.0以上時，具備下列條件并經(jīng)過技術經(jīng)濟比較合理時，可采用區(qū)域供冷系統(tǒng)：1用戶空調(diào)負荷及其特性明確；2該區(qū)域的空調(diào)建筑全年供冷時間長、且需求一致；3具備規(guī)劃建設區(qū)域供冷站及管網(wǎng)的條件。8.1.4符合下列情況之一時，宜采用分散設置的直接膨脹式風冷、水冷式或蒸發(fā)冷卻式空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)：1采用集中供冷，供熱系統(tǒng)不經(jīng)濟的建筑；2需設空氣調(diào)節(jié)的房間布置過于分散的建筑；3設有集中供冷、供熱系統(tǒng)的建筑中，使用時間和要求不同的少數(shù)房