建筑設備第七章

第7章熱源與冷源7.1熱源7.2冷源7.3冷熱源設備布置及實例2/6/20231建筑設備教材7.1熱源

7.1.1供熱鍋爐的構(gòu)造7.1.2鍋爐房及其附屬設備2/6/20232建筑設備教材7.1.1供熱鍋爐的構(gòu)造供熱鍋爐根據(jù)其所輸出工作介質(zhì)的不同分為蒸汽鍋爐、熱水鍋爐和導熱油鍋爐。鍋爐都是由鍋爐本體和輔助設備兩部分組成。如圖7-1所示為SHL型雙鍋筒橫置式水管鍋爐的基本構(gòu)造，主要有鍋體、爐體、輔助受熱面和儀表附件四部分組成。

2/6/20233建筑設備教材

圖7-1SHL型鍋爐構(gòu)造

1-上鍋筒；2-省煤器；3-對流管束；4-下鍋筒；5-空氣預熱器；6-下降管；7-后水冷壁下集箱；8-側(cè)水冷壁下集箱；9-后墻水冷壁；10-風倉；11-鏈條爐排；12-前水冷壁下集箱；13-加煤斗；14-爐膛；15-前墻水冷壁；16-二次風管；17-側(cè)墻水冷壁；18-蒸汽過熱器；19-煙窗及防渣管；20-側(cè)水冷壁上集箱2/6/20234建筑設備教材7.1.1供熱鍋爐的構(gòu)造1.鍋體鍋體就是鍋爐中承受高溫并將熱量傳遞給低溫工作介質(zhì)的受熱體，是承受內(nèi)部或外部作用壓力、構(gòu)成封閉系統(tǒng)的各種部件。組成：鍋殼、鍋筒(汽包)、水冷壁(輻射受熱面)、凝渣管、鍋爐管束、蒸汽過熱器、省煤器、集箱(聯(lián)箱)、下降管、汽水分離裝置、排污裝置、汽溫調(diào)節(jié)裝置等。圖7-1中所示SHL型鍋爐的鍋體其主要包括鍋筒、水冷壁、對流管束、下降管和集箱。

2/6/20235建筑設備教材2.爐體爐體就是鍋爐中將燃燒的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿娜紵O備，是構(gòu)成燃料燃燒場所的各組成部件。圖7-1中所示SHL型鍋爐的爐體，它包括：

(1)煤斗

(2)煤閘板

(3)爐排

(4)爐墻

(5)爐膛

(6)爐拱

(7)排渣板

(8)風倉7.1.1供熱鍋爐的構(gòu)造2/6/20236建筑設備教材3.附加受熱面

(1)蒸汽過熱器布置在爐膛出口后的對流受熱面，由蛇形鋼管和進出口集箱組成。(2)省煤器布置在尾部煙道內(nèi)的對流受熱面，一般由鋼管或鑄管及進出口集箱組成。(3)空氣預熱器工業(yè)鍋爐常用的是管式空氣預熱器，由上、中、下管板，管子及連接風罩組成。7.1.1供熱鍋爐的構(gòu)造2/6/20237建筑設備教材4.儀表附件(1)安全閥它是蒸汽鍋爐的三大安全附件之一。保證鍋爐的安全運行。(2)壓力表它是蒸汽鍋爐用來測量和顯示鍋爐汽水系統(tǒng)工作壓力的安全附件。(3)水位表它是蒸汽鍋爐用來顯示鍋筒水位的安全附件。(4)水位警報器它是一種當鍋內(nèi)水位達到最高或最低允許限度時能發(fā)出報警信號的裝置，常見的有浮球式和電接點式兩種。(5)其他閥門鍋爐除了配有上述一些主要附件外，另外還常設有主汽閥、給水閥、逆止閥、排污閥等閥門。7.1.1供熱鍋爐的構(gòu)造2/6/20238建筑設備教材7.1.2鍋爐房及其附屬設備

供熱鍋爐的鍋爐房一般由鍋爐間、輔助間和生活間三部分組成，如圖7-2所示。①鍋爐間，包括儀表控制室。②空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)輔助間，包括風機間、水處理間、水泵水箱間、除氧間、化驗問、檢修間、日用油箱間、材料庫、調(diào)壓間、貯藏問等。③生活間，包括辦公室、值班室、更衣室、倒班宿舍、浴室、廁所等。

2/6/20239建筑設備教材圖7-2鍋爐房構(gòu)造圖2/6/202310建筑設備教材

鍋爐房輔助系統(tǒng)的設備包括：（1）引、送風系統(tǒng)。所謂引、送風系統(tǒng)實際上就是鍋爐房引風系統(tǒng)和送風系統(tǒng)的合稱。作用是供給鍋爐燃料燃燒時所需要的大量空氣，并能順利排走燃料燃燒時所產(chǎn)生的大量有害煙氣。（2）

水、汽系統(tǒng)。由給水系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、凝水系統(tǒng)、排污系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)組成。作用是不斷向鍋爐供給符合質(zhì)量要求的水，將蒸汽或熱水分別送到各個熱用戶。

7.1.2鍋爐房及其附屬設備2/6/202311建筑設備教材（3）燃料系統(tǒng)①燃煤鍋爐。燃煤鍋爐的燃料系統(tǒng)即運煤、除灰系統(tǒng)，其組成主要有煤場、各類卸煤、堆煤、運煤、存煤、碎煤、計量等運煤設備以及灰渣場、渣斗、出渣機或低壓水力出灰渣系統(tǒng)等。②燃油鍋爐。燃油鍋爐的主要設備有貯油設備及污油處理池。③煤氣鍋爐。主要輔助設備有調(diào)壓設備、燃氣過濾器、燃氣排水器、燃氣計量設備等。④儀表附件及控制系統(tǒng)。其設備或裝置主要有各類測量儀表、各種顯示儀表、分析儀表、調(diào)節(jié)儀表、控制裝置和附件。

7.1.2鍋爐房及其附屬設備2/6/202312建筑設備教材7.2冷源

7.2.1制冷循環(huán)與制冷壓縮機

7.2.2制冷機組

7.2.3冷凍站的設計2/6/202313建筑設備教材

7.2.1制冷循環(huán)與制冷壓縮機

制冷循環(huán)的種類根據(jù)制冷原理的不同，將制冷循環(huán)分為壓縮式制冷循環(huán)和吸收式制冷循環(huán)。壓縮式制冷循環(huán)是利用液體汽化時吸收熱量的物理特性來制取冷量，其原理如圖7-3所示。吸收式制冷循環(huán)如圖7-4中所示，通過冷凝器低壓氨氣進入活塞式壓縮機，被壓縮為高壓過熱蒸氣，由排氣管排出。

2/6/202314建筑設備教材圖7-3典型壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)原理圖圖7-4蒸汽吸收式制冷裝置示意圖2/6/202315建筑設備教材2.制冷壓縮機制冷壓縮機的作用：是整個制冷系統(tǒng)的心臟，起到壓縮和輸送制冷劑的作用，使制冷循環(huán)得以周而復始地進行，與節(jié)流閥一道保證制冷劑在低壓下蒸發(fā)，在高壓下凝結(jié)。(1)活塞式制冷壓縮機活塞式制冷壓縮機的優(yōu)點：適應較廣闊的壓力范圍和制冷量要求。效率較高，造價低。技術(shù)上較為成熟，生產(chǎn)、使用上經(jīng)驗豐富?；钊街评鋲嚎s機的缺點：轉(zhuǎn)速提高受到限制。結(jié)構(gòu)復雜，易損件多，維修工作量大。

7.2.1制冷循環(huán)與制冷壓縮機2/6/202316建筑設備教材(2)回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機的特點為：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，易損件少，運行安全可靠，檢修時間長。氣體沒有脈動，運行平穩(wěn)，對基礎(chǔ)要求不高。壓縮機排氣溫度低，與油溫有關(guān)，應小于100度。對濕壓縮不敏感。容積效率較高，開在高壓縮比下工作。空調(diào)、低溫制冷系統(tǒng)均可用。制冷量可在10%-100%范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié)。缺點：單位軸功率制冷量比活塞式低。油處理設備復雜。每臺壓縮機均有固定的容積比，當實際工作時，條件不符合給定容積比時，將導致效率下降。噪音較大，需專門消音。

7.2.1制冷循環(huán)與制冷壓縮機2/6/202317建筑設備教材(3)離心式制冷壓縮機優(yōu)點是：制冷能力大；結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕；沒有磨損部件，因而工作可靠，維護費用低；運行平穩(wěn)，振動小，噪聲較低；能夠經(jīng)濟地進行無級調(diào)節(jié)；能夠合理的使用能源。缺點是：效率低于活塞式；轉(zhuǎn)速高，對材料的強度、零部件加工精度要求高，造價高；不適合小冷量場合（葉輪不可能做的太?。?；有喘振現(xiàn)象；轉(zhuǎn)速降低時，制冷量下降較大。

7.2.1制冷循環(huán)與制冷壓縮機2/6/202318建筑設備教材

7.2.2制冷機組

常用的制冷機組有活塞式冷水機組、離心式冷水機組、螺桿式冷水機組、溴化鋰吸收式制冷機組以及模塊化制冷機組。

1.活塞式冷水機組活塞式冷水機織由活塞式制冷壓縮機、干式蒸發(fā)器、臥式殼管式冷凝器、熱力膨脹閥等組成。如圖7-5所示，為活塞式冷水機組的外形結(jié)構(gòu)，整個設備用戶只需做基礎(chǔ)連接冷凍水管、冷卻水管及電機電源，即可進行設備調(diào)試。

2/6/202319建筑設備教材圖7-5活塞式冷水機組2/6/202320建筑設備教材

7.2.2制冷機組

2.離心式冷水機組離心式冷水機組由制冷壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器以及其它輔助設備、自動保護裝置等組成，其外形如圖7-6所示。按冷凝器冷凝方式分有水冷式和風冷式冷水機組；按制冷劑使用種類可分為Rll、R12、R22型冷水機組；按機組能量利用程度可分為單一制冷型、熱泵型、熱回收冷水機組等冷水機組。2/6/202321建筑設備教材圖7-6離心式冷水機外形圖2/6/202322建筑設備教材

7.2.2制冷機組

3.螺桿式冷水機組螺桿式冷水機組外形如圖7-7所示，主要由制冷壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、熱力膨脹閥、油分離器、自控設備等組成。由于螺桿式冷水機組運行穩(wěn)定，冷量可以無級調(diào)節(jié)，易損件少，在安裝時，可不裝地腳螺桂，直接安放在有足夠強度的地面上或樓板上，連接冷凍水管，冷卻水管以及電源，除特殊情況．只要加潤滑油，制冷劑抽真空就可按說明書要求現(xiàn)場調(diào)試。目前在空調(diào)系統(tǒng)中正被廣泛應用。2/6/202323建筑設備教材圖7-7螺桿式冷水機外形圖2/6/202324建筑設備教材7.2.2制冷機組4.氨-水吸收式制冷機組氨-水吸收式制冷機是以氨為制冷劑，水為吸收劑，通過氨液在低壓狀態(tài)下蒸發(fā)吸熱而進行制冷的。其工作原理、外形如圖7-8所示，一般氨-水制冷機組是由蒸發(fā)器、冷凝器、發(fā)生器（高低壓發(fā)生器）、吸收器、熱交換器、屏蔽泵等組成。2/6/202325建筑設備教材圖7-8氨-水制冷機組2/6/202326建筑設備教材7.2.2制冷機組5.模塊化制冷機組模塊化制冷機組按其制冷原理不同分為風冷和水冷兩種。模塊化冷水機組又稱積木式冷水機組，采用單元組合化設計，單元片并聯(lián)組合而成，每個單元片內(nèi)有兩個完全獨立的制冷系統(tǒng))，兩臺全封閉活塞式單速(雙速)電機，兩套冷凝器，兩蒸發(fā)器及控制器等組成，其外形如圖7-9所示。

2/6/202327建筑設備教材7.2.2制冷機組模塊化冷水機組的最大優(yōu)點:是調(diào)節(jié)性能好，傳熱效率高，占地面積小，啟動電流小、噪聲低，特別對于非滿負荷運行尤為適用。模塊化冷水機組的缺點:是蒸發(fā)器。冷凝器進出水環(huán)境無相應的啟閉裝置，對于大型空調(diào)建筑及區(qū)域性空調(diào)，模塊化冷水饑組處于劣勢。2/6/202328建筑設備教材圖7-9模塊化制冷機外形圖2/6/202329建筑設備教材

7.2.3冷凍站的設計設置制冷設備的房間一般稱為冷凍站或制冷機房。冷凍站（或制冷機房）一般設置在建筑物的地下室，但要處理好防振、隔聲和通風等問題。冷凍站（或制冷機房）應盡可能靠近冷負荷中心布置，如果是帶有裙房的高層建筑，制冷機房最好布置在裙房建筑的地下室，并且要作好消聲隔振，特別是水泵和冷凍、冷卻水管支吊架的減振問題。

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7.2.3冷凍站的設計冷凍站（或制冷機房）內(nèi)應設置送、排風設備，以便及時排除室內(nèi)余熱，補充新鮮空氣，使機房內(nèi)的溫度應＜35℃。機房應采取消聲措施，以防止機組的運行噪聲傳到空調(diào)房間或室外而影響周圍的環(huán)境。冷凍站（或制冷機房）、輔助設備間和水泵房采用壓光水泥地面，并有沖水的上下水設施，設備易漏水的地方，應設置地漏或排水明溝。對于中、小型建筑，空調(diào)系統(tǒng)的主要設備用房布置在底層，各層分設輔助設備用房，并設置相應的管道井和管溝。冷凍站（或制冷機房）包括與制冷機配套的冷凍、冷卻水泵的制冷機房面積，一般按每1.163MW冷負荷100m2估算。2/6/202331建筑設備教材7.3冷熱源設備布置及實例

7.3.1熱源設備布置及實例7.3.2冷源設備的布置2/6/202332建筑設備教材7.3.1熱源設備布置及實例

供熱鍋爐作為熱源既可以直接連接散熱器、地輻熱管道作為建筑物冬季采暖的熱源，也可以連接到空調(diào)機組，通過空調(diào)機組實現(xiàn)對建筑房間的冬季采暖、空調(diào)要求。鍋爐房平面布置圖見圖7-10。根據(jù)《鍋爐房設計規(guī)范》（GB50041—2008）規(guī)定，鍋爐供熱介質(zhì)的選擇，應根據(jù)供熱方式、介質(zhì)的需要和供熱系統(tǒng)等因素確定2/6/202333建筑設備教材圖7-10鍋爐房平面布置圖2/6/202334建筑設備教材7.3.2冷源設備的布置

在制冷系統(tǒng)以消耗少量的功由低溫熱源取熱，向需