(完整版)空調(diào)冷熱源

第五章空調(diào)冷熱源

第一節(jié)空調(diào)冷熱源的選擇一.冷熱源選擇的一般原則

空調(diào)系統(tǒng)人工冷熱源一般采用集中設置的冷（熱）水機組和供熱、換熱設備。其機型和設備的選擇須按安全性、經(jīng)濟性、先進性、適用性的原則，根據(jù)建筑物的空調(diào)規(guī)模、用途、冷熱負荷、所在地區(qū)的氣象條件、能源結(jié)構(gòu)、政策、價格及環(huán)保規(guī)定等情況，按下列要求通過綜合論證確定:1熱源應優(yōu)先采用城市、區(qū)域供熱或工廠余熱;2.具有城市燃氣供應的地區(qū)可采用燃氣鍋爐、燃氣熱水機組或燃氣吸收式冷(溫)水機組供冷、供熱;

優(yōu)點①利于環(huán)境質(zhì)量的改善；②解決燃氣季節(jié)調(diào)峰；③平衡電力負荷；④提高能源利用率。3.無上述熱源和氣源供應的地區(qū)，可采用燃煤鍋爐、燃油鍋爐供熱，電動壓縮式冷水機組或燃油吸收式冷(溫)水機組供冷、供熱；4.具有多種能源的地區(qū)的大型建筑，可采用復合能源供冷、供熱；25.夏熱冬冷地區(qū)，干旱缺水地區(qū)的中.小型建筑，可采用空氣源熱泵或地下埋管式地源熱泵冷（熱）水機組供冷、供熱；注:寒冷地區(qū)(黃河沿岸)使用空氣源熱泵時，一般需增設輔助加熱裝置，否則難以保證冬季要求。6.有天然水等資源可供利用時，可采用水源熱泵冷(熱)水機組供冷、供熱;7.全年進行空調(diào)，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時，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后，可采用水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)供冷、供熱;8.在執(zhí)行分時電價、峰谷電價差較大的地區(qū)，空調(diào)系統(tǒng)采用低谷電價時段蓄冷(熱)能明顯節(jié)省運行費時，可采用蓄冷（熱）系統(tǒng)。3二、幾種冷熱源組合方案根據(jù)國內(nèi)當前各城市供電、供熱、供氣的不同情況，空調(diào)冷熱源及設備的選擇可有以下幾種組合方案：①電制冷+城市或小區(qū)熱網(wǎng)（蒸汽、熱水）供熱；②電制冷+人工煤氣或天然氣供熱；③電制冷+燃油爐供熱；④電制冷+電熱水機（爐）供熱；⑤空氣源熱泵，水（地）源熱泵冷(熱)水機組供冷、供熱；⑥直燃式溴化鋰吸收式冷(溫)水機組供冷、供熱；⑦蒸汽(熱水)溴化鋰吸收式冷水機組供冷+城市或小區(qū)蒸汽（熱水）熱網(wǎng)供熱。4注:由于國內(nèi)各城市能源結(jié)構(gòu)、價格均不相同，經(jīng)濟實力也存在較大差異，還受環(huán)保、消防等多方面的制約，而且還在不斷地發(fā)生變化，所以針對某一工程選擇最優(yōu)的冷熱源組合方案，達到技術(shù)經(jīng)濟最佳是比較困難的。一般大中型工程項目的建設周期長達幾年，在這期間隨著能源市場的變化而更改原來的冷熱源方案也完全可能。因此在初步設計時，應對當?shù)氐哪茉醇敖?jīng)濟發(fā)展前景做充分的調(diào)查和考慮，以免由于將來再變更設計而帶來不必要的經(jīng)濟損失和麻煩。5第二節(jié)蒸汽壓縮式制冷一．蒸汽壓縮式制冷機組的類型渦旋式往復(活塞)式螺桿式離心式6二．活塞式壓縮機

優(yōu)點熱效率高，尤其在偏離設計工況時裝置系統(tǒng)相對簡單，材料和加工要求低技術(shù)成熟缺點本身結(jié)構(gòu)復雜制冷量較小，一般用于中(60～600kW)小(<60kW)型制冷機轉(zhuǎn)動時有振動，輸氣不連續(xù)，氣體壓力有波動7二．活塞式壓縮機

8全封閉活塞壓縮機9高速多缸活塞式冷水機組10三．螺桿式壓縮機1.螺桿式壓縮機的特點(與活塞式壓縮機比)：采用噴潤滑油或噴冷凝液冷卻，排氣溫度低(近似等溫壓縮)容積效率高單級壓縮比大(20：1)大中型機組，70～4600kW負荷調(diào)節(jié)能力強，10～100％11轉(zhuǎn)速高，零部件少易損零件少，維護容易運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動小，但噪聲大可承受少量液擊12三．螺桿式壓縮機

2.單螺桿壓縮機的工作原理星輪螺桿(轉(zhuǎn)子)進氣排氣13星輪(門轉(zhuǎn)子)螺桿滑閥排氣口進氣口電動機排氣端座軸承供油機件高效油分離器14三．螺桿式壓縮機3.雙螺桿壓縮機的工作原理陰轉(zhuǎn)子陽轉(zhuǎn)子進氣壓縮過程排氣進氣口排氣口15螺桿式冷水機組(1)16螺桿式冷水機組(2)17四．渦旋式壓縮機181．渦旋式壓縮機工作原理定子轉(zhuǎn)子192．渦旋式壓縮機特點制冷量為3～50kW，小型制冷機容積效率高低噪聲變速調(diào)節(jié)負荷(變頻調(diào)節(jié))或開關吸氣口調(diào)節(jié)20五．離心式壓縮機構(gòu)造：與離心式水泵相似21五．離心式壓縮機22離心式壓縮機組2324離心式制冷壓縮機的特點單機制冷量大，580～28,000kW尺寸小，占地面積為活塞機一半沒有易損部件，維護費用為活塞機的1/5轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，噪聲低導葉＋擴壓器寬度調(diào)節(jié)，可調(diào)節(jié)負荷30～100％可由蒸氣輪機或燃氣輪機直接驅(qū)動易于實現(xiàn)多級壓縮冷凝壓力偏低加工要求高25六.制冷機組類型風冷式(單冷/熱泵)冷風機房間空調(diào)器屋頂式冷風機VRV空調(diào)機組冷水機組水冷式(單冷/熱泵)冷水機組(冷熱水機組)冷風機261.空冷式空調(diào)器冷水機組272.變頻VRV空調(diào)機組VRV空調(diào)機組與CRV機組相比的特點：負荷變化時系統(tǒng)不停機，變頻改變轉(zhuǎn)速，減小ON/OFF損失，節(jié)能25％平均COP大幅度提高減小起動電流對電網(wǎng)的沖擊低頻起動，起動時間短，起動噪聲小風機、壓縮機均變頻，部分負荷時保證除濕能力熱泵系統(tǒng)冷熱均可達到最佳特性282.變頻VRV空調(diào)機組292.變頻VRV空調(diào)機組30312.變頻VRV空調(diào)機組變頻VRV空調(diào)機組的優(yōu)點高效、節(jié)能，蒸發(fā)溫度較高便于個別控制，負荷變化差別越大越有優(yōu)勢可同時供冷供熱，有效進行熱回收壓縮機容量可以減小結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省建筑空間322.變頻VRV空調(diào)機組變頻VRV空調(diào)存在的問題系統(tǒng)穩(wěn)定性問題制冷劑分配問題小負荷運行問題制冷劑泄漏問題333.風冷式熱泵(直接蒸發(fā)式)應用特點冷熱同源適用于冬季室外溫度適宜地區(qū)冬夏負荷匹配問題技術(shù)經(jīng)濟分析：與燃氣、電熱等比較3435節(jié)能：性能系數(shù)較高，節(jié)省運行費用25～50％；環(huán)保：廢除鍋爐房，不向室外排熱，不用地下水；可持續(xù)發(fā)展：熱量冬取夏蓄，利用可再生能源；冷暖兼用：均衡用電負荷，節(jié)省建筑空間；美觀：無室外機，不影響建筑外觀4.地源熱泵36采用深井水37采用地表水38采用土壤蓄熱394.地源熱泵404.地源熱泵41鉆孔4243山東建筑大學地源熱泵工程（2001）44國家體育場45464748第三節(jié)吸收式制冷按驅(qū)動熱源蒸汽型直燃型熱水型一.吸收式制冷的分類4950

按驅(qū)動熱源利用方式單效：驅(qū)動熱源被直接利用一次雙效或多效：驅(qū)動熱源被間接利用兩次或多次多級發(fā)生：驅(qū)動熱源在多個壓力不同的發(fā)生器內(nèi)依次被直接利用51二、吸收式制冷基本循環(huán)吸收式制冷循環(huán)存在一個制冷劑-吸收劑的工質(zhì)對。制冷劑沸點較低，吸收劑沸點較高，兩者組成溶液。通常使用的工質(zhì)對氨（制冷劑）-水（吸收劑），氨吸收式，溫度低于0度水（制冷劑）-溴化鋰（吸收劑），溴化鋰吸收式溫度高于0度

應用廣泛其它工質(zhì)對在研究之中52

三.溴化鋰吸收式制冷機的發(fā)展過程美國開利公司1945年試制出第一臺制冷量為532kw的單效溴化鋰吸收式制冷機。隨后又研制出了雙效機。目前生產(chǎn)溴冷機的公司有開利，約克，川恩和阿克拉等。日本1959年研制出了一臺698kw的單效溴化鋰吸收式制冷機。目前的主要生產(chǎn)廠家為荏原制造所，三洋，三菱，川崎和日立等公司。日本超過美國，成為研究與生產(chǎn)溴化鋰吸收式制冷機領先的國家53

我國，從60年代開始研究，70年代單效機開始應用于紡織工業(yè)。80年代雙效機開始應用,90年代出現(xiàn)了多種新的機型。目前國內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)有:荏原(煙臺).三洋(大連).遠大(長沙).開利(上海).雙良(江蘇).LS(青島)四.溴化鋰吸收式制冷機的發(fā)展契機80年代末期國家計委提出凡是有蒸汽等熱源的地方都要發(fā)展溴冷機。90年代我國在世界禁止使用氟利昂（CFC）生產(chǎn)與使用協(xié)議書上簽字54五、吸收式制冷的特點優(yōu)點節(jié)約電耗，可以利用低品位熱能運轉(zhuǎn)安靜20%~100%的范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié)制冷量，具有優(yōu)良的調(diào)節(jié)性能對外界條件變化的適應性強。加熱蒸汽壓力0.2~0.8MPa（表），冷卻水溫度20~35℃，冷水出水溫度5~15℃易于實現(xiàn)冷熱聯(lián)供55五、吸收式制冷的特點缺點溴化鋰溶液的腐蝕性強，所用材料要求具有較高的抗蝕性對氣密性要求高，微量空氣的進入都會影響機器性能56第四節(jié)制冷機房設計一.制冷機房的位置1.單獨設置2.建筑物的地下室3.高層建筑的設備層4.建筑物的屋頂二.蒸汽壓縮式水冷冷水機組的選型范圍57二.蒸汽壓縮式水冷式冷水機組選型范圍

單機名義工況制冷量（kW）冷水機組機型≤116往復式、渦旋式116～700往復式螺桿式700～1054螺桿式1054～1758螺桿式離心式≥1758離心式注：名義工況出水溫度7℃，冷卻水溫度30℃。58三.冷水機組的總裝機容量應以正確的負荷計算為準選定，不應再附加選型系數(shù)。關于裝機容量，1990年國家在編制《旅游旅館建筑熱工與空氣調(diào)節(jié)節(jié)能設計標準》時，曾有過詳細的調(diào)查、測試材料，表明制冷設備裝機容量普遍選大。造成大馬拉小車或制冷機閑置的情況，浪費了冷暖設備和變配電設備及大量資金。事隔10多年，對國內(nèi)空調(diào)工程的總結(jié)和運轉(zhuǎn)實踐說明，裝機容量偏大的現(xiàn)象雖有所好轉(zhuǎn)，但在一些工程中仍有存在，主要原因是：59①負荷計算方法不夠準確；②不切實際地套用負荷指標；③設備選型的附加系數(shù)過大。不附加設備選型系數(shù)的理由是：設備完善程度與以前完全不同，質(zhì)量大大提高，冷、熱損失極少，管道保溫材料性能好、構(gòu)造完善，冷、熱損失較少。上述情況是針對單幢建筑的系統(tǒng)而言，若對管線較長的小區(qū)管網(wǎng)應按具體情況確定。60四.冷水機組臺數(shù)的選擇冷水機組臺數(shù)的選擇應按工程大小、負荷運行規(guī)律而定，一般選用2~4臺，中小型2臺，較大型3臺，大型4臺。為考慮運轉(zhuǎn)的安全可靠性，小工程選用1臺時，應選擇多臺壓縮機分路聯(lián)控的機組。從便于維護管理的角度考慮，宜選用同類型同規(guī)格的機組。從節(jié)能角度考慮，可考慮選用不同類型不同容量機組搭配的方案。61第五節(jié)鍋爐房設計依據(jù)：a.鍋爐房設計規(guī)范

(GB50041－2008)

b.高層民用建筑設計防火規(guī)范

GB50045-95（2005年版）

c.建筑設計防火規(guī)范（GB50016--2006

）d.《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》e.《熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》62

一.鍋爐房位置的選擇

1、應靠近熱負荷比較集中的地區(qū)；

2、應便于引出管道，并使室外管道的布置在技術(shù)、經(jīng)濟上合理；

3、應便于燃料貯運和灰渣排除，并宜使人流和煤、灰車流分開；

4、應有利于自然通風和采光；

5、應位于地質(zhì)條件較好的地區(qū)；636、應有利于減少煙塵和有害氣體對居住區(qū)和主要環(huán)境保護區(qū)的影響。全年運行的鍋爐房宜位于居住區(qū)和主要環(huán)境保護區(qū)的全年最小頻率風向的上風側(cè)；季節(jié)性運行的鍋爐房宜位于該季節(jié)盛行風向的下風側(cè)；7、工廠燃煤的鍋爐房和煤氣發(fā)生站宜布置在同一區(qū)域；

8、應有利于凝結(jié)水的回收。64二.燃油.燃氣或電鍋爐房位置的選擇1.單獨設置2.建筑物的地下一.二層或一層3.高層建筑的設備層4.建筑物的屋頂6566燃油或燃氣鍋爐宜設置在民用建筑外的專用房間內(nèi)。當受條件限制需與民用建筑貼鄰布置時，應設置在耐火等級不低于二級的建筑內(nèi)，并應采用防火墻與建筑隔開，且不應貼鄰人員密集場所。當燃油或燃氣鍋爐受條件限制需布置在高層建筑中時，不應布置在人員密集場所的上一層、下一層或貼鄰，并應符合下列規(guī)定：67燃油和燃氣鍋爐房應布置在建筑物的首層或地下一層靠外墻部位，但常（負）壓燃油、燃氣鍋爐可設置在地下二層；當常（負）壓燃氣鍋爐房距安全出口的距離大于6.00m時，可設置在屋頂上。

采用相對密度（與空氣密度比值）大于等于0.75的可燃氣體作燃料的鍋爐，不得設置在建筑物的地下室或半地下室；