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浅谈建筑空调系统冷热源的选择近年来，在新兴的城市建筑中能耗低、智能化操作的集中空调系统备受青睐。
随着经济的发展，长江流域及南方地区对冷暖的要求日益增多，而供冷的覆盖地域也早已扩展至东北等高寒地带。
而我国空调制冷工业给广大使用者提供了广泛而多样化的产品选择机会。
具体到空调冷热源系统，各种形式的电制冷机组、热泵机组、蓄冷设备等，品种繁多，各有特色。
一、空调冷热源的作用建筑是人们生活和工作离不开的必要设施，与我们的生活息息相关。
人们利用建筑进行居住、娱乐、办公等社交活动，也对人起到了一定的保护作用。
空调是用来调节室内温度、改善生活状态的新型工艺，空调的出现与运用，给人们的生活带来了很多舒适与便利。
建筑与空调的结合，使人们在生活与工作的同时，能够随时调节室内的气温，提高人们的生活质量以及工作效率。
空调主要是利用冷热源的相互交替達到温度的调节功能。
空调使用温度的结节性强，冬季所需要的热源是通过锅炉、城市热网等供热系统进行补给；夏季所需的冷源是通过吸收周围环境中的热量从而转化为冷源的物理过程，物理过程的发生需要空调内部自带的制冷系统进行运作，从而消耗大量的能源。
二、冷热源形式特点分析根据上文所提到的冷源、热源的不同运作形式，我们将其总结为三点进行简单的分析与概括：1、从技术的角度分析。
冷源的制冷需要消耗大量的能源，考虑到这一点我们发现，电冷水机组在技术上比溴化锂吸收热量的制冷方式更具有优越性，方便后期的操作与养护；热源采用的是燃气锅炉为主要的热源供给，这种技术的运用也比较成熟。
2、从环境的角度分析。
考虑到空调在提供冷源与热源的同时对环境造成的影响，我们选择采用环保型的制冷剂，减少对环境的破坏。
所以，我们采用的是技术成熟的电制冷机组，这种制冷剂相对于传统的溴化锂制冷来说，更加安全，稳定，减少溴化锂对人体和环境带来的伤害；我们采用水源热泵利用抽送地下水的方式进行热源供给，对地下水造成了污染。
3、从实用性的方面分析。
绿色三星医院建筑空调冷热源选择影响空调冷热源方案决策的因素很多，要选择一个最优的设计方案，我们需要综合考虑各种因素的影响。
冷热源的选择依据不仅包括系统自身的要求，而且还涉及工程所在地区的能源结构、价格、政策导向、环境保护、城市规划、建筑物用途、规模、冷热负荷、初投资、运行费用以及消防、安全和维护管理等许多问题。
因此，这是一个技术、经济的综合比较过程，必须按安全性、可靠性、经济性、先进性、适用性的原则进行综合技术经济比较来确定。
同时本项目争创绿色三星级医院建筑，在进行冷热源选择时，首先需满足省公共建筑节能设计标注中对应甲类建筑用能要求，更应遵循绿建规范要求空调冷热源的具体形式很多，并且均有各自的特点。
经过分析，排除明显不合理的组合方案，得到总体上可行的空调冷热源方案如下：1.冷水机组供冷+余热（废热）或热网供热2.冷水机组供冷+天然气或人工煤气供热3.蒸汽（热水）溴化锂吸收式冷水机组供冷+燃煤锅炉供热4.水冷电动冷水机组供冷+燃煤锅炉供热5.水冷电动冷水机组供冷+燃油（气）锅炉供热6.水冷电动冷水机组供冷+电锅炉供热7.风冷电动冷水机组供冷+燃煤锅炉供热8.风冷电动冷水机组供冷+燃油（气）锅炉供热9.燃油（气）直燃式溴化锂吸收式冷热水机组供冷、供热10.燃油（气）直燃式溴化锂吸收式冷热水机组供冷+燃油（气）锅炉供热11.空气源/水源/地源热泵冷热水机组供冷、供热12.空气源/水源/地源热泵冷热水机组供冷+燃油（气）锅炉供热13.地源热泵/冷水机组/冰蓄冷供冷+地源热泵供热14.冷水机组/冰蓄冷供冷+热水机组供热15.、分布式热电冷联供技术（CCHP）、冷水机组供冷+CCHP供热其中几种设备的选型要求及特点分别为：1.热源应优先采用城市、区域供热或工厂余热，如无集中供热优先采用燃气、油锅炉2.有废热、余热可利用时，燃气供应充足，尤其是在实行分季计价而价格比较低廉的地区应优先选用溴化锂吸收式冷水机组作为冷源3.当地供电不紧张时，空调冷源应优先选用电力驱动的制冷机。
未经出版者预先书面许可，不得转载或用于其他任何以营利为目的的活动建筑冷热源素材电子版1前言建筑冷热源素材电子版（以下简称电子版）摘录了教材《建筑冷热源》（以下简称教材）中主要内容的梗概，以方便教师在制作讲课的课件时摘取教材中的素材。
电子版涵盖了教材第1章～第13章的主要内容，不包括第14章内容。
第14章供学生做课程设计或毕业设计时参考，教师在指导学生设计时可结合设计题择要讲授。
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为便于识别图中各组成部件，电子版中插图原标注的1、2、3……均用文字取代，但图中的英文标注仍保留。
图中的英文字母均为该部件英文名称的第一个或前两个字母。
例如图2-1中C为Condenser的第一个字母；CO为Compressor的前两个字母。
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因此，电子版中未给予注释。
限于作者的水平，电子版可能存在不尽人意的地方，敬请使用者提出宝贵意见，以便今后进一步完善。
未经出版者预先书面许可，不得转载或用于其他任何以营利为目的的活动陆亚俊23第1章 绪 论1.1 建筑与冷热源●保持建筑室内一定温、湿度的方法在一定温湿度条件下维持室内热量、湿量平衡，即可维持室内一定温度和湿度。
当室内有多余热量和湿量时，需把它移到室外；当室内有热量损失时，需补充热量。
建筑物热量和湿量传递过程建筑物夏季与冬季热量和湿量传递过程建筑有多余的热量和湿量，如何移到室外呢？利用低温介质通过换热器对空气冷却和去湿，从而通过低温介质将热量湿量移到室外。
低温介质—⎡⎢⎣地下水 天然冰 天然冷源人工制取低温介质 人工冷源建筑物夏季与冬季热量和湿量传递过程建筑有热量损失，如何向建筑补充热量呢？—— —— 、利用温度较高的介质通过换热器对室内空气进行加热。
制冷——就是使自然界的某物体或某空间达到低于周围环境温度，并使之维持这个温度。
人工制冷方法:（1）相变制冷（2）气化绝热膨胀制冷（3）温差电制冷蒸汽压缩式制冷的理论循环与理想制冷循环相比，有以下特点：（1）用膨胀阀代替膨胀机（2）用干压缩代替湿压缩. 用膨胀阀代替膨胀机优点:(1)简化制冷装置(2)调节、增加制冷剂流量.缺点:与理想制冷循环相比，有两部分损失：(1)损失了膨胀机的有用功(2)所能吸收的热量减少(节流损失):每公斤制冷剂所能吸收的热量减少.湿压缩有下列缺点：1、使压缩机吸入的制冷剂质量减少2、会造成冲缸现象如何实现干压缩:在蒸发器出口增设一个液体分离器.采用制冷剂液体过冷能增加制冷量，但并没有增加压缩机的耗功量，因此，液体过冷能增加循环的制冷系数.当然，再冷温度不可能低于冷却水进口温度。
所以再冷度因冷却水温度的限制而不可能太大，一般为5℃左右。
采用具有液体过冷的循环,在理论上总是有利的。
在实际应用中，如单独设置过冷器，则会增加投资费用和运行费用。
要通过技术经济分析才能判断。
一般过冷器应用于蒸发温度较低的大型制冷装置中.吸气过热对制冷循环的影响:提高压缩机的吸气过热度能增加制冷量，但是也增加了压缩机的耗功量. 若增加的冷量是在蒸发器内产生的，为有效制冷量。
如果是在吸气管中则为有害过热：循环的比功增大；单位制冷量没变；压缩机的排气温度增高；冷凝器的单位热负荷增大；压缩机进气比体积增大，则压缩容积需要增大，或对给定的压缩机，将意味着制冷量下降；循环的单位制冷量下降；制冷系数降低。
回热循环:不受冷却介质和被冷却介质温度的限制，可以获得较大的过冷度和过热度。
对制冷剂的要求：1、热力学的性质（1）蒸发压力和冷凝压力适中A）蒸发压力不低于大气压力（希望制冷剂是在大气压力下沸点较低的物质）B）常温下制冷剂的冷凝压力也不应过高，一般不要超过12~15bar C）冷凝和蒸发压力之比不要过大（增压比较小）（2）单位容积制冷能力要大：单位容积制冷能力越大，就可以减小压缩机的尺寸（3）临界温度要高，凝固温度要低（4）绝热指数要低一些：绝热指数越小，压缩机排气温度越低，增压比小。
建筑冷热源建筑的冷热源是指建筑物内部需要供应和排放的冷热量。
建筑冷热源的管理和调节是建筑节能效率的关键，它不仅影响着建筑物的舒适性，也直接影响建筑物的能耗和环保指标。
本文将介绍建筑的冷热源的种类、管理方法以及节能措施。
一、建筑冷热源的种类1. 冷源建筑物的冷源指的是用于操控室内温度，使得室内温度低于室外温度的设备或设施。
常用的冷源主要包括水冷机、空调、地源热泵等。
（1）水冷机水冷机是一种将水作为冷媒，依靠制冷系统采用压缩循环来制冷的设备。
水冷机的优势在于能够适用于不同类型的建筑和不同的使用场景，其制冷效率也比较高，且噪音低。
不过，水冷机的维护成本较高，需要经常清洗换热器等部件。
（2）空调空调是一种通过空气流通和降温来制造室内舒适环境的设备。
目前常见的空调系统有中央空调和分体空调。
中央空调是一种能够统一调节室内温度的空调系统，常用于大型商场、办公楼等场合；分体空调则是一种适用于小空间的空调系统，比较灵活和便捷。
无论是中央空调还是分体空调，其制冷效率与生产商的技术和设备品质有关。
（3）地源热泵地源热泵是利用地下的稳定温度来制冷或供热的设备。
地源热泵具有高效、省电、安全等优点。
但其需要地下地热条件较为适宜，所以适用范围有一定限制。
2. 热源建筑物的热源指的是用于操控室内温度，使得室内温度高于室外温度的设备或设施。
常用的热源主要包括太阳能水-heating、燃气锅炉、电锅炉等。
（1）太阳能水-heating太阳能水-heating 是一种利用太阳能采集热能，来加热饮用水或供暖的装置。
太阳能水-heating 适用于阳光较为充足的区域，比如南方比较适合使用太阳能水-heating。
（2）燃气锅炉燃气锅炉是一种通过燃烧天然气等燃料，来制造热水或蒸汽的设备。
燃气锅炉能够快速产生热量，而且供暖效果比较好，因此被普遍应用于城市供暖和家庭采暖。
（3）电锅炉电锅炉是一种通过电能转换为热能来进行制热的设备。
电锅炉的制热效果比较稳定，而且不会产生一些对人体有害的气体，因此在独立小区、大型商场等场所的热水供暖和空调方面得到广泛应用。
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。
117118压力式雾化燃油燃烧器()0.3 1.2MPa 0.30.6MPa ⎧⎧⎧⎪⎪⎨⎨⎪⎩⎪⎪⎪⎩⎨⎧⎧⎪⎪⎨⎪⎨⎩⎪⎪⎪⎩⎩::回油式压力式雾化器机械式简单式转板式雾化器雾化器油喷嘴蒸汽高压介质介质雾化式空气低压空气压力式雾化器⎧⎨⎩平流型调风器旋流型119调风器工作原理图● 燃气燃烧器⎧⎪⎨⎪⎩扩散式燃烧器按燃烧方式分类大气式完全预混式⎧⎪⎨⎪⎩引射式燃器器按空气供给方式分类自然引风式鼓风式扩散式燃烧器大气燃烧器结构示意图● 双燃料燃烧器120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。
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。
⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩电热在建筑中应用方式●电锅炉与电热水器工作原理⎧⎪⎨⎪⎩电阻式电能转变为热能的方式电极式电磁感应式电热管结构示意图●电锅炉与电热水器⎧⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎩电锅炉种类用加热电缆、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121122⎧⎪⎨⎪⎩加热空气的电热元件 电热管，翅片式电热管 PTC 热敏电阻电阻丝123第10章 可再生能源和余热利用10.1 天 然 冷 源● 天然冰⎧⎨⎩天然冰的获取方法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● 我国的地热分布从江、河、湖水中采集冻冰丘我国地热水分布特征●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。
12412510.3 太阳能及其集热器● 太阳能利用方式与系统组成⎧⎨⎩太阳房太阳能利用方式利用太阳能加热热媒⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩太阳能集热器太阳能蓄热器太阳能应用系统组成辅助热源热媒输配系统用热设备● 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126 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127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c c c c a ()()q I K t t τα=--式中 c q ——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/m 2；τ——集热器透光盖板的透射率； α——吸热板的吸收率；c I ——投射到集热器上的太阳总辐射强度，W/m 2； c t ——吸热板平均温度，℃； a t ——周围环境空气温度，℃；c K ——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/(m 2·℃)。
用热媒平均温度f t 取代上式中的c t 后的公式[]c c c f a ()()q F I K t t τα'=--用热媒入口温度f,i t 取代上式中的f t 后的公式c R c c f,i a ()()q F I K t t τα⎡⎤=--⎣⎦式中R F 称热转移系数。
集热器效率c η=实际获得的有用能量集热器总面积照射到的太阳能128f,ia a c a c Rcc c c c ()t t A q A F K A I A I ητα-⎛⎫⎡⎤==- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦式中a A 为吸热板面积，m 2；c A 为集热器外形面积，m 2。
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⎧⎪⎨⎪⎩直接辐射平均总辐射量散射辐射大地反射辐射在水平面上月平均日辐射量h,d I ，kJ/(m 2·d)应为直接辐射h,d B 和散射辐射h,d D 之和。
23h,d h,d (1.39 3.909 5.21 2.842)D K K K I =-+-h,d o,h /K =I I式中K 称透明系数；o,h I 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。
b h,dR B =集热器表面直接辐射直接辐射的月平均倾角系数b R 可从《建筑冷热源》表10-3中取值。
2d h,d cos 2y R D ⎛⎫=⎪⎝⎭集热器表面散射辐射散射辐射月平均倾角系数2r sin 2R γ⎛⎫=⎪⎝⎭集热面表面大地反射辐射大地反射辐射月平均倾角系数大地反射辐射129式中γ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c,d b h,d d h,d r h,d I R B R D R I ρ=++式中ρ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u Q (kJ/m 2)u c,d,c,1ni i i i Q D I η==∑式中 u Q ——集热器在采暖期中单位面积获得的有用热量，kJ/m 2；c,d,i I ——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/（m 2·d ）；i D ——i 月份的天数，d ；c,i η——i 月份平均集热器效率。
（5）计算太阳能集热器面积A （m 2）。
c u /A RQ Q =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130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131132 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133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c A （m 2）c c c c cM kn A h τϕρ=&式中 cM &——锅炉房平均小时耗煤量，t/h ； n ——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 ；τ——锅炉房每天运行时数，h/d ；k ——考虑过道占用面积系数，一般取1.5～1.6； c ϕ——煤堆积角系数，一般取0.6～0.8；c ρ——煤的堆积密度，t/m 3，一般细粒煤，c ρ＝0.75～1.0t/m 3;干无烟煤，c ρ＝0.8～0.95t/m 3;褐煤，c ρ＝0.65～0.78t/m 3;干块状泥煤，c ρ＝0.33～1340.4t/m 3；c h ——煤堆高度，m ，人工堆煤,c h ≤3m ；移动式胶带输送机堆煤，c h ≤5m;推煤机或履腹带式抓煤机堆煤，c h ≤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135重型框链除渣机重型框链除渣机● 灰渣场灰渣场面积2s (m )As s s sV kn A h τϕ=&式中 sV &——锅炉房的灰渣量，m 3/h ； s h ——灰渣堆高度，m ，一般取5m ；n ——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;s ϕ——灰渣的堆角系数，一般取0.6～0.8；4net,v,ar ars c s110010033913q Q A V M ρ⎛⎫=+⎪⨯⎝⎭&& 式中ar100A ——煤的收到基灰分，%； 4100q ——锅炉固体不完全燃烧热损失，%； net,v,ar Q ——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 ；s ρ——灰渣的堆积密度，t/m 3，粒径<20mm 的细碎灰渣，s ρ=0.9～1.1t/m 3；粒径<40mm 的中碎灰渣，s ρ=0.8～1.0t/m 3；粒径<200mm 的粗灰渣，s ρ=0.7～0.9t/m 3。
灰斗容积s V （m 3）s s s /V V n τϕ=&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136137储油罐⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩种类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138轻油日用油箱外形图⎧⎨⎩燃油过滤器油泵⎧⎨⎩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网状过滤器—粗、中、细过滤器片状过滤器 卸油泵，输油泵，供油泵齿轮泵，螺杆泵，离心泵，蒸汽往复泵139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p i (4Pa)b i p p p =+∆式中 b p ——燃烧器前压力，kPa ；p ∆——机房内管路阻力，kPa 。
