第八章热源及冷源课件

第八章热源及冷源工程造价3班小组成员：张静张艺莲陈由超陈斯魏明丽目录

绪论第一节：热源及冷源概述第二节：锅炉房系统的组成第三节：换热站及热力管网第四节：制冷循环原理第五节：制冷机及制冷机房绪论1.暖通空调系统组成：冷热源、供冷与供热管网、暖通空调终端系统2.冷量供应或热量供应一般是通过中间载体实现的，中间载体称为“冷媒”或“热媒”。常见的冷媒：制冷剂（氨、氟利昂等）、水（冷水）、盐水（氯化钠等）常见的热媒：水（热水或蒸气）、煤

3.生产冷媒的设备称作冷源设备（或制冷设备），是空调系统的核心设备；生产热媒的设备称作热源设备，是供热系统的核心设备。第一节热源及冷源概述一。热源1.定义：暖通空调系统来源2.主要能量:石化燃料.（煤、木材、地热，核能）3.常见热源:锅炉自然热源余热利用1.锅炉热源（1）.局部锅炉房(分散供热锅炉房)向一个或几个建筑供热.特点：多为小型锅炉，热效率低，排放有害物质多新型:燃油燃气小型锅炉优点：燃烧效率高，燃烧过程清洁。热源（2）.区域锅炉房（集中供热）为某些区域提供热量。特点：效率高，节能环保（3）.热电厂锅炉产生的蒸汽即用来发电也用来供热的电厂特点：热效率高（90%以上）节省燃料、排放有害物少

热源2.自然资源及余热利用自然资源：太阳能，地热能余热利用：对废水废气中的余热进行回收利用（热泵）。热泵，详见本章最后一节热源冷源冷源-空调系统冷量的来源分类天然冷源：温度低于环境温度的天然物质（深井水、天然冰）特点：节能，造价低，不是任何地方都能应用。人工冷源：制冷机组制备低温冷水，像空调系统提供冷量。三。冷热源组合方式1.电动冷水机组供冷、锅炉加热2.溴化锂吸收式冷水机组供冷、锅炉加热3.电动冷水机组供冷、热电厂加热4.溴化锂吸收式冷水机组供冷、锅炉加热5.直燃型溴化锂吸收式冷热水机组6.空气源热泵冷热水机组作中央空调的冷热源7.天然冷热源冷源冷源6.四。暖通空调系统冷、热源选择原则一个统一、两个选择、三个原则一个统一：用户利益与社会、国家利益统一两个选择：能源形式的选择设备类型的选择三个原则:合理利用能源资源的原则减少对环境的影响的原则技术经济合理可行的原则第二节锅炉房系统的组成第二节锅炉房系统的组成一。锅炉基本知识1.定义：锅炉是一种能量转换设备任务：燃料（煤、油、天然气等）的化学能转化为热能2.分类1．根据用途的不同分为：电站锅炉——在火电厂，蒸汽驱动汽轮机组发电工业锅炉——用于工业及采暖动力锅炉——驱动蒸汽动力装置2．按载热工质的不同分为：蒸汽锅炉、热水锅炉3．按能源分为：燃煤锅炉燃油锅炉燃气锅炉废热锅炉太阳能锅炉4．按燃烧方式分；5．按出口介质压力分；6．按锅炉容量大小分；7．按介质流动方式分；8．按组装方式分；9．按换热方式分……什么是锅炉锅炉是能量转换装置，它是把燃料的化学能转化为热能，进而将热能传递给水，以产生热水或蒸汽。(教科书定义)锅炉最根本的组成是“锅”和“炉”两大部分。锅炉是指利用各种燃料、电或者其它能源，将所盛装的液体加热到一定的参数，并承载一定压力的密闭设备。(《特种设备安全监察条例》)锅炉一般工作原理及基本技术指标加热传热吸热3.锅炉的基本参数一、锅炉容量1．蒸发量（产热量）：锅炉每小时所产生的蒸汽（热水）流量2．额定蒸发量（产热量）：锅炉在额定参数(压力、温度_和保证一定热效率下，每小时最大连续蒸发量(产热量)，符号D(Q)，单位t/h（kJ/h，MW）。二、蒸汽(热水)参数1．蒸汽参数：锅炉出口处蒸汽的额定压力(表压)和温度，符号p(t)；单位MPa,℃。

2．热水参数：锅炉出口处热水的额定压力(表压)和温度及回水温度。三、受热面蒸发率、受热面发热率1．受热面蒸发率：每m2蒸发受热面每小时所产生的蒸汽量，符号D/H；单位kg/m2·h

2．受热面发热率：每m2受热面每小时所产生的(热水)热量，符号Q/H；单位kJ/m2·h四、锅炉热效率每小时送进锅炉的燃料（全部完全燃烧时）所能发出的热量中有有百分之几被用来产生蒸汽或加热水，以符号或表示。二。锅炉房系统的构成构成：锅炉本体辅助设备P211锅炉的基本组成部分传热面循环水泵炉膛(炉胆)控制系统燃烧器安全附件锅筒锅炉本体主要是由“锅”与“炉”两大部分组成。

“锅”是指容纳水和蒸汽的受压部件，由锅筒（又称汽包）、对流管束、水冷壁、集箱（联箱）、蒸汽过热器、省煤器和管道组成一个封闭的汽水系统。其任务是吸收燃料燃烧释放出的热能，将水加热成为规定温度和压力的热水或蒸汽。

“炉”是指锅炉中使燃料进行燃烧产生高温烟气的场所，是由煤斗、炉排、炉膛、除渣板、送风装置等组成的燃烧设备。其任务是使燃料不断良好地燃烧，释放出热能。“锅”与“炉”一个吸热，一个放热，是密切联系的有机整体。此外，为了保证锅炉正常工作，安全运行，锅炉上还必须设置一些附件和仪表，如安全阀、压力表、温度表、水位警报器、排污阀、吹灰器等。此外，还有构成锅炉支撑结构的钢架。一、锅炉房设备包括锅炉本体及其辅助设备。锅炉本体设备包括：汽锅、炉子、蒸汽过热器、省煤器和空气预热器。锅炉附加受热面：蒸汽过热器、省煤器和空气预热器锅炉尾部受热面：省煤器和空气预热器二、锅炉房辅助设备1.燃料供应系统--锅炉房运煤系统。包括：煤场堆放，煤的运输、破碎、筛粉、计量等。2．除灰系统--灰渣运输系统包括：灰渣浇湿、运输、堆放等过程。3．锅炉房送风排烟系统送、引风系统--给锅炉送入空气，从炉内引出燃烧后的烟气烟气净化系统--去除锅炉烟气中的尘粒和有害物质（二氧化硫等）。4．锅炉房汽水系统5.锅炉房热工监测与控制系统其作用是保证供应锅炉连续运行所需要的符合质量要求的燃料，包括：

（1）燃料的储存设备，如煤场、煤仓、储油罐、工作油箱等。

（2）燃料的运输设备，如皮带输送机、埋刮板输送机、多斗提升机、油泵、输油管道、输气管道、过滤器、调压器等。

（3）燃料的加工设备，如破碎机、分离器、型煤机等1燃料供应设备

送、引风设备的作用是给炉子送入燃烧所需的空气，或给磨煤系统输送热空气干燥剂，并从炉膛内引出燃烧产物——烟气，以保证锅炉正常燃烧。送、引风设备包括送风机、引风机、冷风道、热风道、烟道和烟囱等。2送、引风设备

除灰渣设备的作用是将锅炉的燃烧产物——灰渣连续不断地清除，并运送到灰渣场。除灰渣设备包括马丁除渣机、螺旋除渣机、刮板除渣机、沉灰池、渣场、渣汁、桥式抓斗起重机、推灰渣机等。3除灰渣设备

烟气净化系统包括烟气的除尘、脱硫、脱硝设备，它们的作用是除去锅炉烟气中夹带的固体微粒（飞灰）、二氧化硫、氮的氧化物等有害物质，以改善大气环境。除尘、脱硫、脱硝设备包括重力除尘器、惯性力除尘器、离心力除尘器、水膜除尘器、二氧化硫吸收塔、脱硝装置等。4烟气净化设备

蒸汽系统设备包括蒸汽管道、附属配件、分汽缸等。

给水系统的作用是将原水（自来水）进行处理，使其达到锅炉给水水质标准后送入锅炉。给水设备包括水泵、水箱、给水管道、渣液管道、水处理设备、除氧设备等。

排污系统的作用是将锅炉水中的沉渣和盐分杂质排除掉，使锅炉水符合锅炉水质标准。排污设备包括排污管、附属配件、连续排污膨胀器、定期排污膨胀器、排污降温池等。5汽、水系统设备三、锅炉的运行--水汽系统方面三、锅炉的运行三、锅炉的运行燃烧和烟风系统方面四。锅炉房的总体布置 锅炉房布置包括：总平面图上的布置、区域布置、锅炉房工艺布置1.锅炉房的平面布置

锅炉房的平面布置，以保证设备安装、运行、检修安全方便，使风、烟、汽流程短，锅炉房面积和体积紧凑为原则。根据锅炉房的工艺流程，从建筑布局来看，可以分为燃料储存场所、锅炉间、辅助间、通风除尘间和生活间等五个部分。

2.总平面布局

锅炉房一般应设置在地上独立的建筑物内。燃煤锅炉由于嫉料运输困难，烟气、灰渣难以处理，因此均须放置在独立的建筑内;燃油、燃气锅炉在条件不许可时，才考虑与其他建筑物相连或放在地下室内。使用液化石油气或其他比重大于空气的气体燃料的锅炉，为防止液化石油气泄漏后沉集在锅炉房内，造成锅炉房内可燃气体浓度升高，极易引发爆炸事故，故此类锅炉房不能布置在四周均比室外地面低的半地下室或地下室内。独立建筑的锅炉房与其他建筑之间的防火间距见表8-1。表8-12.锅炉房区域布置原则：工艺流程合理，占地面积小，便于管理，运输方便，符合规范及安全规程要求等原则3.锅炉房工艺布置包括：锅炉房的组成和布置、锅炉间工艺布置、锅炉辅机的工艺布置和操作平台、烟囱、烟道的布置。锅炉房应根据锅炉形式、容量和规模以及生产工艺流程的需要布置。其他工艺布置可参见相关规范进行布置。第三节换热站及热力管网一、换热站 定义：集中供热中，供热网络与热用户的连接场所

把有热电场产生的高温蒸汽传输到各个居民小区里将蒸汽的热量传送到小区管网中，像一个变压器一样

把高温蒸汽转换成七八十度的水在供暖一、换热站类型直供站间供站1.直供站：电厂直接供热量用户，温度高，控制难，浪费热能。属于集中供热。还有锅炉供热，省掉电厂环节，但是效率低，污染大已近淘汰。2.间供站原理：电厂为一次线，小区为二次线，热源（电厂）热网（一二次线管网）热用户（居民楼和单位）连接处为间供站。设备有：板式换热器，循环泵，一二次线除污器，补水泵，水箱，计量表，控制阀门等。就是换热的地方把有热电场产生的高温蒸汽传输到各个居民小区里将蒸汽的热量传送到小区管网中个人理解就像一个变压器一样把高温蒸汽转换成七八十度的水再供暖。二、换热器换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。工作原理：利用冷介质与热介质之间的温差，通过换热管进行热交换。板式换热器：是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过半片进行热量交换。板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。螺旋板式换热器：传热元件由螺旋形板组成的换热器。螺旋板式换热器是一种高效换热器设备,适用汽－汽、汽－液、液－液，对液传热。它适用于化学、石油、溶剂、医药、食品、轻工、纺织、冶金、轧钢、焦化等行业。三、换热站的布置1.靠近符合中心，防止噪音污染2、站内布置有热交换间、水处理间、控制室、维修间等3、靠近制冷机房4、设备间门应向外开启5、将管道和设备排出的睡引至排水系统6、有起重设施和照明、通风7、应设置集中检修场地二。热力管网从锅炉房、直燃机房、供热中心等出发，从热源通往建筑物热力入口的供热管道。多个供热管道形成管网。热力管网分类管网布置原则1、平行于道路中心线，并在车道以外铺设2、易于检修和维护3、穿过非建筑区的管网，沿公路铺设4、线路避开滑坡、地震断裂、地下水位高等危险区域5、可以和给水管道、通信电缆等一起铺设在综合管沟里6、不可在腐蚀性介质下方管道铺设方式热水采暖系统与管网的连接1、直接连接2、混水连接

（a）混水器连接：外网温度大于用户所需温度，且入口压力大时采用。（b）混水泵连接：外网温度大于用户所需温度，且入口压力小时采用。3、间接连接外网与用户压力、温度不一致时采用。用于：大型集中供热热网的热力站高层建筑高区采暖系统4、设加压泵的直接连接外网温度符合要求，压力不符合要求时采用。供水管压力不足时采用供水加压泵回水管压力不足时采用回水加压泵第四节制冷循环原理（一）制冷基本参数1.温度:描述物体冷热程度的度量。

2.湿度：表示空气中水蒸气含量。3.露点：空气中的水蒸汽超过饱和量时，会出现析水现象。4.热量和传递物体的传热方式：（1）对流（2）热传导：在温度梯度的驱动下所形成的的传导（3）热辐射：任何固体或液体在任何温度下都向外辐射电磁波,这种现象称为热辐射5.比热、显热与潜热

二、制冷剂制冷剂是在制冷系统中不断循环并通过其本身的状态变化以实现制冷的工作物质。根据制冷剂在一个标准大气压力下的沸点来分：高温制冷剂：t>0℃例：R11、R21、R113应用：离心式冷水机组中温制冷剂：-60℃≤t≤0℃例：R717、R12、R22、R502应用：一般冷水机组低温制冷剂：t<-60℃例：R13、R14应用：复叠式制冷（二）常用制冷剂及其性质--氟利昂氟利昂(1)R12（二氟二氯甲烷CF2Cl2）无色，有较弱芳香味，毒性小，不燃不爆，安全。R12是应用广泛的中温制冷剂，适用于中小型制冷系统。如电冰箱，冰柜等。

(2)R22（二氟一氯甲烷CHF2Cl）毒性比R12略大，无色无味，不燃不爆，安全。溶水性稍大于R12，可能发生“冰塞”现象，因此应设置回油措施。在空调设备中大都选用R22制冷剂。（二）常用制冷剂及其性质--氟利昂“冰塞”现象也称“冰堵现象”当制冷剂与水的溶解性较差时，且温度降到0℃以下时，水结成冰而堵塞节流阀或毛细管的通道形成“冰堵”，致使制冷机不能正常工作。特点：反复发生。措施：系统内设置干燥器。（二）常用制冷剂及其性质氨代号R717应用最广泛的中压中温制冷剂

氨蒸气无色，具有强烈的刺激性臭味；可燃烧和爆炸，对人体有危害；以任意比与水互溶；但在矿物润滑油中的溶解度很小，氨液比重比矿物润滑油小，油沉积下部需定期放出。（三）制冷原理与制冷系统

1.制冷系统的组成单级蒸汽压缩制冷系统由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀四个基本部件组成。再由管道将四部分连接成的密闭系统内，制冷剂在这个密闭的系统中不断循环流动，发生相态的变化，与周围环境进行热交换，从而达到制冷的目的。

四大基本部件及对应的热力过程压缩机：蒸气压缩（制冷剂）冷凝器：放热冷凝

节流阀：节流降压蒸发器：吸热蒸发

压缩机制冷循环的核心，是制冷剂在系统内循环的动力装置，使蒸发器中的制冷剂保持低压，冷凝器中制冷剂维持高温高压。冷凝器在冷凝介质的作用下，使压缩机排出的过热饱和蒸汽冷凝为液态。蒸发器经节流后的液态制冷剂在蒸发器中吸热汽化，使被冷却物质降温，实现制冷的目的。节流阀对制冷剂起节流降压的作用。同时控制和调节流入蒸汽阀中制冷剂液体的数量。并将系统分为高压侧和低压侧两个部分制冷原理低温低压蒸汽液体制冷剂高温高压蒸汽减压冷凝为高压液体其工作过程是：

液态制冷剂在蒸发器中吸收被冷却物质的热量之后，汽化成低压、低温的蒸汽，被压缩机吸入压缩成高压、高温的蒸汽，然后进入冷凝器向冷却物质放热而冷凝为高压、常温的液体，在经节流装置节流以后变为低压、低温的液态制冷剂，再次进入蒸发器吸热汽化，从而起到循环制冷的目的。制冷循环过程表循环过程名称蒸发压缩冷凝节流所用元件蒸发器压缩机冷凝器毛细管作用利用制冷剂蒸发吸热，产生制冷作用提高制冷剂气体压力，造成液体条件将制冷剂冷凝，放出热量，进行液化降低制冷剂液体压力和温度液态→气态气态气态→液态液态低压增加高压降低低温→高温低温→高温常温→常温常温→低温制冷剂状态压力温度第五节制冷机组及制冷机房（一）制冷机组1、制冷机：将具有较低温度的被冷却物体的热量转移给环境介质从而获得冷量的机器。2.从较低温度物体转移的热量习惯上称为冷量。3.制冷机内参与热力过程变化（能量转换和热量转移）的工质称为制冷剂。制冷原理①压缩式制冷机。依靠压缩机的作用提高制冷剂的压力以实现制冷循环，按制冷剂种类又可分为1.蒸气压缩式制冷机（以液压蒸发制冷为基础，制冷剂要发生周期性的气-液相变）2.气体压缩式制冷机（以高压气体膨胀制冷为基础，制冷剂始终处于气体状态）两种。②吸收式制冷机。依靠吸收器-发生器组（热化学压缩器）的作用完成制冷循环，可分为氨水吸收式、溴化锂吸收式和吸收扩散式3种。③蒸汽喷射式制冷机。依靠蒸汽喷射器（喷射式压缩器）的作用完成制冷循环。④半导体制冷器。利用半导体的热-电效应制取冷量。2.制冷机组的优缺点：（1）活塞式制冷机组优点：对环境的危害程度小；安装简便机组体积小、重量轻、噪声低、占地少，调节性能好

缺点：往复运动的惯性大，转速不能太高，振动较大,价格昂贵。（2）离心式制冷机组优点：1.叶轮转速高，输气量大，单机容量大2.易损件少，工作可靠，结构紧凑，运转平稳，振动小，噪声低3.单位制冷量重量指标小4.制冷剂中不混有润滑油，蒸发器和冷凝器的传热性好5.EER值高，理论值可达6.996.调节方便，在10%~100%内可无级调节缺点：1.单级压缩机在低负荷时会出现“喘振”现象，在满负荷运转平稳2.对材料强度，加工精度和制造质量要求严格3.当运行工况偏离设计工况时效率下降较快，制冷量随蒸发温度降低而减少幅度比活塞式快4.离心负压系统，外气易侵入，有产生化学变化腐蚀管路的危险

螺杆式冷水机组

优点：1