1、2022/12/21建筑设备教材1第第7 7章章 热源与冷源热源与冷源7.1 7.1 热源热源 7.2 7.2 冷源冷源7.3 7.3 冷热源设备布置及实例冷热源设备布置及实例 2022/12/21建筑设备教材27.1 热源热源 7.1.1 7.1.1 供热锅炉的构造供热锅炉的构造7.1.2 7.1.2 锅炉房及其附属设备锅炉房及其附属设备 2022/12/21建筑设备教材37.1.1 7.1.1 供热锅炉的构造供热锅炉的构造供热锅炉根据其所输出工作介质的不同分为蒸汽锅炉、热水锅炉和导热油锅炉。锅炉都是由锅炉本体和辅助设备两部分组成。如图7-1所示为SHL型双锅筒横置式水管锅炉的基本构造，主要
2、有锅体、炉体、辅助受热面和仪表附件四部分组成。2022/12/21建筑设备教材4 图7-1 SHL型锅炉构造 1-上锅筒；2-省煤器；3-对流管束；4-下锅筒；5-空气预热器；6-下降管；7-后水冷壁下集箱；8-侧水冷壁下集箱；9-后墙水冷壁；10-风仓；11-链条炉排；12-前水冷壁下集箱；13-加煤斗；14-炉膛；15-前墙水冷壁；16-二次风管；17-侧墙水冷壁；18-蒸汽过热器；19-烟窗及防渣管；20-侧水冷壁上集箱 2022/12/21建筑设备教材57.1.1 7.1.1 供热锅炉的构造供热锅炉的构造1.锅体锅体锅体就是锅炉中承受高温并将热量传递给低温工作介质的受热体，是承受内部或
3、外部作用压力、构成封闭系统的各种部件。组成：锅壳、锅筒(汽包)、水冷壁(辐射受热面)、凝渣管、锅炉管束、蒸汽过热器、省煤器、集箱(联箱)、下降管、汽水分离装置、排污装置、汽温调节装置等。图7-1中所示SHL型锅炉的锅体其主要包括锅筒、水冷壁、对流管束、下降管和集箱。2022/12/21建筑设备教材62.炉体炉体 炉体就是锅炉中将燃烧的化学能转变为热能的燃烧设备，是构成燃料燃烧场所的各组成部件。图7-1中所示SHL型锅炉的炉体，它包括：(1)煤斗 (2)煤闸板 (3)炉排 (4)炉墙 (5)炉膛 (6)炉拱 (7)排渣板 (8)风仓7.1.1 7.1.1 供热锅炉的构造供热锅炉的构造2022/1
4、2/21建筑设备教材73.附加受热面附加受热面(1)蒸汽过热器 布置在炉膛出口后的对流受热面，由蛇形钢管和进出口集箱组成。(2)省煤器 布置在尾部烟道内的对流受热面，一般由钢管或铸管及进出口集箱组成。(3)空气预热器 工业锅炉常用的是管式空气预热器，由上、中、下管板，管子及连接风罩组成。7.1.1 7.1.1 供热锅炉的构造供热锅炉的构造2022/12/21建筑设备教材84.仪表附件仪表附件(1)安全阀 它是蒸汽锅炉的三大安全附件之一。保证锅炉的安全运行。(2)压力表 它是蒸汽锅炉用来测量和显示锅炉汽水系统工作压力的安全附件。(3)水位表 它是蒸汽锅炉用来显示锅筒水位的安全附件。(4)水位警报
5、器 它是一种当锅内水位达到最高或最低允许限度时能发出报警信号的装置，常见的有浮球式和电接点式两种。(5)其他阀门 锅炉除了配有上述一些主要附件外，另外还常设有主汽阀、给水阀、逆止阀、排污阀等阀门。7.1.1 7.1.1 供热锅炉的构造供热锅炉的构造2022/12/21建筑设备教材97.1.2 7.1.2 锅炉房及其附属设备锅炉房及其附属设备 供热锅炉的锅炉房一般由锅炉间、辅助间和生活间三部分组成，如图7-2所示。锅炉间，包括仪表控制室。空气调节系统辅助间，包括风机间、水处理间、水泵水箱间、除氧间、化验问、检修间、日用油箱间、材料库、调压间、贮藏问等。生活间，包括办公室、值班室、更衣室、倒班宿舍
6、、浴室、厕所等。2022/12/21建筑设备教材10图7-2 锅炉房构造图 2022/12/21建筑设备教材11 锅炉房辅助系统的设备包括：（1 1）引、送风系统。）引、送风系统。所谓引、送风系统实际上就是锅炉房引风系统和送风系统的合称。作用是供给锅炉燃料燃烧时所需要的大量空气，并能顺利排走燃料燃烧时所产生的大量有害烟气。（2 2）水、汽系统。水、汽系统。由给水系统、水处理系统、蒸汽系统、凝水系统、排污系统、换热系统组成。作用是不断向锅炉供给符合质量要求的水，将蒸汽或热水分别送到各个热用户。7.1.2 7.1.2 锅炉房及其附属设备锅炉房及其附属设备2022/12/21建筑设备教材12（3 3
7、）燃料系统）燃料系统燃煤锅炉。燃煤锅炉的燃料系统即运煤、除灰系统，其组成主要有煤场、各类卸煤、堆煤、运煤、存煤、碎煤、计量等运煤设备以及灰渣场、渣斗、出渣机或低压水力出灰渣系统等。燃油锅炉。燃油锅炉的主要设备有贮油设备及污油处理池。煤气锅炉。主要辅助设备有调压设备、燃气过滤器、燃气排水器、燃气计量设备等。仪表附件及控制系统。其设备或装置主要有各类测量仪表、各种显示仪表、分析仪表、调节仪表、控制装置和附件。7.1.2 7.1.2 锅炉房及其附属设备锅炉房及其附属设备2022/12/21建筑设备教材137.2 7.2 冷源冷源 7.2.1 制冷循环与制冷压缩机 7.2.2 制冷机组 7.2.3 冷
8、冻站的设计2022/12/21建筑设备教材147.2.1 7.2.1 制冷循环与制冷压缩机制冷循环与制冷压缩机 1.1.制冷循环的种类制冷循环的种类根据制冷原理的不同，将制冷循环分为压缩式制冷循环和吸收 式制冷循环。压缩式制冷循环是利用液体汽化时吸收热量的物理特性来制取 冷量，其原理如图7-3所示。吸收式制冷循环如图7-4中所示，通过冷凝器低压氨气进入活 塞式压缩机，被压缩为高压过热蒸气，由排气管排出。2022/12/21建筑设备教材15图图7-37-3典型压缩式制冷循环系统原理图典型压缩式制冷循环系统原理图 图图7-4 7-4 蒸汽吸收式制冷装置示意图蒸汽吸收式制冷装置示意图 2022/12
9、/21建筑设备教材162.2.制冷压缩机制冷压缩机制冷压缩机的作用：是整个制冷系统的心脏，起到压缩和输制冷压缩机的作用：是整个制冷系统的心脏，起到压缩和输 送制冷剂的作用，使制冷循环得以周而复始地进行，与节流阀一送制冷剂的作用，使制冷循环得以周而复始地进行，与节流阀一 道保证制冷剂在低压下蒸发，在高压下凝结。道保证制冷剂在低压下蒸发，在高压下凝结。(1)(1)活塞式制冷压缩机活塞式制冷压缩机活塞式制冷压缩机的优点：适应较广阔的压力范围和制冷量要求。效活塞式制冷压缩机的优点：适应较广阔的压力范围和制冷量要求。效率较高，造价低。技术上较为成熟，生产、使用上经验丰富。率较高，造价低。技术上较为成熟，
10、生产、使用上经验丰富。活塞式制冷压缩机的缺点：转速提高受到限制。结构复杂，易损件多，活塞式制冷压缩机的缺点：转速提高受到限制。结构复杂，易损件多，维修工作量大。维修工作量大。7.2.1 7.2.1 制冷循环与制冷压缩机制冷循环与制冷压缩机2022/12/21建筑设备教材17(2)(2)回转式制冷压缩机的特点为：回转式制冷压缩机的特点为：优点：结构紧凑，重量轻，易损件少，运行安全可靠，检修时优点：结构紧凑，重量轻，易损件少，运行安全可靠，检修时 间长。气体没有脉动，运行平稳，对基础要求不高。压缩机排间长。气体没有脉动，运行平稳，对基础要求不高。压缩机排气温度低，与油温有关，应小于气温度低，与油温
11、有关，应小于100100度。对湿压缩不敏感。容积度。对湿压缩不敏感。容积效率较高，开在高压缩比下工作。空调、低温制冷系统均可用。效率较高，开在高压缩比下工作。空调、低温制冷系统均可用。制冷量可在制冷量可在10%-100%10%-100%范围内无级调节。范围内无级调节。缺点：单位轴功率制冷量比活塞式低。油处理设备复杂。每台缺点：单位轴功率制冷量比活塞式低。油处理设备复杂。每台 压缩机均有固定的容积比，当实际工作时，条件不符合给定容压缩机均有固定的容积比，当实际工作时，条件不符合给定容积比积比 时，将导致效率下降。噪音较大，需专门消音。时，将导致效率下降。噪音较大，需专门消音。7.2.1 7.2.
12、1 制冷循环与制冷压缩机制冷循环与制冷压缩机2022/12/21建筑设备教材18(3)(3)离心式制冷压缩机离心式制冷压缩机 优点是：制冷能力大；结构紧凑，质量轻；没有磨损优点是：制冷能力大；结构紧凑，质量轻；没有磨损部件，因而工作可靠，维护费用低；运行平稳，振动部件，因而工作可靠，维护费用低；运行平稳，振动小，噪声较低；能够经济地进行无级调节；能够合理小，噪声较低；能够经济地进行无级调节；能够合理的使用能源。的使用能源。缺点是：效率低于活塞式；转速高，对材料的强度、缺点是：效率低于活塞式；转速高，对材料的强度、零部件加工精度要求高，造价高；不适合小冷量场合零部件加工精度要求高，造价高；不适合
13、小冷量场合（叶轮不可能做的太小）；有喘振现象；转速降低时，（叶轮不可能做的太小）；有喘振现象；转速降低时，制冷量下降较大。制冷量下降较大。7.2.1 7.2.1 制冷循环与制冷压缩机制冷循环与制冷压缩机2022/12/21建筑设备教材19 7.2.2 7.2.2 制冷机组制冷机组 常用的制冷机组有活塞式冷水机组、离心式冷水机组、螺杆式冷水机组、溴化锂吸收式制冷机组以及模块化制冷机组。1.活塞式冷水机组活塞式冷水机组 活塞式冷水机织由活塞式制冷压缩机、干式蒸发器、卧式壳管式冷凝器、热力膨胀阀等组成。如图7-5所示，为活塞式冷水机组的外形结构，整个设备用户只需做基础连接冷冻水管、冷却水管及电机电源
14、，即可进行设备调试。2022/12/21建筑设备教材20图7-5 活塞式冷水机组 2022/12/21建筑设备教材21 7.2.2 7.2.2 制冷机组制冷机组 2.离心式冷水机组离心式冷水机组 离心式冷水机组由制冷压缩机、蒸发器、冷凝器以及 其它辅助设备、自动保护装置等组成，其外形如图7-6所示。按冷凝器冷凝方式分有水冷式和风冷式冷水机组；按制冷剂使用种类可分为Rll、R12、R22型冷水机 组；按机组能量利用程度可分为单一制冷型、热泵型、热回收冷水机组等冷水机组。2022/12/21建筑设备教材22图7-6离心式冷水机外形图 2022/12/21建筑设备教材23 7.2.2 7.2.2 制
15、冷机组制冷机组 3.螺杆式冷水机组螺杆式冷水机组 螺杆式冷水机组外形如图7-7所示，主要由制冷压缩机、蒸发器、冷凝器、热力膨胀阀、油分离器、自控设备等组成。由于螺杆式冷水机组运行稳定，冷量可以无级调节，易损件少，在安装时，可不装地脚螺桂，直接安放在有足够强度的地面上或楼板上，连接冷冻水管，冷却水管以及电源，除特殊情况只要加润滑油，制冷剂抽真空就可按说明书要求现场调试。目前在空调系统中正被广泛应用。2022/12/21建筑设备教材24图7-7 螺杆式冷水机外形图 2022/12/21建筑设备教材257.2.2 7.2.2 制冷机组制冷机组4.氨氨-水吸收式制冷机组水吸收式制冷机组 氨-水吸收式制
16、冷机是以氨为制冷剂，水为吸收剂，通过氨液在低压状态下蒸发吸热而进行制冷的。其工作原理、外形如图7-8所示，一般氨-水制冷机组是由蒸发器、冷凝器、发生器（高低压发生器）、吸收器、热交换器、屏蔽泵等组成。2022/12/21建筑设备教材26图7-8 氨-水制冷机组2022/12/21建筑设备教材277.2.2 7.2.2 制冷机组制冷机组5.模块化制冷机组模块化制冷机组 模块化制冷机组按其制冷原理不同分为风冷和水冷两种。模块化冷水机组又称积木式冷水机组，采用单元组合化设计，单元片并联组合而成，每个单元片内有两个完全独立的制冷系统)，两台全封闭活塞式单速(双速)电机，两套冷凝器，两蒸发器及控制器等组
17、成，其外形如图7-9所示。2022/12/21建筑设备教材287.2.2 7.2.2 制冷机组制冷机组 模块化冷水机组的最大优点:是调节性能好，传热效率高，占地面积小，启动电流小、噪声低，特别对于非满负荷运行尤为适用。模块化冷水机组的缺点:是蒸发器。冷凝器进出水环境无相应的启闭装置，对于大型空调建筑及区域性空调，模块化冷水饥组处于劣势。2022/12/21建筑设备教材29图7-9 模块化制冷机外形图 2022/12/21建筑设备教材30 7.2.3 7.2.3 冷冻站的设计冷冻站的设计 设置制冷设备的房间一般称为冷冻站或制冷机房。冷冻站（或制冷机房）一般设置在建筑物的地下室，但要处理好防振、隔
18、声和通风等问题。冷冻站（或制冷机房）应尽可能靠近冷负荷中心布置，如果是带有裙房的高层建筑，制冷机房最好布置在裙房建筑的地下室，并且要作好消声隔振，特别是水泵和冷冻、冷却水管支吊架的减振问题。2022/12/21建筑设备教材31 7.2.3 7.2.3 冷冻站的设计冷冻站的设计冷冻站（或制冷机房）内应设置送、排风设备，以便及时排除冷冻站（或制冷机房）内应设置送、排风设备，以便及时排除 室内余热，补充新鲜空气，使机房内的温度应室内余热，补充新鲜空气，使机房内的温度应35。机房应采取消声措施，以防止机组的运行噪声传到空调房间或室机房应采取消声措施，以防止机组的运行噪声传到空调房间或室外而影响周围的环
19、境。外而影响周围的环境。冷冻站（或制冷机房）、辅助设备间和水泵房采用压光水泥地冷冻站（或制冷机房）、辅助设备间和水泵房采用压光水泥地 面，并有冲水的上下水设施，设备易漏水的地方，应设置地漏或面，并有冲水的上下水设施，设备易漏水的地方，应设置地漏或排水明沟。排水明沟。对于中、小型建筑，空调系统的主要设备用房布置在底层，各层对于中、小型建筑，空调系统的主要设备用房布置在底层，各层分设辅助设备用房，并设置相应的管道井和管沟。分设辅助设备用房，并设置相应的管道井和管沟。冷冻站（或制冷机房）包括与制冷机配套的冷冻、冷却水泵的制冷冻站（或制冷机房）包括与制冷机配套的冷冻、冷却水泵的制冷机房面积，一般按每冷
20、机房面积，一般按每1.163MW冷负荷冷负荷100m2估算估算。2022/12/21建筑设备教材327.3 冷热源设备布置及实例冷热源设备布置及实例 7.3.1 热源设备布置及实例 7.3.2 冷源设备的布置 2022/12/21建筑设备教材337.3.1 热源设备布置及实例热源设备布置及实例 供热锅炉作为热源既可以直接连接散热器、地辐热管道作为建筑物冬季采暖的热源，也可以连接到空调机组，通过空调机组实现对建筑房间的冬季采暖、空调要求。锅炉房平面布置图见图7-10。根据锅炉房设计规范（GB500412008）规定，锅炉供热介质的选择，应根据供热方式、介质的需要和供热系统等因素确定 2022/1
21、2/21建筑设备教材34图7-10 锅炉房平面布置图 2022/12/21建筑设备教材357.3.2 冷源设备的布置冷源设备的布置 在制冷系统以消耗少量的功由低温热源取热，向需热对象供应更多的热量为目的，则称热泵。水源热泵就是以低温热水为热源的热泵机组。利用水源热泵作为系统的冷、热源设备是提高效率，节约能量，又可免除用锅炉供热对环境的污染，实现在夏季制冷，冬季供热一机多用的最优选择。2022/12/21建筑设备教材367.3.2 冷源设备的布置冷源设备的布置 水源热泵作为系统冷热源的时候，其主要由水源热泵机组、冷冻水泵、膨胀水箱、软水器和软化水箱等部分组成。其中，每部分设备的具体布置，应根据水
22、源热泵系统流程和机房空间而决定。水源热泵机房设备布置平面图见图7-11，水源热泵机房设备列表见表7-1，水源热泵机房水系统图见图7-12。2022/12/21建筑设备教材37图7-11 水源热泵机房设备布置平面图2022/12/21建筑设备教材38表7-1 水源热泵机房设备列表2022/12/21建筑设备教材39图7-12 水源热泵机房水系统图2022/12/21建筑设备教材40思考题思考题 7.1 简述供热锅炉的构造。7.2 锅炉的辅助设备包括哪些？7.3 空调系统的制冷机组分为哪几类？分别是 什么？7.4 简述吸收式制冷机组的工作原理。7.5 简述压缩式和吸收式制冷机组的区别。7.6 冷冻站在设计时应注意哪些问题？7.7 建筑物的冷热源布置各应注意什么？
