暖通空调系统基本概述及设计要点 由于使用冷热源设备会受到能源、环境、工程状况、使用时间及要求等多种因素的影响和制约,因此应全面客观地对冷热源方案进行技术经济比较分析,以可持续发展的思路确定合理的冷热源方案,掌握冷热源设备的基本原理、运行要求及特性、适用范围等。 一、冷水机组 冷水机组通过压缩机将制冷剂压缩成液态,然后送入蒸发器中与冷冻水进行热交换,将冷冻水制冷。冷冻水随后被送到各需要冷却的地方,如空调系统、工业生产线等,实现降温目的。蒸发后的制冷剂在冷凝器中释放出热量并变回气态,这一过程中产生的热量通过冷却水系统被带走并散发到大气中。 冷水机组按制冷形式可分为水冷式和风冷式两种: 水冷式冷水机组: 1.离心式冷水机组 (含磁悬浮机组); 2.螺杆式冷水机组; 3.涡旋式冷水机组;需要额外的冷却水系统,通过水冷方式将热量散发到冷却水中。https://www.gc5.com其优点是能效比较高,但安装时需要考虑冷却塔等辅助设备。 风冷式冷水机组: 1.螺杆式冷水机组; 2.涡旋式冷水机组;则通过内置的风扇将热量散发到周围的空气中,无需额外的冷却水系统。其优点是安装灵活,可移动,但能效比相对较低。 二、热泵 热泵的作用是从周围环境中吸取热量,并把它传递给被加热的对象。与制冷机相比相同点:都是按热机逆循环工作.不同点则是工作温度范围不同实际工程应用中,热泵的制热效应和制冷效应都尽可能得到应用。 根据热源种类不同,热泵分类如下: 空气源热泵 空气源热泵是一种利用高位能使热量从低位热源空气流向高位热源的节能装置。它是热泵的一种形式。顾名思义,热泵也就是像泵那样,可以把不能直接利用的低位热能(如空气、土壤、水中所含的热量)转换为可以利用的高位热能,从而达到节约部分高位能(如煤、燃气、油、电能等)的目的。 由于空气源热泵兼备制冷、制热功能,在夏热冬冷地区中小型建筑中得到较为广泛应用,在夏热冬暖地区,无供热需求的小型建筑也可应用。 水源热泵 水源热泵是利用地球水所储藏的太阳能资源作为冷、热源,进行转换的空调技术。通过输入少量高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位转移。水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源,即在夏季将建筑物中的热量“取”出来,释放到水体中去,由于水源温度低,所以可以高效地带走热量,以达到夏季给建筑物室内制冷的目的;而冬季,https://www.gc5.com则是通过水源热泵机组,从水源中“提取”热能,送到建筑物中采暖。 水源热泵的特点: ·属可再生能源利用技术(水吸收太阳能,可再生) ·高效节能(水温冬季比环境温度高,夏低) ·运行稳定可靠(水体温度稳点) ·环境效益显著(污染小) ·应用范围广(可供暖、空调,供生活热水) 地表水源热泵 热泵与地表水的换热方式有开路循环和闭路循环两种。 开路循环:用水泵抽取地表水在换热器中与热泵的循环液进行热交换,然后再排入水体。优点在于系统简单,造价低 。闭路循环:把多组塑料盘管沉入水体中,热泵的循环液通过盘管与水体进行热交换。优点应用更加广泛;机组基本不可能结垢和腐蚀问题,因为在热泵机组换热器内的循环介质为干净的水或防冻液。 目前地表水源热泵大都采用开式系统,需重点关注取水能耗,水处理投资及对运行的影响,特别是海水源热泵。 地下水源热泵 以地下水作为低位冷热源,并利用热泵技术,通过少量的高位电能输入,实现冷热量有低位能向高位能的转移,从而达到为使用对象供热或供冷的一种系统。 由于地下水的资料稀缺、不可逆、地下水资源难度大,无法实现取水100%地回灌到同一含水层,目前国内大多数城市都禁止开采地下水,禁止应用地下水源热泵。 02、冷热源系统设计原则 空气调节冷热源应根据建筑物空气调节规模、用途、建设地点的能源条件、结构、价格,以及国家节能减排和环保政策的相关规定等,按下列要求通过综合论证确定: 1.有可供利用的废热或工厂余热的区域,热源应优先采用废热或工厂余热。当废热或工厂余热的温度较高、经技术经济论证合理时,冷源宜采用吸收式冷水机组; 10.在执行分时电价、峰谷电价差较大的地区,经技术经济分析,采用低谷电价能够明显起到对电网“削峰填谷”和节省运行费用时,可采用蓄冷系统供冷; 空调冷热源系统对于建筑的运行管理非常重要,要求满足人员舒适性、使用功能,同时作为耗能大户需兼顾四节(节能、节水、节地、节材)环保等要求。 冷热源选择的原则,主要考虑因素:建筑本身需求;地点条件;国家政策。需从使用要求、能源效率、投资回报、全年能耗及运行管理等方面综合论证。 选择梯次:热源:余热、废热→城市热网→锅炉或直燃机;冷源:吸收机(余热废热可用时)→可再生能源(根据需要设置辅助能源)→电动压缩式冷水机组(电力充足时优先)→直燃机或吸收机(燃气充足时)
2.在经济技术合理的情况下,冷、热源宜优先利用浅层地能、太阳能、风能等可再生能源当采用可再生能源受到气候等原因的限制无法时刻保证时,应设置辅助冷、热源;
3.不具备上述1、2条的条件,但有城市或区域热网的地区,集中式空气调节系统的供热热源宜优先采用城市或区域热网,但符合8.1.4条的情况除外;
4.不具备上述1、2条的条件,但城市电网夏季供电充足、且全年供冷运行时间达到3个月(供冷运行季节时间,非累积小时)以上的地区,空气调节系统的冷源宜采用电动压缩式冷水机组;
5.不具备上述条件,但城市燃气供应充足的地区,宜采用燃气锅炉、燃气热水机供热或燃气吸收式冷(温)水机组供冷、供热;
6.不具备上述条件的地区,可采用燃煤锅炉、燃油锅炉供热,蒸汽吸收式冷水机组或燃油吸收式冷(温)水机组供冷、供热;
7.室外空气夏季设计露点温度较低的地区,宜采用间接蒸发冷却冷水机组作为空调系统的冷源;
8.天然气供应充足的地区,当建筑的电力负荷、热负荷和冷负荷能较好匹配,能充分发挥冷电联产系统的能源综合利用效率并经济技术比较合理时,宜采用分布式燃气冷热电三联供热技术;
9.全年进行空气调节,且各房间或区域负荷特性相差较大,https://www.gc5.com需要长时间向建筑物同时供热和供冷并技术经济比较合理时,宜采用水环热泵空气调节系统供冷、供热;
11.夏热冬冷地区以及干旱缺水地区的中、小型建筑宜采用空气源热泵或土壤源地源热泵系统供冷、供热;
12.有天然地表水等资源可供利用、或者有可利用的浅层地下水且能保证100%回灌时,可采用地表水或地下水地源热泵系统供冷、供热;
13.具有上述多种能源的地区,可采用复合式能源供冷、供热;