包邮建筑暖通空调设计技术措施研究

第二节??暖通空调系统热源 一、暖通空调热源设备原理及性能 蒸汽锅炉可供应一定压力的饱和蒸汽和过热蒸汽，将压力不超过2.5MPa的锅炉称为工业锅炉，用于建筑中的锅炉属于工业锅炉中压力低的部分，而直接用于散热器供暖系统中的蒸汽，供汽表压高于0.07MPa时称为高压蒸汽供暖；小于或等于0.07MPa时，称为低压蒸汽供暖。 另外，蒸汽锅炉房属于压力容器，在锅炉房地址选择时，应严格遵守有关安全规程、规范，而且还要满足消防安全的要求。当有两种不同水温要求的用户时，可以设两组外置换热器，而且在热负荷比较大时可以选用多台热水锅炉并联，共用外置换热器，运行调节方便灵活。外置换热器常压热水锅炉的缺点是一次循环水设有循环水泵，需要耗电和维护，不如内置式换热器简单。 二、热泵 蒸气压缩式热泵和吸收式热泵是以冷凝器放出的热量来供热的制冷系统。从热力学或工作原理上说，热泵就是制冷机。空气源热泵系统包括空气—水式热泵机组（热源为外界空气，热分配系统为热水供暖系统）和空气—空气式热泵（热源为外界空气，热分配系统为热空气供暖系统）。空气源热泵的冷凝器采用风冷方式，通过一个四通阀的转换，夏季制取冷风，冬季制取空调热风。 空气源热泵机组在制热工况下能效比较高，一般可达2.0以上，因此它提高了电能供暖的经济性。对于温湿地区，空气源热泵机组在使用中*突出的问题是结霜，即蒸发器表面温度低于室外空气露点温度时，空气中的水蒸气就会在蒸发器上冷凝，出现“结露”，当蒸发器表面温度低于0℃时，凝结水就会结冰，这也就是通常所说的“结霜”。因此，空气源热泵机组在冬季供暖时如果霜层结到一定厚度，应及时将霜除去，即所谓“除霜”。 三、热源主要特点 1.燃煤锅炉的污染 燃煤锅炉对环境的污染主要表现在烟尘的排放和灰渣。其中，烟尘是造成大气悬浮物的主要污染源，大气中造成酸雨的二氧化硫，90%来自燃煤；造成地球温室效应的二氧化碳，大部分也来自燃煤，还有氮氧化物等。另外燃煤锅炉的灰渣，如果处理不当，可造成扬尘；除去脱硫的废水会造成酸性污染等。 我国的城市供热主要以燃煤为主，燃煤锅炉容量小、数量大、分布广、效率低，对环境污染危害大，能源利用率低。为改善对环境的污染，改善城市空气质量，燃油、燃气锅炉已成为空调冷热源的主要设备。 2.燃油、燃气锅炉的主要特点 （1）燃气锅炉能改善城市的污染 采用燃气锅炉后，烟尘排放量为零；SO2排放量为零；NOX排放量燃气比燃煤减少63.6%，比燃油减少33%；CO2排放量燃气比燃煤减少52%，比燃油减少26%。燃气锅炉效率可达90%，如燃煤锅炉改为燃气锅炉，热效率可提高18%～20%，出力可提高20%～30%，采用燃气锅炉对环保和节能有显著效果。 在电力生产方面，根据美国世界观察研究所的报道燃气蒸汽联合循环电站造价可降低到燃煤凝汽式电站的一半左右；小型的可作为冷热电联产的发电装置。用天然气作燃料的发电，对环境也有极大改善，NOX可消减90%，SO2排放量可以减少为零，CO2排放量可减少60%。 （2）燃烧器的优劣决定燃气燃油锅炉的效率 双段滑动式燃烧器，只有一个喷油嘴，油枪喷嘴内有针阀可调节，根据负荷调节针阀开度，实现出力调节。对气体燃烧器，一般均为连续调节，即无级调节。油气两用燃烧器即可使用气体燃料，亦可使用燃油。在燃料转换时，进行相应转换，不可同时使用两种燃料。 3.电锅炉的发展概况及特点 （1）电力发展概况 过去我国用电紧张，供不应求，新建项目用电不但受到限制还需缴纳大量增容费。现在我国用电紧张局面已逐步缓和，作为生活和供暖用电的电热锅炉也越来越多地用作供热设备。随着我国电力供求的变化，近些年各地电锅炉发展迅速，特别是有蓄热功能的电锅炉应用，对解决用电结构性供不应求，削峰填谷具有优越性。电力是比化石燃料更洁净、更有效率的能源，在能源利用密度大的城市，用电力替代化石燃料，可直接解决空气、水等的污染问题，是解决城市污染的较好办法。 （2）电锅炉的特点 电锅炉的优点是：电锅炉通过加热元件加热水，电能转化热能效率高，在使用地不排放有害气体和烟尘，不会产生灰渣，对应用场所无污染；能源转化效率高，换热系数高，损失小，一般电锅炉热效率可达98%以上；锅炉启停快，运行负荷调节范围大，调节速度快，操作简单；锅炉本体结构简单，安全性好；体积小，重量轻，布置灵活，占地小，基建投资费用低；采用计算机控制完全实现自动化。 其缺点是：在电价较高的地区，采用电锅炉的运行费用较高；电锅炉适用于电价较低、环保要求较高的地区（或实行峰谷电价地区）和电价低收费时段。我国的电力主要来自燃煤热电厂，实际上存在燃烧污染问题，尤其是将高质能低用，存在巨大的有用能的损失。 4.热泵机组 （1）空气源热泵按室内侧换热可分为冷剂式、空气—水热泵机组。冷剂式系统单体机组规格小，适用于小型系统及分散式空调系统，布置灵活、噪声低，常用于居住建筑或改造工程，COP较低。 （2）地源热泵的优点 属可再生能源利用技术。地源热泵主要是利用季节蓄能，冬季取热，夏季蓄热，*终需满足冷、热量的平衡。 （3）土壤源热泵的缺点 采用土壤源热泵系统的初投资较大，其地埋管换热器的费用一般是主机费用的2倍以上，另外需考虑长年运行的地温冷热平衡问题，由于取热量和冷量不平衡造成土壤温度冷堆积或热堆积。