冷热源工程第6章 其他热源
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该系统是把冷却光电池的空气（或 水）用于供暖，或者是利用热力发电的 低温排热来供暖。其集热温度，冬天为 25～45℃，夏天放热（供热水）。
（6）太阳能供热水系统
该系统用太阳能热水器来供热水， 有自然循环、强制循环、热虹吸式等方 式。加热法则可分为直接加热和热泵加 热两种。其集热温度，冬天为5～60℃， 夏天为25～60℃。
（7）区域性太阳能供冷暖系统
该系统在区域性供热水时采用直接 加热式和热泵加热式；在区域供暖时采 用单管供给式（直接）供暖；在区域供 冷暖时采用热源水供给式和热电联合供 给式。
6.3.1 太阳能集热器
太阳能集热器是把太阳的辐射能转 变成热能的设备，它是太阳能利用装置 的核心组成部分。太阳能集热器的构造 通常可分为两大类，既平板集热器和聚 光集热器。
6.1 电热式热源
电热式热源是一种实用的热源设备 形式，但是由于电能是一种高品位的能 源，一般应该慎用。 电热锅炉按生产的介质可分为热水 锅炉和蒸汽锅炉；按生产热源介质压力 可分为常压和承压锅炉。
6.1.1 电热式常压热水锅炉
6.1.2 电热式承压热水锅炉
8-1 直接式热水锅炉结构示意图 图6-1 直接式热水锅炉结构示意图
中央热 水机组
用 户
图 8-2
图6-2 高位布置直接式中央热水机 高位布置直接式中央热水机
图 8-3
图6-3 直接式中央热水机组的应用 直接式中央热水机组的应用
6.1.2 间接式常压中央热水机组
间接式中央热水机组以间接加热方 式产生热水，循环水与热媒水各自独立 循环，保证了循环水的水质，同时减少 了本体内的结垢。热媒水在本体内通过 水泵强制对流循环，提高了换热效率。
器 热 散
a
r
e
2、太阳能吸收式制冷
用平板集热器收集的太阳能驱动吸收 式制冷机方式，不同于常规蒸汽制冷系统。
冷凝器 辅助能源 发 生 器 储热箱 吸收器 太阳能供热系统 三向阀 吸收式空调机 换热器 冷 却 塔 蒸发器 至被冷空间（负荷）
集 热 器
La
Lb 2
1 Lc 8 3 4 5 6 冷却水 7
自动膨胀水箱
热水箱
用 户
用户
水位显控仪 泄压水箱 中央热水机组
图 8-7
图6-3 间接式中央热水机组的应用
间接式中央热水机组的应用
6.3
太阳能热源
太阳能是无穷无尽的、干净的能源, 是21世纪后人类可期待的最有希望的能 源。任何地方任何国家均可自由利用。
太阳能作为热源，其主要的供冷暖 系统和供热水系统有以下几方面： （1）太阳能直接供暖系统 该系统是用平板型太阳能集热器利 用热水（或热空气）集热，经过蓄热槽 就可供辐射采暖、热风采暖等低温采暖 系统进行供暖。必要时可采用辅助热源。 其集热温度，冬天为30～50℃，夏天为 40～70℃。
房间的空调可用显热和潜热冷却两种 方式来实现，有时候这两种方式也常常结 合在一起。这种辐射式冷却系统，在昼夜 温差较大的地区使用较合适。 一种卵石 Q T 床储能系 至空调设备 统在夏天 或室内的冷水 Q +Q 可存冷， 储水箱 冬天可存 图 8-9 图6-9 辐射冷却原理图 辐射冷却原理图 暖。
g
（4）太阳能自然供暖系统（即被动 式太阳房） 该系统将射入玻璃窗和墙体内的太 阳能有效地吸收贮存起来，利用隔热保 温材料和建筑结构防止夜间的热损失， 以节约热量。室内的入射热还可以通过 热泵回收。其冬天的集热温度为20℃， 夏天可通过气流方向的改变来达到降温 的目的。
（5）太阳能热电联合供给系统
1.自动化、高精度 2.高效环保 3.安全可靠 4.运行费用低。可充分利用峰谷电价 差，实行蓄热运行。这样既可大幅降低运 行成本，同时削峰填谷的工作方式也有利 于整个电网的平衡稳定。
5.使用便利。电热式锅炉体积小、 重量轻，附件齐备，安装就位方便；操 作简单易行；电热管采用模块式结构， 便于维护。 尽管电热式热源有上述优点，但毕 竟电能是优质高品位能源，从能量利用 角度看，能量利用系数较低，只适合于 在环境要求较高、水电资源丰富的地区 使用。
6.2
常压热水机组
燃油（气）直接式常压热水机组 （锅炉）外形为方箱型，内部采用湿背 式结构，对流换热器设计为独特的立管 形式，加上采用了先进的热交换技术和 完善的控制系统，故机组结构紧凑，热 效率高。
6.2.1 直接式常压热水机组
直接式常压热水机组在供热系统中的 实际应用有两种方式，其一是用于采暖系 统；其二是用于热水供应系统。
（2）太阳能热泵供（冷）暖系统
该系统是用平板型太阳能集热器 （多为无玻璃盖的）通过热水集热，再 用热泵升温至30～50℃进行供暖。夏季 通过外供电驱动制冷机供冷。并根据需 要可采用辅助热源。其集热温度，冬天 为10～20℃（最高～40℃），夏天为 30～50℃（供热水用）。
（3）太阳能供冷暖系统
上联箱
玻璃盖 温射辐射
太阳直射辐射
载热介质管 下联箱 吸热板 载热介质管
图 8-8
图6-8 平板集热器的构造原理图
平板集热器的构造原理图
6.3.2 太阳能驱动制冷机
太阳能制冷主要有被动式、机械压 缩式、蒸汽喷射式、吸收式和干燥去湿 制冷系统。下面仅介绍被动式和吸收式 太阳能制冷系统。
1、被动式太阳能制冷
该系统在夏季用平板型太阳能集热 器（具有选择性吸收涂层）或聚光型太 阳能集热器使热水（热媒体）集热，以 作为吸收式或压缩式制冷机驱动机构的 热源，进行制冷。冬季用相同集热器直 接供暖，必要时可用辅助热源；备用制 冷机、蓄热槽（冷热水）。其集热温度， 冬天为40～50℃，夏天为80～100℃ （最高～130℃）。
图6-4
间接式中央热水机组外型图
图6-5 中央空调热水机组
换热器 烟 囱
循环水
箱体 燃烧器 空气
烟 管
燃烧室 热媒水
燃料
图6-6 间接式中央热水机组结构原理图
间接式中央热水机组由于可承受高层 建筑的水位压力，因而适合于安装在楼宇 首层或地下室，通过水泵自下而上向高层 建筑供应热水。
它可以作为暖气片采暖系统的理想热 源、中央空调采暖主机、为各类楼堂馆所 昼夜不间断提供洗浴、桑拿、泳池热水以 及提供生产工艺用热水等。
（6）太阳能供热水系统
该系统用太阳能热水器来供热水， 有自然循环、强制循环、热虹吸式等方 式。加热法则可分为直接加热和热泵加 热两种。其集热温度，冬天为5～60℃， 夏天为25～60℃。
（7）区域性太阳能供冷暖系统
该系统在区域性供热水时采用直接 加热式和热泵加热式；在区域供暖时采 用单管供给式（直接）供暖；在区域供 冷暖时采用热源水供给式和热电联合供 给式。
6.3.1 太阳能集热器
太阳能集热器是把太阳的辐射能转 变成热能的设备，它是太阳能利用装置 的核心组成部分。太阳能集热器的构造 通常可分为两大类，既平板集热器和聚 光集热器。
6.1 电热式热源
电热式热源是一种实用的热源设备 形式，但是由于电能是一种高品位的能 源，一般应该慎用。 电热锅炉按生产的介质可分为热水 锅炉和蒸汽锅炉；按生产热源介质压力 可分为常压和承压锅炉。
6.1.1 电热式常压热水锅炉
6.1.2 电热式承压热水锅炉
8-1 直接式热水锅炉结构示意图 图6-1 直接式热水锅炉结构示意图
中央热 水机组
用 户
图 8-2
图6-2 高位布置直接式中央热水机 高位布置直接式中央热水机
图 8-3
图6-3 直接式中央热水机组的应用 直接式中央热水机组的应用
6.1.2 间接式常压中央热水机组
间接式中央热水机组以间接加热方 式产生热水，循环水与热媒水各自独立 循环，保证了循环水的水质，同时减少 了本体内的结垢。热媒水在本体内通过 水泵强制对流循环，提高了换热效率。
器 热 散
a
r
e
2、太阳能吸收式制冷
用平板集热器收集的太阳能驱动吸收 式制冷机方式，不同于常规蒸汽制冷系统。
冷凝器 辅助能源 发 生 器 储热箱 吸收器 太阳能供热系统 三向阀 吸收式空调机 换热器 冷 却 塔 蒸发器 至被冷空间（负荷）
集 热 器
La
Lb 2
1 Lc 8 3 4 5 6 冷却水 7
自动膨胀水箱
热水箱
用 户
用户
水位显控仪 泄压水箱 中央热水机组
图 8-7
图6-3 间接式中央热水机组的应用
间接式中央热水机组的应用
6.3
太阳能热源
太阳能是无穷无尽的、干净的能源, 是21世纪后人类可期待的最有希望的能 源。任何地方任何国家均可自由利用。
太阳能作为热源，其主要的供冷暖 系统和供热水系统有以下几方面： （1）太阳能直接供暖系统 该系统是用平板型太阳能集热器利 用热水（或热空气）集热，经过蓄热槽 就可供辐射采暖、热风采暖等低温采暖 系统进行供暖。必要时可采用辅助热源。 其集热温度，冬天为30～50℃，夏天为 40～70℃。
房间的空调可用显热和潜热冷却两种 方式来实现，有时候这两种方式也常常结 合在一起。这种辐射式冷却系统，在昼夜 温差较大的地区使用较合适。 一种卵石 Q T 床储能系 至空调设备 统在夏天 或室内的冷水 Q +Q 可存冷， 储水箱 冬天可存 图 8-9 图6-9 辐射冷却原理图 辐射冷却原理图 暖。
g
（4）太阳能自然供暖系统（即被动 式太阳房） 该系统将射入玻璃窗和墙体内的太 阳能有效地吸收贮存起来，利用隔热保 温材料和建筑结构防止夜间的热损失， 以节约热量。室内的入射热还可以通过 热泵回收。其冬天的集热温度为20℃， 夏天可通过气流方向的改变来达到降温 的目的。
（5）太阳能热电联合供给系统
1.自动化、高精度 2.高效环保 3.安全可靠 4.运行费用低。可充分利用峰谷电价 差，实行蓄热运行。这样既可大幅降低运 行成本，同时削峰填谷的工作方式也有利 于整个电网的平衡稳定。
5.使用便利。电热式锅炉体积小、 重量轻，附件齐备，安装就位方便；操 作简单易行；电热管采用模块式结构， 便于维护。 尽管电热式热源有上述优点，但毕 竟电能是优质高品位能源，从能量利用 角度看，能量利用系数较低，只适合于 在环境要求较高、水电资源丰富的地区 使用。
6.2
常压热水机组
燃油（气）直接式常压热水机组 （锅炉）外形为方箱型，内部采用湿背 式结构，对流换热器设计为独特的立管 形式，加上采用了先进的热交换技术和 完善的控制系统，故机组结构紧凑，热 效率高。
6.2.1 直接式常压热水机组
直接式常压热水机组在供热系统中的 实际应用有两种方式，其一是用于采暖系 统；其二是用于热水供应系统。
（2）太阳能热泵供（冷）暖系统
该系统是用平板型太阳能集热器 （多为无玻璃盖的）通过热水集热，再 用热泵升温至30～50℃进行供暖。夏季 通过外供电驱动制冷机供冷。并根据需 要可采用辅助热源。其集热温度，冬天 为10～20℃（最高～40℃），夏天为 30～50℃（供热水用）。
（3）太阳能供冷暖系统
上联箱
玻璃盖 温射辐射
太阳直射辐射
载热介质管 下联箱 吸热板 载热介质管
图 8-8
图6-8 平板集热器的构造原理图
平板集热器的构造原理图
6.3.2 太阳能驱动制冷机
太阳能制冷主要有被动式、机械压 缩式、蒸汽喷射式、吸收式和干燥去湿 制冷系统。下面仅介绍被动式和吸收式 太阳能制冷系统。
1、被动式太阳能制冷
该系统在夏季用平板型太阳能集热 器（具有选择性吸收涂层）或聚光型太 阳能集热器使热水（热媒体）集热，以 作为吸收式或压缩式制冷机驱动机构的 热源，进行制冷。冬季用相同集热器直 接供暖，必要时可用辅助热源；备用制 冷机、蓄热槽（冷热水）。其集热温度， 冬天为40～50℃，夏天为80～100℃ （最高～130℃）。
图6-4
间接式中央热水机组外型图
图6-5 中央空调热水机组
换热器 烟 囱
循环水
箱体 燃烧器 空气
烟 管
燃烧室 热媒水
燃料
图6-6 间接式中央热水机组结构原理图
间接式中央热水机组由于可承受高层 建筑的水位压力，因而适合于安装在楼宇 首层或地下室，通过水泵自下而上向高层 建筑供应热水。
它可以作为暖气片采暖系统的理想热 源、中央空调采暖主机、为各类楼堂馆所 昼夜不间断提供洗浴、桑拿、泳池热水以 及提供生产工艺用热水等。