冷热源概述
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冷热源系统与建筑节能
冷热源系统与建筑节能冷热源系统是指利用可再生能源或废热资源进行热能或冷能的采集、转换和利用的一种系统。
随着环境保护意识的不断提高，建筑节能成为了现代社会亟待解决的问题。
冷热源系统作为一项可以降低建筑能耗的技术，在实现建筑节能方面发挥着重要的作用。
一、冷热源系统的工作原理冷热源系统主要利用地下水、地热能、水体等可再生资源，或者废热资源如空调冷凝水、工业废热等进行能源采集。
通过热泵技术，将低温的源能转换为高温或低温热能，以供给建筑物的供暖、制冷和热水使用。
1. 能源采集：冷热源系统通常以地下水、地热能和水体为主要采集能源的来源。
地下水源热泵系统通过井孔或水井将地下水引入系统进行热能的采集。
地热能源热泵系统则通过地热井或地源能井，将深层地下地热能转换为供暖、制冷和热水等用途。
水体源热泵则利用湖泊、河流等天然水体进行热能的采集。
2. 能源转换：通过热泵技术，冷热源系统能将低温的源能转换为高温或低温热能。
热泵系统中的制冷剂在低温情况下蒸发吸收热量，然后经过压缩冷却的过程，释放出高温热能。
通过这种方式，冷热源系统达到了利用废热资源或可再生能源进行供暖和制冷的目的。
3. 能源利用：冷热源系统将转换后的热能供给建筑物的供暖、制冷和热水使用。
热能通过管道输送到建筑物内部进行调节温度，供应住宅、商务建筑及工业生产等多个领域的热能需求。
二、冷热源系统的节能效果冷热源系统作为一种新兴的能源利用技术，具有明显的节能效果，对提高建筑能源利用效率具有重要作用。
1. 能源利用效率高：冷热源系统可以利用环境中的可再生能源或废热资源，通过能源的采集和转换，将源能转化为高温或低温热能。
相比传统的供暖和制冷方式，冷热源系统能够显著提高能源利用效率，减少能源浪费。
2. 降低能耗：冷热源系统通过充分利用可再生能源或废热资源进行能源供应，能够降低建筑的能耗。
传统的供暖和制冷方式通常依赖于化石燃料或电力等传统能源，不仅能源消耗量大，还会造成环境污染。
空调冷热源分解课件
空调冷热源的重要性
01
冷热源是决定空调系统性能和效 率的关键因素，其选择和设计直 接影响到建筑物的能耗和室内环 境质量。
02
合理的冷热源配置可以降低建筑 能耗，提高室内环境的舒适度， 同时也有助于实现节能减排和绿 色建筑的目标。
空调冷热源的类型
集中式冷热源
包括大型冷冻站、热力站等，通过集 中供应冷/热量来满足大面积的冷/热 需求。
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空调冷热源的发展趋势
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冷热源概述
四、烟尘、废渣及噪音污染
矿物燃料----机械设备（如水泵、风机等） ----噪音----二氧化碳、烟尘、硫化物及产 生废水----大气污染，威胁人类。 伦敦烟雾事件，死亡1800名。1952死亡 4000人 美国光化学烟雾，使数千人患病。 北京飘尘比东京、伦敦60年代还高。 雾都---重庆
热电冷联供系统原理图
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科技部“十五”攻关
“小城镇节能与新能源利用关键技术研究及设 备开发”课题 农产品生产加工流程中的节能技术研究
10 W 1.414kw h 7.07
第二方案消耗1/7电能。这似乎不符能量守恒定律。事实上此方案中约6/7的供热量 利用了温度低于室温的低温热源的热量，因此，节省了高位能源(电能)的消耗量。
Qh
热泵
地源/土壤源 水源 空气源
能源的品位重要性
1．评价能源的价值时，既要看其数量，又要 看其质量。热源也同样分为高位热源和低位热 源。 2．按质用能：合理地使用高位能的问题是十 分重要的。量的守恒性和质的贬值性 3．能量贬值：能量既不能产生，也不能消失， 只能由高位能变为低位能。一切能量使用到最 后，都成废热传递给大气环境了，虽然它在数 量上看是守恒的，但质量上已经越来越不中用， 最后降级到无用了。
冷热源与安全
设计/管理人员的意识： 綦江彩虹桥跨踏 宜宾长江答桥跨踏 99宁夏银川锅炉爆炸事件 2003上海虹口区桑拿中心锅炉爆 炸事件
热源及冷源PPT课件
三、冷热源的组合方式 ⒈电1种、动低以势冷热热水能能为机和动废组力汽供，、电冷废能热、耗，锅用如较炉高少于供，2热且0k对Pa热表源压要饱求和不蒸高汽。、能高利于用75各℃
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2、除灰系统
炉渣从锅炉炉排、下渣斗和烟灰从除尘装置的灰斗到锅 炉房灰渣场之间的灰渣输送系统。包括：灰渣浇湿、运 输和堆放等过程。
3、锅炉房送风排烟系统
（1）送、引风系统 送风系统：鼓风机、冷风道、热风道、消声器等 引风系统：烟道、引风机、烟囱等。
（2）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、氮氧化物） 除尘器、脱硫（脱氮）、装置等。
制冷剂、载冷剂和冷却剂 （1）制冷剂：完成制冷循环的工作物质
压缩式制冷：氨、氟利昂（卤代烃）
吸收式制冷：水-溴化锂溶液
热源及冷源概述
– 干式除渣系统：灰渣场、渣斗、除渣机 – 水力除灰渣系统：灰沟、渣沟、沉灰池、过滤池、清
水池、灰渣泵、喷嘴及循环水管路等
–烟风系统
• 送风系统：鼓风机、冷风道、热风道、消声器
等
• 引风系统：烟道、引风机、除尘器、脱硫（脱
氮）装置、烟囱
• 净化系统：重力除尘器、惯性除尘器、离心力
除尘器、水膜除尘器、静电除尘器、布袋除尘器、 脱硫塔
第八章 热源及冷源
第一节 热源及冷源概述
一.热源概述 1.锅炉
局部锅炉房（分散供热锅炉房）：多为小型锅炉， 热效率低，排放的烟尘和有害物质多
区域锅炉房（集中供热锅炉房）：热效率高， 燃烧排放物较少，节能环保
热电厂：锅炉容量大，热效率在90%以上， 节省燃料，排放有害物质较少
区域锅炉房热
局 部
电
锅
–汽水系统
–蒸汽、热水地供给、排放，凝结水系统和锅 炉出水处理
• 给水系统：给水泵、补给水泵、给水箱、补给水箱、给水 管路、阀门附件等
• 水处理系统：软化设备、除碱设备、除氧设备、中间水箱、
中间水泵、再生系统
• 蒸汽系统：蒸汽母管、支管、分汽缸 • 凝水系统：凝结水箱、凝结水泵及其管路 • 排污系统：连续排污和定期排污管路附件、排污扩容器、
有机热载体锅炉
（5）按燃料：燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、余 热锅炉、电加热锅炉、生物质锅炉
（6）按水循环：自然循环、强制循环、混合循环 （7）按燃料在锅炉内部或外部：内燃式锅炉、外燃
式锅炉
（8）按安装方式：快装锅炉、组装锅炉、散装锅炉 （9）按工质在蒸发系统的流动方式：自然循环锅炉、
强制循环锅炉、直流锅炉
厂
炉
房
示
意
水池、灰渣泵、喷嘴及循环水管路等
–烟风系统
• 送风系统：鼓风机、冷风道、热风道、消声器
等
• 引风系统：烟道、引风机、除尘器、脱硫（脱
氮）装置、烟囱
• 净化系统：重力除尘器、惯性除尘器、离心力
除尘器、水膜除尘器、静电除尘器、布袋除尘器、 脱硫塔
第八章 热源及冷源
第一节 热源及冷源概述
一.热源概述 1.锅炉
局部锅炉房（分散供热锅炉房）：多为小型锅炉， 热效率低，排放的烟尘和有害物质多
区域锅炉房（集中供热锅炉房）：热效率高， 燃烧排放物较少，节能环保
热电厂：锅炉容量大，热效率在90%以上， 节省燃料，排放有害物质较少
区域锅炉房热
局 部
电
锅
–汽水系统
–蒸汽、热水地供给、排放，凝结水系统和锅 炉出水处理
• 给水系统：给水泵、补给水泵、给水箱、补给水箱、给水 管路、阀门附件等
• 水处理系统：软化设备、除碱设备、除氧设备、中间水箱、
中间水泵、再生系统
• 蒸汽系统：蒸汽母管、支管、分汽缸 • 凝水系统：凝结水箱、凝结水泵及其管路 • 排污系统：连续排污和定期排污管路附件、排污扩容器、
有机热载体锅炉
（5）按燃料：燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、余 热锅炉、电加热锅炉、生物质锅炉
（6）按水循环：自然循环、强制循环、混合循环 （7）按燃料在锅炉内部或外部：内燃式锅炉、外燃
式锅炉
（8）按安装方式：快装锅炉、组装锅炉、散装锅炉 （9）按工质在蒸发系统的流动方式：自然循环锅炉、
强制循环锅炉、直流锅炉
厂
炉
房
示
意
空调系统冷热源介绍
❖ 最早的制冷剂（1830～1930）
乙乙醚醚 （1805）
二二乙乙醚醚（（1813843）4） 蒸蒸气气压压缩缩式式制制冷冷循循环环
橡胶馏化物
制冷剂的筛选由易获得性转向了安全性和性能参数
二氯乙烷异构体 （R1130）
第一台离心压缩机
混合物 （1885）
16
1.制冷剂
（4）制冷剂的发展历程
❖ CFC和HCFC（1930～1990）
空调系统冷热源
1
什么是空调冷热源
1.家用空调系统
2
家用空调制冷原理
制冷循环系统：
外界空气
低
压缩机
高温高压蒸气（高温高压蒸气）
冷凝器
高
压 （压缩）
压
蒸
液
气
蒸发器
体
节流装置
低压液体
（节流降压）
室内空气
3
2.中央空调制冷系统
4
中央空调制冷系统
5
中央空调制冷系统
冷却水系统
低
压缩机
高温高压蒸气（高温高压蒸气）
（2）2—3等温过程
从低温热源中吸取热量为q2，循环所消耗的功为w，熵增加了 q2/T2;
卡诺循环是一种理想的可逆循环。在实际过程中，无法实现没有温差 下的等温传热过程，也不可能实现没有摩擦损失的等熵过程。
可逆状态下的卡诺循环发动机是无法实现的。
23
1. 卡诺循环
1.2 逆卡诺循环
24
1. 卡诺循环
1.2 逆卡诺循环的热力过程分析： （1）4—1定温压缩过程
工质在定温压缩过程中向高温热源放出热量为q1,同时熵减少 了q1/T1;
10
1.制冷剂（Refrigeration）
乙乙醚醚 （1805）
二二乙乙醚醚（（1813843）4） 蒸蒸气气压压缩缩式式制制冷冷循循环环
橡胶馏化物
制冷剂的筛选由易获得性转向了安全性和性能参数
二氯乙烷异构体 （R1130）
第一台离心压缩机
混合物 （1885）
16
1.制冷剂
（4）制冷剂的发展历程
❖ CFC和HCFC（1930～1990）
空调系统冷热源
1
什么是空调冷热源
1.家用空调系统
2
家用空调制冷原理
制冷循环系统：
外界空气
低
压缩机
高温高压蒸气（高温高压蒸气）
冷凝器
高
压 （压缩）
压
蒸
液
气
蒸发器
体
节流装置
低压液体
（节流降压）
室内空气
3
2.中央空调制冷系统
4
中央空调制冷系统
5
中央空调制冷系统
冷却水系统
低
压缩机
高温高压蒸气（高温高压蒸气）
（2）2—3等温过程
从低温热源中吸取热量为q2，循环所消耗的功为w，熵增加了 q2/T2;
卡诺循环是一种理想的可逆循环。在实际过程中，无法实现没有温差 下的等温传热过程，也不可能实现没有摩擦损失的等熵过程。
可逆状态下的卡诺循环发动机是无法实现的。
23
1. 卡诺循环
1.2 逆卡诺循环
24
1. 卡诺循环
1.2 逆卡诺循环的热力过程分析： （1）4—1定温压缩过程
工质在定温压缩过程中向高温热源放出热量为q1,同时熵减少 了q1/T1;
10
1.制冷剂（Refrigeration）
课件冷热源系统节能运行
冷热源系统的故障诊断与处理
故障识别
通过观察、检测等方法识别冷热 源系统故障，分析故障原因。
诊断方法
采用专业的诊断工具和软件对冷 热源系统进行故障诊断，确定故
障部位和程度。
处理措施
根据故障类型和程度，采取相应 的处理措施，如维修、更换部件
等，尽快恢复系统正常运行。
04
冷热源系统的节能效果评估
Hale Waihona Puke 节能效果的评估方法提高能效比
选择高效、低能耗的冷热 源系统，提高整个空调系 统的能效比，降低运行成 本。
冷热源系统的历史与发展趋势
历史回顾
早期的冷热源系统主要依赖燃煤或燃油，随着技术进步，逐渐发展为以电和燃 气为主。
发展趋势
未来冷热源系统将朝着更加节能、环保、智能化的方向发展，如采用热泵技术 、吸收式制冷技术等新型技术，以及结合楼宇自动化系统进行智能控制。
研究和发展先进的智能控制算法，如 模糊控制、神经网络控制等，实现对 冷热源系统的精准控制，提高运行效 率。
自动化监控与调度系统
建立自动化监控与调度系统，实时监 测冷热源系统的运行状态，根据实际 需求进行自动调节和优化，降低能耗 。
可再生能源在冷热源系统中的应用
太阳能利用
利用太阳能为冷热源系统提供能量，如太阳能热水器、太阳能空调等，减少对传统能源的依赖。
02
通过优化系统配置和运行参数， 降低系统的能耗，提高能效比。
冷热源系统的智能化控制
采用智能化控制系统，根据实际需求 自动调节冷热源系统的运行参数，实 现节能运行。
通过智能化控制，能够实现系统的自 动优化和调整，减少人工干预和能耗 浪费。
冷热源系统的余热回收利用
余热回收利用是节能的重要手段之一，通过回收利用冷热源 系统的余热，能够减少能源消耗和浪费。
建筑冷热源
等。 2、钠离子交换软化法 2.1 软化反应 ① 经钠离子交换后，水中的钙、镁盐类转化为钠盐，除
去水中硬度； ② 原水中的中碳酸盐碱度均转变为钠盐碱度(NaHCO3)，
因此，其只能软化水，但不能除碱，即水中碱度不变；
锅炉给水处理
③ 由于Na+的当量值比Ca+、Mg+的当 量值大，水中含盐量有所增加。
3.锅炉的运行
4.锅炉的总体布置:1.总平面图上的
布置2.区域布置3.工艺布置4.设计对 土建专业的技术要求
锅炉的工作过程
1. 燃料的燃烧过程 定义：燃料在炉内（燃烧室内）燃烧生成高温烟气，并排出灰
渣的过程 高温烟气
给煤斗
燃料（煤）
炉排面（燃烧室）
除渣板（入灰渣斗）
空气 在一定的燃烧设备内，正常燃烧应具备的条件：
锅炉的分类
1.按锅筒放置方式：立式锅炉、卧式锅炉
2.按用途分：生活锅炉、工业锅炉、卧式锅炉
3.按介质分：蒸汽锅炉、热水锅炉、汽水两用锅炉、有机热载体锅炉。
4.热燃料分：燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、余热锅炉、电加热锅炉、
生物质锅炉
5.按水循环分：自然循环、强制循环、混合循环
6.按燃烧在锅炉内部或外部分：内燃式锅炉、外燃式锅炉。
对受热面的腐蚀 2）水处理方式
锅外水处理——给水经预先处理后进入锅炉， 大部分供热锅炉； 锅内水处理——水处理在锅内部进行，对一 些小容量的供热锅炉
锅炉给水处理
二、锅炉水处理方法：
1、阳离子交换法—用阳离子交换剂（由阳离子和复合阴 离子组成）
常用的离子交换剂：磺化煤和合成树脂 常用的阳离子交换水处理有：钠离子、氢离子、氨离子
（1）.电动冷水机组供冷、锅炉供热 （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、热电厂供热 （4）.溴化锂吸收式冷水机组供冷、热电厂供热 （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冷热源 （7）天然冷热源
去水中硬度； ② 原水中的中碳酸盐碱度均转变为钠盐碱度(NaHCO3)，
因此，其只能软化水，但不能除碱，即水中碱度不变；
锅炉给水处理
③ 由于Na+的当量值比Ca+、Mg+的当 量值大，水中含盐量有所增加。
3.锅炉的运行
4.锅炉的总体布置:1.总平面图上的
布置2.区域布置3.工艺布置4.设计对 土建专业的技术要求
锅炉的工作过程
1. 燃料的燃烧过程 定义：燃料在炉内（燃烧室内）燃烧生成高温烟气，并排出灰
渣的过程 高温烟气
给煤斗
燃料（煤）
炉排面（燃烧室）
除渣板（入灰渣斗）
空气 在一定的燃烧设备内，正常燃烧应具备的条件：
锅炉的分类
1.按锅筒放置方式：立式锅炉、卧式锅炉
2.按用途分：生活锅炉、工业锅炉、卧式锅炉
3.按介质分：蒸汽锅炉、热水锅炉、汽水两用锅炉、有机热载体锅炉。
4.热燃料分：燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、余热锅炉、电加热锅炉、
生物质锅炉
5.按水循环分：自然循环、强制循环、混合循环
6.按燃烧在锅炉内部或外部分：内燃式锅炉、外燃式锅炉。
对受热面的腐蚀 2）水处理方式
锅外水处理——给水经预先处理后进入锅炉， 大部分供热锅炉； 锅内水处理——水处理在锅内部进行，对一 些小容量的供热锅炉
锅炉给水处理
二、锅炉水处理方法：
1、阳离子交换法—用阳离子交换剂（由阳离子和复合阴 离子组成）
常用的离子交换剂：磺化煤和合成树脂 常用的阳离子交换水处理有：钠离子、氢离子、氨离子
（1）.电动冷水机组供冷、锅炉供热 （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、热电厂供热 （4）.溴化锂吸收式冷水机组供冷、热电厂供热 （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冷热源 （7）天然冷热源
冷热源工程课件-概述
1910年左右，马利斯·莱兰克发明了蒸气喷射式制冷系统。 20世纪，制冷技术有了更大发展。全封闭制冷压缩机的研制成功；
米里杰发现氟里昂制冷剂并用于蒸气压缩式制冷循环，以及混合制冷剂的应
用；伯宁顿发明回热式除湿器循环以及热泵的出现，均推动了制冷技术的发 展。
1.1概述
协会：1888
1903、1904 英国冷库和冰协会 美国制冷设备制造协会和美国制冷工 程师协会
1.1概述
(4)工质的开发研究
继氟里昂和共沸混合工质之后，由于1970年石油危机，节能意识提 到重要地位，在开发新工质上引人注目地研究出一系列非共沸工质，收到了 节能的效果和满足一些特定需要。 由于臭氧耗损和温室效应引起了严峻的环境保护问题，导致了80年 代末开始全球禁止CFCs物质，进而波及到HCFC类物质，这既是一次历史性 的冲击，同时又提供了新的发展机遇。近年来在替代工质开发及其热物理性 质研究方面取得的成就即是证明。
1.1概述
利用声制冷、光制冷、化学方法制冷的各种循环；以及各种新型的混合型循
环。研究制冷系统的热物理过程、系统及部件的稳态和瞬态特性以及单一工
质和混合工质的性质等等，也离不开微电子和计算机技术的应用。 在制冷产品的设计制造方面：计算机现已广泛用于产品的辅助设计
和制造(CAD，CAM)。例如结构零件设计的有限元法和有限差分法以及用计
工质在循环中发生状态变化，所以工质的热物理性质是进行循环分析和计算
的基础数据。此外，为了使这些工质能实际应用，还必须掌握它们的一般物 理化学基础。
(3)研究气体液化和分离技术。例如液化氧、氮、氢、氦等气体，将空气或
天然气液化、分离，均涉及一系列的制冷或低温技术。 (4)研究所需的各种机械和设备，包括它们的工作原理、性能分析、结构设
米里杰发现氟里昂制冷剂并用于蒸气压缩式制冷循环，以及混合制冷剂的应
用；伯宁顿发明回热式除湿器循环以及热泵的出现，均推动了制冷技术的发 展。
1.1概述
协会：1888
1903、1904 英国冷库和冰协会 美国制冷设备制造协会和美国制冷工 程师协会
1.1概述
(4)工质的开发研究
继氟里昂和共沸混合工质之后，由于1970年石油危机，节能意识提 到重要地位，在开发新工质上引人注目地研究出一系列非共沸工质，收到了 节能的效果和满足一些特定需要。 由于臭氧耗损和温室效应引起了严峻的环境保护问题，导致了80年 代末开始全球禁止CFCs物质，进而波及到HCFC类物质，这既是一次历史性 的冲击，同时又提供了新的发展机遇。近年来在替代工质开发及其热物理性 质研究方面取得的成就即是证明。
1.1概述
利用声制冷、光制冷、化学方法制冷的各种循环；以及各种新型的混合型循
环。研究制冷系统的热物理过程、系统及部件的稳态和瞬态特性以及单一工
质和混合工质的性质等等，也离不开微电子和计算机技术的应用。 在制冷产品的设计制造方面：计算机现已广泛用于产品的辅助设计
和制造(CAD，CAM)。例如结构零件设计的有限元法和有限差分法以及用计
工质在循环中发生状态变化，所以工质的热物理性质是进行循环分析和计算
的基础数据。此外，为了使这些工质能实际应用，还必须掌握它们的一般物 理化学基础。
(3)研究气体液化和分离技术。例如液化氧、氮、氢、氦等气体，将空气或
天然气液化、分离，均涉及一系列的制冷或低温技术。 (4)研究所需的各种机械和设备，包括它们的工作原理、性能分析、结构设
08 冷热源
CVAE风冷 两级压缩离 心式冷水机 组
风冷模块式 冷水机组
（6）.户式空调冷水机组 户式空调冷水机组是一种微型的集中 空调系统的制冷机组。它将集中空调的 制冷系统和冷冻水系统的水泵及膨胀水 箱集合在机组中，其冷凝器常采用风冷 式，图4-52 是户式风冷式冷水机组的 外形图。
图 4-52
户式风冷式冷水机组空调系统
建筑物供热方式有：中、小型锅炉房，大 型区域锅炉房，热电站，电阻式加热装置， 热泵，太阳能供热等等。锅炉房供热是目前 我国主要的供热方式。但从能源消耗观点看， 锅炉房供热的能量利用系数不高，尤其是小 型锅炉房。因此，当前一些地区积极发展热 电站供热。电阻式加热装置的能量利用系数 低，但由于使用方便、容易控制、无污染的 优点，在国外经常采用。
2
1
4 3 9 8 7 6 5
1-压缩机 2-冷凝器 3-蒸发器 4-滤油器 5-油冷却器 6-油箱 7-电动机 图4-49 离心式冷水机组外形 1-压缩机 2-冷凝器 3-蒸发器 4-滤油器 5-油冷 却器 6-油箱 7-电动机 8-油泵 9-增速箱
图 4-49 离心式冷水机组外形
3 5 4 2 6 7
根据机组配用冷凝器的冷却介质的不同， 活塞式冷水机组又可分为水冷和风冷的两种。 根据机组所配压缩机的数量不同，又可分为 单机头活塞式冷水机组和多机头活塞式冷水 机组。 活塞式冷水机组具有结构紧凑、占地面积 小、安装快、操作简单和管理方便等优点。
1 冷却水 5 冷媒水
2
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图 4-45
ห้องสมุดไป่ตู้
活塞式冷水机组外形
1、压缩-冷凝机组
压缩-冷凝机组是将压缩机、冷凝器等组成一个整 体，它可与节流机构及各种类型的蒸发器组成制冷 系统。
冷热源综述
冷热源综述
冷热源工程是为了满足特定的建筑环境而产生和发展起来的它能有效利用建筑能源，减少化石能源消耗，有效利用可再生资源，处理好建筑环境的能量需求与最大限度地保护生态系统之间的矛盾，是人类所共同面临的一个全球性的问题。
一．冷热源基本知识
制冷方法主要有物理方法和化学方法，但大多数采用物理方法。
目前应用最广泛的是物理制冷方法：1）相变制冷包括：融化制冷；汽化制冷；升华制冷，2）气体绝热膨胀制冷，3）温差电制冷。
空调系统的冷热源
环境因素
考虑当地气候、能源供应和环 保要求，选择符合当地政策和 法规的冷热源。
可靠性
选择稳定可靠、故障率低的冷 热源，确保空调系统的正常运 行。
初始投资与运行费用
在满足以上条件的前提下，综 合考虑初始投资和长期运行费 用，选择性价比最优的冷热源
。
不同场合的冷热源选择
家庭空调
工业生产
家庭空调通常采用电力驱动的空调系 统，冷热源多为空气源热泵或分体式 空调。
工业生产过程中产生的余热、废热可 用于供暖或制冷，常见的冷热源有工 业废水、地热能等。
商用建筑
商用建筑多采用集中式空调系统，冷 热源包括冷水机组、燃气锅炉、吸收 式冷水机组等。
冷热源的发展趋势
节能环保
可再生能源利用
随着环保意识的提高和能源政策的调整， 节能环保的冷热源将成为主流，如地源热 泵、空气源热泵等。
集中式冷热源的缺点是系统复杂、 投资大，需要专业的维护和管理。
分布式冷热源
分布式冷热源是指将制冷或制热设备分散设置在各个用户端，直接为用户提供冷热 量的一种冷热源形式。
分布式冷热源具有灵活性高、适应性强等优点，适用于小型建筑、独立住宅等用户。
分布式冷热源的缺点是能源利用率较低、管理维护不便，且对设备的要求较高。
混合式冷热源
混合式冷热源是指结合集中式 和分布式两种冷热源形式的一 种综合型冷热源形式。
混合式冷热源能够结合两种形 式的优点，提高能源利用率、 降低投资成本、灵活适应不同 用户需求等。
混合式冷热源的缺点是需要进 行复杂的系统设计和优化，管 理维护难度较大。
03
冷热源的选择
选择依据
能源效率
选择能源效率高的冷热源，能 够降低运行成本和维护费用。
考虑当地气候、能源供应和环 保要求，选择符合当地政策和 法规的冷热源。
可靠性
选择稳定可靠、故障率低的冷 热源，确保空调系统的正常运 行。
初始投资与运行费用
在满足以上条件的前提下，综 合考虑初始投资和长期运行费 用，选择性价比最优的冷热源
。
不同场合的冷热源选择
家庭空调
工业生产
家庭空调通常采用电力驱动的空调系 统，冷热源多为空气源热泵或分体式 空调。
工业生产过程中产生的余热、废热可 用于供暖或制冷，常见的冷热源有工 业废水、地热能等。
商用建筑
商用建筑多采用集中式空调系统，冷 热源包括冷水机组、燃气锅炉、吸收 式冷水机组等。
冷热源的发展趋势
节能环保
可再生能源利用
随着环保意识的提高和能源政策的调整， 节能环保的冷热源将成为主流，如地源热 泵、空气源热泵等。
集中式冷热源的缺点是系统复杂、 投资大，需要专业的维护和管理。
分布式冷热源
分布式冷热源是指将制冷或制热设备分散设置在各个用户端，直接为用户提供冷热 量的一种冷热源形式。
分布式冷热源具有灵活性高、适应性强等优点，适用于小型建筑、独立住宅等用户。
分布式冷热源的缺点是能源利用率较低、管理维护不便，且对设备的要求较高。
混合式冷热源
混合式冷热源是指结合集中式 和分布式两种冷热源形式的一 种综合型冷热源形式。
混合式冷热源能够结合两种形 式的优点，提高能源利用率、 降低投资成本、灵活适应不同 用户需求等。
混合式冷热源的缺点是需要进 行复杂的系统设计和优化，管 理维护难度较大。
03
冷热源的选择
选择依据
能源效率
选择能源效率高的冷热源，能 够降低运行成本和维护费用。
建筑冷热源
一、热源
锅炉房系统的组成
锅炉： 利用燃料燃烧释放的热能或其他热能加热水或其他工质， 以生产规定参数(温度、压力)和品质的蒸汽、热水或其他 工质的设备。 锅炉的组成与作用：
锅炉是由“锅”和“炉”两部分组成的。
锅是容纳水和蒸汽的受压部件，包括锅筒、受热面、集 箱(也叫联箱)和管道等。其中进行着水的加热，汽化及汽 水分离等过程。
建筑冷热源
概述 热源 冷源 冷热源组合方式
概述
一、热源：热源是暖通空调系统热量的来源。 1.锅炉 生产蒸汽或热水的供热设备 2.自然资源以及余热利用
热源主要指太阳能、地热能量的利用，而余热利用是指对废 气废水中的剩余热进行回收利用，这一类型热源主要为热泵。热 泵技术是进来在全世界备受关注的新能源技术。 二、冷源：冷源是空调系统冷量的来源。 冷源主要为天然资源和人工冷源。 （目前空调工程中主要是人工冷源） 1.天然冷源：指低于环境温度的天然物质，例如地刀锋、深井水等。 热蓄水和冰蓄热地最常见的两种天然冷源利用形式。 2.人工冷源：压缩式制冷 吸收式制冷 蒸汽喷射式(效率低，已基本淘汰)；
除渣板（入灰渣斗）
空气 在一定的燃烧设备内，正常燃烧应具备的条件： ①高温环境 ②必需的空气量及空气与燃料的良好混合 ③燃料的供应及灰渣和烟气的排放
锅炉的工作过程
2. 烟气向水(或蒸汽)的传热过程 辐射 高温烟气 对流 尾部受热面(省、空) 除尘 引风机 烟囱 辐射+对流 水冷壁 过热器 对流 对流管束
2、气体绝热膨胀制冷
一定状态的气体通过节流阀或膨胀机绝热膨 胀时，它的温度降低，从而达到制冷的目的。 气体绝热节流是通过节流阀来实现的。气体 经过阀门时，流速大、时间短，来不及与外 界进行热交换，可以近似地看成绝热过程。 根据稳定流动能量方程，气体绝热节流后焓 值不变。
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第二方案消耗1/7电能。这似乎不符能量守恒定律。事实上此方案中约6/7的供热量 利用了温度低于室温的低温热源的热量，因此，节省了高位能源(电能)的消耗量。
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热泵
地源/土壤源 水源 空气源
能源的品位重要性
Hale Waihona Puke 1．评价能源的价值时，既要看其数量，又要 看其质量。热源也同样分为高位热源和低位热 源。 2．按质用能：合理地使用高位能的问题是十 分重要的。量的守恒性和质的贬值性 3．能量贬值：能量既不能产生，也不能消失， 只能由高位能变为低位能。一切能量使用到最 后，都成废热传递给大气环境了，虽然它在数 量上看是守恒的，但质量上已经越来越不中用， 最后降级到无用了。
一、臭氧层破坏
原因：向大气排放出大量的氟氯烃气体和哈龙 人类皮肤癌的发病率就会增加 打乱生态系统中复杂的食物链和食物网， 导致生物物种的灭绝 破坏植物的光合作用和授粉能力。 1985：《保护臭氧层国际公约》 1987年9：蒙特利尔公约
二、全球变暖与海平面上升
化石燃料-----二氧化碳等气体 1992年，全球二氧化碳的排放达264亿吨 84%来自工业活动 二氧化碳含量的年增长率约为0.4%。 温室气体吸收长波辐射热，并将其反射 回地球，对地面气候起到增温作用，出 现地球表面的“温室效应”。
主要因素是工业生产排放二氧化硫、燃烧石油 以及汽车尾气排放出来的氮氧化物等进入大气 后，经过“云内成雨过程”和“云下冲刷过 程”，形成较大的酸雨雨滴，最后降落在地面 上 我国既是一次能源消耗大国，也是二氧化硫和 二氧化氮气体的排放大国和受害国，每年排放 的二氧化硫大约在1500万吨以上，是少数几个 排放量大的国家之一。 我国酸雨的分布区面广量大
冷热源与安全
设计/管理人员的意识： 綦江彩虹桥跨踏 宜宾长江答桥跨踏 99宁夏银川锅炉爆炸事件 2003上海虹口区桑拿中心锅炉爆 炸事件
系列规范
中华人民共和国节能法 中国节能技术政策大纲 民用建筑节能标准 高层建筑防火规范 旅游宾馆商业建筑节能标准 《中华人民共和国大气污染防治法》 夏热冬暖地区建筑节能标准……… 地方法规：如重庆市人民政府关于实施清洁能源工
三、现有能源的有限性
世界能源消费大幅度地增长。 全世界每年所消耗的矿物燃料相当于地 球史前二百万年地球所储存的。 如仍按现在的消费增长率持续下去，估 计在今后30～40年内矿物燃料即将枯竭。
矿物燃料的消耗模式图
人口急剧增长加剧能源枯竭
世界人口的急剧增长，是人类将面临的 最重要的问题之一。 世界的总人口在15世纪时，据估算不过3 亿人左右， 自公元1400至1900年间，人口的年增长 率O～0.75%，人口的增长较缓慢。 20世纪，人口年增长率约达2%。这意味 着，30多年，人口就要翻一番。
热电冷联供系统原理图
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科技部“十五”攻关
“小城镇节能与新能源利用关键技术研究及设 备开发”课题 农产品生产加工流程中的节能技术研究
电 能
• 消费能源的一种最广泛的形式 • 主要：火力发电、水力发电、核能发电
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我国能源空前紧张
空调用电高峰：2002年夏天：4500万 kw~2.5个三峡总容量； 2003年夏天：22个省市拉闸限电； 2004年国家计委计划投资1600亿建设火 力发电厂；大力开发水电站； 未来10年，将建设30余座核电站
二、热电冷联供系统
合理利用能源，国内外关注。热电联产就是一 种典型的总能系统。所谓总能系统，是指该系统 所需的能量，几乎都由该系统中所设置的唯一能 源供给，而不必求助于其他能源。 热电联产中，较高参数的蒸汽首先用来作功发 电，然后抽汽或排气供热，既避免了热电分产时， 有用能的大量损失，也避免了大量冷源损失，具 有热力学优势。 “热电冷联供”，是指使锅炉产生的蒸汽先通过 背压式汽轮机发电作功，排汽除满足各种热负荷 外，还用作溴化锂吸收式制冷机的工作蒸汽。
各国温室气体排放份额
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22% 39% À ú à ¸ Ð ú Ö ¸ í Þ ¸ ¶ Â Ë Õ ½ È ± ²Ã Å Ë ä ü Æ Ë
12% 13% 5% 9%
温室气体危害
全球气候变暖 导致海水变暖和膨胀，加速极地冰川和冻土的 融化，造成海平面上升等等。 美国环保局认为，2025年，海平面将上升10-40 厘米，到2100年，将上升60-200厘米， 世界上大约有1/3的人口生活在海岸线60公里的 范围内，一些城市和乡村可能被淹没。 旱涝灾害的次数可能增加，森林、草原火灾增 多，水资源问题将更为突出，对农业影响也将 十分明显。
酸雨影响
生态系统，大片森林死亡、农作物枯萎， 抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，使土壤 贫瘠化； 酸雨可以使湖泊河流酸化， 溶解重金属进入水中，毒害鱼类，使水生生态 受到严重破坏，人体健康也有直接的影响。 河川、酸湖。鱼虾绝迹。 加速建筑物和文物的腐蚀和风化。例如雅典古 城堡的大理石建筑和雕塑剥落，自由女神铜像 披上铜绿，嘉陵江大桥锈迹斑斑。
四、能源的可持续性
虽然地球上及浩瀚的宇宙中蕴藏的能量 是无穷无尽的，但是,在现有的技术水平 和经济条件下，地球上可被人类利用的 能源却是非常有限的。 大力开发新能源 大力提倡节约能源（节能）
能源可持续性战略
一次能源战略储备 我国一次能源结构 世界一次能源结构 大力开发新能源 大力提倡节约能源（节能）：2001年全球能源 消耗200亿吨标煤，为了减缓能源枯竭的进程， 我们必须提高能源利用率，节约能源，目前世 界上仍然存在能源供应紧张，产品能耗偏高， 能源利用率偏低、浪费严重的现象，在我国犹 为突出。与发达国家存在很大差距。
绪 论
在暖通空调系统中，冷热源是不可缺少的； 是工业企业及人民生活的重要组成部分。 冷源是空调系统的核心设备。 热源是供热系统的核心设备。 冷热源的大规模利用很大程度上将加快能源枯竭 的进程，恶化城市生态环境、对人类自身的生存 空间环境造成不可估量的影响。 国家大力提倡节能推行清洁能源工程、严格控制 大气环境污染；制定了一系列规范 通过本门课程的学习，培养学生的节能和环保意 识，迅速适应新的形势。
本课题以农副产品生产加工、保鲜冷藏及包装流程中的 节能技术研究为中心。根据生产链中不同环节的供热、 供冷需求，研究开发适用的冷热能量调控技术，实现 同生产流程间的冷热能量互用、共用的循环体系，充 分利用冷藏设备及工业设备的排热、余热，为加工、 生产提供热量，并将夏季富余热量调节到冬季，为`种 植、养殖场供暖。
？ 问题
请列举几种冷源形式？ 说明与能源形式的关系。
能源决定热源设备多样性
多样 性
多样性
多样性
多样性
第二节 冷热源与生态环境
冷热源设备是大量消耗能源的能量 转化装置，主要是电能及矿物燃料。 矿物燃料仍是我国能源的主要一次 能源。电能也在很大程度上依赖矿物 燃料的消耗，大量使用冷热源设备会 导致众多与生态环境有关的问题。
某城镇供水方案：10T/h
方案1、水坝直接供水，w=0,； 方案2、用水泵从湖中取水；坝中水驱动 水轮机，水轮机再拖动水泵，将10m以下 的湖水输入供水池。 水坝中的水和湖中的水，其价值是不同的。 热能一样，不仅有数量，而且也有其质量。
例2图
能源的品位 举例2
向室内供热10kW，有两种供热方案： 1、电阻式加热器，直接加热室内空气，需要电能为10kW。 2、热泵供热。若t2=45℃，t1=0℃，热泵采用的最理想循环— —逆卡诺循环热泵的制热性能系数 Q T h 2 273 45 7.07 h W T T 45 2 1 供热10kW，驱动热泵的电能为：
1
100m
0.91t
例1图
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5
10t
9.09t
10m
10t
2
9.09t
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3
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能源的品位 举例1
第三节 能源的品位与新能 源
一、能源的品位
通常，以作功本领来描述能量的大小。 在封闭系统中，各种形式的能量无论发生什么 变化过程，都可互相转换，其总和恒定不变。 我们可根据需要把自然界中存在的各种形形色 色的能转化为其他各种形式的能。 能量利用的过程实质就是能量的转化、传递过 程。能源因所处的状态不同，而其价值也不同。
二、能源的重要性
能源是现代社会和生活的物质基础。 经济、技术发展程度越高，能源的消耗量也就 越多。 在正常情况下，各国工业化初期，能源消耗量 (包括电能消耗在内)与国民生产总值同步增长。 人的生活与能源消费息息相关，人们生活中衣、 食、住、行、文化娱乐等等。 采暖和空气调节方面的能耗占能源总用量的比 例很大，欧洲约占50%，美国和日本也占到 33%左右，每年平均以4～5%的速度增长