建筑热源.pdf

一、填空题 1.影响太阳辐射的因素有纬度高低、天气状况、海拔高低和日照时间长短。2.锅炉房辅助设备有给水设备、通风设备、燃料供应及排渣除尘设备、监测仪表和自动控制设备。水处理设备是用以除去水中杂质如氧钙镁离子等，避免汽锅内壁结垢和腐蚀，为保证锅炉给水品质而设置的。通风设备的作用是为给炉子送入燃料燃烧所需的空气和从锅炉引出燃烧产物烟气，保证燃料正常进行，并使烟气以必需的流速冲刷受热面，强化传热。燃料供应及排渣除尘设备是为了给锅炉输送燃料、排除灰渣和净化烟气而设置的。监测仪表和自动控制设备是为了监督、调节和控制锅炉设备安全经济地正常运行。3.锅炉采用机械通风的方法有负压通风、平衡通风和正压通风 4.锅炉本体有汽锅、炉子、蒸汽过热器、省煤器和空气预热器。5.常用的热水供热系统定压方式有膨胀水箱定压、补给水泵定压、惰性气体定压和蒸汽定压 6.热源形式有热电联产，区域锅炉房，小型分散锅炉房，工业余热供热，燃气供热，地源热泵，可再生能源，电采暖或某几种热源形式的组合供热等 7.生物质锅炉中燃料有农林秸秆废弃物、工业产生的废渣、烟煤与生物质的混合燃料 8第一类吸收式热泵即利用高温热能驱动,把低温热源的热能提高到中温，从而提高了热能的利用效率。第二类吸收式热泵即利用中低温热能驱动,用大量中温热源和低温热源的热势差，制取热量少于但温度高于中温热源的热量 9.空气集热器是以空气作为媒介，主动吸收来自外界的热量。10.锅炉房供热系统防止腐蚀和水垢的方式和措施消除循环水中的杂质、控制系统失水和降低补给水的暂时硬度 11.热泵技术的理解。热泵是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的装置。现在我国主要利用的热泵技术，按低位热源分为：水源（海水、污水、地下水、地表水等）热泵，地源（包括土壤、地下水）热泵，以及空气源热泵。热泵可以从低温热源中提取热量用于供热。热泵的供热量远远大于它所消耗的机械能，所以说热泵技术是一种低温余热利用的节能技术。12.我国太阳辐射分区有五类地区 13.固定床纳离子交换器运行步骤有交换、反洗、还原和正洗。14.固体不完全燃烧热损失有灰渣、漏煤、烟道灰和飞灰 二、名词解释 明燃：阴燃 被动式：不主动给房间提供加热，依靠被动收集来的热量来使房屋本身保持一个舒适的温度 灰分：在高温灼烧时，食品发生一系列物理和化学变化，最后有机成分挥发逸散，而无机成分（主要是无机盐和氧化物）则残留下来，这些残留物称为灰分 燃烧机：是一种将物质通过燃烧这一化学反应方式转化热能的一种设备即将空气与燃料通过预混装置按适当比例混兑以使其充分燃烧。热力除氧：利用蒸汽将锅炉给水加热到大气式热力除氧器压力（0.018MPa）下的饱和温度，这时水表面蒸汽压力接近于水面的全压力，溶解在水中的各种气体的分压力接近于零，给水不具备溶解气体的能力，溶解在水中的气体就会析出，从而达到除去氧气，保护热力设备及管道的目的。低位发热量每公斤燃料完全燃烧后所放出的热量，扣除随烟气带走的水蒸汽的汽化潜热的热量。高位发热量：是指 1 燃料完全燃烧后所产生的热量，包括燃料燃烧时所生成的水蒸气的汽化潜热 干燥剂：干燥剂是指能除去潮湿物质中水分的物质，通过与水结合生成水合物进行干燥 锅炉热效率：是指燃料送入的热量中有效热量所占的百分数 锅炉出力：锅炉的额定蒸发量 太阳能集热器：吸收太阳辐射并将产生的热能传递到传热介质的装置。这短短的定义却包含了丰富的含义：第一：太阳能集热器是一种装置；第二：太阳能集热器可以吸收太阳辐射；第三：太阳能能集热器可以产生热能；第四：太阳能集热器可以将热能传递到传热介质。三、简答题 1.污水源热泵工作原理以及优缺点 污水源热泵的主要工作原理是借助污水源热泵压缩机系统，消耗少量电能，在冬季把存于水中的低位热能“提取”出来，为用户供热，夏季则把室内的热量“提取”出来，释放到水中，从而降低室温，达到制冷的效果。其能量流动是利用热泵机组所消耗能量（电能）吸取的全部热能（即电能+吸收的热能）一起排输至高温热源，而起所消耗能量作用的是使介质压缩至高温高压状态，从而达到吸收低温热源中热能的作用。优点：与燃煤、燃气、然油等锅炉房系统相比，我国年污水排放量达 464 亿 m3，可节省用煤量 0.33 亿吨，以全国年总能耗 30 亿吨标煤计算，达到了 1.1%，若按暖通空调的一次能源消耗量 10 亿吨标煤计算，达 3.3%。同时每年可减少排放量达 72 万吨。据相关统计，15 万平方米供冷、供热、以及供生活热水，年可节约标煤 1 万吨，减排二氧化硫 300 吨、烟量 2200 万立方米、颗粒物 6400 吨，年少排炉渣 2800 吨、废水 600 吨。另外，污水源热泵系统将污水热能连同热泵机组本身产生热能一并转移到室内能效比高达 4.5-6.0,能源利用率是电采暖的 3-4 倍，污水源热泵与空气源热泵相比,夏季冷凝温度低,冬季蒸发温度高,能效比和性能系数大大提高,而运行工况稳定,比传统中央空调节省 30-40 的运行费用。且污水源热泵技术系统无需设冷却塔利用的是城市原生污水，节约了大量水资源的同时又开发创造出新的清洁型新能源 缺点：与其他热源相比，污水源热泵系统中防堵塞、防腐蚀、防污染等技术问题才是真正影响系统是否能够正常运行的关键，由于原生污水中含有大量的(塑料袋、树叶等)等杂物的存在，很容易造成设备与管路的堵塞与污染，利用传统的过滤手段与机械格栅尽管能够处理这些杂物，但涉及到占地，清理、杂物运输及周边的环境污染问题，造成实际无法操作。并且其处理成本也要远高于热泵从水中取热与取冷的价值，这无疑给城市原生污水源热泵系统在规模的运用上加大了困难。2.供热锅炉水处理主要任务 在锅炉房用的各种水源，如天然水以及水厂供应的生活用水，由于其中含有杂质，都必须经过处理后才能作为锅炉给水，否则会严重影响锅炉的安全、经济运行。因此锅炉房需要选择合适的水处理设备，使水中的悬浮固形物除去、硬度减少、碱度降低、含油量降低等。3.低温地热供暖系统中的经济性分析 由于采暖供回水温度偏低,终端散热器应合理选择。计算发现,对 55以下的低温采暖如采用常规暖气散热器,所需要的散热器面积至少要增加 50%,相应投资也将增加 50%。目前一种新兴的地板辐射散热器正在兴起和使用,地板辐射散热器埋在房间地板下,散热方式是由下向上辐射散热,适合人的身体和生活需要。这一特点,即使是降低它的供回水温度,如采用 50 35,对它的散热效果也没有太大影响。这使得地板辐射散热器在低温采暖中有很强的竞争力。因此可结合建筑实际情况,终端可采用暖气散热器,或采用地板辐射散热器。4.低温地热供暖系统优缺点？对水质的要求 优点是节能、舒适、节省空间。，地热供暖散发的热量集中在人体受益的高度，和传统的供热系统相比，热能利用率大大提高，且热能的输送损失小。由于地面层及蓄热层蓄热量较大，因此在间歇供暖的条件下室内温度变化缓慢，热稳定性好热供暖方式，室内温度由下而上逐渐递减，脚暖头凉，温度适宜的前提下，即使长时间也不会感到口干舌燥。地热管道是铺在地下的，安装隐蔽，被地板和磁砖遮住，便于装修和家具布置，不会影响居室美观。而传统的暖气片及其支管，会占用室内的空间。缺点：地热施工一般都要将地面抬高 10cm，如果家里房子的室内净高不是很高，会使房间有一种压抑的感觉。地热的预热时间需要二至三个小时，如果家里没有老人或小孩，等下班到家后再打开地热，在预热的时间里会感到很不舒服地热系统是隐蔽工程，如果发生施工中工程质量控制不好、选用的材料耐用性不好、供热管道堵塞、发热电缆地热系统地面裂缝渗水、地板表面受潮 变形等情况 对水质的要求：低温，无杂质 5.火炕采暖在建筑应用中的分类 6.太阳能采暖系统的原理和评价？优缺点 太阳能采暖系统的运行原理是通过真空管集热器把介质(通常是水)加热，再通过循环系统把热量储存到储热箱中。水箱温度达到一定温度后，通过换热器把热量换到地热盘管或散热器中，再由地面/散热器均匀地向室内辐射热量，节省能源。太阳能采暖系统是利用太阳能集热器将太阳能转换成热能，供给建筑物采暖和生活热水的系统。太阳能采暖系统绿色环保可再生，使用安全节能，并能与建筑物很好的融合。未来，随着太阳能利用技术的不断革新，太阳能采暖系统将深入到千家万户。太阳能采暖系统的优势：1、环保可再生 2、高效节能 3、安全智能化 4、与建筑一体化结合 太阳能采暖系统的缺点：1.太阳能暖气对建筑物的要求高，要求建筑物最好朝南，建筑物表面或旁边有足够大的面积摆放集热器，而且要求建筑物的玻璃是节能的。2.对太阳能暖气系统的材质要求高，要求管材、管件等具有耐高温、保温、防腐、难燃等特性。3.太阳能暖气对地面的热阻性要求小于 0.05./W，不能用木地板和毛毯等。要求地面伸缩缝宽度大于 20mm，填充层的厚度大于 50mm。7.可再生能源的种类？开发利用可再生能源的意义？可再生能源的种类有地热能、水能、风能、生物质能和潮汐能。可再生能源是重要的能源资源，开发利用可再生能源具有以下重要意义：1、开发利用可再生能源是落实科学发展观、建设资源节约型社会、实现可持续发展的基本要求。充足、安全、清洁的能源供应是经济发展和社会进步的基本保障。我国人口众多，人均能源消费水平低，能源需求增长压力大，能源供应与经济发展的矛盾十分突出。从根本上解决我国的能源问题，不断满足经济和社会发展的需要，保护环境，实现可持续发展，除大力提高能源效率外，加快开发利用可再生能源是重要的战略选择，也是落实科学发展观、建设资源节约型社会的基本要求。2、开发利用可再生能源是保护环境、应对气候变化的重要措施。目前，我国环境污染问题突出，生态系统脆弱，大量开采和使用化石能源对环境影响很大，特别是我国能源消费结构中煤炭比例偏高，二氧化碳排放增长较快，对气候变化影响较大。可再生能源清洁环保，开发利用过程不增加温室气体排放。开发利用可再生能源，对优化能源结构、保护环境、减排温室气体、应对气候变化具有十分重要的作用。3、开发利用可再生能源是建设社会主义新农村的重要措施。农村是目前我国经济和社会发展最薄弱的地区，能源基础设施落后，全国还有约 1150 万人没有电力供应，许多农村生活能源仍主要依靠秸秆、薪柴等生物质低效直接燃烧的传统利用方式提供。农村地区可再生能源资源丰富，加快可再生能源开发利用，一方面可以利用当地资源，因地制宜解决偏远地区电力供应和农村居民生活用能问题，另一方面可以将农村地区的生物质资源转换为商品能源，使可再生能源成为农村特色产业，有效延长农业产业链，提高农业效益，增加农民收入，改善农村环境，促进农村地区经济和社会的可持续发展。4、开发利用可再生能源是开拓新的经济增长领域、促进经济转型、扩大就业的重要选择。可再生能源资源分布广泛，各地区都具有一定的可再生能源开发利用条件。可再生能源的开发利用主要是利用当地自然资源和人力资源，对促进地区经济发展具有重要意义。同时，可再生能源也是高新技术和新兴产业，快速发展的可再生能源已成为一个新的经济增长点，可以有效拉动装备制造等相关产业的发展，对调整产业结构，促进经济增长方式转变，扩大就业，推进经济和社会的可持续发展意义重大。8.被动式采暖的标准定义 是通过建筑朝向和周围环境的合理布置，内部空间和外部形体的巧妙处理，以及建筑材料和结构、构造的恰当选择，使其在冬季能采集、保持、贮存和分配太阳能，从而解决建筑物的采暖问题。9.为什么被动式采暖在中国不行？在德国行？中德国情不同，在对建筑节能的认知上，两国存在很多差异，这使得中德两国在科研和实践领域，在交流和借鉴经验时，效果往往大打折扣。其一，系统界定。当我们看到技术参数指标时，应深究其包含的具体内容，即系统边界的设定。笔者认为建筑节能的关键是提高建筑“外壳”(建筑能源需求示意图中黑色虚线部分)的热工性能，即采暖空间。其二，参数定义。15kWh/m2a 是被动式建筑的核心参数，常用于中德建筑质量的比较。但因中德情况存在差异，直接比较往往不能令人信服 其三，气候条件。中国地域广阔，气候条件多样。技术参数度日数(degree-days，日平均温度低于或高于某临界温度时的累积度数)的计算结果，展示了中德城市间巨大的气候差异，并再次证明了中德建筑技术参数未经气候参数修正而直接比较的不严谨性。10.二类吸收式热泵原理 第一类吸收式热泵 也称增热型热泵,是利用少量的高温热源（如蒸汽、高温热水、可燃性气体燃烧热等）为驱动热源，产生大量的中温有用热能。即利用高温热能驱动,把低温热源的热能提高到中温，从而提高了热能的利用效率。第二类吸收式热泵也称升温型热泵,是利用大量的中温热源产生少量的高温有用热能。即利用中低温热能驱动,用大量中温热源和低温热源的热势差，制取热量少于但温度高于中温热源的热量，将部分中低热能转移到更高温位，从而提高了热源的利用品位。11.锅炉在设计过程中进行了哪些能量回收 12.地热采暖和锅炉采暖的区别？四、计算题 1、气体等压膨胀，吸收（放出）热量工程热力学 Pv=nRT 2.气体燃料燃烧热量？热损失？热效率 五论述题 1.主动式太阳能采暖系统 主动式太阳能采暖系统利用太阳能集热器与载热介质经蓄存及设备传送向市内供热，是太阳能采暖的一种类型，其命名与被动式太阳能采暖系统相对应。此系统由太阳能集热器、储热装置、传递设备、控制部件与备用系统组成。集热器吸收太阳辐射使集热器内的载热介质如水或空气的温度升高，由水泵或风机传送至储热装置内，根据控制温度经过热交换器或直接送至散热装置向室内供热，并有备用系统为阴天及供热不足时使用。2.被动式太阳能采暖系统 被动式太阳能采暖系统是通过建筑朝向和周围环境的合理布置，内部空间和外部形体的巧妙处理，以及建筑材料和结构、构造的恰当选择，使其在冬季能采集、保持、贮存和分配太阳能，从而解决建筑物的采暖问题。在夏季又能遮蔽太阳能辐射，散逸室内热量，从而使建筑物降温，达到冬暖夏凉的目的。集热、蓄热和保温是被动式太阳房建设的三要素，缺一不可。但是，被动式太阳房也有缺点，主要是室内温度波动较大，舒适度差，在夜晚、室外温度较低或连续阴天时需要辅助热源来维持室温。3.锅炉燃烧过程？除渣过程？水处理过程 锅炉燃料燃烧过程是个复杂的化学-物理过程分为着火前的热力准备阶段、挥发份着火与焦炭的燃烧阶段和灰渣形成及燃尽阶段。燃烧速度取决于化学和物理条件（1）人工除灰渣，人工除灰渣即锅炉房的灰渣完全靠人力来装卸和输送。灰渣应先浇水冷却之后才能从锅炉房向外运。由于人工除灰渣劳动强度大、卫生条件差，常用于小容量锅炉房。2）机械除灰渣系统。锅炉房常用的几种机械除灰渣设备有：重型框链除渣机、螺旋除渣机、马丁碎渣机、圆盘除渣机。（3）水力除灰渣系统 水力除灰渣是用其有一定压力的水，将锅炉落入灰渣沟内的碎渣及细灰冲走，送至渣池的运灰渣系统。水力除灰渣系统分为低压、高压和混合式除灰渣三种。工业锅炉房一般采用低压水力除灰渣系统。锅炉用水据其所处的部位和作用不同，可分为以下几种：原水：是指锅炉的水源水，也称生水。原水主要来自江河水、井水或城市自来水。一般每月至少化验一次。软化水：原水经过水质软化处理，硬度降低而符合锅炉给水水质标准的水。回水：锅炉蒸汽或热水经使用后的凝结水或降温水，返回锅炉房循环利用的称为回水。4.特隆布墙 生态建筑中的与阳光房合用的墙，分别上下各一个洞。夏天阳光房上下洞开，特隆步墙关。冬天反之。5.双层围墙 6.陕西窑洞供热空调理论刘家平“窑洞之所以冬暖夏凉，一个重要的原因在于它有一个厚厚的“屋顶”。陕北的窑洞顶上可以行人可以走马，甚至可以走载重大车，即便是砖窑土窑，顶上也要覆盖一层厚厚的土，因此才使得窑洞能保温也能隔热，犹如空调。”另外，窑洞的顶和壁既不能直接从大气中吸热，也不能直接向大气中散热，只有窑洞口能够直接和外界接触。因此，窑洞里的气温变化总是落后于外界的气温变化，而且温差变化不大。