建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程

建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程題目:指導(dǎo)教師:姓名:學(xué)號(hào):專業(yè):年級(jí)班級(jí):2013年9月12日TOC\o"1-5"\h\z摘要1引言1\o"CurrentDocument"一、建環(huán)概述1\o"CurrentDocument"二、鍋爐發(fā)展歷史4\o"CurrentDocument"三、鍋爐應(yīng)用場(chǎng)合5\o"CurrentDocument"四、鍋爐技術(shù)進(jìn)展6\o"CurrentDocument"五、鍋爐面臨問題9結(jié)束語9建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程摘要：建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)是2012年由建筑節(jié)能技術(shù)與工程、建筑設(shè)施智能技術(shù)（部分）、建筑環(huán)境與設(shè)備工程合并組成的，主要是對(duì)室內(nèi)進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)，通過采用一系列建筑設(shè)備為建筑營(yíng)造一個(gè)最佳的室內(nèi)環(huán)境，同時(shí)對(duì)建筑設(shè)備的運(yùn)行調(diào)節(jié)進(jìn)行自動(dòng)控制，節(jié)能控制。關(guān)鍵詞：建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程生存環(huán)境鍋爐引言：隨著時(shí)代的變遷，科技的進(jìn)步，人類的生活環(huán)境發(fā)生了巨大的變遷，從野地到山洞，到茅草屋，到泥砌房屋，到磚瓦房，再到現(xiàn)今的鋼筋混凝土所筑成的高樓大廈，我們的生活環(huán)境可謂是發(fā)生了翻天覆地的變化。隨著人們生活水平的提高，房屋的功能已不僅僅局限于遮風(fēng)擋雨，人們希望自己的生活環(huán)境能夠越來越舒適，溫度適宜，空氣清新，而且隨著時(shí)代的發(fā)展，科技的進(jìn)步，現(xiàn)代建筑日新月異，出現(xiàn)了大量的新式建筑體系，對(duì)內(nèi)部的設(shè)備也提出了更多和更高要求。因此，迫切需要能適應(yīng)現(xiàn)代建筑發(fā)展的高級(jí)工程技術(shù)人才。而建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程方向的工作人員正是從事此方面工作，為我們的居住環(huán)境的舒適不斷貢獻(xiàn)自己的一份力量。正文：一、建環(huán)專業(yè)概述＜一＞該專業(yè)在全國(guó)“211”高校中分布情況，及全國(guó)排名（以最近年份為準(zhǔn)）。1）開設(shè)該專業(yè)的211高校有：哈爾濱工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、天津大學(xué)、中南大學(xué)、東南大學(xué)、長(zhǎng)安大學(xué)、湖南大學(xué)、重慶大學(xué)、西南交通大學(xué)、大連理工大學(xué)\合肥工業(yè)大學(xué)、新疆大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、吉林大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)、太原理工大學(xué)、東華大學(xué)、蘇州大學(xué)、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、南京理工大學(xué)、南京師范大學(xué)、華中科技大學(xué)、華北電力大學(xué)、西安交通大學(xué)、東北林業(yè)大學(xué)、北京科技大學(xué)、西北大學(xué)、華北電力大學(xué)（保定）、中國(guó)石油大學(xué)（北京）、鄭州大學(xué)、貴州大學(xué)、河北工業(yè)大學(xué)、中國(guó)石油大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）等等。2）專業(yè)全國(guó)排名（最新）：（資料來自http://school.nseac.eom/a/10003/10003001002pm.html）建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)中國(guó)大學(xué)本科教育專業(yè)排名排序?qū)W校名稱水平開此專業(yè)學(xué)校數(shù)1同濟(jì)大學(xué)5*1392天津大學(xué)5*1393中南大學(xué)5^1394清華大學(xué)5*1395東南大學(xué)5*1396哈爾濱工業(yè)大學(xué)5*1397湖南大學(xué)4*1398西安建筑科技大學(xué)4*1399重慶大學(xué)4*13910四川大學(xué)4*13911長(zhǎng)安大學(xué)4*13912南京工業(yè)大學(xué)4*13913大連理工大學(xué)4*13914東華大學(xué)4>13915中國(guó)礦業(yè)大學(xué)4>13916華中科技大學(xué)4>13917青島理工大學(xué)4>13918鄭州大學(xué)4>13919廣州大學(xué)4>13920武漢理工大學(xué)4>139＜二＞.中南建環(huán)專業(yè)簡(jiǎn)介.培養(yǎng)目標(biāo)：供熱、供燃?xì)?、通風(fēng)與空調(diào)工程學(xué)科旨在培養(yǎng)從事建筑能源利用技術(shù)、建筑環(huán)境控制技術(shù)等領(lǐng)域工作的高級(jí)工程技術(shù)人才，使之具備供熱、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)、燃?xì)夤?yīng)、建筑給排水等公共設(shè)施系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、管理等能力，具備空氣調(diào)節(jié)、制冷、熱泵系統(tǒng)及設(shè)備的設(shè)計(jì)能力，具備室內(nèi)空氣品質(zhì)的分析測(cè)控能力與制定建筑自動(dòng)化系統(tǒng)方案的能力，并具有初步的應(yīng)用研究與開發(fā)能力。并能勝任教學(xué)科研院所、建筑設(shè)計(jì)院、市政工程、房地產(chǎn)開發(fā)及物業(yè)管理、制冷空調(diào)設(shè)備生產(chǎn)廠家、商業(yè)營(yíng)銷等單位從事技術(shù)、經(jīng)營(yíng)與管理方面的工作。.歷史沿革：長(zhǎng)沙鐵道學(xué)院機(jī)車車輛系于1985年成立制冷空調(diào)教研室，并開始招收制冷空調(diào)專業(yè)?？茖W(xué)生；1998年長(zhǎng)沙鐵道學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院能源與環(huán)境工程系，啟用新的專業(yè)名稱“建筑環(huán)境與設(shè)備工程”，同時(shí)獲得制冷及低溫工程碩士學(xué)位授予權(quán)，是湖南省高校和原鐵道部高校中第一個(gè)擁有制冷及低溫工程學(xué)位點(diǎn)的高校；2002年中南大學(xué)土木建筑學(xué)院建筑環(huán)境與設(shè)備工程系2004年被批準(zhǔn)為土木工程一級(jí)學(xué)科博士后流動(dòng)站；2007年被批準(zhǔn)為國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科(土木工程一級(jí)學(xué)科下二級(jí)學(xué)科)；2009年通過國(guó)家建設(shè)部的建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)評(píng)估，評(píng)估優(yōu)秀；

2010年全國(guó)126個(gè)高校建筑環(huán)境與設(shè)備工程學(xué)科評(píng)比中排名第4位。3）.特色與優(yōu)勢(shì)：在長(zhǎng)期的教學(xué)和科研實(shí)踐中，本學(xué)科形成并一直堅(jiān)持的特色是：堅(jiān)持暖通空調(diào)與制冷并重。保持鐵路行業(yè)特色同時(shí)開拓新的專業(yè)方向。適應(yīng)時(shí)代需求，緊抓建筑節(jié)能減排和建筑新能源的新發(fā)展方向。4）.主要研究方向：可再生能源建筑技術(shù)及應(yīng)用新型制冷空調(diào)系統(tǒng)與設(shè)備空氣品質(zhì)與空氣污染控制車輛制冷空調(diào)及其測(cè)控技術(shù)〈三＞.本專業(yè)就業(yè)方向：設(shè)計(jì)：建筑設(shè)計(jì)單位、制冷空調(diào)設(shè)備工程公司暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建筑排水工程設(shè)計(jì)；制冷空調(diào)設(shè)備制造企業(yè)的設(shè)備設(shè)計(jì)等。造價(jià)預(yù)算：暖通空調(diào)、建筑給排水工程預(yù)決算和安裝工程招投標(biāo)。施工組織管理：建筑安裝工程公司（包括建筑消防工程公司）暖通空調(diào)、建筑給排水及建筑電氣工程施工組織管理.工程監(jiān)理：質(zhì)量檢查部門（質(zhì)量監(jiān)督局、檢測(cè)站）的設(shè)備安裝質(zhì)檢工作，安裝工程監(jiān)理公司監(jiān)理工作；運(yùn)行管理：對(duì)：1高級(jí)商廈、賓館飯店、辦公大樓、機(jī)場(chǎng)大廳、郵政大樓、醫(yī)院治療室等民用建筑；2醫(yī)藥廠、卷煙廠、紡織廠、飛機(jī)汽車船舶制造廠、冷凍廠等工業(yè)建筑；3物業(yè)管理公司等的建筑設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行管理；銷售與管理：制冷空調(diào)設(shè)備工程公司的產(chǎn)品（中央空調(diào)和小型中央空調(diào)設(shè)備）銷售及管理。二、鍋爐發(fā)展歷史18世紀(jì)70年代，瓦特發(fā)明改良蒸汽機(jī)。18世紀(jì)上半葉，英國(guó)煤礦使用蒸汽壓力等于大氣壓力的蒸汽機(jī)。18世紀(jì)后半葉改用高于大氣壓力的蒸汽。19世紀(jì)，常用的蒸汽壓力提高到0.8兆帕左右。隨著鍋爐越做越大，在鍋殼中加裝火筒，在火筒前端燒火，煙氣從火筒后面出來，通過磚砌的煙道排向煙囪并對(duì)鍋殼的外部加熱，稱為火筒鍋爐。1830年左右，在掌握了優(yōu)質(zhì)鋼管的生產(chǎn)和脹管技術(shù)之后出現(xiàn)了火管鍋爐。19世紀(jì)中葉，出現(xiàn)了水管鍋爐。二十世紀(jì)初期，隨著制造工藝和水處理技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了彎水管式鍋爐。19世紀(jì)30年代，直流鍋爐開始應(yīng)用，40年代輔助循環(huán)鍋爐開始應(yīng)用，后來又發(fā)展了由輔助循環(huán)鍋爐和直流鍋爐復(fù)合而成的復(fù)合循環(huán)鍋爐。20年代開始使用室燃爐，室燃爐燃燒煤粉和油。早年制造的煤粉爐采用了。形火焰。后來又出現(xiàn)了前墻布置的旋流式燃燒器，火焰在爐膛中形成L形火炬。1930年左右出現(xiàn)了布置在爐膛四角且大多成切圓燃燒方式的直流燃燒器。第二次世界大戰(zhàn)后，許多國(guó)家開始廣泛采用燃油鍋爐。三、鍋爐應(yīng)用場(chǎng)合大家都知道，從能源利用的角度看，鍋爐實(shí)際上是一種能源轉(zhuǎn)換設(shè)備。在鍋爐中，一次能源（燃料）的化學(xué)貯藏能通過燃燒過程轉(zhuǎn)化為燃燒產(chǎn)物（煙氣和灰渣）所載有的熱能，然后又通過傳熱過程將熱量傳遞給中間載熱體（例如水和蒸汽），依靠它將熱量輸送到用熱設(shè)備中去。鍋爐產(chǎn)生的熱水或蒸汽可直接為生產(chǎn)和生活提供所需的熱能，也可通過蒸汽動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，或再通過發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能?？偟膩碚f，鍋爐主要用于日常生活、工業(yè)、電廠、車船。在日常生活中，鍋爐的主要作用是供暖（北方集中供暖的地區(qū)都是燒鍋爐取暖的）、做飯、提供生活用熱水（開水、熱水、沐浴）；在工業(yè)生產(chǎn)過程中，鍋爐主要是產(chǎn)生蒸汽或熱水或其他熱媒，用于生產(chǎn)，例如熱水鍋爐廣泛用于紡織服裝、印染、食品、化工等行業(yè)的慰燙、烘干、熱處理及酒店、學(xué)校、賓館和企事業(yè)單位蒸菜、蒸飯、供應(yīng)開水或熱水、消毒等，蒸汽鍋爐則常常用于制糖、化工、造紙、皮革、采暖、消毒、食品加工等；電廠鍋爐就是用來把熱能轉(zhuǎn)換成有動(dòng)能的蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，通常大的火電廠都是使用鍋爐發(fā)電；船舶鍋爐主要是用來產(chǎn)生蒸汽，油船用來加熱貨油與自用燃油等，貨船主要用來加熱燃油，當(dāng)然也要用來加熱生活用熱水,主機(jī)缸套水等，也有用于廚房的蒸汽鍋。綜上，我們可以看出，鍋爐可以作為熱能動(dòng)力鍋爐和供熱鍋爐。動(dòng)力鍋爐包括電站鍋爐、船舶鍋爐和機(jī)車鍋爐等，相應(yīng)用于發(fā)電、船舶動(dòng)力和機(jī)車動(dòng)力。供熱鍋爐包括蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、熱管鍋爐、熱風(fēng)爐和載熱體加熱爐等，相應(yīng)地得到蒸汽、熱水、熱風(fēng)和載熱體等。廣泛用于如石化、紡織、印染、塑料、橡膠、食品加工、木材加工、瀝青加熱、紙箱生產(chǎn)、蔬菜脫水、烤漆、鑄造砂模烘干等，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)中發(fā)會(huì)重要作用。四、鍋爐技術(shù)進(jìn)展時(shí)代在變遷，社會(huì)在進(jìn)步，為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求，我們的科學(xué)工作者也在不斷地研究探索，使鍋爐技術(shù)逐步發(fā)展，更加節(jié)能，更加綠色環(huán)保。為了更加綠色環(huán)保節(jié)能，主要采用了以下節(jié)能改造技術(shù)：加裝燃油鍋爐節(jié)能器；經(jīng)燃油節(jié)能器處理之碳?xì)浠衔?，分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，細(xì)小分子增多，分子間距離增大，燃料的粘度下降，結(jié)果使燃料油在燃燒前之霧化、細(xì)化程度大為提高，噴到燃燒室內(nèi)在低氧條件下得到充分燃燒，因而燃燒設(shè)備之鼓風(fēng)量可以減少15%至20%，避免煙道中帶走之熱量，煙道溫度下降5°C至10°C。燃燒設(shè)備之燃油經(jīng)節(jié)能器處理后，由于燃燒效率提高，故可節(jié)油4.87%至6.10%，并且明顯看到火焰明亮耀眼，黑煙消失，爐膛清晰透明。徹底清除燃燒油咀之結(jié)焦現(xiàn)象，并防止再結(jié)焦。解除因燃料得不到充分燃燒而爐膛壁積殘?jiān)F(xiàn)象，達(dá)到環(huán)保節(jié)能效果。大大減少燃燒設(shè)備排放的廢氣對(duì)空氣之污染，廢氣中一氧化碳（CO）、氧化氮（NOx）、碳?xì)浠衔铮℉C）等有害成分大為下降，排出有害廢氣降低50%以上。同時(shí)，廢氣中的含塵量可降低30%—40%。安裝位置：裝在油泵和燃燒室或噴咀之間，環(huán)境溫度不宜超過360C。安裝冷凝型燃?xì)忮仩t節(jié)能器；排煙中含有高達(dá)18%的水蒸氣，其蘊(yùn)含大量的潛熱未被利用，排煙溫度高，顯熱損失大。天然氣燃燒后仍排放氮氧化物、少量二氧化硫等污染物。減少燃料消耗是降低成本的最佳途徑，冷凝型燃?xì)忮仩t節(jié)能器可直接安裝在現(xiàn)有鍋爐煙道中，回收高溫?zé)煔庵械哪芰浚瑴p少燃料消耗，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯，同時(shí)水蒸氣的凝結(jié)吸收煙氣中的氮氧化物，二氧化硫等污染物，降低污染物排放，具有重要的環(huán)境保護(hù)意義。采用冷凝式余熱回收鍋爐技術(shù)；傳統(tǒng)鍋爐中，排煙溫度一般在160?250C，煙氣中的水蒸汽仍處于過熱狀態(tài)，不可能凝結(jié)成液態(tài)的水而放出汽化潛熱。眾所周知，鍋爐熱效率是以燃料低位發(fā)熱值計(jì)算所得，未考慮燃料高位發(fā)熱值中汽化潛熱的熱損失。因此傳統(tǒng)鍋爐熱效率一般只能達(dá)到87%?91%。而冷凝式余熱回收鍋爐，它把排煙溫度降低到50?70°C,充分回收了煙氣中的顯熱和水蒸汽的凝結(jié)潛熱，提升了熱效率；冷凝水還可以回收利用。鍋爐尾部采用熱管余熱回收技術(shù)；余熱是在一定經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，在能源利用設(shè)備中沒有被利用的能源，也就是多余、廢棄的能源。它包括高溫廢氣余熱、冷卻介質(zhì)余熱、廢汽廢水余熱、高溫產(chǎn)品和爐渣余熱、化學(xué)反應(yīng)余熱、可燃廢氣廢液和廢料余熱以及高壓流體余壓等七種。根據(jù)調(diào)查，各行業(yè)的余熱總資源約占其燃料消耗總量的17%?67%，可回收利用的余熱資源約為余熱總資源的60%。超導(dǎo)熱管是熱管余熱回收裝置的主要熱傳導(dǎo)元件，與普通的熱交換器有著本質(zhì)的不同。熱管余熱回收裝置的換熱效率可達(dá)98%以上，這是任何一種普通熱交換器無法達(dá)到的。熱管余熱回收裝置體積小，只是普通熱交換器的1/3。其工作原理如圖所示：左邊為煙氣通道，右邊為清潔空氣（水或其它介質(zhì)）通道，中間有隔板分開互不干擾。高溫?zé)煔庥勺筮呁ǖ琅欧?，排放時(shí)高溫?zé)煔鉀_刷熱管，當(dāng)煙氣溫度＞30C時(shí)，熱管被激活便自動(dòng)將熱量傳導(dǎo)至右邊，這時(shí)熱管左邊吸熱，高溫?zé)煔饬鹘?jīng)熱管后溫度下降，熱量被熱管吸收并傳導(dǎo)至右邊。常溫清潔空氣（水或其它介質(zhì)）在鼓風(fēng)機(jī)作用下，沿右邊通道反方向流動(dòng)沖刷熱管，這時(shí)熱管右邊放熱，將清潔空氣（水或其它介質(zhì)）加熱，空氣流經(jīng)熱管后溫度升高。由若干根熱管組成的余熱回收裝置，安裝在鍋爐煙口，將煙氣中熱量吸收并高速傳導(dǎo)至另一端，使排煙溫度降至接近露點(diǎn)而減少熱量排放損失。加熱后的清潔空氣可烘干物料或補(bǔ)充到鍋爐內(nèi)循環(huán)使用。提高鍋爐和工業(yè)窯爐的熱效率，降低燃料消耗，達(dá)到節(jié)能的目的。在工業(yè)燃油、燃?xì)?、燃煤鍋爐設(shè)計(jì)制造時(shí)，為了防止鍋爐尾部受熱面腐蝕和堵灰，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)排煙溫度一般不低于180C，最高可達(dá)250C，高溫?zé)煔馀欧挪坏斐纱罅繜崮芾速M(fèi)，同時(shí)也污染環(huán)境。熱管余熱回收器可將煙氣熱量回收，回收的熱量根據(jù)需要加熱水用作鍋爐補(bǔ)水和生活用水，或加熱空氣用作鍋爐助燃風(fēng)或干燥物料。節(jié)省燃料費(fèi)用，降低生產(chǎn)成本，減少?gòu)U氣排放，節(jié)能環(huán)保一舉兩得。改造投資3-10個(gè)月回收，經(jīng)濟(jì)效益顯著。采用防垢、除垢技術(shù)；通過采用鍋爐除垢劑和電子防垢器，優(yōu)化水汽循環(huán)系統(tǒng)，合理控制鍋爐的排污率，從而減少水垢，提高鍋爐熱效率。采用燃料添加劑技術(shù)；在燃料中加入添加劑達(dá)到優(yōu)化燃料，達(dá)到降低煙垢，提高熱效率的目的；采用新燃料；采用新型環(huán)保燃料油，達(dá)到降低燃油成本的目的。采用富氧燃燒技術(shù)；空氣中氧氣含量W21%。工業(yè)鍋爐的燃燒也是在這樣空氣下進(jìn)行的工作。實(shí)踐表明：當(dāng)鍋爐燃燒的氣體氧氣量達(dá)到25%以上時(shí)，節(jié)能高達(dá)20%；鍋爐啟動(dòng)升溫時(shí)間縮短1/2—2/3。而富氧是應(yīng)用物理方法將空氣中的氧氣進(jìn)行收集，使收集后氣體中的富氧含量為25%—30%。富氧助燃是一種最新節(jié)能環(huán)保技術(shù)。近十幾年來，隨著環(huán)保要求的不斷提高以及節(jié)約能源的需要，富氧燃燒作為一種新興的燃燒技術(shù)在世界各國(guó)蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在西方一些發(fā)達(dá)國(guó)家要求全部新增工業(yè)爐窯、工業(yè)鍋爐不得用普通空氣助燃，都得用富氧空氣助燃。采用旋流燃燒鍋爐技術(shù)；眾所周知，傳統(tǒng)鍋爐存在著兩大弊端，一是燃燒時(shí)有煙霧煙塵冒出，成為重要的污染源；二是煤渣燃燒不充分，能源浪費(fèi)極為嚴(yán)重。采用純無煙再節(jié)能旋流燃燒鍋爐新技術(shù)與傳統(tǒng)工業(yè)鍋爐相比較，有著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。它比手燒式鍋爐節(jié)煤30%~35%，比鏈條式自動(dòng)化鍋爐節(jié)煤25%。由于純無煙再節(jié)能技術(shù)使用了PID變頻和ABM節(jié)電系統(tǒng)，比傳統(tǒng)鍋爐節(jié)電40%，揮發(fā)份可實(shí)現(xiàn)90%以上的燃燒和利用，而傳統(tǒng)鍋爐的揮發(fā)份的燃盡率只有78%左右，有22%的煙塵排向大氣層，純無煙再節(jié)能旋流燃燒技術(shù)使灰渣燃盡率達(dá)到了97%，而傳統(tǒng)鍋爐煤渣的燃盡率只有80%左右，正是由于這些原因，純無煙再節(jié)能燃燒技術(shù)可使?fàn)t溫從原來的1200°C提高到1500°C左右，提高了燃燒效率，節(jié)省了燃料，滿足了客戶的需求。采用空氣源熱泵熱水機(jī)組替換技術(shù)；將現(xiàn)有的燃油（氣）熱水鍋爐替換成空氣源熱泵熱水