第十四章 冷热源机房设计

1、第十四章第十四章 冷热源机房设冷热源机房设 计计 冷冷热热源工程源工程 在进行冷热源机房工艺设计之前， 必须对用户的要求和水源等方面的情况 进行调查研究，了解和收集有关原始资 料，以作为设计工作的重要依据。 （1）用户要求）用户要求 用户需要的冷量、热量 及其变化情况，供冷供热方式，冷热媒 水的供水温度和回水温度，以及用户使 用场所和使用安装方面的要求。 （2）水源资料）水源资料 是指冷热源机房附近的 地面水和地下水的水量、水温、水质等 情况。 （3）气象条件）气象条件 指当地的最高和最低气 温、大气相对湿度，土壤冻结深度以及 全年主导风向和当地大气压力等。 （4）能源条件）能源条件 指当地的

2、天然气、油料、 煤质、电力等物性资料及能源增容费及 使用价格。 （5）地质资料）地质资料 是指冷热源机房所在地 区土壤等级、承压能力、地下水位和地 震烈度等资料。 （6）发展规划）发展规划 设计冷热源机房时，应 该了解冷热源机房的近期和远期发展规 划，以便在设计中考虑冷冻站的扩建余 地。 14.1 14.1 冷热源机组的选择冷热源机组的选择 14.1.1 冷热源选择的一般规定冷热源选择的一般规定 根据采暖通风与空气调节设计规 范(GB50019-2003)规定，空气调节冷 热源选择方案，一般应综合分析，考虑 所收集到的各种原始资料，并按如下规 定进行选择： （1）空气调节人工冷热源宜采用集中设

3、置的冷采用集中设置的冷(热热) 水机组和供热、换热设备水机组和供热、换热设备其机型和设备的选择， 应根据建筑物空气调节规模、用途、冷热负荷、所 在地区气象条件、能源结构、政策、价格及环保规 定等情况，按下列要求通过综合论证确定： 热源应优先采用城市、区域供热或工厂余热热源应优先采用城市、区域供热或工厂余热； 具有城市燃气供应的地区具有城市燃气供应的地区，可采用燃气锅炉、 燃气热水机供热或燃气吸收式冷(温)水机组供冷、 供热； 无上述热源和气源供应的地区无上述热源和气源供应的地区，可采用燃煤锅 炉、燃油锅炉供热，电动压缩式冷水机组供冷或 燃油吸收式冷(温)水机组供冷、供热； 具有多种能源的地区的

4、大型建筑具有多种能源的地区的大型建筑，可采用复合 式能源供冷、供热； 夏热冬冷地区、干旱缺水地区的中、小型建筑夏热冬冷地区、干旱缺水地区的中、小型建筑可采 用空气源热泵或地下埋管式地源热泵冷(热)水机组供 冷、供热； 有天然水等资源可供利用时有天然水等资源可供利用时，可采用水源热泵冷 (热)水机组供冷、供热； 全年进行空气调节，且各房间或区域负荷特性相差全年进行空气调节，且各房间或区域负荷特性相差 较大，需要长时间向建筑物同时供热和供冷时，较大，需要长时间向建筑物同时供热和供冷时，经 技术经济比较后，可采用水环热泵空气调节系统供 冷、供热； 在执行分时电价、峰谷电价差较大的地区，在执行分时电价

5、、峰谷电价差较大的地区，空气调 节系统采用低谷电价时段蓄冷(热)能明显节电及节省 投资时，可采用蓄冷(热)系统供冷(热)。 （2）在电力充足、供电政策和价格优惠的地区，在电力充足、供电政策和价格优惠的地区， 符合下列情况之一时，可采用电力为供热能源： 以供冷为主，供热负荷较小的建筑； 无城市、区域热源及气源，采用燃油、燃煤设 备受环保、消防严格限制的建筑； 夜间可利用低谷电价进行蓄热的系统。 （3）需设空气调节的商业或公共建筑群，有条件 时宜采用热、电、冷联产系统或设置集中供冷、供 热站。 （4）符合下列情况之一时，宜采用分散设置的风冷、 水冷式或蒸发冷却式空气调节机组： 空气调节面积较小，采

6、用集中供冷、供热系 统不经济的建筑； 需设空气调节的房间布置过于分散的建筑； 设有集中供冷、供热系统的建筑中，使用时 间和要求不同的少数房间； 需增设空气调节，而机房和管道难以设置的 原有建筑； 居住建筑。 14.1.2 制冷设备容量、台数的确定制冷设备容量、台数的确定 根据GB50019-2003的6. 2.15规定， 空 气调节区的夏季冷负荷，应按各项逐时冷负 荷的综合最大值确定。 空气调节系统的夏季冷负荷，应根据所 服务空气调节区的同时使用情况、空气调节 系统的类型及调节方式，按各空气调节区逐 时冷负荷的综合最大值或各空气调节区夏季 冷负荷的累计值确定，并应计入各项有关的 附加冷负荷。

7、按上述方法确定的冷负荷，即可作按上述方法确定的冷负荷，即可作 为制冷机组的总装机容量。为制冷机组的总装机容量。对于单幢建 筑的系统而言，上述总装机容量不另作 附加；对于管线较长的小区管网，应按 具体情况确定附加的系数。 制冷机组台数的选择应按工程大小、负制冷机组台数的选择应按工程大小、负 荷运行规律而定，机组台数及单机制冷量的荷运行规律而定，机组台数及单机制冷量的 选择，应满足空气调节负荷变化规律及部分选择，应满足空气调节负荷变化规律及部分 负荷运行的调节要求负荷运行的调节要求，一般不宜少于2台；大 工程台数也不宜过多。为保证运转的安全可靠 性，小型工程仅设一台机组时，应选调节性能 优良的机型

8、，如多台压缩机分路联控机组（即 多机头联控机组）。 在选择制冷机组时，其制冷剂必须在选择制冷机组时，其制冷剂必须 符合有关环保要求，采用过渡制冷剂时，符合有关环保要求，采用过渡制冷剂时， 其使用年限不得超过中国禁用时间表的其使用年限不得超过中国禁用时间表的 规定。规定。 冷源设备的选择计算主要是根据工 艺的要求和系统总耗冷量来确定的，是 在耗冷量计算的基础上进行的。冷源设 备选择的恰当与否，将会影响到整个冷 源装置的运行特性，经济性能指标以及 运行管理工作。冷源设备的选择计算一 般按下列步骤进行。 （一）确定制冷系统的总制冷量（一）确定制冷系统的总制冷量 制冷系统的总制冷量，应包括用户 实际所

9、需要的制冷量，以及制冷系统本 身的供冷系统的冷损失，可按下式计算： Q0=（1+A）Q=KiQi （二）确定制冷剂种类和系统形式（二）确定制冷剂种类和系统形式 制冷剂种类、制冷系统形式以及供 冷方式，一般根据系统总制冷量，冷媒 水量、水温以及使用条件来确定。 1、制冷剂种类、制冷剂种类 一般说来，对于空调工况制冷量 大于350kW以上的间接供冷系统， 或对卫生和安全无特殊要求时，均均 宜采用氨为制冷剂宜采用氨为制冷剂。 当空调工况制冷量小于350kW，且对卫 生和安全要求较高的系统或直接供冷系 统，均应采用对大气环境无公害或低公均应采用对大气环境无公害或低公 害的氟利昂类及其替代工质害的氟利昂

10、类及其替代工质； 在热源条件合适或有废热可供利用时， 也应考虑采用吸收式或蒸汽喷射式制冷采用吸收式或蒸汽喷射式制冷 系统系统。 2、制冷系统形式、制冷系统形式 所谓制冷系统形式制冷系统形式，是指使用多台制 冷压缩机时，采用并联系统还是单机组 系统。 制冷系统形式除与使用条件和使用要 求有关外，还与整个系统的能量调节与自 动控制方案有关，应同时考虑，一并确定。 一般说来，对于制冷量较大，连续供冷时 间较长，自动化程度要求较高的系统，均均 应采用多机组并联系统。应采用多机组并联系统。 供冷方式供冷方式是指直接供冷还是间接供冷。 一般根据工程的实际需要来确定。例如， 大中型集中式空调系统，均宜采用间

11、接大中型集中式空调系统，均宜采用间接 供冷方式，而冷藏库的冷排管，则多采供冷方式，而冷藏库的冷排管，则多采 用直接供冷方式。用直接供冷方式。 此外，应根据总制冷量的大小和当地 的气候条件及水源情况，初步确定冷凝 器的冷却方式冷却方式以及冷凝器的型式，并根 据供冷方式和使用冷媒的种类，初步确 定蒸发器的型式。 （三）确定系统的设计工况（三）确定系统的设计工况 制冷系统的设计工况包括蒸发温度， 冷凝温度，以及压缩机吸气温度和过冷 温度。 1、冷凝温度、冷凝温度tk 冷凝温度冷凝温度即制冷剂在冷凝器中凝结 时的温度，其值与冷却介质的性质及冷 凝器的型式有关。 2、蒸发温度、蒸发温度t0 蒸发温度蒸发

12、温度即制冷剂在蒸发器中沸腾时 的温度，其值与所采用的冷媒种类及蒸 发器的型式有关。 3、过冷温度、过冷温度tu 过冷温度过冷温度是指系统中设置过冷器，或 当系统中使用卧式壳管式或套管式冷凝 器时，用增大冷凝面积5%10%的方法 进行过冷，使制冷剂在冷凝压力下，其 温度低于冷凝温度时的温度。一般情况一般情况 下，过冷温度比冷凝温度低下，过冷温度比冷凝温度低35。 4、压缩机的吸气温度、压缩机的吸气温度t1 压缩机的吸气温度一般与压缩机吸 气管的长短和保温情况有关。 通常以氨为制冷剂时，吸气温度比通常以氨为制冷剂时，吸气温度比 蒸发温度高蒸发温度高58；以；以R12为制冷剂，采为制冷剂，采 用回热

13、循环时，吸气温度可取用回热循环时，吸气温度可取15。 （四）制冷机组选择（四）制冷机组选择 机组的选择计算，主要是根据制冷 系统总制冷量及系统的设计工况，确定 机组的台数、型号和每台机组的制冷量 以及配用电动机的功率。 1 1、制冷机组的选择原则、制冷机组的选择原则 （1）机组型式的选择）机组型式的选择 常用的制冷机组 有活塞式、离心式和螺杆式等三种型式。 对一般小型冷藏库的设计，多采用对一般小型冷藏库的设计，多采用 活塞式和螺杆式；用作空调冷源的大、活塞式和螺杆式；用作空调冷源的大、 中型冷冻站的设计，一般采用离心式和中型冷冻站的设计，一般采用离心式和 螺杆式；中、小型冷冻站则普遍采用活螺杆

14、式；中、小型冷冻站则普遍采用活 塞式制冷压缩机。塞式制冷压缩机。 （2）制冷机组台数的选择）制冷机组台数的选择 一般，台数不宜过多，除全年连续一般，台数不宜过多，除全年连续 使用的以外，一般不考虑备用。使用的以外，一般不考虑备用。 对于制冷量大于1744kW的大、中型 制冷装置，机组不宜少于两台，而且应 选择相同系列的压缩机组。这样，压缩 机的备件可以通用，也便于维护管理。 （3）压缩机级数的选择）压缩机级数的选择 应根据设计工 况的冷凝压力与蒸发压力之比来确定。 2 2、机组制冷量的计算、机组制冷量的计算 每台活塞式制冷压缩机在设计工况 下，其制冷量的计算方法有三种： （1）根据压缩机的理论

15、输气量计算机组）根据压缩机的理论输气量计算机组 的制冷量的制冷量 机组的制冷量可由压缩机的理 论输气量Vn，乘以输气系数以及单位容 积制冷量qv求得。即 Q0g=Vnqv（kW） （2）由冷量换算公式计算机组的制）由冷量换算公式计算机组的制 冷量冷量 同一台压缩机在不同的工况下， 制冷量是不同的。压缩机铭牌上的制 冷量，一般是指名义工况或标准工况 下的制冷量。工况改变后的制冷量可 进行换算。冷量的换算公式，是根据 同一台制冷压缩机在不同工况下理论 输气量不变的原则推导的，即 Vn（A）=Vn（） （3）根据机组的特性曲线图表确定机组）根据机组的特性曲线图表确定机组 在设计工况下的制冷量在设计工

16、况下的制冷量 每一种型号的制 冷压缩机组都有其一定的特性曲线图表。 因此，可以根据设计工况，在特性曲线 图表上查得该工况的制冷量。 利用压缩机的特性曲线图表，不但 能求出不同工况下的制冷量，而且还能 确定不同工况下的轴功率。 3 3、压缩机轴功率的计算、压缩机轴功率的计算 制冷压缩机的轴功率可按式计算， 也可以从特性曲线图表中查得： mi t mi n e N v hhV N 1 12 4 4、机组的冷却水量计算、机组的冷却水量计算 机组的冷却水量是根据冷凝器的热 负荷和冷却水的进出口温差来确定，机 组的冷凝器负荷Qk为： Qk=Q0g+Ne 也可查机组的样本性能表得到。根 据冷凝器的冷却水量

17、GL和压缩机气缸套 的冷却水量Gy之和，即可选择出合适型 号的冷却塔或其他晾水设备。 5 5、冷媒水循环量计算、冷媒水循环量计算 冷媒水循环量是根据制冷系统的总 制冷量和冷媒水的进出口温差来确定的： )( 21 0 llp s ttc Q G 14.1.3 各类制冷（热泵）机组的主要性能各类制冷（热泵）机组的主要性能 参数和选择法参数和选择法 一、冷水（热泵）机组的主要性能参数和一、冷水（热泵）机组的主要性能参数和 机型选择机型选择 GB/T 18430.1-2007 蒸气压缩循环冷水蒸气压缩循环冷水(热热 泵泵)机组第机组第1部分：工业或商业用及类似用途部分：工业或商业用及类似用途 的冷水的

18、冷水(热泵热泵)机组；机组； GB/T 18430.2-2008 蒸气压缩循环冷水蒸气压缩循环冷水(热热 泵泵)机组第机组第2部分：户用及类似用途的冷水部分：户用及类似用途的冷水(热热 泵泵)机组机组 ； 1、冷水（热泵）机组的主要性能参数、冷水（热泵）机组的主要性能参数 （1）名义制冷（制热）量 （2）名义消耗电功率 （3）名义工况性能系数 （4）冷（热）水、冷却水压力损失 （5）部分负荷性能 （6）变工况性能 2 2、冷水（热泵）机组机型选择、冷水（热泵）机组机型选择 （1）水冷电动压缩式冷水机组机型合理选 型，并进行技术经济分析后选择 （2）冷水（热泵）机组设计选型，校核名 义工况性能系

19、数及IPLV （3）风冷冷水机组和风冷热泵冷热水机组 选型时的注意事项 二、溴化锂吸收式制冷机的主要性能参二、溴化锂吸收式制冷机的主要性能参 数及选择方法数及选择方法 GB/T 18431-2001 蒸汽和热水型溴化锂吸蒸汽和热水型溴化锂吸 收式冷水机组收式冷水机组江苏双良江苏双良 GB/T 18362-2008 直燃型溴化锂吸收式冷直燃型溴化锂吸收式冷 （温）水机组（温）水机组湖南远大湖南远大 1、溴化锂吸收式制冷机的主要性能参数、溴化锂吸收式制冷机的主要性能参数 （1）名义制冷量 （2）名义制热量 （3）名义加热源耗量 （4）名义加热源耗热量 （5）名义消耗电功率 （6）性能参数、名义制冷

20、（制热）性能系数 （7）名义压力损失 （8）部分负荷性能 （9）变工况性能 2 2、溴化锂吸收式冷（温）水溴化锂吸收式冷（温）水机组设计选机组设计选 型型 （1）机组负荷： 考虑冷热损失10%15% 考虑机组水侧污垢和腐蚀，对供冷（热） 量进行修正 （2）台数选择：24台 （3）机型选择：ah 三、确定制冷机组台数三、确定制冷机组台数 g m , 0 0 14.1.4 设计工况和污垢系数的确定设计工况和污垢系数的确定 一、冷却水温度和污垢系数的确定一、冷却水温度和污垢系数的确定 1、冷却水温度和污垢系数、冷却水温度和污垢系数 2、采用空气作为冷却介质、采用空气作为冷却介质 3、采用蒸发冷却方式

21、、采用蒸发冷却方式 4、冷冻水进、出水温度及污垢系数、冷冻水进、出水温度及污垢系数 14.1.5 制冷机组的设计工况下的制冷量和制冷机组的设计工况下的制冷量和 耗功量和污垢系数的确定耗功量和污垢系数的确定 一、冷水（热泵）机组在设计工况下的制一、冷水（热泵）机组在设计工况下的制 冷量和耗功量冷量和耗功量 1、冷水（热泵）机组在设计工况或使用工、冷水（热泵）机组在设计工况或使用工 况下的制冷量和耗功量应按变工况性能表况下的制冷量和耗功量应按变工况性能表 （曲线、修正系数）确定（曲线、修正系数）确定 2、风冷热泵冷热水机组冬季制热量修正、风冷热泵冷热水机组冬季制热量修正 3、污垢系数对机组性能系数

22、的影响、污垢系数对机组性能系数的影响 二、溴化锂吸收式冷（温）水机组在设计二、溴化锂吸收式冷（温）水机组在设计 工况下的制冷量和加热源耗量工况下的制冷量和加热源耗量 1、在设计工况下的制冷量（供热量）和加、在设计工况下的制冷量（供热量）和加 热源耗量应按变工况性能曲线图确定热源耗量应按变工况性能曲线图确定 2、选产品时，注意国内、国外产品对换热、选产品时，注意国内、国外产品对换热 器水侧污垢系数的标准不同器水侧污垢系数的标准不同 三、校核制冷量三、校核制冷量校核初选机组在设计校核初选机组在设计 工况下的总制冷量与总装机容量工况下的总制冷量与总装机容量 四、机组的冷却水量四、机组的冷却水量初选机

23、组在设计初选机组在设计 工况下的冷凝器负荷工况下的冷凝器负荷 五、机组的冷冻水量五、机组的冷冻水量初选机组在设计初选机组在设计 工况下的制冷量工况下的制冷量 14.1.6 热源设备容量及台数的确定热源设备容量及台数的确定 （一）最大热负荷的计算（一）最大热负荷的计算 热负荷计算的目的热负荷计算的目的是求出锅炉房的 计算热负荷，作为锅炉设备选择的依据。 热源热负荷包括生产、采暖、通风、 空调及生活所需要的热负荷；针对某一 具体的工程，热源热负荷可能只包括其 中的某几项。 （二）平均热负荷（二）平均热负荷 平均热负荷按下式计算： Qcp=（1+A）(Q1cp+Q2cp+Q3cp+Q4cp+Q5cp

24、) （三）全年热负荷（三）全年热负荷 全年热负荷按下式计算： Q=(A+1)(h1Q1cp+h2Q2cp+h3Q3cp +h4Q4cp+h5Q5cp) 采暖通风热负荷由相关的设计提供。 如果无法取得，也可按建筑物体积或面 积的热标进行计算确定。 采暖通风热负荷中，通常饮食有热采暖通风热负荷中，通常饮食有热 水供应用热；对于蒸汽锅炉房，应将此水供应用热；对于蒸汽锅炉房，应将此 项耗热量换算成耗汽量。项耗热量换算成耗汽量。 （四）锅炉型号和台数选择（四）锅炉型号和台数选择 锅炉型号和台数根据锅炉房热负荷、 介质、参数和燃料种类等因素选择，并 应考虑技术经济方面的合理性，使锅炉 房在冬、夏季均能达到

25、经济可靠运行。 1 1、锅炉型号、锅炉型号 根据计算热负荷的大小和燃料特性根据计算热负荷的大小和燃料特性 决定锅炉型号，并考虑负荷变化和锅炉决定锅炉型号，并考虑负荷变化和锅炉 房发展的需要。房发展的需要。蒸汽锅炉的压力和温度， 根据生产工艺和采暖通风或空调的需要， 考虑管网及锅炉房内部阻力损失，结合 国产蒸汽锅炉型谱或进口蒸汽锅炉类型 来确定。 2 2、锅炉台数、锅炉台数 选用锅炉的台数应考虑对负荷变化选用锅炉的台数应考虑对负荷变化 和意外事故的适应性，建设和运行的经和意外事故的适应性，建设和运行的经 济性。济性。 一般来说，单机容量较大的锅炉其 效率较高，锅炉房占地面积小，运行人 员少，经济

26、性好；但台数不宜过少，不 然适应负荷变化的能力和备用性就差。 锅炉房设计规范锅炉房设计规范规定：规定：当锅炉 房内最大一台锅炉检修时，其余锅炉应 能满足工艺连续生产所需的热负荷和采 暖通风及生活用热所允许的最低热负荷。 锅炉台数选择原则：锅炉台数选择原则： 锅炉房的锅炉台数一般不宜少于两台； 当选用一台锅炉能满足热负荷和检修需 要时，也可只装置一台； 对于新建砖炉房，锅炉台数不宜超过五 台； 扩建和改建时，最多不宜超过七台。 国外有关文献认为，新建锅炉房内装设 锅炉的最佳台数为三台。 3 3、燃烧设备、燃烧设备 选用锅炉的燃烧设备应能适应所使 用的燃料、便于燃烧调节和满足环境保 护的要求。 当

27、使用燃料和锅炉的设计燃料不符 时，可能出现燃烧困难，特别是燃料的 挥发分和发热量低于设计燃料时，锅炉 效率和蒸发量都将不能保证。 4 4、备用锅炉、备用锅炉 蒸汽锅炉安全技术监察规程蒸汽锅炉安全技术监察规程规 定：运行的锅炉每两年应进行一次停炉 内外部检验，新锅炉运行的头两年及实 际运行时间超过10年的锅炉，每年应进 行一次内外部检验。 在上述计划检修或临时事故停炉时， 允许减少供汽的锅炉房可不设备用锅炉； 减少供热可能导致人身事故和重大经济 损失时，应设置备用锅炉。 5 5、方案分析、方案分析 设计中可能出现几个可供选择的方 案，设计者应分析各方案特点，在安全 性和经济性等多方面进行比较，提

28、出自 己的见解，确定选用方案。 14.2 14.2 冷源水系统冷源水系统 11.2.1 11.2.1 冷冻水系统冷冻水系统 制冷的目的制冷的目的在于供给用户使用。 向用户供冷的方式有两种： 直接供冷 间接供冷 直接供冷：直接供冷：将制冷装置的蒸发器直接置 于需冷却的对象处，使低压液态制冷剂 直接吸收该对象的热量。 优点：优点：减少中间设备，投资和机房占地 面积少，制冷系数较高。 缺点：缺点：蓄冷系数较差，制冷剂渗漏可能 性增多。 适用于中小型系统或低温系统。适用于中小型系统或低温系统。 间接供冷：间接供冷：首先利用蒸发器冷却某种载 冷剂，然后将低温载冷剂输送到各个用 户，降低需冷却对象的温度。

29、 优点：优点：使用灵活，控制方便。 特别适用于区域性供冷。特别适用于区域性供冷。 冷冻水系统分类介绍：冷冻水系统分类介绍： 1、根据用户需要情况不同根据用户需要情况不同，冷冻水冷冻水 管道系统管道系统可分为闭式系统闭式系统和开式系统开式系统。 图14-1 闭式冷冻水系统 1-蒸发器 2-水泵 3-膨胀水箱 4-用户 图 16-1 1 闭 式 冷 冻 水 系 统 1-蒸 发 器 2-水 泵 3-膨 胀 水 箱 4-用 户 4 3 1 2 4 3 2 2 1 5 图 16-12 开 式 冷 冻 水 系 统 1-蒸 发 器 2-水 泵 3-冷 水 箱 4-回 水 箱 5-用 户 图14-2 开式冷冻

30、水系统 1-蒸发器 2-水泵 3-冷冻水箱 4-回水箱 5-用户 开式系统需要设置冷水箱和回水箱开式系统需要设置冷水箱和回水箱， 系统水容量大，运行稳定，控制简便， 水泵扬程较大；闭式系统与外界空气接 触少，腐蚀较少，水泵扬程较小，较节 能。 闭式系统必需采用壳管式蒸发器，闭式系统必需采用壳管式蒸发器， 用户处则应采用表面式换热设备用户处则应采用表面式换热设备，而开 式系统则可不受这些限制，当采用水箱 式蒸发器时，可以用它代替冷水箱或回 水箱。 冷冻水系统分类介绍：冷冻水系统分类介绍： 2、从调节特征上从调节特征上，冷冻水系统冷冻水系统可以 分为定水量系统定水量系统和变水量系统变水量系统。 定

31、水量系统：定水量系统：水流量不变，通过改变冷 冻水供回水温度来适应空调房间的冷负 荷变化。 变水量系统：变水量系统：供回水温差基本不变，通 过改变水流量来适应冷负荷变化。 变水量系统有一级泵系统一级泵系统和二级泵二级泵 系统系统两种常用的冷冻水系统。 变流量系统变流量系统 一级泵系统一级泵系统 一级泵系统组成一级泵系统组成 简单，控制容易，简单，控制容易， 运行管理方便，运行管理方便， 一般多采用此种一般多采用此种 系统。系统。 二次泵系统二次泵系统 二级泵系统的最二级泵系统的最 大优点是能够分大优点是能够分 区分路供应用户区分路供应用户 侧所需的冷冻水，侧所需的冷冻水， 适用于大型系统。适用

32、于大型系统。 3、空调冷冻水管由总管、干管及支管组 成。各并联支路只有在水阻力接近相等 时，才能获得设计流量，从而保证末端 装置能提供出设计冷量或热量。 说明：说明： 由于管道管径的规格有限，一般不可 能通过管径选择来达到各支路的阻力平 衡；利用阀门也只能在一定程度上进行 调节，且有能量损失。 因此，设计时首先应合理布置管路， 正确选择管径，再辅以配置调节阀门， 包括各种形式的平衡阀。 同程系统：同程系统：系统水流经各用户回路的管 路长度（接近）相等。 水平同程系统 垂直同程系统 水平与垂直管路均同程系统 同程系统特点：同程系统特点：各回路长度相近，阻力 容易平衡，但为了求得回路长度相近， 就

33、会多耗管材，也往往需增加垂直管井 或管井面积。 异程系统：异程系统：系统水流经每一用户回路的 管路长度不相等。 异程系统特点：异程系统特点：平衡各回路阻力时的基 础条件较差，只有依靠管径选择和配置 调节阀门来达到各回路阻力平衡的目的。 在实际工程中，应优先考虑设计同在实际工程中，应优先考虑设计同 程系统。程系统。 在无条件设计同程系统时，在无条件设计同程系统时，异程系异程系 统统各回路的阻力应进行仔细计算，工程 中各并联回路间的阻力差值宜控制在各并联回路间的阻力差值宜控制在 15%以内。以内。 4、根据公共建筑节能设计标准公共建筑节能设计标准 （GB 50189-2005），），空气调节冷热水

34、 系统的设计应符合下列规定： 应采用闭式循环水系统应采用闭式循环水系统； 只要求按季节进行供冷和供热转换的空气调 节系统，应采用两管制水系统应采用两管制水系统； 当建筑物内有些空气调节区需全年供冷水， 有些空气调节区则冷、热水定期交替供应时， 宜采用分区两管制水系统宜采用分区两管制水系统； 全年运行过程中，供冷和供热工况频繁交替 转换或需同时使用的空调系统，宜采用四管制宜采用四管制 水系统水系统； 系统较小或各环路负荷特性或压力损失相差系统较小或各环路负荷特性或压力损失相差 不大时，宜采用一次泵系统不大时，宜采用一次泵系统；在经过包括设备 的适应性、控制系统方案等技术论证后，在确 保系统运行安

35、全可靠且具有较大的节能潜力和 经济性的前提下，一次泵可采用变速调节方式； 系统较大、阻力较高、各环路负荷特性或压系统较大、阻力较高、各环路负荷特性或压 力损失相差悬殊时，应采用二次泵系统力损失相差悬殊时，应采用二次泵系统，二次 泵宜根据流量需求的变化采用变速变流量调节 方式； 冷水机组的冷水供回水设计温差不应小于冷水机组的冷水供回水设计温差不应小于 5。在技术可靠、经济合理的前提下宜尽量 加大冷水供回水温差； 空气调节水系统的定压和膨胀，宜采用高位宜采用高位 膨胀水箱方式膨胀水箱方式； 选择两管制选择两管制空气调节冷热水系统的循环水泵 时，冷水循环水泵和热水循环水泵宜分别设宜分别设 置置。 5

36、、空气调节冷热水系统的水泵选择计算： 对于集中设置的制冷装置，冷冻水泵的台数 和流量应与制冷机相对应。 冷冻水泵的扬程H选择： hHHH K0 1 .1 6、根据流量和扬程，查样本选择适合的 水泵。冷水泵和热水泵均应按上述计算 出流量和扬程，分别进行选择，确定冷 热水泵的型号、台数。 7、计算空气调节冷热水系统的输送能效 比（EER）。 THEER/002342. 0 14.2.2 14.2.2 冷却水系统冷却水系统 一、冷却水系统设计的基本原则一、冷却水系统设计的基本原则 冷却水应循环使用 冷却水的热量宜回收利用 冬季宜利用冷却塔作为冷源设备使用 二、冷却水的水温和水质要求二、冷却水的水温和

37、水质要求 制冷装置的冷却水进出口温度，宜按 规定取值。 冷却水的水质，应符合国家现行工 业循环冷却水处理设计规范 （GB50050）及有关产品对水质的要求； 并应采取水质控制装置，杀菌、灭藻设 备，水泵或制冷装置的冷却水入口管道 上应设置过滤器或除污器。 三、冷却水系统的供水方式三、冷却水系统的供水方式 多采用循环冷却水系统，由冷凝器、 循环冷却水泵和冷却塔组成，还应设置 水质控制装置。 系统管道设计应符合相关的设计规范 规定。 (一)直流式冷却水系统 最简单的冷却水系统是直流供水系 统，即升温后的冷却回水直接排出，不升温后的冷却回水直接排出，不 重复使用重复使用。根据当地水质情况，冷却用 水

38、可为地面水(河水、湖水)，地下水(井 水)或城市自来水。由于城市自来水价格 较高，只有小型制冷系统采用只有小型制冷系统采用。 (二)混合式冷却水系统 采用深井水的直流式供水系统，由 于水温较低（在我国南方地区也只有 20左右)，一次使用后升温不大。 混合式冷却水系统是将一部分已用将一部分已用 过的冷却水与深井水混合，然后再用水过的冷却水与深井水混合，然后再用水 泵压送至各台冷凝器使用泵压送至各台冷凝器使用。这样，既不 减少通入冷凝器的水量，又等于提高了 冷却水的温升，从而可大量节省深井水 量。 (三)循环式冷却水系统 在水源水量不充裕的地区，为了减 少冷却水的用量，除采用蒸发式冷凝器 或空冷式

39、冷凝器以外，也可以采用循环 式冷却水系统。 此种系统就是将来自冷凝器的冷却将来自冷凝器的冷却 回水先通入蒸发式冷却装置，使之冷却回水先通入蒸发式冷却装置，使之冷却 降温，然后再用水泵送回冷凝器循环使降温，然后再用水泵送回冷凝器循环使 用用，这样，只需补充少量新鲜水即可。 四、冷却水泵的选择四、冷却水泵的选择 选择原则：对于集中设置的制冷装置， 冷却水泵的台数和流量应与制冷装置相 对应。 冷却水泵的扬程： 0 1 . 1HHHHHH smdfp 14.2.3 14.2.3 冷却塔冷却塔 一一、冷却塔的种类、冷却塔的种类 按通风方式分：按通风方式分：自然通风冷却塔、机机 械通风冷却塔械通风冷却塔和

40、混合通风冷却塔。 按热水和空气的接触方式分按热水和空气的接触方式分：湿式冷 却塔、干式冷却塔和干湿式冷却塔。 按热水和空气的流动方向分：逆流式 冷却塔、横流（交流式）冷却塔和混流 式冷却塔。 其他形式的有喷流式冷却塔。 二、冷却塔的标准设计工况二、冷却塔的标准设计工况 玻璃纤维增强塑料冷却塔 （GB/T7190） 压缩式制冷机一般采用低温逆流式玻压缩式制冷机一般采用低温逆流式玻 璃钢冷却塔，溴化锂制冷机一般采用中温璃钢冷却塔，溴化锂制冷机一般采用中温 逆流式玻璃钢冷却塔。逆流式玻璃钢冷却塔。 三、常用冷却塔三、常用冷却塔 引风式玻璃钢冷却塔 无风扇水喷射玻璃钢冷却塔 超低噪声水喷射冷却塔 四、

41、逆流式冷却塔的选用四、逆流式冷却塔的选用 冷却度、出水温度冷却度、出水温度 环境空气的湿球温度环境空气的湿球温度 冷幅高为冷幅高为 循环冷却水量循环冷却水量 64 2 s tt 14.3 14.3 热源机房的热力系统及设备热源机房的热力系统及设备 14.3.1 给水系统给水系统 给水系统包括给水箱、给水管道、锅 炉给水泵(以下简称给水泵)、凝结水箱和 凝结水泵等。 ( (一一) )给水管道给水管道 由给水箱或除氧水箱到给水泵的一 段管道称为给水泵进水管给水泵进水管； 由给水泵到锅炉的一段管道称为锅锅 炉给水管炉给水管。这两段管道组成给水管道这两段管道组成给水管道。 在锅炉的每一个进水口上，都应

42、装 置截止阀截止阀及止回阀止回阀。止回阀和截止阀串 联，并装于截止阀的前方(水先流经止回 阀)。 省煤器进口应设安全阀安全阀，出口处需 设放气阀放气阀。非沸腾式省煤器应设给水不 经省煤器直通锅筒的旁路管道旁路管道。 ( (二二) )给水泵给水泵 常用的给水泵有电动电动( (离心式离心式) )给水给水 泵泵、汽动汽动( (往复式往复式) )给水泵给水泵、蒸汽注水器蒸汽注水器 等。 电动给水泵容量较大，能连续均匀 给水。根据离心泵的特性曲线，在提高 泵的出力时会使泵的压头减小，此时给 水管道的阻力却增大。 一些小容量锅炉常选用旋涡泵。这 种泵流量小、扬程高，但比高心泵效率 低。 汽动给水泵只能往复

43、间歇地工作， 出水量不均匀，需要耗用蒸汽。可作为 停电时的备用泵。 蒸汽注水器借蒸汽能量将给水压入 锅炉。它结构简单、操作和维修方便， 但蒸汽耗量大。 ( (三三) )凝结水泵、软化水泵和中间水泵凝结水泵、软化水泵和中间水泵 这三种水泵一般设置为一般设置为1用用1备备。当任 何一台水泵停止运行时，其余水泵的总流 量应满足系统水量的要求。 有条件时，凝结水泵和软化水泵可合 用一台备用泵。中间水泵输送有腐蚀性的 水时，应选用耐腐蚀泵。 ( (四四) )给水箱、凝结水箱、软化水箱和中给水箱、凝结水箱、软化水箱和中 间水箱间水箱 给水箱或除氧水箱宜设置1个。常年 不间断供热的锅炉房或容量大的锅炉房 应

44、设置2个。 凝结水箱宜选用1个，锅炉房常年不 间断供热时，宜选用2个或1个中间带隔 板分为两格的水箱。 软化水箱的总有效容量，应根据水 处理的设计出力和运行方式确定。当没 有再生备用软化设备时，软化水箱的总 有效容量宜为3060min的软化水消耗量。 中间水箱总有效容量宜为水处理设 备设计出力的1530min贮水量。 锅炉房水箱应注意防腐，水温大于 50时，水箱要保温。 ( (五五) )给水箱的高度给水箱的高度 在确定给水箱或除氧水箱的布置高 度时，应使给水泵有足够的灌注头或称灌注头或称 正水头正水头(即水箱最低液面与给水泵进口中 心线的高差)。 对水泵而言，这段高差是给予液体 一定的能量，使

45、液体在克服吸水管道和 泵内部的压力降(称汽蚀余量)后在增压 前的压力仍高于汽化压力，以避免水泵 进口时轮处发生汽化而中断给水。 给水泵的灌注头不应小于下列各项 代数和： 1、给水泵进水口处水的汽化压力和 给水箱的工作压力之差； 2、给水泵的汽蚀余量； 3、给水泵进水管的压力损失； 4、采用35kPa的富裕量以防压力 波动。 14.3.2 14.3.2 蒸汽系统蒸汽系统 主蒸汽管、副蒸汽管及设在其上的 设备、阀门、附件等组成蒸汽系统。 自锅炉向用户供汽的这段蒸汽管称 为主蒸汽管主蒸汽管；用于锅炉本身吹灰、汽动 给水泵或注水器供汽的蒸汽管称为副蒸副蒸 汽管汽管。 为了安全，在锅炉主蒸汽管上均应在锅

46、炉主蒸汽管上均应 安装两个阀门安装两个阀门，其中一个紧靠锅炉锅筒 或过热器出口，另一个应装在靠近蒸汽 形管处成分汽缸上，避免其中一个阀门 失灵而母管或分汽缸中的蒸汽倒流。 锅炉本体、除氧器上的放汽管和安 全阀排汽管应独立接至室外，避免排汽 时污染室内环境，影响运行操作。两独 立安全阀排汽管不应相连，可避免串汽 和易于识别超压排汽点。 分汽缸可根据蒸汽压力、流量、连 接管的直径及数量等要求进行设计。 分汽缸直径一般可按蒸汽通过分汽 缸的流速不超过2025m/s计算。在分汽 缸下面应装疏水管和疏水器，以排除分 离和凝结的水分。 分汽缸宜布置在操作层的固定端， 以免影响今后锅炉房扩建；靠墙布置时，

47、离墙距离应考虑接出阀门及检修的方便。 分汽缸前应留有足够的操作位置。 14.3.3 热水锅炉房的热力系统热水锅炉房的热力系统 在确定热水锅炉房的热力系统时， 应考虑下列因素： 1、除了用锅炉自生蒸汽定压的热水系统 外，在其它定压方式的热水系统中，其 出口压力不应小于最高供水温度加20 相应的饱和压力，以防止锅炉有汽化的 危险。 2、热水锅炉应有防止或减轻因热水系统 的循环水泵突然停运后造成锅水汽化和 水击的措施。 因停电使循环水泵停运后，为了防 止热水锅炉汽化，可采用向锅内加自来 水，并在锅炉出水管的放汽管上缓慢排 出汽和水，直到消除炉膛余热为止；也 可采用备用电源，自备发电机组带动循 环水泵

48、，或启动内燃机带动的备用循环 水泵。 3、各种情况下，对各种水泵选择的不同 要求。 4、如果几台热水锅炉并联运行时，每台 锅炉的进水管上均应装设调节装置。具 有并联环路的热水锅炉，在各并联环路 上应装水量调节阀，各环路出水温度偏 差不应超过10 。锅炉出水管应装设压 力表和切断阀。 共有14条，网上查阅。 14.4 14.4 冷热源机房的设计冷热源机房的设计 14.4.1 14.4.1 冷热源机房及设备布置原则冷热源机房及设备布置原则 冷热源机房按功能分为区域性集中区域性集中 供热或供冷机房供热或供冷机房和为某一建筑物或小建筑为某一建筑物或小建筑 群体服务的机房群体服务的机房。 机房位置的选择

49、确定，应符合有关建 筑设计防火规范、采暖通风与空气调节设 计规范、燃油燃气供应设计规范及锅炉安 全技术监察规程等，并应综合考虑以下要 求： （1）机房应力求靠近冷、热负荷比较集 中的区域或建筑物； （2）应便于引出热力管道，有利于凝结 水的回收，并使室内外管道的布置在技 术、经济上合理；冷冻站应尽量靠近空 调机房，以便缩短冷媒水管道，减少冷 损失和节省基建投资； （3）应位于交通便利的地方，便于燃料 的贮存运输，并宜使人流和车辆分开； （4）机房的位置应尽量靠近水源和电源， 以节省管线； （5）应有利于减少烟气中的有害成分对 周围环境的影响。全年运行的机房宜位于 居住区和主要环境保护区的全年主

50、导风向 的下风侧；在动力站区域内，一般应布置 在乙炔站、锅炉房、媒气站、堆煤场等散 发尘埃建筑物的上风侧，以保证冷冻站的 清洁和安全； （6）冷热源机房应有较好的朝向，有利 于自然通风和采光； （7）设在高层民用建筑内的冷热源机房 尽可能地设置在建筑物底层或半地下层。 冷热源机房布置冷热源机房布置 1、机房布置的一般原则机房布置的一般原则 （1）机房宜宜为单独的建筑物，也可根 据具体情况与其它民用建筑、生产厂房 相连或设在民用建筑的地下室、半地下 室、首层、楼中层和屋顶上，机房的设 计应符合相关规范的要求。 （2）机房严禁严禁设在人员密集的场所 （如公共浴室、教室、商店、报告厅、 餐厅、候诊室

51、等）和重要部门的上面、 下面、贴邻及主要通道的两旁，而应布 置在空调机房、换热站、泵房等设备用 房及库房、厨房、垃圾房等人员较少的 房间附近或上下。 （3）机房（特别是热源）不宜设在高 层或多层建筑物的地下室、楼层中间或 顶层，但因条件限制需设置时，应先征 得地市级或地区以上安全监察部门和消 防部门的同意，有正式申报、审批文件。 （4）机房及其所属的建筑物、构筑物 和场地的布置应充分利用地形，使土方 工程量最小、排水良好。 （5）机房（尤其是热源）不得不得与甲、 乙类及使用可燃液体的丙类火灾危险性 建筑相连，与其它生产厂房相连时，应 用防火墙防火墙隔开。 （6）在满足工艺布置要求的前提下， 机房的建筑物和构筑物，宜按建筑统一 模数制设计。锅炉房的柱距应采用6m或 6m的倍数；跨度在18m或18m以下，应 采用3m的倍数；大于18m时应采用6m的 倍数，高度应为300mm的倍数。 2 2、机房的抗爆和泄压要求、机房的抗爆和泄压要求 机房抗爆和泄压的目的是要将锅炉 等设备爆炸时引起的破坏范围和损失尽 量减少。机房间应做成抗爆体，在抗爆 体开