制冷課程設計第一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二空調用制冷站工藝設計水冷冷水機空調系統組成1、主要設備（1）冷水機組（2）冷卻塔（3）冷凍水泵（4）冷卻水泵（5）補水泵（6）電子水處理儀或全自動軟化水處理裝置（7）水過濾器（8）膨脹水箱（9）末端裝置（空氣處理機組、風機盤管等）第二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二冷負荷的計算一、設計步驟（一）冷源方案的確定和冷水機主的選型1、冷負荷的計算制冷站總負荷應包括用戶實際所需制冷量以及制冷系統本身和供冷系統的冷損失，用戶實際所需制冷量應由空調、生產工藝給出，冷損失一般用附加值計算直接供冷系統一般附加5%～

7%，間接供冷系統一般附加7%～

15%。對于空調系統也可以建筑冷指標計算方法估算，冷指標選取可參閱有關設計手冊。用該負荷直接進行冷水機組選型，不需附加冷量。第三頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二冷負荷的計算公共及民用建筑空調負荷計算：

1、根據建筑的空調面積和房間功能進行空調冷負荷計算建筑空調總冷負荷；

2、大部分建筑需要考慮房間的同時使用率，一般建筑的同時使用率為70～

80%，特殊情況需根據建筑功能和使用情況確定。3、制冷機冷負荷為建筑空調總冷負荷與同時使用率的乘積。根據計算的制冷機冷負荷既可選擇制冷主機。制冷主機臺數一般選擇2～4臺，同時考慮建筑功能和建筑所備機房情況進行確定◆第四頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二冷源方案設計2、冷源方案的確定根據計算的冷負荷值，綜合考慮建筑物用途、負荷分布情況、能源供應情況、環境資源，經濟性、環保要求等因素，比較一次投資和全年運行費用確定制冷機組類型,提倡新技術和節能環保措施的應用。通過方案比較，選擇滿足適應建筑冷負荷變化要求及最為經濟的方案的冷源方案。

方案比較時應考慮：①對于冷源設計兩種以上方案，并說明各種方案的特點；②通過年設備費用、年運行費用；選擇最經濟有效的方案；③冷水機組機型選擇根據用戶使用要求、冷負荷及全年負荷變化、當地能源供應情況，比較制冷機房一次投資和全年運行費用，確定機組類型，包括制冷方式、制冷機種類、冷凝器冷卻方式等。第五頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二蒸氣壓縮式冷水機組（一）蒸氣壓縮式冷水機組從單位制冷量一次能源消耗的角度來看，電力驅動蒸氣壓縮式制冷機組比溴化鋰吸收式制冷機組能耗要低。若當地電力能源供應緊張，或有熱源可以利用，特別是有余熱廢熱可以利用的場合應優先選用吸收式制冷機組。從能耗、單機容量和運行調節等方面考慮，選擇空調用蒸氣壓縮式冷水機組參考冷量：

機型單機名義工況制冷量（kW）離心機>1758離心機或螺桿機1054—1758螺桿機700kW—1504活塞機或螺桿機116kW—700渦旋機<116第六頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二熱泵機組（二）熱泵機組

通過技術經濟比較合理時，制冷機組可以采用熱泵機組。風冷冷水機組適用于干球溫度較低或晝夜溫差較大，缺乏水源地區的中小型空調系統。如果冬季還需要供熱的中小型系統，也可以考慮空氣源熱泵。空氣源熱泵最低室外溫度使用范圍分別為3℃、-5℃、-7℃、-15℃；適用不同地區的要求。空氣源熱泵在選用時應注意以下幾點：①選擇熱泵機組時，除了將名牌上標準工況（干球溫度7℃，濕球溫度6℃）下制熱量，變為使用工況下制熱量外，還應考慮使用工況下結霜除霜的熱損失②按最佳平衡點溫度（熱泵供熱量等于建筑物耗熱量時的室外計算溫度）來選擇熱泵機組的輔助熱源。第七頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二蓄冷系統③對于供熱負荷遠小于供冷負荷的場合，供熱負荷相應的冷負荷部分，由熱泵機組承擔，其余的冷量由COP值較高的制冷機組供給。④對于又同時供熱供冷場合，可選熱回收式制冷機組或水環熱泵系統。

（三）蓄冷系統在峰谷電價差加大于3的地區，利用低谷電價時段蓄冷有顯著經濟效益時，可以采用蓄冷系統。蓄冷系統與一般常規系統比較，一次投資有所增加必須經過技術經濟比較。采用蓄冷系統的一般條件是，建筑物逐時冷負荷峰谷差懸殊，采用常規空調會使制冷機組容量過大，系統經常處于部分負荷下運行；空調負荷高峰與電網高峰時段重合，且電力低谷時段負荷又小的場合第八頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二冷源方案設計

在選定制冷機組時應校核所選機組名義工況下的COP值，不應低于國家現行的《蒸氣壓縮循環冷水（熱泵）機組工商業用和類似用途冷水（熱泵）機組》（GB/T18430.1—2001）標準規定，同時還應考慮部分負荷COP值，或采用部分負荷綜合值IPLV來衡量全年的綜合效益。

IPLV=0.01A+0.42B+0.45C+0.12D

式中A——100%負荷工況點時COPB——75%負荷工況點時COPC——50%負荷工況點時COPD——25%負荷工況點時COP第九頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二制冷機組選型3.確定冷水機組的型號及臺數（1）制冷機組選型要熟悉機組的性能、特點，才能進行冷水機組主要性能比較機組的性能及特點主要包括：制冷量范圍性能系數、調節特點等。（2）選用制冷機組時臺數不宜過多，一般為2—4臺，不考慮備用。多機頭機組可以選用單臺。當采用多臺型號相同的機組時，單機容量調節下限常冷量大于最小負荷時，應選用一臺小型機組來適應低負荷需要。

◆確定制冷機組型號后，應記錄冷水機組的主要性能參數參數，如下：名義冷量；名義耗功率；名義工況性能系數；冷凍水、冷卻水壓力損失及水流量，以及機組的外形尺寸運行重量等，為后續設計收集資料。第十頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二冷凍水系統二、空調冷凍水系統的設計及水泵的選擇空調冷凍水系統一般選用高位膨脹水箱定壓的閉式循環系統。根據空調系統具體情況決定采用一次泵或二次泵系統，二次泵宜設置變頻調速裝置。一次泵的臺數應按冷水機組的臺數一對一設置，一般不設備用泵。二次冷水泵臺數應根據冷凍水泵大小、各并聯環路壓力損失的差異程度、使用條件和調節要求，通過技術經濟比較確定。第十一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二冷凍水系統

1.冷凍水泵的選型空調冷凍水泵宜選用低比轉數的單級離心泵。一般選用端吸泵，流量大于500m3/h宜選用雙吸泵。1）冷凍水泵的流量一次泵的流量，應為所對應的冷水機組的冷凍水流量；二次泵的流量，應為所負責區冷負荷綜合最大值計算出的流量。計算流量應附加5%—10%的裕量。2）冷凍水泵的揚程采用閉式循環一次泵系統冷凍水泵的揚程為管路及管件阻力、冷水機組蒸發器阻力和末端設備表冷器阻力之和。計算阻力應附加10%的安全系數。第十二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二冷凍水系統以水冷螺桿機組為例計算冷凍水泵揚程：冷凍水泵揚程的組成

1.制冷機組蒸發器水阻力：一般為5～7mH2O；（具體值可參看產品樣本）

2.末端設備（空氣處理機組、風機盤管等）表冷器或蒸發器水阻力：一般為5～7mH2O；（據體值可參看產品樣本）

3.回水過濾器阻力，一般為3～5mH2O；

4.分水器、集水器水阻力：一般一個為3mH2O；

5.制冷系統水管路沿程阻力和局部阻力損失：一般為7～10mH2O；綜上所述，冷凍水泵揚程為26～35mH2O，一般為32～36mH2O。第十三頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二冷凍水系統2.冷凍水水系統補水：空調水系統的補水宜經軟化處理；僅夏季供冷的系統可采用電子除垢儀進行水處理；補水量為系統水容量的2%；補水點應設在循環水泵的吸入段，補水泵流量取補水量的2.5～5倍，揚程附加30～50kPa。設備用補水泵。目前管徑的尺寸規格有：DN15、DN20、DN25、DN32、DN40、DN50、DN70、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500、DN600

注意：一般選擇水泵時，水泵的進出口管徑應比水泵所在管段的管徑小一個型號。例如：水泵所在管段的管徑為DN125,那么所選水泵的進出口管徑應為DN100。第十四頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二冷卻水系統三、水冷冷水機組冷卻水系統的設計及冷卻水設備的選擇1、冷卻塔選型與布置（1）冷卻塔選型蒸氣壓縮式制冷機組一般采用標準系列逆流式玻璃鋼冷卻塔或橫流式冷卻塔。當處理水量在100t/h以下時采用橫流式較為合適，當處理水量在100t/h以上時采用逆流式較為合適。逆流式冷卻塔熱交換性能好，效率高，但塔體較高、配水系統較復雜。冷卻塔根據供貨商提供的設備樣本的機型選擇表進行選擇。（1）冷卻塔臺數與制冷主機的數量一一對應，一般不考慮備用；（2）冷卻塔的水流量=冷卻水系統水量×1.2；第十五頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二冷卻水系統冷卻塔臺數宜按制冷機臺數一對一匹配設置，多臺組合塔，應保證單個組合體的處理水量與制冷機組冷卻水量匹配。冷卻塔不備用。多臺冷卻塔并聯使用時，集水盤下應設連通管，或進出水管上均設電動二通閥，電動閥宜與冷卻水泵連鎖。3.冷卻水泵的選型冷卻水泵選型同冷凍水泵選型，宜按一對一匹配設計。（1）冷卻水泵流量應按冷水機組技術資料確定，并附加5%—10%的裕量。（2）冷卻水泵揚程有冷卻水系統助力（管道、管件、冷凝器助力之和），冷卻塔集水盤水位至冷卻塔布水器的高差，冷卻塔布水器所需壓力組成，并附加5%—10%的裕量。

第十六頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二冷卻水系統冷卻水泵揚程的組成：

1.制冷機組冷凝器水阻力：一般為5～7mH2O；（具體值可參看產品樣本）

2.冷卻塔噴頭噴水壓力：一般為2～3mH2O3.冷卻塔（開式冷卻塔）接水盤到噴嘴的高差：一般為2～3mH2O4.回水過濾器阻力，一般為3～5mH2O；

5.制冷系統水管路沿程阻力和局部阻力損失：一般為5～8mH2O；綜上所述，冷凍水泵揚程為17～26mH2O，一般為21～

25mH2O。第十七頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二水力計算4.制冷站內水力計算可采用比摩阻為100～200Pa/m進行冷凍水、冷卻水系統水力計算，確定供回水管直徑；5.水系統附屬設備（1）分集水器——多用于多回路的空調水系統，直徑應按總流量通過時的斷面流速（0.5—1.0m/s）初選，并應大于最大接口管開口直徑的2倍。（2）過濾器——冷水機組、水泵、電動調節閥等設備的入口管道上應安裝過濾器或除污器，以防雜質進入。（3）壓力表——分集水器、冷水機組的進出水管、水泵出口應設壓力表。（4）溫度計——分集水器、冷水機組的進出水管影射溫度計。第十八頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二水處理四、水處理及設備水處理產品電子水處理儀、過濾器、軟化水裝置空調水系統中使用到的電子水處理儀和水過濾器一般都按照設備所在管段的管徑進行選擇。冷卻水系統屬開式系統，必須使用電子水處理儀；冷凍水系統屬閉式系統，要求不是那么嚴格，可以在冷凍水系統管路中或膨脹水箱進水管路中安裝電子水處理儀。第十九頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二水處理當工程所在地水質較硬或是系統較大的時候，系統的和補水最好是軟化水，該空調系統必須配置水軟化裝置，一般選用全自動軟化水裝置；全自動軟化水裝置的選用一般按照系統補水量進行選擇。補水裝置可以根據實際情況來選（裝置小，系統補水時間長；裝置大，系統補水時間短）。五、膨脹水箱的選擇膨脹水箱一般按照冷凍水系統管路總水容量的2～

3%選擇一般，一萬平方米左右建筑空調水系統膨脹水箱的容積為2～

4立方。第二十頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二水泵并聯運行

水泵并聯運行時，流量有所衰減；當并聯臺數超過3臺時，衰減尤為厲害。故強烈建議：1.選用多臺水泵時，要考慮流量的衰減，留有余量。2.空調系統中水泵并聯不宜超過3臺，即進行制冷主機選擇時也不宜超過三臺。水泵并聯臺數 流量流量的增加值 與單臺泵運行比較流量的減少1100//2190905%32516116%42843329%53001640%第二十一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二制冷站工藝布置（五）制冷站工藝布置1.對制冷機房的要求制冷機房應布置在全區夏季主導風向的下風側；在動力站內，一般應布置在乙炔站、鍋爐房、煤氣站、堆煤場上風側，以保證制冷機房的清潔。位置應盡可能靠近冷負