冷热源课程设计
目录
一.冷水机组与热泵的选择 (2)
二.机房水系设计计算 (3)
1、冷冻水系统的选型与计算 (3)
2、冷却水系统的选型与计算 (5)
3、热水系统的选型与计算 (7)
三.膨胀水箱的配置与计算 (9)
1、膨胀水箱的容积计算 (9)
2、膨胀水箱的选型 (9)
四、分水器和集水器的选择 (10)
五、参考资料 (11)
六、个人小结 (11)
一、冷水机组与热泵的选择
1、 空调冷热负荷：
分别为：冷负荷196.32KW 热负荷114.52KW （空调总面积1636m 2） 2、当地可用的能源情况： 电：价格：0.5元/度
3、 冷冻机房外冷冻水管网总阻力为0.1MPa
4、制冷机组总装机容量
196.32 x 1.1 = 216.0 KW
5、设计拟采用2台开利30HK036 半封闭式活塞式制冷机组
6、最大热负荷计算
114.52x 1.1 = 126KW 7、拟采用型号 EWHII-2-135 功率（kw ） 135
外形尺寸(m) 0.8 x 0.6 x 1.34 流量（m3/h ） 52
进出口管径 DN80
型号 开利30HK036
名义制冷量(KW)
116 台数 2
外形尺寸（m ） 2.58*0.91*1.2
电机功率（KW)
30 冷冻水 (DN60) 水量(M3/h) 20 压降(Kpa) 44 冷却水 (DN60) 水量(M3/h) 25 压降(Kpa)
26
8、冷热源机房布置平面图
二、机房水系统设计计算
1、冷冻水系统的选型和计算
从机房平面图上可以看出，冷冻水供回水管路都由两段不同管径的管路组成。 L1=1270mm,L2=4400mm,L3=2840mm,L4=2580mm. L1管段直径D1=60mm, 管段流量V=20 m 3/h,v1=
2
4D
V
??π=1.96m/s. 取L2管段流速v2=1.5m/s,管段流量V=40 m 3/h,则D2=v
V
??π4=0.097m,取D2公称直径为DN100.
L3管段直径D3=100mm, 管段流量V=40 m 3/h,v3=
2
4D
V
??π=1.5m/s. 取L4管段流速v4=1.96m/s, 管段流量V=20m 3/h,则D4=v
V
??π4=0.06m,取D4公称直径为DN60
根据各段管径、流速查水管路计算图，计算各管段局部阻力如下：
冷冻水管段局部阻力计算表
管段 名称 个数 ξ Pj ?（KPa ）
L1
截止阀 1 2 4.6 900弯头
2 0.4 L2
四通 2 2 10.5 900弯头 7 1.4 截止阀
3 6 L4
截止阀 1 2 6.1
900弯头 1 0.2 三通
1 1 L3
900弯头 1 0.2 2.5
截止阀
1
2
各管段的沿程阻力和总阻力计算如下：
冷冻水管段阻力汇总表
管段
管长（mm ） 直径
(mm) 流速
(m/s) 比摩阻 (Pa/m) 沿程阻
力（KPa)
局部阻力(KPa)
总阻力（Kpa ）
L1 1270 60 1.96 562.52 0.71 4.6 5.31 L2 4400 100 1.5 188.10 0.83 10.5 11.33 L3 2840 100 1.5 562.52 1.60 2.5 4.10 L4 2580
60
1.96
188.10
0.49
6.1
6.59
冷冻水压降为44 KPa ，冷冻机房外冷冻水管网总阻力为0.1MPa ，则
最不利环路的总阻力△P=5.31+11.33+4.1+6.59+44+100=171.33 KPa
根据H=β
2Hmax ，取β
2
=1.1，则H=188.46KPa，即扬程H=19 m.
根据Q=β
1Q
max ，
Q
max
=20 m3/h，两台水泵并联工作时，β
1
=1.2，
则Q=24 m3/h.
拟采用IS65-50-125离心式清水泵
型号IS65-50-125
流量（m3/h）25
扬程（m）20
转数（r/min）2900
效率（%）69
汽蚀余量（m） 2.0
轴功率（kw） 1.97
电机功率（kw） 3
2、冷却水系统的选型和计算
冷却塔的选型
根据所选制冷机组的性能参数选择冷却塔，进出口温度为37℃→32℃，拟选用2台冷却塔，则单台冷却塔流量为25m3/h。通过查找中央空调设备选型手册，选择CLN-30低温差冷却塔。
冷却塔型号及参数表
冷却塔型号 CLN-30 环境湿球温度29℃
循环水量30m3/h 大气压力750mmHg
进塔温度37℃出塔温度32℃
风机形式轴流式风叶直径900mm
电源380V/3φ/50Hz电机功率 1.1KW-8P
外形尺寸塔径1850mm 塔高2259mm
进水管径DN80mm 出水管径DN80mm
排污管径 DN25mm 溢水管径 DN25mm 净重 191Kg
运行重 433Kg
冷却水泵的选型计算
冷却水最不利环路，由N1 N2 N3 N4 组成
从机房平面图上可以看出，冷却水供回水管路都由两段不同管径的管路组成。 N1=2750mm N2=10700mm N3=11200mm N4=3200mm N1管段直径D1=60mm,管段流量V=25 m 3/h ，v1=
2
4D V
??π=2.5m/s.
取N2管段流速v2=1.8m/s, 管段流量V=50 m 3/h ，则D2=v
V
??π4=0.99m, 取D2公称直径为DN100mm
N3管段直径D3=100mm, 管段流量V=50 m 3/h ，v3=
2
4D V
??π=1.8m/s.
取N4管段流速v4=2.5m/s, 管段流量V=25 m 3/h ，则D4=v
V
??π4=0.06m, 取D4公称直径为DN60mm
根据各段管径、流速查水管路计算图，计算各管段局部阻力如下：
冷却水管段局部阻力计算表
管段 名称 个数 ξ Pj ?（KPa ）
N1
截止阀 1 2 10.0
900弯头 1 0.2 三通
1 1 N2
四通 2 2 14.8
900弯头 6 1.2 截止阀
3 6 N
4 截止阀 1 2 7.
5 900弯头 2 0.4
900弯头
1
0.2
N3 三通 1 1 5.2 截止阀 1 2
各管段的沿程阻力和总阻力计算如下：
冷却水管段阻力汇总表
管段管长
（mm）直径
(mm)
流速
(m/s)
比摩阻
(Pa/m)
沿程阻力
（KPa)
局部阻
力
(KPa)
总阻力
（Kpa）
N1 275060 2.5 753.28 2.07 10.0 12.07 N2 10700 100 1.8 226.42 2.42 14.8 17.22 N3 11200 100 1.8 226.42 2.54 7.5 10.04 N4 3200 60 2.5 753.28 2.41 5.2 7.61
冷却水压降为26KPa，冷却塔高度分别为10.2m，则最不利环路的总阻力
△P=12.07+17.22+10.04+7.61+26+99.96=172.9 KPa
根据H=β
2Hmax ，取β
2
=1.1，则H=190.19KPa，即扬程H=19.1m.
根据Q=β
1Q
max ，
Q
max
=25 m3/h，两台水泵并联工作时，β
1
=1.2，
则Q=30 m3/h.
根据流量和扬程查暖通空调常用数据手册，得水泵型号如下：
冷却水泵性能参数
型号ISW50-170(1)A 流量Q m3/h 30.4
L/s 8.44
总扬程H（m）24
转速n（r/min）2950
功率P（kw） 4
泵重量W（kg）84
3、热水系统的选型和计算
最不利环路W1=3400mm W2=7800mm W1段管径D1=80mm 流量=52 m 3/h 流速
V1=
2
4D
V
??π=2.87m/s. W2段管径D1=80mm 流量=52 m 3/h 流速V1=
2
4D V
??π=2.87m/s.
根据各段管径、流速查水管路计算图，计算各管段局部阻力如下：
热水管段局部阻力计算表
管段 名称 个数 ξ Pj ?（KPa ）
W1
截止阀 2 4 28.35
900弯头 5 1 四通
2 2 W2
截止阀 2 4 17.82
900弯头
2
0.4
各管段的沿程阻力和总阻力计算如下：
热水管段阻力汇总表
管段 管长
（mm ） 直径
（mm ） 流速 (m/s) 比摩阻 (Pa/m) 沿程阻力 （KPa) 局部阻力 （KPa) 总阻力
（KPa) W1 3400 80 2.87 1319.33 3.49 28.35 31.84 W2 7800
80
2.87 1319.33
10.29
17.82
28.11
最不利环路的总阻力
△ P=31.84+28.11+100=160 KPa
根据H=β2Hmax ，取β2 =1.1，则H=175.95KPa ，即扬程H=17.6m. 根据Q=β1Q max
，Q max =52 m 3/h ，两台水泵并联工作时，β1=1.2，
则Q =62.5 m 3/h.
根据流量和扬程查暖通空调常用数据手册，得IRG型热水循环水泵型号如下：
热水泵性能参数
型号IRG100-65J-250
数量（个） 2
流量m3/s 30
扬程m 2
转速r/min 1480
轴功率KW 3.6
效率% 50
叶轮名义直径mm 250
必须汽蚀余量m 2.5
进口直径mm 100
泵重kg 138.9
三、膨胀水箱配置与计算
1、膨胀水箱的容积计算
根据V
P =
tV
?
α，其中
C
L0/
0006
.0
=
α
t?=30 C0
V
=1.3?1636/1000=2.13 m3
则V
P
=0.0006?30?2.13=0.0383m3
2、膨胀水箱的选型
对应采暖通风标准，查得膨胀水箱的尺寸如下：
膨胀水箱性能参数
水箱形式 圆形 型号 2 公称容积 0.3 m 3
有效容积
0.33m 3 外形尺寸(mm) 内径（d ）
800 高 H 800 水箱配管的公称直径
DN
溢流管 40 排水管 32 膨胀管
25
信号管
20
循环管
20
四、分水器和集水器的选择
分水器的选型计算
根据Q=CM t ?,制冷量Q=116?2=232KW,水的比热C=4.2, 温差t ?=5 C 0,
则M=
t
C Q
?=11.0kg/s
换算成体积流量V=
ρ
M
=0.011m 3/s ，水的密度ρ=1000 m 3/Kg.
取流速v 为0.8m/s, 则D=
v
V
??π4=0.132 m,取公称直径为DN150 将分水器分3路供水，分管流速取1.2 m/s,则3个供水管的尺寸计算如下： D1=D2=D3=
v
V
???π34=0.062m,取公称直径为DN65
L1=D1+60=125mm,L2=D1+D2+120=250mm,L3=D2+D3+120=250mm,L4=D3+60=125mm.
集水器的选型计算
集水器的直径、长度、和管间距与分水器的相同，只是接管顺序相反。
五、参考资料
1、采暖通风与空气调节设计规范GB50019－2003
2、实用供暖空调手册·陆耀庆编·中国建筑工业出版社
3、05K232《分集水器 分气缸》 中国建筑标准设计研究院
4、暖通空调常用数据手册·中国建筑工业出版社（02年第二版）
5、冷热源工程（第二版） 重庆大学出版社
6、流体输配管网（第三版） 中国建筑工业出版社
六、个人小结
通过这次设计，我充分了解到自己所学的不足，同时也让我学习到了很多东西。在设计开始，大脑完全空白，不知道何处下手，通过翻阅各种规范和图集到计算分析，翻阅设计指导，也在同学和老师的帮助下，开始了第一次的设计之旅，期间真的很累，这让我深刻体会到原来做设计这么不容易。这无疑是一次重要实践训练，通过这一实践性教学环节，我掌握了《冷热源工程》课程的基本理论和基本设计程序和步骤，加深了对制冷
系统的理解，同时也学会了查阅和使用设计资料的方法，培养和提高了运用所学课程知识分析并解决工程问题的能力。