冷热源课程设计说明书.docx

成绩：

湘潭大学
课程设计说明书

题 目： 冷热源课程设计说明书
学 院： 土木工程与力学学院
专 业： 建筑环境与能源应用工程
学 号： 2013800813
姓 名： 王 智 华
指导教师： 王 平
完成日期： 2015年12月18日

土木工程与力学学院
建筑环境与能源应用工程
冷热源课程设计
说

明

书

指导老师：亲爱可亲的王平老师
13级建筑环境与能源应用工程二班
王智华 2013800813
目 录
第一章 冷热源设计初步资料 1
1.1、课程设计题目 1
1.2、课程设计原始资料 1
1.2.1建筑面积 1
1.2.2气象资料 1
1.2.3当地可用能源情况 1
第二章 冷热负荷计算 2
2.1冷负荷计算 2
2.1.1冷负荷估算指标 2
2.1.2冷负荷计算 2
2.2热负荷计算 3
2.2.1热负荷估算指标 3
2.2.2热负荷计算 3
第三章 空调系统方案的设计 4
3.1空调方式的确定 4
3.1.1方案一：地源热泵系统+冷水机组系统 4
3.1.2方案二：直燃机系统+冷水机组系统 7
3.1.3方案三：远大一体化多能机+冷水机组 8
3.1.4 方案四：水冷式机组制冷+热水锅炉制热+冷却塔 8
3.2技术性分析 12
第四章 经济性的分析比较 14
4.1经济性计算 15
4.1.1方案一的经济性计算 15
4.1.2方案二的经济性计算 16
4.1.3方案三的经济性计算 16
4.1.4方案四的经济性计算 16
4.2经济性分析 16
第五章 分水器与集水器的选择 17
5.1 分水器与集水器的的构造与用途 17
5.2 分水器的尺寸 17
5.2.1分水器的管径计算 17
5.2.2分水器的长度计算 18
5.3集水器的尺寸 19
第六章 膨胀水箱配置与计算 20
第七章 机房水系统设计计算 21
7.1 冷冻水系统选型和计算 21
7.1.1地源热泵水泵流量和扬程的确定 21
7.1.2 冷水机组水泵流量和扬程的确定 25
7.2 冷却水系统选型和计算 25
7.2.1 冷却塔冷却水泵流量和扬程的确定 25
7.2.2地源热泵水源测水泵流量和扬程的确定 27
7.2补水系统泵的选择 30
参考文献 32

第一章 冷热源设计初步资料
1.1、课程设计题目
海口市某十三层医院冷热源工程课程设计。本工程主要是综合性医院，主体地上13层、地下室1层，总计14层。总建筑面积17947.56㎡，总建筑高度62.1m，其中地上高度58.8m地下5.1m。
1.2、课程设计原始资料
1.2.1建筑面积
本建筑共九层，地下楼层一层。总面积：12052.396㎡。
1.2.2气象资料
本次课程设计选择长沙为设计城市

（1） 供暖、室外干球温度：35.8°，湿球温度：29°；
（2） 夏季制冷天数（按温度大于30°计）：164天，平均每日制冷时间：11小时；
（3） 冬季供暖天数：31天，平均每日供暖时间：11小时；
（4） 地表平均温度：19°
（5） 冬季平均风速：3.4m/s，最多风向：NNW，频率：25%
（6） 长沙地理位置：E133°，N28°11’ （亚热带季风性湿润气候）；

1.2.3当地可用能源情况
该建筑位于市区，动力及能源设施较完善，动力与照明用电充足，天然气可由城市管网供应，湘江水源、地源均可使用。

电：价格：1.01元/度
天然气：价格：3.5元/m3；热值：33.45MJ/m3；
第二章 冷热负荷计算
2.1冷负荷计算
单独进行空调冷热源工程课程设计时，由于时间短，冷热负荷值应该作为已知条件给出，即空调冷（热）源工程课程设计的内容应该是为给出负荷的空调系统配置冷（热）源。若课程设计的已知条件中没有给出冷负荷，则应该说明空调建筑所处地理位置、功能、面积等资料按表2-1所给出的建筑物冷负荷指标进行估算计算。
2.1.1冷负荷估算指标
表2-1 建筑物冷负荷估算指标 （单位W/㎡）

建筑物类型及房间名称
冷负荷指标
办公室
90~120
展览厅、陈列室
130~200
2.1.2冷负荷计算

楼层
负 荷
一层
展厅：1964.21×（130~200）=255347.3~392842W
办公室：1292.35×（90~120）=116311.5~155082W
二层
展厅：1032.56×（130~200）=134232.8~206512W
办公室：981.52×（90~120）=88336.8~117782.4W
三层
展厅：1964.21×（130~200）=255347.3~392842W
办公室：1292.35×（90~120）=116311.5~155082W
四层
办公室：1197.1×（90~120）=107739~143652W
五层
办公室：824.68×（90~120）=74221.2~98961.6W
六层
办公室：824.68×（90~120）=74221.2~98961.6W
七层
办公室：824.68×（90~120）=74221.2~98961.6W
八层
办公室：824.68×（90~120）=74221.2~98961.6W
九层
办公室：605.196×（90~120）=54467.64~72623.52W
总和
1223673.24~1724202.72W

根据长沙的地理位置取中间值，故
总冷负荷Q1 =1550KW
2.2热负荷计算
建筑物空调冷热负荷是暖通空调工程设计的基本依据。建筑热负荷的估算方法同冷负荷，安表2-2建筑物热负荷估算指标进行估算计算。
2.2.1热负荷估算指标
表2-2 建筑物热负荷估算指标 （单位W/㎡）

建筑物类型及房间名称
冷负荷指标
办公室
60~80
展览厅、陈列室
115~160

2.2.2热负荷计算

楼层
负荷
一层
展厅：1964.21×（115~160）=225884.15~314273.6W
办公室：1292.35×（60~80）=77541~103388W
二层
展厅：1032.56×（115~160）=118744.4~165209.6W
办公室：981.52×（60~80）=25560.2~78521.6W
三层
展厅：1964.21×（115~160）=54874.55~95434W
办公室：1292.35×（60~80）=108321.3~144428.4W
四层
办公室：1197.1×（60~80）=71826~95761W
五层
办公室：824.68×（60~80）=49480.8~65974.8W
六层
办公室：824.68×（60~80）=49480.8~65974.8W
七层
办公室：824.68×（60~80）=49480.8~65974.8W
八层
办公室：824.68×（60~80）=49480.8~65974.8W
九层
办公室：605.196×（60~80）=36311.76~65974.8W
总和
950317.56~1309336.48W

根据长沙的地理位置取中间值，故

总热负荷Q2 =1150KW

第三章 空调系统方案的设计
3.1空调方式的确定
根据建筑冷热负荷的计算结果，同时分析空调冷热源的容量特性，冷热源所承担负荷的分布特性，来指导冷热源方案和设备选型。在制定冷热源方案时，坚持满足节能指标、系统结构简单、运行维护容易等基本原则。 能源形式分为单独的冷源，如不同形式的电制冷设备等；单独的热源，如城市热网、不同能源形式的锅炉设备等；还有冷热一体的能源形式，即选用一套设备，能够同时满足制冷、制热的需求。
因此，在选取的过程中，主要从能源形式的可行性、适用性以及经济性角度进行分析比较C的方案。首先把常见的冷热源形式列举如下：
（1） 单独的热源有城市热网和锅炉两种。
（2）单独的冷源有电制冷：离心式、螺杆式、活塞式制冷机，电制冷加冰蓄冷。
（3）冷热一体形式的有直燃机，热电冷三联供和热泵。

选取的思路如下：先把常见的单冷源、单热源以及冷热一体的能源形式列出来，然后从单独的冷源、单独的热源中选取最优的，组合成一种能源方案，再与冷热一体的能源方案进行比较，最终选取最优方案。
3.1.1方案一：地源热泵系统+冷水机组系统
地源热泵：属可再生能源利用技术，利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换。地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。另外，地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。据美国环保署EPA估计，设计安装良好的地源热泵，平均来说可以节约用户30～40％的供热制冷空调的运行费用。可一机多用，可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统；机组使用寿命长，一般在15年以上。同空气源热泵相比，全年温度波动小。冬季温度比空气温度高，夏季比空气温度低，因此地源热泵的制热、制冷系数要高于空气源热泵，一般可高于40%，因此可节能和节省费用40%左右。冬季运行不需要除霜，减少了结霜和除霜的损失。另外，地源有较好的蓄能作用。

根据制冷量Q1=1550KW，热负荷Q2=1150KW，选择美的LSBLGHP-910/PCF满液式螺杆水地源热泵机组（R134a）搭配美的水冷螺杆式冷水机组LSBLG570/M，其参数如表3-1，3-2：

表3-1 LSBLGHP-910/PCF满液式螺杆水地源热泵机组（R134a）参数

型号
LSBLGHP-910/PCF
名义制冷量(KW)
905
制冷额定功率（KW）
152.4
名义制热量(KW)
969
制热额定功率（KW）
186.2
制冷剂
R134a
用户侧换热 器
水量(M3/h)
155
压降(Kpa)
50
接管直径（DN)
150
水 源侧 换热 器
水量(M3/h)
182
压降(Kpa)
52
接管直径（DN)
150
外观
尺寸
长mm
3650
宽mm
1600
高mm
2000
注：
1、以上表中各参数是额定名义工况的标称值，随着工况的变化会有所变化。
2、名义制冷工况：蒸发器进/出水温度12℃/7℃；冷凝器进/出水温度18℃/29℃。
3、名义制热工况：蒸发器进水温度15℃，流量同名义制冷工况下的冷凝器的水流量；冷凝器进水温度40℃，流量同名义制冷工况下的蒸发器的水流量。
4、上述参数可能会因产品改良而更改，最终以公司提供的出厂图纸及产品铭牌参数为准

表3-2 LSBLG570/M水冷螺杆式冷水机组参数

型号
LSBLG570/M
名义制冷量(KW)
572
制冷额定功率（KW）
114
制冷剂
R22
用户侧换热 器
水量(M3/h)
98.4
压降(Kpa)
67
接管直径（DN)
125
水 源侧 换热 器
水量(M3/h)
123
压降(Kpa)
21
接管直径（DN)
125
外观
尺寸
长mm
3200
宽mm
1480
高mm
1550

注：
（1）以上表中各参数是按国际GB/T18430.1-2007规定的额定工况的标称值，随着工况的变化会有所变化。其中制冷量、功率均为出厂前所测，以蒸发器7oC出水；冷凝器30oC进水为根据；水侧污垢系数0.086m2.oC/kW。
（2）能效等级根据标准：GB19577-2004判定。
（3）由于产品的改良，上述参数可能会有所更改，一切以产品实物为准。

根据长沙的的地表温度19.3°，按地下温度每100m/3°的温升，得夏季地源温度为22°（地下埋管深度为80m），冬季为16°。查地源热泵工况修正系数表得实际制冷量995.5KW，制热量1259.7KW。
根据长沙的湿球温度29°，得冷却水进水温度32°，冷冻水出水温度定为5°，查冷水机组工况修正系数表得实际制冷量586KW。
地源热泵地埋管系统的全能总释热量和总吸热量应基本平衡。对于地下水径流流速较小的地埋管区域，在计算周期内，地源热泵系统总释热量和总吸热量应平衡。两者相差不大指两者的壁纸在0.8 ~1.25之间。

夏季与冬季地下换热器的换热量可分别根据以下计算式确定:

式中：Q——热泵机组制冷量,kW;
Q——为热泵机组制热量,kW;
COP , COP—— 分别为热泵机组制冷、制热时的性能系数（COP=6，COP=4）
夏季， 1161.41KW
冬季， 944.75KW

Q1/Q2=1.2<1.25，满足冷热负荷平衡，该地源热泵可选用。
冷却塔台数与所选用的冷水台数一致，只要每台冷却塔的冷却水流量、进出口温差满足对应的冷水机组的要求即可，一般按照冷水机组需要的冷却水量，放大10%~20%作为安全余量选择冷却塔。
按照此原则选择CDBNL3-150超低噪声型逆流玻璃钢冷却塔，其参数如下表3-3

表3-3 CDBNL3-150超低噪声型逆流玻璃钢冷却塔参数

型号
CDBNL3-150
τ=29°冷却水量(M3/h)
150
进水压力(104 Pa)
2.90
主要
尺寸
最大直径（mm）
4600
总高度（mm）
4765
3.1.2方案二：直燃机系统+冷水机组系统
直燃型溴化锂吸收式冷热水机组：
它是在蒸汽溴化锂吸收式冷水机组上发展起来的，以燃油或燃气为能源取代燃煤，以火管锅炉（自带）取代蒸汽锅炉，以直燃方式取代间接供热方式等“三个取代”，完成了溴化锂吸收式冷水机组一次质的飞跃。直燃型机组以水-溴化锂为工质对，实现了吸收式制冷循环喝采暖循环的交替，达到了一机两用的目的。
发展直燃型机组，有利于多种能源的使用和补充，有利于缓解部分地区电力的暂时紧张状态，有利于减少供热的中间环节，提高机组效率（热力系数），有利于节省单独的锅炉房设置，给中央空调的设备选型提供了新的选择对象。
初选机型：
开利16DN028+特灵B2C2D2
冷却塔：CDBNL3-250+CDBNL3-125
由于设计文本有限以上设备参数不一一列举，详见其参数手册。
利用直燃机的冬天扩容性能，原设备制冷量为985KW，制热量为826KW，冷水机组制冷量为628KW。
故
设备总制冷量为1613KW，制热量826KW（可扩容）

3.1.3方案三：远大一体化多能机+冷水机组
初选机型：
远大BZS125+开利风冷机组30RB162G
由于设计文本有限以上设备参数不一一列举，详见其参数手册。

3.1.4 方案四：水冷式机组制冷+热水锅炉制热+冷却塔
采用克莱门特水冷式机组制冷，采用E型常压热水锅炉制热，配用元亨冷却塔，各项参数如下表
表3-4 克莱门特水冷式机组参数

型号
CSRH-D2401
制冷量
926.8kw
台数
2
机组输入功率
155.2kw
回收热量
143.5kw
冷冻水流量
159.4㎥/h
冷冻水压降
80.7Kpa
热水流量
24.9㎥/h
热水压降
16.4Kpa
电脑控制器
W3000
R22充注量
103kg
冷冻油
40kg
压
缩
机
压缩机数量
1
制冷回路
1
容量调节
制冷量在10-100%范围内无级调节
运行重量
3115kg
CSRH
机组
尺寸
长
1800mm
宽
1350mm
高
1800mm
热水回收进出口温度
40/45℃
冷冻水进出口温度
12/7℃
冷却水进出口温度
30/35℃
CSRH-D的冷却水流量等于CSRH冷却水流量

锅炉供热量：
Q=K0K1Q1+K5Q5=1.04×1×895.28+0.9×895.28×0.025=951.235KW
其中K0=1.04， K5=0.9, K1=1.0
表3-5 E型常压热水锅炉参数

型号
CWNS1.16-95/70-YQ/(E)
额定功率
1.16MW
额定工作压力
常压
回/出水温度
70/95℃
热水循环量
40t/h
设计热效率
90-93％
水容量
1207L
锅炉净重
3610kg
用电量
轻油
1.5kw
燃气
2.3kw
最
大
燃
料
消
耗
量
轻油
108.4kg/h
重油
114.5kg/h
液化气
50.5N㎥/h
天然气
127.3N㎥/h
城市煤气
336.2N㎥/h

冷却塔流量确定：G’=a×Q=0.22×926.8=203.896t/h
G=1.1G’=1.1×203.896=224.3t/h=225.65㎥/h

表3-6 克莱门特水冷式机组参数

型号
YHA-250
冷却水量
250㎥/h
风机直径
2500mm
电机功率
7.5kw
外
形
尺
寸
长
3000mm
宽
w
4480mm
h1
200mm
高
H
4810mm
h
4090mm

接
口
管
径

进水管径
200mm
出水管径
200mm
满水管径
80mm
自动补水
25mm
快速补水
25mm
排污管径
50mm
塔体扬程
4.6mH2O
重量
自重
2220kg
运行重
4870kg
噪音值
61dB(A)

3.2技术性分析
地源热泵
优势一：地源热泵是一种可再生能源技术
地源热泵是利用地球表面地热源作为能量转换的为居民供暖的空调系统。而地球表面的地热源可以称之为低能，它是指地球表面土壤、河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。因此，地源热泵不受能源的限制，它有再生能源的技术。
优势二：地源热泵是一种节约技术
我们都知道，地球的表浅层的地源热能一年四季都是比较稳定，冬季要比正常的气温要高，而夏季要比正常的气温要低，因此环境非常舒适。这种特点使得地源热泵比传统的空调系统要高出50%，要节能和节省运行费用40%左右。因此地源环保是一种节约技术。
优势三：地源热泵系统经济效益高
于传统的家用空调相比，地源热泵采用地源热泵系统的建筑物能够减少相当一部分的维护费用。因为地源热泵的系统的机械部件非常少，所有的部件基本都是埋在地下或安装在室内，避免了风吹日晒，保证了系统的使用寿命。
优势四：应用范围非常广
地源热泵系统不仅可以集供暖、制冷、提供生活热水为一体。而且还可适用于宾馆、商场、办公楼及学校等，而且地缘热榜更适合于别墅。
缺点：
1、价格贵
地源热泵集众多优点于一身，当然价格不扉，一套地源热泵从产品到安装大约得投资十几二十万元，比普通家用中央空调要贵七八万元。
2、安装受限
地源热泵需打井安装，只有带独立庭院的住户才可以安装，一般建议独栋别墅安装地源热泵。
3、施工较为复杂
地源热泵对设计、施工、施工现场管理要求都比很高，需要有专业的技术人员参与其中。目前来看，虽然全国做暖通的 公司很多，但是真正拥有专业地源热泵安装施工技术的公司并不多。

活塞式冷水机组
(1) 优点：
a.用材简单，可用一般金属材料，加工容易，造价低；b.系统装置简单，润滑容易，不需要排气装置；c.采用多机头，高速多缸，性能可得到改善；d.可提供5到12℃左右的冷水，适合于负荷比较分散的建筑群以及制冷量小于580KW的中小型空调系统；e.属于有极调节。
(2) 缺点：
a.零部件多，易损件多，维修复杂，频繁，维护费用高；b.压缩比低，单机制冷量小；c.单机头部分负荷下调节性能差，卸缸调节，不能无级调节；d.属上下往复运动，振动较大；e.单位制冷量重量指标较大

多联机一体机中央空调
优势一：控温精准，舒适度高
现代家居讲究舒适度，而多联机中央空调是各种家用中央空调内舒适度最高的，变频多联机中央空调更是如此。室内的多个房间可以根据需求自定问题，相互没有干扰，而且控制更精准，它实现的是冷媒和空调之间的换热，直接化的温度调控，能够智能的为室内调节到最适合的温度。
优势二：美观方便，控制灵活
  中央空调是隐藏式的安装，不会破坏室内装修，不占用空间，很好的满足了现代家居生活对于美观度的要求。另外，多联机中央空调只用一个室外机，安装方便美观，控制灵活方便。它可实现各室内机的集中管理，采用网络控制。可单独启动一台室内机运行，也可多台室内机同时启动，使得控制更加灵活和节能，能更好的让您体验到便捷的生活。
优势三：网络化控制，享受智能生活
多联机中央空调最大的一个不同是它可以实现计算机对空调远程控制。它可以一台室外机带动多台室内机，并且可以通过它的网络终端接口与计算机的网络相连，由计算机实行对空调运行的远程控制，满足了现代信息社会对网络家电的追求，同时，也大大的便利了人们的生活，在炎热的夏天到家之前就可智能的降空调开启，到家即可享受阵阵清凉。
优势四：噪音小，能耗低 
多联机中央空调集一拖多技术、智能控制技术、多重健康技术、节能技术和网络控制技术等多种高新技术于一身，能最高限度的节约能耗，降低中央空调运行中的费用。另外，它的噪音也非常的小，能为人们提供一个静谧的生活环境。
 缺点：
多联机中央空调缺点：相比于其他系统的中央空调，多联机中央空调最大的一个缺点就是初期投入会比较高，对于普通的工薪阶层有一定的资金压力，但是后期空调在节约下来的运行成本也比较可观。

第四章 经济性的分析比较
年经常费（YTC）法以系统的年经常费为判别依据，并认为经常费最低的空调方案，即为最优化的设计。本次设计采用年经常算法进行经济性比较。
年经常费可近似按下式计算：
YTC=COF+COR
COF=D+I+T+INS
=C/N+1/2C×C*（R+0.8Rs）+INS
式中 COF——固定费；
COR——运行费；
D——设备折旧费；
I——利息：
T——税金；
INS——保险费；
C——设备费用；
n——补偿年限；
R——利率；
Rs——税率。
设备折旧的补偿年限，可按下列原则确定：
小型空调设备（制冷量≤22KW）： n=13年
大型空调设备 ： n=15年
运行费COR，可根据空调全年（或某个期间）耗能量及单位黁港元价格求出。

设备初投资概算价格指标（见下表）：
表3-4 设备初投资概算价格指标表
设备类型
价格
水（地）源热泵螺杆机
550元/kw，
螺杆式冷水机组
450元/kw，
超高效双级压缩降膜式离心机组
450元/kw
冷却塔
250㎥/h
模块式风冷热泵机组
700元/kw,
打孔按按平均价格
120元/m

本次设计取R=0.0618,Rs=0.03,INS=0.3%C
4.1经济性计算
4.1.1方案一的经济性计算
本设计中受专业软件的限制，考虑到工程实用性，由专从事地源热泵设计的公司提供的 一些经验数据进行估算，该数据在大多数工程中都得到实际应用，与标准数据误差有限，因此可利用这些数据做相应的估算设计。
地下换热器的长度与地质、地温参数及进入热泵机组的水温有关。在缺乏具体数据时,可依据国内外实际工程经验,按每m 管长换热量35～55 W来确定,参考国内南方的实际情况,取单位管长换热量为55 W/ m ,则地下换热器所需长度L 为:
＝ 21167m
故
C=450*586+550*995.5+250*150+120*21117≈337.5万元
COF=337.5/2+1/2*(0.0618+0.8*0.03)+0.003*337.5≈38万元
COR=1.01*[（152.4*.9+110+4）*164*11+128.6*91*11]≈65万元
∴YTC=COF+COR=38+65=103万元
4.1.2方案二的经济性计算
YTC=COF+COR=132322+723164=86万元
4.1.3方案三的经济性计算
YTC=COF+COR=1266228.8+1193146.89=246万元
4.1.4方案四的经济性计算
C=C1+C2=450×926.8×2+300×250×2+100×1160=1100120
COF=D+I+T+INS=+0.5×(R+0.8RS)×C+INS
=+0.5×(0.0618+0.8×0.3）×1100120+0.003×1100120
=242649元
COR=124953+122208+442=247603元
YTC=COF+COR=494219元
4.2经济性分析
通过比较各个方案的设备年度费用，可以发现方案二的设备年度费用最低，但考虑各方面因素，终选定方案一作为本次设计所需方案。
所以设计采用一台LSBLGHP-910/PCF满液式螺杆水地源热泵机组搭配一台LSBLG570/M水冷螺杆式冷水机组以及一台CDBNL3-150超低噪声型逆流玻璃钢冷却塔。
第五章 分水器与集水器的选择
5.1 分水器与集水器的的构造与用途
用途：在中央空调及采暖系统中，有利于各空调分区流量分配和灵活调节。
构造如图所示：

图5-1 分水器和集水器构造图

5.2 分水器的尺寸
5.2.1分水器的管径计算
根据Q=CM,制冷量Q=586+995.5=1581.5KW,水的比热C=4.2, 温差=5 ,则
M==75.3kg/s

换算成体积流量V==0.0753m/s，水的密度=1000 m/Kg.
取流速v为1 m/s,则
D==0.335 m
因取公称直径为DN350.
将分水器分2路供水，分管流速取1.2 m/s,则2个供水管的尺寸计算如下：
D1=D2==0.1999 m
因此取公称直径为DN200.
分水器直径计算：
D==565mm
其中：V——通过分水器的断面流速（m/s），这里取0.3m/s
因取分水器直接为DN600，查相关资料得分水器封头高度h=175mm。

5.2.2分水器的长度计算
分水器长度按下式计算：
L=h+130+L1+L2+L3+L4+L5+120+H
式中
L1=d1+120；L2=d1+d2+120；
L3=d2+d3+120；L4=d3+d4+120； L5=d4+120；
d1:分水器总管管径
d2，d3:分水器分路管径
d4：分水器与集水器的平衡管管径，
一般为DN30~DN50,这里取DN50
h：封头高度
L1=d1+120=470mm,L2=d1+d2+120=670mm,L3=d2+d3+120=520mm,
L4=d3+d4+120=370mm,L5=d4+120=170mm。
L=130+470+670+520+370+170+2*175=3030mm

5.3集水器的尺寸
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。

第六章 膨胀水箱配置与计算
国内应用比较广泛的是开式膨胀水箱与隔膜式膨胀水箱，开式膨胀水箱定压，不仅设备简单，控制方便，而且水力稳定性好，初投资低，因此，在HVAC水系统中比较普遍。本设计采用开式膨胀水箱。

开式膨胀水箱的有效容积V（m）可按下式计算：

V=Vt + Vp

式中
Vt——水箱的调节容量，一般不应小于3min平时运行的补水泵的流量，且保持水箱调节水位高差不小于200mm；
Vp——系统的最大膨胀水量，m；
方案设计时，补水泵的小时流量，宜取系统水容量的5%,不应该大于10%。
膨胀水量可按下列数据估计：冷水系统取0.1L/KW；热水系统取0.3L/KW。
由第五章可知系统水容量
Q总=75.3*3.6=271.08m/h
故
Q补=8%*Q总=21.67m/h
Vt=4*60*21.67/60=1.45m
Vp冷=0.1*1581.5/1000=0.16m
Vp热=0.3*0.1259.7/1000=0.38m
Vp=0.3779m
V=Vt + Vp=1.45+0.38=1.83m
从《使用供热空调设计手册》查膨胀水箱的规格型号及配管尺寸选择5号圆形水箱，其参数如下表。

表6-1 5号圆形水箱参数表
水 箱 参 数 项 目
尺 寸
公称容积（m3）
2.0
有效容积（m3）
1.9
内径 （mm）
1500
高 （mm）
1300

配 管
公 称
直 径
（mm）
溢 流
50
排 水
32
膨 胀
40
信 号
20
循 环
25
水箱自重 (kg)
367

第七章 机房水系统设计计算
7.1 冷冻水系统选型和计算
7.1.1地源热泵水泵流量和扬程的确定
选择水泵所依据的流量Q和压头（扬程）H按如下确定：
Q=β1Qmax （m³/s）
式中 Qmax—按管网额定负荷的最大流量，m³/s；
β1—流量储备系数，对单台水泵工作时，β1=1.1；两台水泵并联工作时，β1=1.2。
H=β2Hmax (kPa)
式中 Hmax—管网最大计算总阻力，kPa；
β2—扬程（压头）储备系数，β2=1.1-1.2。

制冷机房的布置平面简图如下：

从机房平面图上可以看出，最不利冷冻水供回水管路都由四段不同管径的管路组成。用CAD软件粗略测量得L1=8800mm,L2=10100mm,L3=8000mm,L4=11800mm。
根据《实用供暖空调设计手册》中冷水管道的摩擦阻力计算表查的各段的动压、管径、比摩阻，根据沿程阻力△Pj=R*L，得出数据如下表。

表7-1 冷冻水管段相关参数
管段
管长(mm)
动压(Pa)
管径
比摩阻
沿程阻力（pa）
L1
8800
1278
DN150
175
1540
L2
10100
2640
DN200
175
1767.5
L3
8000
1278
DN150
250
2000
L4
11800
2640
DN200
250
2950

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：
=pv2/2

表7-2 冷冻水管段局部阻力计算表
管段
名称
个数
ζ
ΔPj（Pa)
L1
90°弯头
4
0.8
9329.4
截止阀
1
6.5
L2
90°弯头
2
0.4
1056
L3
90°弯头
4
0.8
9329.4
截止阀
1
6.5

L4
三通
8
8

74184
90°弯头
8
1.6
截止阀
3
16.5
蝶阀
0
0
止回阀
1
2

各管段的沿程阻力和总阻力计算如下：

表7-3 冷冻水管段阻力汇总表
管段
沿程阻力（KPa)
局部阻力(KPa)
总阻力（Kpa）
L1
1.54
9.33
10.87
L2
1.77
1.06
2.83
L3
2.00
9.33
11.33
L4
2.95
74.19
77.14
冷冻水压降为50 KPa，冷冻机房外冷冻水管网总阻力为10m H2O，
则最不利环路的总阻力△P=10.87+2.83+11.33+77.14=102.17 KPa
根据H=β2（h1+h2+h3） ，取β2 =1.2，得扬程H=25.5m.
根据Q=β1Qmax ，Qmax =155 m³/h，一台水泵工作时，β1=1.1，
则Q=186 m³/h.
由H=25.5m，Q=186 m³/h，选择两台（一热一冷）SLW125-160卧式离心泵水泵，其参数如下表
表7-4 SLW125-160卧式离心泵水泵参数表
型号
SLW125-160
流量Q
m³/h
192
L/s
53.3
总扬程H（m）
28
转速n（r/min）
2950
轴功率
22
必需气浊余量
4
泵重量W（kg）
275
7.1.2 冷水机组水泵流量和扬程的确定
冷水机组的扬程与地源热泵相近，根据Q=β1Qmax ，Qmax =98.4 m³/h，一台水泵工作时，β1=1.1，则Q=108.24 m³/h.
故根据H=25.5m，Q=108.24m³/h，选择SLWD150-315（I）A卧式离心泵水泵。
其参数如下表

表7-5 SLWD150-315（I）A卧式离心泵水泵参数表
型号
SLWD150-315（I）A
流量Q
m³/h
112
L/s
31.1
总扬程H（m）
28
转速n（r/min）
1480
轴功率
11
必需气浊余量
4
泵重量W（kg）
318

7.2 冷却水系统选型和计算
7.2.1 冷却塔冷却水泵流量和扬程的确定
机房平面图上可以看出，最不利冷却水（冷却塔）供回水管路都由四段不同管径的管路组成。
用CAD软件粗略测量得L5=6500mm,L6=8400mm。
根据《实用供暖空调设计手册》