某六层住宅空调冷热源机房设计
学院： 班级：
学号： 姓名：
指导老师：
目 录
一、工程概况 ................................................................. 3 1、工程描述 ................................................................. 3 2、气象参数 二、负荷计算 三、设备选型 1、锅炉 2、制冷机组 3、水泵 4、冷却塔 5、分/集水器 6、膨胀水箱 7、板式换热器 四、心得体会 五、参考文献
................................................................. 3 ................................................................. 3 ................................................................. 4 ................................................................. 4 ................................................................. 5 ................................................................. 5 ................................................................. 7 ................................................................. 8 . ................................................................ 9 ................................................................ 10 ................................................................. 10 ................................................................ 11
某六层住宅机房冷热源设计
一、工程概况
1、工程描述
本工程建筑功能为六层住宅小区建筑工程，总建筑面积为4428平方米，从一到六层建筑均设置中央空调系统，一至六层空调面积约为4163.4平米，总建筑高度16.3m 。暂时选择广西桂林为设计地点。
2、气象参数
空气调节室外干球温度 夏季 ：32.5 ℃ 冬季 ：3.5 ℃ 空气调节室外湿球温度 夏季 ：24.3 ℃ 冬季 ：-1.6 ℃ 平均室外风速 1.2m/s
二、负荷计算
本建筑共
6层，从一层到6层全是住宅。本次课程设计采用
估算的方法，估算本建筑的总冷热负荷，主要包括查冷负荷估算指标，本次采用民用建筑冷负荷估算指标，其计算方法为：
Q =q ⨯S
Q——冷热负荷（W ）； q——估算指标（W/m2） S——房间面积（m 2） 计算表如下：
即总的热负荷Q=291.48KW
即总冷负荷Q=583KW
三、设备选型
1、锅炉
根据本建筑的估算总热负荷为50.07KW ，可计算锅炉房的总负荷为：
Q=K0(K1Q 1+K2Q 2+K3Q 3+K4Q 4)+K5Q 5 t/h
式中Q 1、Q 2、Q 3、Q 4--分别为采暖、通风、生产、生活的最大热负荷
Q5--锅炉房自用热负荷
K0--室外管网热损失和泄露损失
K 1、K 2、K 3、K 4、K 5--分别为采暖、通风、生产、生活和锅炉的同时使用系数
查表得K 0=1.1 , K1==K2=K3=K4=K5=0 算出锅炉房设计容量Q=320.63KW
查设备通用手册，选用制热量是350KW 的燃气真空热水锅炉两
台，一用一备。
2、制冷机组
冷水机组的选用应根据冷负荷及用途来考虑。对于低负荷运转工况时间较长的制冷系统，宜选用多机头活塞式压缩机组或螺杆式压缩机组，便于调节和节能。
根据该住宅估算的总冷负荷为583KW ，可计算制冷机房的总负荷为：
Q=1.15Qz =1.15 × 583 =670.45KW
查设备手册选用螺杆式水冷冷水机组一台。
3、水泵
（1）、冷冻水泵和热水循环泵选型计算 冷冻水泵的流量计算方法： Q 1. 2nQ z =
Qz ——总循环水量，m 3/h； 1.2——富裕系数； n ——冷水机组的台数；
Q——单台冷水机组的冷冻水量，m 3/h； 根据假定流速法确定管径和水量Q=118m3/h 3
可计算冷冻水泵的流量为：
Qz =1.2× 1×118=141.62m3/h
冷冻水泵的扬程计算方法： H =1. 2(H +H +H ) 123
H ——冷冻水泵所需的扬程，m ； 1.1——富裕系数；
H 1——冷水机组的压降，45kPa(4.5m);
H 2——冷冻水管的沿程阻力，两管制取0.3MPa （30m ） H 3——冷冻水管的局部阻力，按沿程阻力的50%计算，1.06m 。
故冷冻水泵的扬程为：
H= 1.1×（4.5＋30+15）=54.45m
综上计算，选用TPE 2000单级立式管道泵，供冷冻水两台一 用一备和热水循环水泵两台一用一备。参数如下
B 、冷却水泵计算
根据冷水机组的参数，冷却水泵的流量计算方法：
1. 2nQ Q lz =l
Qlz ——冷却水总循环水量，m 3/h； 1.2——富裕系数； n ——冷水机组的台数；
Ql ——单台冷水机组的冷却水量，32.6m 3/h； 可计算冷却水的循环水量为： Qz =1.2× 1×6=39.1m3/h 冷却水泵的扬程的计算方法： H=1.1(H1+H2+H3+H5+Po/ρg) H ——冷却水泵的扬程，m ； 1.1——富裕系数；
H 1——冷水机组的冷凝器压降，45kPa(4.5m);
H 2——冷却水管的沿程阻力，本次设计按冷冻水泵选型计算方法计算得出 4.4kPa(0.44m)； H 3——冷却水管的局部阻力，按沿程阻力的50%计算 0.22m。 H 3——冷却塔中水的提升高度，为16.5m ； p 0——冷却塔的进水压力（Pa ），取37.5kPa ； ——水的密度，kg/m3；
g ——重力加速度，g =9.81m/s2。 冷却水泵的扬程为：
H= 1.1×（4.5+0.44+0.22+16.5+3.75）=25.4m
综上计算，本次采用两台UPS 200屏蔽转子泵，两台水泵串联，在三层的时候设置一个水泵加压。 UPS 200水泵性能参数
4、冷却塔
冷却塔是利用水与空气流动接触后进行冷热交换产生蒸汽，蒸汽挥发带走热量达到蒸发散热、对流传热和辐射传热等原理来散去工业上或制冷空调中产生的余热来降低水温的蒸发散热装置，以保证系统的正常运行，装置一般为桶状，故名为冷却塔。
冷却塔的选择根据制冷量算出流量：
Q=cmΔt
m=683/4.19 /5=32.6m3/h
根据流量选择TY-6T 型圆形冷却塔：
5、分水器和集水器
本次空调设计采用分两区供配冷冻水，每一区从分水器接一根供水管，集水器上每一区设一根回水管。其中三层层为一区，共分两个区。
分/集水器上接两条DN=150mm的管道，管道内的平均流速为2m/s
其断面积：
A=3.14/4×1502×2 =35325mm2 取分水器内速度为1.5m/s 分水器面积：
A=10300×2/1.5=47100mm2 相应的直径为：
4⨯47100
d ==245mm
3. 14
备用管：D 5=100mm 旁通管：D 6=50mm
其中分水器的总进水管与泄水管装在分水器下部，其确定分 水器的长度及管径：
L=250+250+200+200=900 mm
由于工程实际中分水器的尺寸一般要比最大管径大2-3倍，
故取分水缸的管径为260mm 。 确定集水器的长度及管径：
集水器比分水器多一根接补水箱的补水管，去管径为50mm ，故
集水器的长度为
950mm。管径与分水器相同，取260mm 。
6、膨胀水箱设计计算
膨胀水箱能缓冲系统压力波动，消除水锤起到稳压卸荷的
作用，在系统内谁呀轻微变化时，膨胀和水箱气囊的自动膨胀收缩会对 水压的轻微变化有一定的缓冲作用，能保证系统水压稳定，水泵不会因压力的变化而频繁的开启。
膨胀水箱的容积的确定：
膨胀水箱的容积是由系统中水容量和最大的水温变化幅度决定的，可以用下式计算计算确定： V p =α∆tV s
V p ——膨胀水箱的有效容积（即由信号管到溢流管之间的高度差内的体积），m 3；
α——水的体积膨胀系数，α=0.0006 L/℃； ∆t ——最大的水温变化值，℃；
V s ——系统内的水容量，m 3, 即水系统中管道和设备内存水量的总和。
系统内的水容量V s ：估算是取管径80mm 。
23
Vs=0.08× 3.14×60×6= 7.23 m
查膨胀水箱的规格型号和尺寸，选择的不锈钢波纹水箱，置于楼顶，膨胀水箱的尺寸为：
7、板式换热器
板式换热器一次侧进出水的温度：进水温度90℃，出水温度70℃ 板式换热器二次侧的进出水温度：进水温度60℃，出水温度
50℃ 水量G=45m3
四、心得体会
课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，我掌握了空调风系统和水系统的区别和使用条件，认识了风机盘管的作用，冷凝器蒸发器的工作原理，冷冻水和冷却水的循环方式。
回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。
此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，即使平时没有怎么学习，通过努力的多花时间，设计一样坐的很好。
五、参考文献
[1] 龙恩深等. 《冷热源工程》（第二版）. 重庆：重庆大学出版社，2008.
[2] 付祥钊，王岳人等. 《流体输配管网》. 北京：中国建筑工业出版社，2003.
[3] 陆耀庆. 《实用供热空调设计手册》. 北京：中国建筑工业出版社，1997.
[4] 蔡增机，龙天渝. 《流体力学泵与风机》（第四版）. 北京：中国建筑工业出版社，2002.
[5]中华人民共和国国家规范与标准：
《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003
《房屋建筑制图统一标准》GB/T50001-2001
《CAD 工程制图规则》GB/T18229-2000
《采暖通风与空气调节制图标准》GB/T50114-2001
《全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调•动力》. 北京：中国计划出版社，2009
《民用建筑工程暖通空调及动力设计深度图样》（2009年合订本）K601~602
《分（集）水器、分汽缸》05K232
《开式水箱》03R401－2
《采暖通风与空气调节术语标准》. 北京：中国计划出版社, 1992.
[6] 与设计有关的各类产品样本（从网络下载）
某六层住宅空调冷热源机房设计
学院： 班级：
学号： 姓名：
指导老师：
目 录
一、工程概况 ................................................................. 3 1、工程描述 ................................................................. 3 2、气象参数 二、负荷计算 三、设备选型 1、锅炉 2、制冷机组 3、水泵 4、冷却塔 5、分/集水器 6、膨胀水箱 7、板式换热器 四、心得体会 五、参考文献
................................................................. 3 ................................................................. 3 ................................................................. 4 ................................................................. 4 ................................................................. 5 ................................................................. 5 ................................................................. 7 ................................................................. 8 . ................................................................ 9 ................................................................ 10 ................................................................. 10 ................................................................ 11
某六层住宅机房冷热源设计
一、工程概况
1、工程描述
本工程建筑功能为六层住宅小区建筑工程，总建筑面积为4428平方米，从一到六层建筑均设置中央空调系统，一至六层空调面积约为4163.4平米，总建筑高度16.3m 。暂时选择广西桂林为设计地点。
2、气象参数
空气调节室外干球温度 夏季 ：32.5 ℃ 冬季 ：3.5 ℃ 空气调节室外湿球温度 夏季 ：24.3 ℃ 冬季 ：-1.6 ℃ 平均室外风速 1.2m/s
二、负荷计算
本建筑共
6层，从一层到6层全是住宅。本次课程设计采用
估算的方法，估算本建筑的总冷热负荷，主要包括查冷负荷估算指标，本次采用民用建筑冷负荷估算指标，其计算方法为：
Q =q ⨯S
Q——冷热负荷（W ）； q——估算指标（W/m2） S——房间面积（m 2） 计算表如下：
即总的热负荷Q=291.48KW
即总冷负荷Q=583KW
三、设备选型
1、锅炉
根据本建筑的估算总热负荷为50.07KW ，可计算锅炉房的总负荷为：
Q=K0(K1Q 1+K2Q 2+K3Q 3+K4Q 4)+K5Q 5 t/h
式中Q 1、Q 2、Q 3、Q 4--分别为采暖、通风、生产、生活的最大热负荷
Q5--锅炉房自用热负荷
K0--室外管网热损失和泄露损失
K 1、K 2、K 3、K 4、K 5--分别为采暖、通风、生产、生活和锅炉的同时使用系数
查表得K 0=1.1 , K1==K2=K3=K4=K5=0 算出锅炉房设计容量Q=320.63KW
查设备通用手册，选用制热量是350KW 的燃气真空热水锅炉两
台，一用一备。
2、制冷机组
冷水机组的选用应根据冷负荷及用途来考虑。对于低负荷运转工况时间较长的制冷系统，宜选用多机头活塞式压缩机组或螺杆式压缩机组，便于调节和节能。
根据该住宅估算的总冷负荷为583KW ，可计算制冷机房的总负荷为：
Q=1.15Qz =1.15 × 583 =670.45KW
查设备手册选用螺杆式水冷冷水机组一台。
3、水泵
（1）、冷冻水泵和热水循环泵选型计算 冷冻水泵的流量计算方法： Q 1. 2nQ z =
Qz ——总循环水量，m 3/h； 1.2——富裕系数； n ——冷水机组的台数；
Q——单台冷水机组的冷冻水量，m 3/h； 根据假定流速法确定管径和水量Q=118m3/h 3
可计算冷冻水泵的流量为：
Qz =1.2× 1×118=141.62m3/h
冷冻水泵的扬程计算方法： H =1. 2(H +H +H ) 123
H ——冷冻水泵所需的扬程，m ； 1.1——富裕系数；
H 1——冷水机组的压降，45kPa(4.5m);
H 2——冷冻水管的沿程阻力，两管制取0.3MPa （30m ） H 3——冷冻水管的局部阻力，按沿程阻力的50%计算，1.06m 。
故冷冻水泵的扬程为：
H= 1.1×（4.5＋30+15）=54.45m
综上计算，选用TPE 2000单级立式管道泵，供冷冻水两台一 用一备和热水循环水泵两台一用一备。参数如下
B 、冷却水泵计算
根据冷水机组的参数，冷却水泵的流量计算方法：
1. 2nQ Q lz =l
Qlz ——冷却水总循环水量，m 3/h； 1.2——富裕系数； n ——冷水机组的台数；
Ql ——单台冷水机组的冷却水量，32.6m 3/h； 可计算冷却水的循环水量为： Qz =1.2× 1×6=39.1m3/h 冷却水泵的扬程的计算方法： H=1.1(H1+H2+H3+H5+Po/ρg) H ——冷却水泵的扬程，m ； 1.1——富裕系数；
H 1——冷水机组的冷凝器压降，45kPa(4.5m);
H 2——冷却水管的沿程阻力，本次设计按冷冻水泵选型计算方法计算得出 4.4kPa(0.44m)； H 3——冷却水管的局部阻力，按沿程阻力的50%计算 0.22m。 H 3——冷却塔中水的提升高度，为16.5m ； p 0——冷却塔的进水压力（Pa ），取37.5kPa ； ——水的密度，kg/m3；
g ——重力加速度，g =9.81m/s2。 冷却水泵的扬程为：
H= 1.1×（4.5+0.44+0.22+16.5+3.75）=25.4m
综上计算，本次采用两台UPS 200屏蔽转子泵，两台水泵串联，在三层的时候设置一个水泵加压。 UPS 200水泵性能参数
4、冷却塔
冷却塔是利用水与空气流动接触后进行冷热交换产生蒸汽，蒸汽挥发带走热量达到蒸发散热、对流传热和辐射传热等原理来散去工业上或制冷空调中产生的余热来降低水温的蒸发散热装置，以保证系统的正常运行，装置一般为桶状，故名为冷却塔。
冷却塔的选择根据制冷量算出流量：
Q=cmΔt
m=683/4.19 /5=32.6m3/h
根据流量选择TY-6T 型圆形冷却塔：
5、分水器和集水器
本次空调设计采用分两区供配冷冻水，每一区从分水器接一根供水管，集水器上每一区设一根回水管。其中三层层为一区，共分两个区。
分/集水器上接两条DN=150mm的管道，管道内的平均流速为2m/s
其断面积：
A=3.14/4×1502×2 =35325mm2 取分水器内速度为1.5m/s 分水器面积：
A=10300×2/1.5=47100mm2 相应的直径为：
4⨯47100
d ==245mm
3. 14
备用管：D 5=100mm 旁通管：D 6=50mm
其中分水器的总进水管与泄水管装在分水器下部，其确定分 水器的长度及管径：
L=250+250+200+200=900 mm
由于工程实际中分水器的尺寸一般要比最大管径大2-3倍，
故取分水缸的管径为260mm 。 确定集水器的长度及管径：
集水器比分水器多一根接补水箱的补水管，去管径为50mm ，故
集水器的长度为
950mm。管径与分水器相同，取260mm 。
6、膨胀水箱设计计算
膨胀水箱能缓冲系统压力波动，消除水锤起到稳压卸荷的
作用，在系统内谁呀轻微变化时，膨胀和水箱气囊的自动膨胀收缩会对 水压的轻微变化有一定的缓冲作用，能保证系统水压稳定，水泵不会因压力的变化而频繁的开启。
膨胀水箱的容积的确定：
膨胀水箱的容积是由系统中水容量和最大的水温变化幅度决定的，可以用下式计算计算确定： V p =α∆tV s
V p ——膨胀水箱的有效容积（即由信号管到溢流管之间的高度差内的体积），m 3；
α——水的体积膨胀系数，α=0.0006 L/℃； ∆t ——最大的水温变化值，℃；
V s ——系统内的水容量，m 3, 即水系统中管道和设备内存水量的总和。
系统内的水容量V s ：估算是取管径80mm 。
23
Vs=0.08× 3.14×60×6= 7.23 m
查膨胀水箱的规格型号和尺寸，选择的不锈钢波纹水箱，置于楼顶，膨胀水箱的尺寸为：
7、板式换热器
板式换热器一次侧进出水的温度：进水温度90℃，出水温度70℃ 板式换热器二次侧的进出水温度：进水温度60℃，出水温度
50℃ 水量G=45m3
四、心得体会
课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，我掌握了空调风系统和水系统的区别和使用条件，认识了风机盘管的作用，冷凝器蒸发器的工作原理，冷冻水和冷却水的循环方式。
回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。
此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，即使平时没有怎么学习，通过努力的多花时间，设计一样坐的很好。
五、参考文献
[1] 龙恩深等. 《冷热源工程》（第二版）. 重庆：重庆大学出版社，2008.
[2] 付祥钊，王岳人等. 《流体输配管网》. 北京：中国建筑工业出版社，2003.
[3] 陆耀庆. 《实用供热空调设计手册》. 北京：中国建筑工业出版社，1997.
[4] 蔡增机，龙天渝. 《流体力学泵与风机》（第四版）. 北京：中国建筑工业出版社，2002.
[5]中华人民共和国国家规范与标准：
《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003
《房屋建筑制图统一标准》GB/T50001-2001
《CAD 工程制图规则》GB/T18229-2000
《采暖通风与空气调节制图标准》GB/T50114-2001
《全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调•动力》. 北京：中国计划出版社，2009
《民用建筑工程暖通空调及动力设计深度图样》（2009年合订本）K601~602
《分（集）水器、分汽缸》05K232
《开式水箱》03R401－2
《采暖通风与空气调节术语标准》. 北京：中国计划出版社, 1992.
[6] 与设计有关的各类产品样本（从网络下载）