北京地区冷却塔供冷系统设计指南

北京地区冷却塔供冷设计指南

前言

为更好地执行《公共建筑节能设计标准》（DBJ 01-621-2007

意见的基础上编制本设计指南。

本设计指南的技术内容是：1.总则；2.负荷侧系统设计；3.冷源侧系统设计；4.

5.节能计算和经济比较。本设计指南附有若干资料性附录。

释。在实施过程中如发现需要修改和补充之处,

主编单位: 北京市建筑设计研究院

参编单位：清华大学建筑学院建筑技术科学系

主要起草人: 孙敏生万水娥诸群飞王冷非王旭辉张宇

目次

1总则

2负荷侧系统设计

2.1 冬季内区风机盘管负担冷负荷的确定

2.2 冷却塔供冷工况时空调冷水温度、供冷量和流量的确定

2.3 负荷侧系统和设备配置举例

3冷源侧系统设计

3.1 冷源侧流量、水温和室外温度的确定

3.2 冷源设备的配置举例

4冷却塔供冷系统的控制

5冷却塔供冷运行时间、节能计算和经济比较

5.1 冷却塔供冷运行时间

5.2 节能计算

5.3 经济比较

5.4 节能计算与经济比较公式中的变量

附录A 设计例题

附录B 风机盘管供冷能力资料

附录C 冷却塔冷却特性资料

附录D 北京地区全年常用冷却塔供冷时间

1.0.1

1

2

制）；

3

【说明】1.0.2

【说明

1.0.3

1

2

1.0.4

1

2

1）

50％。

2）

3）

4）

3

4

【说明

2.1.1

2.1.2

【说明

2.1.3

1

2 新风最低送风温度应考虑以下因素确定：

1）与室温的温差不得大于《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019－2003）的有关规定；

2）应考虑采用的新风加湿方式对新风温度的要求；

3）风机盘管仅供应空调冷水时，应按室内发热量最低情况下，办公用房室温不低于18℃，商场室温不低于16℃确定。

2.1.4 冬季供冷房间风机盘管负担冷负荷应按下式进行计算：

q f＝（αq n－q x）/n

＝（αq n－0.337L x（t n－t x））/n （2.1.4）式中q f——冬季供冷房间内单台风机盘管负担冷负荷（W）；

α——保证系数，根据设计标准和房间的重要性，可取α＝1.0～0.8；

q n——冬季供冷房间显热冷负荷（W）；

q x——冬季新风负担供冷房间的显热冷负荷（W）；

n ——房间内布置的风机盘管台数；

L x——房间新风量（m3/h）；

t n——冬季内区供冷房间室温（℃）；

t x——冬季新风送风温度（℃）。

2.2 冷却塔供冷工况时空调冷水温度、供冷量和流量的确定

2.2.1 风机盘管宜按下列要求按夏季工况选择：

1 夏季风机盘管在室内温湿度和供回水温度工况下、中档风量运行时，应能满足室内冷负荷要求。

2 夏季新风宜处理至室内等湿状态，其负担的室内冷负荷可忽略不计，以适当提高风机盘管的冷却能

力。

2.2.2 冬季冷却塔供冷时，风机盘管的最大供冷能力可按风机高档运行考虑。

2.2.3 房间空调冷水最高供、回水温度t L1和t L2应如下确定：

1 t L1和t L2应能保证夏季已选定的风机盘管能够满足冷却塔供冷工况时风机盘管负担冷负荷q f，风机

盘管不同工况时的冷却能力参数应由生产厂计算提供，缺少资料时可参考附录A估算。

2 t L1不应小于7℃，当风机盘管的t L1为7℃时仍不能满足应负担冷负荷q f时，应考虑提高冬季内区供

冷房间设计温度t n，或降低房间保证系数α，重新计算风机盘管负担冷负荷q f。

注：风机盘管的“标准工况”条件如下：

1）风机为中档风量运行；

2）进口（室内）空气状态：采用国家标准规定的标准试验工况，干、湿球温度分别为27℃和19.5℃（相对湿度为50％）；

3）机组供水状态：采用国家标准规定的标准试验工况，供水温度7℃，供回水温差5℃，水流量为标准冷量的对应数值。

2 风机盘管“冷却塔供冷工况”条件如下：

1）风机为高档风量运行；

2）进口空气状态：干球温度为冬季室内计算温度，相对湿度定为30％。

3）机组水流量与标准工况相同。

2.2.4 可采用各典型空调房间风机盘管空调冷水最高供、回水温度t L1和t L2中的最小值（如允许个别房间

不保证，也可选用较小值）作为系统空调冷水计算温度。并用该房间风机盘管负担冷量q f和与风机盘管在标准工况时的供冷量q b之比作为整个内区的总负荷比值β。

2.2.5 冷却塔供冷工况时系统所需供冷量可按下式简化计算确定：

Q＝∑0.001 q f≈β·Q b（2.2.5）

式中：Q——冷却塔供冷工况时系统所需总供冷量（kW）；

3

q f——各房间单台风机盘管负担冷负荷（W），见式（2.1.4）；

Q b——冷却塔供冷工况时内区各房间风机盘管标准工况供冷量q b的总和（kW），q b见2.2.3；

βz——建筑物内需冬季供冷的房间风机盘管负担总冷量与风机盘管在标准工况时的总供冷量之比，按2.2.4确定。

2.2.6 冷却塔供冷时系统空调冷水总流量应按下式确定：

G L＝0.86Q/（t L2－t L1）（2.2.6）

式中：G L——冷却塔供冷时空调冷水总流量(m3/h)；

Q ——冷却塔供冷工况时系统所需总冷量（kW），见式（2.2.5）

t L2、t L1——系统最高回水和供水温度（℃），按2.2.4确定。

2.3 负荷侧系统和设备配置举例

2.3.1 空调冷水采用二次泵变流量系统举例

如图2.3.1所示，空调水系统为分区二管制，空调冷水系统采用二次泵系统，二级泵为变频变流量运行。此系统除为冬季冷却塔供冷增加了板式换热器外，负荷侧没有增加新设备，是较为经济的配置。其注意事项如下：

1宜利用二级泵作为冬季空调冷水的循环泵使用，不再另外设置循环泵。系统接管应注意冬季使用板换时不使用定流量运行的一级泵。

2进行二级泵的台数和规格配置时，应同时考虑夏季和冬季的冷负荷量和流量及其调节范围。

【说明】一台（或几台）泵的流量最好与内区风机盘管空调冷水环路的流量匹配，防止即使在冬季满负荷时大流量泵

也在低频低效率下运行，且不能满足小负荷时的调节范围。如按夏季配置相同水泵时单台水泵流量过大，或按

冬季负荷配置相同水泵数量过多，可按大小泵同时并联运行考虑设置与冬季小负荷匹配的小泵。应与过渡季室

外温度已不能满足冷却塔供冷而需开启冷冻机、而外区还不需供冷时，冷冻机的大小匹配的问题统一考虑。

3应校核冬季空调冷水流量和阻力变化的情况下，对设计工况下二级泵流量、扬程的影响。

【说明】二级泵扬程是按夏季负荷侧管网和设备阻力确定的，冬季增加了板换阻力，在夏季采用大于5℃的供回水温差

时，内区环路冬季流量和阻力也有所增加。但冬季内区供冷流量远小于夏季满负荷时系统总供冷流量，机房内

冷水干管管径按大流量配置，干管阻力减小很多；且板换阻力一般较小，订货时也可提出限制要求。因此，当

夏季采用标准5℃供回水温差时，冬、夏季水泵运行工况的阻力可认为大致相同；如夏季采用大于5℃的供回

水温差，应按水泵特性曲线校核二级泵流量扬程范围是否能满足冷却塔供冷工况的需要。

内区风机盘管

冷水机供冷：阀1开、阀2关

冷却塔供冷：阀2开、阀1关

图2.3.1 空调冷水采用二次泵变流量系统举例

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