Холодоснабжение

УДК 697+621.56+621.57
ББК 38.762:31.392
Б43
Рецензенты:
доктор технических наук, 
профессор кафедры теплогазоснабжения и вентиляции СПбГАСУ В.М. Уляшева;
доктор технических наук, 
научный руководитель группы компаний «ИНСОЛАР» Г.П. Васильев;
кандидат технических наук, 
доцент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции НИУ МГСУ А.К. Аксенов 
 
Белова, Елена Михайловна.
Б43	
	
Холодоснабжение [Электронный ресурс] : [учебник для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство] / Е.М. Белова ; Минис-терство науки и высшего образования Российской Федерации, Национальный исследовательский Мос-ковский 
государственный строительный университет, кафедра теплогазоснабжения и вентиляции. — Электрон. дан. и прогр. (7,0 Мб). — Мос-ква : Издательство МИСИ – МГСУ, 2024. — 
URL: http://lib.mgsu.ru. — Загл. с титул. экрана.
ISBN 978-5-7264-3402-5 (сетевое)
ISBN 978-5-7264-3403-2 (локальное)
В учебнике рассмотрены естественные и искусственные источники холода для систем 
кондиционирования воздуха. Изложены теоретические положения получения и использования искусственного холода в системах кондиционирования воздуха. Описаны системы непосредственного холодоснабжения и системы с использованием промежуточной среды. Подробно 
представлены конструктивные решения холодильных машин для этих систем. Уделено внимание практическим вопросам, связанным с проектированием и эксплуатацией систем тепло- и холодоснабжения для систем кондиционирования воздуха. В соответствии с действующими нормами отражены требования к энергосбережению в системах холодоснабжения и рассмотрены 
основные мероприятия экономии энергии. 
Для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство.
Учебное электронное издание
© ФГБОУ ВО «НИУ МГСУ», 2024

Учебное электронное издание
Белова Елена Михайловна
ХОЛОДОСНАБЖЕНИЕ
Учебник
Редактор Л.В. Себова 
Корректор В.К. Чупрова
Верстка и дизайн титульного экрана Д.Л. Разумного 
Для создания электронного издания использовано:
Microsoft Word 2010, Adobe InDesign CS6, ПО Adobe Acrobat
Подписано к использованию 16.05.2024. Объем данных 7,0 Мб.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования 
«Национальный исследовательский 
Московский государственный строительный университет».
129337, Москва, Ярославское ш., 26.
Издательство МИСИ – МГСУ. 
Тел.: (495) 287-49-14, вн. 14-23, (499) 183-91-90, (499) 183-97-95.
E-mail: ric@mgsu.ru, rio@mgsu.ru

Оглавление
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ....................................................................................................6
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН...............................................................................7
ПРЕДИСЛОВИЕ.......................................................................................................................................................11
ВВЕДЕНИЕ...............................................................................................................................................................13
Глава 1. ЕСТЕСТВЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ ХОЛОДА В СИСТЕМАХ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ 
ВОЗДУХА .................................................................................................................................................14
1.1. Классификация систем холодоснабжения. Использование естественных 
источников холода в системах кондиционирования воздуха.............................................14
1.2. Системы кондиционирования воздуха с использованием прямого, 
непрямого (косвенного) и комбинированного испарительного охлаждения. 
Принципиальные схемы..........................................................................................................18
1.3. Анализ факторов, определяющих продолжительность поддержания оптимальных 
параметров воздуха в помещениях при использовании испарительного охлаждения..........22
Глава 2. ИСКУССТВЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ ХОЛОДА В СИСТЕМАХ 
КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА................................................................................................25
2.1. Теоретические основы получения искусственного холода..................................................25
2.2. Парокомпрессионные, абсорбционные и пароэжекторные холодильные 
машины. Принцип работы, схемы ..............................................................................................26
Глава 3. ПАРОКОМПРЕССИОННЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ (ПКХМ)...........................................34
3.1. Холодильные агенты, требования к ним................................................................................34
3.2. Температурный режим работы парокомпрессионной холодильной машины...................41
3.3. Теоретический и реальный циклы одноступенчатой паровой компрессионной 
машины в lgP–i-диаграмме.....................................................................................................43
3.4. Подбор парокомпрессионной холодильной машины. Режим теплового насоса...............47
3.5. Коэффициенты преобразования энергии (COP, EER)..........................................................54
3.6. Классификация парокомпрессионных холодильных машин. Компрессоры, 
применяемые в холодильном оборудовании систем кондиционирования воздуха.............57
Глава 4. НЕПОСРЕДСТВЕННОЕ (ПРЯМОЕ) ОХЛАЖДЕНИЕ ВОЗДУХА В СИСТЕМЕ 
КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА................................................................................................65
4.1. Сплит-системы. Внутренние и наружные блоки. Подбор оборудования...........................65
4.2. Компрессорно-конденсаторные блоки. Подбор оборудования...........................................75
4.3. Многозональные системы с переменным расходом хладагента VRF. 
Внутренние и наружные блоки. Расчет и проектирование......................................................88
Глава 5. ОХЛАЖДЕНИЕ ВОЗДУХА В СИСТЕМЕ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА 
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ СРЕДЫ — ХЛАДОНОСИТЕЛЯ........................ 99
5.1. Водоохлаждающая холодильная машина — чиллер. Режимы работы чиллера................99
5.2. Испарители и конденсаторы чиллера. Устройства для регулирования 
параметров работы чиллера. Устройства для обеспечения надежной 
и безопасной работы чиллера. Подбор чиллера.................................................................102
5.3. Системы тепло- и холодоснабжения центральных кондиционеров и местных 
агрегатов. Основные положения выбора схем тепло- и холодоснабжения ........................115

5.4. Системы холодоснабжения поверхностных воздухоохладителей центральных 
кондиционеров ...................................................................................................................... 117
5.5. Схемы тепло- и холодоснабжения местных агрегатов водовоздушных систем 
кондиционирования воздуха: двухтрубные и четырехтрубные...................................... 118
5.6. Схемы обвязки местных агрегатов (фэнкойлов).................................................................122
5.7. Расчет и подбор регулирующих клапанов ..........................................................................127
5.8. Гидравлический расчет труб системы тепло- и холодоснабжения. Арматура для 
балансировки.......................................................................................................................... 131
5.9. Оборудование систем тепло- и холодоснабжения в составе гидромодуля: 
насосы, расширительный бак, аккумуляторы теплоты и холода. Расчет и подбор...........138
Глава 6. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СИСТЕМАХ ТЕПЛО- И ХОЛОДОСНАБЖЕНИЯ. 
ОБОРОТНОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ.....................................................................................................149
6.1. Нормативные документы в области систем холодоснабжения..........................................149
6.2. Экономия энергии в системах тепло- и холодоснабжения................................................150
6.3. Повышение коэффициента преобразования энергии парокомпрессионной 
холодильной машины............................................................................................................ 151
6.4. Холодильные контуры, встроенные в центральный кондиционер..................................152
6.5. Аккумуляторы холода...........................................................................................................153
6.6. Свободное охлаждение..........................................................................................................155
6.7. Оборотное водоснабжение парокомпрессионных холодильных машин 
с водяным охлаждением конденсатора. Сухие и мокрые градирни.....................................157
Библиографический список..................................................................................................................................170

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
АБХМ — абсорбционная холодильная машина
ВИБ — внутренний испарительный блок
ГВС — горячее водоснабжение
ГРД — градирня
ГТСТ  (GHP, Geothermal Heat Pumps)  — геотермальные теплонасосные системы тепло- 
и хладоснабжения с использованием верхних слоев Земли (грунт, водоемы)
ГФO — гидрофторолефины
ИО — системы прямого (непосредственного) охлаждения 
ИК — инфракрасный пульт управления кондиционером
КИЭ — коэффициент использования (преобразования) энергии
ККБ — компрессорно-конденсаторный блок 
КПД — коэффициент полезного действия насоса, вентилятора
КЧ — компрессионный чиллер
МЗСКВ — мультизональная система кондиционирования воздуха типа VRV/VRF 
МСК — мультисплит-кондиционер 
НИО — системы непрямого (косвенного) испарительного охлаждения
НКПВ — нижний концентрационный предел воспламенения (паров хладагента) 
ОРП (ODP, Ozone Depletion Potential) — озоноразрушающий потенциал 
ПГП (GWP, Global Warming Potential) — потенциал глобального потепления хладагента по 
отношению к СО2
ПДК — предельно допустимая концентрация токсического воздействия 
ПКХМ — парокомпрессионная холодильная машина
ПЭХМ — пароэжекторная холодильная машина
СК — сплит-кондиционер 
СКВ — система кондиционирования воздуха
СТиХ — система тепло- и холодоснабжения
ТРВ — термостатический расширительный вентиль 
ХМ — холодильная машина
ЭРВ — электронный расширительный вентиль
BS-блок — блок распределения хладагента, применяется для изменения направления движения хладагента
BTU/h — британская единица мощности BTU/h (БТЕ/ч), часто применяется при обозначении тепло- и холодопроизводительности тепловых насосов, кондиционеров и холодильных 
установок, 1 Вт ≈ 3,412 BTU/h, 1 BTU/h ≈ 0,293 Вт, 1000 BTU/h ≈ 293 Вт
COP (Coefficient of Performance) — коэффициент энергетической эффективности для теплового насоса 
DB — температура сухого термометра, ℃
ECM — технология изменения числа оборотов электродвигателя постоянного тока путем 
переключения обмоток статора — электронная коммутация мотора
EER (Energy Efficiency Ratio) — коэффициент энергетической эффективности 
холодильной машины (холодильный коэффициент) 
EMS — система электронного контроля и управления энергопотреблением, является комплексным инструментом, предназначенным для мониторинга и  управления потреблением энергии в различных системах и оборудовании
ErP  (Energy-related Products)  — показатель соответствия изделия европейским нормам 
энергетической эффективности Ecodesign (директива Экодизайн 2009/125/EC) 

ESEER (European Seasonal Energy Efficiency Ratio) — европейский сезонный коэффициент 
энергетической эффективности 
Eurovent (European Association of Air Handling and Refrigerating Equipment Manufactures) — 
Европейская ассоциация производителей воздухообрабатывающего и холодильного оборудования, орган сертификации 
SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio) — сезонный коэффициент энергетической эффективности
IPLV (Integrated Energy Part Load Values) — интегральный показатель энергетической эффективности при частичной загрузке 
LCC (Life Cycle Cost) — стоимость жизненного цикла
ТС — полная холодопроизводительность, кВт
SHC — явная холодопроизводительность, кВт
TEWI (Total Equivalent Warming Impact) — полный эквивалентный вклад в парниковый эффект, является показателем для оценки парникового эффекта путем сочетания прямого вклада от выбросов хладагентов в атмосферу и косвенного вклада от выбросов углекислого газа 
и других газов, образующихся при выработке энергии, необходимой для работы холодильной 
системы в течение всего срока ее эксплуатации
VRF (Variable Refrigerant Flow) — система кондиционирования воздуха с переменным потоком (расходом) хладагента 
VRV (Variable Refrigerant Volume) — система кондиционирования воздуха с переменным 
расходом хладагента (торговая марка Daikin) 
WB — температура мокрого термометра, ℃
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Aк — площадь теплопередающей поверхности конденсатора, м2
Aи — площадь теплопередающей поверхности испарителя, м2 
сw — удельная теплоемкость воды, кДж/кг·град
сж — удельная теплоемкость жидкости, кДж/кг·К
cx — удельная теплоемкость хладоносителя, кДж/кг·К
d — диаметр трубы, м
dо — влагосодержание воздуха после блока адиабатного увлажнения, г/кг
dп — влагосодержание приточного воздуха, г/кг
dн — влагосодержание наружного воздуха, г/кг
Еад — коэффициент адиабатной эффективности блока увлажнения
Gн
min — минимальный расход наружного воздуха, кг/ч 
Gп — расход приточного воздуха, кг/ч 
Н — высота от уровня воды в расширительном баке до верхней точки системы тепло- и холодоснабжения, м
Hнас — напор насоса, м
iн — энтальпия наружного воздуха, кДж/кг
iв — энтальпия воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне помещения, ℃
iп — энтальпия приточного воздуха, ℃
Δiср — среднелогарифмический перепад энтальпий, ℃
kк — коэффициент теплопередачи конденсатора, Вт/(м2·К) 

kи — коэффициент теплопередачи испарителя, Вт/(м2∙К)
k′v, kv — пропускная способность реулирующего клапана действительная и расчетная, м3/ч
kvs — условная пропускная способность регулирующего клапана, шарового крана, дискового затвора, обратного клапана, сетчатого фильтра и т.п., м3/ч
kэ — коэффициент абсолютной эквивалентной шероховатости для труб, м
l — длина трубы, м
lт — удельная теоретическая работа сжатия рабочего вещества в компрессоре, кДж/кг
l
– — относительное перемещение затвора регулирующего клапана
Mх — массовый расход хладагента, кг/с
n — авторитет клапана (коэффициент управления, относительное сопротивление клапана)
Nт — теоретическая электрическая мощность компрессора, кВт
Ni — индикаторная электрическая мощность компрессора, кВт
Nэл — электрическая мощность на валу электродвигателя компрессора, кВт 
Nвент — мощность, потребляемая вентиляторами холодильной машины, кВт
Nнас — мощность, потребляемая насосами холодильной машины, кВт 
P — давление, Па
Pвент — полное давление, развиваемое вентилятором, Па
Pи — давление испарения, Па
Pк — давление конденсации, Па
Pнас — давление, развиваемое насосом, кПа 
Pпр — абсолютное давление в баке до его подключения к системе, кПа, или давление предварительной настройки 
Pmax — абсолютное максимальное давление воды в расширительном баке, кПа
Pmin — абсолютное минимальное давление в расширительном баке, кПа
ΔP — потери давления на регулирующем клапане при максимальном расходе жидкости 
через него, кПа
ΔPкл — перепад давления на регулирующем клапане, Па
ΔPт.с — перепад давления на остальных элементах технологической сети, Па
ΔPр.уч — перепад давления на регулируемом участке, Па
ΔPуч — потери давления на участке трубы, Па
q — объемный расход жидкости через клапан, м3/ч
qх — удельная холодопроизводительность, кДж/кг
qк — удельное количество теплоты, отводимое в конденсаторе, кДж/кг
Q — количество теплоты, которое обеспечивает перемещаемая жидкость, Вт
Qк — тепловая нагрузка на конденсатор, кВт
Qх — действительная холодопроизводительность холодильного агрегата, кВт
Qх.ак — количество холода, аккумулированного в баке, кВт
Qпол
лет — полная избыточная теплота в помещении в теплый период, Вт
Qяв
лет — явная избыточная теплота в помещении в теплый период, Вт
Qх.ср — среднечасовый расход холода за сутки, кВт
Qх.сут — общий расход холода за сутки, кДж
rл — удельная теплота плавления льда, кДж/кг

s, sу — действительный и условный ходы затвора клапана, мм
S — энтропия, кДж/кг
tw — температура воды, ℃
tw1 — температура воды на входе в теплообменник, ℃
tw2 — температура воды на выходе из теплообменника, ℃
tм.т — температура мокрого термометра, ℃
tн — температура наружного воздуха, ℃
tср.мес — среднемесячная температура самого жаркого месяца, ℃
tабс.max — температура абсолютного максимума для теплого периода, ℃
tв — температура внутреннего воздуха, ℃
tп — температура приточного воздуха, ℃
ty — температура удаляемого воздуха, ℃
tи — температура испарения, ℃
tк — температура конденсации, ℃
t1′ — температура всасывания паров рабочего вещества в компрессор, ℃
t3′ — температура переохлаждения жидкого рабочего вещества, ℃
tх.нач, tх.кон — начальная и конечная температуры хладоносителя, ℃
tж.нач, tж.кон — температуры жидкости начальная и конечная, ℃
T — абсолютная температура, К
Δt — изменение температуры воды от минимального до максимального значения в системе, ℃
∆tм, ∆tб — соответственно меньший и больший перепады температур в теплообменнике 
между теплообменивающимися средами, ℃
Δtср — среднелогарифмический температурный перепад, ℃
Δtк
ср — среднелогарифмический температурный перепад в конденсаторе, ℃
Δtи
ср — среднелогарифмический температурный перепад в испарителе, ℃
Vh — теоретическая подача компрессора, м3/с
Vк — фактическая подача компрессора (объемный расход рабочего вещества), м3/c
Vак — объем жидкостного бака-аккумулятора, м3
Vрас.б — полезный объем закрытого расширительного бака, м3
Vт/о — объем воды в элементах системы тепло- и холодоснабжения поверхностных теплообменников и фэнкойлов, м3
Vтр — объем воды в трубах системы холодоснабжения, м3
w — скорость движения жидкости, м/с
W лет — влагопоступления в помещение в теплый период, кг/ч
ε — угловой коэффициент луча процесса изменения тепловлажностного состояния воздуха, кДж/кг влаги
εх — коэффициент преобразования энергии холодильной машины (холодильный коэффициент)
εт — коэффициент преобразования энергии теплового насоса 
ξ — коэффициент местных сопротивлений
ηi — индикаторный коэффициент полезного действия

ηмех — механический коэффициент полезного действия
ηэл — коэффициент полезного действия электродвигателя
λ — коэффициент гидравлического трения
λ — коэффициент подачи компрессора
ν — кинематическая вязкость жидкости, м2/c (см2/c, мм2/c)
ρw — плотность жидкости при температуре перемещаемой среды, кг/м3
ρх — плотность хладоносителя, кг/м3
σ — относительная пропускная способность регулирующего клапана
υ1ʹ — удельный объем рабочего вещества в точке всасывания в компрессор, м3/кг
τ — продолжительность работы чиллера в сутки, с
φв — относительная влажность внутреннего воздуха, %
ψ — коэффициент, учитывающий влияние вязкости жидкости
Re — число Рейнольдса
θ1t — температурный коэффициент эффективности теплообменника для греющей среды, 
для системы с промежуточным теплоносителем, общий температурный коэффициент эффективности

ПРЕДИСЛОВИЕ
Учебник предназначен для подготовки обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 
Строительство. Содержание учебника соответствует рабочей программе согласно требованиям федерального государственного образовательного стандарта высшего образования. 
Дисциплина «Холодоснабжение» является обязательной основной профессиональной образовательной программы специальности «Теплогазоснабжение и  вентиляция», в  которую 
входят: «Техническая термодинамика и тепломассообмен», «Гидравлика». Она тесно связана 
с дисциплинами «Кондиционирование воздуха», «Насосы, вентиляторы, компрессоры», «Автоматизация и управление процессами теплогазоснабжения и вентиляции».
Целью учебника «Холодоснабжение» является формирование компетенций обучающегося 
в области проектирования, наладки и эксплуатации систем тепло- и холодоснабжения как составной части систем кондиционирования воздуха (СКВ) зданий разного назначения.
Учебная дисциплина «Холодоснабжение» формирует такие компетенции, как:
–– выбор нормативно-технических документов, регламентирующих технические решения 
и определяющих требования для проектирования систем холодоснабжения в составе систем 
кондиционирования воздуха;
–– расчет термодинамических и  тепломассообменных процессов в  оборудовании систем 
холодоснабжения, расчет теплотехнических параметров оборудования систем холодоснабжения;
–– выбор компоновочных решений систем тепло- и холодоснабжения (СТиХ);
–– выбор технических решений элементов и узлов систем и отдельных узлов систем холодоснабжения согласно требованиям нормативно-технических документов и техническому заданию, выполнение гидравлического расчета систем холодоснабжения, выбор оборудования 
и арматуры для систем холодоснабжения;
–– расчет потребности в холоде и электрической энергии систем холодоснабжения, оценка 
основных технико-экономических показателей систем холодоснабжения;
–– выбор нормативно-технических документов, регламентирующих санитарную, пожарную и экологическую безопасность функционирования систем холодоснабжения, и оценка соответствия систем холодоснабжения требованиям санитарной, пожарной и экологической безопасности.
Учебная дисциплина «Холодоснабжение» формирует знания и навыки:
–– выбора принципиальных решений системы тепло- и холодоснабжения зданий различного назначения в зависимости от особенностей объекта на основе нормативно-технических документов РФ, определяющих требования для проектирования СКВ зданий различного назначения; 
–– построения цикла изменения состояния хладагента в  парокомпрессионной холодильной машине (ПКХМ), определения удельных характеристик цикла, подбора элементов холодильного контура: компрессор, испаритель, конденсатор, электронный регулирующий вентиль и т.п.; 
–– расчета теплообменников разного типа в системе тепло- и холодоснабжения: водоводяных, фреоно-водяных, фреоно-воздушных;
–– гидравлического расчета контура системы тепло- и холодоснабжения с учетом особенностей: зависимости коэффициента трения от температуры, теплофизических свойств перемещаемой жидкости и т.п., гидравлического расчета труб с хладагентом;
–– выбора оборудования системы тепло- и холодоснабжения с требуемыми техническими 
характеристиками и показателями энергоэффективности, отвечающего требованиям технических регламентов, ГОСТ, сводов правил при проектировании СКВ для выполнения требований энергосбережения;