空調(diào)制冷課程設計

1、安徽建筑工業(yè)學院設計說明書空調(diào)用制冷技術設計計算書專業(yè)班級學號姓名課 題空調(diào)用制冷技術指導教師2012年6月12日一設計題目與原始條件 3二方案設計 3三負荷計算3四冷水機組選擇4五水力計算 61冷凍水循環(huán)系統(tǒng)水力計算 72冷卻水循環(huán)系統(tǒng)水力計算 7六設備選擇81 冷凍水和冷卻水水泵的選擇 82 軟化水箱及補水泵的選擇 93分水器及集水器的選擇 114 過濾器的選擇125 冷卻塔的選擇及電子水處理儀的選擇 126 定壓罐的選擇 13七制冷機房的工藝布置14八設計總結 15九參考文獻 16設計題目與原始條件;某空調(diào)系統(tǒng)制冷站工藝設計1、工程概況本工程為合肥市某建筑體集中空調(diào)工程，建筑單體共 15

2、層，建筑面積約30000ml,主要 功能及使用面積為：商場10000 辦公7500 m,會議中心1000 mi,客房為2500 m,多功 能廳500 m2。二方案設計；該機房制冷系統(tǒng)為四管制系統(tǒng)，即冷卻水供/回水管、冷凍水供/回水管系統(tǒng)。經(jīng)冷水機組制冷后的7 C的冷凍水通過冷凍水供水管到達分水器， 再通過分水器分別送往 房間的各個區(qū)域，經(jīng)過空調(diào)機組后的12C的冷凍水回水經(jīng)集水器再由冷凍水回水管返回冷水 機組，通過冷水機組中的蒸發(fā)器與制冷劑換熱實現(xiàn)降溫過程。從冷水機組出來的37c的冷卻水經(jīng)冷卻水供水管到達冷卻塔，經(jīng)冷卻塔冷卻后降溫后再 返回冷水機組冷卻制冷劑，如此循環(huán)往復。考慮到系統(tǒng)的穩(wěn)定安全高

3、效地運行，系統(tǒng)中配備補水系統(tǒng)，軟化水系統(tǒng)，電子水處理系 統(tǒng)等附屬系統(tǒng)。三負荷計算;1.面積熱指標(查民用建筑空調(diào)設計)商場：q=230(w/m2); 辦公：q=120(w/m2);會議中心：q=180 (w/m2);客房：q=80(w/m2); 多 功能廳：q=200(w/m2)建筑物類型冏場辦公會議中心客房多功能 廳總冷負荷Kw冷負荷指標 w/m2230120180802003680空調(diào)回枳m10000750010002500500冷負荷量w23000009000001800002000001000002.根據(jù)面積熱指標計算冷負荷商場：Q=10000*200=2300(Kw);辦公:Q=10

4、0*7500=900(Kw);會議中心：Q=180*1000=180(Kw);客房：Q=2500*100=200(Kw);多功能廳：Q=500*200=100(Kw)考慮到同時工作系數(shù)取0.8,則：總負荷：Q=(2300+900+180+200+100)*0.8=2944(Kw)四冷水機組選擇;力殺A力殺B力C力殺D直燃機蒸汽機離心機螺桿機機組型號16DN04016DEH6150LSBLX 1600G30XW1452使用臺數(shù)2222制冷量（KW）1407150016001438耗氣量（Nm3/h）82.7*2=165.4-蒸汽量（Kg/h）-6000*2=12000-冷凍水流量（m3/h）24

5、2*2=484907*2=1814275*2=550247*2=494冷卻水流量（m3/h）366*2=7321321*2=2642344*2=688289*2=578冷凍水進出口溫 度（0C）7/127/127/127/12冷卻水進出口溫 度（0C）32/37.532/3832/3830/35機組尺寸（長* 寬*高）4791*2296*26306924* 3600*38501730*4150*21504695*1231*2064重量（Kg）140794950078007549制冷劑水水R134aR123冷水（熱泵）機組的單臺容量及臺數(shù)的選擇，應能適應空調(diào)負荷全年變化規(guī)律，滿足季節(jié) 及部分負荷

6、要求。當空調(diào)冷負荷大于 528kW時，機組的數(shù)量不宜少于2臺。冷水機組的臺數(shù)宜為24臺，一般不必考慮備用選擇冷水機組時，不僅應保證其供冷量滿足實際運行工況條件下的要求，運行時的噪聲與振 動符合有關標準的規(guī)定外，還必須考慮和滿足下列各項性能要求：1熱力學性能：運行效率高、能耗少（主要體現(xiàn)為COP值的大?。?；2安全性：要求毒性小、不易燃、密閉性好、運行壓力低；3經(jīng)濟性：具有較高的性能價格比；4環(huán)境友善性：具有消耗臭氧層潛值ODP(Ozone Depletion Potential)低、全球變暖潛值GWP(Global Warming Potential)小、大氣壽命短等特性通過上述四種機組的比較，

7、可以發(fā)現(xiàn)： 方案A,B均為吸收式制冷機組，它加工簡單，成本低，制冷量調(diào)節(jié)范圍大，可以實現(xiàn)無極調(diào) 節(jié)，運行費用低，利用余熱，廢熱，使用壽命低于壓縮式冷水機組，蒸汽耗量大，熱效率低, 制冷運行時，負荷變化時，易發(fā)生溶液結晶，機組較重，體積龐大，占地面積大。方案D螺桿式制冷機組，COP®高，單機制冷量大，容積效率高，結構簡單，對濕壓縮不敏 感，無液擊危險，運行可靠，實現(xiàn)無極調(diào)節(jié)，但潤滑油系統(tǒng)比較大，耗油量較大。方案C采用離心式制冷機組，COPS高，結構緊湊，調(diào)節(jié)方便，在10%100%£圍內(nèi)能較經(jīng) 濟的實現(xiàn)無極調(diào)節(jié)。離心式制冷壓縮機作為一種速度型壓縮機，具有以下優(yōu)點：1 .在相同冷

8、量的情況下，特別在大容量時，與螺桿壓縮機組相比，省去了龐大的油分裝置，機組 的重量及尺寸較小，占地面積小；2 .離心式壓縮機結構簡單緊湊，運動件少，工作可靠，經(jīng)久耐用，運行費用低;3 .容易實現(xiàn)多級壓縮和多種蒸發(fā)溫度，容易實現(xiàn)中間冷卻，使得耗功較低.4離心機組中混入的潤滑油極少，對換熱器的傳有較高的效率。但是也有其缺點 1轉子轉速較 高，為了保證葉輪一定的寬度，必須用于大中流量場合，不適合于小流量場合；單級壓比低， 為了得到較高壓比須采用多級葉輪，一般還要用增速齒輪；喘振是離心式壓縮機固有的缺點 ， 機組須添加防喘振系統(tǒng)；一臺機組工況不能有大的變動，適用的范圍較窄。螺桿式制冷機組屬于中型制冷機

9、組，與活塞式相比，運動部件少，無往復運動的慣性力，轉 速高，單機制冷量大；無余隙容積和吸排氣閥，有較高的容積效率；調(diào)節(jié)方便，制冷量可以 通過滑閥進行無級調(diào)節(jié)；要求加工精度和裝配精度高，單級容量比離心式小。綜合考慮選擇離心式制冷機組。根據(jù)標準，屬于中型規(guī)模建筑，宜取制冷機組2臺，而且2臺機組的容量相同所以每臺制冷機組制冷量Q =2944- 2=1472 kW根據(jù)制冷量選取制冷機組具體型號如下：名稱：格力C系列離心式冷水機組型號：LSBLX1600G名義制冷量KW1600冷 凝 器型式臥式殼管式壓 縮 機數(shù)量2水壓降Kpa< 70配給功率Kw283水流量m3/h344使用制冷劑R134a管徑

10、mm2-DN200制冷劑填充量Kg575越 八、 發(fā) 器型式滿液殼管式外 型 尺 寸長mm4150水壓降Kpa< 75寬mm1730水流量m3/h275高mm2150管徑mm2-DN200注：名義制冷量按如下工況確定：工作范圍冷凍水進口溫度：12C冷卻水出口溫度：2237 c冷凍水出口溫度：7 c冷卻水進口溫差：3.5 10 c冷卻水進口溫度：30 C冷凍水出口溫度：520 c冷卻水出口溫度：35 C冷卻水進口溫差：2.5 10 c五水力計算根據(jù)規(guī)范查得數(shù)據(jù)，管內(nèi)流速的假定依據(jù)如下DN/mm<250>=250出水管的流速m/s1.52.02.02.5進水管的流速m/s1.01

11、.51.52.01冷凍水循環(huán)系統(tǒng)水力計算；兩臺機組水泵進水管：假定冷凍水的進口流速為1.5m/s.札d=103 ' vL=0.0764 2=0.1528 m3/s, 2臺機組總管 di=360mm,取400mm，則管段流速為 v=1.22m/s水泵出水管：假定冷凍水的出口流速為2.0m/s4Ld= 103vL=0.0764 2=0.1528 m3/s,2臺機組總管 d1=311.6mm,取350mm，則管段流速為 v=1.59m/s單臺機組時水泵的進水管：假定流速為1.0 m/s,4Ld=103vL=0.0764 m3/s,單臺機組管 d1=312mm,取350mm，則管段流速為 v=

12、0.82m/s水泵的出水管：假定流速為1.5 m/s4Ld=103vL=0.0764m3/s,單臺機組管 d1=256.2mm,取300mm,則管段流速為 v=1.1m/s8M:m3/s管徑長 度 (m)V(m/s)R(Pa/m) Py (Pa)動壓(Pa) Pj (Pa)管段阻力 (Pa)0.1528DN400501.8250125002418244567558192即管段阻力為5.98m水柱。2冷卻水循環(huán)系統(tǒng)水力計算；水泵進水管：假定冷卻水的進口流速為1.5m/s4Ld=103vL=0.0956 2=0.1912 m3/s,2臺機組總管 di=402mm,取400mm，則管段流速為 v=1

13、.52m/s水泵出水管假定冷卻水的出口流速為2.0m/s4Ld=103vL=0.0956 2=0.1912 m3/s,2臺機組總管 d1=352.8mm,取350mm,則管段流速為 v=1.98m/s單臺機組時水泵的進水管：假定流速為1.0 m/s4Ld=103vL=0.0956m3/s,單臺機組管 di=348.8mm,取350mm,則管段流速為 0.99m/s泵的出水管：假定流速為2.0 m/sL=0.0956m3/s,單臺機組管 di=246.8mm,取250mm，則管段流速為 v=1.95m/s8M:m3/s管徑長 度 (m)V(m/s)R(Pa/m) Py (Pa)動壓(Pa) Pj

14、 (Pa)管段阻力 (Pa)0.1606DN400501.8250125002419444665659156即管段阻力為6.04m水柱3補給水泵的水力計算水泵進水管：假定補給水泵白進口流速為1.5m/s4Ld=103 ' vL=2X0.0764 1%=0.001528 m3/s=5.5 m3/h , 2 臺機組總管 di=36.2mm,取35mm,則管段流速為 v=1.59m/s 水泵出水管：假定補給水泵白進口流速為2.0m/s4Ld=103vL=2X0.0764 1%=0.001528 m3/s,2臺機組總管 d1=31.2mm,取30mm,WJ管段流速為 v=1.98m/s 單臺機

15、組時 水泵的進水管：假定流速為1.0 m/s4L d=103vL=0.0764 ¥%=0.000764m3/s單臺機組管 d1=31.2mm,取30mm,則管段流速為 v=1.08m3/s 泵的出水管：假定流速為1.5 m/s4L d=103 ' vL=0.0764 1%=0.000764m3/s,單臺機組管 d1=25.9mm,取25mm,則管段流速為 v=1.56m/s六設備選擇1冷卻塔的選擇冷卻塔的選擇：冷卻塔選用開放式逆流式冷卻塔，特點是安裝面積小，高度大，適用于高度不受限制的場合，冷卻水的進水溫度為 30C,出水溫度為35 C,冷卻塔的補給水量為冷卻塔的循環(huán)水量的1

16、3 3%冷卻塔的冷卻水量和風量的計算G=3600Qc/Cp (twi-tw2) tw= twi- tw2=35-30=5CQc=1.2 Q其中Qc冷卻塔冷卻熱量(KW),對壓縮機制冷機取1.25-1.3Qo (Q0為制冷量)這里取1.3;Cp為水的比熱容4.2 (KJ/(Kg.K)則 Qc=1.3 X600=2080KW每臺制冷機配一臺冷卻塔，所以冷卻塔冷卻水量為：3G=3600 Qc/ (CPAtw) =3600>2080/(4.2 5)=356571kg/h=356.571m"/h風量計算：360OQcQ= T- G)其中Is1 Is2對應于下列溫度的飽和空氣燃；ts2 t

17、s1為室外空氣的進出口濕球溫度；ts2合肥市夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算濕球溫度，查得282C。ts1 = ts2 + 5 =33.2 CIs1 =117.5KJ/KgIs2=90.5KJ/KgG=3600X2080/4.2 % 117.5-90.5) =66031.7kg/h=55026.5 m3/h(空氣密度 1.2kg/m3)選用兩臺同型號CDBNL3系列超低噪聲逆流玻璃鋼冷卻塔，參數(shù)如下：型號冷卻水 量(m3/h)總高mm風量(m3/h)風機直徑mm進水壓力(kpa)直徑mCDBNL3-3503505963187400640037.552冷凍水和冷卻水水泵的選擇；(一)冷卻水泵的選擇(開式系統(tǒng)

18、)(1)揚程的計算：H = H1 + H2 + H3+ H4H一冷卻水泵的揚程Hi冷卻水系統(tǒng)的沿程及局部阻力水頭損失 6.04m(由上面計算)H2一冷凝器內(nèi)部阻力水頭損失(m),這里取7m (冷凝器水壓降< 69kpa)H3冷卻塔中水的提升高度(m),這里取24.5mH4冷卻塔的噴嘴霧壓力水頭，常取 5m因此冷卻水泵所需的揚程H=Hi + H2 + H3+ H4 =42.54m。Hmax= (1.051.10) H 貝U Hmax=1.1 X42.54=46.79m(2)流量的確定：由制冷機組性能參數(shù)得臥式殼管式式冷凝器水量為344m3/h,考慮到泄漏，附加10%的余量即為，344X (

19、 1+10%) =378.4m3/h(3)冷卻水泵的選擇：根據(jù)以上所得流量和揚程，選擇三臺(二用一備)IS系列型號為200-150-400水泵：型號流量揚 程效率轉速功率kw電機型 號汽蝕 余量吸入口直徑mmm3/ hmr/min軸 功 率電動機 功率IS200-150-4004005081%145067.290280M-43.8200安裝尺寸外形尺寸aHH1H2L1L5B1B28-(H壓出口直徑mm< mm< mmmmmmm mm mmmmmmmmmmmmm2060 >730 x91516046591582 51840206 06707308-小 22150(三)冷凍水泵的

20、選擇(1)揚程的計算：H=H1 + H2 + H3H冷凍水泵的揚程H1冷凍水系統(tǒng)的沿程及局部阻力 5.98m(上述計算可知)H2蒸發(fā)器內(nèi)部阻力水頭損失(m),這里取7m (蒸發(fā)器水壓降 69kpa)H3冷凍水的提升高度(m),這里取24.5m因此冷凍水泵所需的揚程H=H1 + H2 + H3 =37.48m。Hmax= (1.051.10) H 貝U Hmax=1.1 M7.48=41.23m(2)流量的計算由制冷機組性能參數(shù)得臥式殼管式蒸發(fā)器水量275m3/h,考慮到泄漏，附加10%的余量即為,275X (1+10%) =302.5m3/h型號外型尺寸安裝尺寸進出口法蘭尺寸長高底長底寬ahL

21、DNDD1冷凍水泵200-315(I)A1060865790560168461600200340295根據(jù)以上所得流量和揚程，選擇上海奧利泵業(yè)制造有限公司的臥式離心泵(mm)型號流量(m3/h)揚程(m效率電機功率(kw)轉速(r/min )必需 的汽 蝕余 量(m)重量(kg)200-315(I)A26274.47511014504.01254每組使用使用三臺泵，兩用一備,具體參數(shù)如下:3軟化水器的選擇根據(jù)補水流量選用MHW系列全自動軟水器型號產(chǎn)水量(m3/h)樹脂填量(t)周期鹽耗(mm)安裝尺寸(mm)進出管徑mmMHW-IR-AT6005-60.7947500X760X12001004

22、軟化水箱及補水泵的選擇；(1)冷凍水的補給水量為冷凍水總循環(huán)水量的 < %取1%則補水量Q1=275X2M%=5.5m3/h,軟化水箱的大小滿足補水泵能連續(xù)運行1.52.5h,這里取2h,則3V=Q1 X2=11m3補給水泵的流量 Q2=275<2X1%=5.5m3/h ,揚程HK冷凍水泵的揚程所以選擇兩個如下的泵：(一用一備)型號流量揚 程效 率轉速功率kw電機型 號汽蝕 余量吸入口直徑 mmm3/hmr/min軸 功 率電動 機功 率IS50-32-2005.7513.175%14500.75802-42.050外形尺寸mm< mm< m m安裝尺寸aHH1H2L1

23、L5B1B24-(H壓出口直徑mmmmmmm mmmm mmmmmmmmm850 >360 >4158023541532 582085 03203604- M7.5325分水器及集水器的選擇；(1)分集水器一一多用于多回路的空調(diào)水系統(tǒng)，直徑應按總流量通過時的斷面流速(0.5-1.0m/s)初選，并應大于最大接口管開口直徑的 2倍。(2)過濾器一一冷水機組、水泵、電動調(diào)節(jié)閥等設備的入口管道上應安裝過濾器或除污 器，以防雜質(zhì)進入。(3)壓力表一一分集水器、冷水機組的進出水管、水泵出口應設壓力表。(4)溫度計一一分集水器、冷水機組的進出水管影射溫度計。膨脹水箱的選擇膨脹水箱一般按照冷凍水

24、系統(tǒng)管路總水容量的 23%選擇一般，一萬平方米左右建筑空調(diào)水系統(tǒng)膨脹水箱的容積為24立方。2.軟化水箱及補水泵的選擇(1)假定集水器的流速為s1.0m/3產(chǎn)d=103vL=2X275=550m3/h=0.1528m3/s ,D=443mm,取450mm,分集水器內(nèi)流速為 v=0.96m/s支管流量 Ll=0.1528/2=0.0764 m3/s,假定分水器的流速為 1.0m/s, L=2X344=688m3/h =0.1911m3/, D=457mm 取450mm,則速度為 1.2m/s所選集水器和分水器的特性:內(nèi)徑(mm)管壁厚 (mm)封頭壁厚(mm)(角鋼)支架(圓鋼)4501016L6

25、0X5D18(2)分水器和集水器的長度計算(3)集水器的長度：D1=400 mm, D2=250 mm, D3=250 mm , D4=100mm(D1 為冷凍水泵(4)進水管直徑，D2和D3為用戶管路直徑，D4為旁通管直徑)L1=D1+60=410mm,L2=D1+D2+120=670 mm,L3=D2+D3+120=620 mm,L4=D3+D4+120=470mm,L5=D4+60=160mm總長度為 L=L1+L2+L3+L4+L5+18 2=2366mm分水器的長度：D1=400 mm, D2=250 mm, D3=250 mm , D4=100mm(D1為冷凍水泵出水管直徑，D2和

26、D3為用戶管路直徑，D4為旁通管直徑)L1=D1+60=46mm,L2=D1+D2+120=620 mm,L3=D2+D3+120=620 mm,L4=D3+D4+120=470mm ,L5=D4+60=160mm總長度為 L=L1+L2+L3+L4+L5+18 2=2330 mm集水器和分水器一般會設置排污口的直徑取DN40 mm6過濾器的選擇；根據(jù)管路直徑選擇對應的Y型過濾器。冷凍水泵進水口直徑 d=350mm,所以過濾器選 Y-350mm冷卻水泵進水口直徑d=400mm,所以過濾器選Y-400mm補給水泵進水口直徑d=35mm,所以過濾器選Y-35mm7電子水處理儀的選擇;根據(jù)冷卻水泵壓

27、出管直徑d=400mm選用電子水處理儀型號輸水管徑 (mm)處理流量范 圍(t/h)設備外形尺寸凈重 (kg)連接形 式直徑SYS-400C1.0M/C400280-440850420150法蘭8定壓罐的選擇可根據(jù)冷凍水補水量進行選擇，由上面可得補水量為5.5m3/h,可選擇NDB-60定壓罐其具體性能參數(shù)如下補水流 量 m3/h系統(tǒng)壓力氣壓水罐DXH (mm)定壓泵型號進口管 徑mm出口管徑mm凈重量KG6.0<=0.51600 >2700IS65-60-2065651600七.制冷站工藝布置1 .對制冷機房的要求制冷機房應布置在全區(qū)夏季主導風向的下風側；在動力站內(nèi)，一般應布置在

28、乙快站、鍋 爐房、煤氣站、堆煤場上風側，以保證制冷機房的清潔。位置應盡可能靠近冷負荷中心以縮 短冷凍水和冷卻水管網(wǎng)?？照{(diào)用制冷機房主要包括主機房、水泵房、變配電間和值班室等。高度不應低于3.64m設備間也不應低于2.5m。由于設備運行時如變壓器、開啟式離心冷水機組、澳化鋰吸收式制冷機組等都有較大 的熱量產(chǎn)生，水泵房還有余濕，制冷機房應有良好的通風，制冷機房應有每小時不少于3次換氣的自然通風。此外對電動型冷水機組、燃氣型澳化鋰吸收式制冷機組還應考慮事故通風。制冷機房應采用二級耐火材料建造，機房最好設為單層建筑，設有兩個出入口，機房 門窗應向外開啟，機房應預留能通過最大設備的安裝口。2 .制冷機房的設備布置機房內(nèi)設備布置應保證操作和檢修的方便，同時應盡可能使設備布置緊湊，以節(jié)省建筑面積，制冷機組的主要通道寬度；制冷機組與配電柜距離不應小于1.5m；制冷機組之間或與其他設備之間凈距離不小于1.2m；機組與墻壁之間以及與其上方管道或電纜橋架的凈距離 不小于1m冷卻塔應布置在通風散熱條件良好的屋面或地面上，并遠離熱源和塵源，冷卻塔之間 及冷卻塔與周圍建筑物應有一定間距水泵的布置應便于接管、操作和維修