制冷技術(shù)課程設(shè)計(jì)

1、 蘇州科技學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱： 空調(diào)用制冷技術(shù)課程設(shè)計(jì) 題 目： 南京商業(yè)辦公綜合樓冷凍站設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 胡海旭 學(xué)號(hào)： 系 別： 環(huán)境學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 建筑設(shè)備z1211 指導(dǎo)老師： 孫志高 李翠敏 2015年10月目 錄1設(shè)計(jì)目的22設(shè)計(jì)任務(wù)23負(fù)荷計(jì)算24機(jī)組選擇25方案設(shè)計(jì)36水力計(jì)算46.1冷凍水的水力計(jì)算6.1.1確定水流量6.1.2確定管徑6.1.3水力計(jì)算結(jié)果46.2冷卻水水力計(jì)算6.2.1水力計(jì)算結(jié)果77設(shè)備選擇77.1冷卻塔的選擇77.2水泵選擇7.2.1冷凍水泵的選擇7.2.2冷卻水泵的選擇88參考文獻(xiàn)11附錄一、設(shè)計(jì)目的課程設(shè)計(jì)是空氣調(diào)節(jié)用制

2、冷技術(shù)教學(xué)中一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，綜合運(yùn)用所學(xué)的有關(guān)知識(shí)，在設(shè)計(jì)中掌握解決實(shí)際工程問題的能力，進(jìn)一步鞏固和提高理論知識(shí)。通過課程設(shè)計(jì)，了解工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法及步驟，培養(yǎng)確定空調(diào)冷凍站的設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制工程圖、使用技術(shù)資料、編寫設(shè)計(jì)說明書的能力。二、設(shè)計(jì)任務(wù)南京商業(yè)辦公綜合樓冷凍站設(shè)計(jì)（一）設(shè)計(jì)原始資料1、建筑物概況：建筑面積：10200層數(shù)3層，層高4.8米2、參數(shù)條件：空調(diào)冷凍水參數(shù)：供水7，回水12冷卻水參數(shù)：進(jìn)水32，出水37三、負(fù)荷計(jì)算空調(diào)負(fù)荷指標(biāo)：q=250350 W/。本設(shè)計(jì)取250/ ，則建筑總負(fù)荷為Q=25010200=2550KW 建筑物的最小冷負(fù)荷為設(shè)計(jì)冷負(fù)荷的

3、15%，則qmin=255015%=382.5KW四、機(jī)組選擇在選擇制冷機(jī)的計(jì)算中，應(yīng)考慮到管道系統(tǒng)及設(shè)備的冷損失，故間接供冷系統(tǒng)一般附加7%15%富裕量。則制冷機(jī)組承擔(dān)的制冷量為W=Q(1+10%)=2550(1+10%)=2805KW為了滿足最小冷負(fù)荷下的工作情況，最小冷負(fù)荷考慮富裕量之后得出的值為qmin =382.5（1+10%）=420.75KW，分別按承擔(dān)負(fù)荷的30%和70%選用麥克維爾空調(diào)公司的離心式冷水機(jī)組，選擇WSC079/E2609/C2209型號(hào)1臺(tái)，WCS100/E3612/C3012型號(hào)一臺(tái)，機(jī)組技術(shù)參數(shù)見表 項(xiàng)目型號(hào)LSBLG 1500制冷量KW1501輸入功率KW

4、342壓縮機(jī)數(shù)量4能量調(diào)節(jié)方式自動(dòng)能量調(diào)節(jié)范圍%1000（16級(jí)）制冷劑R22充注量Kg654電氣性能電源3N 400V 50Hz安全保護(hù)高低壓保護(hù)、過載保護(hù)、逆（缺）相保護(hù)、排氣溫感器、防凍結(jié)溫感器、易熔塞冷凍水流量m3/h258冷卻水流量m3/h316.8冷凝器類型殼管式冷卻水進(jìn)水溫度范圍22至37水側(cè)壓降kPa76進(jìn)出水管mmDN1502蒸發(fā)器類型干式殼管式冷水出水溫度范圍5至15水側(cè)壓降kPa88進(jìn)出水管mmDN200機(jī)組外型尺寸:（長寬高）mm445021602420機(jī)組重量kg7800運(yùn)行重量kg8200噪音dB(A)87五、方案設(shè)計(jì)選擇該機(jī)房制冷系統(tǒng)為兩管制系統(tǒng)，即冷卻水供/回水

5、管、冷凍水供/回水管系統(tǒng)。經(jīng)冷水機(jī)組制冷后的7的冷凍水通過冷凍水供水管到達(dá)分水器，再通過分水器分別送往各層的用戶，經(jīng)過空調(diào)用戶后的12的冷凍水回水經(jīng)集水器再由冷凍水回水管返回冷水機(jī)組，通過水泵返回冷水機(jī)組中的蒸發(fā)器與制冷劑換熱實(shí)現(xiàn)降溫過程。從冷水機(jī)組出來的37的冷卻水經(jīng)冷卻水泵及冷卻水供水管到達(dá)冷卻塔，經(jīng)冷卻塔冷卻后降溫后的32的冷卻水再返回冷水機(jī)組冷卻制冷劑，如此循環(huán)往復(fù)。六、水力計(jì)算6.1 冷凍水的水力計(jì)算1）確定水流量本設(shè)計(jì)中LSBLG 1500冷水機(jī)組兩臺(tái)，蒸發(fā)器水流量為258 m3/h2）確定管徑通過控制管段內(nèi)的流速和比摩阻來確定管徑，最不利環(huán)路的比摩阻流速不宜選得太大，否則比摩阻太

6、大，一般比摩阻控制在100-300Pa/m，最好在150-200Pa/m,若選用管子的比摩阻偏大，則將管徑取大調(diào)節(jié)； 若比摩阻小于100 Pa/m，則將管徑取小，在比摩阻 100-300Pa/m 范圍內(nèi)確定管徑和流速。（1mH2O=0.1MPa）水流速度的選擇：管道種類推薦流速（m/s）管道種類推薦流速（m/s）水泵吸水管1.22.1主干管/集管1.24.5水泵出水管2.43.6排水管1.22.0冷水管道流速表:管徑DN253240507080100流速m/s400流速m/s0.9-1.61.0-1.81.2-2.11.4-2.31.6-2.41.8-2.61.9-2.83）阻力計(jì)算冷凍水管的

7、阻力包括沿程阻力和局部阻力，分別對其進(jìn)行計(jì)算。沿程阻力根 據(jù)選定的比摩阻可按以下公式進(jìn)行計(jì)算。Pm = pm * l式中Pm為摩擦阻力損失，即沿程阻力損失 Pa；pm 為管段的比摩阻，Pa/m； L 為計(jì)算管段的長度，局部阻力計(jì)算的公式為：Pj = * * 2 /2式中：P管段的局部阻力損失， Pa；局部阻力損失系數(shù)， 為管內(nèi)冷凍水的密度,kg/m3 ；管內(nèi)水的流速,m/s其中主要包括有閥門，變管徑，彎頭，三通等，還有就是末端散熱設(shè)備的 阻力損失。其中局部損失用到的局部損失系數(shù)如下：截止閥0.3止回閥DN40502002503003.93.40.10.10.1蝶閥0.10.3變徑管漸縮0.1（

8、對應(yīng)小斷面流速）漸擴(kuò)0.3（對應(yīng)小斷面流速）焊接彎頭90DN2002503003500.720.180.870.89水泵入口1.0過濾器2.0-3.0除污器4.0-6.0水箱接管進(jìn)水口1.0出水口0.5用到的三通0.14)則總的阻力損失為：P = Pm + Pj水力計(jì)算見草圖各管段管徑以及水力計(jì)算看附錄表1（揚(yáng)程為7.5mh2o）5)分集水器管徑計(jì)算假設(shè)每層負(fù)荷相同，結(jié)果見表總。管段管長（m）流量(m3/s)管徑mm流速m/s比摩阻R pa/m沿程阻力損失 pa局部阻力損失管段總阻力pa10.500 0.0722002.292561287394.2 7522.18122.535 0.07220

9、02.29256648.962097.6 2746.636.676 0.0722002.292561709.0561887.9 3596.93245.200 0.1442502.943281705.63111.7 4817.29653.470 0.1442502.943281138.160.0 1138.1660.500 0.1442502.9432816413397.6 13561.5872.761 0.1442502.94328905.6086396.3 7301.87286.451 0.1442502.943282115.9283371.0 5486.93292.650 0.144250

10、2.94200530345.7 875.7441018.200.1442502.943285969.66742.0 12711.608112.650 0.1442502.94328869.21210.1 2079.304126.345 0.1442502.943282081.163371.0 5452.164131.960 0.1442502.94328642.883371.0 4013.884142.535 0.1442502.94328831.483371.0 4202.484150.500 0.1442502.943281649075.8 9239.78合計(jì)84746.521 蒸發(fā)器阻力

11、：88000pa 空調(diào)需用壓力：40000pa 計(jì)算得總損失：.5pa6.2 冷卻水的水力計(jì)算1）確定水流量冷凝器水流量為316.8 m3/h，型號(hào)為WSC100水力計(jì)算見草圖，各管段管徑以及水力計(jì)算結(jié)果看下表管段管長（m）流量(m3/s)管徑mm流速m/s比摩阻R pa/m沿程阻力損失 pa局部阻力損失管段總阻力paa0.50.0882002.837818910662.4 10851.4b5.250.0882002.83781984.53606.4 5590.9c10.130.1763002.491841863.923627.1 5490.9785d3.470.1763002.4918463

12、8.483007.0 3645.5285e0.50.1763002.49184929300.2 9392.15f2.761 0.1763002.49184508.0244867.1 5375.1025g20.1763002.491843682697.0 3065.0435h10.1763002.491841840.0 184i10.1763002.491841842697.0 2881.0435j11.630.1763002.491842139.922542.0 4681.961k5.750.0882002.83782173.53214.4 5387.9l0.50.0882002.837818

13、97840.0 8029合計(jì)64575.0075冷卻水塔阻力：40000pa冷凝器阻力：76000pa總阻力：pa七、設(shè)備選擇7.1 冷卻塔的選擇根據(jù) “一塔對一機(jī)”的原則選擇，根據(jù)冷凝器的耗熱量和水流量來選擇冷卻塔（考慮1.2的安全系數(shù)選擇冷卻塔的處理水流量）。LSBLG1500型冷水機(jī)組的冷凝器耗熱量2805kw，冷凝器側(cè)水流量為28051.2=3366 m3/h。選擇型號(hào)為LRCM-H250與LRCM-H600的冷卻塔各一臺(tái)，詳細(xì)參數(shù)見附錄表3。7.2 水泵的選擇水泵的選擇根據(jù)流量和揚(yáng)程選擇（水泵的流量和揚(yáng)程均增加10%的附加值）。1）冷凍水泵的選擇冷凍水泵揚(yáng)程=空調(diào)需用壓頭（取4060

14、kPa）+冷凍機(jī)房所需壓頭（包括機(jī)房的局部損失+沿程損失+冷凍機(jī)組損失），本次設(shè)計(jì)空調(diào)需用壓頭取40kp。冷凍水泵的揚(yáng)程為21.3mmH2O，每臺(tái)冷凍水泵流量為129m3/h則根據(jù)以上數(shù)據(jù)選擇型號(hào)為200/250-30/4不銹鋼沖壓離心泵2臺(tái)，具體尺寸見下表型號(hào)流量m3/s揚(yáng)程m安裝尺寸長寬高mm連接管DN mm200/250-30/428022.299056912642002）冷卻水泵的選擇冷卻水泵揚(yáng)程=冷卻塔進(jìn)塔壓力+冷凍機(jī)房所需壓頭（包括機(jī)房的局部損失+沿程損失+冷凍機(jī)組損失）計(jì)算所得冷卻水泵的揚(yáng)程為18.1mmH2O，每臺(tái)冷卻水泵的流量為252 1.1=277.2m3/h，則根據(jù)以上數(shù)

15、據(jù)選擇型號(hào)為200/250-30/4不銹鋼沖壓離心泵1臺(tái)，具體尺寸見下表型號(hào)流量m3/s揚(yáng)程m安裝尺寸長寬高mm連接管DN mm200/220-18.5/43222099047911741507.3 分集水器的選擇分、集水器外觀看著有一大段不同管徑的管子，在器體上方根據(jù)設(shè)計(jì)要求焊接不同管徑接口。它們均用無縫焊接鋼管制作，其底部都應(yīng)有排污管接口，一般選用DN40。分、集水器中間需用管路相連接，保持兩個(gè)流量均勻，加個(gè)壓差旁通閥可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。分水器的直徑要求小于等于最大接管直徑的2倍，且分水器接頭截面流速控制在 0.51m/s，接管間距可以考慮管直徑之和加上 120，分水器總長最大不要超過3m。

16、冷凍水流量為：Q=258m3/h。假定截面流速為1m/s，則管徑為：故選擇管徑為DN500校核實(shí)際流速為：符合要求。因此分水器總進(jìn)水管徑為DN500，由于器體本身直徑不得小于最大接管直徑的2倍，故分水器的直徑為DN1000。將分水器分為3路供水，分管流速取1 m/s則管徑為：故選擇管徑為DN300L1=d1+120=420，L2=d1+d2+120=720，L3=d2+d3+120=720,查封頂高度表h=275L=130+L1+L2+L3+120+2h=130+420+720+720+120+2752=2660mm同理選擇集水器。7.4 膨脹水箱的選擇當(dāng)空調(diào)水系統(tǒng)為閉式系統(tǒng)時(shí)，為使系統(tǒng)中的水

17、因溫度變化而引起的體積膨脹給予余地以及有利于系統(tǒng)中空氣的排出，在管路系統(tǒng)中應(yīng)連接膨脹水箱。為保證膨脹水箱和水系統(tǒng)的正常工作，在機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)中，膨脹水箱應(yīng)該接在水泵的吸入側(cè)，水箱標(biāo)高應(yīng)至少高出系統(tǒng)最高點(diǎn)1米。膨脹水箱的容積是有系統(tǒng)中水容量和最大的水溫幅度決定的VP=atVc=0.0006tVca-水的體積膨脹系數(shù)a=0.0006L/t-最大水溫變化值Vc-系統(tǒng)的水容量當(dāng)供冷時(shí)系統(tǒng)水容量Vc(L/建筑面積)對于全空氣系統(tǒng)來說為0.40.55 L/建筑面積，本設(shè)計(jì)取0.5 L/。則本建筑的Vc=0.511300=5650 L則膨脹水箱容積為VP=16.95L八、參考文獻(xiàn)1 陳沛霖，岳孝方空調(diào)與制冷技術(shù)手冊（第二版）M上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，19992 路詩奎，姚壽廣空調(diào)制冷專業(yè)課程設(shè)計(jì)指南北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.43