空調(diào)用制冷課程設(shè)計

1、安 徽 建 筑 大學(xué) 設(shè)計說明書 空調(diào)用制冷技術(shù) 設(shè)計計算書專 業(yè) 10環(huán)設(shè) 班 級 2 學(xué) 號 姓 名 課 題 空調(diào)用制冷技術(shù)指導(dǎo)教師 2013年6月12日空調(diào)用制冷技術(shù)課程設(shè)計一、制冷站總負荷計算給定計算制冷量為2000Kw，能源為電；二、冷水機組的選型（1）方案一：離心式冷水機組離心式冷水機組將離心式壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和節(jié)流裝置等設(shè)備組成。電動機通過增速器帶動壓縮機的葉輪就愛那個來自蒸發(fā)器的低壓氣態(tài)制冷劑壓縮成為高壓蒸汽，送入冷凝器。被冷凝后的液態(tài)制冷劑經(jīng)膨脹閥節(jié)流后送到蒸發(fā)器中吸熱，冷卻冷凍水。離心式制冷機組的優(yōu)點是葉輪轉(zhuǎn)速高，輸氣量大，單機容量大；結(jié)構(gòu)緊湊，噪音低；機組能效比高，

2、單位制冷量量指標(biāo)小。其缺點是對材料強度，加工精度要求嚴格；離心負壓系統(tǒng)，外殼易侵入有產(chǎn)生化學(xué)變化，腐蝕管路的危險。選用兩臺麥克維爾離心式冷水機組，其主要參數(shù)如下：型號制冷量輸入功率冷凍水量冷卻水量冷凍水進、出口溫度冷卻水進、出口溫度Wsc126MBHNOF/E4212/C3612300Tons195.9Kw50.5L/s60L/s12/732/372、方案二：溴化鋰制冷機組溴化鋰制冷機組的優(yōu)點是運動部件少，故障率低，運動平穩(wěn)，振動小，噪聲低，加工簡單，操作方便，可實現(xiàn)10%-100%無級調(diào)節(jié)。溴化鋰溶液無毒，對臭氧層無破壞作用，可利用余熱。廢熱及其他低品位熱能.運行費用少，安全性好。以熱能為動

3、力，電能耗用少。其缺點是使用壽命比壓縮式短，節(jié)電不節(jié)能，耗汽量大，熱效率低。機組長期在真空下運行，外氣容易侵入，若空氣侵入，造成冷量衰減，故要求嚴格密封，給制造和使用帶來不便。機組排熱負荷比壓縮式大，對冷卻水水質(zhì)要求較高。溴化鋰溶液對碳鋼具有強烈的腐蝕性，影響機組壽命和性能。選用一臺雙良溴化鋰吸收式冷水機組，其主要性能參數(shù)如下：型號制冷量輸入功率冷水量冷卻水量冷凍水進、出口溫度冷卻水進、出口溫度204DH22040Kw6.1Kw350m3/h507m3/h12/732/383、方案三：螺桿式制冷機組螺桿式冷水機組由螺桿式制冷壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥、油分離器、自控元件和儀表等組成的一個完

4、整的制冷系統(tǒng)。由于螺桿式壓縮機運行平穩(wěn)，所以機組安裝時可不裝地腳螺栓，直接置于強度足夠的的水平地面或樓面上即可。螺桿式壓縮機調(diào)節(jié)性能大大優(yōu)于活塞式壓縮機，且在50%100%負荷運行時，其功率消耗幾乎正比于冷負荷，只是其部分負荷性能系數(shù)優(yōu)于活塞式冷水機組。螺桿式制冷機組的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，運動部件少，易損件少，壽命長；噪音低，震動少；壓縮比可達20；機組能效比高。其缺點是價格高；單機容量比離心式??；潤滑系統(tǒng)復(fù)雜.耗油量大。選用兩臺麥克維爾螺桿式制冷機組，其主要性能參數(shù)如下：型號制冷量輸入功率冷凍水量冷卻水量冷凍水進、出口溫度冷卻水進、出口溫度PFS-300.21028.3Kw171.8Kw49.2

5、L/s57.4L/s12/730/354、確定最佳方案從能源供應(yīng)上看，該工程提供的能源為電，而方案二的主要依靠熱能為動力，所以方案二難以符合要求。從能耗、單機容量和運行調(diào)節(jié)等方面考慮，選擇空調(diào)用蒸氣壓縮式冷水機組參考冷量：在負荷大于1758Kw時適合選用離心機；在10541758Kw時離心機或螺桿機皆可用；在700kW1504Kw時適合用螺桿機；而該工程中的冷負荷為2000Kw，再選用兩臺機組時，單機制冷量約為1000Kw，綜上考慮本站選用方案三，即選用兩臺螺桿式制冷機組。5、方案審核由廠家樣本知，選定冷水機組的每臺的名義制冷量為1028.3Kw，電功率為171.8Kw。則該制冷機組在名義工況

6、下的制冷性能系數(shù)為：達到國家現(xiàn)行的蒸氣壓縮循環(huán)冷水（熱泵）機組 工商業(yè)用和類似用途冷水（熱泵）機組（GB/T18430.12001）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。6、螺桿式制冷機組的詳細參數(shù)：以下是麥克維爾的PFS-300.2性單螺桿式制冷機組的詳細參數(shù)：型號PFS-300.2名義制冷量1028.3機組額定功率171.8額定電流303.5啟動電流316.6 最大啟動電流468.4制冷劑制冷劑R134A填充量350電源380V 3N/50Hz安全保護類別高低壓保護、斷水保護、防凍保護、安全閥保護、過載保護、水溫保護、壓縮機過熱保護壓縮機形式半封閉式雙螺桿壓縮機啟動方式Y(jié)數(shù)量（臺）2冷卻水進出口溫度30/35流量L/

7、s57.4管徑DN200壓降51.9冷凍水進出口溫度12/7流量L/s49.2管徑DN200水阻力48.8外形尺寸長mm3764寬mm1676高mm2235機組凈重5883運轉(zhuǎn)重量6374三、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)）（1）揚程的計算：H=H1 + H2 + H3+ H4 +H5H冷卻水泵的揚程H1 制冷機組冷凝器水阻力：一般為57mH2O；（具體值參看產(chǎn)品樣本），這里這里樣本值 為5.19mH2OH2.冷卻塔噴頭噴水壓力：一般為23mH2O，這里取2.5mH2OH3.冷卻塔（開式冷卻塔）接水盤到噴嘴的高差：一般為23mH2O這里取2.5mH2OH4.回水過濾

8、器阻力，一般為35mH2O，這里取4mH2OH5制冷系統(tǒng)水管路沿程阻力和局部阻力損失： 一般為58mH2O；這里取7mH2O因此冷卻水泵所需的揚程 H=H1 + H2 + H3+ H4 +H5=21.19m。Hmax=（1.051.10）H 則Hmax=1.1×21.19=23.3m （2）流量的確定： 由制冷機組性能參數(shù)冷凝器水量206.64m3/h，考慮到泄漏，附加10%的余量即為，206.64×（1+10%）=227.304m3/h （3） 冷卻水泵的選擇： 根據(jù)以上所得流量和揚程，選擇兩臺BKZ系列型號為150-315水泵：型號流量揚程效率轉(zhuǎn)速功率kw電機型號汽蝕余

9、量吸入口直徑mmm3/hmr/min電動機功率BKZ150-3152003279%148030Y200L-42.5150外形尺寸安裝尺寸壓出口直徑mmLHahLBB14-dmmmmmmmmmmmmmmmm9957151403605005804804-28125（三）冷凍水泵的選擇（1）揚程的計算：H=H1 + H2 + H3 + H4+ H5H冷凍水泵的揚程H1.制冷機組蒸發(fā)器水阻力：一般為57mH2O；樣本給定值為4.88mH2OH2.末端設(shè)備（空氣處理機組、風(fēng)機盤管等）表冷器或蒸發(fā)器水阻力：一般為57mH2O； （據(jù)體值可參看產(chǎn)品樣本這里取7mH2OH3.回水過濾器阻力，一般為35mH2O

10、；這里取5mH2OH4分水器、集水器水阻力：一般一個為3mH2O；H5.制冷系統(tǒng)水管路沿程阻力和局部阻力損失：一般為710mH2O；這里取9mH2O因此冷凍水泵所需的揚程 H=H1 + H2 + H3 + H4+ H5=28.88mH2OHmax=（1.051.10）H 則Hmax=1.1×26.88=31.8mH2O（2） 流量的確定由制冷機組性能參數(shù)蒸發(fā)器水量177.12m3/h，考慮到泄漏，附加10%的余量即為，177.12×（1+10%）=194.832m3/h根據(jù)以上所得流量和揚程，選擇兩臺BKZ系列型號為150-315水泵：型號流量揚程效率轉(zhuǎn)速功率kw電機型號汽

11、蝕余量吸入口直徑mmm3/hmr/min電動機功率BKZ150-3152003279%148030Y200L-42.5150外形尺寸安裝尺寸壓出口直徑mmLHahLBB14-dmmmmmmmmmmmmmmmm9957151403605005804804-28125四、制冷站內(nèi)水力計算根據(jù)民用建筑空調(diào)設(shè)計，在空調(diào)系統(tǒng)中所有水管管徑一般按照如下公式進行計算：D(m)= 公式中：L-所求管段的水流量； V-所求管段允許的水流速。流速的確定：一般，當(dāng)管徑在DN100到DN250之間時，流速推薦值為1.5m/s左右；當(dāng)管徑小于DN100時，推薦流速應(yīng)小于1.0m/s；當(dāng)管徑大于DN250時，流速可再加大

12、。根據(jù)已知的流量和推薦的流速計算出管徑，查表確定標(biāo)準(zhǔn)的管徑，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)管徑計算出水的流速，看是否符合設(shè)計要求。冷卻水系統(tǒng)水力計算由冷水機組的選型樣本知冷卻水流量L=57.4L/s=206.64m3/h，取流速V=1.5m/s根據(jù)公式D1=221mm取冷卻水管管徑D1=200mm，則管段流速V=1.83m/s，滿足流速要求。流量(m3/h)管徑(mm)(m/s)R(Pa/m)動壓(Pa)206.642001.831581617冷凍水系統(tǒng)水力計算由冷水機組的選型樣本知冷凍水流量L=49.2L/s=177.12m3/h，取流速V=1.5m/s根據(jù)公式D2=204mm取冷凍水管管徑D2=200mm，則管

13、段流速V=1.57m/s，滿足流速要求。故供回水管直徑均為200mm。流量(m3/h)供回水管管徑(mm)(m/s) R(Pa/m)動壓(Pa)177.122001.571111123冷凍水補水管路水力計算冷凍水的補水量為系統(tǒng)水容量的2%，即177.12m3/h×2%=3.54m3/h，取流速V=1.0m/s根據(jù)公式D3= =29mm 取冷凍水補水管管徑為32mm，則管段流速V=1.22m/s，滿足流速要求。五、冷卻塔選型1冷卻塔的水流量冷卻塔的水流量為冷卻水系統(tǒng)水量的1.2倍。即GK=206.64×1.2=248m3/h進水溫度：tw2=35 出水溫度：tw1=30 水溫

14、差： t=5 濕球溫度：tw=27 2冷卻塔的選擇冷卻塔放在空氣處理機房的上面。遵循一機一泵對一塔的原則，需選擇兩臺冷卻塔。一般不考慮備用。根據(jù)冷卻塔水流量，選用2臺CTA-360型方形橫流式冷卻塔。性能參數(shù)見下表。型號冷卻水量m3/h風(fēng)機直徑mm電機功率kw長mm寬mm高mm進出水管徑DN mm滿水管徑DN mm補水管徑DN mm排污管徑DN mmCTA-360UFWL2551850×312675036603295200653265六、膨脹水箱的選?。?）膨脹水箱有效容積計算： 本設(shè)計選用膨脹水箱定壓。膨脹水量按下式估算：式中：水的體積膨脹系數(shù)，； 最大水溫變化值，；=35-7=2

15、8 系統(tǒng)水容量，；根據(jù)提供的冷負荷2000Kw,通過冷負荷面積指標(biāo)可知普通建筑的單位面積冷負荷指標(biāo)約為120W左右建筑面積S=2000×103÷120=16700m2=1.2L/m2×S×10-3=20則Vp=0.0006×28×20=0.336（2）膨脹水箱選型：查設(shè)計規(guī)范，選擇方形膨脹水箱，其參數(shù)如下：型號公稱容積有效容積尺寸（長×寬×高）配管公稱直徑水箱自重溢流排水膨脹信號循環(huán)30.50.61900×900×9004032252020156.3七、分水器及集水器的選擇；1、（1）分集水器多

16、用于多回路的空調(diào)水系統(tǒng)，直徑應(yīng)按總流量通過時的斷面流速（0.51.0m/s）初選，并應(yīng)大于最大接口管開口直徑的2倍。（2）過濾器冷水機組、水泵、電動調(diào)節(jié)閥等設(shè)備的入口管道上應(yīng)安裝過濾器或除污器，以防雜質(zhì)進入。（3）壓力表分集水器、冷水機組的進出水管、水泵出口應(yīng)設(shè)壓力表。（4）溫度計分集水器、冷水機組的進出水管影射溫度計。 2.（1）假定分集水器的流速為s1.0m/d=103 vLp4L=2×177.12=354.24m3/h=0.0984m3/s ,D=354mm,取350mm，但350小于最大接口直徑的2倍，所以D取400分集水器內(nèi)流速(可能有誤)為v=0.78m/s所選集水器和分

17、水器的特性：公稱直徑DN/mm曲面高度h1/mm直邊高度h2/mm厚度/mm質(zhì)量m/kg容積V/m340010025813.060.0115分集水器的長度：D1=200mm，D2=200 mm，D3=200mm ，D4=100mm(D1為冷凍水泵進水管直徑，D2和D3為用戶管路直徑，D4為旁通管直徑)L1=D1+60=260mm，L2=D1+D2+120=520mm，L3=D2+D3+120=520mm，L4=D3+D4+120=420mm，L5=D4+60=160mm總長度為L=L1+L2+L3+Li+2hL=L1+L2+L3+L4+L5+（100+25）×2=2130mm八、過濾

18、器的選擇；根據(jù)管路直徑選擇對應(yīng)的Y型過濾器。冷凍水泵進水口直徑d=150mm, 所以過濾器選Y-150mm冷卻水泵進水口直徑d=150mm, 所以過濾器選Y-150mm補給水泵進水口直徑d=32mm, 所以過濾器選Y-32mm九、電子水處理儀的選擇；根據(jù)冷卻水泵壓出管直徑d=125mm,需處理的水量為206.64m3/h選用電子水處理儀根據(jù)管徑初選，看處理流量是否符合所選的處理流量范圍，如果處理流量不符合，換大一號管徑的，直至所處理的流量符合。 型號輸水管徑(mm)處理流量范圍 (t/h)設(shè)備外形尺寸mm凈重(kg)連接形式長直徑ZL/1.6-20020025060020066法蘭十、 設(shè)計總結(jié) 這次課程設(shè)計非?？简炃捌谒鶎W(xué)習(xí)的知識，還有我們查閱資料的能力。課程設(shè)計的過程非常復(fù)雜，在此過程中我學(xué)習(xí)到了很多東西，之前對規(guī)范基本上沒有用過，通過這次課程設(shè)計，是我對制冷基礎(chǔ)機房設(shè)計過程中對規(guī)范的參考有了深入的認識，更多的學(xué)會了查閱資料，參考文獻，通過這種查閱的過程不斷地積累和學(xué)習(xí)了很多專業(yè)知識，這是平時的學(xué)習(xí)很少能直觀體會到得東西。 課程設(shè)計的前半程，方向沒有把握好，選擇了吸收式制冷機組，但是在選擇的過程中回頭發(fā)現(xiàn)這種設(shè)計存在一定的缺陷，最終改變使用離心式制