《冷熱源工程》課程設(shè)計說明書

1、冷熱源工程課程設(shè)計制冷工程設(shè)計說明書一、建筑所在地:上海。二、氣象資料上海地處我國長江下游地區(qū),屬北亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),四季分明,夏熱冬冷,春秋短暫,雨量集中,歷年平均氣溫15.7,主導(dǎo)風(fēng)向夏季為西南風(fēng),冬季為東北風(fēng)。根據(jù)暖通空調(diào)常用數(shù)據(jù)手冊附錄1“我國主要城市和地區(qū)的室外氣象參數(shù)”查得:(1 地理位置上海位于北緯31°14,東經(jīng)121°29,海拔4m。(2 外氣設(shè)計條件夏季:干球溫度34.6,濕球溫度28.2;冬季:干球溫度-1.2,相對濕度74%。(3 大氣壓力冬季:102647Pa;夏季:100573 Pa。(4 年平均溫度15.7;(5 最大凍土深度8m;(6 室外平

2、均風(fēng)速冬季:3.3m/s;夏季:3.4m/s。三、工程概況及暖通空調(diào)設(shè)計條件本工程涉及的高層建筑為一棟集商業(yè)、文化娛樂、辦公、賓館、地下設(shè)備用房和地下車庫于一體的多功能大樓,位于大城市中心重要街道一側(cè),水、電、燃氣供應(yīng)等市政設(shè)施完備。該建筑采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。主要圍護結(jié)構(gòu)做法:(1外墻:五層及其以下墻體為240磚墻。六層及其以上按以下兩種做法選定:(a240空心磚;(b200厚加氣混凝土砌塊。(2外窗:3mm普通玻璃、鋁塑單層窗,一般按無外遮陽且配備淺色內(nèi)窗簾考慮。(3屋面:70厚鋼筋混凝土板,上置75厚加氣混凝土,k=1.465W/m2。四、冷水機組及泵的選擇1.制冷總負荷為5200kW

3、;所需供冷樓層共28層(地上,其中一層到五層為商場,六層為餐廳,七層到二十八層為寫字間。根據(jù)使用的性質(zhì)不同,對空調(diào)區(qū)域進行分區(qū),一層到六層劃為A區(qū),七層到十八層為B區(qū),十九層到二十八層劃為C區(qū)。A區(qū)的制冷負荷為總負荷的40%,B區(qū)的制冷負荷為總負荷的35%,C區(qū)的制冷負荷為總負荷的25%。因此:A區(qū)制冷負荷:5200kW×40%=2080kw, 余量:2080×1.1=2288kwB區(qū)制冷負荷:5200kW×35%=1820kw, 余量:1820×1.1=1980kwC區(qū)制冷負荷:5200kW×25%=1300kw, 余量:1300×

4、1.1=1430kw選用冷水機組的制冷負荷必須滿足計算負荷的要求,即選用冷水機組的額定制冷負荷不應(yīng)小于冷水機組計算熱負荷,以保證制冷的需要。但也不應(yīng)該選用冷水機組的總制冷量超過計算負荷太多而造成浪費。冷水機組的制冷量還應(yīng)適用冷水機組負荷變化的需要,特別是某些季節(jié)性冷水機組,要避免鍋爐長期在高負荷下運行。由此A、B、C區(qū)選的冷水機組分別為為HS-700H、HS-600H、HS-500H,這三種型號的相關(guān)銘牌參數(shù)見表11冷水機組選型表11:機組型號HS-700H HS-600H HS-500H-G 制冷量RT 700 600 500Kw 2460 2112 1756104Kcal/h 211.5

5、181.5 151蒸發(fā)器(冷水進水溫度°C 12 12 12 出水溫度°C 7 7 7 流量m3/h 423 363 312 流程 2 3 3 接管通徑mm 300 250 250 污垢指數(shù)m2°C/kW 0.086水阻損失MPa 0.093 0.125冷凝器(冷凍水進水溫度°C 32 32 32出水溫度°C 37 37 37流量m3/h 529 453 378流程 2接管通徑mm 300 250 250污垢指數(shù)m2°C/kW 0.86水阻損失MPa 0.011 0.057輸出功率kW 455 385 320電壓V 6000 380/

6、6000R11沖入量kg 950 900 850潤滑油加入量kg 70 35機組吊裝質(zhì)量t 13.4 11.0 10機組運行質(zhì)量t 15.4 13.0 11.7機組尺寸長(Amm 6160 5020寬(Bmm 1982 1977高(Cmm 2900 2717注:冷凍、冷卻水水側(cè)的設(shè)計壓力為1MPa,水接管法蘭標準JB/T81-94,高于1MPa 工作壓力應(yīng)在定貨時特別注明。2.冷凍水泵的選取冷凍水泵所需要的揚程:冷凍水管進出冷水機組的阻力損失+沿程阻力損失+局部阻力(mH2O。其中局部阻力按沿程阻力的50%計算。設(shè)定沿程阻力損失為6.1mH2O。所以:A區(qū):揚程:H=(9.3+6.1+6.1&

7、#215;50%×1.2=22.14mH2OB 區(qū):揚程:H=(12.5+6.1+6.1×50%×1.2=25.98mH2O流量:C 區(qū):揚程:H=(12.5+6.1+6.1×50%×1.2=25.98mH2O根據(jù)流量和揚程A 、B 、C 區(qū)冷凍水泵分別為IR200-150-250 IR200-150-310 IR150-125-315,其相關(guān)銘牌參數(shù)見表12 冷凍水泵的性能參數(shù) 表12:型號 IR200-150-250 IR200-150-315B IR150-125-315 轉(zhuǎn)速 1450r/min 1450r/min 1450r/min

8、流量 111.1L/s 96.2L/s 66.7 L/s 揚程 20m 24m 32m效率 82% 82% 79%軸功率 26.6kw 27.9kw 21.08kw 電機功率 37kw 37kw 30kw必須汽蝕余量 4.2m 2.5m葉輪名義直徑 275mm 301.5mm 325mm注:為保證自出現(xiàn)意外的時候仍然能夠滿足用戶的供冷需求,再次,選用3用1備。3.冷卻水泵的選取由于冷卻水系統(tǒng)為開式系統(tǒng),因此,冷卻水系統(tǒng)所需要的揚程不僅需要克服冷卻水系統(tǒng)的阻力損失,還需要提供冷卻塔所需要的靜壓高度。冷卻水泵所需要的揚程:冷凍水管進出冷水機組的阻力損失+沿程阻力損失+局部阻力+冷卻塔高度+進塔水壓

9、(mH2O 。其中局部阻力按沿程阻力的50%計算。設(shè)定沿程阻力損失為5.8mH2O 。冷卻塔高度取為4m ,進塔水壓取為4m 。所以A 區(qū):揚程:H=(1.1+5.8+5.8×50%+4+4×1.2=21.36mH2O流量:B 區(qū):揚程:H=(5.7+5.8+5.8×50%+4+4×1.2=26.88mH2O流量:C 區(qū):揚程:H=(5.7+5.8+5.8*50%+4+4×1.2=26.88mH2O根據(jù)流量和揚程A、B、C區(qū)冷凍水泵分別為IR200-150-400 IR 200-150-310 IR 200-150-310,其相關(guān)銘牌參數(shù)見表1

10、3冷卻水泵的性能參數(shù)表13:型號IR200-150-315 IR 200-150-400B IR 200-150-400B 轉(zhuǎn)速1450r/min 1450r/min 1450r/min流量128L/s 111.1L/s 96.2L/s揚程32m 38m 38m效率82% 81% 81%軸功率42.5Kw 44.6Kw 44.6Kw電機功率55Kw 55Kw 55Kw汽蝕余量 3.5m 3.8m 3.8m葉輪名義直徑346mm 344.5mm 344.5mm注:為保證自出現(xiàn)意外的時候仍然能夠滿足用戶的供冷需求,再次,選用3用1備。4.冷凍、冷卻水管尺寸的確定冷凍水供回水管管徑:由公式 Q=AV

11、 , 利用經(jīng)濟流速求出最佳管徑。經(jīng)濟流速1.21.8m/s,取1.8m/s,水的密度為1000kg/m3。冷凍水管尺寸:A區(qū):取管徑300mmB區(qū):取管徑250mmC區(qū):取管徑250mm冷卻水管尺寸:A區(qū):取管徑300mmB區(qū):取管徑300mmC區(qū):取管徑250mm管徑尺寸表14:分區(qū)冷凍水管尺寸冷卻水管尺寸A區(qū)DN300 DN300B區(qū)DN250 DN300C區(qū)DN250 DN2505.冷卻塔的選型根據(jù)冷卻水量以及當?shù)貧庀髤?shù)氣溫、空氣風(fēng)速選擇LRN系列低噪聲型逆流冷卻塔,冷卻塔根據(jù)不同的區(qū)域選取:A區(qū):低噪聲型逆流冷卻塔主要參數(shù)表表15型號冷卻水量(m3/h外形尺寸(mm 風(fēng)機重量(Kg

12、噪聲值dB(A 長L寬W高H風(fēng)機直徑(mm電機千瓦(Kw干重濕重LRN-600/S600 4930 4930 5500 3700 18.5 5090 8990 65.0 B區(qū):低噪聲型逆流冷卻塔主要參數(shù)表表16型號冷卻水量(m3/h外形尺寸(mm 風(fēng)機重量(Kg 噪聲值dB(A 長L寬W高H風(fēng)機直徑(mm電機千瓦(Kw干重濕重LRN-500/S500 4930 4930 5300 3700 18.5 4650 8550 65.0C區(qū):低噪聲型逆流冷卻塔主要參數(shù)表表17型號冷卻水量(m3/h外形尺寸(mm 風(fēng)機重量(Kg 噪聲值dB(A 長L寬W高H風(fēng)機直徑(mm電機千瓦(Kw干重濕重LRN-4

13、00/S400 4610 4610 4980 3400 15 3830 7020 64.0說明:1、噪聲為標準點Dm測定值,即距塔壁直徑遠,距基礎(chǔ)1.5米高(當塔徑小于1.5米時取 Dm=1.5米。2、本系列標準設(shè)計工況為濕球溫度T=28,進水溫度t1=37,出水溫度t2=32,即水溫降t=5,逼近度t2-T=4。3、本表中列出T=28時,t=5,的冷卻水量供選用時參考,其它參數(shù)的冷卻水量請查熱力性能曲線。4、進水壓力指接管點處水壓1Kgf/cm2=9.8×104Pa,因此本系列水壓在0.20.49Kgf/cm2之間。五.制熱負荷及熱源的選擇1. 制熱總負荷為3700kW;所需供熱樓

14、層共28層(地上,其中一層到五層為商場,六層為餐廳,七層到二十八層為寫字間。根據(jù)使用的性質(zhì)不同,對空調(diào)區(qū)域進行分區(qū),一層到六層劃為A區(qū),七層到十八層為B區(qū),十九層到二十八層劃為C區(qū)。A區(qū)的制熱負荷為總負荷的35%,B區(qū)的制熱負荷為總負荷的35%,C區(qū)的制熱負荷為總負荷的30%。因此:A區(qū)制熱負荷:3700 Kw35%=1295 Kw熱負荷取10%余量,所以Q=(1+10% 1295=1424.5 Kw因為1t/h=700 kW,所以Q=1424.5 Kw=2.035 t/hB區(qū)制熱負荷:3700 Kw 35%=1295 Kw熱負荷取10%余量,所以Q=(1+10%1295=1424.5 Kw因

15、為1t/h=700 kW,所以Q=1424.5 Kw=2.035 t/hC區(qū)制熱負荷:3700kW30%=1110 Kw熱負荷取10%余量,所以Q=(1+10%× 1110=1221 Kw因為1 t/h=700 Kw,所以Q=1221 Kw=1.744 t/2.熱源選擇根據(jù)用熱情況,可選擇燃煤、燃氣、燃油及電鍋爐等,選用后要給出方案比較?？紤]經(jīng)濟型問題,結(jié)合目前上海的大多數(shù)鍋爐的都采用燃煤鍋爐。所以本次設(shè)計考慮用SZL1.25MPa鏈條爐排快包飽和蒸汽鍋爐系列。由此A、B、C區(qū)的鍋爐分別為:SZL3-1.25-AII鏈條爐排快包飽和蒸汽鍋爐、SZL3-1.25-AII鏈條爐排快包飽和

16、蒸汽鍋爐、SZL2-1.25-AII鏈條爐排快包飽和蒸汽鍋爐。根據(jù)A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)最大計算熱負荷,本設(shè)計鍋爐的選型及參數(shù)見表15:鍋爐參數(shù)表15: 3.板式換熱器選擇:A,B區(qū)系統(tǒng)供暖負荷1424.5KW,擬用95-70熱水供暖,鍋爐供給的熱媒為130-80的高溫?zé)崴?shù)平均溫差=20確定傳熱系數(shù)K假定冷水側(cè)水流速,熱水側(cè),查實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊換熱器傳熱特性曲線可得傳熱系數(shù)K由圖4.4-10中查得K=3900W/所需換熱面積F=水垢系數(shù)B板式換熱器可不考慮,B=1選用BR35型單片傳熱面積為0.35 則需要n=52片C區(qū)系統(tǒng)供暖負荷1221KW,擬用95-70熱水供暖,鍋爐供給的熱媒為13

17、0-80的高溫?zé)崴?shù)平均溫差=20確定傳熱系數(shù)K假定冷水側(cè)水流速,熱水側(cè),查實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊換熱器傳熱特性曲線可得傳熱系數(shù)K由圖4.4-10中查得K=3900W/所需換熱面積F=水垢系數(shù)B板式換熱器可不考慮,B=1選用BR12型單片傳熱面積為0.12 則需要n=82片數(shù)據(jù) BR12 BR35換熱面積1-12 10-50板片總數(shù)件27-99 31-145通過水量40 80單片換熱面積片/ 0.12 0.35通道截面積0.00072 0.0013134.循環(huán)水泵流量確定利用公式pQ c v t=其中:Cp=4.2 kJ/(kgk ;=1000kg/m3利用上述公式計算各區(qū)的流量。A、B區(qū)流

18、量:48.84 /hC區(qū)流量:41.86 /h5.循環(huán)水泵揚程的確定由于熱水供應(yīng)系統(tǒng)為閉式系統(tǒng),所以計算揚程時無需考慮高差影響。循環(huán)水泵揚程可按照如下公式計算。循環(huán)水泵所需要的揚程 = (水管進出鍋爐的阻力損失 + 沿程阻力損失 +局部阻力損失×1.2。設(shè)鍋爐內(nèi)水阻力位5米,管路沿程阻力損失為10米,局部阻力損失為沿程阻力損失的50%,所以各區(qū)的循環(huán)水泵揚程均為H=(5+10+10×0.5×1.2 =24m因此根據(jù)計算所得的揚程與流量,各分區(qū)循環(huán)水泵均為IS80-65-160循環(huán)水泵參數(shù)表表16:型號流量m3 /h 揚程 m 電機功率KwIS80-65-160 50 32 7.5注:共選用6臺,3用3備6.補給水泵流量的確定補給水泵流量公式Q=K*v其中:K為補給水率,取1%;v為循環(huán)水泵的流量。A、B、C區(qū)補給水泵流量Q = 2 * 0.1 * 48.48 + 0.1 *41.86 = 13.95 m3 / h7.補給水泵揚程的確定補給水泵揚程為10米8.補給水泵的選型因此根據(jù)計算所得的揚程與流量,補給水泵選型:IS65-50-125補給水泵參數(shù)表表17:型號流量m3 /h 揚程 mIS65-50-125 25 20注:共選取2臺1用1備9.鍋爐房的設(shè)備布置根據(jù)選用鍋爐的種類,切合實際地根據(jù)建筑原始資料,進行鍋爐及鍋爐附屬設(shè)備的選型、布置,管道的選