制冷機房課程設計說明書正文

1、制冷機房課程設計說明書正文 石家莊鐵道大學四方學院課程設計冷凍機房設計 2021屆土木工程 系 專 業(yè): 建筑環(huán)境與設備工程 學 號:20215927 學生姓名:陳永超 指導教師:馬長捷 完成日期2021年5 月20日目錄第一章 設計任務31.1建筑資料31.2 設計任務31.3設計步驟3第二章 制冷機房42.1 制冷機房的設置42.2 冷水機組的選擇42.2.1 冷水機組的裝機容量42.2.2 冷水機組的臺數42.2.3 冷水機組的類型42.3 冷卻塔的選擇52.4水泵的選擇52.4.1 冷凍水泵的選擇52.4.2 冷卻水泵的選擇62.5 補水定壓裝置的選擇72.6 分集水器的選擇82.7

2、水處理設備的選擇92.7.1 軟水器和軟化水箱92.7.2 水處理儀9第三章 水力計算103.1沿程阻力103.2局部阻力103.3總阻力103.4水力計算103.5水力計算表格11第四章 總結12第五章 參考文獻13第一章 設計任務 機房為370磚墻,內凈尺寸12××2.5m。1.2 設計任務 石家莊市某建筑空調設計冷負荷1500kW,需要提供7/12空調冷水,制冷機房外側冷凍水系統(tǒng)阻力0.2MPa,建筑物高度25m,空調面積10000m2,據此條件對制冷機房進行設計。 查閱資料,確定制冷機房設計冷負荷 1選擇定型冷水機組并確定臺數 定型冷水機組有風冷冷水機組和水冷冷水機

3、組兩大類,水冷冷水機組又有蒸汽壓縮式冷水機組和吸收式冷水機組兩種,通過技術經濟分析確定所選用的冷水機組種類。 2選擇冷卻塔 材質推薦使用玻璃鋼,注意冷卻塔的設計條件應與冷水機組匹配,否那么應進行修正。 3布置冷卻水管道、冷凍水管道 確定管徑,并進行阻力計算,選擇過濾器、電子水處理儀、集水器、分水器用戶4個環(huán)路等。 4選擇冷卻水泵和冷凍水泵 根據流量和揚程進行確定,并考慮備用泵。 5選擇確定定壓補水設備 6編寫設計計算說明書 7繪制機房平面圖、系統(tǒng)圖和局部詳圖第二章 制冷機房2.1 制冷機房的設置 制冷機房位置的選擇:冷熱源機房應設置在靠近冷熱負荷中心處,以便盡可能減少冷熱媒的傳輸距離;無地下層

4、的建筑應優(yōu)先考慮布置在建筑物的一層,當受條件限制,無法設置在主體建筑內時,也可設置在裙房內,或與主體建筑脫離的獨立機房內。 冷熱源機房的內部設置:機房主要通道的凈寬度不應小于1.5m;機組與墻之間的凈距不應小于1.0m;機組與機組或其他設備之間的凈距不應小于1.2;應留出不小于蒸發(fā)器、冷凝器等長度的清洗、維修距離。 本設計建筑物沒有地下層,因此將機房布置在建筑物群房內。本設計主要通道凈寬度為2m;機組與墻之間的凈距為2m;機組與機組或其他設備之間的凈距為1.5m;機房留有蒸發(fā)器、冷凝器等長度的3.6m的清洗維修。2.2 冷水機組的選擇2.2.1 冷水機組的裝機容量×15001650k

5、w2.2.2 冷水機組的臺數 制冷機組一般以選用24臺為宜,一般不考慮備用。冷水機組的單臺容量及臺數的選擇,當空調負荷大于528kw時機組的數量不宜少于2臺。 本設計選用兩臺冷水機組,每臺裝機容量為820kw。2.2.3 冷水機組的類型 常用的冷水機組有壓縮式和吸收式。其中壓縮式制冷機組又分為離心式、活塞式和螺桿式。 考慮到本工程中沒有較為方便余熱可供利用故本設計選用電動壓縮式冷水機組。 冷水機組的冷卻方式有風冷冷卻和水冷冷卻兩種方式。水冷式冷水機組與風冷式冷水機組相比擬,在冷卻水充足的地方,水冷式設備的初投資和運行費均低于風冷式設備,因此設計采用水冷式冷水機組。 螺桿式冷水機組COP值較高,

6、單機制冷量大,容積效率高;結構簡單,無往復運動的慣性力,轉速高;對濕沖程不敏感,無液擊危險;易損件少,運行可靠,調節(jié)方便,通過滑閥可實現制冷量無級調節(jié)。因此本設計采用螺桿式冷水機組。 參考長虹水冷螺桿式冷水機組的樣本,本設計選那么的機組型CHLS820/PN。本設計冷凍水入口溫度7,出口溫度12,冷卻水入口溫度32,出口溫度37。其性能參數如下:表2-1 CHLS820/PN 機組技術參數制冷量kW冷凍水流量m3/h冷凍水壓降kPa冷卻水流量m3/h冷卻水壓降kPa制冷劑82014080170.463R22a2.3 冷卻塔的選擇 常用的冷卻塔有玻璃鋼和鋼筋混凝土兩種。玻璃鋼冷卻塔具有冷效高,占

7、地面積小,輕巧,節(jié)能等優(yōu)點,并被廣泛應用。 中小型制冷劑的冷卻水量一般在65500m3/h之間,在冷卻塔系列中屬于中等水量,而逆流式冷卻塔熱交換率高于橫流式。 因此本設計采用逆流式玻璃鋼冷卻塔,將冷卻塔防置在屋頂。 根據選用的冷水機組得出其冷卻水量為170.4m3/h。據此參照常州中院玻璃鋼的電子樣本,本設計選用型號為DBN-200低噪聲型逆流玻璃鋼冷卻塔。其進水溫度37,出水溫度32,濕球溫度28。其技術參數如下:表2-2 DBNL3-200低噪聲型逆流式玻璃鋼冷卻塔技術參數冷卻水量m3/h風量m3/h進水壓壓力104Pa電機功率kW直徑m2.4.1 冷凍水泵的選擇 泵的選擇應依據泵的流量和

8、揚程進行選擇,對于一次冷水泵的流量應為所對應的冷水機組的冷水量,并附加5%10%的富裕量。泵的臺數應按冷水機組的個數一一對應。閉式循環(huán)一次泵的揚程為管路、管件阻力、冷水機組的蒸發(fā)器和末端設備的表冷器阻力之和,并應附加5%10%的富裕量。×140154m3/h 本設計中最不利環(huán)路的損失200kPa,冷水機組蒸發(fā)器的損失為80kPa,機房的損失為50kPa,考慮附加10%,那么水泵的揚程為 H1.1×200+50+80330 kPa 即泵的揚程為33m水柱 參照廣州恒星冷凍機械制造的電子樣本,本設計選用的冷凍水泵的型號為HD125-50,兩臺使用,一臺備用,其技術參數如下表2-

9、3 HD125-50型水泵技術 流量m3/h揚程m效率%電機功率kW轉速r/min必需汽蝕余量m(G?H/)/QAB+L/T;ECR-循環(huán)水泵的耗電輸冷比;G-每臺運行水泵的設計流量,m3/h;H-每臺運行水泵的設計揚程,m;-每臺運行水泵對應設計工作點的效率;Q-設計冷負荷,kw;T-規(guī)定的計算供回水溫差,;A-與水泵流量有關的計算系數;B-與機房及用戶的水阻力有關的計算系數;-與L有關的計算系數;L-從冷熱機房至該系統(tǒng)最遠用戶的供回水管道的總運輸長度,m;當管道設于大面積單層或多層建筑時 ,可按機房出口至最遠端空調末端的管道長度減去100m確定。 本設計A值取0.003858,B值取28,

10、取0.02,L400m,T取15計算得AB+L/T值為0.007206744。冷凍循環(huán)水泵ECR值為0.0017155324。0.00171553240.007206744,滿足要求。2.4.2 冷卻水泵的選擇 冷卻水泵的臺數宜按冷水機組一一對應,流量應按冷水機組技術資料確定,并附加5%10%的富裕量。冷卻水泵的揚程由冷卻水系統(tǒng)阻力管道、管件、冷凝器阻力之和,冷卻塔積水盤水位設置冷卻水箱時為水箱最低水位至冷卻塔布水器的高差,冷卻塔布水器所需壓力組成,并附加5%10%的富裕量。 本設計選用兩臺冷卻水泵,單機冷水機組的冷卻水流量為170.4 m3/h,考慮10%的附加,那么每臺泵的流量為 冷卻水系

11、統(tǒng)的阻力為24.5kPa,冷凝器阻力為63 kPa,冷卻塔進水壓力為30.1 kPa,冷卻塔布水器至積水盤高差3.5m,考慮泵揚程附加10%,那么冷卻泵的揚程為 即15.26m水柱,參照廣州恒星冷凍機械制造的電子樣本,本設計選用的冷卻水泵的型號為HD150-32,其技術參數如下: 表2-4 HD150-32型水泵技術參數流量m3/h揚程m效率%電機功率kW轉速r/min必需汽蝕余量m(G?H/)/QAB+L/T;ECR-循環(huán)水泵的耗電輸冷比;G-每臺運行水泵的設計流量,m3/h;H-每臺運行水泵的設計揚程,m;-每臺運行水泵對應設計工作點的效率;Q-設計冷負荷,kw;T-規(guī)定的計算供回水溫差,

12、;A-與水泵流量有關的計算系數;B-與機房及用戶的水阻力有關的計算系數;-與L有關的計算系數;L-從冷熱機房至該系統(tǒng)最遠用戶的供回水管道的總運輸長度,m;當管道設于大面積單層或多層建筑時 ,可按機房出口至最遠端空調末端的管道長度減去100m確定。 本設計A值取0.003858,B值取28,取0.02,L400m,T取15計算得AB+L/T值為0.007206744。冷凍循環(huán)水泵ECR值為0.0025446575。0.00254465750.007206744,滿足要求。2.5 補水定壓裝置的選擇 循環(huán)水系統(tǒng)的小時泄漏量,宜按系統(tǒng)水容量的1%計算。系統(tǒng)水容量應經計算確定,供冷和采用空調器供熱的空

13、調水系統(tǒng)可按表2.5估算,室外管線長時應取較大值。 表2-5空調水系統(tǒng)的單位水容量空調方式全空氣系統(tǒng) 水-空氣系統(tǒng) 本設計為水-空氣系統(tǒng),單位水容量取1,那么系統(tǒng)水容量為L1×1000010000 L10m3。補水泵總小時流量宜為系統(tǒng)水容量的5%,那么系補水泵補水量為Q10×5% 0.5m3;循環(huán)水系統(tǒng)的補水點,宜設在循環(huán)水泵的吸入側母管上;當補水壓力低于補水點時,應設置補水泵。補水泵揚程應保證補水壓力比系統(tǒng)補水點壓力高3050kPa,那么補水泵揚程為H25+530m;膨脹管不設閥門,膨脹管管徑按下表確定 表2-6 膨脹管的選取系統(tǒng)膨脹水量Vp(L)空調冷水35035018

14、0018013500350170007000膨脹管的公稱直徑(mm) 20 25 40 50 70 膨脹水箱的容積應按下式計算: VVminVt+Vp式中V?水箱的實際有效容積(L); Vmin?水箱的最小有效容積L;Vt?水箱的調節(jié)容積(L),不應小于3min平時運行的補水泵流量,且應保證水箱調節(jié)水位高度不小于200mm; Vp?系統(tǒng)最大膨脹水量(L);本設計中Vt(Q/60)×3 0.025m3。循環(huán)水系統(tǒng)的最大膨脹水量Vp按表2-7確定表2-7常用系統(tǒng)單位水容量的最大膨脹量系統(tǒng)類型空調冷水空調熱水采暖水供/回水溫度()7/1260/5095/70本設計為夏季工況,采用空調冷水系

15、統(tǒng),那么系統(tǒng)的單位水容量的最大膨脹水量取值為4.46L/ m3,系統(tǒng)的最大膨脹水量Vp 10×4.4644.6L0.0446m3,那么選取公稱直徑為20mm的膨脹管。×1-40×2×3,其相關參數如下:×1-40×2×3型膨脹水箱泵流量m3/h泵揚程m有效容積m3供水管徑6360.4DN502.6 分集水器的選擇 分水器起到向各分路分配水流量的作用。集水器起到由各分路、環(huán)路聚集水流量的作用。分水器和集水器是為了便于連接各個水環(huán)路的并聯(lián)管道而設置的,起到均壓作用,以使流量分配均勻。分集水器的直徑應按總流量通過時的斷面流速0.5

16、1.0m/s初選,并應大于最大接管開口直徑的2倍。 本設計中總流量為154×2+10318 m3/h,假定流速為0.5 m/s那么,分集水器直徑 , 那么取DN為500mm。2.7 水處理設備的選擇2.7.1 軟水器和軟化水箱 空調補水應經軟化處理,并宜設軟化水箱,儲存補水泵0.51.0h的水量。 根據補水量,參照陜西三維能源設備公司的樣本,設計選用的是ICM型全自動軟水器,軟水流量為10m3/h。 軟化水箱儲存1.0h補水泵的水量那么其容積為Q10m3選用陜西重華換熱設備制造容積為12m3的水箱。第三章 水力計算Pm×l/d× 2×/2l×R

17、式中,?沿程摩擦阻力系數; l?管道長度,m; d?管道直徑,m; ?流體密度,kg/m3; ?管道斷面平均流速,m/s; R?單位比摩阻,Pa/m。 水流動時遇彎頭、三通及其他配件時,因摩擦及渦流耗能而產生的局部阻力為: Pj×× 2/2式中,?局部阻力系數 PPm+Pj 首先對管段進行編號(管段編號圖見附錄),測量出各管段長度,在水力計算器輸入各管段流量,計算算出局部阻力損失和沿程阻力損失。在系統(tǒng)圖中標出各管路的管徑。 表3-1 水管水力計算表水管水力計算編號負荷kW流量kg/h管徑管長mvm/sRPa/mPyPaPjPaPy+PjPa1820141040175121.

18、6951792138114363574282014104017591.69517915842215537393164028208022532.0221836024715577574164028208022522.0221834381204424835164028208022582.02218314363613375696164028208022532.02218345912044250378201410401750.0771.69517914114361450882014104017531.695179591228733463982014104017541.69517973679337100731082014104017541.69517973679337100731182014104017561.69517910303359146211282014104017531.695179457221552612131640282080225112.022183209347155