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日目 錄一 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 6 1 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 8 1 冷凍水和冷卻水水泵的選擇 8 2 軟化水箱及補水泵的選擇 9 3 分水器及集水器的選擇 11 4 過濾器的選擇12 5 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 16一 設計題目與原始

2、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層，建筑面積約30000m2，主要功能及使用面積為：商場10000 m2，辦公7500 m2，會議中心1000 m2，客房為2500 m2，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37的冷卻水經(jīng)冷卻水供水管到達冷

3、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/); 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)建筑物類型商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)面積m210000750010002500500冷負荷量w23000009000001800002000001000002.

4、根據(jù)面積熱指標計算冷負荷商場：Q=10000*200=2300(Kw); 辦公:Q=100*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；方案A方案B方案C 方案D直燃機蒸汽機離心機螺桿機機組型號16DN04016DEH6150LSBLX1600G30XW1452使用臺數(shù)2222制冷量（KW）1407150016001438耗氣量（Nm3/h）

5、82.7*2=165.4-蒸汽量（Kg/h）-6000*2=12000-冷凍水流量（m3/h）242*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R134aR12

6、3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值的大小)；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GW

7、P(Global Warming Potential)小、大氣壽命短等特性通過上述四種機組的比較，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值高，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，COP值高，結構緊湊，調(diào)節(jié)方便，在10%100%范圍內(nèi)能較經(jīng)濟的實現(xiàn)無極調(diào)節(jié)

8、。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

9、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Kpa70配給功率Kw2

10、83水流量m³/h344使用制冷劑R134a管徑mm2-DN200制冷劑填充量Kg575蒸發(fā)器型式 滿液殼管式外型尺寸長mm4150水壓降Kpa75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：12 冷卻水出口溫度：2237 冷凍水出口溫度：7 冷卻水進口溫差：3.510 冷卻水進口溫度：30 冷凍水出口溫度：520 冷卻水出口溫度：35 冷卻水進口溫差：2.510五 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

11、.02.5進水管的流速m/s1.01.51.52.01 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/sd=103 L=0.0764×2=0.1528 m3/s, 2臺機組總管d1=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/sd= 103 L=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/sd=103 L=0.0764 m3/s,單臺機組管d1=312mm,取350m

12、m,則管段流速為v=0.82m/s水泵的出水管：假定流速為1.5 m/sd=103 L=0.0764m3/s,單臺機組管d1=256.2mm,取300mm,則管段流速為v=1.1m/s流量m3/s管徑長度(m)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)動壓(Pa)Pj(Pa)管段阻力(Pa)0.1528 DN400501.82501250024 1824 4567558192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/sd=103 L=0.0956×2=0.1912 m3/s,2臺機組總管d1=402mm,取400mm,則管段流速為

13、v=1.52m/s水泵出水管假定冷卻水的出口流速為2.0m/sd=103 L=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/sd=103 L=0.0956m3/s,單臺機組管d1=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/sd=103 L=0.0956m3/s,單臺機組管d1=246.8mm,取250mm,則管段流速為v=1.95m/s流量m3/s管徑長度(m)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)動壓(Pa)Pj(Pa

14、)管段阻力(Pa)0.1606DN400501.82501250024 1944 4665659156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：假定補給水泵的進口流速為1.5m/sd=103 L=2×0.0764×1%=0.001528 m3/s=5.5 m3/h , 2臺機組總管d1=36.2mm,取35mm,則管段流速為v=1.59m/s水泵出水管：假定補給水泵的進口流速為2.0m/sd=103 L=2×0.0764×1%=0.001528 m3/s,2臺機組總管d1=31.2mm,取30mm,則管段流速為v=1.98m/s單臺機

15、組時水泵的進水管：假定流速為1.0 m/sd=103 L=0.0764×1%=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/sd=103 L=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30，出水溫度為35，冷卻塔的補給水量為冷卻塔的循環(huán)水量的1%3% 冷卻塔的冷卻水量和風量的

16、計算G=3600Qc/CP （tw1-tw2） tw= tw1- tw2=35-30=5 Qc=1.2 Q其中 Qc冷卻塔冷卻熱量（KW）,對壓縮機制冷機取0（Q0為制冷量）這里取1.3；CP為水的比熱容4.2（KJ/(Kg.K)）則 Qc=1.3×1600=2080KW每臺制冷機配一臺冷卻塔，所以冷卻塔冷卻水量為： G=3600 Qc/（CPtw）=3600×2080/(4.2×5)=356571kg/h=356.571m3/h風量計算：Q=其中 Is1 Is2 對應于下列溫度的飽和空氣焓；ts2 ts1 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

17、計算濕球溫度,查得28.2。ts1 = ts2 + 5 =33.2Is1 =117.5KJ/Kg Is2 =90.5KJ/KgG=3600×2080/4.2×（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)）（1）揚程的計算：H=H1 + H2 +

18、H3+ H4 H冷卻水泵的揚程H1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=H1 + H2 + H3+ H4 =42.54m。Hmax=（1.051.10）H 則Hmax=1.1×42.54=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，344×（1+10%）=378.4m3/h （3）冷卻水泵的選

19、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外形尺寸mm×mm×mm安裝尺寸壓出口直徑mmaHH1H2L1L5B1B28-dmmmmmmmmmmmmmmmmmm2060×730×915160465915825184020606707308-22150（三）冷凍水泵的選擇（1）揚程的計算：H=H1 + H2 + H3H冷凍水泵的揚程H

20、1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 則Hmax=1.1×37.48=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，275×（1+10%）=302.5m3/h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 ，具體參數(shù)如下：()型號外型尺寸安裝尺寸進出口法

21、蘭尺寸長高底長底寬ahLDNDD1冷凍水泵200-315(I)A1060865790560168461600200340295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-AT6005-60.7947500×760×12001004 軟化水箱及補水泵的選擇；(1)冷凍水

22、的補給水量為冷凍水總循環(huán)水量的1%取1%則補水量Q1=275×2×1%=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V=Q1×2=11m3補給水泵的流量 Q2=275×2×1%=5.5m3/h ，揚程H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×mm安裝尺寸壓出口直徑mmaHH1H2L1L

23、5B1B24-dmmmmmmmmmmmmmmmmmm850×360×415802354153258208503203604-17.5325 分水器及集水器的選擇；（1）分集水器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（0.51.0m/s）初選，并應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系統(tǒng)管路總水容量的2 3%選擇一般，一萬平方

24、米左右建筑空調(diào)水系統(tǒng)膨脹水箱的容積為2 4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/d=103 vLp4L=2×275=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=2×344=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）支架（角鋼）支架（圓鋼）4501016L60×5D

25、18（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，D

26、2和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；

27、根據(jù)冷卻水泵壓出管直徑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)連接形式面積直徑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D×H（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

28、力站內(nèi)，一般應布置在乙炔站、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)。 空調(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、溴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、燃氣型溴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；