冷熱源工程課程設(shè)計

1、 冷熱源工程課程設(shè)計計算書 題 目： 姓名： 學(xué) 院： 專業(yè)： 班級： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 2011年7月 日目錄 1.設(shè)計原始資料.22.確定冷源方案 .32.1方案一 .32.2方案二 .42.3方案三 .52.4方案四 .62.5 技術(shù)性分析 .72.6經(jīng)濟性分析 .83. 分水器和集水器的選擇 .173.1分水器和集水器的構(gòu)造和用途 . .173.2分水器和集水器的尺寸 .173.2.1分水器的選型計算 .173.2.2集水器的選型計算 .184. 膨脹水箱配置與計算 .164.1膨脹水箱的容積計算 .164.2膨脹水箱的選型 .165.制冷機房水系統(tǒng)設(shè)計計算 .95.1 冷凍水系統(tǒng)

2、選型和計算 .95.1.1冷凍水泵的選型和計算 .95.1.1.1水泵流量和揚程的確定 .95.1.1.2 水泵型號的確定 .115.2 冷卻水系統(tǒng)的選型和計算 .125.2.1冷卻塔的選型 .125.2.2冷卻水泵的選型計算 .136.參考資料.197.個人小結(jié).20設(shè)計題目嘉興市百聯(lián)服飾城制冷機房設(shè)計二、原始資料1、空調(diào)冷負荷：為：0.8MW（空調(diào)總面積6500m2）2、當(dāng)?shù)乜捎玫哪茉辞闆r：電：價格：2.5元/度天然氣：價格：2.5元/m3；熱值：33.45MJ/m3；蒸汽：價格： 80元/噸；蒸汽壓力為：0.8MPa燃油：價格： 6.76元/升；低位發(fā)熱量均為：42840kJ/kg3、冷

3、凍機房外冷凍水管網(wǎng)總阻力為：0.15 MPa4、土建資料制冷機房建筑平面圖（見附圖），其中水冷式冷水機組冷卻塔高度為：10 m2、確定冷源方案制冷量：0.8 MW*1.2=0.96 MW=960 KW機組的報價按照活塞式7角l 螺桿和離心按照8角l 溴化鋰按照九角l2.1方案一：采用30HR系列水冷式半封閉式普通型活塞式冷水機組表1 30HR-195半封閉式活塞式冷水機組性能參數(shù)型號30HR-195制冷量(KW)580臺數(shù)2單價(萬元）35電機功率（KW)150冷凍水水量(M3/h)100壓降(Kpa)36冷卻水水量(M3/h)125壓降(Kpa)931）固定費用設(shè)備初投資：235=70（萬元

4、）安裝費用：25%70=17.5 (萬元)系統(tǒng)總投資費用L=70+17.5=87.5 (萬元)銀行年利率=5.94%使用年限n=15年=151.08萬元式中： 每年系統(tǒng)折舊費用系統(tǒng)總投資費用，包括設(shè)備初投資和安裝費用 銀行年利率2）年度使用費用設(shè)備額定供冷功率為150KW，臺數(shù)2臺，電費2.5元/度，供冷月為6-9月份，按照每天24小時供冷計算年度運行費用=單臺供冷功率臺數(shù)時間電費=1502122242.5=219.6萬元3)設(shè)備年度費用設(shè)備年度費用=固定費用+年度使用費用=151.08+219.6=370.68萬元2.2方案二: 采用SXZ系列雙效蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機組表2 SXZ-60

5、L.M.H雙效蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機組性能參數(shù)型號SXZ-60L.M.H制冷量(KW)580臺數(shù)2單價(萬元）45蒸汽耗量（Kg/h)780冷凍水水量(M3/h)100壓降(Kpa)80接管直徑（DN)125冷卻水水量(M3/h)165壓降(Kpa)120接管直徑（DN)1501）固定費用設(shè)備初投資：245=90（萬元）安裝費用：25%90=22.5 (萬元)系統(tǒng)總投資費用L=90+22.5=112.5 (萬元)銀行年利率=5.94%使用年限n=15年=194.24萬元2）年度使用費用單臺設(shè)備蒸汽耗量為780kg/h，臺數(shù)2臺，蒸汽價格為80元/噸，供冷月為6-9月份，按照每天24小時供冷計

6、算年度運行費用=蒸汽耗量臺數(shù)時間單價=0.7828012224=36.54萬元3）設(shè)備年度費用設(shè)備年度費用=固定費用+年度使用費用=36.54+194.24=230.78萬元2.3方案三：采用BZ-VI系列燃油型溴化鋰吸收式冷水機組表3 BZ-VI50燃油型溴化鋰冷水機組性能參數(shù)型號BZ-VI50制冷量(KW)581臺數(shù)2單價(萬元）45.07輕油耗量（Kg/h)45低位熱值（KJ/Kg)43054冷凍水水量(M3/h)100壓降(Kpa)120接管直徑（DN)125冷卻水水量(M3/h)163壓降(Kpa)120接管直徑（DN)1501）固定費用設(shè)備初投資：245.07=90.14（萬元）安

7、裝費用：25%90.14=22.54(萬元)系統(tǒng)總投資費用L=90.14+22.54=112.68 (萬元)銀行年利率=5.94%使用年限n=15年=194.55萬元2）年度使用費用單臺設(shè)備輕油耗量為45kg/h，臺數(shù)2臺，輕油密度為0.84公斤/升，低位發(fā)熱量為42840KJ/Kg,輕油價格為6.76元/升，供冷月為6-9月份，按照每天24小時供冷計算年度運行費用=輕油耗量臺數(shù)時間單價=2122246.76=213.13萬元3）設(shè)備年度費用設(shè)備年度費用=固定費用+年度使用費用=213.13+194.55=407.68萬元2.4方案四：采用BZ-VI系列燃氣型溴化鋰吸收式冷水機組表3 BZ-V

8、I50燃油型溴化鋰冷水機組性能參數(shù)型號BZ-VI50制冷量(KW)581臺數(shù)2單價(萬元）45.07天然氣耗量（Nm3/h)43低位熱值（KJ/Kg)46000冷凍水水量(M3/h)100壓降(Kpa)120接管直徑（DN)125冷卻水水量(M3/h)163壓降(Kpa)120接管直徑（DN)1501）固定費用設(shè)備初投資：245.07=90.14（萬元）安裝費用：25%90.14=22.54(萬元)系統(tǒng)總投資費用L=90.14+22.54=112.68 (萬元)銀行年利率=5.94%使用年限n=15年=194.55萬元2）年度使用費用單臺設(shè)備天然氣耗量為43Nm3/h，臺數(shù)2臺，天然氣價格為2

9、.5元/m3，熱值為33.45MJ/m3,供冷月為6-9月份，按照每天24小時供冷計算年度運行費用=輕油耗量臺數(shù)時間單價=2122242.5=86.57萬元3）設(shè)備年度費用設(shè)備年度費用=固定費用+年度使用費用=194.55+86.57=281.12萬元2.5 技術(shù)性分析(一)活塞式冷水機組(1) 優(yōu)點：a.用材簡單，可用一般金屬材料，加工容易，造價低；b.系統(tǒng)裝置簡單，潤滑容易，不需要排氣裝置；c.采用多機頭，高速多缸，性能可得到改善；d.可提供5到12左右的冷水，適合于負荷比較分散的建筑群以及制冷量小于580KW的中小型空調(diào)系統(tǒng)；e.屬于有極調(diào)節(jié)。(2) 缺點：a.零部件多，易損件多，維修復(fù)

10、雜，頻繁，維護費用高；b.壓縮比低，單機制冷量??；c.單機頭部分負荷下調(diào)節(jié)性能差，卸缸調(diào)節(jié)，不能無級調(diào)節(jié)；d.屬上下往復(fù)運動，振動較大；e.單位制冷量重量指標較大(3) 可用冷熱源情況：電力(二)雙效蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機組：基于溴化鋰水溶液在常溫下強烈的吸收水蒸氣，而在高溫下又將其吸收的水分釋放出來。同時，水在真空狀態(tài)下，其沸騰溫度在7度以下，蒸發(fā)時具有較低的蒸發(fā)溫度，因而可以采用水作為制冷劑。雙效蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機組部件組成是在單效機組上增加一個高壓發(fā)生器、高溫?zé)峤粨Q器和凝水換熱器，目的是維持高壓發(fā)生器中的壓力在大氣壓下運轉(zhuǎn)，以確保機組的安全，因此，所需的冷卻水量較大，機組造價高，

11、溴化鋰溶液充注量大，初投資增加。但是熱效率高，運轉(zhuǎn)費用低。(三)直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組：它是在蒸汽溴化鋰吸收式冷水機組上發(fā)展起來的，以燃油或燃氣為能源取代燃煤，以火管鍋爐（自帶）取代蒸汽鍋爐，以直燃方式取代間接供熱方式等“三個取代”，完成了溴化鋰吸收式冷水機組一次質(zhì)的飛躍。直燃型機組以水-溴化鋰為工質(zhì)對，實現(xiàn)了吸收式制冷循環(huán)喝采暖循環(huán)的交替，達到了一機兩用的目的。發(fā)展直燃型機組，有利于多種能源的使用和補充，有利于緩解部分地區(qū)電力的暫時緊張狀態(tài)，有利于減少供熱的中間環(huán)節(jié)，提高機組效率（熱力系數(shù)），有利于節(jié)省單獨的鍋爐房設(shè)置，給中央空調(diào)的設(shè)備選型提供了新的選擇對象。2.6 經(jīng)濟性分析通過比較

12、各個方案的設(shè)備年度費用，可以發(fā)現(xiàn)方案二的設(shè)備年度費用最低，所以設(shè)計采用兩臺SXZ-60L.M.H雙效蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機組。3、分水器和集水器的選擇3.1分水器和集水器的構(gòu)造和用途用途：在中央空調(diào)及采暖系統(tǒng)中，有利于各空調(diào)分區(qū)流量分配和靈活調(diào)節(jié)。構(gòu)造如圖所示：圖3 分水器和集水器構(gòu)造圖3.2分水器和集水器的尺寸3.2.1分水器的選型計算根據(jù)Q=CM,制冷量Q=5802=1160KW,水的比熱C=4.2, 溫差=5 ,則M=55.24kg/s換算成體積流量V=0.05524m/s，水的密度=1000 m/Kg.取流速v為0.8m/s,則 D=0.297 m因取公稱直徑為DN300.將分水器分

13、3路供水，分管流速取1.2 m/s,則3個供水管的尺寸計算如下：D1=D2=D3=0.14 m因此取公稱直徑為DN150.L1=D1+60=210mm,L2=D1+D2+120=420mm,L3=D2+D3+120=420mm,L4=D3+60=210mm.3.2.2集水器的選型計算集水器的直徑、長度、和管間距與分水器的相同，只是接管順序相反。4、膨脹水箱配置與計算4.1膨脹水箱的容積計算根據(jù)V=，其中=30 根據(jù)暖通空調(diào)常用數(shù)據(jù)手冊有關(guān)規(guī)定：取系數(shù)為1.3L/V=1.36500/1000=8.45mV=0.00068.4530=0.153m4.2膨脹水箱的選型對應(yīng)采暖通風(fēng)標準，查得膨脹水箱的

14、尺寸如下：表12 膨脹水箱性能參數(shù)水箱形式圓形型號2公稱容積0.3 m有效容積0.33m外形尺寸(mm)內(nèi)徑（d ）800高 H800水箱配管的公稱直徑DN溢流管40排水管32膨脹管25信號管20循環(huán)管20水箱自重（Kg)119.45、制冷機房水系統(tǒng)設(shè)計計算5.1 冷凍水系統(tǒng)選型和計算5.1.1冷凍水泵的選型和計算5.1.1.1水泵流量和揚程的確定選擇水泵所依據(jù)的流量Q和壓頭（揚程）H按如下確定：Q=1Qmax （m³/s）式中 Qmax按管網(wǎng)額定負荷的最大流量，m³/s； 1流量儲備系數(shù)，對單臺水泵工作時，1=1.1；兩臺水泵并聯(lián)工作時，1=1.2。H=2Hmax (kP

15、a)式中 Hmax管網(wǎng)最大計算總阻力，kPa； 2揚程（壓頭）儲備系數(shù)，2=1.1-1.2。制冷機房的布置平面簡圖如下：取最不利環(huán)路如下所示，由L1、L2、L3、L4組成。 圖1 冷凍水系統(tǒng)最不利環(huán)路圖從機房平面圖上可以看出，冷凍水供回水管路都由兩段不同管徑的管路組成。L1=4805mm,L2=23596mm,L3=5105mm,L4=7917mm.L1管段直徑D1=125mm, 管段流量V=100 m³/h,則v1=2.26m/s取L2管段流速v2=2.0m/s,管段流量V=420 m³/h,則D2=0.27m因此取D2公稱直徑為DN280.L3管段直徑D3=125mm,

16、 管段流量V=100 m³/h,則v3=2.26m/s取L4管段流速v4=2.0m/s, 管段流量V=420m³/h,則D4=0.27m因此取D4公稱直徑為DN280.根據(jù)各段管徑、流速查水管路計算圖，計算各管段局部阻力如下：=pvv/2表5 冷凍水管段局部阻力計算表管段名稱個數(shù)（KPa）L1三通3383.890彎頭91.8截止閥428L2三通118290彎頭102四通24截止閥428止回閥36L3三通3383.890彎頭91.8截止閥428L490彎頭5130截止閥214各管段的沿程阻力和總阻力計算如下：Rm=6.25/100000000表6 冷凍水管段阻力匯總表管段管長

17、（mm）流量 m³/h直徑(mm)流速(m/s)比摩阻 (Pa/m)沿程阻力（KPa)局部阻力(KPa)總阻力（Kpa）L148051001252.2615407.483.891.2L2235964202802.0108024.4882106.48L351051001252.2615407.8683.891.66L479174202802.010808.553038.55冷凍水壓降為80 KPa，冷凍機房外冷凍水管網(wǎng)總阻力為0.15MPa，則最不利環(huán)路的總阻力P=91.2+106.48+91.66+38.55+80+150=557.94 KPa根據(jù)H=2Hmax ，取2 =1.1，則

18、H=613.534KPa，即揚程H=62.3m.根據(jù)Q=1Qmax ，Qmax =210 m³/h，兩臺水泵并聯(lián)工作時，1=1.2，則Q=252 m³/h.5.1.1.2水泵型號的確定 根據(jù)流量和揚程查暖通空調(diào)常用數(shù)據(jù)手冊，查得水泵型號如下：表7 冷凍水泵性能參數(shù)型號8SH-9流量Qm³/h288L/s80總揚程H（m）62.5轉(zhuǎn)速n（r/min）2950功率N(kW)軸功率62電動機功率75泵效率（%）79允許吸上真空高度HN4.5葉輪直徑D(mm)240泵重量W（kg）2655.2、冷卻水系統(tǒng)的選型和計算5.2.1冷卻塔的選型根據(jù)所選制冷機組的性能參數(shù)選擇冷卻

19、塔，進出口溫度為3732，擬選用2臺冷卻塔，則單臺冷卻塔流量為165m³/h。通過查找中央空調(diào)設(shè)備選型手冊，選擇LBCM-LN-200低溫差標準型逆流式冷卻塔。其規(guī)格如下表：表8 冷卻塔性能參數(shù)機型LBCM-LN-200標準水量（m3/h）WB28200WB27230外形尺寸(mm)高度H4750外徑D4440送風(fēng)裝置電機KW7.46風(fēng)葉直徑D2970配管尺寸（DN）溫水入管200冷水出管200排水管50溢水管50補給水管自動32手動325.2.2冷卻水泵的選型計算取最不利環(huán)路如下所示，由L1、L2、L3、L4組成。圖2 冷卻水系統(tǒng)最不利環(huán)路圖從機房平面圖上可以看出，冷卻水供回水管路

20、都由兩段不同管徑的管路組成。L1=9751mm,L2=27969mm,L3=9393,L4=28703mm.L1管段直徑D1=150mm,管段流量V=163 m³/h ，則v1=2.56m/s取L2管段流速v2=2.3m/s, 管段流量V=670 m³/h ，則D2=0.32m因此取D2公稱直徑為DN320.L3管段直徑D3=150mm, 管段流量V=163 m³/h ，則v3=2.56m/s取L4管段流速v4=2.3m/s, 管段流量V=670 m³/h ，則D4=0.32m取D4公稱直徑為DN320.根據(jù)各段管徑、流速查水管路計算圖，計算各管段局部阻

21、力如下：表9 冷卻水管段局部阻力計算表管段名稱個數(shù)（KPa）L1截止閥428102.8990彎頭71.4三通22L2四通24110.0390彎頭132.6三通11截止閥428止回閥36L3截止閥428102.8990彎頭71.4三通22L490彎頭61.224.33三通11截止閥17各管段的沿程阻力和總阻力計算如下：表10 冷卻水管段阻力匯總表管段管長（mm）流量 m³/h直徑(mm)流速(m/s)比摩阻 (Pa/m)沿程阻力（KPa)局部阻力(KPa)總阻力（Kpa）L197511631502.56151014.72102.89117.61L2379696703202.3105039.87110.03149.9L393931631502.56151014.18102.89117.07L4387036703202.3105040.6424.3364.93冷卻水壓降為120KPa，冷卻塔高度分別為10m，則最不利環(huán)路的總阻力P=117.61+149.9+117.07+64.93+120+98=667.51KPa根據(jù)H=2Hmax ，取2 =1.1，則H=734.26KPa，即揚