制冷設(shè)計冷源說明書

1、太原理工大學(xué)現(xiàn) 代 科 技 學(xué) 院制冷課設(shè)班級:暖通12-2姓名：趙佳熙學(xué)號：2012102516目 錄第一章 總論2 1.1設(shè)計任務(wù)及要求21.2原始資料及設(shè)計依據(jù)2第二章 制冷機組的選型32.1 制冷機組選型原則32.2 制冷機組的選型3第三章 冷凍水系統(tǒng)的設(shè)計43.1 系統(tǒng)形式43.2 冷凍水系統(tǒng)的設(shè)計（包括冷凍水泵選擇及水力計算） 6第四章 冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計84.1 冷卻塔選型84.2冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計（包括水力計算）9第五章 其他設(shè)計 105.1 補水泵 10 5.2 補水箱 10 5.3 定壓罐 11 5.4 全程水處理器第六章 致 謝 11參 考 資 料 12第一章 總 論1.1

2、設(shè)計任務(wù)及要求1.1.1 設(shè)計任務(wù)根據(jù)所學(xué)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，結(jié)合實際工程施工程序，按照工程設(shè)計規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計圖集和有關(guān)技術(shù)資料，在老師師指導(dǎo)下獨立完成拉薩市某商場采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)用冷源工程設(shè)計。通過本課程設(shè)計，系統(tǒng)地掌握冷源工程設(shè)計計算方法、步驟，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決冷源工程問題的能力，為將來到城市建設(shè)系統(tǒng)從事室內(nèi)環(huán)境設(shè)備和建筑公共設(shè)施系統(tǒng)的設(shè)計、施工組織、調(diào)試、運行、工程經(jīng)濟管理和有關(guān)科學(xué)研究及技術(shù)開發(fā)等工作奠定基礎(chǔ)。 設(shè)計的基本要求1. 提倡進行綜合性專業(yè)課程設(shè)計，培養(yǎng)整體設(shè)計的觀念；2. 綜合應(yīng)用所學(xué)知識，能獨立分析解決一般專業(yè)工程設(shè)計計算問題；3. 了解與專業(yè)有關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)；4

3、. 能夠利用語言文字和圖形表達(dá)設(shè)計意圖和技術(shù)問題；1.1 原始資料及設(shè)計依據(jù)1.2.1建筑概況、土建原始資料和工程所在地區(qū)本設(shè)計選擇的對象是武漢某辦公樓，東經(jīng)30°37 北緯114°08，據(jù)熱工氣象分區(qū)為夏熱冬冷地區(qū)。建筑正立面為南向，該建筑地上5層地下1層?？偨ㄖ娣e為10350米，地上高度為23米，地下4米。 1.2.2氣象資料經(jīng)度東經(jīng)緯度北緯夏季大氣壓(Pa)夏季空調(diào)室外干球溫度() 夏季空調(diào)室外濕球溫度()夏季空調(diào)日平均溫度()夏季計算日較差()30°37114°081002.135.228.432.09.8夏季室外平均風(fēng)速(m/s)最熱月相對濕

4、度(%)冬季大氣壓(Pa)冬季采暖室外干球溫度()冬季空調(diào)室外干球溫度()冬季室外平均風(fēng)速(m/s)最冷月相對濕度(%)2.067.001023.51.2.4室內(nèi)設(shè)計參數(shù)按采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范（GB50019-2003）以及相關(guān)的設(shè)計措施要求執(zhí)行，辦公樓一到五層的空調(diào)區(qū)域均設(shè)計為：t=26ºC =65% 第二章 制冷機組的選型2.1 制冷機組選型原則由實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊可得廠家根據(jù)給定的蒸汽壓力、冷水溫度和冷卻水溫度給出額定的制冷能力。若設(shè)計采用的參數(shù)與給定值一致，則可按此選擇設(shè)備。若設(shè)計值與給定值有差值，則選型時其制冷能力要根據(jù)實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊中的相關(guān)規(guī)定來進行修正。2

5、.2 制冷機組的選型由上學(xué)期的空調(diào)通風(fēng)課程設(shè)計知，該辦公樓的空調(diào)冷負(fù)荷是單層49kw,據(jù)面積負(fù)荷59.2w/計算，擴大單層面積至2070，總冷負(fù)荷616Kw根據(jù)制冷機組的選型原則，結(jié)合武漢地區(qū)的能源狀況，選擇3HXC200AH機組,由于單機制冷量超過528KW，按照國家規(guī)定選擇機組兩臺。具體參數(shù)見下表：型號制冷量(kw)688消耗電力(kw)133冷凍水量（m3/h）118冷凍水入口、出口溫度()12/7冷卻水量（m3/h）141冷卻水入口、出口溫度()32/37使用電源380V-3ph-50Hz壓縮機型式半封閉式單螺桿壓縮機臺數(shù)1 容量調(diào)節(jié)（）-輸入功率(kw)127冷凍油型式 SUNISO

6、 4GS 充填量（L）12 制冷劑型式R134a控制方式感溫式外部均壓膨脹閥充填量（kg）70*1器發(fā)蒸型式直接膨脹殼管式管徑（B）125壓力損失(kpa)72冷凝器型式水冷殼管式管徑150壓力損失(kpa)84外形尺寸長(mm)4278寬(mm)980高(mm)1941運行重量(kg)注：1. 冷凍水進出水管外徑 mm 1502.冷卻水進出水管外徑 mm 1503.允許電壓波動±10%4.最大啟動電流 A 445.0 5.麥克維爾WHS075.1-WHS200.2 冷水機組不在美國空調(diào)制冷協(xié)會（ARI）認(rèn)證冷量范圍之內(nèi)第三章 冷凍水系統(tǒng)的設(shè)計3.1 系統(tǒng)形式 空調(diào)冷凍水的形式很多，

7、實際應(yīng)用中可以根據(jù)需要組成各種不同的系統(tǒng)。常見的典型形式如下：3.1.1 一次泵、二次泵（1）一次泵冷凍水系統(tǒng) a、一次泵定流量冷凍水系統(tǒng) 末端裝置水管上設(shè)置三通閥，定流量水系統(tǒng)中的循環(huán)水量保持定值，負(fù)荷變化時可以通過改變風(fēng)量或改變供回水溫度進行調(diào)節(jié)，例如用供回水支管上三通調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)供回水量混合比，從而調(diào)節(jié)供水溫度，系統(tǒng)簡單操作方便，不需要復(fù)雜的自控設(shè)備，缺點是水流量不變輸送能耗始終為設(shè)計最大值。該系統(tǒng)水泵耗能較大，實際中較少采用。 b、一次泵變流量冷凍水系統(tǒng)變流量水系統(tǒng)中供回水溫度保持定值，負(fù)荷改變時，通過改變供水量來調(diào)節(jié)。輸送能耗隨負(fù)荷減少而降低，水泵容量和電耗小，系統(tǒng)需配備一定的自控裝

8、置。該系統(tǒng)是目前中國建筑空調(diào)工程中應(yīng)用最廣泛的水系統(tǒng)。（2）二次泵變流量冷凍水系統(tǒng)二次泵系統(tǒng)主要是在負(fù)荷側(cè)和冷源側(cè)分別設(shè)置水泵，并在負(fù)荷側(cè)和冷源側(cè)之間的供回水總管上設(shè)置有旁通管。可以實現(xiàn)負(fù)荷側(cè)水泵變流量運行，能節(jié)省輸送能耗，并能適應(yīng)供水分區(qū)不同壓降的需要，系統(tǒng)總的壓力低。但系統(tǒng)較復(fù)雜，初投資高。3.1.2 雙管制、三管制和四管制系統(tǒng)（1）雙管制系統(tǒng)夏季供應(yīng)冷凍水、冬季供應(yīng)熱水均在相同管路中進行。優(yōu)點是系統(tǒng)簡單，初投資少。絕大多數(shù)空調(diào)冷凍水系統(tǒng)采用雙管制系統(tǒng)。但在要求高的全年空調(diào)建筑中，過渡季節(jié)出現(xiàn)朝陽房間需要供冷而背陽房間需要供熱的情況，這時改系統(tǒng)不能滿足要求。（2）三管制系統(tǒng)分別設(shè)置供冷、供

9、熱管路，冷熱回水管路共用。優(yōu)點是能同時滿足供冷供熱的要求，管路系統(tǒng)較四管制簡單。其最大特點是有冷熱混合損失，投資高于兩管制，管路復(fù)雜。 （3）四管制系統(tǒng)供冷、供熱分別由供回水管分開設(shè)置，具有冷熱兩套獨立的系統(tǒng)。優(yōu)點是能同時滿足供冷、供熱要求，且沒有冷熱混合損失。缺點是初投資高，管路系統(tǒng)復(fù)雜，且占有一定的空間。3.1.3 同程式和異程式系統(tǒng)（1）同程式水系統(tǒng)除了供回水管路以外，還有一根同程管，由于各并聯(lián)環(huán)路的管路總長度基本相等，各用戶盤管的水阻力大致相等，所以系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性好，流量分配均勻。高層建筑的垂直立管通常采用同程式，水平管路系統(tǒng)范圍大時宜盡量采用同程式（2）異程式水系統(tǒng)管路簡單，不需采

10、用同程管，水系統(tǒng)投資較少，但水量分配。調(diào)節(jié)較難，如果系統(tǒng)較小，適當(dāng)減小公共管路的阻力，增加并聯(lián)支管的阻力，并在所有盤管連接支路上安裝流量調(diào)節(jié)閥平衡阻力，亦可采用異程式布置。3.2 冷凍水系統(tǒng)的設(shè)計3.2.1 冷凍水系統(tǒng)的選擇 對于本設(shè)計，空調(diào)水路中以風(fēng)機盤管和表冷器為主要空調(diào)設(shè)備，由于各處風(fēng)機盤管的型號相差不大，其水流阻力的差距較小，且平面布置規(guī)律性較強，采用同程式系統(tǒng)有利于環(huán)路中各風(fēng)機盤管小環(huán)路的水力平衡，但在豎直方向高度不是很高，采用豎程浪費管材且阻力加大，所以本系統(tǒng)只采用水平同程豎向不同程，豎向加閥門調(diào)節(jié)不平衡率；在管制方面，由于本設(shè)計不考慮過渡季節(jié)出現(xiàn)即供冷又供熱的情況，在系統(tǒng)的復(fù)雜性

11、和初投資方面，采用兩管制系統(tǒng)；為了節(jié)約能耗和更有效地控制冷凍水系統(tǒng)本設(shè)計采用一次泵定流量水系統(tǒng)。綜上所述，該設(shè)計采用的冷凍水系統(tǒng)形式為異程式兩管制一次泵定流量水系統(tǒng)。3.3冷凍水泵的選擇（1）流量 L=3.6 =0.86Q/tL:冷凍水量，m³/h；Q:空調(diào)冷負(fù)荷, kw;t:蒸發(fā)器進出口冷凍水溫差，由機組參數(shù)知取12-7=5;C:水的比熱容，取4.187KJ/（kg*）.則，L=0.86*616/5=105.95(m³/h)，與機組參數(shù)-冷凍水流量118 m3/h比較，取L=118 m³/h.（2）揚程H=A(Py+Pj+Pe+P)A:安全系數(shù)，取1.051.1

12、5；Py:冷凍水管路的沿程阻力，KPa;Pj：冷凍水管路的局部阻力，KPa;Pe：蒸發(fā)器內(nèi)的阻力，KPa;P：室內(nèi)末端裝置的阻力，KPa。Py:由實用空調(diào)供熱手冊可得，計算管道沿程阻力時，經(jīng)濟比摩阻宜控制在200400Pa/m（其中包括局部阻力，閥門阻力），在這里選用：400 Pa/m,機房到最不利末端的距離為L=27*2+（37.5+55.2）*2=239.4m。則Py=400*239.4=95.76KPa=9.6m 。由機組參數(shù)可知Pe=72 KPa. 室內(nèi)末端裝置的阻力為30 KPa. 分集水器的阻力 60KPa所以，H=1.1*(9.6+6+7.2+3)=268KPa=26.8 mH2

13、O根據(jù)冷凍水泵的流量L=118m3/h和揚程H=26.8m，選擇的冷凍水泵為SLW65-250(I)，采用兩用一備式，分別配合兩臺機組運行，參數(shù)如下：型號流量 揚程 轉(zhuǎn)速 電機功率汽蝕余量m3/hmr/minKWmSLW65-250(I)11826.829606533.4水力計算3.4.1流速 由實用空調(diào)供熱手冊中得知：管道內(nèi)水的流速v(m/s)宜符合以下規(guī)定：公稱直徑DN32mm時，v1.5m/s; 公稱直徑DN=4063mm時，v2m/s; 公稱直徑DN>63mm時，v3m/s.3.4.2選管徑由流量L=118 m/h，v=2m/s 。d=(4L/3600v)(1/2)=(4*50/

14、3600/ v)(1/2)=144.5mm查得標(biāo)準(zhǔn)管徑為 150mm。3.5 附件附件安裝詳見系統(tǒng)圖 分集水器：首先設(shè)立分集水器的目的一是為了便于連接通向各個并聯(lián)環(huán)路的管道，二是均衡壓力是匯集在一起的各環(huán)路具有相同的起始壓力或終端壓力。分集水器的直徑D(mm)應(yīng)保持D*2dmax (dmax：最大連管的直徑）通常可按并聯(lián)接管的總流量通過集管斷面時的平均流速vm=0.5-1.5m/s來確定，流量特別大時，流速允許適當(dāng)增大，但最大不應(yīng)大于vmax=4m/s. 分水器有5個支管，通過計算可得每根支管的直徑為： 選用80mm分集水器的長度：L=130+L1+L2+L3+L4+L5+120+2h=130

15、+d+120+d+120+D+120+2*8=2536.6mm取其中的流速為1m/s，循環(huán)水量為118m3/h由公式D=595(（G/(v*）)0.5可計算缸體內(nèi)徑為DN150,擬選用DN150的無縫鋼管。所以分集水器直徑為325mm 長度為2536.6mm。第四章 冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計4.1 冷卻塔選型 1、開式和閉式系統(tǒng)（1）開式水系統(tǒng)與蓄熱水槽連接比較簡單，但水中含氧量較高，管路和設(shè)備易腐蝕，且為了克服系統(tǒng)靜水壓頭，水泵耗電量大，僅適用于利用蓄熱槽的低層水系統(tǒng)。（2）閉式水系統(tǒng)不與大氣相接觸，僅在系統(tǒng)最高點設(shè)置膨脹水箱。管路系統(tǒng)不易產(chǎn)生污垢和腐蝕，不需克服系統(tǒng)靜水壓頭，水泵耗電較小。2、橫流

16、和逆流系統(tǒng)一般變頻系統(tǒng)用橫流式冷卻塔，其它用逆流冷卻塔。對于本次設(shè)計，應(yīng)該選擇“開式逆流冷卻塔”，查武漢當(dāng)?shù)貪袂驕囟萾s=28.5由冷卻水量為125m³/h，選用型號為 DBNL-225,冷卻水流量為125m³/h4.2 冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計4.2.1冷凍水泵的選擇（1）流量冷凍水泵流量等于冷凝器側(cè)冷卻水流量即125m³/h（2）揚程H=A(Py+Pj+Pc+H+ Pd)A:安全系數(shù)，取1.051.15；Py:冷卻水管路的沿程阻力，KPa;Pj：冷卻水管路的局部阻力，KPa;Pc：冷凝器內(nèi)的阻力，取84KPa;H：冷卻塔內(nèi)積水盤與噴嘴的高差,由冷卻塔參數(shù)知取3.4mH

17、2OPd：冷卻塔噴嘴的動壓，取50mH2O。Py:由實用空調(diào)供熱手冊可得，計算管道沿程阻力時，經(jīng)濟比摩阻宜控制在200400Pa/m,在這里選用：400 Pa/m,機房到冷卻塔L=27*2+（37.5+55.2）*2=239.4m。則Py=400*239.4=95.76KPa=9.6m。局部構(gòu)件個數(shù)局部阻力系數(shù)局部阻力(KPa)三通51.57.515彎頭70.261.823.64蝶閥60.31.83.6止回閥23.46.813.6過濾器23612除污器24816Pj: 由于Pj=(v²/2)= (1000*2²/2)=2000*，則：所以，Pj=63.84 KPa.所以，H

18、=1.1*（96+63.8+84+50+34）= 354.2 KPa=35.4m根據(jù)冷卻水泵的流量L=125m3/h和揚程H=35.4 m，選擇的冷凍水泵為SLW80-200A，采用兩用一備式，分別配合兩臺機組，參數(shù)如下：型號流量 揚程 轉(zhuǎn)速 電機功率汽蝕余量m3/hmr/minKWmSLW125-200B13837.52950374水力計算 （1）流速 由實用空調(diào)供熱手冊中得知：管道內(nèi)水的流速v(m/s)宜符合以下規(guī)定：公稱直徑DN32mm時，v1.5m/s; 公稱直徑DN=4063mm時，v2m/s; 公稱直徑DN>63mm時，v3m/s. （2）選管徑由流量L=125m/h，v=2

19、m/s 實際比摩阻為260Pa/m，符合100-300Pa/m的范圍，合理， d=(4L/3600v)(1/2)=(4*125/3600/ v)(1/2)=148.7mm 查得標(biāo)準(zhǔn)管徑為 DN150mm。第五章 補水定壓設(shè)計5.1補水泵根據(jù)采暖通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計規(guī)范 得空調(diào)水系統(tǒng)的補水量為系統(tǒng)水容量的5%-10%。而工程中系統(tǒng)水容量可按下表估算空氣調(diào)節(jié)水系統(tǒng)的單位水容量（L/建筑面積）空氣調(diào)節(jié)方式全空氣系統(tǒng)水、空氣系統(tǒng)供冷或采用換熱器調(diào)節(jié)方式0.4到0.550.7到1.30（1）補水泵計算流量: 系統(tǒng)水容量（系統(tǒng)一層到五層為水空氣系統(tǒng)） 水容量（按單位指標(biāo)算，每萬平米10立方米） Q=10350*

20、0.001=10.4m³ 補水量為10.4*0.1=1.04m³/h（2）補水泵的計算揚程：H=H+Z2-Z1其中：H補水泵的計算揚程,m;H系統(tǒng)補水的沿程阻力, H=27+（35），取30mH2O;Z2-Z1補水點高差,由于補水泵出口抬高，所以取2.5 mH2O;則，H=30+2.5=32.5m.所以，補水泵流量0.68m³/h,補水泵的揚程25.5m.所以8選擇的補水泵為KQL20/110-1.1/2,一用一備，參數(shù)表如下:型號流量 揚程 轉(zhuǎn)速 電機功率汽蝕余量m³/hmr/minKWm上海紀(jì)歡25-1602.83329001.52.35.2補水箱由

21、實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊查得補水箱儲水容積為補水泵小時流量的0.5-1.0配置。所以補水箱容積為V=1.0*1.04=1.04 m³，尺寸為L*W*H=2000mm*1200mm*1000mm但考慮實際情況，補水箱體積最少為4m³，選擇尺寸L*W*H=2000*2000*10005.3定壓罐由實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊查得氣體定壓罐的實際容量V（大于Vmin）由下面式子確定：Vmin=（*Vt）/（1-） 其中 式中 Vt-氣壓罐調(diào)節(jié)容積 -容積附加系數(shù) ，一般取1.05氣壓罐的工作壓力值P確定原則：1. P1：補水泵的啟動壓力，在滿足定壓點最低要求壓力的基礎(chǔ)上，增加10KPa富 余

22、量。2. P2：補水泵停泵壓力，P2=0.9P33. P3：膨脹水箱回流時電磁閥開啟壓力，P3=0.9P44. P4：安全閥的開啟壓力，以不超系統(tǒng)各部件壓力為原則。型號容器最大壓力（bar）口徑直徑*高度包裝體積S2005361cs0000005*81*160*3320.0105.4 全程水處理器按照廠家給出的選型原則，根據(jù)安裝管徑來選擇，以獨立安裝原則，即回水總管上，旁通安裝，選型如下：型號管徑處理水量連接形式濾網(wǎng)孔徑（mm）尺寸W高度H凈重DAQC-150150100-158法蘭2.56301200330第六章 致 謝在本次的設(shè)計中，我得到了太原理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院李臨平老師和程遠(yuǎn)達(dá)老師的大力支持和幫助，在設(shè)計的方法和思路等方面，兩位老師都犧牲了大量的休息時間，給予了我悉心的指導(dǎo)和無私的幫助，老師們的精心指導(dǎo)和細(xì)心幫助使我順利地完成了這次的課程設(shè)計。這份某商住樓空調(diào)冷源的設(shè)計涉及