冷凍機(jī)房設(shè)計

石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院課程設(shè)計PAGE2冷凍機(jī)房設(shè)計2012屆建工系系專業(yè):建筑環(huán)境與設(shè)備工程學(xué)號:120807041208學(xué)生姓名:指導(dǎo)教師:董圓圓完成日期2015年1月1日目錄第一章設(shè)計任務(wù) 31.1建筑資料 31.2設(shè)計任務(wù) 31.3設(shè)計步驟 3第二章制冷機(jī)房 52.1制冷機(jī)房的位置選擇 52.2冷水機(jī)組的選擇 52.2.1冷水機(jī)組的裝機(jī)容量 62.2.2冷水機(jī)組的臺數(shù) 62.2.3冷水機(jī)組的類型 62.3冷卻塔的選擇 72.4水泵的選擇 72.4.1冷凍水泵的選擇 72.4.2冷卻水泵的選擇 82.5補(bǔ)水定壓裝置的選擇 82.6分集水器的選擇 92.7水處理設(shè)備的選擇 102.7.1軟水器和軟化水箱 102.7.2水處理儀 10第三章水力計算 113.1沿程阻力 113.2局部阻力 113.3總阻力 113.4水力計算 113.5水力計算表格 12第二章制冷機(jī)房制冷機(jī)房是整個中央空調(diào)系統(tǒng)的冷(熱)源中心,同時又是整個中央空調(diào)系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)中心。中央機(jī)房一般由冷水機(jī)組、冷水泵、冷卻水泵、集水缸、分水缸和控制屏、換熱器等裝置組成。2.1制冷機(jī)房的位置選擇制冷機(jī)房通常靠近空調(diào)機(jī)房，氟利昂制冷設(shè)備可以設(shè)置在空調(diào)機(jī)房內(nèi)，規(guī)模小的制冷機(jī)房一般附設(shè)在其他建筑內(nèi)，規(guī)模較大的制冷機(jī)房(特別是氨制冷機(jī)房)宜單獨(dú)修建。制冷機(jī)房應(yīng)設(shè)置在靠近空氣調(diào)節(jié)負(fù)荷中心，一般應(yīng)充分利用建筑物的地下室。對于超高層建筑，也可設(shè)在設(shè)備層或屋頂上。由于條件所限不宜設(shè)在地下室時，也可以設(shè)在裙房或與主建筑分開獨(dú)立設(shè)置。本設(shè)計中采用氟利昂制冷設(shè)備，因本工程中有地下室可利用故為節(jié)省空間，制冷機(jī)房設(shè)置在地下室二層。2.2冷水機(jī)組的選擇冷水機(jī)組是整個空調(diào)系統(tǒng)的心臟，為整個系統(tǒng)提供冷水且關(guān)系到整個空調(diào)系統(tǒng)的日常運(yùn)行情況。因此空調(diào)系統(tǒng)冷水機(jī)組的選擇是一個很重要的過程。一般在選擇制冷機(jī)時應(yīng)考慮以下幾方面的因素。機(jī)組性能、規(guī)格適合使用要求。如供冷溫度、單機(jī)制冷量、設(shè)備承壓能力等。能源及能耗供應(yīng)方便和經(jīng)濟(jì)。如電源、熱泵或油、氣源供應(yīng)的可能性，電、熱、冷綜合利用的可能性、經(jīng)濟(jì)性。對周圍環(huán)境危害的影響要小。如噪聲、振動的影響范圍；所用制冷劑的毒性、安全性對周圍環(huán)境的危害程度；ODP值和GWP值要小。運(yùn)行可靠、操作圍護(hù)方便，以及一次性投資和經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用的綜合分析比較，對企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益高，社會效益好。所以，選擇何種制冷機(jī)，應(yīng)根據(jù)項目的具體情況及條件進(jìn)行綜合分析比較。2.2.1冷水機(jī)組的裝機(jī)容量本設(shè)計中的冷水系統(tǒng)是間接式系統(tǒng)，系統(tǒng)冷負(fù)荷總計1740kW，對其冷負(fù)荷附加至1.14。冷水機(jī)組的負(fù)荷為Q=1.14×1740=1983.6kW2.2.2冷水機(jī)組的臺數(shù)制冷機(jī)組一般以選用2~4臺為宜，中小型規(guī)模宜選用2臺，較大型可選用3臺，特大型可選用4臺。機(jī)組之間要考慮其互為備用和輪換使用的可能性。同一站房內(nèi)可采用不同類型、不同容量的機(jī)組搭配的組合式方案，以節(jié)約能耗。并聯(lián)運(yùn)行的機(jī)組中至少應(yīng)選擇一臺自動化程度較高，調(diào)節(jié)性能較好，能保證部分負(fù)荷下能高效運(yùn)行的機(jī)組。選擇活塞式冷水機(jī)組時，宜優(yōu)先選用多機(jī)頭自動聯(lián)控的冷水機(jī)組[4]。綜合考慮本設(shè)計選用兩臺冷水機(jī)組，每臺裝機(jī)容量為991.8kW。2.2.3冷水機(jī)組的類型常用的冷水機(jī)組有壓縮式和吸收式。其中壓縮式制冷機(jī)組又分為離心式、活塞式和螺桿式?？紤]到本工程中沒有較為方便余熱可供利用故本設(shè)計選用電動壓縮式冷水機(jī)組。冷水機(jī)組的冷卻方式有風(fēng)冷冷卻和水冷冷卻兩種方式。風(fēng)冷冷水機(jī)組宜用于干球溫度較低或晝夜溫差較大，缺乏水源地區(qū)的中小型空調(diào)制冷系統(tǒng)[2]。故本設(shè)計采用水冷冷水機(jī)組。螺桿式冷水機(jī)組還具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、重量輕、易損件少，可靠性高，維修周期長；在低蒸發(fā)溫度或高壓縮比工況下仍可單機(jī)壓縮；采用滑閥裝置，制冷量可在10~100%范圍內(nèi)進(jìn)行無極調(diào)節(jié)，并可在無負(fù)荷條件下啟動；對濕行程不敏感，當(dāng)時蒸汽或少量液體進(jìn)入機(jī)內(nèi)，沒有液擊的危險；排氣溫度低，主要由油溫控制，對基礎(chǔ)要求通常不需要采用隔振措施等。參考麥克維爾單螺桿式冷水機(jī)組的樣本，本設(shè)計選則的機(jī)組型PFS-300.2。其性能參數(shù)如下：-1表2PFS-300.2機(jī)組技術(shù)參數(shù)制冷量(kW)冷凍水流量(l/s)冷凍水壓降(kPa)冷卻水流量(l/s)冷卻水壓降(kPa)制冷劑1028.349.248.857.451.9R134a2.3冷卻塔的選擇冷卻塔是制冷系統(tǒng)中將熱量轉(zhuǎn)移到大氣的設(shè)備，選用時應(yīng)根據(jù)其熱工性能和周圍環(huán)境對噪聲、漂水等方面的要求總和分析比較。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，占地面積小，輕巧，節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，目前應(yīng)用廣泛[6]。中小型制冷劑的冷卻水量一般在65~500m3/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，故多選用逆流式冷卻塔[2]。因此本設(shè)計采用逆流式玻璃鋼冷卻塔，將冷卻塔防置在屋頂。根據(jù)選用的冷水機(jī)組得出其冷卻水量為57.4l/s，即206.64m3/h。據(jù)此參照宜興市裕泰華有限公司的電子樣本，本設(shè)計選用型號為DBNL3-200低噪聲型逆流玻璃鋼冷卻塔。其技術(shù)參數(shù)如下：表2-2DBNL3-250低噪聲型逆流式玻璃鋼冷卻塔技術(shù)參數(shù)冷卻水量(m3/h)風(fēng)量(m3/h)進(jìn)水壓壓力(104Pa)電機(jī)功率(kW)直徑(m)2501343003.267.54.22.4水泵的選擇2.4.1冷凍水泵的選擇泵的選擇應(yīng)依據(jù)泵的流量和揚(yáng)程進(jìn)行選擇，對于一次冷水泵的流量應(yīng)為所對應(yīng)的冷水機(jī)組的冷水量，并附加5%~10%的富裕量。泵的臺數(shù)應(yīng)按冷水機(jī)組的個數(shù)一一對應(yīng)。閉式循環(huán)一次泵的揚(yáng)程為管路、管件阻力、冷水機(jī)組的蒸發(fā)器和末端設(shè)備的表冷器阻力之和，并應(yīng)附加5%~10%的富裕量。本設(shè)計中有兩臺冷水機(jī)組，故選用兩臺冷凍水水泵。單機(jī)冷水機(jī)組的冷水量為49.2l/s即154.44m3/h考慮附加5%，則每臺泵的流量為Q=1.05×154.44=162.162m3/h本設(shè)計中最不利環(huán)路的損失150kPa，冷水機(jī)組蒸發(fā)器的損失為24.3kPa，機(jī)房的損失為46.7kPa，考慮附加10%，則水泵的揚(yáng)程為H=1.1×(150+46.7+24.3)=243.1kPa即泵的揚(yáng)程為24.31m水柱參照廣州恒星冷凍機(jī)械制造有限公司的電子樣本，本設(shè)計選用的冷卻水泵的型號為6SAP-8，兩臺使用，一臺備用，其技術(shù)參數(shù)如下表2-36SAP-8型水泵技術(shù)參數(shù)流量(m3/h)揚(yáng)程(m)效率(%)電機(jī)功率(kW)轉(zhuǎn)速(r/min)必需汽蝕余量(m)19350843729804.42.4.2冷卻水泵的選擇冷卻水泵的臺數(shù)宜按冷水機(jī)組一一對應(yīng)，流量應(yīng)按冷水機(jī)組技術(shù)資料確定，并附加5%~10%的富裕量。冷卻水泵的揚(yáng)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(shè)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[1]。本設(shè)計選用兩臺冷卻水泵，單機(jī)冷水機(jī)組的冷卻水流量為57.4l/s，即206.64m3/h，考慮5%的附加，則每臺泵的流量為Q=1.05×206.64=216.972m3/h冷卻水系統(tǒng)的阻力為24.3kPa，冷凝器阻力為27.4kPa，冷卻塔進(jìn)水壓力為32.6kPa，冷卻塔積水盤至布水器的高差為3.5m，考慮泵揚(yáng)程附加10%，則冷卻泵的揚(yáng)程為H=1.1×(24.3+27.4+32.6+35)=131.23kPa即13.12m水柱，參照廣州恒星冷凍機(jī)械制造有限公司的電子樣本，本設(shè)計選用的冷卻水泵的型號為10SAP-6JA，其技術(shù)參數(shù)如下：表2-410SAP-6JA型水泵技術(shù)參數(shù)流量(m3/h)揚(yáng)程(m)效率(%)電機(jī)功率(kW)轉(zhuǎn)速(r/min)必需汽蝕余量(m)30036.976.4759803.32.5補(bǔ)水定壓裝置的選擇(1)一般采用開式膨脹水箱定壓方式。膨脹水箱的有效容積為膨脹水量與調(diào)節(jié)水量之和。膨脹水量=α×Vc×Δt式中，——水的膨脹系數(shù)，取0.0005；——系統(tǒng)水容量（L）；——水的平均溫差，冷水取15℃，熱水取45℃。估算時膨脹量：冷水約0.1L/kW；熱水取0.3L/kW調(diào)節(jié)水量為補(bǔ)水泵3min的流量，且保持水箱調(diào)節(jié)水位不小于200mm；最次水位應(yīng)高于系統(tǒng)最高點(diǎn)0.5m以上膨脹管應(yīng)接在循環(huán)泵吸入側(cè)總管上，膨脹管上不應(yīng)有任何截斷裝置，膨脹管按下表確定表2-5膨脹管的選取系統(tǒng)冷負(fù)荷（kW）<350350～18001801～35003501～7000>7000膨脹管（DN）2025405070(2)當(dāng)采用開式膨脹水箱有困難時，可設(shè)置閉式隔膜膨脹水罐或補(bǔ)水泵變頻定壓方式。(3)系統(tǒng)的小時泄漏量為系統(tǒng)水容量的1%,系統(tǒng)補(bǔ)水量取系統(tǒng)水容量的2%，全空氣冷凍水系統(tǒng)的系統(tǒng)水容量為0.40~0.55l/m2，取1，則水容量為L=1×15000=15000L系統(tǒng)補(bǔ)水量為Q=15000×2%=300l/h即0.3m3/h補(bǔ)水點(diǎn)宜設(shè)在循環(huán)水泵的吸入段，補(bǔ)水泵流量取補(bǔ)水量的2.5~5倍，補(bǔ)水泵的揚(yáng)程應(yīng)比系統(tǒng)靜止時的補(bǔ)水點(diǎn)壓力高30—50KPa。取補(bǔ)水量的3倍則補(bǔ)水泵的流量為Q=3×0.3=0.9m3/h揚(yáng)程為H=54.3+4=58.3m開式膨脹水箱的有效容積為0.106m3對于閉式膨脹水箱，總?cè)莘e為(2-1)式中，——調(diào)節(jié)水量，取補(bǔ)水泵3min的水量——系數(shù)一般取0.65~0.85，取=0.7，則V=0.54/20/(1-0.7)=0.09m3參照陜西三維能源設(shè)備有限公司的樣本，選取落地式膨脹水箱的型號為NZGP0.8×1-50×2×5，其相關(guān)參數(shù)如下：表6-7NZGP0.8×1-50×2×5型落地式膨脹水箱參數(shù)泵流量(m3/h)泵揚(yáng)程(m)調(diào)節(jié)容積(m3)供水管徑10600.45DN892.6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)路匯集水流量的作用。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(shè)置的，起到均壓作用，以使流量分配均勻。分集水器的直徑應(yīng)按總流量通過時的斷面流速(0.5~1.0m/s)初選，并應(yīng)大于最大接管開口直徑的2倍。本設(shè)計中總流量為162.162×2+0.85=325.174m3/h，假定流速為0.5m/s則，分集水器直徑為=0.339m=339mm（此處有錯誤）取DN=400mm2.7水處理設(shè)備的選擇2.7.1軟水器和軟化水箱空調(diào)補(bǔ)水應(yīng)經(jīng)軟化處理，并宜設(shè)軟化水箱，儲存補(bǔ)水泵0.5~1.0h的水量[1]。根據(jù)補(bǔ)水量，參照陜西三維能源設(shè)備公司的樣本，設(shè)計選用的是SN-0.5A-BLL-T型全自動軟水器，軟水流量為0.85m3/h。軟化水箱儲存1.0h補(bǔ)水泵的水量則其容積為Q=0.85m3選用南京貝特暖通空調(diào)設(shè)備公司容積為1m3的水箱。2.7.2水處理儀根據(jù)冷凍水的流量和冷卻水的流量，參照南京貝特暖通空調(diào)設(shè)備公司的樣本，均選用型號為TTD-250F的全自動電子處理儀。第三章水力計算3.1沿程阻力△Pm=×l/d×2×ρ/2=l×R式中，——沿程摩擦阻力系數(shù)；