制冷課程設(shè)計(jì)

制冷課程設(shè)計(jì)第一頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二空調(diào)用制冷站工藝設(shè)計(jì)水冷冷水機(jī)空調(diào)系統(tǒng)組成1、主要設(shè)備（1）冷水機(jī)組（2）冷卻塔（3）冷凍水泵（4）冷卻水泵（5）補(bǔ)水泵（6）電子水處理儀或全自動(dòng)軟化水處理裝置（7）水過(guò)濾器（8）膨脹水箱（9）末端裝置（空氣處理機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管等）第二頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二冷負(fù)荷的計(jì)算一、設(shè)計(jì)步驟（一）冷源方案的確定和冷水機(jī)主的選型1、冷負(fù)荷的計(jì)算制冷站總負(fù)荷應(yīng)包括用戶實(shí)際所需制冷量以及制冷系統(tǒng)本身和供冷系統(tǒng)的冷損失，用戶實(shí)際所需制冷量應(yīng)由空調(diào)、生產(chǎn)工藝給出，冷損失一般用附加值計(jì)算直接供冷系統(tǒng)一般附加5%～

7%，間接供冷系統(tǒng)一般附加7%～

15%。對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)也可以建筑冷指標(biāo)計(jì)算方法估算，冷指標(biāo)選取可參閱有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)。用該負(fù)荷直接進(jìn)行冷水機(jī)組選型，不需附加冷量。第三頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二冷負(fù)荷的計(jì)算公共及民用建筑空調(diào)負(fù)荷計(jì)算：

1、根據(jù)建筑的空調(diào)面積和房間功能進(jìn)行空調(diào)冷負(fù)荷計(jì)算建筑空調(diào)總冷負(fù)荷；

2、大部分建筑需要考慮房間的同時(shí)使用率，一般建筑的同時(shí)使用率為70～

80%，特殊情況需根據(jù)建筑功能和使用情況確定。3、制冷機(jī)冷負(fù)荷為建筑空調(diào)總冷負(fù)荷與同時(shí)使用率的乘積。根據(jù)計(jì)算的制冷機(jī)冷負(fù)荷既可選擇制冷主機(jī)。制冷主機(jī)臺(tái)數(shù)一般選擇2～4臺(tái)，同時(shí)考慮建筑功能和建筑所備機(jī)房情況進(jìn)行確定◆第四頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二冷源方案設(shè)計(jì)2、冷源方案的確定根據(jù)計(jì)算的冷負(fù)荷值，綜合考慮建筑物用途、負(fù)荷分布情況、能源供應(yīng)情況、環(huán)境資源，經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保要求等因素，比較一次投資和全年運(yùn)行費(fèi)用確定制冷機(jī)組類型,提倡新技術(shù)和節(jié)能環(huán)保措施的應(yīng)用。通過(guò)方案比較，選擇滿足適應(yīng)建筑冷負(fù)荷變化要求及最為經(jīng)濟(jì)的方案的冷源方案。

方案比較時(shí)應(yīng)考慮：①對(duì)于冷源設(shè)計(jì)兩種以上方案，并說(shuō)明各種方案的特點(diǎn)；②通過(guò)年設(shè)備費(fèi)用、年運(yùn)行費(fèi)用；選擇最經(jīng)濟(jì)有效的方案；③冷水機(jī)組機(jī)型選擇根據(jù)用戶使用要求、冷負(fù)荷及全年負(fù)荷變化、當(dāng)?shù)啬茉垂?yīng)情況，比較制冷機(jī)房一次投資和全年運(yùn)行費(fèi)用，確定機(jī)組類型，包括制冷方式、制冷機(jī)種類、冷凝器冷卻方式等。第五頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二蒸氣壓縮式冷水機(jī)組（一）蒸氣壓縮式冷水機(jī)組從單位制冷量一次能源消耗的角度來(lái)看，電力驅(qū)動(dòng)蒸氣壓縮式制冷機(jī)組比溴化鋰吸收式制冷機(jī)組能耗要低。若當(dāng)?shù)仉娏δ茉垂?yīng)緊張，或有熱源可以利用，特別是有余熱廢熱可以利用的場(chǎng)合應(yīng)優(yōu)先選用吸收式制冷機(jī)組。從能耗、單機(jī)容量和運(yùn)行調(diào)節(jié)等方面考慮，選擇空調(diào)用蒸氣壓縮式冷水機(jī)組參考冷量：

機(jī)型單機(jī)名義工況制冷量（kW）離心機(jī)>1758離心機(jī)或螺桿機(jī)1054—1758螺桿機(jī)700kW—1504活塞機(jī)或螺桿機(jī)116kW—700渦旋機(jī)<116第六頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二熱泵機(jī)組（二）熱泵機(jī)組

通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，制冷機(jī)組可以采用熱泵機(jī)組。風(fēng)冷冷水機(jī)組適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)系統(tǒng)。如果冬季還需要供熱的中小型系統(tǒng)，也可以考慮空氣源熱泵?？諝庠礋岜米畹褪彝鉁囟仁褂梅秶謩e為3℃、-5℃、-7℃、-15℃；適用不同地區(qū)的要求。空氣源熱泵在選用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①選擇熱泵機(jī)組時(shí)，除了將名牌上標(biāo)準(zhǔn)工況（干球溫度7℃，濕球溫度6℃）下制熱量，變?yōu)槭褂霉r下制熱量外，還應(yīng)考慮使用工況下結(jié)霜除霜的熱損失②按最佳平衡點(diǎn)溫度（熱泵供熱量等于建筑物耗熱量時(shí)的室外計(jì)算溫度）來(lái)選擇熱泵機(jī)組的輔助熱源。第七頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二蓄冷系統(tǒng)③對(duì)于供熱負(fù)荷遠(yuǎn)小于供冷負(fù)荷的場(chǎng)合，供熱負(fù)荷相應(yīng)的冷負(fù)荷部分，由熱泵機(jī)組承擔(dān)，其余的冷量由COP值較高的制冷機(jī)組供給。④對(duì)于又同時(shí)供熱供冷場(chǎng)合，可選熱回收式制冷機(jī)組或水環(huán)熱泵系統(tǒng)。

（三）蓄冷系統(tǒng)在峰谷電價(jià)差加大于3的地區(qū)，利用低谷電價(jià)時(shí)段蓄冷有顯著經(jīng)濟(jì)效益時(shí)，可以采用蓄冷系統(tǒng)。蓄冷系統(tǒng)與一般常規(guī)系統(tǒng)比較，一次投資有所增加必須經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。采用蓄冷系統(tǒng)的一般條件是，建筑物逐時(shí)冷負(fù)荷峰谷差懸殊，采用常規(guī)空調(diào)會(huì)使制冷機(jī)組容量過(guò)大，系統(tǒng)經(jīng)常處于部分負(fù)荷下運(yùn)行；空調(diào)負(fù)荷高峰與電網(wǎng)高峰時(shí)段重合，且電力低谷時(shí)段負(fù)荷又小的場(chǎng)合第八頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二冷源方案設(shè)計(jì)

在選定制冷機(jī)組時(shí)應(yīng)校核所選機(jī)組名義工況下的COP值，不應(yīng)低于國(guó)家現(xiàn)行的《蒸氣壓縮循環(huán)冷水（熱泵）機(jī)組工商業(yè)用和類似用途冷水（熱泵）機(jī)組》（GB/T18430.1—2001）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，同時(shí)還應(yīng)考慮部分負(fù)荷COP值，或采用部分負(fù)荷綜合值IPLV來(lái)衡量全年的綜合效益。

IPLV=0.01A+0.42B+0.45C+0.12D

式中A——100%負(fù)荷工況點(diǎn)時(shí)COPB——75%負(fù)荷工況點(diǎn)時(shí)COPC——50%負(fù)荷工況點(diǎn)時(shí)COPD——25%負(fù)荷工況點(diǎn)時(shí)COP第九頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二制冷機(jī)組選型3.確定冷水機(jī)組的型號(hào)及臺(tái)數(shù)（1）制冷機(jī)組選型要熟悉機(jī)組的性能、特點(diǎn)，才能進(jìn)行冷水機(jī)組主要性能比較機(jī)組的性能及特點(diǎn)主要包括：制冷量范圍性能系數(shù)、調(diào)節(jié)特點(diǎn)等。（2）選用制冷機(jī)組時(shí)臺(tái)數(shù)不宜過(guò)多，一般為2—4臺(tái)，不考慮備用。多機(jī)頭機(jī)組可以選用單臺(tái)。當(dāng)采用多臺(tái)型號(hào)相同的機(jī)組時(shí)，單機(jī)容量調(diào)節(jié)下限常冷量大于最小負(fù)荷時(shí)，應(yīng)選用一臺(tái)小型機(jī)組來(lái)適應(yīng)低負(fù)荷需要。

◆確定制冷機(jī)組型號(hào)后，應(yīng)記錄冷水機(jī)組的主要性能參數(shù)參數(shù)，如下：名義冷量；名義耗功率；名義工況性能系數(shù)；冷凍水、冷卻水壓力損失及水流量，以及機(jī)組的外形尺寸運(yùn)行重量等，為后續(xù)設(shè)計(jì)收集資料。第十頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二冷凍水系統(tǒng)二、空調(diào)冷凍水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及水泵的選擇空調(diào)冷凍水系統(tǒng)一般選用高位膨脹水箱定壓的閉式循環(huán)系統(tǒng)。根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)具體情況決定采用一次泵或二次泵系統(tǒng)，二次泵宜設(shè)置變頻調(diào)速裝置。一次泵的臺(tái)數(shù)應(yīng)按冷水機(jī)組的臺(tái)數(shù)一對(duì)一設(shè)置，一般不設(shè)備用泵。二次冷水泵臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)冷凍水泵大小、各并聯(lián)環(huán)路壓力損失的差異程度、使用條件和調(diào)節(jié)要求，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。第十一頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二冷凍水系統(tǒng)

1.冷凍水泵的選型空調(diào)冷凍水泵宜選用低比轉(zhuǎn)數(shù)的單級(jí)離心泵。一般選用端吸泵，流量大于500m3/h宜選用雙吸泵。1）冷凍水泵的流量一次泵的流量，應(yīng)為所對(duì)應(yīng)的冷水機(jī)組的冷凍水流量；二次泵的流量，應(yīng)為所負(fù)責(zé)區(qū)冷負(fù)荷綜合最大值計(jì)算出的流量。計(jì)算流量應(yīng)附加5%—10%的裕量。2）冷凍水泵的揚(yáng)程采用閉式循環(huán)一次泵系統(tǒng)冷凍水泵的揚(yáng)程為管路及管件阻力、冷水機(jī)組蒸發(fā)器阻力和末端設(shè)備表冷器阻力之和。計(jì)算阻力應(yīng)附加10%的安全系數(shù)。第十二頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二冷凍水系統(tǒng)以水冷螺桿機(jī)組為例計(jì)算冷凍水泵揚(yáng)程：冷凍水泵揚(yáng)程的組成

1.制冷機(jī)組蒸發(fā)器水阻力：一般為5～7mH2O；（具體值可參看產(chǎn)品樣本）

2.末端設(shè)備（空氣處理機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管等）表冷器或蒸發(fā)器水阻力：一般為5～7mH2O；（據(jù)體值可參看產(chǎn)品樣本）

3.回水過(guò)濾器阻力，一般為3～5mH2O；

4.分水器、集水器水阻力：一般一個(gè)為3mH2O；

5.制冷系統(tǒng)水管路沿程阻力和局部阻力損失：一般為7～10mH2O；綜上所述，冷凍水泵揚(yáng)程為26～35mH2O，一般為32～36mH2O。第十三頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二冷凍水系統(tǒng)2.冷凍水水系統(tǒng)補(bǔ)水：空調(diào)水系統(tǒng)的補(bǔ)水宜經(jīng)軟化處理；僅夏季供冷的系統(tǒng)可采用電子除垢儀進(jìn)行水處理；補(bǔ)水量為系統(tǒng)水容量的2%；補(bǔ)水點(diǎn)應(yīng)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，揚(yáng)程附加30～50kPa。設(shè)備用補(bǔ)水泵。目前管徑的尺寸規(guī)格有：DN15、DN20、DN25、DN32、DN40、DN50、DN70、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500、DN600

注意：一般選擇水泵時(shí)，水泵的進(jìn)出口管徑應(yīng)比水泵所在管段的管徑小一個(gè)型號(hào)。例如：水泵所在管段的管徑為DN125,那么所選水泵的進(jìn)出口管徑應(yīng)為DN100。第十四頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二冷卻水系統(tǒng)三、水冷冷水機(jī)組冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及冷卻水設(shè)備的選擇1、冷卻塔選型與布置（1）冷卻塔選型蒸氣壓縮式制冷機(jī)組一般采用標(biāo)準(zhǔn)系列逆流式玻璃鋼冷卻塔或橫流式冷卻塔。當(dāng)處理水量在100t/h以下時(shí)采用橫流式較為合適，當(dāng)處理水量在100t/h以上時(shí)采用逆流式較為合適。逆流式冷卻塔熱交換性能好，效率高，但塔體較高、配水系統(tǒng)較復(fù)雜。冷卻塔根據(jù)供貨商提供的設(shè)備樣本的機(jī)型選擇表進(jìn)行選擇。（1）冷卻塔臺(tái)數(shù)與制冷主機(jī)的數(shù)量一一對(duì)應(yīng)，一般不考慮備用；（2）冷卻塔的水流量=冷卻水系統(tǒng)水量×1.2；第十五頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二冷卻水系統(tǒng)冷卻塔臺(tái)數(shù)宜按制冷機(jī)臺(tái)數(shù)一對(duì)一匹配設(shè)置，多臺(tái)組合塔，應(yīng)保證單個(gè)組合體的處理水量與制冷機(jī)組冷卻水量匹配。冷卻塔不備用。多臺(tái)冷卻塔并聯(lián)使用時(shí)，集水盤下應(yīng)設(shè)連通管，或進(jìn)出水管上均設(shè)電動(dòng)二通閥，電動(dòng)閥宜與冷卻水泵連鎖。3.冷卻水泵的選型冷卻水泵選型同冷凍水泵選型，宜按一對(duì)一匹配設(shè)計(jì)。（1）冷卻水泵流量應(yīng)按冷水機(jī)組技術(shù)資料確定，并附加5%—10%的裕量。（2）冷卻水泵揚(yáng)程有冷卻水系統(tǒng)助力（管道、管件、冷凝器助力之和），冷卻塔集水盤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%的裕量。

第十六頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二冷卻水系統(tǒng)冷卻水泵揚(yáng)程的組成：

1.制冷機(jī)組冷凝器水阻力：一般為5～7mH2O；（具體值可參看產(chǎn)品樣本）

2.冷卻塔噴頭噴水壓力：一般為2～3mH2O3.冷卻塔（開(kāi)式冷卻塔）接水盤到噴嘴的高差：一般為2～3mH2O4.回水過(guò)濾器阻力，一般為3～5mH2O；

5.制冷系統(tǒng)水管路沿程阻力和局部阻力損失：一般為5～8mH2O；綜上所述，冷凍水泵揚(yáng)程為17～26mH2O，一般為21～

25mH2O。第十七頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二水力計(jì)算4.制冷站內(nèi)水力計(jì)算可采用比摩阻為100～200Pa/m進(jìn)行冷凍水、冷卻水系統(tǒng)水力計(jì)算，確定供回水管直徑；5.水系統(tǒng)附屬設(shè)備（1）分集水器——多用于多回路的空調(diào)水系統(tǒng)，直徑應(yīng)按總流量通過(guò)時(shí)的斷面流速（0.5—1.0m/s）初選，并應(yīng)大于最大接口管開(kāi)口直徑的2倍。（2）過(guò)濾器——冷水機(jī)組、水泵、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥等設(shè)備的入口管道上應(yīng)安裝過(guò)濾器或除污器，以防雜質(zhì)進(jìn)入。（3）壓力表——分集水器、冷水機(jī)組的進(jìn)出水管、水泵出口應(yīng)設(shè)壓力表。（4）溫度計(jì)——分集水器、冷水機(jī)組的進(jìn)出水管影射溫度計(jì)。第十八頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二水處理四、水處理及設(shè)備水處理產(chǎn)品電子水處理儀、過(guò)濾器、軟化水裝置空調(diào)水系統(tǒng)中使用到的電子水處理儀和水過(guò)濾器一般都按照設(shè)備所在管段的管徑進(jìn)行選擇。冷卻水系統(tǒng)屬開(kāi)式系統(tǒng)，必須使用電子水處理儀；冷凍水系統(tǒng)屬閉式系統(tǒng)，要求不是那么嚴(yán)格，可以在冷凍水系統(tǒng)管路中或膨脹水箱進(jìn)水管路中安裝電子水處理儀。第十九頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二水處理當(dāng)工程所在地水質(zhì)較硬或是系統(tǒng)較大的時(shí)候，系統(tǒng)的和補(bǔ)水最好是軟化水，該空調(diào)系統(tǒng)必須配置水軟化裝置，一般選用全自動(dòng)軟化水裝置；全自動(dòng)軟化水裝置的選用一般按照系統(tǒng)補(bǔ)水量進(jìn)行選擇。補(bǔ)水裝置可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選（裝置小，系統(tǒng)補(bǔ)水時(shí)間長(zhǎng)；裝置大，系統(tǒng)補(bǔ)水時(shí)間短）。五、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(wàn)平方米左右建筑空調(diào)水系統(tǒng)膨脹水箱的容積為2～

4立方。第二十頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二水泵并聯(lián)運(yùn)行

水泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，流量有所衰減；當(dāng)并聯(lián)臺(tái)數(shù)超過(guò)3臺(tái)時(shí)，衰減尤為厲害。故強(qiáng)烈建議：1.選用多臺(tái)水泵時(shí)，要考慮流量的衰減，留有余量。2.空調(diào)系統(tǒng)中水泵并聯(lián)不宜超過(guò)3臺(tái)，即進(jìn)行制冷主機(jī)選擇時(shí)也不宜超過(guò)三臺(tái)。水泵并聯(lián)臺(tái)數(shù) 流量流量的增加值 與單臺(tái)泵運(yùn)行比較流量的減少1100//2190905%32516116%42843329%53001640%第二十一頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二制冷站工藝布置（五）制冷站工藝布置1.對(duì)制冷機(jī)房的要求制冷機(jī)房應(yīng)布置在全區(qū)夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)；在動(dòng)力站內(nèi)，一般應(yīng)布置在乙炔站、鍋爐房、煤氣站、堆煤場(chǎng)上風(fēng)側(cè)，以保證制冷機(jī)房的清潔。位置應(yīng)盡可能靠近冷負(fù)