制冷技術課程設計

1、 蘇州科技學院環(huán)境科學與工程學院課程設計說明書課程名稱： 空調用制冷技術課程設計 題 目： 南京商業(yè)辦公綜合樓冷凍站設計 學生姓名： 胡海旭 學號： 系 別： 環(huán)境學院 專業(yè)班級： 建筑設備z1211 指導老師： 孫志高 李翠敏 2015年10月目 錄1設計目的22設計任務23負荷計算24機組選擇25方案設計36水力計算46.1冷凍水的水力計算6.1.1確定水流量6.1.2確定管徑6.1.3水力計算結果46.2冷卻水水力計算6.2.1水力計算結果77設備選擇77.1冷卻塔的選擇77.2水泵選擇7.2.1冷凍水泵的選擇7.2.2冷卻水泵的選擇88參考文獻11附錄一、設計目的課程設計是空氣調節(jié)用制

2、冷技術教學中一個重要的實踐環(huán)節(jié)，綜合運用所學的有關知識，在設計中掌握解決實際工程問題的能力，進一步鞏固和提高理論知識。通過課程設計，了解工程設計的內容、方法及步驟，培養(yǎng)確定空調冷凍站的設計方案、進行設計計算、繪制工程圖、使用技術資料、編寫設計說明書的能力。二、設計任務南京商業(yè)辦公綜合樓冷凍站設計（一）設計原始資料1、建筑物概況：建筑面積：10200層數(shù)3層，層高4.8米2、參數(shù)條件：空調冷凍水參數(shù)：供水7，回水12冷卻水參數(shù)：進水32，出水37三、負荷計算空調負荷指標：q=250350 W/。本設計取250/ ，則建筑總負荷為Q=25010200=2550KW 建筑物的最小冷負荷為設計冷負荷的

3、15%，則qmin=255015%=382.5KW四、機組選擇在選擇制冷機的計算中，應考慮到管道系統(tǒng)及設備的冷損失，故間接供冷系統(tǒng)一般附加7%15%富裕量。則制冷機組承擔的制冷量為W=Q(1+10%)=2550(1+10%)=2805KW為了滿足最小冷負荷下的工作情況，最小冷負荷考慮富裕量之后得出的值為qmin =382.5（1+10%）=420.75KW，分別按承擔負荷的30%和70%選用麥克維爾空調公司的離心式冷水機組，選擇WSC079/E2609/C2209型號1臺，WCS100/E3612/C3012型號一臺，機組技術參數(shù)見表 項目型號LSBLG 1500制冷量KW1501輸入功率KW

4、342壓縮機數(shù)量4能量調節(jié)方式自動能量調節(jié)范圍%1000（16級）制冷劑R22充注量Kg654電氣性能電源3N 400V 50Hz安全保護高低壓保護、過載保護、逆（缺）相保護、排氣溫感器、防凍結溫感器、易熔塞冷凍水流量m3/h258冷卻水流量m3/h316.8冷凝器類型殼管式冷卻水進水溫度范圍22至37水側壓降kPa76進出水管mmDN1502蒸發(fā)器類型干式殼管式冷水出水溫度范圍5至15水側壓降kPa88進出水管mmDN200機組外型尺寸:（長寬高）mm445021602420機組重量kg7800運行重量kg8200噪音dB(A)87五、方案設計選擇該機房制冷系統(tǒng)為兩管制系統(tǒng)，即冷卻水供/回水

5、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各層的用戶，經(jīng)過空調用戶后的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，通過水泵返回冷水機組中的蒸發(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)冷卻水泵及冷卻水供水管到達冷卻塔，經(jīng)冷卻塔冷卻后降溫后的32的冷卻水再返回冷水機組冷卻制冷劑，如此循環(huán)往復。六、水力計算6.1 冷凍水的水力計算1）確定水流量本設計中LSBLG 1500冷水機組兩臺，蒸發(fā)器水流量為258 m3/h2）確定管徑通過控制管段內的流速和比摩阻來確定管徑，最不利環(huán)路的比摩阻流速不宜選得太大，否則比摩阻太

6、大，一般比摩阻控制在100-300Pa/m，最好在150-200Pa/m,若選用管子的比摩阻偏大，則將管徑取大調節(jié)； 若比摩阻小于100 Pa/m，則將管徑取小，在比摩阻 100-300Pa/m 范圍內確定管徑和流速。（1mH2O=0.1MPa）水流速度的選擇：管道種類推薦流速（m/s）管道種類推薦流速（m/s）水泵吸水管1.22.1主干管/集管1.24.5水泵出水管2.43.6排水管1.22.0冷水管道流速表:管徑DN253240507080100流速m/s400流速m/s0.9-1.61.0-1.81.2-2.11.4-2.31.6-2.41.8-2.61.9-2.83）阻力計算冷凍水管的

7、阻力包括沿程阻力和局部阻力，分別對其進行計算。沿程阻力根 據(jù)選定的比摩阻可按以下公式進行計算。Pm = pm * l式中Pm為摩擦阻力損失，即沿程阻力損失 Pa；pm 為管段的比摩阻，Pa/m； L 為計算管段的長度，局部阻力計算的公式為：Pj = * * 2 /2式中：P管段的局部阻力損失， Pa；局部阻力損失系數(shù)， 為管內冷凍水的密度,kg/m3 ；管內水的流速,m/s其中主要包括有閥門，變管徑，彎頭，三通等，還有就是末端散熱設備的 阻力損失。其中局部損失用到的局部損失系數(shù)如下：截止閥0.3止回閥DN40502002503003.93.40.10.10.1蝶閥0.10.3變徑管漸縮0.1（

8、對應小斷面流速）漸擴0.3（對應小斷面流速）焊接彎頭90DN2002503003500.720.180.870.89水泵入口1.0過濾器2.0-3.0除污器4.0-6.0水箱接管進水口1.0出水口0.5用到的三通0.14)則總的阻力損失為：P = Pm + Pj水力計算見草圖各管段管徑以及水力計算看附錄表1（揚程為7.5mh2o）5)分集水器管徑計算假設每層負荷相同，結果見表總。管段管長（m）流量(m3/s)管徑mm流速m/s比摩阻R pa/m沿程阻力損失 pa局部阻力損失管段總阻力pa10.500 0.0722002.292561287394.2 7522.18122.535 0.07220

9、02.29256648.962097.6 2746.636.676 0.0722002.292561709.0561887.9 3596.93245.200 0.1442502.943281705.63111.7 4817.29653.470 0.1442502.943281138.160.0 1138.1660.500 0.1442502.9432816413397.6 13561.5872.761 0.1442502.94328905.6086396.3 7301.87286.451 0.1442502.943282115.9283371.0 5486.93292.650 0.144250

10、2.94200530345.7 875.7441018.200.1442502.943285969.66742.0 12711.608112.650 0.1442502.94328869.21210.1 2079.304126.345 0.1442502.943282081.163371.0 5452.164131.960 0.1442502.94328642.883371.0 4013.884142.535 0.1442502.94328831.483371.0 4202.484150.500 0.1442502.943281649075.8 9239.78合計84746.521 蒸發(fā)器阻力

11、：88000pa 空調需用壓力：40000pa 計算得總損失：.5pa6.2 冷卻水的水力計算1）確定水流量冷凝器水流量為316.8 m3/h，型號為WSC100水力計算見草圖，各管段管徑以及水力計算結果看下表管段管長（m）流量(m3/s)管徑mm流速m/s比摩阻R pa/m沿程阻力損失 pa局部阻力損失管段總阻力paa0.50.0882002.837818910662.4 10851.4b5.250.0882002.83781984.53606.4 5590.9c10.130.1763002.491841863.923627.1 5490.9785d3.470.1763002.4918463

12、8.483007.0 3645.5285e0.50.1763002.49184929300.2 9392.15f2.761 0.1763002.49184508.0244867.1 5375.1025g20.1763002.491843682697.0 3065.0435h10.1763002.491841840.0 184i10.1763002.491841842697.0 2881.0435j11.630.1763002.491842139.922542.0 4681.961k5.750.0882002.83782173.53214.4 5387.9l0.50.0882002.837818

13、97840.0 8029合計64575.0075冷卻水塔阻力：40000pa冷凝器阻力：76000pa總阻力：pa七、設備選擇7.1 冷卻塔的選擇根據(jù) “一塔對一機”的原則選擇，根據(jù)冷凝器的耗熱量和水流量來選擇冷卻塔（考慮1.2的安全系數(shù)選擇冷卻塔的處理水流量）。LSBLG1500型冷水機組的冷凝器耗熱量2805kw，冷凝器側水流量為28051.2=3366 m3/h。選擇型號為LRCM-H250與LRCM-H600的冷卻塔各一臺，詳細參數(shù)見附錄表3。7.2 水泵的選擇水泵的選擇根據(jù)流量和揚程選擇（水泵的流量和揚程均增加10%的附加值）。1）冷凍水泵的選擇冷凍水泵揚程=空調需用壓頭（取4060

14、kPa）+冷凍機房所需壓頭（包括機房的局部損失+沿程損失+冷凍機組損失），本次設計空調需用壓頭取40kp。冷凍水泵的揚程為21.3mmH2O，每臺冷凍水泵流量為129m3/h則根據(jù)以上數(shù)據(jù)選擇型號為200/250-30/4不銹鋼沖壓離心泵2臺，具體尺寸見下表型號流量m3/s揚程m安裝尺寸長寬高mm連接管DN mm200/250-30/428022.299056912642002）冷卻水泵的選擇冷卻水泵揚程=冷卻塔進塔壓力+冷凍機房所需壓頭（包括機房的局部損失+沿程損失+冷凍機組損失）計算所得冷卻水泵的揚程為18.1mmH2O，每臺冷卻水泵的流量為252 1.1=277.2m3/h，則根據(jù)以上數(shù)

15、據(jù)選擇型號為200/250-30/4不銹鋼沖壓離心泵1臺，具體尺寸見下表型號流量m3/s揚程m安裝尺寸長寬高mm連接管DN mm200/220-18.5/43222099047911741507.3 分集水器的選擇分、集水器外觀看著有一大段不同管徑的管子，在器體上方根據(jù)設計要求焊接不同管徑接口。它們均用無縫焊接鋼管制作，其底部都應有排污管接口，一般選用DN40。分、集水器中間需用管路相連接，保持兩個流量均勻，加個壓差旁通閥可以實現(xiàn)自動控制。分水器的直徑要求小于等于最大接管直徑的2倍，且分水器接頭截面流速控制在 0.51m/s，接管間距可以考慮管直徑之和加上 120，分水器總長最大不要超過3m。

16、冷凍水流量為：Q=258m3/h。假定截面流速為1m/s，則管徑為：故選擇管徑為DN500校核實際流速為：符合要求。因此分水器總進水管徑為DN500，由于器體本身直徑不得小于最大接管直徑的2倍，故分水器的直徑為DN1000。將分水器分為3路供水，分管流速取1 m/s則管徑為：故選擇管徑為DN300L1=d1+120=420，L2=d1+d2+120=720，L3=d2+d3+120=720,查封頂高度表h=275L=130+L1+L2+L3+120+2h=130+420+720+720+120+2752=2660mm同理選擇集水器。7.4 膨脹水箱的選擇當空調水系統(tǒng)為閉式系統(tǒng)時，為使系統(tǒng)中的水

17、因溫度變化而引起的體積膨脹給予余地以及有利于系統(tǒng)中空氣的排出，在管路系統(tǒng)中應連接膨脹水箱。為保證膨脹水箱和水系統(tǒng)的正常工作，在機械循環(huán)系統(tǒng)中，膨脹水箱應該接在水泵的吸入側，水箱標高應至少高出系統(tǒng)最高點1米。膨脹水箱的容積是有系統(tǒng)中水容量和最大的水溫幅度決定的VP=atVc=0.0006tVca-水的體積膨脹系數(shù)a=0.0006L/t-最大水溫變化值Vc-系統(tǒng)的水容量當供冷時系統(tǒng)水容量Vc(L/建筑面積)對于全空氣系統(tǒng)來說為0.40.55 L/建筑面積，本設計取0.5 L/。則本建筑的Vc=0.511300=5650 L則膨脹水箱容積為VP=16.95L八、參考文獻1 陳沛霖，岳孝方空調與制冷技術手冊（第二版）M上海：同濟大學出版社，19992 路詩奎，姚壽廣空調制冷專業(yè)課程設計指南北京：化學工業(yè)出版社，2005.43