制冷設計說明書.doc

目 錄一、原始資料1二、設備選型12.1制冷機組12.1.2 制冷機組選型原則12.2冷凍水系統(tǒng)選型32.2.1冷凍水系統(tǒng)的基本形式32.2.2冷凍水泵42.3冷卻水系統(tǒng)52.3.1冷卻水泵62.3.2冷卻塔72.4補水泵82.5補水箱92.6分集水器92.7電子水處理儀102.8管徑列表11三、制冷機房布置12四、施工說明134.1管道保溫設計134.2系統(tǒng)消聲隔振設計14五、參考文獻15一、原始資料本工程涉及的建筑位于天津市辦公類建筑，地上6層，制冷面積34500m建筑總高度21m；地下1層，為車庫及設備用房，制冷機房設于地下設備用房內(nèi)。本工程為該建筑空調(diào)提供冷、熱源，空調(diào)系統(tǒng)形式采用全空氣系統(tǒng)。空調(diào)系統(tǒng)要求夏季工況最大制冷量約為：4000kw?？照{(diào)系統(tǒng)要求冷凍水供水溫度7，回水溫度12?，F(xiàn)本工程僅設計夏季制冷系統(tǒng)，機組及一系列設備放在制冷機房里，冷卻塔放在東西側(cè)配樓樓頂；冷水機組以平均分配制冷量為原則進行選擇，循環(huán)水泵與制冷機組相對應，加一旁通；冷卻塔與制冷機組相對應，無需備用。表1 天津市室外氣象參數(shù)夏季室外氣象參數(shù)冬季室外氣象參數(shù)夏季空調(diào)室外計算干球溫度33.9冬季空調(diào)室外計算干球溫度-9.6夏季空調(diào)室外計算濕球溫度26.8冬季空調(diào)室外計算相對濕度56%夏季空調(diào)室外平均風速2.2m/s冬季空調(diào)室外平均風速2.4m/s夏季大氣壓力1005.2hPa冬季大氣壓力1027.1hPa二、設備選型2.1制冷機組2.1.2 制冷機組選型原則要合理選定機型和臺數(shù)，須考慮以下因素或原則。 （1）建筑物的冷負荷大小，全年冷負荷的分布規(guī)律； （2）當?shù)氐乃?包括水量、水溫及水質(zhì))、電源和熱源(包括熱源性質(zhì)、品位高 低)情況； （3）初投資和運行費用； （4）冷水機組的特性(包括性能系數(shù)、尺寸大小、調(diào)節(jié)性能、價格、冷量范圍及 使用工質(zhì)等)。選擇冷水機組時，除了考慮上述原則外，還應根據(jù)具體情況注意以下幾點： （1）臺數(shù)一般以選用24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，機組之間要考慮互為備用和切換使用的可能性； （2）同一機房內(nèi)可選用不同類型、不同容量的機組搭配的組合方案，以節(jié)約能耗。并聯(lián)運行的機組中至少應選擇一臺自動化程度較高，調(diào)節(jié)性能較好，能保證部分負荷下能高效運行的機組； （3）對有合適熱源特別是有余熱或廢熱的場所或電力缺乏的場所，宜采用吸收式冷水機組； （4）選擇電力驅(qū)動的冷水機組，當單機制冷量大于1163kW時，宜選用離心式；當單機制冷量在582kW1163kW之間時，宜選用離心式或螺桿式；當單機制冷量小于582kW時，宜選用活塞式；選用活塞式冷水機組時，宜優(yōu)先選用多機頭自動聯(lián)控的冷水機組；根據(jù)建筑物用途、冷量特點及投資費用等實際情況綜合考慮決定是否配備備用機組。表2 建筑物冷負荷估算指標建筑物 冷負荷W/m2 逗留者 照明 送風量 顯冷負荷 總冷負荷 m2/人 W/m2 l/sm2 辦公室 中部區(qū) 659510605周邊 11016010606個人辦公室 16024015608會議室 1852703609學校 教室 1301902.5409圖書館 1301906309自助餐廳 1502601.53010戲院、大會堂 11026012012實驗室 150230105010圖書館、博物館 9515010408醫(yī)院 手術室 1103806208公共場所 5015010308根據(jù)建筑的空調(diào)面積和房間功能進行空調(diào)冷負荷計算， 統(tǒng)計建筑空調(diào)總冷負荷。本工程最大制冷量已給出，為4000KW，無需計算，而且本工程僅設計夏季工況制冷系統(tǒng)，無需考慮冬季制熱系統(tǒng)。因此，根據(jù)制冷量平均分配的原則，所需的單臺制冷機組的制冷量為：1333kW,選擇的制冷機組型號為：YSEXES45CJE ,HCFC-22機組。有關參數(shù)如下表表3 制冷機組參數(shù)制冷量1336kW冷水冷卻水進水溫度1232出水溫度737流量230m3/h270m3/h接管通徑200mm250mm污垢系數(shù)0.086m3/kW0.086m3/kW水阻損失0.125MPa0.057MPa尺寸440019002360制冷機組選三臺，同時使用，無需備用。2.2冷凍水系統(tǒng)選型2.2.1冷凍水系統(tǒng)的基本形式（1）雙管制、三管制和四管制系統(tǒng)1)雙管制系統(tǒng)夏季供應冷凍水、冬季供應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)分別設置供冷、供熱管路，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，管路復雜。3)四管制系統(tǒng)供冷、供熱分別由供回水管分開設置，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)復雜，且占有一定的空間?？偵纤觯酥评湎到y(tǒng)采用兩管制。（2）管內(nèi)流速的假定依據(jù) DN/mm=250出水管的流速m/s1.52.02.02.5進水管的流速m/s1.01.21.21.6（3）冷凍水循環(huán)系統(tǒng)水力計算；冷凍水泵選用三臺，且流量平均分配,，以下計算水泵進出口管徑計算冷凍水體積流量w確定:W=0.0638 m3/s式中： 冷卻劑的定壓比熱，水為4.186 KJ/Kg.；水的密度，為1000kg/m3水泵進水管：假定冷凍水的進口流速為1.6m/sd=1034LvL=0.0638m3/s, 單臺機組管徑d1=225mm,取250mm,則管段流速為v=1.3m/s水泵出水管：假定冷凍水的出口流速為2.0m/sd=1034LvL=0.0638m3/s,單臺機組總管d1=202mm,取200mm,則管段流速為v=2.03m/s總管管徑計算假定冷凍水的流速為1.6m/sd=1034LvL=0.0638x3=0.1914m3/s,管徑d1=390mm,取400mm,則管段流速為v=1.52m/s2.2.2冷凍水泵（1）本課程設計水泵的選擇應按冷水機組一對一設置。（2）冷凍水循環(huán)泵的流量、揚程的確定：根據(jù)所對應的冷水機組的冷水量確定冷凍水循環(huán)泵的流量。（蒸發(fā)器側(cè)）當采用閉式循環(huán)系統(tǒng)時，水泵的揚程應能克服冷凍水系統(tǒng)最不利環(huán)路的用冷設備、產(chǎn)冷設備、管道、閥門附件等總阻力要求。即 p = (py +pj +pm) 式中：p 水泵揚程，Pa；( py +pj +pm) 最不利環(huán)路各計算管段沿程、局部和設備阻力損失之和，Pa；py 各計算管段沿程阻力損失，Pa；pj 各計算管段總局部阻力損失，Pa；pm 各計算管段總設備阻力損失，Pa。冷凍水循環(huán)泵的流量就為冷水機組冷水側(cè)的流量，即為230m3/h；冷凍水泵揚程的組成：（1）回水過濾器阻力，一般為35mH2O，此系統(tǒng)選取4mH2O；（2）分水器、集水器水阻力：一般一個為3mH2O，此系統(tǒng)選3mH2O；（3）制冷機組冷水側(cè)的水阻損失：12.5mH2O。（4）沿程阻力損失與局部阻力：沿程比摩阻R=200Pa/m,管長為150m,沿程阻力為200*150=30000Pa,需要揚程為3m.局部阻力損失為沿程阻力損失的0.51倍。所以局部阻力損失為0.7*200*150=21000Pa,需要揚程為2.1m。揚程：H=4+3+12.5+3+3+2.1=27.6m本項目選用冷凍水泵的型號為：200-315A型單級臥式離心水泵，流量：243m3/h，揚程：30m。水泵選三臺。2.3冷卻水系統(tǒng)（1）管內(nèi)流速的假定依據(jù) DN/mm=250出水管的流速m/s1.52.02.02.5進水管的流速m/s1.01.21.21.6（2）冷卻水泵選用三臺，且流量平均分配,以下計算水泵進出口管徑計算水泵進水管：假定冷卻水的進口流速為1.2m/sd=1034LvL=0.075 m3/s,機組管徑d1=282mm,取250mm,則管段流速為v=1.53m/s水泵出水管假定冷卻水的出口流速為2.0m/sd=1034LvL=0.075 m3/s,機組管徑d1=219mm, 取250mm,則管段流速為v=1.76m/s s總管管徑計算假定冷卻水的流速為1.8m/sd=1034LvL=0.225m3/s,管徑d1=399mm,取400mm,則管段流速為v=1.8m/s2.3.1冷卻水泵冷卻水循環(huán)泵的流量、揚程的確定：（1）根據(jù)所對應的冷水機組的冷水量確定冷卻水循環(huán)泵的流量。（冷凝器側(cè)）（2）冷卻水泵所需揚程應能克服冷卻水系統(tǒng)環(huán)路的設備、管道、閥門附件等總阻力要求。p=(py+pj+pm)+p0+ph式中：P冷卻水泵的揚程，Pa；(py+pj+pm)冷卻水循環(huán)管路總阻力損失之和，Pa；py冷卻水各計算管段的沿程阻力損失，Pa；pj冷卻水各計算管段的總局部阻力損失，Pa；pm冷卻水各計算管段中總設備阻力損失，Pa；;p0冷卻塔噴嘴噴霧壓力，Pa；ph冷卻塔中水提升高度(從冷卻塔盛水池到噴嘴的高差)所需的壓力，Pa；。冷卻水循環(huán)泵的流量就為冷水機組冷卻水側(cè)的流量，即為272m3/h；冷卻水泵揚程組成:（1）制冷機組冷凝器水阻力：12.5mH2O；（2）冷卻塔噴頭噴水壓力：一般為23mH2O，取3mH2O；（3）冷卻塔（開式冷卻塔）接水盤到噴嘴的高差：一般為23mH2O，取3mH2O；（4）回水過濾器阻力，一般為35mH2O，取4mH2O；（5）制冷機組冷卻水側(cè)的水阻損失：5.7mH2O。（6）沿程阻力損失與局部阻力：沿程比摩阻R=200Pa/m,管長為40m,沿程阻力為200*40=8000Pa,需要揚程為0.8m.局部阻力損失為沿程阻力損失的0.51倍。所以局部阻力損失為0.7*200*40=5600Pa,需要揚程為0.56m。揚程： H=12.5+3+3+4+5.7+0.8+0.6=29.6m本項目選用冷凍水泵的型號為：SLW（SLWR）系列離心泵：200-250（I），流量：280m3/h，揚程：36m。水泵選三臺。2.3.2冷卻塔（1）冷卻塔選型須根據(jù)建筑物的功能、場地情況、周圍環(huán)境條件與平面布局的因素綜合考慮。對塔形的選擇還要考慮當?shù)氐臍庀髤?shù)、冷卻塔進出水溫度、冷卻水量、水質(zhì)以及噪聲、散熱和水霧對周圍環(huán)境的影響，經(jīng)濟技術比較確定。（2）冷卻塔的補水量包括；蒸發(fā)損失、飄逸損失、排污損失和泄漏損失。壓縮式制冷可取補水率為循環(huán)水量的2%，吸收式制冷可取補水率為循環(huán)水量的補水2.5%，補水位置；不設積水箱的系統(tǒng)應在冷卻塔的地盤處，此時應要求冷卻塔的底盤加高200mm；設積水箱的系統(tǒng)應在積水箱處。（3）冷卻塔的控制調(diào)節(jié)應采用雙速風機或變頻調(diào)速來實現(xiàn)。冷卻塔是水與空氣進行熱交換的一種設備，它主要由風機、電機、填料、播水系統(tǒng)、塔身、水盤等組成。冷卻塔的水流量=冷卻水系統(tǒng)水量1.2，由表2可知，冷卻水流量為270m3/h，則冷卻塔的水流量為324m3/h。本工程選用的冷卻塔為：TY系列冷卻水塔，350T。有關參數(shù)見表4。（4）橫流冷卻塔與逆流冷卻塔的區(qū)別：橫流式冷卻塔：優(yōu)點：結構簡單，裝卸方便；水頭壓力低（節(jié)能）；保養(yǎng)方便、故障率低、易于維護（內(nèi)部無旋轉(zhuǎn)式布水裝置）；散熱鰭片不容易結垢生藻，散熱鰭片易于清洗；在外氣環(huán)境高于設計環(huán)境時能夠采取其他應急降溫措施（自來水直接噴淋，增加散熱風扇等）；使用成本低，加藥范圍廣，設備不易產(chǎn)生腐蝕，電機要求的水頭壓力能夠降低。缺點：效率相對逆流式較低，同樣的制冷冷噸量需要更大的箱體及占地面積；用水量稍多。逆流式冷卻塔：優(yōu)點：占地面積小，同體積效率較橫流式稍高（水通過機械運動更加均勻的發(fā)散在散熱鰭片上提高了散熱鰭片的單位散熱效率）；能夠產(chǎn)生較橫流式更大的水溫差。缺點：內(nèi)部機構復雜，內(nèi)部旋轉(zhuǎn)布水器容易發(fā)生故障，且發(fā)生故障后維修不方便；更容易產(chǎn)生藻類及淤泥，容易造成布水器的堵塞，對殺菌除藻要求更高；對加藥的要求較高，內(nèi)部除管線為金屬外旋轉(zhuǎn)機構等亦為金屬件；水頭壓力要求較高，水泵配置要求高；效率衰減快，后續(xù)冷量的衰減速度較快。逆流式大多用于圓形冷卻水塔為佳，橫流式大多用于方形冷卻水塔為佳。兩種冷卻水塔無所謂優(yōu)劣，根據(jù)實際情況考慮即可。橫流式相對來說比逆流式更為穩(wěn)定，故障率更低，使用成本和維護的人力設備成本也低。所以，本項目選用橫流式冷卻塔。表4 冷卻水塔的相關參數(shù)冷卻水量330m3/h外接管徑進/出水DN250滿/排水DN80補水DN40外形尺寸D:5600mmH:4550mm冷卻塔與機組相對應，三臺機組，即有三臺冷卻塔。2.4補水泵表5 空調(diào)水系統(tǒng)單位水容量表（L/建筑面積）空調(diào)面積全空氣系統(tǒng)水空氣系統(tǒng)供冷時0.400.550.701.30供暖時熱水鍋爐1.252.001.201.90熱交換器0.400.550.701.30補水點設在循環(huán)水泵的吸入口，補水泵流量取補水量的2.55倍，揚程應附加3050kPa。補水宜設備用泵。系統(tǒng)補水量取系統(tǒng)水容量的2%。 根據(jù)表5選取單位水容量為水空氣系統(tǒng)中1.0 L/，本工程中建筑物的空調(diào)面積為34500 ，因此系統(tǒng)水容量為345001.01000=34.5 m3/h。 補水量為0.69 m3/h，揚程應附加3050kPa，選40kPa，所以補水泵揚程為43.05+4=47.05m。 本工程選取CR2-90型CR型多級離心補水泵，流量3m3/h，揚程50m。2.5補水箱空調(diào)水系統(tǒng)的補水箱，不但可以對系統(tǒng)水體積隨溫度變化產(chǎn)生的膨脹或收縮起到調(diào)節(jié)作用，以減少因系統(tǒng)水的溢出或補充而造成的浪費，而且它兼起系統(tǒng)定壓作用，保證系統(tǒng)不倒空、不溢水、不超壓。依據(jù)補水泵的流量選取方形開式水箱5號，公稱容積為5m3，有效容積為4.6m3，補水箱的尺寸為215010502215。2.6分集水器（1）分水器和集水器的流速選擇范圍為0.5-1.5m/s 1）假定集水器的流速為0.8m/sd=1034LvL=0.1914m3/s ,D=552mm,取600mm，分集水器內(nèi)流速為v=0.68m/s3根支管與旁通管的流量同為L=0.0638m3/s, 管徑都為250mm。2）假定分水器的流速為0.8m/s, D=552mm,取600mm, 則速度為0.68m/s4根支管流量同為L=0.0638m3/s, 管徑都為250mm。所選集水器和分水器的特性：類型名稱筒體直徑(mm)封頭壁厚（mm）工作壓力（mpa）材質(zhì)分水器60061.2無縫鋼管 （20號鋼）集水器60061.2（2）分水器和集水器的長度計算溫度計預留長度150mmL1=D1+120=250+120=370 mm，L2=D1+D2+120=250+250+120=620mm，L3=D2+D3+120=250+250+120=620mm，L4=D3+D4+120=250+250+120=620mm，L5=D4+D5+120=250+250+120=620mm壓力表預留長度150mm分集水器總長度為L=L1+L2+L3+L4+L5+150mm+150mm=3150mm其中D1=250mm，D2=250mm，D3=250mm ，D4=250mm，D5=250mm(D5為冷凍水進出水管直徑，D1，D2,，D3為用戶管路直徑，D4為旁通管直徑)集水器和分水器一般會設置排污口的直徑取DN50mm。2.7電子水處理儀冷卻水系統(tǒng)中使用到的電子水處理儀一般都按照設備所在管段的管徑進行選擇。根據(jù)冷卻水流量選擇的冷卻水管徑為DN250。本工程選擇的電子水處理儀接口尺寸為DN250型。102.8管徑列表12三、制冷機房布置制冷機房應盡可能靠近冷負荷中心布置，并應符合下列要求： 一、氟利昂壓縮式制冷裝置，可布置在民用建筑、生產(chǎn)廠房及輔助建筑物內(nèi)，但不宜直接布置在樓梯間、走廊和建筑物的出入口處； 二、氨壓縮式制冷裝置，應布置在隔斷開的房間或單獨的建筑物內(nèi)，但不得布置在民用建筑和工業(yè)企業(yè)輔助建筑物內(nèi)； 注：1、輔助設備可布置在室外。 2、氨制冷機房的防火要求，應按國家現(xiàn)行的建筑設計防火規(guī)范執(zhí)行。 三、蒸汽噴射式制冷裝置，應露天布置。溴化鋰吸收式制冷裝置，宜布置在建筑物內(nèi)，條件許可時，亦可露天布置。露天布置時，制冷裝置的電氣設備及控制儀表，應設在室內(nèi)。 制冷機房的設備布置和管道連接，應符合工藝流程，并應便于安裝、操作與維修。制冷機突出部分與配電盤之間的距離和主要通道的寬度，不應小于1.5m；制冷機與墻壁之間距離和非主要通道的寬度，不應小于0.8m。 注：1、兼作檢修用的通道寬度，應根據(jù)設備的種類及規(guī)格確定。 2、布置臥式殼管式蒸發(fā)器、冷水機組和溴化鋰吸收式制冷機時，應考慮有清洗或更換管簇的可能。 制冷機房的高度，應根據(jù)設備情況確定，并應符合下列要求： 一、對于氟利昂壓縮式制冷，不應低于3.6m； 二、對于氨壓縮式制冷，不應低于4.8m； 三、支于溴化鋰吸收式制冷，設備頂部距屋頂或樓板的距離，不得小于1.2m。注、制冷機房的高度，系指自地面至屋頂或樓板的凈高。 制冷機房內(nèi)宜與輔助設備間和水泵間隔開，并應根據(jù)具體情況，設置值班室、維修間、貯藏室以及廁所等生活設施。氨制冷機房應設置兩處互相盡量遠離的出口直接對外，且應由室內(nèi)向外開門。氨制冷機房的電源開關，應布置在外門附近。發(fā)生事故時，應有立即切斷電源的可能性，但事故電源不得切斷。水泵與水泵間的距離為600mm，水泵與墻面的距離是500mm,機組間距是1200mm。 制冷機房應設給水與排水設施，必要時宜設置電話。四、施工說明4.1管道保溫設計 為了提高冷、熱量的利用率，避免不必要的冷、熱損失，保證空調(diào)的設計運行參數(shù)，制冷系統(tǒng)的表面溫度可能低于周圍空氣的露點溫度，使表面結露，加速傳熱以及防止結露對風道的腐蝕。冷凍水管必須保溫。 水系統(tǒng)使用的保溫材料應導熱系數(shù)小、濕阻因子大、吸水率低、密度小，而且使用安全（如不燃或難燃，無刺激味，無毒等）、價廉易購買、易于加工敷設。目前，制冷系統(tǒng)中常用的保溫材料有礦渣棉、離心玻璃棉、柔性泡沫橡塑、自熄型聚苯乙烯泡沫塑料、聚乙烯泡沫塑料和硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料等。 保溫材料的選擇應根據(jù)因地制宜，就地取材的原則，選擇來源廣泛、價憐、保溫性能好、易于施工、耐用的材料。具體有以下要求： （1）導熱系數(shù)低、價格低； （2）容重小、多孔性材料； （3）保溫后不易變形并具有一定的抗壓強度； （4）保溫材料不宜采用有機物和易燃物； （5）宜采用吸濕性小、存水性弱、對管壁無腐蝕作用的材料； （6）保溫材料應采用非燃和難燃材料。 根據(jù)保溫材料選擇的原則和要求，在這次設計中的水管用柔性泡沫橡塑作為保溫材料。 空調(diào)系統(tǒng)還應做保溫處理，為保證保溫效果，保溫結構應由以下幾部分組成： （1）防銹層。清除管道或設備外