冷熱源工程課程設(shè)計(jì)

1、冷熱源工程課程設(shè)計(jì)計(jì)算書題 目： 嘉興市光明大酒店制冷機(jī)房設(shè)計(jì)姓 名：楊超學(xué) 院：建筑工程學(xué)院專 業(yè)：建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程班 級(jí)：建環(huán)142學(xué) 號(hào)： 201451385236指導(dǎo)教師：楊超2017年6月23日目錄1）設(shè)計(jì)原始資料1（2）冷水機(jī)組選型2.1確定冷源方案22.1.1方案一采用R22滿液式螺桿冷水機(jī)組 22.1.2方案二采用16DNH_開利溴化鋰吸收式冷水機(jī)組 32.1.3方案三采用美的離心式冷水機(jī)組 42.2技術(shù)性分析52.3方案選擇7（3）分水器和集水器的選擇3.1分水器和集水器的構(gòu)造和用途73.2分水器和集水器的尺寸83.2.1 分水器的選型計(jì)算83.2.2集水器的選型計(jì)算8

2、（4）膨脹水箱配置和計(jì)算4.1 膨脹水箱的容積計(jì)算84.2膨脹水箱的選型9（5）冷凍水系統(tǒng)的設(shè)備選型和計(jì)算5.1 冷凍水系統(tǒng)的選型和計(jì)算95.1.1 冷凍水泵流量和揚(yáng)程的確定175.1.2冷凍水水泵型號(hào)的確定125.2冷卻水系統(tǒng)的選型和計(jì)算13521冷卻塔的選型135.2.1冷卻水泵的選型計(jì)算13(6) 個(gè)人小結(jié)17(7) 參考文獻(xiàn)171.設(shè)計(jì)原始資料1、空調(diào)冷負(fù)荷：0.8MW （空調(diào)總面積 6500m2）2、當(dāng)?shù)乜捎玫哪茉辞闆r：電：價(jià)格： 0.7 元/度天然氣：價(jià)格：2.5元/m3;熱值：33.45MJ/m3;蒸汽：價(jià)格： 180元/噸；蒸汽壓力為： 0.8MPa燃油：價(jià)格： 2 . 76元

3、/升;低位發(fā)熱量均為： 42840kJ/kg3、冷凍機(jī)房外冷凍水管網(wǎng)總阻力分別為 0.40 Mpa; 0.35; 0.3MPa; 0.15 MPa4、土建資料制冷機(jī)房建筑平面圖（見附圖） ，其中水冷式冷水機(jī)組冷卻塔高度分別為：25 m; 20 m; 15 m; 10 m2.冷水機(jī)組選型確定冷源方案方案一：采用16DNH_開利溴化鋰吸收式冷水機(jī)組（16DNH012）表1 16DNH_012開利溴化鋰吸收式冷水機(jī)組參數(shù)型號(hào)16DNH012制冷量（KW）422臺(tái)數(shù)2單價(jià)（萬元）25.32天然氣燃料耗量（m3/h）28.8外形尺寸L(mm)3631W(mm)1880H(mm)2056冷凍水水量(m3/

4、h)91壓降(Kpa)89接管直徑（DN）100冷卻水水量(m3/h)141壓降(Kpa)83接管直徑（DN）1251）固定費(fèi)用設(shè)備初投資：2 25.32=50.64 （萬元）安裝費(fèi)用：25% 50.64=12.66 （萬元）系統(tǒng)總投資費(fèi)用L=50.64+12.66=63.3（萬元）銀行年利率i =5.94%使用年限n=15年L!L斗匚=6.49萬元（1 i）n 1式中：L1 每年系統(tǒng)折舊費(fèi)用L系統(tǒng)總投資費(fèi)用，包括設(shè)備初投資和安裝費(fèi)用 i 銀行年利率2） 年度使用費(fèi)用單臺(tái)設(shè)備功率為28.8 vm/h，臺(tái)數(shù)2臺(tái)，天然氣價(jià)格2.5元/m3, 供冷月為6-9月份，按照每天24小時(shí)供冷計(jì)算年度運(yùn)行費(fèi)用

5、=蒸汽耗量臺(tái)數(shù)時(shí)間單價(jià)=28.8 2 2.5122 24=36.3萬元3）設(shè)備年度費(fèi)用設(shè)備年度費(fèi)用=固定費(fèi)用+年度使用費(fèi)用=36.3+6.49+63.3=106.09萬元方案二：采用R22滿液式螺桿冷水機(jī)組（LSBLG420）型號(hào)LSBLG420制冷量（KW）420臺(tái)數(shù)2單價(jià)（萬元）29.4電機(jī)功率（KW）73.5外形尺寸L(mm)3600W(mm)1200H(mm)1750冷凍水水量(m3/h)80壓降(Kpa)44接管直徑（DN）125冷卻水水量(m3/h)95壓降(Kpa)54接管直徑（DN）1251）固定費(fèi)用設(shè)備初投資：2 29.4=58.8 （萬元）安裝費(fèi)用：25% 58.8=14.

6、7（萬元）系統(tǒng)總投資費(fèi)用L=58.8+14.7=73.5 （萬元）銀行年利率i =5.94%使用年限n=15年式中：L1 每年系統(tǒng)折舊費(fèi)用L系統(tǒng)總投資費(fèi)用，包括設(shè)備初投資和安裝費(fèi)用i 銀行年利率i(1 i)n(1 i)n 1=7.54萬元2）年度使用費(fèi)用單臺(tái)設(shè)備功率為147KV,臺(tái)數(shù)1臺(tái)，電費(fèi)0.7元/度，供冷月為6-9月份，按照 每天24小時(shí)供冷計(jì)算年度運(yùn)行費(fèi)用=單臺(tái)供冷功率臺(tái)數(shù) 時(shí)間 電費(fèi)=73.5 2 122 24 0.7=30.13萬元3）設(shè)備年度費(fèi)用設(shè)備年度費(fèi)用=固定費(fèi)用+年度使用費(fèi)用=30.13+7.54+73.5=111.17萬元方案三：采用麥克維爾離心式冷水機(jī)組（ WSC113

7、MBE01F表3 麥克維爾離心式冷水機(jī)組參數(shù)型號(hào)WSC113MBE71F制冷量（KW）400臺(tái)數(shù)2單價(jià)（萬元）20電機(jī)功率（KW）244.5外形尺寸L(mm)3269W(mm)1309H(mm)2117冷凍水水量(m3/h)67壓降(Kpa)77.8接管直徑（DN）200冷卻水水量(m3/h)80壓降(Kpa)43.2接管直徑（DN）2001）固定費(fèi)用設(shè)備初投資：2 20=40 （萬元）安裝費(fèi)用：25% 40=10（萬元）系統(tǒng)總投資費(fèi)用L=40+10=50 （萬元）銀行年利率i =5.94%使用年限n=15年L! L i（1 n）n =5.13 萬元（1 i）n 1式中：L1 每年系統(tǒng)折舊費(fèi)用

8、L系統(tǒng)總投資費(fèi)用，包括設(shè)備初投資和安裝費(fèi)用i 銀行年利率2）年度使用費(fèi)用單臺(tái)設(shè)備功率為489.1KW臺(tái)數(shù)1臺(tái)，電費(fèi)0.7元/度，供冷月為6-9月份，按照每天24小時(shí)供冷計(jì)算年度運(yùn)行費(fèi)用=單臺(tái)供冷功率 臺(tái)數(shù) 時(shí)間 電費(fèi)=244.5 2 122 24 0.7=100.25 萬元3）設(shè)備年度費(fèi)用設(shè)備年度費(fèi)用=固定費(fèi)用+年度使用費(fèi)用=100.25+5.13+50=155.38萬元技術(shù)性分析溴化鋰吸收式制冷機(jī)組：優(yōu)點(diǎn)：1、運(yùn)動(dòng)部件少，故障率低，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，振動(dòng)小，噪聲低2、加工簡(jiǎn)單，操作方便，可實(shí)現(xiàn)10%100無級(jí)調(diào)節(jié)3、溴化鋰溶液無毒，對(duì)臭氧層無破壞作用4、可利用余熱。廢熱及其他低品位熱能5、運(yùn)行費(fèi)用少

9、，安全性好&以熱能為動(dòng)力，電能耗用少缺點(diǎn)：1、使用壽命比壓縮式短2、節(jié)電不節(jié)能，耗汽量大，熱效率低3、機(jī)組長(zhǎng)期在真空下運(yùn)行，外氣容易侵入，若空氣侵入，造成冷量衰減，故要求嚴(yán)格密封，給制造和使用帶來不便 4. 機(jī)組排熱負(fù)荷比壓縮式大，對(duì)冷卻水水質(zhì)要求較高 5. 溴化鋰溶液對(duì)碳鋼具有強(qiáng)烈的腐蝕性，影響機(jī)組壽命和性能螺桿式冷水機(jī)組優(yōu)點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)部件少，易損件少，僅是活塞式的1/10，故障率低，壽命長(zhǎng)2、圓周運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無“喘振”現(xiàn)象，噪音低，振動(dòng)小3、壓縮比可高達(dá) 20，EER 值高4、調(diào)節(jié)方便，可在 10%100%范圍內(nèi)無級(jí)調(diào)節(jié)，部分負(fù)荷時(shí)效率高，節(jié)電顯著5、體積小，重量輕，可

10、做成立式全封閉大容量機(jī)組6、對(duì)濕沖程不敏感7、屬正壓運(yùn)行，不存在外氣侵入腐蝕問題缺點(diǎn)：1、價(jià)格比活塞式高2 單機(jī)容量比離心式小，轉(zhuǎn)速比離心式低3、.潤(rùn)滑油系統(tǒng)較復(fù)雜，耗油量大4、大容量機(jī)組噪聲比離心式高5、要求加工精度和裝配精度高離心式冷水機(jī)組優(yōu)點(diǎn)：1、葉輪轉(zhuǎn)速高，輸氣量大，單機(jī)容量大2、易損件少，工作可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動(dòng)小，噪聲低3、單位制冷量重量指標(biāo)小4、制冷劑中不混有潤(rùn)滑油，蒸發(fā)器和冷凝器的傳熱性能好5、EER 值高，理論值可達(dá) 6.996、調(diào)節(jié)方便，在 10%100%內(nèi)可無級(jí)調(diào)節(jié)缺點(diǎn)：1、單級(jí)壓縮機(jī)在低負(fù)荷時(shí)會(huì)出現(xiàn)“喘振”現(xiàn)象，在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)2、對(duì)材料強(qiáng)度，加工精度和制造質(zhì)

11、量要求嚴(yán)格3、當(dāng)運(yùn)行工況偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)效率下降較快，制冷量隨蒸發(fā)溫度降低而減少幅 度比活塞式快4、離心負(fù)壓系統(tǒng)，外氣易侵入，有產(chǎn)生化學(xué)變化腐蝕方案選擇通過比較各個(gè)方案的設(shè)備年度使用費(fèi)用，可以發(fā)現(xiàn)方案一的設(shè)備年度費(fèi)用最低， 所以采用一臺(tái)開利溴化鋰吸收式冷水機(jī)組( 16DNH012)。3.分水器和集水器的選擇3.1 分水器和集水器的構(gòu)造和用途用途：在中央空調(diào)及采暖系統(tǒng)中，有利于各空調(diào)分區(qū)流量分配和靈活調(diào)節(jié) 構(gòu)造如圖所示：上面是配管，連接各用戶；左右兩邊為旁通管；在底為排污管r3.2分水器和集水器的尺寸3.2.1分水器的選型計(jì)算根據(jù) Q=CMt,制冷量 Q=422 2=844KW水的比熱 C=4.1

12、8KJ/(Kg K ),溫差 t =12-7=5 0C ,則 M= =40.38kg/sC t換算成體積流量V= =0.04038m3/s，水的密度 =1000 m3/Kg.由中央空調(diào)設(shè)備選型手冊(cè)中取流速 v為0.7m/s,(4_V則D= =0.188 m,取公稱直徑為 DN200.將分水器分3路供水，分管流速取1.0m/s,則3個(gè)供水管的尺寸計(jì)算如下：D仁D2=D3= 4 V =0.190m,取公稱直徑為 DN200.3 vL仁 D1+60=250mm,L2=D1+D2+120=500mm,L3=D2+D3+120=500mm,L4=D3+60=250mm.(根據(jù)中央空調(diào)設(shè)備選型手冊(cè)表4.2

13、 8)底部排污管直徑30mm322集水器的選型集水器的直徑、長(zhǎng)度、和管間距與分水器的相同，只是接管順序相反。4膨脹水箱配置與計(jì)算4.1膨脹水箱的容積計(jì)算根據(jù)V P = tV0，其中其中，為水的體積膨脹系數(shù)0.0006 L/Ct 為最 t =30 0CV0=1.0 12000/1000=12 m3則 Vp =0.0006 30 12=0.216m34.2膨脹水箱的選型由中央空調(diào)設(shè)備選型手冊(cè)中表 4.2 10,查得膨脹水箱的尺寸如下:表4膨脹水箱性能參數(shù)水箱形式圓形型號(hào)1公稱容積30.3 m有效容積30.35m外形尺寸(mm)內(nèi)徑(d)900高H700水箱配管的公稱直徑DN溢流管40排水管32膨脹

14、管25信號(hào)管20循環(huán)管205制冷機(jī)房水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算5.1冷凍水系統(tǒng)選型和計(jì)算5.1.1冷凍水水泵流量和揚(yáng)程的確定選擇水泵所依據(jù)的流量Q和壓頭（揚(yáng)程）H按如下確定（根據(jù)中央空調(diào)設(shè)備選型手冊(cè)式4.2 5、4.2 6）:Q=B iQax（ n3/s ）式中Qmax按管網(wǎng)額定負(fù)荷的最大流量，m3/S ；B i流量?jī)?chǔ)備系數(shù)，對(duì)單臺(tái)水泵工作時(shí)，B 1=1.1 ；兩臺(tái)水泵并聯(lián)工 作時(shí)，B 1=1.2 oH=B 2Hmax（kPa）式中Hmax管網(wǎng)最大計(jì)算總阻力，kPa；B 2揚(yáng)程（壓頭）儲(chǔ)備系數(shù)，B2 = 1.1-1.2 o取冷水系統(tǒng)最不利環(huán)路如下所示根據(jù)所選機(jī)型，冷凍水的接管直徑為 200mm管段流量V=

15、91m/h水量(m3/h)91壓降(Kpa)89根據(jù)各段管徑、流速查水冷凍水管段編號(hào)直徑DN管長(zhǎng)mm流量m3/h流速比摩阻沿程阻力局部阻力總阻力12007012.607911.323118.146827.02487705.927225010154.581821.36783.595585.166109771.63532005475.789911.223119.465646.8511110105.34420012374.55911.323123.6541453.1999.59621.89652509721.7031821.36789.595812.5451312754.9662007411.594

16、911.323115.162874.28286893.32272007523.245911.243113.236835.23687025.354820068413.54911.342132.246753.2548.57253.214冷凍水壓降為89KPa冷凍機(jī)房外冷凍水管網(wǎng)總阻力為 0.30MPa貝U最不利環(huán)路的總阻力 P=57.522+89+300=446.522KPa根據(jù) h=B 2Hmax，取 B 2 =1.1，則 H=491.1742KPa 即揚(yáng)程 H=50m.根據(jù)Q=B iCU , CU =91m3/h，兩臺(tái)水泵并聯(lián)工作時(shí)，B 1=1.2 ,則 Q=109.2n3/h.5.1.2冷凍

17、水水泵型號(hào)的確定根據(jù)流量和揚(yáng)程查中央空調(diào)設(shè)備選型手冊(cè)表4.2 3,查得水泵型號(hào)如下:表7冷凍水泵性能參數(shù)型號(hào)IS150-125-400流量Qm3/h120L/s33.3總揚(yáng)程h(m21.9轉(zhuǎn)速 n (r/min )1450功率N(kW)軸功率27.9電動(dòng)機(jī)功率45泵效率n( %62必須汽蝕余量(m2.0泵重量W( kg)965.2冷卻水系統(tǒng)的選型和計(jì)算5.2.1冷卻塔的選型根據(jù)所選制冷機(jī)組的性能參數(shù)選擇冷卻塔，進(jìn)出口溫度為 37.5 C32 C,擬選用3臺(tái)冷卻塔，該冷卻塔流量為141n/h。通過查找中央空調(diào)設(shè)備選 型手冊(cè)，選擇LBCM-LN-3250氐溫差標(biāo)準(zhǔn)型逆流式冷卻塔。其規(guī)格如下表：型號(hào)

18、BNG-150冷卻水量（m3/h）150風(fēng)機(jī)風(fēng)量（m3/h）90000風(fēng)機(jī)直徑（mm）2000電機(jī)功率（KW）5.5自重（kg）1695運(yùn)轉(zhuǎn)重（kg）3800供水壓力（Kpa）35噪聲值dB（A）69各管段的沿程阻力和總阻力計(jì)算如下:10冷卻水管段阻力匯總表冷卻水管段編號(hào)直徑DN管長(zhǎng)mm流量m3/hL流速比摩阻沿程阻力局部阻力總阻力12007008.9181411.29689.652596.13698852.988225026231.082821.11886.6262192.7861616891982821.22383.6352566.3731817264.7242008805.0831411.56386.324652.31499234.23652007532.2351411.23683.641632.124996324321411.12489.485624.3258.58365.235冷卻水壓降為83KPa冷卻塔高度分別為15m則最不利環(huán)路的總阻力 P=63.533+83+15 9.8=293.533KPa