空調(diào)制冷課程設(shè)計(jì)

1、安 徽 建 筑 工 業(yè) 學(xué) 院設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)計(jì)算書專 業(yè)班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名課 題 空調(diào)用制冷技術(shù) 指導(dǎo)教師2012年6月12日目 錄一 設(shè)計(jì)題目與原始條件 3 二 方案設(shè)計(jì) 3 三 負(fù)荷計(jì)算 3 四 冷水機(jī)組選擇4 五 水力計(jì)算 6 1 冷凍水循環(huán)系統(tǒng)水力計(jì)算 72 冷卻水循環(huán)系統(tǒng)水力計(jì)算 7 六 設(shè)備選擇 8 1 冷凍水和冷卻水水泵的選擇 8 2 軟化水箱及補(bǔ)水泵的選擇 9 3 分水器及集水器的選擇 11 4 過濾器的選擇12 5 冷卻塔的選擇及電子水處理儀的選擇 12 6 定壓罐的選擇 13 七 制冷機(jī)房的工藝布置14 八 設(shè)計(jì)總結(jié) 15 九 參考文獻(xiàn) 16一 設(shè)計(jì)題目與原始條件；某空

2、調(diào)系統(tǒng)制冷站工藝設(shè)計(jì) 1、 工程概況本工程為合肥市某建筑體集中空調(diào)工程，建筑單體共15層，建筑面積約30000m 2，主要功能及使用面積為：商場(chǎng)10000 m2，辦公7500 m2，會(huì)議中心1000 m2，客房為2500 m2，多功能廳500 m2。二 方案設(shè)計(jì)；該機(jī)房制冷系統(tǒng)為四管制系統(tǒng)，即冷卻水供/回水管、冷凍水供/回水管系統(tǒng)。 經(jīng)冷水機(jī)組制冷后的7的冷凍水通過冷凍水供水管到達(dá)分水器，再通過分水器分別送往房間的各個(gè)區(qū)域，經(jīng)過空調(diào)機(jī)組后的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(jī)組，通過冷水機(jī)組中的蒸發(fā)器與制冷劑換熱實(shí)現(xiàn)降溫過程。從冷水機(jī)組出來的37的冷卻水經(jīng)冷卻水供水管到達(dá)冷卻塔，

3、經(jīng)冷卻塔冷卻后降溫后再返回冷水機(jī)組冷卻制冷劑，如此循環(huán)往復(fù)?？紤]到系統(tǒng)的穩(wěn)定安全高效地運(yùn)行，系統(tǒng)中配備補(bǔ)水系統(tǒng)，軟化水系統(tǒng)，電子水處理系統(tǒng)等附屬系統(tǒng)。三 負(fù)荷計(jì)算；1. 面積熱指標(biāo)（查民用建筑空調(diào)設(shè)計(jì)）商場(chǎng)：q=230(w/m 2; 辦公：q=120(w/m2; 會(huì)議中心：q=180 (w/m2; 客房：q=80(w/m2; 多功能廳：q=200(w/m2 2. 根據(jù)面積熱指標(biāo)計(jì)算冷負(fù)荷商場(chǎng)：Q=10000*200=2300(Kw; 辦公:Q=100*7500=900(Kw; 會(huì)議中心:Q=180*1000=180(Kw; 客房: Q=2500*100=200(Kw; 多功能廳：Q=500*2

4、00=100(Kw考慮到同時(shí)工作系數(shù)取0.8，則：總負(fù)荷：Q=(2300+900+180+200+100*0.8=2944(Kw四 冷水機(jī)組選擇； 及部分負(fù)荷要求。當(dāng)空調(diào)冷負(fù)荷大于528kW 時(shí)，機(jī)組的數(shù)量不宜少于2臺(tái)。冷水機(jī)組的臺(tái)數(shù)宜為24臺(tái)，一般不必考慮備用。選擇冷水機(jī)組時(shí)，不僅應(yīng)保證其供冷量滿足實(shí)際運(yùn)行工況條件下的要求，運(yùn)行時(shí)的噪聲與振動(dòng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定外，還必須考慮和滿足下列各項(xiàng)性能要求： 1 熱力學(xué)性能：運(yùn)行效率高、能耗少(主要體現(xiàn)為COP 值的大小 ；2 安全性：要求毒性小、不易燃、密閉性好、運(yùn)行壓力低； 3 經(jīng)濟(jì)性：具有較高的性能價(jià)格比；4 環(huán)境友善性：具有消耗臭氧層潛值ODP

5、(Ozone Depletion Potential 低、全球變暖潛值GWP(Global Warming Potential小、大氣壽命短等特性通過上述四種機(jī)組的比較，可以發(fā)現(xiàn)：方案A,B 均為吸收式制冷機(jī)組，它加工簡(jiǎn)單，成本低，制冷量調(diào)節(jié)范圍大，可以實(shí)現(xiàn)無極調(diào)節(jié)，運(yùn)行費(fèi)用低，利用余熱，廢熱，使用壽命低于壓縮式冷水機(jī)組，蒸汽耗量大，熱效率低，制冷運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷變化時(shí)，易發(fā)生溶液結(jié)晶, 機(jī)組較重，體積龐大，占地面積大。方案D 螺桿式制冷機(jī)組，COP 值高，單機(jī)制冷量大，容積效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)濕壓縮不敏感，無液擊危險(xiǎn)，運(yùn)行可靠，實(shí)現(xiàn)無極調(diào)節(jié)，但潤(rùn)滑油系統(tǒng)比較大，耗油量較大。 方案C 采用離心式制

6、冷機(jī)組，COP 值高，結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)節(jié)方便，在10%100%范圍內(nèi)能較經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)無極調(diào)節(jié)。離心式制冷壓縮機(jī)作為一種速度型壓縮機(jī), 具有以下優(yōu)點(diǎn):1. 在相同冷量的情況下, 特別在大容量時(shí), 與螺桿壓縮機(jī)組相比, 省去了龐大的油分裝置, 機(jī)組的重量及尺寸較小, 占地面積小;2. 離心式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊, 運(yùn)動(dòng)件少, 工作可靠, 經(jīng)久耐用, 運(yùn)行費(fèi)用低; 3. 容易實(shí)現(xiàn)多級(jí)壓縮和多種蒸發(fā)溫度, 容易實(shí)現(xiàn)中間冷卻, 使得耗功較低.4離心機(jī)組中混入的潤(rùn)滑油極少, 對(duì)換熱器的傳有較高的效率。但是也有其缺點(diǎn)1轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速較高, 為了保證葉輪一定的寬度, 必須用于大中流量場(chǎng)合, 不適合于小流量場(chǎng)合；單級(jí)壓比低,

7、 為了得到較高壓比須采用多級(jí)葉輪, 一般還要用增速齒輪；喘振是離心式壓縮機(jī)固有的缺點(diǎn), 機(jī)組須添加防喘振系統(tǒng); 一臺(tái)機(jī)組工況不能有大的變動(dòng), 適用的范圍較窄。螺桿式制冷機(jī)組屬于中型制冷機(jī)組，與活塞式相比，運(yùn)動(dòng)部件少，無往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣性力，轉(zhuǎn)速高，單機(jī)制冷量大；無余隙容積和吸排氣閥，有較高的容積效率；調(diào)節(jié)方便，制冷量可以通過滑閥進(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)；要求加工精度和裝配精度高，單級(jí)容量比離心式小。 綜合考慮選擇離心式制冷機(jī)組。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，屬于中型規(guī)模建筑，宜取制冷機(jī)組2臺(tái)，而且2臺(tái)機(jī)組的容量相同。 所以每臺(tái)制冷機(jī)組制冷量Q=2944÷2=1472 kW根據(jù)制冷量選取制冷機(jī)組具體型號(hào)如下：名稱：格力C

8、 系列離心式冷水機(jī)組型號(hào)：LSBLX1600G 注： 名義制冷量按如下工況確定： 工作范圍冷凍水進(jìn)口溫度：12 冷卻水出口溫度：2237 冷凍水出口溫度：7 冷卻水進(jìn)口溫差：3.510 冷卻水進(jìn)口溫度：30 冷凍水出口溫度：520 冷卻水出口溫度：35 冷卻水進(jìn)口溫差：2.510五 水力計(jì)算:1 冷凍水循環(huán)系統(tǒng)水力計(jì)算；兩臺(tái)機(jī)組水泵進(jìn)水管：假定冷凍水的進(jìn)口流速為1.5m/s d =1034LvL=0.0764×2=0.1528 m3/s, 2臺(tái)機(jī)組總管d 1=360mm,取400mm, 則管段流速為v=1.22m/s水泵出水管：假定冷凍水的出口流速為2.0m/s d = 1034L

9、vL=0.0764×2=0.1528 m3/s,2臺(tái)機(jī)組總管d 1=311.6mm,取350mm, 則管段流速為v=1.59m/s 單臺(tái)機(jī)組時(shí)水泵的進(jìn)水管：假定流速為1.0 m/s d =1034L vL=0.0764 m3/s,單臺(tái)機(jī)組管d 1=312mm,取350mm, 則管段流速為v=0.82m/s 水泵的出水管：假定流速為1.5 m/s d =1034L vL=0.0764m3/s,單臺(tái)機(jī)組管d 1=256.2mm,取300mm, 則管段流速為v=1.1m/s 2 冷卻水循環(huán)系統(tǒng)水力計(jì)算；水泵進(jìn)水管：假定冷卻水的進(jìn)口流速為1.5m/s d =1034L vL=0.0956&#

10、215;2=0.1912 m3/s,2臺(tái)機(jī)組總管d 1=402mm,取400mm, 則管段流速為v=1.52m/s 水泵出水管假定冷卻水的出口流速為2.0m/s d =1034L vL=0.0956×2=0.1912 m3/s,2臺(tái)機(jī)組總管d 1=352.8mm,取350mm, 則管段流速為v=1.98m/s 單臺(tái)機(jī)組時(shí)水泵的進(jìn)水管：假定流速為1.0 m/s d =1034L vL=0.0956m3/s,單臺(tái)機(jī)組管d 1=348.8mm,取350mm, 則管段流速為0.99m/s 泵的出水管：假定流速為2.0 m/sd =1034L vL=0.0956m3/s,單臺(tái)機(jī)組管d 1=24

11、6.8mm,取250mm, 則管段流速為v=1.95m/s 3 補(bǔ)給水泵的水力計(jì)算水泵進(jìn)水管：假定補(bǔ)給水泵的進(jìn)口流速為1.5m/s d =1034L vL=2×0.0764×1%=0.001528 m3/s=5.5 m 3/h , 2臺(tái)機(jī)組總管d 1=36.2mm,取35mm, 則管段流速為v=1.59m/s 水泵出水管：假定補(bǔ)給水泵的進(jìn)口流速為2.0m/s d =1034L vL=2×0.0764×1%=0.001528 m3/s,2臺(tái)機(jī)組總管d 1=31.2mm,取30mm, 則管段流速為v=1.98m/s 單臺(tái)機(jī)組時(shí)水泵的進(jìn)水管：假定流速為1.0

12、m/s d =1034L vL=0.0764×1%=0.000764m3/s單臺(tái)機(jī)組管d 1=31.2mm,取30mm, 則管段流速為v=1.08m3/s 泵的出水管：假定流速為1.5 m/s d =1034L vL=0.0764×1%=0.000764m3/s,單臺(tái)機(jī)組管d 1=25.9mm,取25mm, 則管段流速為v=1.56m/s六 設(shè)備選擇 1冷卻塔的選擇冷卻塔的選擇：冷卻塔選用開放式逆流式冷卻塔，特點(diǎn)是安裝面積小，高度大，適用于高度不受限制的場(chǎng)合，冷卻水的進(jìn)水溫度為30，出水溫度為35，冷卻塔的補(bǔ)給水量為冷卻塔的循環(huán)水量的1%3% 冷卻塔的冷卻水量和風(fēng)量的計(jì)算G

13、=3600Qc /CP （t w1-t w2） t w = tw1- tw2=35-30=5 Q c =1.2 Q其中 Q c 冷卻塔冷卻熱量（KW ）, 對(duì)壓縮機(jī)制冷機(jī)取1.25-1.3Q 0（Q 0為制冷量）這里取1.3；C P 為水的比熱容4.2（KJ/(Kg.K） 則 Q c =1.3×1600=2080KW每臺(tái)制冷機(jī)配一臺(tái)冷卻塔，所以冷卻塔冷卻水量為：G=3600 Qc /（C P t w ）=3600×2080/(4.2×5=356571kg/h=356.571m3/h 風(fēng)量計(jì)算：Q=3600Qcc (I s 1 I s 2其中 I s1 I s2 對(duì)

14、應(yīng)于下列溫度的飽和空氣焓；t s2 t s1 為室外空氣的進(jìn)出口濕球溫度；t s2合肥市夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算濕球溫度, 查得28.2。 t s1 = ts2 + 5 =33.2I s1 =117.5KJ/Kg I s2 =90.5KJ/KgG=3600×2080/4.2×（117.5-90.5）=66031.7kg/h=55026.5 m3/h(空氣密度1.2kg/m3選用兩臺(tái)同型號(hào)CDBNL3系列超低噪聲逆流玻璃鋼冷卻塔，參數(shù)如下： 2 冷凍水和冷卻水水泵的選擇；（一） 冷卻水泵的選擇（開式系統(tǒng)） （1）揚(yáng)程的計(jì)算：H=H1 + H2 + H3+ H4 H 冷卻水泵的揚(yáng)程

15、H 1冷卻水系統(tǒng)的沿程及局部阻力水頭損失6.04m(由上面計(jì)算H 2冷凝器內(nèi)部阻力水頭損失（m ）, 這里取7m （冷凝器水壓降69kpa ）H 3冷卻塔中水的提升高度（m ）, 這里取24.5m H 4冷卻塔的噴嘴霧壓力水頭，常取5m因此冷卻水泵所需的揚(yáng)程 H=H1 + H2 + H3+ H4 =42.54m。 Hmax=（1.051.10）H 則Hmax=1.1×42.54=46.79m （2）流量的確定：由制冷機(jī)組性能參數(shù)得臥式殼管式式冷凝器水量為344m 3/h，考慮到泄漏，附加10%的余量即為，344×（1+10%）=378.4m3/h （3）冷卻水泵的選擇：根據(jù)

16、以上所得流量和揚(yáng)程，選擇三臺(tái)（二用一備）IS 系列型號(hào)為200-150-400水泵： （三）冷凍水泵的選擇 （1）揚(yáng)程的計(jì)算：H=H1 + H2 + H3 H 冷凍水泵的揚(yáng)程H 1冷凍水系統(tǒng)的沿程及局部阻力5.98m(上述計(jì)算可知H 2蒸發(fā)器內(nèi)部阻力水頭損失（m ）, 這里取7m （蒸發(fā)器水壓降69kpa ） H 3冷凍水的提升高度（m ）, 這里取24.5m因此冷凍水泵所需的揚(yáng)程 H=H1 + H2 + H3 =37.48m。 Hmax=（1.051.10）H 則Hmax=1.1×37.48=41.23m （2） 流量的計(jì)算由制冷機(jī)組性能參數(shù)得臥式殼管式蒸發(fā)器水量275m 3/h，

17、考慮到泄漏，附加10%的余量即為，275×（1+10%）=302.5m3/h 根據(jù)以上所得流量和揚(yáng)程，選擇上海奧利泵業(yè)制造有限公司的臥式離心泵 ，具體參數(shù)如下：(每組使用使用三臺(tái)泵，兩用一備3軟化水器的選擇根據(jù)補(bǔ)水流量選用MHW 系列全自動(dòng)軟水器4 軟化水箱及補(bǔ)水泵的選擇；(1冷凍水的補(bǔ)給水量為冷凍水總循環(huán)水量的1%取1%則補(bǔ)水量Q1=275×2×1%=5.5m3/h, 軟化水箱的大小滿足補(bǔ)水泵能連續(xù)運(yùn)行1.52.5h,這里取2h, 則V=Q1×2=11m3補(bǔ)給水泵的流量 Q2=275×2×1%=5.5m3/h ，揚(yáng)程H冷凍水泵的揚(yáng)程

18、所以選擇兩個(gè)如下的泵：(一用一備 5 分水器及集水器的選擇；（1）分集水器多用于多回路的空調(diào)水系統(tǒng)，直徑應(yīng)按總流量通過時(shí)的斷面流速（0.51.0m/s）初選，并應(yīng)大于最大接口管開口直徑的2倍。（2）過濾器冷水機(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)。 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。2. 軟化水箱及補(bǔ)水泵的選擇（1）假定集水器的流速為s1.0m/ d

19、=1034 L vL=2×275=550m3/h=0.1528m3/s ,D=443mm,取450mm ，分集水器內(nèi)流速為v=0.96m/s 支管流量Ll=0.1528/2=0.0764 m3/s,假定分水器的流速為1.0m/s, L=2×344=688m3/h =0.1911m3/, D=457mm取450mm, 則速度為 1.2m/s （2）分水器和集水器的長(zhǎng)度計(jì)算（3）集水器的長(zhǎng)度：D1=400 mm，D2=250 mm，D3=250 mm ，D4=100mm(D1為冷凍水泵 （4）進(jìn)水管直徑，D2和D3為用戶管路直徑，D4為旁通管直徑L1=D1+60=410mm，L

20、2=D1+D2+120=670 mm， L3=D2+D3+120=620 mm， L4=D3+D4+120=470mm， L5=D4+60=160mm總長(zhǎng)度為L(zhǎng)=L1+L2+L3+L4+L5+18×2=2366mm分水器的長(zhǎng)度：D1=400 mm，D2=250 mm，D3=250 mm ，D4=100mm(D1為冷凍水泵出水管直徑，D2和D3為用戶管路直徑，D4為旁通管直徑L1=D1+60=46mm，L2=D1+D2+120=620 mm， L3=D2+D3+120=620 mm， L4=D3+D4+120=470mm， L5=D4+60=160mm總長(zhǎng)度為L(zhǎng)=L1+L2+L3+L4

21、+L5+18×2=2330 mm集水器和分水器一般會(huì)設(shè)置排污口的直徑取DN40 mm6 過濾器的選擇；根據(jù)管路直徑選擇對(duì)應(yīng)的Y 型過濾器。冷凍水泵進(jìn)水口直徑d=350mm, 所以過濾器選Y-350mm 冷卻水泵進(jìn)水口直徑d=400mm, 所以過濾器選Y-400mm 補(bǔ)給水泵進(jìn)水口直徑d=35mm, 所以過濾器選Y-35mm7電子水處理儀的選擇；根據(jù)冷卻水泵壓出管直徑d=400mm選用電子水處理儀 8 定壓罐的選擇 可根據(jù)冷凍水補(bǔ)水量進(jìn)行選擇，由上面可得補(bǔ)水量為5.5m 3/h，可選擇NDB-60定壓罐。其具體性能參數(shù)如下 七制冷站工藝布置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

22、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)荷中心以縮短冷凍水和冷卻水管網(wǎng)?？照{(diào)用制冷機(jī)房主要包括主機(jī)房、水泵房、變配電間和值班室等。高度不應(yīng)低于3.64m ，設(shè)備間也不應(yīng)低于2.5m 。由于設(shè)備運(yùn)行時(shí)如變壓器、開啟式離心冷水機(jī)組、溴化鋰吸收式制冷機(jī)組等都有較大的熱量產(chǎn)生，水泵房還有余濕，制冷機(jī)房應(yīng)有良好的通風(fēng)，制冷機(jī)房應(yīng)有每小時(shí)不少于3次換氣的自然通風(fēng)。此外對(duì)電動(dòng)型冷水機(jī)組、燃?xì)庑弯寤囄帐街评錂C(jī)組還應(yīng)考慮事故通風(fēng)。 制冷機(jī)房應(yīng)采用二級(jí)耐火材料建造，機(jī)房最好設(shè)為單層建筑，設(shè)有兩個(gè)出入口，機(jī)房門窗應(yīng)向外開啟，機(jī)房應(yīng)

23、預(yù)留能通過最大設(shè)備的安裝口。2. 制冷機(jī)房的設(shè)備布置機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備布置應(yīng)保證操作和檢修的方便，同時(shí)應(yīng)盡可能使設(shè)備布置緊湊，以節(jié)省建筑面積，制冷機(jī)組的主要通道寬度；制冷機(jī)組與配電柜距離不應(yīng)小于1.5m ；制冷機(jī)組之間或與其他設(shè)備之間凈距離不小于1.2m ；機(jī)組與墻壁之間以及與其上方管道或電纜橋架的凈距離不小于1m 。冷卻塔應(yīng)布置在通風(fēng)散熱條件良好的屋面或地面上，并遠(yuǎn)離熱源和塵源，冷卻塔之間及冷卻塔與周圍建筑物應(yīng)有一定間距水泵的布置應(yīng)便于接管、操作和維修；水泵之間通道一般不小于0.7m 。八. 設(shè)計(jì)總結(jié)這次課程設(shè)計(jì)非?？简?yàn)前期所學(xué)習(xí)的知識(shí)，還有我們查閱資料的能力。課程設(shè)計(jì)的過程非常復(fù)雜，在此過程中我學(xué)習(xí)到了很多東西，之前對(duì)規(guī)范基本上沒有用過，通過這次課程設(shè)計(jì)，是我對(duì)制冷基礎(chǔ)機(jī)房設(shè)計(jì)過程中對(duì)規(guī)范的參考有了深入的認(rèn)識(shí)，更多的學(xué)會(huì)了查閱資料，參考文獻(xiàn)，通過這種查閱的過程不斷地積累和學(xué)習(xí)了很多專業(yè)知識(shí)，這是平時(shí)的學(xué)習(xí)很少能直觀體會(huì)到得東西。課程