冷凍機房設(shè)計

1、冷凍機房設(shè)計20122012 屆屆建工系建工系系系專專業(yè)業(yè): :建筑環(huán)境與設(shè)備工程建筑環(huán)境與設(shè)備工程學學號號: :120807041208120807041208學生姓名學生姓名: :指導教師指導教師: :董圓圓董圓圓完成日期2015 年 1 月 1 日無目 錄第一章 設(shè)計任務.31.1 建筑資料.31.2 設(shè)計任務. 31.3 設(shè)計步驟.3第二章制冷機房.52.1 制冷機房的位置選擇.52.2 冷水機組的選擇.52.2.1冷水機組的裝機容量.62.2.2冷水機組的臺數(shù).62.2.3冷水機組的類型.62.3 冷卻塔的選擇.72.4 水泵的選擇.72.4.1冷凍水泵的選擇.72.4.2冷卻水泵的

2、選擇.82.5 補水定壓裝置的選擇.82.6 分集水器的選擇.92.7 水處理設(shè)備的選擇.102.7.1軟水器和軟化水箱.102.7.2水處理儀.10第三章水力計算.113.1 沿程阻力.113.2 局部阻力.113.3 總阻力.113.4 水力計算.113.5 水力計算表格.12無第一章 設(shè)計任務1.1 建筑資料1.2 設(shè)計任務本樓建筑面積為 15000m2，建筑高度為 54.3m，一至三層為公共區(qū)域，主要包括大廳、餐廳、超市等，一層層高 5.1 米，二層層高4.5 米，三層層高 5.1 米，四至十四層為客房，層高為 3.6m，本樓空調(diào)冷負荷 QL=1740KW,空調(diào)熱負荷為 QR=1500

3、KW.本工程設(shè)計范圍和內(nèi)容為本樓的空調(diào)用冷熱源系統(tǒng)設(shè)計1.3 設(shè)計步驟查閱資料，確定制冷機房設(shè)計冷負荷(1)選擇定型冷水機組并確定臺數(shù)定型冷水機組有風冷冷水機組和水冷冷水機組兩大類， 水冷冷水機組又有蒸汽壓縮式冷水機組和吸收式冷水機組兩種，通過技術(shù)經(jīng)濟分析確定所選用的冷水機組種類。(2)選擇冷卻塔材質(zhì)推薦使用玻璃鋼，注意冷卻塔的設(shè)計條件應與冷水機組匹配，否則應進行修正。(3)布置冷卻水管道、冷凍水管道確定管徑，并進行阻力計算，選擇過濾器、電子水處理儀、集水器、分水器(用戶 4 個環(huán)路)等。(4)選擇冷卻水泵和冷凍水泵根據(jù)流量和揚程進行確定，并考慮備用泵。(5)選擇確定定壓補水設(shè)備(6)編寫設(shè)計

4、計算說明書無(7)繪制機房平面圖、系統(tǒng)圖和局部詳圖無第二章制冷機房制冷機房是整個中央空調(diào)系統(tǒng)的冷(熱)源中心,同時又是整個中央空調(diào)系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)中心。中央機房一般由冷水機組、冷水泵、冷卻水泵、集水缸、分水缸和控制屏、換熱器等裝置組成。2.1制冷機房的位置選擇制冷機房通?？拷照{(diào)機房，氟利昂制冷設(shè)備可以設(shè)置在空調(diào)機房內(nèi)，規(guī)模小的制冷機房一般附設(shè)在其他建筑內(nèi)， 規(guī)模較大的制冷機房(特別是氨制冷機房)宜單獨修建。制冷機房應設(shè)置在靠近空氣調(diào)節(jié)負荷中心，一般應充分利用建筑物的地下室。對于超高層建筑，也可設(shè)在設(shè)備層或屋頂上。由于條件所限不宜設(shè)在地下室時，也可以設(shè)在裙房或與主建筑分開獨立設(shè)置。本設(shè)計中采用氟

5、利昂制冷設(shè)備，因本工程中有地下室可利用故為節(jié)省空間，制冷機房設(shè)置在地下室二層。2.2冷水機組的選擇冷水機組是整個空調(diào)系統(tǒng)的心臟， 為整個系統(tǒng)提供冷水且關(guān)系到整個空調(diào)系統(tǒng)的日常運行情況。因此空調(diào)系統(tǒng)冷水機組的選擇是一個很重要的過程。一般在選擇制冷機時應考慮以下幾方面的因素。機組性能、規(guī)格適合使用要求。如供冷溫度、單機制冷量、設(shè)備承壓能力等。能源及能耗供應方便和經(jīng)濟。如電源、熱泵或油、氣源供應的可能性，電、熱、冷綜合利用的可能性、經(jīng)濟性。對周圍環(huán)境危害的影響要小。如噪聲、振動的影響范圍；所用制冷劑的毒性、安全性對周圍環(huán)境的危害程度；ODP 值和 GWP 值要小。運行可靠、操作圍護方便，以及一次性投

6、資和經(jīng)常運行費用的綜合分析比較，對企業(yè)的經(jīng)濟效益高，社會效益好。所以，選擇何種制冷機，應根據(jù)項目的具體情況及條件進行綜合分析比較。無2.2.1冷水機組的裝機容量本設(shè)計中的冷水系統(tǒng)是間接式系統(tǒng)，系統(tǒng)冷負荷總計 1740kW，對其冷負荷附加至 1.14。冷水機組的負荷為Q=1.141740=1983.6kW2.2.2冷水機組的臺數(shù)制冷機組一般以選用 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。機組之間要考慮其互為備用和輪換使用的可能性。同一站房內(nèi)可采用不同類型、不同容量的機組搭配的組合式方案，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

7、較好，能保證部分負荷下能高效運行的機組。選擇活塞式冷水機組時，宜優(yōu)先選用多機頭自動聯(lián)控的冷水機組4。綜合考慮本設(shè)計選用兩臺冷水機組，每臺裝機容量為 991.8kW。2.2.3冷水機組的類型常用的冷水機組有壓縮式和吸收式。其中壓縮式制冷機組又分為離心式、活塞式和螺桿式?？紤]到本工程中沒有較為方便余熱可供利用故本設(shè)計選用電動壓縮式冷水機組。冷水機組的冷卻方式有風冷冷卻和水冷冷卻兩種方式。 風冷冷水機組宜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)制冷系統(tǒng)2。故本設(shè)計采用水冷冷水機組。螺桿式冷水機組還具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、重量輕、易損件少，可靠性高，維修周期長；在低蒸發(fā)溫度或高壓縮比工況下

8、仍可單機壓縮；采用滑閥裝置，制冷量可在10100%范圍內(nèi)進行無極調(diào)節(jié)，并可在無負荷條件下啟動；對濕行程不敏感，當時蒸汽或少量液體進入機內(nèi)，沒有液擊的危險；排氣溫度低，主要由油溫控制，對基礎(chǔ)要求通常不需要采用隔振措施等。參考麥克維爾單螺桿式冷水機組的樣本，本設(shè)計選則的機組型PFS-300.2。其性能參數(shù)如下：-1表 2PFS-300.2 機組技術(shù)參數(shù)制冷量(kW)冷凍水流量(l/s)冷凍水壓降(kPa)冷卻水流量(l/s)冷卻水壓降(kPa)制冷劑1028.349.248.857.451.9R134a無2.3冷卻塔的選擇冷卻塔是制冷系統(tǒng)中將熱量轉(zhuǎn)移到大氣的設(shè)備， 選用時應根據(jù)其熱工性能和周圍環(huán)境

9、對噪聲、漂水等方面的要求總和分析比較。常用的冷卻塔有玻璃鋼和鋼筋混凝土兩種。玻璃鋼冷卻塔具有冷效高，占地面積小，輕巧，節(jié)能等優(yōu)點，目前應用廣泛6。中小型制冷劑的冷卻水量一般在 65500m3/h 之間，在冷卻塔系列中屬于中等水量，而逆流式冷卻塔熱交換率高于橫流式，故多選用逆流式冷卻塔2。因此本設(shè)計采用逆流式玻璃鋼冷卻塔，將冷卻塔防置在屋頂。根據(jù)選用的冷水機組得出其冷卻水量為 57.4l/s，即 206.64m3/h。據(jù)此參照宜興市裕泰華有限公司的電子樣本，本設(shè)計選用型號為 DBNL3-200 低噪聲型逆流玻璃鋼冷卻塔。其技術(shù)參數(shù)如下：表 2-2DBNL3-250 低噪聲型逆流式玻璃鋼冷卻塔技術(shù)

10、參數(shù)冷卻水量(m3/h)風量(m3/h)進水壓壓力(104Pa)電機功率(kW)直徑(m)2501343003.267.54.22.4 水泵的選擇2.4.1冷凍水泵的選擇泵的選擇應依據(jù)泵的流量和揚程進行選擇， 對于一次冷水泵的流量應為所對應的冷水機組的冷水量，并附加 5%10%的富裕量。泵的臺數(shù)應按冷水機組的個數(shù)一一對應。閉式循環(huán)一次泵的揚程為管路、管件阻力、冷水機組的蒸發(fā)器和末端設(shè)備的表冷器阻力之和，并應附加 5%10%的富裕量。本設(shè)計中有兩臺冷水機組，故選用兩臺冷凍水水泵。單機冷水機組的冷水量為49.2l/s 即 154.44 m3/h 考慮附加 5%，則每臺泵的流量為 Q=1.05154

11、.44=162.162m3/h本設(shè)計中最不利環(huán)路的損失 150kPa，冷水機組蒸發(fā)器的損失為 24.3kPa，機房的損失為 46.7 kPa，考慮附加 10%，則水泵的揚程為H=1.1(150+46.7+24.3)=243.1 kPa即泵的揚程為 24.31m 水柱參照廣州恒星冷凍機械制造有限公司的電子樣本， 本設(shè)計選用的冷卻水泵的型號為 6SAP-8，兩臺使用，一臺備用，其技術(shù)參數(shù)如下表 2-36SAP-8型水泵技術(shù)參數(shù)流量(m3/h)揚程(m)效率(%)電機功率(kW)轉(zhuǎn)速(r/min)必需汽蝕余量(m)19350843729804.4無2.4.2冷卻水泵的選擇冷卻水泵的臺數(shù)宜按冷水機組一

12、一對應，流量應按冷水機組技術(shù)資料確定，并附加 5%10%的富裕量。冷卻水泵的揚程由冷卻水系統(tǒng)阻力(管道、管件、冷凝器阻力之和)，冷卻塔積水盤水位(設(shè)置冷卻水箱時為水箱最低水位)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%的富裕量1。本設(shè)計選用兩臺冷卻水泵， 單機冷水機組的冷卻水流量為57.4l/s， 即206.64 m3/h，考慮 5%的附加，則每臺泵的流量為Q=1.05206.64=216.972m3/h冷卻水系統(tǒng)的阻力為 24.3 kPa，冷凝器阻力為 27.4 kPa，冷卻塔進水壓力為32.6kPa，冷卻塔積水盤至布水器的高差為 3.5m，考慮泵揚程附加 10%，則

13、冷卻泵的揚程為H=1.1(24.3+27.4+32.6+35)=131.23 kPa即 13.12m 水柱，參照廣州恒星冷凍機械制造有限公司的電子樣本，本設(shè)計選用的冷卻水泵的型號為 10SAP-6JA，其技術(shù)參數(shù)如下：表 2-410SAP-6JA型水泵技術(shù)參數(shù)流量(m3/h)揚程(m)效率(%)電機功率(kW)轉(zhuǎn)速(r/min)必需汽蝕余量(m)30036.976.4759803.32.5補水定壓裝置的選擇(1)一般采用開式膨脹水箱定壓方式。膨脹水箱的有效容積為膨脹水量pV與調(diào)節(jié)水量tV之和。膨脹水量pV=Vct式中，水的膨脹系數(shù)，取 0.0005；CV系統(tǒng)水容量（L） ；t水的平均溫差，冷水

14、取 15，熱水取 45。估算時膨脹量pV：冷水約 0.1L/kW；熱水取 0.3L/kW調(diào)節(jié)水量tV為補水泵 3min 的流量，且保持水箱調(diào)節(jié)水位不小于 200mm；最次水位應高于系統(tǒng)最高點 0.5m 以上膨脹管應接在循環(huán)泵吸入側(cè)總管上，膨脹管上不應有任何截斷裝置 ，膨脹管按下表確定無表 2-5 膨脹管的選取系統(tǒng)冷負荷（kW）7000膨脹管（DN）2025405070(2)當采用開式膨脹水箱有困難時，可設(shè)置閉式隔膜膨脹水罐或補水泵變頻定壓方式。(3)系統(tǒng)的小時泄漏量為系統(tǒng)水容量的 1%,系統(tǒng)補水量取系統(tǒng)水容量的 2%，全空氣冷凍水系統(tǒng)的系統(tǒng)水容量為 0.400.55l/m2 ，取 1，則水容量

15、為L=115000=15000L系統(tǒng)補水量為Q=150002%=300l/h 即 0.3m3/h補水點宜設(shè)在循環(huán)水泵的吸入段，補水泵流量取補水量的 2.55 倍，補水泵的揚程應比系統(tǒng)靜止時的補水點壓力高 3050KPa。取補水量的 3 倍則補水泵的流量為Q=30.3=0.9 m3/h揚程為H=54.3+4=58.3m開式膨脹水箱的有效容積為 0.106m3對于閉式膨脹水箱，總?cè)莘e為)1 (tVV(2-1)式中，tV調(diào)節(jié)水量，取補水泵 3min 的水量系數(shù)一般取 0.650.85，取=0.7，則 V=0.54/20/(1-0.7)=0.09 m3參照陜西三維能源設(shè)備有限公司的樣本， 選取落地式膨

16、脹水箱的型號為 NZGP0.81-5025，其相關(guān)參數(shù)如下：表 6-7NZGP0.81-5025型落地式膨脹水箱參數(shù)泵流量(m3/h)泵揚程(m)調(diào)節(jié)容積(m3)供水管徑10600.45DN892.6 分集水器的選擇分水器起到向各分路分配水流量的作用。集水器起到由各分路、環(huán)路匯集水流量的作用。分水器和集水器是為了便于連接各個水環(huán)路的并聯(lián)管道而設(shè)置的，起到均壓作用， 以使流量分配均勻。 分集水器的直徑應按總流量通過時的斷面流速(0.51.0m/s)初選，并應大于最大接管開口直徑的 2 倍。無本設(shè)計中總流量為 162.1622+0.85=325.174 m3/h，假定流速為 0.5 m/s 則，分

17、集水器直徑為14. 35 . 036003022D=0.339m=339mm（此處有錯誤）取 DN=400mm2.7 水處理設(shè)備的選擇2.7.12.7.1軟水器和軟化水箱空調(diào)補水應經(jīng)軟化處理，并宜設(shè)軟化水箱，儲存補水泵 0.51.0h 的水量1。根據(jù)補水量，參照陜西三維能源設(shè)備公司的樣本，設(shè)計選用的是 SN-0.5A-BLL-T型全自動軟水器，軟水流量為 0.85m3/h。軟化水箱儲存1.0h 補水泵的水量則其容積為Q=0.85m3選用南京貝特暖通空調(diào)設(shè)備公司容積為 1m3的水箱。2.7.22.7.2水處理儀根據(jù)冷凍水的流量和冷卻水的流量，參照南京貝特暖通空調(diào)設(shè)備公司的樣本，均選用型號為 TT

18、D-250F 的全自動電子處理儀。無第三章水力計算3.1 沿程阻力Pm=l/d2/2=lR式中，沿程摩擦阻力系數(shù)；l管道長度，m；d管道直徑，m；流體密度，kg/m3；管道斷面平均流速，m/s；R單位比摩阻，Pa/m。3.2 局部阻力水流動時遇彎頭、三通及其他配件時，因摩擦及渦流耗能而產(chǎn)生的局部阻力為：Pj=2/2式中，局部阻力系數(shù)3.3 總阻力P=Pm+Pj3.4 水力計算首先對管段進行編號（管段編號圖見附錄） ，測量出各管段長度，在水力計算器輸入各管段流量，計算算出局部阻力損失和沿程阻力損失。在系統(tǒng)圖中標出各管路的管徑。無3.5 水力計算表格表 3-1 水管水力計算表序號負荷(kW)流量管徑管長(m)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)動壓(Pa)Py+Pj(Pa)11993342.3DN30022.3321.26491059796104529941