冷熱源工程課程設計說明書(共20頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上冷熱源工程課程設計說明書目錄專心-專注-專業(yè)第一章 冷熱源設計初步資料1.1、課程設計題目 xx市××大樓××冷熱源課程設計(其中設計地點可在以下地點中任選：西安、北京、上海、南京、蘭州、鄭州、武漢、廣州等)。1.2、課程設計原始資料1.2.1 冷負荷和熱負荷數(shù)據(jù)： 大樓冷負荷為1221kw，所有冷源由制冷機房提供，參數(shù)為7/12大樓熱負荷為1012kw，所有熱負荷由鍋爐房的提供，參數(shù)為95/75。1.2.2 動力與能源資料 動力：城市供電 水源：城市供水1.2.3 水質(zhì)資料：1) 總硬度： 4.8 mmol /L 2) 永久硬

2、度：1.4 mmol /L3) 暫時硬度：3.4 mmol /L4) 總堿度： 3.4 mmol /L5) PH值： PH=7.56) 溶解氧： 5.8 mg/L7) 懸浮物： 0 mg/L8) 溶解固形物：390 mg/L1.2.4 氣象資料：本次課程設計選擇綿陽為設計城市1） 海拔高度：501m2） 大氣壓力：冬季 1019.4hPa 3） 冬季室外計算溫度：104） 夏季室外計算溫度：30第二章 制冷工程設計說明2.1冷水機組的總裝機容量由于當前冷水機組產(chǎn)品質(zhì)量大大提高，冷熱量均能達到產(chǎn)品樣本所列數(shù)值，另外，系統(tǒng)保溫材料性能好，構造完善，冷損失少，因此，冷水機組的總裝機容量應以正確的空調(diào)

3、負荷計算為準，可不作任何附加，避免所選冷水機組的總裝機容量偏大，造成大馬拉小車或機組閑置的情況。對于管線較長的小區(qū)管網(wǎng)，則按具體情況確定。 2.2 冷水機組臺數(shù)選擇冷水機組臺數(shù)選擇應按工程大小，負荷變化規(guī)律及部分負荷運行的調(diào)節(jié)要求來確定。當空氣調(diào)節(jié)冷負荷大于528kw時不宜少于2臺。大工程臺數(shù)也不宜過多。為保證運轉(zhuǎn)的安全可靠性，當小型工程僅設1臺時，應選用調(diào)節(jié)性能優(yōu)良、運行可靠的機型，如選擇多臺壓縮機分路聯(lián)控的機組，即多機頭聯(lián)控型機組。冷水機組臺數(shù)選擇應按工程大小，負荷變化規(guī)律及部分負荷運行的調(diào)節(jié)要求來確定。當空氣調(diào)節(jié)冷負荷大于528kw時不宜少于2臺。由于該設計冷負荷為1221KW，所以選擇

4、兩臺冷水機組。2.3 冷水機組的制冷量和耗功率（1）冷水機組銘牌上的制冷量和耗功率，或樣本技術性能表中的制冷量和耗功率是機組名義工況下的制冷量和耗功率，只能作冷水機組初選時參考。冷水機組在設計工況或使用工況下的制冷量和耗功率應根據(jù)設計工況或使用工況（主要指冷水出水溫度、冷卻水進水溫度。）按機組變工況性能表、變工況性能曲線或變工況性能修正系數(shù)來確定。每臺冷水機組銘牌上的制冷量為663KW，耗功率為142kw,總的制冷量為1326KW，總耗功率為284KW。（2）冷水機組水側污垢系數(shù)隨著機組運行時間的積累增加，在很大程上取決于所應用的水質(zhì)及運行溫度。我國很多地區(qū)的水質(zhì)較差，無法保證機組在1520年

5、常規(guī)應用周期中不出現(xiàn)結垢而影響傳熱。因此，國家現(xiàn)行標準蒸氣壓縮循環(huán)冷水（熱泵）機組 工商業(yè)用和類似用途的冷水（熱泵）機組（GB18430.1）規(guī)定機組名義工況時的使用側和水冷式熱源側污垢系數(shù)為0.086m2./kw。當設計選用國外生產(chǎn)的冷水機組時，應注意生產(chǎn)國機組名義工況與我國名義工況差異，特別是污垢系數(shù)的取值差異。如美國空調(diào)制冷協(xié)會的ARI550/590-1998標準規(guī)定機組冷水側的污垢系數(shù)為0.018m2./kw，冷卻水側的污垢系數(shù)為0.044m2./kw，明顯低于我國的規(guī)定，所以，選用國外機組時應根據(jù)其規(guī)定的污垢系數(shù)與我國標準的差異對機組的制冷量和耗功率進行修正。修正系數(shù)可參考國標直燃型

6、溴化鋰吸收式冷（溫）水機組（GB/T18362）附錄A的表A2和下表。污垢系數(shù)修正表設備污垢系數(shù)Rf（m2./kw） Pin COP蒸發(fā)器00. 0440. 0860.1761. 002) 990. 980.961. 001.001.001.001.000.990.980.96冷凝器00.0440.0860.1761.000.990.980.961.001.0151.031.061.000.9750.950.91機組00.0440.0860.1761.000.980.960.921.001.0151.031.061.000.9650.930.872. 4 方案選擇根據(jù)本建筑的冷負荷為1221k

7、w，可計算制冷機房的總負荷為： 查設備手冊，選擇制冷機組方案為：選用兩臺螺桿式冷水機組，其機組型號為：HX300，總名義制冷量為1480KW。選擇兩臺水冷螺桿式（單機型）冷水機組，型號：TY-660D，制冷量為735KW，輸入功率為156KW，機組具體參數(shù)如下表：型號 TY-660D 冷水機組性能參數(shù)制冷量KW735KCAL/H臺數(shù)2輸入功率(KW)156制冷劑R22制冷劑流量控制熱力膨脹閥壓縮機款式先進非對稱半封閉雙螺桿式起動方式Y-起動容量控制0-50-75-100%（25%為啟動冷凝器款式采用高效外螺紋銅管殼管式水流量m³/h 139接管尺寸DN125蒸發(fā)器款式采用高效內(nèi)螺紋銅

8、管殼管式水流量m³/h115接管尺寸DN125電源電壓AC380415V/3PHASE/50Hz安全保護裝置高低壓保護、防冰、防熱保護（雙重）、安全閥、過載保護、欠相、逆相、欠電壓、過電壓、水流保護等外型尺寸長（mm）3210寬（mm）1110高（mm）2110噪音dB(A)72機組重量（Kg）3450運行重量（Kg）3750方案選擇分析： 本次設計主要考慮采用電制冷機組。冷水機組的制冷系數(shù)（COP）的分析：離心機螺桿機活塞壓縮機。螺桿式機組的水頭損失比較小，比較傳統(tǒng)，這決定循環(huán)水泵的投資和運行費用。冷凍水水頭損失一般，冷卻水循環(huán)水量小：冷卻水水頭損失小，且螺桿機組的能量調(diào)節(jié)范圍較寬

9、，可以使機組在較多時間內(nèi)保持高效運行。故本次設計中選用螺桿式電制冷機組。 2. 5 冷卻塔設計計算 根據(jù)以上所選擇的螺桿機冷水機組的參數(shù)，可知冷水機組的冷卻水循環(huán)水量為218m/(臺·h),所以總冷卻水循環(huán)量為436m/h。根據(jù)以上氣象參數(shù)可知綿陽的夏季濕球溫度為25。按外界濕球溫度為28選擇冷卻塔。查設備手冊，選擇凌科LKT-300L冷卻塔兩臺。冷卻塔的參數(shù)如下表:CDBNL-350運行參數(shù)型號冷卻水量（m/h)主要尺寸風量（m/h)風機直徑（mm）電動機功率（KW）進水壓力（kPa）總高度（mm）最大直徑(mm)LKT-300L2343680473024007.5342.6 水泵

10、選型 2.6.1 冷凍水泵選型計算 冷凍水泵的流量計算方法： Q總循環(huán)水量，m/h； 1.2富裕系數(shù)； 冷水機組的臺數(shù)； Q單臺冷水機組的冷凍水量，m/h； 可計算冷凍水泵的流量為： m/h 冷凍水泵的揚程計算方法： 冷凍水泵所需的揚程，m； 1.1富裕系數(shù)； 冷水機組的壓降，55kPa(5.5m); 冷凍水管的沿程阻力，本次設計假設為80kPa(8m)； 冷凍水管的局部阻力，按沿程阻力的50%計算。 故冷凍水泵的揚程為： m 綜上計算，本次采用三臺水泵并聯(lián)供水，則其中一臺水泵流量為145.6m³/h。選用150GDL(S)150-25×5離心水泵性能參數(shù)如下表： 型 號流

11、量（m/h）揚程H（m）進出水管徑（mm）功率（kW）150GDL(S)150-25×51502515030 2. 6.2 冷卻水泵計算 根據(jù)冷水機組的參數(shù)，冷卻水泵的流量計算方法： Q冷卻水總循環(huán)水量，m/h； 1.2富裕系數(shù)； 冷水機組的臺數(shù)； Q單臺冷水機組的冷卻水量，m/h； 可計算冷卻水的循環(huán)水量為： m/h 冷卻水泵的揚程的計算方法： 冷卻水泵的揚程，m； 1.1富裕系數(shù)； 冷水機組的冷凝器壓降，45kPa(4.5m); 冷卻水管的沿程阻力，本次設計假設為50kPa(5.0m)； 冷卻水管的局部阻力，按沿程阻力的50%計算。 冷卻塔中水的提升高度，為5.9m； 冷卻塔的進

12、水壓力（Pa），取37.5kPa； 水的密度，kg/m； 重力加速度，=9.81m/s。 冷卻水泵的揚程為： m 綜上計算，本次采用上海博禹臥式單級雙吸離心泵SWB150-260三臺并聯(lián)供水。SWB150-260離心水泵性能參數(shù)如下表：型 號流量Q m/h揚程H（m）功率（KW）SWB150-2602002218.52.7 分水器與集水器設計計算 已知該制冷循環(huán)系統(tǒng)中單臺制冷機獨自送冷凍水到分水器，因此循環(huán)量為182m/h,計算分水器的入水管徑為： 186.2mm 取標準管徑200mm。 計算集水器出水管徑（集水器出水管為一根）： 取標準管徑250mm。 分水器出水管徑應與集水器入水管徑一致，

13、公式如下： D計算所需的管徑，mm； G水的流量，m/h； 水的經(jīng)濟流速，取1.5-2.5m/s； 分水器出水管徑與集水器入水管徑計算： D= mm, 故取D=200mm。 泄水管按傳統(tǒng)方式選取DN40。 軟化水管進水管徑選取DN40。 根據(jù)表：相鄰管管徑Dg (mm)40506580100125150200250兩相鄰管中心間距(mm)270290310330360390420500600 其中分水器的總進水管與泄水管裝在分水器下部，其確定分水器的長度及管徑徑： L=500+500+500+500+500=2500mm 由于工程實際中分水器的尺寸一般要比最大管徑大2-3倍，故取分水缸的管徑為

14、400mm。 確定集水器的長度及管徑： 集水器比分水器少一根出水管，但是多一根接軟水箱箱的軟水管，管徑為40mm，故集水器的長度為 L=600+500+500+500+270=2370mm。管徑與分水器相同，取400mm。2.8 膨脹水箱配置與計算2.8.1 膨脹水箱的容積計算根據(jù)V=，其中=30 V=/1000=30 m則V=0.=0.54m2.8.2 膨脹水箱的選型對應采暖通風標準，查得膨脹水箱的尺寸如下：表8 膨脹水箱性能參數(shù)水箱形式圓形型號3公稱容積0.5 m有效容積0.54m外形尺寸(mm)內(nèi)徑（d ）900高 H1000水箱配管的公稱直徑DN溢流管40排水管32膨脹管25信號管20

15、循環(huán)管202.9 配管、保溫與防腐 2.9.1 制冷機房主要管道配管 冷凍水管： 本設計的冷凍水總循環(huán)量為364m/h,單管循環(huán)水量為182m/h，根據(jù)以上分集水器的計算，冷凍水的循環(huán)管為200mm。對于各個進入制冷機的冷凍水管道的尺寸，由于各臺制冷機的循環(huán)水量為182m/h，且HX300螺桿機組的蒸發(fā)器的接管尺寸為DN150。故暫且選DN150的管徑。校核計算： m/s 通過計算可知，流速過高，不符合要求，故選擇200mm的鋼管作為冷凍水進出水管。 冷卻水總管： 冷卻水的循環(huán)量為在系統(tǒng)中的總量為436m/h。計算冷卻水的管道直徑為： mm 冷卻水系統(tǒng)的總循環(huán)管徑為300mm。冷卻水支管： m

16、m冷卻水支管管徑為200mm。冷卻水泵： mm選取管徑150mm。冷凍泵： mm選取管徑150mm。 2.9.2 管道保溫 本次設計中的保溫部分主要是冷凍水管的保溫，而冷卻水管不需要做保溫設計。查空調(diào)供冷管道最小保冷厚度表；地下機房供冷管道最小保冷厚度（mm）保冷位置柔性泡沫橡塑管殼、板玻璃棉管殼類地區(qū)類地區(qū)類地區(qū)類地區(qū)管徑厚度管徑厚度管徑厚度管徑厚度地下機房15501915402515402515402565802250802850150301002510032503020035 根據(jù)以上表格，綿陽地區(qū)屬于類地區(qū)，本次采用離心玻璃棉為保冷材料，故對于冷凍水管道的保冷層厚度取：大于200mm的

17、管徑保冷層厚度為35mm；在50150的管道的保冷層厚度為30mm。2. 9.3 管道防腐 本次設計對于管道的仿佛主要采用刷兩遍紅丹防銹漆，紅丹防銹漆性能好，易涂刷，涂膜有較好的堅韌性、防水性和附著力，且能起陽極阻蝕劑作用。第三章 熱源工程設計說明3.1 熱源設備類型在中央空調(diào)，特別是在高層民用建筑中央空調(diào)所用熱源中，熱水的使用是最為廣泛的。首先，熱水在使用的安全性方面比較好，其次，熱水與空調(diào)冷水的性質(zhì)基本相同，傳熱比較穩(wěn)定。在空調(diào)系統(tǒng)中，許多時候采用冷、熱盤管合用的方式（即常說的兩管制），可以減少空調(diào)機組及系統(tǒng)的造價，同時也給運行管理及維護帶來了一定的方便。提供空調(diào)熱水的鍋爐按其使用能源的不

18、同，主要分為兩大類：（1）電熱水鍋爐 電熱水鍋爐的優(yōu)點是使用方便，清潔衛(wèi)生，無排放物，安全，無燃燒爆炸危險，自動控制水溫，可無人值守。但其使用目前受到公共建筑節(jié)能設計標準（GB50189-2005）的限制。除了符合下列情況之一外，不得采用電熱鍋爐、電熱水器作為直接采暖和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的熱源： 電力充足、供電政策支持和電價優(yōu)惠地區(qū)的建筑； 以供冷為主，采暖負荷較小且無法利用熱泵提供熱源的建筑； 無集中供熱與燃氣源，用煤、油等燃料受到環(huán)?；蛳绹栏裣拗频慕ㄖ?夜間可利用低谷電進行蓄熱、且蓄熱電鍋爐不在日間用電高峰和平段時間啟用的建筑； 利用可再生能源發(fā)電地區(qū)的建筑； 內(nèi)、外區(qū)合一的變風量系統(tǒng)中需要

19、對局部外區(qū)進行加熱的建筑。（2）燃氣、燃油熱水鍋爐 燃氣、燃油熱水鍋爐的初投資比電熱水鍋爐略高，但運行費用低。其缺點主要是，第一安全性差，特別是燃氣鍋爐。燃氣的泄漏會造成工作人員中毒，遇明火會產(chǎn)生燃燒爆炸，因此，燃氣鍋爐應有單獨房間與用電設備，如水泵分隔開，并應有良好的通風供燃氣燃燒和稀蝕機房空氣中的燃氣濃度。同時還應設泄漏報警器和氣體滅火裝置。運行中還應有人員值守。第二，燃氣、燃油熱水鍋爐有170180的高溫排煙，需建筑考慮排煙豎井，從合適的地方排煙至室外。這是建筑工種最感麻煩的地方。燃氣、燃油熱水鍋爐的額定熱效率不應低于89%。 燃氣、燃油熱水鍋爐房單臺鍋爐的容量，應確保在最大熱負荷和低谷

20、熱負荷時都能高效運行。 鍋爐臺數(shù)不宜少于2臺，當中、小型建筑設置1臺鍋爐能滿足熱負荷和檢修需要時，可設1臺。該設計選擇電熱水鍋爐提供空調(diào)熱水的鍋爐3.2 熱水供應溫度空調(diào)用熱水水溫的決定與空調(diào)設備使用的性質(zhì)及工程地點有一定的關系。目前空調(diào)設備大致有兩類，一類是用于全空氣系統(tǒng)的空調(diào)機組，包括新風空調(diào)機組；另一類就是用于空氣水系統(tǒng)中的風機盤管機組。從這兩類機組的結構上看，前者通常能承受較高的熱水溫度，而后者因其結構緊湊，加上安裝位置所限，散熱能力是有限的。水溫過高時，其機組內(nèi)部溫度有可能過高，對內(nèi)部元器件，如電機等會產(chǎn)生一定的影響。因此，一般來說，空調(diào)機組可采用較高的熱水供、回水溫度（95/70）

21、；而風機盤管機組則采用較低的熱水供、回水溫度（60/50）?，F(xiàn)有風機盤管通常的供熱能力也都是以供水溫度60為標準工況進行測試的。雖然也有一些廠商開發(fā)了用于高溫熱水的風機盤管，但實際工程中應用較為少見。工程所在地區(qū)的地理位置也與熱水溫度有關，尤其是對于處理新風的空調(diào)機組而言，過低的熱水溫度對于寒冷地區(qū)空調(diào)機組內(nèi)的盤管有發(fā)生凍裂的危險，這是應值得重視的。這種情況下可采用不同溫度的熱水分別用于空調(diào)機組和風機盤管，但這樣做的結果是使設計變得復雜化，系統(tǒng)初投資增大，對施工和管理維護都會帶來一些困難。就目前的實際情況來看，華北及其以南的大部分地區(qū)，風機盤管與空調(diào)機組采用同一熱水溫度，即以風機盤管的適應性來

22、決定水溫是完全可行的。本設計采用較高的熱水供、回水溫度（95/75）3.3 鍋爐型號及臺數(shù)的選擇 3. 3.1 鍋爐選型分析 由于本次設計建筑熱負荷為1012KW kw。要求的是95/75的高溫供回水，而總負荷為1012KW×1.05=1062.6KW， 本次先采用熱負荷及需用燃油量來估算值來選擇鍋爐的型號。根據(jù)參考各種燃油熱水鍋爐的型號，選擇方案為： 選定CWNS0.7-95/75-Y(Q)鍋爐兩臺，額定供水溫度95,回水溫度75，鍋爐熱效率為91，其他具體參數(shù)如下： 規(guī)格熱功率進出水口徑煙道帽口徑污水排泄口徑額定蒸發(fā)量3000mm×1680mm×1880mm0

23、.7MW/h80mm100mm32mm20t/h 3.4 鍋爐補水量及水處理設備選擇3.4.1 鍋爐設備的補給需水量 t/h 式中：給水管網(wǎng)泄露系數(shù)，取1.03D 鍋爐房額定蒸發(fā)量，t/h；Gn 合格的凝結水回收量（t/h），此處采用蒸汽換熱器，凝結水回水率接近100； 設備和管道漏損，%，可取0.5%；Ppw 鍋爐排污率，取10%。對于補水量為： =22.76t/h 3.4.2 給水泵選擇 給水泵臺數(shù)的選擇，應能適應鍋爐放全年負荷變化的要求。本鍋爐房擬選用兩臺電動給水泵。1) 總流量應大于1.1×22.76t/h，即大約為25t/h，所以每臺給水泵的流量應該大于12.5t/h。給水

24、泵的揚程可按下式計算： KPa 式中：P 鍋爐工作壓力，MPaP 安全閥較高啟始壓力比工作壓力的升高值，因鍋爐額定蒸汽壓力為1.25 MPa，取0.04 MPa，H 附加壓力，50100 KPa。 故水泵揚程：H=1.1×100(1.25+0.04)+0.1=143 m故水泵揚程要大于143m。現(xiàn)選用21/2GC-6×6型給水泵兩臺：21/2GC-6×6型給水泵性能參數(shù)：流量：Q=12.5m/h揚程：H=150m功率：N=22KW 3.4.3 給水箱的確定選擇 給水箱的作用有兩個：一是軟化水和凝結水與鍋爐給水流量之間的緩沖，二是給水的儲備。給水箱的體積，按鍋爐的補

25、給水量20t/h設計，水箱總容積在1/21D。故本次選擇方形凝水箱1個凝水箱公稱容積10m,有效容積11.10m。尺寸 長×寬×高(mm)：3000×2000×2000，重量1847.5kg。 3.4.4 鍋爐排污量計算 根據(jù)工業(yè)鍋爐設計手冊規(guī)定，蒸汽鍋爐的給水和鍋水水質(zhì)標準為：給水懸浮物 5mg/L給水總硬度 0.03mmol/L給水PH值 7鍋水總堿度 6-24mmol/L鍋水溶解固形物 3500mg/L溶氧量 0.1mg/L原水硬度不符合給水要求，必須進行水質(zhì)處理。按堿平衡率計算鍋爐的排污率： =3.64按鹽平衡率計算鍋爐的排污率： =2.06因為

26、均小于10%，所以不需要除堿。根據(jù)原水水質(zhì)情況，采用無頂壓固定床逆流再生鈉離子交換系統(tǒng)。交換劑采用001×7(732)樹脂。 鍋爐排污量通常通過排污率來計算。排污率的大小，可由堿度和含鹽量的平衡關系式求出，取其兩者的最大值。在上面“軟化系統(tǒng)選擇”中已經(jīng)計算了由堿度和含鹽量的平衡關系式求出的排污率，其值小于10%，僅在3-4之間，所以，鍋爐排污率取4%。故重新計算排污水量。 3.4.5 軟水設備選擇所需軟水補給量：在采暖季節(jié)取得最大值：=2.76t/h 故選擇LNN-350/1型無頂壓固定床逆流再生鈉離子交換器兩臺。公稱直徑350mm，工作壓力小于0.6MPa，出力1t/h，工作樹脂層

27、高1200mm，再生好鹽量11kg。3.4.6 水缸選型計算 分水缸管徑計算 已知熱水管網(wǎng)的循環(huán)水量為284.3t/h,計算分分水缸的管徑為： 0.224m 取標準管徑250mm。 分水缸長度計算 此分水缸主要設置，采暖進水管兩根，采暖供水管兩根，泄水管。 進水管：D= mm,故取D=150mm。 采暖供水管：D=mm，故取D=150mm。 泄水管：D=40mm。 根據(jù)表：相鄰管管徑Dg (mm)40506580100125150200250兩相鄰管中心間距(mm)270290310330360390420500600分水器的管長： L=420+420+420+420+420=2100 mm由于工程實際中分集水缸的尺寸一般要比最大管徑大2-3倍，故取分水缸的管徑為400mm。3.5 鍋爐房主要管道設計 管道設計說明 本設計中，主要的管道有：熱水供水管道，熱水回水管道，排污管，軟水管。管段中的流體流速為水取1-5m/s， 計算管徑的公式為： D要計算的管徑；m m管內(nèi)流體的流量； v流體流速；m/s 供水管道由兩根管供水，每一根水量為20t/h。 計算供水管的管徑為： 故供水管的管徑取50mm的鋼管?；厮苤挥幸桓嬎慊厮芄軓焦驶厮懿捎?0mm鋼管。 3.6補給水管設計 3.6.1 鍋爐設備的補水管 由以上設計可知，本次對每臺鍋爐分別設置補水管，每臺