冷熱源工程課程設(shè)計(jì)-嘉興學(xué)院[1]

1、嘉興學(xué)院 冷熱源工程課程設(shè)計(jì)題目： 嘉興市華榮商場(chǎng)制冷機(jī)房設(shè)計(jì) 學(xué)院： 建筑工程學(xué)院 專業(yè)： 建筑環(huán)境與設(shè)備工程 班級(jí)： 建環(huán)061 學(xué)號(hào)： 06 學(xué)生姓名： 湯余妹 指導(dǎo)教師： 陽季春、吳曉艷 完成日期： 2009.06.26 目錄 1.設(shè)計(jì)原始資料.22.確定冷源方案 .32.1方案一 .32.2方案二 .42.3方案三 .52.4方案四 .62.5 技術(shù)性分析 .72.6經(jīng)濟(jì)性分析 .83.制冷機(jī)房水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 .93.1 冷凍水系統(tǒng)選型和計(jì)算 .93.1.1冷凍水泵的選型和計(jì)算 .93.1.1.1水泵流量和揚(yáng)程的確定 .93.1.1.2 水泵型號(hào)的確定 .113.2 冷卻水系統(tǒng)的選型

2、和計(jì)算 .123.2.1冷卻塔的選型 .123.2.2冷卻水泵的選型計(jì)算 .134. 膨脹水箱配置與計(jì)算 .164.1膨脹水箱的容積計(jì)算 .164.2膨脹水箱的選型 .165. 分水器和集水器的選擇 .175.1分水器和集水器的構(gòu)造和用途 . .175.2分水器和集水器的尺寸 .175.2.1分水器的選型計(jì)算 .175.2.2集水器的選型計(jì)算 .186.參考資料.197.個(gè)人小結(jié).201、原始資料1、空調(diào)冷負(fù)荷：分別為：3.6MW（空調(diào)總面積30000m2）2、當(dāng)?shù)乜捎玫哪茉辞闆r：電：價(jià)格：0.5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

3、壓力為：0.8MPa燃油：價(jià)格：3.76元/升；低位發(fā)熱量均為：42840kJ/kg3、冷凍機(jī)房外冷凍水管網(wǎng)總阻力為0.45MPa4、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：30m2、確定冷源方案2.1方案一：采用19XR系列半封閉式離心式冷水機(jī)組表1 19XR650半封閉式離心式冷水機(jī)組性能參數(shù)型號(hào)19XR650制冷量(KW)2286臺(tái)數(shù)2單價(jià)(萬元）136電機(jī)功率（KW)448冷凍水水量(M3/h)393壓降(Kpa)103冷卻水水量(M3/h)474壓降(Kpa)851）固定費(fèi)用設(shè)備初投資：2136=272（萬元）安裝費(fèi)用：25%272=68 (萬元)系

4、統(tǒng)總投資費(fèi)用L=272+68=340 (萬元)銀行年利率=5.94%使用年限n=15年=34.83萬元式中： 每年系統(tǒng)折舊費(fèi)用系統(tǒng)總投資費(fèi)用，包括設(shè)備初投資和安裝費(fèi)用 銀行年利率2）年度使用費(fèi)用設(shè)備額定供冷功率為448KW，臺(tái)數(shù)2臺(tái)，電費(fèi)0.5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)=4482122240.5=131.17萬元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=34.83+131.17=166萬元2.2方案二：采用SXZ8系列雙效蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組表2 SXZ8-145D雙效蒸汽型溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組性能參數(shù)型號(hào)SXZ8-1

5、45D制冷量(KW)1450臺(tái)數(shù)3單價(jià)(萬元）186蒸汽耗量（Kg/h)1815冷凍水水量(M3/h)250壓降(Kpa)110接管直徑（DN)150冷卻水水量(M3/h)381壓降(Kpa)110接管直徑（DN)2001）固定費(fèi)用設(shè)備初投資：3186=558（萬元）安裝費(fèi)用：25%558=139.5(萬元)系統(tǒng)總投資費(fèi)用L=558+139.5=697.5 (萬元)銀行年利率=5.94%使用年限n=15年=71.45萬元2）年度使用費(fèi)用單臺(tái)設(shè)備蒸汽耗量為1815kg/h，臺(tái)數(shù)3臺(tái)，蒸汽價(jià)格為180元/噸，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=蒸汽耗量臺(tái)數(shù)時(shí)間單價(jià)=1.815

6、318012224=287萬元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=71.45+287=358.45萬元2.3方案三：采用ZXLR系列燃油型溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組表3 ZXLR-145燃油型溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組性能參數(shù)型號(hào)ZXLR-145制冷量(KW)1454臺(tái)數(shù)3單價(jià)(萬元）215輕油耗量（Kg/h)101低位熱值（KJ/Kg)43054冷凍水水量(M3/h)250壓降(Kpa)85接管直徑（DN)200冷卻水水量(M3/h)381壓降(Kpa)88接管直徑（DN)2501）固定費(fèi)用設(shè)備初投資：3215=645（萬元）安裝費(fèi)用：25%645=161.25(萬元)系統(tǒng)總投資費(fèi)用L=645+1

7、61.25=806.25 (萬元)銀行年利率=5.94%使用年限n=15年=82.6萬元2）年度使用費(fèi)用單臺(tái)設(shè)備輕油耗量為101kg/h，臺(tái)數(shù)3臺(tái)，輕油密度為0.84公斤/升，低位發(fā)熱量為42840KJ/Kg,輕油價(jià)格為3.76元/升，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=輕油耗量臺(tái)數(shù)時(shí)間單價(jià)=3122243.76=399.1萬元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=82.6+399.1=481.7萬元2.4方案四：采用ZXLR系列燃?xì)庑弯寤嚴(yán)渌畽C(jī)組表4 ZXLR-145燃?xì)庑弯寤嚴(yán)渌畽C(jī)組性能參數(shù)型號(hào)ZXLR-145制冷量(KW)1454臺(tái)數(shù)3單價(jià)(萬元

8、）215天然氣耗量（Nm3/h)93高位熱值（KJ/Nm3)46000冷凍水水量(M3/h)250壓降(Kpa)85接管直徑（DN)200冷卻水水量(M3/h)378壓降(Kpa)88接管直徑（DN)2501）固定費(fèi)用設(shè)備初投資：3215=645（萬元）安裝費(fèi)用：25%645=161.25(萬元)系統(tǒng)總投資費(fèi)用L=645+161.25=806.25 (萬元)銀行年利率=5.94%使用年限n=15年=82.6萬元2）年度使用費(fèi)用單臺(tái)設(shè)備天然氣耗量為93Nm3/h，臺(tái)數(shù)3臺(tái)，天然氣價(jià)格為3.76元/m3，熱值為33.45MJ/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=輕油耗量

9、臺(tái)數(shù)時(shí)間單價(jià)=3122243.76=422.4萬元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=82.6+422.4=505萬元2.5 技術(shù)性分析離心式冷水機(jī)組a優(yōu)點(diǎn)：葉輪轉(zhuǎn)速高，輸氣量大，單機(jī)容量大；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；單位制冷量重量指標(biāo)??；制冷劑中不混有潤滑油，蒸發(fā)器和冷凝器的傳熱性能好；EER值高，理論值可達(dá)6.99；調(diào)節(jié)方便，在10%-100%內(nèi)可無級(jí)調(diào)節(jié)。b缺點(diǎn)：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)；對(duì)材料強(qiáng)度，加工精度和制造質(zhì)量要求嚴(yán)格；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；離

10、心負(fù)壓系統(tǒng)，外氣易侵入，有產(chǎn)生化學(xué)變化腐蝕管路的危險(xiǎn)c可用冷熱源情況：電力雙效蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機(jī)組：基于溴化鋰水溶液在常溫下強(qiáng)烈的吸收水蒸氣，而在高溫下又將其吸收的水分釋放出來。同時(shí)，水在真空狀態(tài)下，其沸騰溫度在7度以下，蒸發(fā)時(shí)具有較低的蒸發(fā)溫度，因而可以采用水作為制冷劑。雙效蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機(jī)組部件組成是在單效機(jī)組上增加一個(gè)高壓發(fā)生器、高溫?zé)峤粨Q器和凝水換熱器，目的是維持高壓發(fā)生器中的壓力在大氣壓下運(yùn)轉(zhuǎn)，以確保機(jī)組的安全，因此，所需的冷卻水量較大，機(jī)組造價(jià)高，溴化鋰溶液充注量大，初投資增加。但是熱效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低。直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組：它是在蒸汽溴化鋰吸收式冷水機(jī)組上發(fā)

11、展起來的，以燃油或燃?xì)鉃槟茉慈〈济海曰鸸苠仩t（自帶）取代蒸汽鍋爐，以直燃方式取代間接供熱方式等“三個(gè)取代”，完成了溴化鋰吸收式冷水機(jī)組一次質(zhì)的飛躍。直燃型機(jī)組以水-溴化鋰為工質(zhì)對(duì)，實(shí)現(xiàn)了吸收式制冷循環(huán)喝采暖循環(huán)的交替，達(dá)到了一機(jī)兩用的目的。發(fā)展直燃型機(jī)組，有利于多種能源的使用和補(bǔ)充，有利于緩解部分地區(qū)電力的暫時(shí)緊張狀態(tài)，有利于減少供熱的中間環(huán)節(jié)，提高機(jī)組效率（熱力系數(shù)），有利于節(jié)省單獨(dú)的鍋爐房設(shè)置，給中央空調(diào)的設(shè)備選型提供了新的選擇對(duì)象。2.6 經(jīng)濟(jì)性分析通過比較各個(gè)方案的設(shè)備年度費(fèi)用，可以發(fā)現(xiàn)方案一的設(shè)備年度費(fèi)用最低，所以設(shè)計(jì)采用兩臺(tái)19XR650半封閉式離心式冷水機(jī)組。3、制冷機(jī)房水系

12、統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 冷凍水系統(tǒng)選型和計(jì)算3.1.1冷凍水泵的選型和計(jì)算3.1.1.1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：Q=1Qmax （m/s）式中 Qmax按管網(wǎng)額定負(fù)荷的最大流量，m/s； 1流量儲(chǔ)備系數(shù)，對(duì)單臺(tái)水泵工作時(shí)，1=1.1；兩臺(tái)水泵并聯(lián)工作時(shí)，1=1.2。H=2Hmax (kPa)式中 Hmax管網(wǎng)最大計(jì)算總阻力，kPa； 2揚(yáng)程（壓頭）儲(chǔ)備系數(shù)，2=1.1-1.2。制冷機(jī)房的布置平面簡圖如下：取最不利環(huán)路如下所示，由L1、L2、L3、L4組成。圖1 冷凍水系統(tǒng)最不利環(huán)路圖從機(jī)房平面圖上可以看出，冷凍水供回水管路都由兩段不同管徑的管路組成。L1

13、=7800mm,L2=8600mm,L3=7500mm,L4=9000mm.L1管段直徑D1=200mm, 管段流量V=343 m/h,v1=3.48m/s.取L2管段流速v2=2.7m/s,管段流量V=786 m/h,則D2=0.32m,取D2公稱直徑為DN320.L3管段直徑D3=200mm, 管段流量V=343 m/h,v3=3.48m/s.取L4管段流速v4=2.7m/s, 管段流量V=786 m/h,則D4=0.32m,取D4公稱直徑為DN320.根據(jù)各段管徑、流速查水管路計(jì)算圖，計(jì)算各管段局部阻力如下：表5 冷凍水管段局部阻力計(jì)算表管段名稱個(gè)數(shù)（KPa）L1截止閥1215.790彎

14、頭30.6L2四通2235.790彎頭91.8截止閥36L3截止閥1221.890彎頭30.6三通11L490彎頭5110.9截止閥12各管段的沿程阻力和總阻力計(jì)算如下：表6 冷凍水管段阻力匯總表管段管長（mm）直徑(mm)流速(m/s)比摩阻 (Pa/m)沿程阻力（KPa)局部阻力(KPa)總阻力（Kpa）L1110002003.48378.744.1615.719.86L2101003202.7137.371.3835.737.08L3100002003.48378.743.7821.825.58L490003202.7137.371.2410.912.1冷凍水壓降為103 KPa，冷凍機(jī)

15、房外冷凍水管網(wǎng)總阻力為0.45MPa，則最不利環(huán)路的總阻力P=19.86+37.08+25.58+12.1+103+450=647.62 KPa根據(jù)H=2Hmax ，取2 =1.1，則H=712.4KPa，即揚(yáng)程H=72 m.根據(jù)Q=1Qmax ，Qmax =393 m/h，兩臺(tái)水泵并聯(lián)工作時(shí)，1=1.2，則Q=471.6 m/h.3.1.1.2水泵型號(hào)的確定根據(jù)流量和揚(yáng)程查暖通空調(diào)常用數(shù)據(jù)手冊(cè)，查得水泵型號(hào)如下：表7 冷凍水泵性能參數(shù)型號(hào)12Sh-6B流量Qm/h540L/s150總揚(yáng)程H（m）72轉(zhuǎn)速n（r/min）1470功率N(kW)軸功率151電動(dòng)機(jī)功率225泵效率（%）70允許吸上

16、真空高度HN5.6葉輪直徑D(mm)475泵重量W（kg）8573.2、冷卻水系統(tǒng)的選型和計(jì)算3.2.1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3732，擬選用2臺(tái)冷卻塔，則單臺(tái)冷卻塔流量為474m/h。通過查找中央空調(diào)設(shè)備選型手冊(cè)，選擇LBCM-LN-400低溫差標(biāo)準(zhǔn)型逆流式冷卻塔。其規(guī)格如下表：表8 冷卻塔性能參數(shù)機(jī)型LBCM-LN-500標(biāo)準(zhǔn)水量（m3/h）WB28500WB27575外形尺寸(mm)高度H6210外徑D7600送風(fēng)裝置電機(jī)KW22.38風(fēng)葉直徑D4270配管尺寸（DN）溫水入管250冷水出管250排水管80溢水管100補(bǔ)給水管自動(dòng)50手動(dòng)503.2

17、.2冷卻水泵的選型計(jì)算取最不利環(huán)路如下所示，由L1、L2、L3、L4組成。圖2 冷卻水系統(tǒng)最不利環(huán)路圖從機(jī)房平面圖上可以看出，冷卻水供回水管路都由兩段不同管徑的管路組成。L1=6500mm,L2=47900mm,L3=8100,L4=43800mm.L1管段直徑D1=250mm,管段流量V=474 m/h ，v1=2.7m/s.取L2管段流速v2=2.7m/s, 管段流量V=948 m/h ，則D2=0.35m,取D2公稱直徑為DN350.L3管段直徑D3=250mm, 管段流量V=474 m/h ，v3=2.7m/s.取L4管段流速v4=2.7m/s, 管段流量V=948 m/h ，則D4=

18、0.35m,取D4公稱直徑為DN350.根據(jù)各段管徑、流速查水管路計(jì)算圖，計(jì)算各管段局部阻力如下：表9 冷卻水管段局部阻力計(jì)算表管段名稱個(gè)數(shù)（KPa）L1截止閥1211.790彎頭10.2三通11L2四通2233.590彎頭61.2截止閥36L3截止閥128.790彎頭20.4L490彎頭10.2117三通11截止閥12各管段的沿程阻力和總阻力計(jì)算如下：表10 冷卻水管段阻力匯總表管段管長（mm）直徑(mm)流速(m/s)比摩阻 (Pa/m)沿程阻力（KPa)局部阻力(KPa)總阻力（Kpa）L165002502.7159.111.0311.712.73L2479003502.7109.175

19、.2333.538.73L381002502.7159.111.298.79.99L4438003502.7109.174.7811.716.48冷卻水壓降為85KPa，冷卻塔高度分別為30m，則最不利環(huán)路的總阻力P=12.73+38.73+9.99+16.48+85+294=371.93 KPa根據(jù)H=2Hmax ，取2 =1.1，則H=409.1KPa，即揚(yáng)程H=41.7 m.根據(jù)Q=1Qmax ，Qmax =474 m/h，兩臺(tái)水泵并聯(lián)工作時(shí)，1=1.2，則Q=568.8 m/h.根據(jù)流量和揚(yáng)程查暖通空調(diào)常用數(shù)據(jù)手冊(cè)，得水泵型號(hào)如下：表11 冷卻水泵性能參數(shù)型號(hào)12Sh-9B流量Qm/h

20、684L/s190總揚(yáng)程H（m）43轉(zhuǎn)速n（r/min）1470功率N(kW)軸功率102.5電動(dòng)機(jī)功率132泵效率（%）82允許吸上真空高度HN4.5葉輪直徑D(mm)378泵重量W（kg）7704、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=，其中=30 V=130000/1000=30 m則V=0.00063030=0.54m4.2膨脹水箱的選型對(duì)應(yīng)采暖通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，查得膨脹水箱的尺寸如下：表12 膨脹水箱性能參數(shù)水箱形式圓形型號(hào)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(hào)管20循環(huán)管205、分水器和集水器的選擇5.1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：圖3 分水器和集水器構(gòu)造圖5.2分水器和集水器的尺寸5.2.1分水器的選型計(jì)算根據(jù)Q=CM,制冷量Q=22862=4572KW,水的比熱C=4.2, 溫差=5 ,則M=217.7kg/s換算成體積流量V=0.218m/s，水的密度