冷凍機(jī)房設(shè)計(jì)

1、冷凍機(jī)房設(shè)計(jì) 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(xué)學(xué) 號號: : 120807041208120807041208 學(xué)生姓名學(xué)生姓名: : 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師: : 董圓圓董圓圓 完成日期 2015 年 1 月 1 日石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院課程設(shè)計(jì)2目 錄第一章 設(shè)計(jì)任務(wù).31.1 建筑資料.31.2 設(shè)計(jì)任務(wù).31.3 設(shè)計(jì)步驟.3第二章 制冷機(jī)房.42.1 制冷機(jī)房的位置選擇 .42.2 冷水機(jī)組的選擇 .42.2.1 冷水機(jī)組的裝機(jī)容量.52.2.2 冷水機(jī)組的臺數(shù).52.2.3 冷水機(jī)組的類型.52.3 冷卻塔的選擇 .62.

2、4 水泵的選擇.62.4.1 冷凍水泵的選擇.62.4.2 冷卻水泵的選擇.72.5 補(bǔ)水定壓裝置的選擇 .72.6 分集水器的選擇.82.7 水處理設(shè)備的選擇.92.7.1 軟水器和軟化水箱.92.7.2 水處理儀.9第三章 水力計(jì)算.103.1 沿程阻力.103.2 局部阻力.103.3 總阻力.103.4 水力計(jì)算.103.5 水力計(jì)算表格.11石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院課程設(shè)計(jì)3第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)1.1 建筑資料 1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)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

3、米，四至十四層為客房，層高為 3.6m，本樓空調(diào)冷負(fù)荷 QL=1740KW,空調(diào)熱負(fù)荷為 QR=1500KW.本工程設(shè)計(jì)范圍和內(nèi)容為本樓的空調(diào)用冷熱源系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.3 設(shè)計(jì)步驟查閱資料，確定制冷機(jī)房設(shè)計(jì)冷負(fù)荷(1)選擇定型冷水機(jī)組并確定臺數(shù)定型冷水機(jī)組有風(fēng)冷冷水機(jī)組和水冷冷水機(jī)組兩大類，水冷冷水機(jī)組又有蒸汽壓縮式冷水機(jī)組和吸收式冷水機(jī)組兩種，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析確定所選用的冷水機(jī)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(jì)條件應(yīng)與冷水機(jī)組匹配，否則應(yīng)進(jìn)行修正。(3)布置冷卻水管道、冷凍水管道確定管徑，并進(jìn)行阻力計(jì)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

4、)選擇冷卻水泵和冷凍水泵根據(jù)流量和揚(yáng)程進(jìn)行確定，并考慮備用泵。(5)選擇確定定壓補(bǔ)水設(shè)備(6)編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院課程設(shè)計(jì)4(7)繪制機(jī)房平面圖、系統(tǒng)圖和局部詳圖石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院課程設(shè)計(jì)5第二章 制冷機(jī)房制冷機(jī)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(jī)房一般由冷水機(jī)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(jī)房的位置選擇制冷機(jī)房通常靠近空調(diào)機(jī)房，氟利昂制冷設(shè)備可以設(shè)置在空調(diào)機(jī)房內(nèi)，規(guī)模小的制冷機(jī)房一般附設(shè)在其他建筑內(nèi)，規(guī)模較大的制冷機(jī)房(特別是氨制冷機(jī)房)宜單獨(dú)修建。制冷機(jī)房應(yīng)設(shè)置在靠近空氣調(diào)

5、節(jié)負(fù)荷中心，一般應(yīng)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(dú)立設(shè)置。本設(shè)計(jì)中采用氟利昂制冷設(shè)備，因本工程中有地下室可利用故為節(jié)省空間，制冷機(jī)房設(shè)置在地下室二層。2.2 冷水機(jī)組的選擇冷水機(jī)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(yùn)行情況。因此空調(diào)系統(tǒng)冷水機(jī)組的選擇是一個很重要的過程。一般在選擇制冷機(jī)時應(yīng)考慮以下幾方面的因素。機(jī)組性能、規(guī)格適合使用要求。如供冷溫度、單機(jī)制冷量、設(shè)備承壓能力等。能源及能耗供應(yīng)方便和經(jīng)濟(jì)。如電源、熱泵或油、氣源供應(yīng)的可能性，電、熱、冷綜合利用的可能性、經(jīng)濟(jì)性

6、。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(yùn)行可靠、操作圍護(hù)方便，以及一次性投資和經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用的綜合分析比較，對企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益高，社會效益好。所以，選擇何種制冷機(jī)，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的具體情況及條件進(jìn)行綜合分析比較。石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院課程設(shè)計(jì)62.2.1 冷水機(jī)組的裝機(jī)容量本設(shè)計(jì)中的冷水系統(tǒng)是間接式系統(tǒng)，系統(tǒng)冷負(fù)荷總計(jì) 1740kW，對其冷負(fù)荷附加至 1.14。冷水機(jī)組的負(fù)荷為Q=1.141740=1983.6kW2.2.2 冷水機(jī)組的臺數(shù)制冷機(jī)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

7、3 臺，特大型可選用 4 臺。機(jī)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(jī)組搭配的組合式方案，以節(jié)約能耗。并聯(lián)運(yùn)行的機(jī)組中至少應(yīng)選擇一臺自動化程度較高，調(diào)節(jié)性能較好，能保證部分負(fù)荷下能高效運(yùn)行的機(jī)組。選擇活塞式冷水機(jī)組時，宜優(yōu)先選用多機(jī)頭自動聯(lián)控的冷水機(jī)組4。綜合考慮本設(shè)計(jì)選用兩臺冷水機(jī)組，每臺裝機(jī)容量為 991.8kW。2.2.3 冷水機(jī)組的類型常用的冷水機(jī)組有壓縮式和吸收式。其中壓縮式制冷機(jī)組又分為離心式、活塞式和螺桿式。考慮到本工程中沒有較為方便余熱可供利用故本設(shè)計(jì)選用電動壓縮式冷水機(jī)組。冷水機(jī)組的冷卻方式有風(fēng)冷冷卻和水冷冷卻兩種方式。風(fēng)冷冷水機(jī)組宜

8、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(jì)采用水冷冷水機(jī)組。螺桿式冷水機(jī)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仍可單機(jī)壓縮；采用滑閥裝置，制冷量可在 10100%范圍內(nèi)進(jìn)行無極調(diào)節(jié)，并可在無負(fù)荷條件下啟動；對濕行程不敏感，當(dāng)時蒸汽或少量液體進(jìn)入機(jī)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(jī)組的樣本，本設(shè)計(jì)選則的機(jī)組型PFS-300.2。其性能參數(shù)如下： -1 表 2PFS-300.2 機(jī)組技術(shù)參數(shù)制冷量(kW)冷凍水流量(l/s)冷凍水壓降(

9、kPa)冷卻水流量(l/s)冷卻水壓降(kPa)制冷劑1028.349.248.857.451.9R134a石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院課程設(shè)計(jì)72.3 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(yīng)根據(jù)其熱工性能和周圍環(huán)境對噪聲、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(diǎn)，目前應(yīng)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(jì)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(jī)組得出其

10、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(jì)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 2-2 DBNL3-250 低噪聲型逆流式玻璃鋼冷卻塔技術(shù)參數(shù)冷卻水量(m3/h)風(fēng)量(m3/h)進(jìn)水壓壓力(104Pa)電機(jī)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(yīng)依據(jù)泵的流量和揚(yáng)程進(jìn)行選擇，對于一次冷水泵的流量應(yīng)為所對應(yīng)的冷水機(jī)組的冷水量，并附加 5%10%的富裕量。泵的臺數(shù)應(yīng)按冷水機(jī)組的個數(shù)一一對應(yīng)。閉式循環(huán)一次泵的揚(yáng)程為管路、管件阻力、

11、冷水機(jī)組的蒸發(fā)器和末端設(shè)備的表冷器阻力之和，并應(yīng)附加 5%10%的富裕量。本設(shè)計(jì)中有兩臺冷水機(jī)組，故選用兩臺冷凍水水泵。單機(jī)冷水機(jī)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=1.05154.44=162.162m3/h本設(shè)計(jì)中最不利環(huán)路的損失 150kPa，冷水機(jī)組蒸發(fā)器的損失為 24.3kPa，機(jī)房的損失為 46.7 kPa，考慮附加 10%，則水泵的揚(yáng)程為H=1.1(150+46.7+24.3)=243.1 kPa即泵的揚(yáng)程為 24.31m 水柱參照廣州恒星冷凍機(jī)械制造有限公司的電子樣本，本設(shè)計(jì)選用的冷卻水泵的型號為 6SAP-8，兩臺使用，

12、一臺備用，其技術(shù)參數(shù)如下表 2-3 6SAP-8型水泵技術(shù)參數(shù)流量(m3/h)揚(yáng)程(m)效率(%)電機(jī)功率(kW)轉(zhuǎn)速(r/min)必需汽蝕余量(m)石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院課程設(shè)計(jì)819350843729804.42.4.2 冷卻水泵的選擇冷卻水泵的臺數(shù)宜按冷水機(jī)組一一對應(yīng)，流量應(yīng)按冷水機(jī)組技術(shù)資料確定，并附加 5%10%的富裕量。冷卻水泵的揚(yáng)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(jì)選用兩臺冷卻水泵，單機(jī)冷水機(jī)組的冷卻水流量為 57.4l/s，即 206

13、.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(jìn)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(yáng)程附加 10%，則冷卻泵的揚(yáng)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(jī)械制造有限公司的電子樣本，本設(shè)計(jì)選用的冷卻水泵的型號為 10SAP-6JA，其技術(shù)參數(shù)如下：表 2-4 10SAP-6JA 型水泵技術(shù)參數(shù)流量(m3/h)揚(yáng)程(m)效率(%)電機(jī)功率(kW)轉(zhuǎn)速(r/min

14、)必需汽蝕余量(m)30036.976.4759803.32.5 補(bǔ)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(bǔ)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(yīng)高于系統(tǒng)最高點(diǎn) 0.5m 以上膨脹管應(yīng)接在循環(huán)泵吸入側(cè)總管上，膨脹管上不應(yīng)有任何截?cái)嘌b置 ，膨脹管按下表確定石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院課程設(shè)計(jì)9表

15、2-5 膨脹管的選取系統(tǒng)冷負(fù)荷（kW）7000膨脹管（DN）2025405070(2)當(dāng)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(bǔ)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(bǔ)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，則水容量為L=115000=15000L系統(tǒng)補(bǔ)水量為 Q=150002%=300l/h 即 0.3m3/h補(bǔ)水點(diǎn)宜設(shè)在循環(huán)水泵的吸入段，補(bǔ)水泵流量取補(bǔ)水量的 2.55 倍，補(bǔ)水泵的揚(yáng)程應(yīng)比系統(tǒng)靜止時的補(bǔ)水點(diǎn)壓力高 3050KPa。取補(bǔ)水量的 3 倍則補(bǔ)水泵的流量為Q=30.3=0.9 m3/h揚(yáng)程

16、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(bǔ)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，選取落地式膨脹水箱的型號為NZGP0.81-5025，其相關(guān)參數(shù)如下：表 6-7 NZGP0.81-5025型落地式膨脹水箱參數(shù)泵流量(m3/h)泵揚(yáng)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)路匯集水流石

17、家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院課程設(shè)計(jì)10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(yīng)按總流量通過時的斷面流速(0.51.0m/s)初選，并應(yīng)大于最大接管開口直徑的 2 倍。本設(shè)計(jì)中總流量為 162.1622+0.85=325.174 m3/h，假定流速為 0.5 m/s 則，分集水器直徑為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(bǔ)水應(yīng)經(jīng)軟化處理，并宜設(shè)軟化水箱，儲存補(bǔ)水泵 0.51.0h 的水量1。根據(jù)補(bǔ)水

18、量，參照陜西三維能源設(shè)備公司的樣本，設(shè)計(jì)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(bǔ)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 TTD-250F 的全自動電子處理儀。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院課程設(shè)計(jì)11第三章 水力計(jì)算3.1 沿程阻力Pm=l/d 2/2=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(jì)算首先對管段進(jìn)行編號（管段編號圖見附錄） ，測量出各管段長度，在水力計(jì)算器輸入各管段流量，計(jì)算算出局部阻力損失和沿程阻力損失。在系統(tǒng)圖中標(biāo)出各管路的管徑。石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院課程設(shè)計(jì)123.5 水力計(jì)算表格表 3-1 水管水力計(jì)算表序號負(fù)荷(kW)流量管徑管長(m)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)動壓(Pa)Py+Pj(Pa)11993342.3DN300 22.3321.26491059796104529