空调制冷课程设计.docx
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空调制冷课程设计
空调制冷课程设计(总16页)
安徽建筑工业学院
设计说明书
空调用制冷技术设计计算书
专业
班级
学号
姓名
课题空调用制冷技术
指导教师
2012年6月12日
一设计题目与原始条件…………………………………………………………3
二方案设计…………………………………………………………………………3
三负荷计算…………………………………………………………………………3
四冷水机组选择……………………………………………………………………4
五水力计算…………………………………………………………………………6
1冷冻水循环系统水力计算………………………………………………7
2冷却水循环系统水力计算………………………………………………7
六设备选择…………………………………………………………………………8
1冷冻水和冷却水水泵的选择……………………………………………8
2软化水箱及补水泵的选择………………………………………………9
3分水器及集水器的选择…………………………………………………11
4过滤器的选择………………………………………………………………12
5冷却塔的选择及电子水处理仪的选择………………………………12
6定压罐的选择……………………………………………………………13
七制冷机房的工艺布置…………………………………………………………14
八设计总结……………………………………………………………………15
九参考文献………………………………………………………………………16
一设计题目与原始条件;
某空调系统制冷站工艺设计
1、工程概况
本工程为合肥市某建筑体集中空调工程,建筑单体共15层,建筑面积约30000m2,主要功能及使用面积为:
商场10000m2,办公7500m2,会议中心1000m2,客房为2500m2,多功能厅500m2。
二方案设计;
该机房制冷系统为四管制系统,即冷却水供/回水管、冷冻水供/回水管系统。
经冷水机组制冷后的7℃的冷冻水通过冷冻水供水管到达分水器,再通过分水器分别送往房间的各个区域,经过空调机组后的12℃的冷冻水回水经集水器再由冷冻水回水管返回冷水机组,通过冷水机组中的蒸发器与制冷剂换热实现降温过程。
从冷水机组出来的37℃的冷却水经冷却水供水管到达冷却塔,经冷却塔冷却后降温后再返回冷水机组冷却制冷剂,如此循环往复。
考虑到系统的稳定安全高效地运行,系统中配备补水系统,软化水系统,电子水处理系统等附属系统。
三负荷计算;
1.面积热指标(查民用建筑空调设计)
商场:
q=230(w/
);办公:
q=120(w/m2);会议中心:
q=180(w/m2);客房:
q=80(w/m2);多功能厅:
q=200(w/m2)
建筑物类型
商场
办公
会议中心
客房
多功能厅
总冷负荷Kw
冷负荷指标w/m2
230
120
180
80
200
3680
空调面积m2
10000
7500
1000
2500
500
冷负荷量w
2300000
900000
180000
200000
100000
2.根据面积热指标计算冷负荷
商场:
Q=10000*200=2300(Kw);
办公:
Q=100*7500=900(Kw);
会议中心:
Q=180*1000=180(Kw);
客房:
Q=2500*100=200(Kw);
多功能厅:
Q=500*200=100(Kw)
考虑到同时工作系数取,则:
总负荷:
Q=(2300+900+180+200+100)*=2944(Kw)
四冷水机组选择;
方案A
方案B
方案C
方案D
直燃机
蒸汽机
离心机
螺杆机
机组型号
16DN040
16DEH6150
LSBLX1600G
30XW1452
使用台数
2
2
2
2
制冷量(KW)
1407
1500
1600
1438
耗气量(Nm3/h)
*2=
-
-
-
蒸汽量(Kg/h)
-
6000*2=12000
-
-
冷冻水流量(m3/h)
242*2=484
907*2=1814
275*2=550
247*2=494
冷却水流量(m3/h)
366*2=732
1321*2=2642
344*2=688
289*2=578
冷冻水进出口温度(0C)
7/12
7/12
7/12
7/12
冷却水进出口温度(0C)
32/
32/38
32/38
30/35
机组尺寸(长*宽*高)
4791*2296*2630
6924*3600*3850
1730*4150*2150
4695*1231*2064
重量(Kg)
14079
49500
7800
7549
制冷剂
水
水
R134a
R123
冷水(热泵)机组的单台容量及台数的选择,应能适应空调负荷全年变化规律,满足季节及部分负荷要求。
当空调冷负荷大于528kW时,机组的数量不宜少于2台。
冷水机组的台数宜为2~4台,一般不必考虑备用。
选择冷水机组时,不仅应保证其供冷量满足实际运行工况条件下的要求,运行时的噪声与振动符合有关标准的规定外,还必须考虑和满足下列各项性能要求:
1热力学性能:
运行效率高、能耗少(主要体现为COP值的大小);2安全性:
要求毒性小、不易燃、密闭性好、运行压力低;3经济性:
具有较高的性能价格比;4环境友善性:
具有消耗臭氧层潜值ODP(OzoneDepletionPotential)低、全球变暖潜值GWP(GlobalWarmingPotential)小、大气寿命短等特性
通过上述四种机组的比较,可以发现:
方案A,B均为吸收式制冷机组,它加工简单,成本低,制冷量调节范围大,可以实现无极调节,运行费用低,利用余热,废热,使用寿命低于压缩式冷水机组,蒸汽耗量大,热效率低,制冷运行时,负荷变化时,易发生溶液结晶,机组较重,体积庞大,占地面积大。
方案D螺杆式制冷机组,COP值高,单机制冷量大,容积效率高,结构简单,对湿压缩不敏感,无液击危险,运行可靠,实现无极调节,但润滑油系统比较大,耗油量较大。
方案C采用离心式制冷机组,COP值高,结构紧凑,调节方便,在10%——100%范围内能较经济的实现无极调节。
离心式制冷压缩机作为一种速度型压缩机,具有以下优点:
1.在相同冷量的情况下,特别在大容量时,与螺杆压缩机组相比,省去了庞大的油分装置,机组的重量及尺寸较小,占地面积小;
2.离心式压缩机结构简单紧凑,运动件少,工作可靠,经久耐用,运行费用低;
3.容易实现多级压缩和多种蒸发温度,容易实现中间冷却,使得耗功较低.
4离心机组中混入的润滑油极少,对换热器的传有较高的效率。
但是也有其缺点1转子转速较高,为了保证叶轮一定的宽度,必须用于大中流量场合,不适合于小流量场合;单级压比低,为了得到较高压比须采用多级叶轮,一般还要用增速齿轮;喘振是离心式压缩机固有的缺点,机组须添加防喘振系统;一台机组工况不能有大的变动,适用的范围较窄。
螺杆式制冷机组属于中型制冷机组,与活塞式相比,运动部件少,无往复运动的惯性力,转速高,单机制冷量大;无余隙容积和吸排气阀,有较高的容积效率;调节方便,制冷量可以通过滑阀进行无级调节;要求加工精度和装配精度高,单级容量比离心式小。
综合考虑选择离心式制冷机组。
根据标准,属于中型规模建筑,宜取制冷机组2台,而且2台机组的容量相同。
所以每台制冷机组制冷量Q’=2944÷2=1472kW
根据制冷量选取制冷机组具体型号如下:
名称:
格力C系列离心式冷水机组
型号:
LSBLX1600G
名义制冷量KW
1600
冷凝器
型式
卧式壳管式
压缩机
数量
2
水压降Kpa
﹤70
配给功率Kw
283
水流量m³/h
344
使用制冷剂
R134a
管径mm
2-DN200
制冷剂填充量Kg
575
蒸发器
型式
满液壳管式
外型尺寸
长mm
4150
水压降Kpa
﹤75
宽mm
1730
水流量m³/h
275
高mm
2150
管径mm
2-DN200
注:
①名义制冷量按如下工况确定:
②工作范围
冷冻水进口温度:
12℃冷却水出口温度:
22~37℃
冷冻水出口温度:
7℃冷却水进口温差:
~10℃
冷却水进口温度:
30℃冷冻水出口温度:
5~20℃
冷却水出口温度:
35℃冷却水进口温差:
~10℃
五水力计算
根据规范查得数据,管内流速的假定依据如下:
DN/mm
<250
>=250
出水管的流速m/s
~
~
进水管的流速m/s
~
~
1冷冻水循环系统水力计算;
两台机组水泵进水管:
假定冷冻水的进口流速为s
d=103
L=×2=m3/s,2台机组总管d1=360mm,取400mm,则管段流速为v=s
水泵出水管:
假定冷冻水的出口流速为s
d=103
L=×2=m3/s,2台机组总管d1=,取350mm,则管段流速为v=s
单台机组时
水泵的进水管:
假定流速为m/s
d=103
L=m3/s,单台机组管d1=312mm,取350mm,则管段流速为v=s
水泵的出水管:
假定流速为m/s
d=103
L==s,单台机组管d1=,取300mm,则管段流速为v=s
流量
m3/s
管径
长度
(m)
ν
(m/s)
R
(Pa/m)
△Py
(Pa)
ξ
动压
(Pa)
△Pj
(Pa)
管段阻力
(Pa)
DN400
50
250
12500
24
1824
45675
58192
即管段阻力为水柱。
2冷却水循环系统水力计算;
水泵进水管:
假定冷却水的进口流速为s
d=103
L=×2=m3/s,2台机组总管d1=402mm,取400mm,则管段流速为v=s
水泵出水管
假定冷却水的出口流速为s
d=103
L=×2=m3/s,2台机组总管d1=,取350mm,则管段流速为v=s
单台机组时
水泵的进水管:
假定流速为m/s
d=103
L=s,单台机组管d1=,取350mm,则管段流速为s
泵的出水管:
假定流速为m/s
d=103
L=s,单台机组管d1=,取250mm,则管段流速为v=s
流量
m3/s
管径
长度
(m)
ν
(m/s)
R
(Pa/m)
△Py
(Pa)
ξ
动压
(Pa)
△Pj
(Pa)
管段阻力
(Pa)
DN400
50
250
12500
24
1944
46656
59156
即管段阻力为水柱。
3补给水泵的水力计算
水泵进水管:
假定补给水泵的进口流速为s
d=103
L=2××1%=m3/s=m3/h,2台机组总管d1=,取35mm,则管段流速为v=s
水泵出水管:
假定补给水泵的进口流速为s
d=103
L=2××1%=m3/s,2台机组总管d1=,取30mm,则管段流速为v=s
单台机组时
水泵的进水管:
假定流速为m/s
d=103
L=×1%=s单台机组管d1=,取30mm,则管段流速为v=s
泵的出水管:
假定流速为m/s
d=103
L=×1%=s,单台机组管d1=,取25mm,则管段流速为v=s
六设备选择
1冷却塔的选择
冷却塔的选择:
冷却塔选用开放式逆流式冷却塔,特点是安装面积小,高度大,适用于高度不受限制的场合,冷却水的进水温度为30℃,出水温度为35℃,冷却塔的补给水量为冷却塔的循环水量的1%—3%
冷却塔的冷却水量和风量的计算
G=3600Qc/CP(tw1-tw2)
△tw=tw1-tw2=35-30=5℃
Qc=Q
其中Qc—冷却塔冷却热量(KW),对压缩机制冷机取(Q0为制冷量)这里取;
CP——为水的比热容(KJ/)
则Qc=×1600=2080KW
每台制冷机配一台冷却塔,所以冷却塔冷却水量为:
G=3600Qc/(CP△tw)=3600×2080/×5)=356571kg/h=h
风量计算:
Q=
其中Is1Is2对应于下列温度的饱和空气焓;
ts2ts1为室外空气的进出口湿球温度;
ts2—合肥市夏季空气调节室外计算湿球温度,查得℃。
ts1=ts2+5=℃
Is1=KgIs2=Kg
G=3600×2080/×()=h=m3/h(空气密度m3)
选用两台同型号CDBNL3系列超低噪声逆流玻璃钢冷却塔,参数如下:
型号
冷却水量(m3/h)
总高
mm
风量
(m3/h)
风机直径
mm
进水压力
(kpa)
直径
m
CDBNL3-350
350
5963
187400
6400
5
2冷冻水和冷却水水泵的选择;
(一)冷却水泵的选择(开式系统)
(1)扬程的计算:
H=H1+H2+H3+H4
H—冷却水泵的扬程
H1—冷却水系统的沿程及局部阻力水头损失(由上面计算)
H2—冷凝器内部阻力水头损失(m),这里取7m(冷凝器水压降<69kpa)
H3—冷却塔中水的提升高度(m),这里取
H4—冷却塔的喷嘴雾压力水头,常取5m
因此冷却水泵所需的扬程H=H1+H2+H3+H4=。
Hmax=(~)H则Hmax=×=
(2)流量的确定:
由制冷机组性能参数得卧式壳管式式冷凝器水量为344m3/h,考虑到泄漏,附加10%的余量即为,344×(1+10%)=h
(3)冷却水泵的选择:
根据以上所得流量和扬程,选择三台(二用一备)IS系列型号为200-150-400水泵:
型号
流量
扬程
效率
转速
功率kw
电机型号
汽蚀余量
吸入口直径
mm
m3/h
m
r/min
轴功率
电动机功率
IS200-150-400
400
50
81%
1450
90
280M-4
200
外形尺寸
mm×mm×mm
安装尺寸
压出口直径
mm
a
H
H1
H2
L1
L5
B1
B2
8-φd
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
2060×730×915
160
465
915
825
1840
2060
670
730
8-φ22
150
(三)冷冻水泵的选择
(1)扬程的计算:
H=H1+H2+H3
H—冷冻水泵的扬程
H1—冷冻水系统的沿程及局部阻力(上述计算可知)
H2—蒸发器内部阻力水头损失(m),这里取7m(蒸发器水压降<69kpa)
H3—冷冻水的提升高度(m),这里取
因此冷冻水泵所需的扬程H=H1+H2+H3=。
Hmax=(~)H则Hmax=×=
(2)流量的计算
由制冷机组性能参数得卧式壳管式蒸发器水量275m3/h,考虑到泄漏,附加10%的余量即为,275×(1+10%)=h
根据以上所得流量和扬程,选择上海奥利泵业制造有限公司的卧式离心泵,具体参数如下:
(㎜)
型号
外型尺寸
安装尺寸
进出口法兰尺寸
长
高
底长
底宽
a
h
L
DN
D
D1
冷冻水泵
200-315(I)A
1060
865
790
560
168
461
600
200
340
295
型号
流量(m³/h)
扬程(m)
效率
电机功率(kw)
转速(r/min)
必需的汽蚀余量(m)
重量(kg)
200-315(I)A
262
75
110
1450
1254
每组使用使用三台泵,两用一备
3软化水器的选择
根据补水流量选用MHW系列全自动软水器
型号
产水量(m3/h)
树脂填量
(t)
周期盐耗
(mm)
安装尺寸
(mm)
进出管径mm
MHW-IR-AT600
5-6
47
500×760×1200
100
4软化水箱及补水泵的选择;
(1)冷冻水的补给水量为冷冻水总循环水量的≤1%取1%则补水量
Q1=275×2×1%=h,软化水箱的大小满足补水泵能连续运行~,这里取2h,则V=Q1×2=11m3
补给水泵的流量Q2=275×2×1%=h,扬程H≤冷冻水泵的扬程所以选择两个如下的泵:
(一用一备)
型号
流量
扬程
效率
转速
功率kw
电机型号
汽蚀余量
吸入口直径
mm
m3/h
m
r/min
轴功率
电动机功率
IS50-32-200
75%
1450
802-4
50
外形尺寸
mm×mm×mm
安装尺寸
压出口直径
mm
a
H
H1
H2
L1
L5
B1
B2
4-φd
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
850×360×415
80
235
415
325
820
850
320
360
4-φ
32
5分水器及集水器的选择;
(1)分集水器——多用于多回路的空调水系统,直径应按总流量通过时的断面流速(—s)初选,并应大于最大接口管开口直径的2倍。
(2)过滤器——冷水机组、水泵、电动调节阀等设备的入口管道上应安装过滤器或除污器,以防杂质进入。
(3)压力表——分集水器、冷水机组的进出水管、水泵出口应设压力表。
(4)温度计——分集水器、冷水机组的进出水管影射温度计。
膨胀水箱的选择
膨胀水箱一般按照冷冻水系统管路总水容量的2~3%选择
一般,一万平方米左右建筑空调水系统膨胀水箱的容积为2~4立方。
2.软化水箱及补水泵的选择
(1)
假定集水器的流速为
d=103
L=2×275=550m3/h=s,D=443mm,取450mm,分集水器内流速为v=s
支管流量Ll=2=m3/s,
假定分水器的流速为s,L=2×344=688m3/h=,D=457mm取450mm,则速度为s
所选集水器和分水器的特性:
内径
(mm)
管壁厚
(mm)
封头壁厚(mm)
支架(角钢)
支架(圆钢)
450
10
16
L60×5
D18
(2)分水器和集水器的长度计算
(3)集水器的长度:
D1=400mm,D2=250mm,D3=250mm,D4=100mm(D1为冷冻水泵
(4)进水管直径,D2和D3为用户管路直径,D4为旁通管直径)
L1=D1+60=410mm,
L2=D1+D2+120=670mm,
L3=D2+D3+120=620mm,
L4=D3+D4+120=470mm,
L5=D4+60=160mm
总长度为L=L1+L2+L3+L4+L5+18×2=2366mm
分水器的长度:
D1=400mm,D2=250mm,D3=250mm,D4=100mm(D1为冷冻水泵出水管直径,D2和D3为用户管路直径,D4为旁通管直径)
L1=D1+60=46mm,
L2=D1+D2+120=620mm,
L3=D2+D3+120=620mm,
L4=D3+D4+120=470mm,
L5=D4+60=160mm
总长度为L=L1+L2+L3+L4+L5+18×2=2330mm
集水器和分水器一般会设置排污口的直径取DN40mm
6过滤器的选择;
根据管路直径选择对应的Y型过滤器。
冷冻水泵进水口直径d=350mm,所以过滤器选Y-350mm
冷却水泵进水口直径d=400mm,所以过滤器选Y-400mm
补给水泵进水口直径d=35mm,所以过滤器选Y-35mm
7电子水处理仪的选择;
根据冷却水泵压出管直径d=400mm选用电子水处理仪
型号
输水管径
(mm)
处理流量范围(t/h)
设备外形尺寸
净重
(kg)
连接形式
面积
直径
C
400
280-440
850
420
150
法兰
8定压罐的选择
可根据冷冻水补水量进行选择,由上面可得补水量为h,可选择NDB-60定压罐。
其具体性能参数如下
补水流量
m3/h
系统压力
气压水罐
D×H(mm)
定压泵型号
进口管径
mm
出口管径mm
净重量KG
<=
1600×2700
IS65-60-20
65
65
1600
七.制冷站工艺布置
1.对制冷机房的要求
制冷机房应布置在全区夏季主导风向的下风侧;在动力站内,一般应布置在乙炔站、锅炉房、煤气站、堆煤场上风侧,以保证制冷机房的清洁。
位置应尽可能靠近冷负荷中心以缩短冷冻水和冷却水管网。
空调用制冷机房主要包括主机房、水泵房、变配电间和值班室等。
高度不应低于—4m,设备间也不应低于。
由于设备运行时如变压器、开启式离心冷水机组、溴化锂吸收式制冷机组等都有较大的热量产生,水泵房还有余湿,制冷机房应有良好的通风,制冷机房应有每小时不少于3次换气的自然通风。
此外对电动型冷水机组、燃气型溴化锂吸收式制冷机组还应考虑事故通风。
制冷机房应采用二级耐火材料建造,机房最好设为单层建筑,设有两个出入口,机房门窗应向外开启,机房应预留能通过最大设备的安装口。
2.制冷机房的设备布置
机房内设备布置应保证操作和检修的方便,同时应尽可能使设备布置紧凑,以节省建筑面积,制冷机组的主要通道宽度;制冷机组与配电柜距离不应小于;制冷机组之间或与其他设备之间净距离不小于;机组与墙壁之间以及与其上方管道或电缆桥架的净距离不小于1m。
冷却塔应布置在通风散热条件良好的屋面或地面上,并远离热源和尘源,冷却塔之间及冷却塔与周围建筑物应有一定间距
水泵的布置应便于接管、操作和维修;水泵之间通道一般不小于。
八.设计总结
这次课程设计非常考验前期所学习的知识,还有我们查阅资料的能力。
课程设计的过程非常复杂,在此过程中我学习到了很多东西,之前对《规范》基本上没有用过,通过这次课程设计,是我对制冷基础机房设计过程中对规范的参考有了深入的认识,更多的学会了查阅资料,参考文献,通过这种查阅的过程不断地积累和学习了很多专业知识,这是平时的学习很少能直观体
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