空调制冷课程设计.docx
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空调制冷课程设计.docx
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空调制冷课程设计
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
16
九参考文献
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30000吊,主要功能及使用面积为:
商场10000卅,办公7500卅,会议中心1000卅,客房为2500卅,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7C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12C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37C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/m2);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m
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0.8,贝
总负荷:
Q=(2300+900+180+200+100)*0.8=2944(Kw)
四冷水机组选择;
万案A
万案B
万^ 万案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) 82.7*2=165.4 - - - 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) 32/37.5 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,COPfi高,结构紧凑,调节方便,在10%100%£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=944十2=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 V70 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 八、、 发器 型式 满液壳管式 外型尺寸 长mm 4150 水压降Kpa V75 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: 12C 冷却水出口温度: 22〜37r 冷冻水出口温度: 7C 冷却水进口温差: 3.5〜10r 冷却水进口温度: 30r 冷冻水出口温度: 5〜20r 冷却水出口温度: 35r 冷却水进口温差: 2.5〜10r 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 1.5~2.0 2.0~2.5 进水管的流速m/s 1.0~1.5 1.5~2.0 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1.5m/s d=103■v L=0.0764送=0.1528m3/s,2台机组总管di=360mm,取400mm,则管段流速为v=1.22m/s水泵出水管: 假定冷冻水的出口流速为2.0m/s 4L d=103v L=0.0764送=0.1528m3/s,2台机组总管di=311.6mm取350mm,则管段流速为v=1.59m/s 单台机组时 水泵的进水管: 假定流速为1.0m/s L=0.0764m3/s,单台机组管di=312mm,取350mm,则管段流速为v=0.82m/s 水泵的出水管: 假定流速为1.5m/s L==0.0764m3/s,单台机组管di=256.2mm取300mm,则管段流速为v=1.1m/s 流量 m3/s 管径 长度 (m) V (m/s) R (Pa/m) △Py(Pa) E 动压 (Pa) △Pj(Pa) 管段阻力 (Pa) 0.1528 DN400 50 1.8 250 12500 24 1824 45675 58192 即管段阻力为5.98m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1.5m/s 4L d=103v L=0.0956送=0.1912m3/s,2台机组总管d1=402mm,取400mm则管段流速为v=1.52m/s 水泵出水管 假定冷却水的出口流速为2.0m/s L=0.0956送=0.1912m3/s,2台机组总管d1=352.8mm取350mm,则管段流速为v=1.98m/s 单台机组时 水泵的进水管: 假定流速为1.0m/s 4L d=103v L=0.0956m3/s,单台机组管d1=348.8mm,取350mm,则管段流速为0.99m/s 泵的出水管: 假定流速为2.0m/s 4L d=103v L=0.0956m3/s,单台机组管di=246.8mm,取250mm,则管段流速为v=1.95m/s 流量 m3/s 管径 长度 (m) V (m/s) R (Pa/m) △Py (Pa) E 动压 (Pa) △Pj(Pa) 管段阻力 (Pa) 0.1606 DN400 50 1.8 250 12500 24 1944 46656 59156 即管段阻力为6.04m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1.5m/s L=2X0.0764K%=0.001528m3/s=5.5m3/h,2台机组总管d仁36.2mm,取35mm,则管段流速为v=1.59m/s 水泵出水管: 假定补给水泵的进口流速为2.0m/s d=103 L=2X0.07641%=0.001528m3/s,2台机组总管di=31.2mm,取30mm,则管段流速为v=1.98m/s 单台机组时 水泵的进水管: 假定流速为1.0m/s 3 d=103 L=0.0764X1%=0.000764m3/s单台机组管di=31.2mm,取30mm,则管段流速为v=1.08m3/s 泵的出水管: 假定流速为1.5m/s d=103 L=0.07641%=0.000764m3/s,单台机组管d1=25.9mm,取25mm,则管段流速为v=1.56m/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30E,出水温度为35C,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(twi-tw2) △tw=twi-tw2=35-30=5°C Qc=1.2Q 其中Qc—冷却塔冷却热量(KW),对压缩机制冷机取1.25-1.3Q0(Qo为制冷量)这里取1.3; Cp—-为水的比热容4.2(KJ/(Kg.K)) 则Qc=1.3X600=2080KW 每台制冷机配一台冷却塔,所以冷却塔冷却水量为: 3 G=3600Qc/(CpAtw)=3600X080/(4.25)=356571kg/h=356.571nf/h 风量计算: 3600Qc Q=C(»1Is2) 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28.2C。 ts1=ts2+5=33.2C Is1=117.5KJ/KgIs2=90.5KJ/Kg G=3600X2080/4.2X117.5-90.5)=66031.7kg/h=55026.5m? /h(空气密度1.2kg/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 37.5 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6.04m(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v69kpa) H3—冷却塔中水的提升高度(m),这里取24.5m 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=Hi+H2+H3+H4=42.54m。 Hmax=(1.05〜1.10)H贝UHmax=1.1><42.54=46.79m (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,344X(1+10%)=378.4m3/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 67.2 90 280M-4 3.8 200 外形尺寸 mnXmnXmm 安装尺寸 压出口直径 mm a H H1 H2 L1 L5 B1 B2 8-©d mm mm m m m m mm mm mm mm mm 2060X30X 915 160 465 91 5 82 5 1840 206 0 670 730 8-©22 150 (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5.98m(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v69kpa) H3—冷冻水的提升高度(m),这里取24.5m 因此冷冻水泵所需的扬程H=H1+H2+H3=37.48m。 Hmax=(1.05〜1.10)H贝UHmax=1.1X37.48=41.23m (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, 275X(1+10%)=302.5m3/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: (mm) 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(l)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 74.4 75 110 1450 4.0 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 0.79 47 500X760X20 0 100 4软化水箱及补水泵的选择; ⑴冷冻水的补给水量为冷冻水总循环水量的<%取1%则补水量 Q仁275X2X1%=5.5m3/h,软化水箱的大小满足补水泵能连续运行1.5~2.5h,这里取2h,则 3 V=Q1X2=11m3 补给水泵的流量Q2=27X2X%=5.5m3/h,扬程HW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 5.75 13.1 75% 1450 0.75 802-4 2.0 50 外形尺寸 mnXmnXm m 安装尺寸 压出口直径 mm a H H1 H2 L1 L5 B1 B2 4-©d mm mm mm m m mm m m mm mm mm 850X360X415 80 235 415 32 5 820 85 0 320 360 4-©17. 5 32 5分水器及集水器的选择; (1)分集水器一一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 (0.5—1.0m/s)初选,并应大于最大接口管开口直径的2倍。 (2)过滤器一一冷水机组、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)温度计一一分集水器、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s1.0m/ d=103 L=2X275=550m3/h=0.1528m3/s,D=443mm取450mm,分集水器内流速为v=0.96m/s 支管流量LI=0.1528/2=0.0764m3/s, 假定分水器的流速为1.0m/s,L=2X344=688m3/h=0.1911m3/,D=457mm取450mm,则速度为1.2m/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 L60X5 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) L仁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+1X2=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) L仁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+1X2=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丫型过滤器。 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 SYS-400C1.0M/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5.5m3/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 DXH(mm) 定压泵型号 进口管径 mm 出口管径mm 净重量 KG 6.0 <=0.5 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3.6 —4m设备间也不应低于2.5m。 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
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