机房设计指导书学生版.docx
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机房设计指导书学生版
机房设计——上海某宾馆制冷机房设计
设计条件
●上海某宾馆夏季总冷负荷为464kW,选用水冷螺杆式冷水机组,冷水(冷冻水)进水温度取12℃,出水温度取7℃,冷却水进水温度取32℃,出水温度37℃
●冬季热负荷为371kW,用板式换热器供回水温度取60℃/50℃
●冷却塔置于机房屋顶,要求选用超低噪声的冷却塔
●宾馆建筑面积3500m2,共5层
●分集水器与用户之间的最不利环路的阻力损失取4mh2O,分集水器与用户之间的的连接管管径取为DN133
要求:
学生自己加强水管的水力计算!
此部分不进行步步细小的计算答疑,即仅回答大体的设计思路问题!
时间安排
第1周
周一
周二
周三
周四
周五
上午8:
30~11:
30
老师:
整理设计资料
学生:
借阅资料(包括各类设备样本)
途径:
图书馆、网上
学生:
研究发给的样图
学生:
研究计算内容
学生:
板式换热器的选型计算
计算答疑(万)
学生:
水处理装置的选择
计算答疑(万)
下午1:
00~4:
00
布置任务
及讲解主要的计算内容(万、刘)讲解图的绘制(刘)
教室4110
图纸答疑(万、刘)
学生:
冷水机组选型计算
计算答疑(刘)
学生:
冷却塔的选型计算及冷却水泵的选型计算
计算答疑(刘)
学生:
冷冻水泵的选型计算
计算答疑(刘)
第2周
周一
周二
周三
周四
周五
上午8:
30~11:
30
学生:
膨胀水箱、分集水器的选择计算
计算答疑(万、刘)
学生:
整理
计算书
学生:
绘制图纸
绘图答疑(万、刘)
上交计算书及图纸,并答辩(万、刘)
制冷楼C203、C209
评定成绩并登录成绩(刘、万)
下午1:
00~4:
00
学生:
隔振、减振、保温等
答疑(万、刘)
学生:
整理
计算书
学生:
绘制图纸
同上
机房设计指导书
1前言
1.1解释
1.2组成
1.3制冷机房位置
1.4制冷机房的设备布置
1.5机房高度
1.6机房尺寸
1.7机房其它考虑
2冷热源的选择计算
2.1制冷机房冷(热)负荷的计算
2.2冷(热)水机组等设备类型及台数的确定
2.2.1有关规定
2.2.2机组主要性能参数
2.3板式换热器台数的确定
3冷却塔和冷却水循环系统的选择计算
3.1冷却塔
3.1.1概述
3.1.2选择计算
3.2冷却水系统
3.2.1冷却水循环系统
3.2.2冷却水系统的设计
3.2.3冷却水水泵的选择
3.3水处理装置
3.4开水冷却水的补水量
4冷冻水系统的选择计算
4.1构成
4.2分类详见教材《空调用制冷技术》
4.3设计原则
4.4冷冻水泵的选择
4.5水泵的配管
5膨胀水箱、分集水器的选择计算
5.1膨胀水箱、分集水器的作用
5.2膨胀水箱有效容积
5.3方形膨胀水箱的规格
5.4分集水器的选择
6其它(隔振、保温等)
6.1隔振
6.2保温
7计算书及绘图
7.1计算书
7.2制冷机房管道平面布置图、系统原理图、制冷机房管道系统图
参考文献
1前言
1.1解释
全称冷热源设备机房设计(制冷机房、冷冻站)
设备机房——舒适性空调的冷源与热源所用的房间
冷源——冷水机组等
热源——热水机组、外部提供蒸汽或热水在设备机房内进行换热的换热设备等
1.2组成
主机房——用于布置冷热源主机,有时也将小型换热设备如汽-水换热器布置在主机房
水泵房——用于布置冷水泵、冷却水泵、热水泵等
配电间——由于它与冷热源设备有密切关系,如电驱动冷水机组是建筑物内的主要用电设备,为了配电的合理及管理上的方便,它一般与主机房相邻
值班室——鉴于设备房的重要性以及目前系统的自控可靠性差,同时还为了改善设备操作人员的工作条件,故设置单独的值班室是必要的
其它用房——维修间、控制间、辅助设备间、卫生间等
注大型制冷机房宜与辅助设备间和水泵间隔开
1.3制冷机房位置
(1)制冷机房应尽可能靠近冷负荷中心布置,并便于引出冷冻水管道,使室外管网布置经济合理;
(2)氟利昂压缩式制冷机组和溴化锂吸收式制冷机组,可布置在民用建筑、生产厂房及辅助建筑物或单独的建筑物内,也可根据具体情况布置在建筑物的地下室或楼层内;
(3)对于压缩式制冷的制冷机房,一般用电负荷较大,应尽量靠近电源建筑
1.4制冷机房的设备布置
(1)制冷机突出部分与配电柜之间的距离和主要通道的宽度,不应小于1.5m
(2)制冷机与制冷机或其它设备之间的净距不应小于1.2m
(3)制冷机与墙壁之间的净距和非主要通道的宽度不应小于1.0m
(4)制冷机与上方管道、烟道或电缆桥架的净距不应小于1.0m
1.5机房高度
制冷机房的高度,系指自地面至屋顶或楼板的高度
应根据设备情况确定,并应符合下列要求:
(1)对于R22、R134a等压缩式制冷,机房高度不应低于3.6m;
(2)对氨制冷,机房高度不应低于4.8m
1.6机房尺寸
与设备总容量、设备台数、设备布置方式以及设备型式都是有密切关系的。
同时,还要考虑到设备的日常操作、检修和维护的需要,一般来说,检修、操作和维护面的净尺寸不宜小于1m;对于冷水机组等要求抽管检修的设备,其检修空间长度大于抽管长度。
(1)制冷机房
采用离心式冷水机组时,机房面积大约为0.08~0.12m2/kW制冷量
采用螺杆式冷水机组时,机房面积大约为0.09~0.13m2/kW制冷量
(2)换热站
采用板式换热器时,换热站面积大约为0.05~0.1m2/kW供热量
1.7机房其它考虑
(1)大型设备运输与就位
(2)通风换气与安全考虑
(3)给水和排水设施
(4)局部照明
等等
2冷热源的选择计算
2.1制冷机房冷(热)负荷的计算——制冷机房的装机容量
根据空调需要的冷负荷,计算出制冷机房设计的最大冷负荷,作为选择冷水机组类型、台数及确定制冷机房规模的依据。
(1)根据各用户的冷负荷逐时相加,得到总冷负荷(考虑同时使用情况),其最大值乘以冷量损耗系数,即得制冷机房的最大计算冷负荷。
(2)冷量损耗系数——考虑制冷装置和冷水系统的冷量损失
概略计算时,氟利昂直接蒸发式系统1.05~1.10
间接式系统(吸收式机组)1.10~1,15
2.2冷(热)水机组等设备类型及台数的确定
2.2.1有关规定
规范及手册:
(1)一般空调用制冷机不考虑备用,台数不宜过多,并应与供冷负荷变化情况及运行调节要求相适合,即应能适应空调负荷全年变化规律
(2)制冷量为580~1750kW的制冷机房,当选用活塞式或螺杆式制冷机组时,其台数不宜少于2台
各种水冷式冷水机组单机制冷量适用范围
单机名义工况制冷量(kW)
压缩机机型
116
活塞式、涡旋式
116~700
活塞式
螺杆式
700~1054
螺杆式
1054~1758
螺杆式
离心式
1758
离心式
2.2.2机组主要性能参数
(1)机组名义工况(额定工况)
用作比较机组性能的工作条件,一般是根据气候条件和大多数机组的使用条件规定的
1)温度条件
我国GB/T18430.1和GB/T18430.2规定的蒸气压缩循环制冷(热泵)机组的名义工况为:
名义工况时的温度条件(C)
项目
使用侧
热源侧(或放热侧)
冷热水
水冷式
风冷式
进口水温
出口水温
进口水温
出口水温
干球温度
湿球温度
制冷
12
7
30
35
35
2)大气压力为101kPa
3)使用侧和水冷热源侧污垢系数为0.086m2C/kW
(2)机组名义工况的主要性能参数
1)名义制热量
在规定的名义制热工况下,测试得到的制热量,kW
2)名义制冷量
在规定的名义制冷工况下,测试得到的制冷量,kW
3)名义总消耗电功率
在规定的名义制热(制冷)工况下,测试得到的机组总消耗电功率,kW
4)名义工况性能系数
在规定的名义工况下,机组的制冷量(制热量)除以总消耗电功率得到的比值,kW/kW
我国GB/T18430.1和GB/T18430.2规定了机组名义工况制冷性能系数不得低于下表的数值
名义工况的制冷性能系数
压缩机类型
螺杆式
机组制冷量(kW)
116
116~230
>230
水冷式
3.65
3.75
3.85
风冷式
2.46
2.55
2.64
5)水侧阻力
在规定的名义工况下,按照GB/T18430.1和GB/T18430.2规定的测试方法,测得的机组冷(热)水侧和冷却水侧的压力损失,kPa
(3)机组设计工况或使用工况的主要性能参数
1)机组设计工况或使用工况下的制冷(热)量和耗功率
应根据设计工况或使用工况(主要指冷(热)水出水温度、冷却水进水温度或室外侧换热器进风空气参数),按机组变工况性能表、变工况性能曲线或变工况性能修正系数确定,生产厂家在产品样本中提供如上数据,如样本中没有可向厂家索取。
2)根据设计工况或使用工况下的制冷(热)量和耗功率可计算该工况的性能系数
3)水侧污垢系数修正
注:
风冷热泵冷热水机组还需考虑化霜修正
2.2.3例题讲解
2.3板式换热器台数的确定
3冷却塔和冷却水循环系统的选择计算
3.1冷却塔
3.1.1概述
(1)作用
(2)分类
✓按供水方式:
直流式、循环式
✓按通风方式:
自然通风、机械通风、混合通风
✓按水温分:
低温降(设计水温差为5摄氏度)、中温降(设计水温差为10摄氏度)
✓按噪声分:
低噪声型(标准点<66dB)、超低噪声型(标准点<60dB)
标准点:
距塔底2m,测点高1.5m
参照样本
✓按水与空气的流动方向:
逆流式、横流式(交叉流)、喷射式
注:
压缩式制冷机一般采用低温降逆流式玻璃钢冷却塔
(3)设置
1)制冷机房为单层建筑时,冷却塔一般可根据总体布置的要求,设置在室外地面或屋顶上,由冷却塔塔底下部存水,直接用自来水补水至冷却塔,该流程运行管理方便,但在冬季运行时,在结冰气候条件下不宜采用。
2)制冷机房设置在多层建筑或高层建筑的底层或地下室时,冷却塔通常设置在建筑物行对应的屋顶上。
3.1.2选择计算
1)冷却塔的标准设计工况
标准设计
D型
低噪声型
C型
超低噪声型
进水温度C
37
出水温度C
32
设计温差C
5
湿球温度C
28
干球温度C
31.5
大气压kPa
99.4
2)冷却塔的温差、冷幅、热力性能
温差:
冷幅:
热力性能:
按水温降对比法求出的实际冷却能力与设计冷却能力的百分比不得小于:
中小型冷却塔为90%;大型冷却塔为95%。
式中
——冷却塔进出口水温,C
——室外湿球温度,C
●一般根据冷却水量来选择逆流冷却塔
冷却水量
(1)估算:
对于压缩式制冷机,如果冷却水的入口温度为32C,其冷却水量,离心式约为2.8t/10kW冷量,其余2.1~2.2t/10kW冷量均指1小时而言
摘自《注册材料》
(2)计算
kg/s
式中
——冷却塔排走的热量,kW
压缩式制冷机,取制冷负荷的1.3倍左右
——冷却水进出口水温差,C
压缩式制冷机,取4~5C
摘自《简明空调设计手册》
●冷却塔样本上均应有相应的选型热力曲线图或机型选择表。
●冷却塔的台数应与冷却水泵的台数相对应;冷却塔布置在室外,其噪声对周围环境产生一定的影响,应根据国家规范《城市区域环境噪声标准》(GB3096-82)的要求,合理确定冷却塔的噪声要求。
3.2冷却水系统
3.2.1冷却水循环系统
(1)分类
开式
闭式
(2)组成
冷凝器、冷却水循环水泵、冷却塔及冷却水循环管路
3.2.2冷却水系统的设计
(1)基本原则
冷却水系统的冷却水应循环使用
冷却水的热量宜回收利用,如夏季可作生活热水的预热等
(2)水温和水质
1)制冷装置的冷却水进出口温度,宜按下表的规定取值
制冷装置的冷却水进出口温度C
设备名称
进口最高温度
进口最低温度
出口温度
进出口温差
制冷压缩机的气缸水套
33
45
冷凝器
33
15.5
37
5
2)水质
应符合国家现行《工业循环冷却水处理设计规程》(GB50050)及有关产品对水质的要求。
并应采取下列措施:
✓应设置稳定冷却水系统水质的有效水质控制装置
✓水泵或制冷装置的冷却水入口管道上应设置过滤器或除污器
✓敞开式冷却水系统,其换热设备的循环冷却水侧流速:
管程不宜小于0.9m/s,壳程不宜小于0.3m/s;换热设备的热流密度不宜大于58.2kW/m2;换热设备的污垢系数宜为1.7210-4~3.4410-4m2C/W等等
另:
补给水的水质要高于冷却水水质
3.2.3冷却水水泵的选择
(1)原则
对于集中设置的制冷装置,冷却水泵的台数和流量应与制冷装置相对应,冷却水泵一般不备用,必要时可置备用部件,以应急用。
(2)冷却水量
估算:
对于压缩式制冷机,如果冷却水的入口温度为32C,其冷却水量,离心式约为2.8t/10kW冷量,其余2.1~2.2t/10kW冷量均指1小时而言
手册:
kg/s
式中
——冷却塔排走的热量,kW
压缩式制冷机,取制冷负荷的1.3倍左右
——冷却水进出口水温差,C
压缩式制冷机,取4~5C
(3)冷却水管路系统的水力计算
注:
冷却水管路系统总的沿程阻力损失和局部阻力损失的计算参照电子工业出版社出版的《空气调节设计手册》p811-814或中国建筑工业出版社出版的《简明空调设计手册》p346-347
(4)冷却水水泵扬程
MPa
式中
——冷却水管路系统总的沿程阻力损失和局部阻力损失,MPa
——冷凝器冷却水侧阻力损失,MPa,一般0.02~0.08,MPa
——冷却塔中水的提升高度(从冷却塔底部水池到喷淋器(布水器)的高差m)0.0098MPa
——冷却塔布水器喷头的喷雾阻力或进塔水压,MPa
引风式玻璃钢冷却塔约等于0.02~0.05,MPa;
水喷射式冷却塔约等于0.08~0.15,MPa
3.3水处理装置
3.4开水冷却水的补水量
包括:
蒸发损失、飘逸损失、排污损失和泄露损失
当选用逆流式冷却塔或横流式冷却塔时,空调冷却水的补水量应为:
电制冷1.2%~1.6%
补水位置:
不设集水箱的系统,应在冷却塔底盘处补水
4冷冻水系统的选择计算
4.1构成
冷水机组、冷冻水泵、空调末端、调节阀、膨胀水箱及冷水管路
4.2分类详见教材《空调用制冷技术》
(1)一次泵定流量系统——风机盘管采用三通阀
(2)一次泵变流量系统——风机盘管采用二通阀
4.3设计原则
(1)定水量系统适合于冷水机组的台数不超过2台的小型空调系统中
(2)水泵与冷水机组的设置与连接方式
一般来说,冷水机组与水泵在数量上应采用一一对应的设置方式,保证在运行时机组与水泵能够一一对应地运行。
优先采用:
先串后并
(3)一次泵变流量系统必须设置压差控制的旁通电动阀,以保证冷水机组安全运行的最低水量的要求
(4)一次泵系统适合与中、小型工程或负荷性质比较单一和稳定的较大型工程;如果系统较大、各环路负荷特性或水阻力相差悬殊时,宜采用二次泵系统
4.4冷冻水泵的选择
(1)一次泵系统
1)流量
根据制冷机组(蒸发器)承担的负荷确定,另考虑10%的余量
2)冷冻水管路水力计算
注:
冷冻水管路系统总的沿程阻力损失和局部阻力损失的计算参照电子工业出版社出版的《空气调节设计手册》p811-814或中国建筑工业出版社出版的《简明空调设计手册》p346-347
3)扬程
扬程=1.1(冷水机组蒸发器侧的阻力+冷水管路阻力+空调末端的设备阻力+二通调节阀阻力)
✓冷水机组蒸发器侧的阻力——由机组制造厂提供,一般为60~100kPa
✓冷水管路阻力——摩擦阻力:
目前控制在150~200Pa/m
局部阻力:
除污器、分集水器等
详见《简明空调设计手册》p345
✓空调末端的设备阻力——详见样本
✓二通调节阀阻力——取40kPa
3)一次泵数量与冷水机组台数相同
4.5水泵的配管
(1)为降低水泵的振动和噪声传递,应根据减振要求合理选用减振器,并在水泵的吸入管和压出管上安装软接头;
(2)水泵吸入管和压出管应设置进口阀和出口阀,以便关断用。
出口阀主要起调节作用,可选用截止阀或蝶阀;
(3)水泵压出管上的止回阀是为了防止水泵突然断电时水逆流使水泵叶轮受阻而设的;
(4)为了有利于管道清洗和排污,止回阀下游和水泵进水管处应设排水管;
(5)水泵出水管应装压力表和温度计;
(6)要考虑管路的伸缩,尽量利用转弯进行补偿,不足时应考虑补偿器。
5膨胀水箱、分集水器的选择计算
5.1膨胀水箱、分集水器的作用
膨胀水箱——定压
分集水器——在集中供冷水和供热水系统中,采用分集水器的目的是有利于各空调分区的流量分配和调节,亦有利于系统的维修与操作。
5.2膨胀水箱有效容积
空调系统既供冷又供热时,其有效容积按冬季供热工况来确定。
计算方法不一
空调水系统12/7C
——系统水容量(积),L,见下表。
水系统中总的水容量(积)(L/m2建筑面积)
系统形式
全空气系统
空气-水系统
供冷时
0.40~0.55
0.70~1.30
供暖时
1.25~2.00
1.20~1.90
注:
供暖时的数据指使用热水锅炉情况,如使用热交换器时可以取供冷时的数据。
摘自《简明空调设计手册》p355
5.3方形膨胀水箱的规格
膨胀水箱的规格尺寸及配管的公称直径
水箱形式
型号
公称容积m3
有效容积m3
外形尺寸mm
水箱配管的公称直径mm
水箱自重kg
采暖通风标准图集号
长宽
高
溢流管
排水管
膨胀管
信号管
循环管
方形
1
0.5
0.61
900900
900
40
32
25
20
20
156.3
T905
(一)
2
0.5
0.63
1200700
900
40
32
25
20
20
164.4
3
1.0
1.15
11001100
1100
40
32
25
20
20
242.3
4
1.0
1.20
1400900
1100
40
32
25
20
20
255.1
圆形
参照《简明空调设计手册》p355
注:
摘自《简明空调设计手册》p355
5.4分集水器的选择
(1)分集水器的直径
使水量通过时的流速控制在:
0.5~0.8m/s
或按经验公式估算
为支管中的最大管径
常用分集水器D=300mm、360mm、400mm等
(2)分集水器上接管(配管)的尺寸间距
详见《简明空调设计手册》p356
(3)安装
按照工程具体情况选用墙上或落地安装,一般直径较大时宜采用落地安装
当封头采用法兰堵板时,其位置应根据实际情况设于便于维修的一侧
(4)附件
分集水器一般安装压力表和温度计,并应保温,尤其是用于空调冷水的分集水器要加强保温效果
6其它(隔振、保温等)
6.1隔振
(1)减振器
(2)软接头
6.2保温
(1)冷热水管道、分集水器和膨胀水箱等
(2)压缩式制冷机组的吸气管、蒸发器及其与膨胀阀之间的供液管
材料与厚度参照相关的手册
7计算书及绘图
7.1计算书
格式参照毕业论文格式
7.2制冷机房管道平面布置图、系统原理图、制冷机房管道系统图
要求;
✓参照行业制图标准或规范
✓管道平面布置图、系统原理图或制冷机房管道系统图各1张!
7.3.1平面图
包括制冷机组和型号、冷冻水泵、冷凝水泵的型号与台数、冷(热)媒管道的布置、以及各设备、管道和管道上的配件(如过滤器、阀门等)的尺寸大小和定位尺寸。
7.3.2系统图(轴测图)
系统轴测图表示各设备及与设备之间的管道在空间的曲折、交叉、走向和尺寸、定位尺寸等。
参考文献:
[1]陆亚俊等编.暖通空调(第2版).北京:
中国建筑工业出版社,2004
[2]彦启森等编.空调用制冷技术(第2版).北京:
中国建筑工业出版社,2004
[3]GB50019-2003采暖通风与空气调节规范.北京:
中国计划出版社,2004
[4]赵荣义编.简明空调设计手册.北京:
中国建筑工业出版社,1998
[5]电子工业部第十设计研究院主编.空气调节设计手册.北京:
中国建筑工业出版社,1995
[6]刘泽华等编.冷热源工程.机械工业出版社,2006
[7]中央空调常用数据速查手册
[8]暖通空调常用数据速查手册
[9]黄翔编.空调工程.北京:
机械工业出版社,2007
[10]样本
撰写人:
刘立平
2009-06-15
计算书撰写格式
(1)课程设计计算书封面
上海海洋大学(居中)
课程设计(居中)
(届本科)(居中)
题目:
机房设计——上海某宾馆制冷机房设计
学院:
专业:
班级:
姓名:
学号:
指导教师:
年月(居中)
(2)目录
目录(居中)
摘要...........................................................1
1工程概况......................................................2
2冷热源的选择计算..................................................×
2.1制冷机房冷(热)负荷的计算.....................................×
2.2冷(热)水机组等设备类型及台数的确定...........................×
2.3板式换热器台数的确定...........................................×
3冷却塔和冷却水循环系统的选择计算
3.1冷却塔
3.2冷却水系统
3.2.1冷却水系统的设计
3.2.2冷却水水泵的选择
3.3水处理装置
3.4开水冷却水的补水量
4冷冻水系统的选择计算
4.1设计原则
4.2冷冻水泵的选择
4.3水泵的配管
5膨胀水箱、分集水器的选择计算
5.1膨胀水箱有效容积及选型
5.4分集水器的选择
6其它(隔振、保温等)
结论
致谢
参考文献
附图
(3)摘要
论文中文题目(机房设计——上海某宾馆制冷机房设计)(居中)
摘要:
(300~500字)
关键词:
(3~8个,能反映整个设计的主题)
关键词1;关键词2;关键词3;关键词4;关键词5;关键词6
(4)正文
1工程概况
。
1(页码)
。
。
2冷热源的选择计算
2.1制冷机房冷(热)负荷的计算
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- 关 键 词:
- 机房 设计 指导书 学生
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