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制冷机房计算说明书
制冷机房计算说明书
西安市民生集团制冷机房课程设计
一、工程设计概况
某公共建筑位于西安市,空调面积10000平方米,夏季空调冷负荷指标105
,冷负荷同时使用系数,用户资用压力20米水柱,最高点高度18米,定压装置位于制冷机房,用户管路水容积2800L。
空调冷源采用水冷冷水机组,台数为2台。
制冷机房位于独立的裙房,详见平面图。
二、冷水机组的选型
1、总冷负荷的计算。
总冷负荷1700KW
冷损失附加系数取
所以制冷机组总制冷量q==1870KW
2、初选冷水机组。
根据总冷负荷选择冷水机组,初步选择2台型号为YRVFVCR2550C的水冷螺杆式冷水机组。
其单台制冷量为1042KW,设计制冷工况为:
冷冻水进出口温度:
120C/70C;
冷却水进出口温度:
320C/370C。
3、制冷量的修正。
查阅室外气象参数,西安市夏季室外计算湿球温度为260C,夏季室外计算干球温度为。
冬季空调室外计算干球温度为-8℃,冬季空调室外计算相对湿度66%,冬季大气压力,夏季大气压力为,则冷凝温度为,冷却塔的实际进出口温度为370C、320C。
查阅制冷变工况制冷量修正系数曲线。
冷却水进口温度320C,机组出水温度为70C时修正系数为。
机组实际制冷量:
:
修正系数;
:
单台机组设计制冷量,kW。
则
4、确定冷水机组及相关参数。
查阅冷水机组性能参数表,YRVFVCR2550C的性能参数如下表:
表1
型号
项目
参数
YRVFVCR2550C
实际制冷量(kW)
压缩机
型式
螺杆压缩机
压缩机数量
2
容量控制
有段或连续容调
输入功率(kW)
189
冷凝器
型式
卧式壳管式换热器
水流量(m3/h)
水压降(kPa)
进出口管径(DN)
150
蒸发器
型式
满液式换热器
水流量(m3/h)
水压降(kPa)
进出口管径(DN)
150
制冷剂
种类
HFC-134a
充注量(kg)
333
机组噪音dB(A)
≤91
外形
尺寸
长(mm)
4842
宽(mm)
1550
高(mm)
2270
机组
重量
整机重量(kg)
7011
运行重量(kg)
7351
注:
1、运行工况:
冷水出水温度70C,温差50C;冷却水进水温度320C,温差50C。
2、机组噪音测定位置离机组2米、离地米处的各点平均值。
3、制冷量为上述运行工况时的制冷量。
4、压缩机输入功率经过修正,查表知修正系数为。
实际功率为
=。
三、冷却塔的确定
冷却塔水流量:
其中K:
安全系数,取;
L0:
单台机组冷凝器水流量,m3/h。
进水温度:
370C;出水温度:
320C;温差50C;湿球温度:
260C。
选用DBNL3-250,台数为2台。
相关参数如下:
表2
型号
DBNL3-250
项目
冷却水量
主要尺寸
风机直径
电机功率
重量
进水压力
噪音
直径
总高度
宽度(外径)
自重
运转重
Dm
10m
16m
单位
m3/h
mm
mm
mm
kW
kg
kg
kPa
dB(A)
Dm
参数
250
4085
4342
3000
2344
3936
四、水力计算
1、冷冻水循环系统水力计算。
推荐流速如下:
表3
部位
流速m/s
部位
流速m/s
水泵压出口
—
一般管道
—
水泵吸入口
—
排水管
—
主干管
—
向上立管
—
(1)画出冷冻水系统流程图。
(2)对各管段编号,如图在节点处编号。
(3)选择最不利环路为:
机组—1—2—3—用户—4—5—6—7—8—机组。
(4)根据各管段流量及推荐流速,确定最不利环路上各管段的直径和比摩阻。
管段1—2
由表1知蒸发器出口管径为DN150,流量为179m3/h,则流速
比摩阻
Rm=446Pa/m,管长
8144mm,则摩擦阻力
管段2—3
假定流速为s,求的管径D=290mm,按管道统一规格取DN300,实际流速为s,在经济流速范围。
查水管路计算图Rm=55Pa/m,管长D=12424mm,则摩擦阻力
同理可求的其他各管段相关参数,结果见表5。
(5)列出各管段的局部阻力系数,并计算局部阻力。
各管段局部阻力系数见表4。
表4
管段
局部阻力部件
局部阻力系数
个数
1—2
软接头
1
闸阀
1
90°弯头
2
直流三通
1
2—3
90°弯头
3
4—5
90°弯头
1
分流四通
1
5—6
90°弯头
4
蝶阀
2
止回阀
1
过滤器
1
软接头
2
合流四通
1
6—7
90°弯头
1
分流三通
1
7—8
90°弯头
1
闸阀
1
软接头
1
计算局部阻力
,并求出各管段总阻力
,结果见表5
表5
管段
流量
(m3/h)
长度l(m)
管径DN
流速v(m/s)
动压Pd(Pa)
局部阻力系数
局部阻力P1(Pa)
比摩阻Rm(Pa/m)
摩擦阻力Pm(Pa)
管段总阻力Pz(Pa)
1—2
179
150
3948
7975
446
3632
11607
2—3
358
300
994
2147
55
683
2830
4—5
358
300
994
3697
55
135
3832
5—6
358
250
2060
23366
134
900
24266
6—7
358
250
2
2000
2040
134
665
2705
7—8
179
150
3948
4738
446
3479
8217
(6)计算各设备的阻力。
蒸发器压力降:
;
分水器压力损失:
1kPa;
集水器压力损失:
1kPa;
水泵压力损失:
2kPa。
设备总阻力
(7)冷冻水泵的选型。
a、确定水泵流量
Q=×179=h
b、确定水泵扬程
水泵扬程按下式计算:
其中
——机房管道总阻力水头,m;
——用户端阻力水头,m;
——设备阻力损失,m;
k——安全系数,取值。
用户端阻力等于用户资用压力20m。
------水泵扬程
根据流量和扬程选择型号为KQL-250/345-75/4的水泵3台,其中一台备用。
其相关参数如表6。
表6
型号
流量
(m3/h)
扬程
(m)
转数
(r/min)
电机功率(Kw)
必须气蚀(m)
重量
(Kg)
KQL250/345-75/4
336
40
1480
75
925
2、冷却水循环系统水力计算。
(1)画出冷却水系统流程图(如下图)。
(2)对各管段编号,如图在节点处编号。
(3)选择最不利环路。
最不利环路为:
1—2—3—冷却塔—4—5—6—7—8
(4)根据各管段的流量及推荐流速,确定最不利环路上各管段的直径和比摩阻。
管段1—2
由表1知冷凝器出口管径为DN150,流量为212m3/h,则流速
比摩阻Rm=611Pa/m,管长
6896mm,则摩擦阻力
管段2—3
假定流速为s,求的管径D=316mm,按管道统一规格取DN300,实际流速为s,在经济流速范围。
查水管路计算图Rm=75Pa/m,管长
=10409mm,则摩擦阻力
同理可求的其他各管段相关参数,结果见表7。
(5)列出各管段的局部阻力系数,并计算局部阻力。
各管段的局部阻力系数见表7。
表7
管段
局部阻力部件
局部阻力系数
个数
1—2
900弯头
2
闸阀
1
软接头
1
直流三通
1
2—3
900弯头
2
分流三通
1
3—4
900弯头
2
闸阀
1
分流三通
1
4—4’
900弯头
1
闸阀
1
直流三通
1
4’—5
900弯头
2
分流四通
1
5—6
900弯头
4
合流四通
1
蝶阀
2
止回阀
1
过滤器
1
软接头
2
6—7
900弯头
1
直流三通
1
7—8
900弯头
3
闸阀
1
软接头
1
过滤器
1
直流三通
2
计算局部阻力
,并求出各管段总阻力
,结果见表8。
管段
流量
(m3/h)
长度l(m)
管径DN
流速v(m/s)
动压Pd(Pa)
局部阻力系数
局部阻力P1(Pa)
比摩阻Rm(Pa/m)
摩擦阻力Pm(Pa)
管段总阻力Pz(Pa)
1—2
212
150
5445
10998
611
5307
16305
2—3
424
300
1395
2427
75
780
3207
3—4
212
20
150
5445
10563
611
12220
22783
4—4’
212
150
5445
5554
611
2750
8304
4’—5
424
12
300
1395
6194
75
900
7094
5—6
424
300
1395
15819
75
938
16757
6—7
424
300
1395
1144
75
615
1759
7—8
212
150
5445
29076
611
3727
32803
(6)计算各设备阻力损失。
冷凝器压力降:
;
水泵压力损失:
2kPa;
冷却塔压力损失:
。
设备总阻力损失:
(7)冷却水泵的选型。
b、确定水泵流量
Q=×212=h
b、确定水泵扬程
水泵扬程按下式计算:
其中
——管道总阻力水头,m;
——冷却塔喷嘴距离水池高度,取3m;
——设备阻力损失,m;
k——安全系数,取值。
根据流量和扬程选择型号为KQL250/300-55/4的水泵3台,其中一台备用。
其相关参数如表9。
表9
型号
流量
(m3/h)
扬程
(m)
转数
(r/min)
电机功率(Kw)
必须气蚀(m)
重量
(Kg)
KQL250300-55/4
365
1480
55
780
五、补水系统的计算
1、补水箱的计算与选取:
系统补给的水量一般为系统循环水量的1%—2%,在此按1%计算,可得:
Q补=358×1%=3/h,取补水量Q补=4m3/h。
系统补水箱的容积一般可按1h—的正常补水量来计算,在此按来考虑,那么,补水箱的有效容积为V=×4=6m3,考虑到补水箱的水位与水箱顶的距离,该水箱采用长,宽,高分别为3m,2m,1m的长方体水箱。
2、补给水泵的计算与选型:
设补给水管的管径为DN40mm,根据
查手册得,比摩阻Rm=524Pa/m
补给管段沿程阻力:
ΔΡ=524×18=9432pa
补给管段局部阻力:
90°弯头:
5个;所需三通:
1个。
所需要的闸阀:
6个;过滤器:
1个;软接头:
2个;止回阀:
1个。
∑ε=,由
得,ΔPj=×1000×2=9363Pa
综上所述,补水系统总的损失为
ΔP总=9432+9363=18795Pa=
考虑到空调末端的环路的最高点与定压点的高度差为ΔΡ==以及富裕值3—5mH2O,
所以可得补水泵的理论扬程为++3=21H2O,理论流量为Q=6m3/h,查《暖通空调常用数据手册》,选择DRG50-250型号的泵,相关技术参数如表10
表10
型号
流量Q(m3/h)
扬程H(m)
功率N(Kw)
效率η(%)
噪声(dBA)
DRG50-250
20
32
<50
六、其他设备的选型
1、定压罐的计算与选型:
根据《中央空调水系统附属设备选型》定压罐的总容积为
Vt—调节水量,按补水量3min的流量计算
Β—系数,一般取Β=~
由此,可计算出其膨定压罐的总容积为:
在此取其体积V=3=300L,根据泵的工作压力为8bar,所以选取一台型号为S3300461的气体隔膜定压罐,其工作参数如表11。
表11
型号
容积
工作压力
直径
高度
口径
包装体积
S3300461
300L
10bar
630
1405
1"
3
2、分水器与集水器的计算:
查阅《分集水器分气缸》,根据
,选取DN500的分水器,则其封头高度为150。
根据
,所以由分水器向空调末端的环路管径选取DN125。
其具体设计尺寸如下图:
根据《分集水器分气缸》可得到:
L1=300+120=320
L2=200+125+120=425
L3=125+125+120=370
L4=125+125+120=370
L5=125+50+120=295
L6=50+120=170
封头高度为150,所以分水器总长度H=300+170+295+370+370+425+320+420=2520
所以采用Φ500×2520厚度为6mm的分水器
同理可得集水器的尺寸H=2520m,采用Φ500×2520,厚度为6mm的集水器。
参考文献
[1]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,2000。
[2]中国标准建筑设计院主编。
分集水器分气缸。
[3]陆耀庆主编。
实用供热空调设计手册(第二版)。
北京:
中国建筑工业出版社,2008。
[4建筑工程常用数据系列手册编写组编。
暖通空调常用数据手册(第二版)。
北京:
中国建筑工业出版,2002。
[5]周邦宁主编。
中央空调设备选型手册。
北京:
中国建筑工业出版社,1999。
[6]彦启森、石文星、田长青编着。
空气调节用制冷技术(第四版)。
北京:
中国建筑工业出版社。
[7]付祥钊、肖益民主编。
流体输配管网(第三版)。
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