冷冻机房设计

1、冷冻机房设计 20122012 届届 建工系建工系 系系专专 业业: : 建筑环境与设备工程建筑环境与设备工程学学 号号: : 120807041208120807041208 学生姓名学生姓名: : 指导教师指导教师: : 董圆圆董圆圆 完成日期 2015 年 1 月 1 日石家庄铁道大学四方学院课程设计2目 录第一章 设计任务.31.1 建筑资料.31.2 设计任务.31.3 设计步骤.3第二章 制冷机房.42.1 制冷机房的位置选择 .42.2 冷水机组的选择 .42.2.1 冷水机组的装机容量.52.2.2 冷水机组的台数.52.2.3 冷水机组的类型.52.3 冷却塔的选择 .62.

2、4 水泵的选择.62.4.1 冷冻水泵的选择.62.4.2 冷却水泵的选择.72.5 补水定压装置的选择 .72.6 分集水器的选择.82.7 水处理设备的选择.92.7.1 软水器和软化水箱.92.7.2 水处理仪.9第三章 水力计算.103.1 沿程阻力.103.2 局部阻力.103.3 总阻力.103.4 水力计算.103.5 水力计算表格.11石家庄铁道大学四方学院课程设计3第一章 设计任务1.1 建筑资料 1.2 设计任务本楼建筑面积为 15000m2，建筑高度为 54.3m，一至三层为公共区域，主要包括大厅、餐厅、超市等，一层层高 5.1 米，二层层高4.5 米，三层层高 5.1

3、米，四至十四层为客房，层高为 3.6m，本楼空调冷负荷 QL=1740KW,空调热负荷为 QR=1500KW.本工程设计范围和内容为本楼的空调用冷热源系统设计1.3 设计步骤查阅资料，确定制冷机房设计冷负荷(1)选择定型冷水机组并确定台数定型冷水机组有风冷冷水机组和水冷冷水机组两大类，水冷冷水机组又有蒸汽压缩式冷水机组和吸收式冷水机组两种，通过技术经济分析确定所选用的冷水机组种类。(2)选择冷却塔材质推荐使用玻璃钢，注意冷却塔的设计条件应与冷水机组匹配，否则应进行修正。(3)布置冷却水管道、冷冻水管道确定管径，并进行阻力计算，选择过滤器、电子水处理仪、集水器、分水器(用户 4 个环路)等。(4

4、)选择冷却水泵和冷冻水泵根据流量和扬程进行确定，并考虑备用泵。(5)选择确定定压补水设备(6)编写设计计算说明书石家庄铁道大学四方学院课程设计4(7)绘制机房平面图、系统图和局部详图石家庄铁道大学四方学院课程设计5第二章 制冷机房制冷机房是整个中央空调系统的冷(热)源中心,同时又是整个中央空调系统的控制调节中心。中央机房一般由冷水机组、冷水泵、冷却水泵、集水缸、分水缸和控制屏、换热器等装置组成。2.1 制冷机房的位置选择制冷机房通常靠近空调机房，氟利昂制冷设备可以设置在空调机房内，规模小的制冷机房一般附设在其他建筑内，规模较大的制冷机房(特别是氨制冷机房)宜单独修建。制冷机房应设置在靠近空气调

5、节负荷中心，一般应充分利用建筑物的地下室。对于超高层建筑，也可设在设备层或屋顶上。由于条件所限不宜设在地下室时，也可以设在裙房或与主建筑分开独立设置。本设计中采用氟利昂制冷设备，因本工程中有地下室可利用故为节省空间，制冷机房设置在地下室二层。2.2 冷水机组的选择冷水机组是整个空调系统的心脏，为整个系统提供冷水且关系到整个空调系统的日常运行情况。因此空调系统冷水机组的选择是一个很重要的过程。一般在选择制冷机时应考虑以下几方面的因素。机组性能、规格适合使用要求。如供冷温度、单机制冷量、设备承压能力等。能源及能耗供应方便和经济。如电源、热泵或油、气源供应的可能性，电、热、冷综合利用的可能性、经济性

6、。对周围环境危害的影响要小。如噪声、振动的影响范围；所用制冷剂的毒性、安全性对周围环境的危害程度；ODP 值和 GWP 值要小。运行可靠、操作围护方便，以及一次性投资和经常运行费用的综合分析比较，对企业的经济效益高，社会效益好。所以，选择何种制冷机，应根据项目的具体情况及条件进行综合分析比较。石家庄铁道大学四方学院课程设计62.2.1 冷水机组的装机容量本设计中的冷水系统是间接式系统，系统冷负荷总计 1740kW，对其冷负荷附加至 1.14。冷水机组的负荷为Q=1.141740=1983.6kW2.2.2 冷水机组的台数制冷机组一般以选用 24 台为宜，中小型规模宜选用 2 台，较大型可选用

7、3 台，特大型可选用 4 台。机组之间要考虑其互为备用和轮换使用的可能性。同一站房内可采用不同类型、不同容量的机组搭配的组合式方案，以节约能耗。并联运行的机组中至少应选择一台自动化程度较高，调节性能较好，能保证部分负荷下能高效运行的机组。选择活塞式冷水机组时，宜优先选用多机头自动联控的冷水机组4。综合考虑本设计选用两台冷水机组，每台装机容量为 991.8kW。2.2.3 冷水机组的类型常用的冷水机组有压缩式和吸收式。其中压缩式制冷机组又分为离心式、活塞式和螺杆式。考虑到本工程中没有较为方便余热可供利用故本设计选用电动压缩式冷水机组。冷水机组的冷却方式有风冷冷却和水冷冷却两种方式。风冷冷水机组宜

8、用于干球温度较低或昼夜温差较大，缺乏水源地区的中小型空调制冷系统2。故本设计采用水冷冷水机组。螺杆式冷水机组还具有结构简单、紧凑、重量轻、易损件少，可靠性高，维修周期长；在低蒸发温度或高压缩比工况下仍可单机压缩；采用滑阀装置，制冷量可在 10100%范围内进行无极调节，并可在无负荷条件下启动；对湿行程不敏感，当时蒸汽或少量液体进入机内，没有液击的危险；排气温度低，主要由油温控制，对基础要求通常不需要采用隔振措施等。参考麦克维尔单螺杆式冷水机组的样本，本设计选则的机组型PFS-300.2。其性能参数如下： -1 表 2PFS-300.2 机组技术参数制冷量(kW)冷冻水流量(l/s)冷冻水压降(

9、kPa)冷却水流量(l/s)冷却水压降(kPa)制冷剂1028.349.248.857.451.9R134a石家庄铁道大学四方学院课程设计72.3 冷却塔的选择冷却塔是制冷系统中将热量转移到大气的设备，选用时应根据其热工性能和周围环境对噪声、漂水等方面的要求总和分析比较。常用的冷却塔有玻璃钢和钢筋混凝土两种。玻璃钢冷却塔具有冷效高，占地面积小，轻巧，节能等优点，目前应用广泛6。中小型制冷剂的冷却水量一般在 65500m3/h 之间，在冷却塔系列中属于中等水量，而逆流式冷却塔热交换率高于横流式，故多选用逆流式冷却塔2。因此本设计采用逆流式玻璃钢冷却塔，将冷却塔防置在屋顶。根据选用的冷水机组得出其

10、冷却水量为 57.4l/s，即 206.64m3/h。据此参照宜兴市裕泰华有限公司的电子样本，本设计选用型号为 DBNL3-200 低噪声型逆流玻璃钢冷却塔。其技术参数如下：表 2-2 DBNL3-250 低噪声型逆流式玻璃钢冷却塔技术参数冷却水量(m3/h)风量(m3/h)进水压压力(104Pa)电机功率(kW)直径(m)2501343003.267.54.22.4 水泵的选择2.4.1 冷冻水泵的选择 泵的选择应依据泵的流量和扬程进行选择，对于一次冷水泵的流量应为所对应的冷水机组的冷水量，并附加 5%10%的富裕量。泵的台数应按冷水机组的个数一一对应。闭式循环一次泵的扬程为管路、管件阻力、

11、冷水机组的蒸发器和末端设备的表冷器阻力之和，并应附加 5%10%的富裕量。本设计中有两台冷水机组，故选用两台冷冻水水泵。单机冷水机组的冷水量为49.2l/s 即 154.44 m3/h 考虑附加 5%，则每台泵的流量为Q=1.05154.44=162.162m3/h本设计中最不利环路的损失 150kPa，冷水机组蒸发器的损失为 24.3kPa，机房的损失为 46.7 kPa，考虑附加 10%，则水泵的扬程为H=1.1(150+46.7+24.3)=243.1 kPa即泵的扬程为 24.31m 水柱参照广州恒星冷冻机械制造有限公司的电子样本，本设计选用的冷却水泵的型号为 6SAP-8，两台使用，

12、一台备用，其技术参数如下表 2-3 6SAP-8型水泵技术参数流量(m3/h)扬程(m)效率(%)电机功率(kW)转速(r/min)必需汽蚀余量(m)石家庄铁道大学四方学院课程设计819350843729804.42.4.2 冷却水泵的选择冷却水泵的台数宜按冷水机组一一对应，流量应按冷水机组技术资料确定，并附加 5%10%的富裕量。冷却水泵的扬程由冷却水系统阻力(管道、管件、冷凝器阻力之和)，冷却塔积水盘水位(设置冷却水箱时为水箱最低水位)至冷却塔布水器的高差，冷却塔布水器所需压力组成，并附加 5%10%的富裕量1。本设计选用两台冷却水泵，单机冷水机组的冷却水流量为 57.4l/s，即 206

13、.64 m3/h，考虑 5%的附加，则每台泵的流量为Q=1.05206.64=216.972m3/h冷却水系统的阻力为 24.3 kPa，冷凝器阻力为 27.4 kPa，冷却塔进水压力为32.6kPa，冷却塔积水盘至布水器的高差为 3.5m，考虑泵扬程附加 10%，则冷却泵的扬程为H=1.1(24.3+27.4+32.6+35)=131.23 kPa即 13.12m 水柱，参照广州恒星冷冻机械制造有限公司的电子样本，本设计选用的冷却水泵的型号为 10SAP-6JA，其技术参数如下：表 2-4 10SAP-6JA 型水泵技术参数流量(m3/h)扬程(m)效率(%)电机功率(kW)转速(r/min

14、)必需汽蚀余量(m)30036.976.4759803.32.5 补水定压装置的选择(1)一般采用开式膨胀水箱定压方式。膨胀水箱的有效容积为膨胀水量pV与调节水量tV之和。膨胀水量pV=Vct式中， 水的膨胀系数，取 0.0005； CV系统水容量（L） ； t水的平均温差，冷水取 15，热水取 45。估算时膨胀量pV：冷水约 0.1L/kW；热水取 0.3L/kW调节水量tV为补水泵 3min 的流量，且保持水箱调节水位不小于 200mm；最次水位应高于系统最高点 0.5m 以上膨胀管应接在循环泵吸入侧总管上，膨胀管上不应有任何截断装置 ，膨胀管按下表确定石家庄铁道大学四方学院课程设计9表

15、2-5 膨胀管的选取系统冷负荷（kW）7000膨胀管（DN）2025405070(2)当采用开式膨胀水箱有困难时，可设置闭式隔膜膨胀水罐或补水泵变频定压方式。(3)系统的小时泄漏量为系统水容量的 1%,系统补水量取系统水容量的 2%，全空气冷冻水系统的系统水容量为 0.400.55l/m2 ，取 1，则水容量为L=115000=15000L系统补水量为 Q=150002%=300l/h 即 0.3m3/h补水点宜设在循环水泵的吸入段，补水泵流量取补水量的 2.55 倍，补水泵的扬程应比系统静止时的补水点压力高 3050KPa。取补水量的 3 倍则补水泵的流量为Q=30.3=0.9 m3/h扬程

16、为 H=54.3+4=58.3m开式膨胀水箱的有效容积为 0.106m3对于闭式膨胀水箱，总容积为)1 (tVV (2-1)式中，tV调节水量，取补水泵 3min 的水量系数一般取 0.650.85，取=0.7，则 V=0.54/20/(1-0.7)=0.09 m3参照陕西三维能源设备有限公司的样本，选取落地式膨胀水箱的型号为NZGP0.81-5025，其相关参数如下：表 6-7 NZGP0.81-5025型落地式膨胀水箱参数泵流量(m3/h)泵扬程(m)调节容积(m3)供水管径10600.45DN892.6 分集水器的选择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、环路汇集水流石

17、家庄铁道大学四方学院课程设计10量的作用。分水器和集水器是为了便于连接各个水环路的并联管道而设置的，起到均压作用，以使流量分配均匀。分集水器的直径应按总流量通过时的断面流速(0.51.0m/s)初选，并应大于最大接管开口直径的 2 倍。本设计中总流量为 162.1622+0.85=325.174 m3/h，假定流速为 0.5 m/s 则，分集水器直径为14. 35 . 036003022D=0.339m=339mm （此处有错误）取 DN=400mm2.7 水处理设备的选择2.7.12.7.1 软水器和软化水箱空调补水应经软化处理，并宜设软化水箱，储存补水泵 0.51.0h 的水量1。根据补水

18、量，参照陕西三维能源设备公司的样本，设计选用的是 SN-0.5A-BLL-T 型全自动软水器，软水流量为 0.85m3/h。软化水箱储存 1.0h 补水泵的水量则其容积为 Q=0.85m3选用南京贝特暖通空调设备公司容积为 1m3的水箱。2.7.22.7.2 水处理仪根据冷冻水的流量和冷却水的流量，参照南京贝特暖通空调设备公司的样本，均选用型号为 TTD-250F 的全自动电子处理仪。 石家庄铁道大学四方学院课程设计11第三章 水力计算3.1 沿程阻力Pm=l/d 2/2=lR式中，沿程摩擦阻力系数； l管道长度，m； d管道直径，m； 流体密度，kg/m3； 管道断面平均流速，m/s； R单位比摩阻，Pa/m。3.2 局部阻力水流动时遇弯头、三通及其他配件时，因摩擦及涡流耗能而产生的局部阻力为：Pj= 2/2 式中，局部阻力系数3.3 总阻力P=Pm+Pj3.4 水力计算首先对管段进行编号（管段编号图见附录） ，测量出各管段长度，在水力计算器输入各管段流量，计算算出局部阻力损失和沿程阻力损失。在系统图中标出各管路的管径。石家庄铁道大学四方学院课程设计123.5 水力计算表格表 3-1 水管水力计算表序号负荷(kW)流量管径管长(m)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)动压(Pa)Py+Pj(Pa)11993342.3DN300 22.3321.26491059796104529