冷热源空调设计

1、 冷热源工程课程设计计算书 题 目： 嘉兴市光明大酒店制冷机房设计 姓名： 陈彬彬 学 院： 建筑工程学院 专业： 建筑环境与设备工程 班级： 建环121 学 号： 201251645129 指导教师： 阳季春 2014年7月11 日目录（1） 设计原始资料····························

2、83;···············1（2） 冷水机组选型2.1 确定冷源方案·······························

3、···········22.1.1 方案一采用R22满液式螺杆冷水机组························22.1.2 方案二采用16DNH_开利溴化锂吸收式冷水机组······

4、··········32.1.3 方案三采用美的离心式冷水机组····························42.2 技术性分析·······

5、;·····································52.3方案选择···········

6、83;··································7（3） 分水器和集水器的选择3.1 分水器和集水器的构造和用途··········&

7、#183;················73.2 分水器和集水器的尺寸······························

8、3;·83.2.1分水器的选型计算····································83.2.2集水器的选型计算········

9、····························8（4） 膨胀水箱配置和计算4.1膨胀水箱的容积计算·················

10、3;··················84.2膨胀水箱的选型 ·····························

11、3;·········9（5） 冷冻水系统的设备选型和计算5.1冷冻水系统的选型和计算································95.1.1冷冻水泵流量和扬程的确定&#

12、183;···························175.1.2冷冻水水泵型号的确定···················

13、83;············125.2冷却水系统的选型和计算································135.2.1冷却塔的选型

14、3;·······································135.2.1冷却水泵的选型计算········

15、··························13（6） 个人小结······················&#

16、183;·····················17（7） 参考文献··························

17、3;·················172) 设计原始资料（1）空调冷负荷：1.5MW（空调总面积12000m2）（2）当地可用的能源情况：电：价格：2.5元/度天然气：价格：2.5元/m3；热值：33.45MJ/m3；蒸汽：价格： 80元/吨；蒸汽压力为：0.8MPa燃油：价格： 3.76元/升；低位发热量均为：42840kJ/kg（3）冷冻机房外冷冻水管网总阻力为：0.30MPa；（4）土建资料制冷机房建筑平面图（见附图

18、），其中水冷式冷水机组冷却塔高度分别为：15 m2冷水机组选型2.1 确定冷源方案2.1.1 方案一：采用R22满液式螺杆冷水机组（LSBLG1680） 表1 R22满液式螺杆冷水机组参数型号LSBLG1680制冷量(KW)1680台数1单价(万元）80电机功率（KW)294外形尺寸L(mm)4700W(mm)1600H(mm)2150冷冻水水量(m³/h)289压降(Kpa)75接管直径（DN)200冷却水水量(m³/h)340压降(Kpa)82接管直径（DN)2001）固定费用设备初投资：180=80（万元）安装费用：25%80=20(万元)系统总投资费用L=80+20

19、=100 (万元)银行年利率=5.94%使用年限n=15年=10.25万元式中： 每年系统折旧费用系统总投资费用，包括设备初投资和安装费用 银行年利率2）年度使用费用单台设备功率为294KW，台数1台，电费2.5元/度，供冷月为6-9月份，按照每天24小时供冷计算年度运行费用=单台供冷功率台数时间电费=2941122242.5=215.2万元3)设备年度费用设备年度费用=固定费用+年度使用费用=100+10.25+215.2=325.45万元2.1.2 方案二：采用16DNH_开利溴化锂吸收式冷水机组（16DNH015） 表2 16DNH_开利溴化锂吸收式冷水机组参数型号16DNH015制冷量

20、(KW)528台数3单价(万元）29.51天然气燃料耗量（m3/h)31外形尺寸L(mm)3631W(mm)1880H(mm)2056冷冻水水量(m³/h)91压降(Kpa)89接管直径（DN)100冷却水水量(m³/h)141压降(Kpa)83接管直径（DN)1251）固定费用设备初投资：329.51=88.53（万元）安装费用：25%88.53=22.1325(万元)系统总投资费用L=88.53+22.1325=110.6625(万元)银行年利率=5.94%使用年限n=15年=11.34万元式中： 每年系统折旧费用系统总投资费用，包括设备初投资和安装费用 银行年利率2）

21、年度使用费用单台设备功率为31 m3/h，台数3台，天然气价格2.5元/m3，供冷月为6-9月份，按照每天24小时供冷计算年度运行费用=蒸汽耗量台数时间单价=3132.512224=68.076万元3）设备年度费用设备年度费用=固定费用+年度使用费用=68.076+11.34+110.6625=190.078万元2.1.3 方案三：采用美的离心式冷水机组（LC450M） 表3 美的离心式冷水机组参数型号LC450M制冷量(KW)1582台数1单价(万元）68电机功率（KW)293外形尺寸L(mm)4671W(mm)1850H(mm)2054冷冻水水量(m³/h)272压降(Kpa)6

22、4接管直径（DN)200冷却水水量(m³/h)327压降(Kpa)89接管直径（DN)2001）固定费用设备初投资：168=68（万元）安装费用：25%68=17(万元)系统总投资费用L=17+68=85 (万元)银行年利率=5.94%使用年限n=15年=8.7万元式中： 每年系统折旧费用系统总投资费用，包括设备初投资和安装费用 银行年利率2）年度使用费用单台设备功率为293KW，台数1台，电费2.5元/度，供冷月为6-9月份，按照每天24小时供冷计算年度运行费用=单台供冷功率台数时间电费=2931122242.5=214.476万元3)设备年度费用设备年度费用=固定费用+年度使用费

23、用=85+8.7+214.476=308.176万元2.2 技术性分析2.2.1螺杆式冷水机组优点： 1、结构简单，运动部件少，易损件少，仅是活塞式的1/10，故障率低，寿命长 2、圆周运动平稳，低负荷运转时无“喘振”现象，噪音低，振动小 3、压缩比可高达20，EER值高 4、调节方便，可在10%100%范围内无级调节，部分负荷时效率高，节电显著 5、体积小，重量轻，可做成立式全封闭大容量机组 6、对湿冲程不敏感 7、属正压运行，不存在外气侵入腐蚀问题  缺点： 1、价格比活塞式高 2单机容量比离心式小，转速比离心式低 3、.润滑油系统较复杂，耗油量大 4、大容量机组噪声比离心式高

24、5、要求加工精度和装配精度高2.2.2溴化锂吸收式制冷机组：优点： 1、运动部件少，故障率低，运动平稳，振动小，噪声低2、加工简单，操作方便，可实现10%100%无级调节3、溴化锂溶液无毒，对臭氧层无破坏作用4、可利用余热。废热及其他低品位热能5、运行费用少，安全性好6、以热能为动力，电能耗用少 缺点： 1、使用寿命比压缩式短2、节电不节能，耗汽量大，热效率低 3、机组长期在真空下运行，外气容易侵入，若空气侵入，造成冷量衰减，故要求严格密封，给制造和使用带来不便4.机组排热负荷比压缩式大，对冷却水水质要求较高5.溴化锂溶液对碳钢具有强烈的腐蚀性，影响机组寿命和性能2.2.3离心式冷水机组优点：

25、 1、叶轮转速高，输气量大，单机容量大 2、易损件少，工作可靠，结构紧凑，运转平稳，振动小，噪声低 3、单位制冷量重量指标小 4、制冷剂中不混有润滑油，蒸发器和冷凝器的传热性能好 5、EER值高，理论值可达6.99 6、调节方便，在10%100%内可无级调节 缺点： 1、单级压缩机在低负荷时会出现“喘振”现象，在满负荷运转平稳 2、对材料强度，加工精度和制造质量要求严格 3、当运行工况偏离设计工况时效率下降较快，制冷量随蒸发温度降低而减少幅度比活塞式快 4、离心负压系统，外气易侵入，有产生化学变化腐蚀2.3 方案选择 通过比较各个方案的设备年度使用费用，可以发现方案二的设备年度费用最低，所以采

26、用两台6DNH_开利溴化锂吸收式冷水机组（16DNH015）。3.分水器和集水器的选择3.1分水器和集水器的构造和用途用途：在中央空调及采暖系统中，有利于各空调分区流量分配和灵活调节。构造如图所示：上面是配管，连接各用户；左右两边为旁通管；在底为排污管。3.2分水器和集水器的尺寸3.2.1分水器的选型计算根据Q=CM,制冷量Q=5283=1584KW,水的比热C=4.18KJ/(Kg), 温差=12-7=5 ,则M=75.79kg/s换算成体积流量V=0.07579m/s，水的密度=1000 m/Kg.由中央空调设备选型手册中取流速v为0.7m/s,则D=0.371 m,取公称直径为DN380

27、.将分水器分3路供水，分管流速取1.0m/s,则3个供水管的尺寸计算如下：D1=D2=D3=0.214m,取公称直径为DN220.L1=D1+60=280mm,L2=D1+D2+120=560mm,L3=D2+D3+120=560mm,L4=D3+60=280mm. (根据中央空调设备选型手册表4.28) 底部排污管直径40mm.3.2.2 集水器的选型集水器的直径、长度、和管间距与分水器的相同，只是接管顺序相反。4.膨胀水箱配置与计算4.1膨胀水箱的容积计算根据V=，其中其中，为水的体积膨胀系数 为最 =30 V=1.012000/1000=12 m则V=0.00063012=0.216m4

28、.2膨胀水箱的选型由中央空调设备选型手册中表4.210，查得膨胀水箱的尺寸如下： 表4 膨胀水箱性能参数水箱形式圆形型号1公称容积0.3 m有效容积0.35m外形尺寸(mm)内径（d ）900高 H700水箱配管的公称直径DN溢流管40排水管32膨胀管25信号管20循环管205制冷机房水系统设计计算5.1 冷冻水系统选型和计算5.1.1冷冻水水泵流量和扬程的确定选择水泵所依据的流量Q和压头（扬程）H按如下确定(根据中央空调设备选型手册式4.25、4.26)：Q=1Qmax （m³/s）式中 Qmax按管网额定负荷的最大流量，m³/s； 1流量储备系数，对单台水泵工作时，1=

29、1.1；两台水泵并联工作时，1=1.2。H=2Hmax (kPa)式中 Hmax管网最大计算总阻力，kPa； 2扬程（压头）储备系数，2=1.1-1.2。 取冷水系统最不利环路如下所示从机房平面图上可以看出，冷冻水供回水管路都由两段不同管径的管路组成。L1=22030mm,L2=14066+16958+2896+651+1867=34571mm,L3=19368+973=20341mm,L4=21570+9126=30407mm根据所选机型，冷冻水的接管直径为100mm，即L1、L4管段直径D1=100mm, 管段流量V=91m³/h,v1=3.22m/s.取L2、L4管段流速v2=

30、3.22m/s,管段流量V=141m³/h,则D2=0.124m,取D2公称直径为DN125.根据各段管径、流速查水管路计算图，计算各管段局部阻力如下： 表5 冷冻水管段局部阻力计算表管段名称个数（KPa）L1 蝶阀10.51.968390弯头11L2四通1220.9952 90弯头515=5 蝶阀60.56=3止回阀323=6 L390弯头111.9683蝶阀10.5L4 蝶阀30.53=1.58.529390弯头212=2三通13各管段的沿程阻力和总阻力计算如下： 表6 冷冻水管段阻力汇总表管段直径(mm)管长（mm）流速(m/s)比摩阻 (Pa/m)沿程阻力（Pa)局部阻力(K

31、Pa)总阻力（Kpa）L1100220301.3792415309.231.9687.277L2125345711.4822087190.7720.99528.186L3125203411.4822084230.931.96836.199L4100304071.3792417328.98.52915.86总阻力57.522冷冻水压降为89KPa，冷冻机房外冷冻水管网总阻力为0.30MPa，则最不利环路的总阻力P=57.522+89+300=446.522KPa根据H=2Hmax ，取2 =1.1，则H=491.1742KPa，即扬程H=50m.根据Q=1Qmax ，Qmax =91m³

32、;/h，两台水泵并联工作时，1=1.2，则Q=109.2m³/h.5.1.2冷冻水水泵型号的确定根据流量和扬程查中央空调设备选型手册表4.23，查得水泵型号如下：表7 冷冻水泵性能参数型号IS150-125-400流量Qm³/h120L/s33.3总扬程H（m）21.9转速n（r/min）1450功率N(kW)轴功率27.9电动机功率45泵效率（%）62必须汽蚀余量（m）2.0泵重量W（kg）965.2冷却水系统的选型和计算5.2.1冷却塔的选型根据所选制冷机组的性能参数选择冷却塔，进出口温度为37.532，拟选用3台冷却塔，该冷却塔流量为141m³/h。通过查找

33、中央空调设备选型手册，选择LBCM-LN-3250低温差标准型逆流式冷却塔。其规格如下表：表8 冷却塔性能参数型号BNG-150冷却水量（m3/h）150风机风量(m3/h)90000风机直径(mm)2000电机功率（KW）5.5自重（kg）1695运转重（kg）3800供水压力（Kpa）35噪声值dB(A)69 5.2.2冷却水泵的选型计算取最不利环路如下所示，由L1、L2、L3组成。 从机房平面图上可以看出，冷却水供回水管路都由两段不同管径的管路组成。L1=1966+23887=25853mm,L2=4922+4566+4550+2318+1023=17379mm,L3=847+16306+1308+1494=19955mm,机组的冷却水接管直径为DN125，所以L2、L3管段直径D1=125mm,管段流量V=141 m³/h ，v1=3.19m/s.取L1管段流速v2=3.19m/s, 管段流量V=423m³/h ，则D2=0.22m,取D2公称直径为DN250.根据各段管径、流速查水管路计算图，计算各管段局部阻力如下:表9 冷却水管段局部阻力计算表管段名称个数（KPa）L1蝶阀70.57=3.533.74590弯头515=5四通222=4止回阀323=6L2三通232=6 14.59290弯头11蝶阀20.52=