机房设计指导书学生版

1、机房设计 刘立平机房设计上海某宾馆制冷机房设计设计条件l 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37l 冬季热负荷为371kW，用板式换热器供回水温度取60/50l 冷却塔置于机房屋顶，要求选用超低噪声的冷却塔l 宾馆建筑面积3500m2，共5层l 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8：3011：30老

2、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1：004:00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8：3011：30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

3、）制冷楼C203、C209评定成绩并登录成绩（刘、万）下午1：004:00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.

4、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

5、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，

6、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1.0m1.5 机房高度制冷机房的高度，系指自地面至屋顶或楼板

7、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4.8m1.6 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0.080.12m2/kW制冷量 采用螺杆式冷水机组时，机房面积大约为0.090.13m2/kW制冷量 （2）换热站 采用板式换热器时，换热站面积大约

8、为0.050.1m2/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 1.051.10 间接式系统（吸收式机组） 1.101,152.2 冷（热）

9、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5801750kW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116700活塞式螺杆式7001054螺杆式10541758螺杆式离心式³1758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

10、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1273035352）大气压力为101kPa3）使用侧和水冷热源侧污垢系数为0.086m2°C /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，kW2）名义制冷量在规定的名义制冷工况下，测试得到的制冷量，kW3）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

11、功率，kW4）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）£116116230>230水冷式3.653.753.85风冷式2.462.552.645）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

12、）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ü 按供水方式：直流式、循环式ü 按通风方式：自然通风、机械通风、混合通风ü

13、 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）ü 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ü 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

14、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°C37出水温度°C32设计温差°C5湿球温度°C28干球温度°C31.5大气压kPa99.42) 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，°Cl 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32°

15、C，其冷却水量，离心式约为2.8t/10kW冷量，其余2.12.2t/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45°C摘自简明空调设计手册l 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。l 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

16、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£33³15.5£3752) 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：ü 应设置稳定冷却水系统水质的有效水质控制装置

17、ü 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ü 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1.72´10-43.44´10-4m2°C /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32°C，其

18、冷却水量，离心式约为2.8t/10kW冷量，其余2.12.2t/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45°C（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0.020.08，MPa冷却塔中水

19、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0.020.05，MPa；水喷射式冷却塔约等于0.080.15，MPa3.3 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

20、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1

21、0%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p346-3473) 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）ü 冷水机组蒸发器侧的阻力由机组制造厂提供，一般为60100kPaü 冷水管路阻力摩擦阻力：目前控制在150200Pa/m局部阻力：除污器、分集水器等详见简明空调设计手册p345ü 空调末端的设备阻力详见样本ü 二通调节阀阻力取40kPa3) 一次泵数量与冷

22、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

23、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12/7°C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0.400.550.701.30供暖时1.252.001.201.90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p3555.3 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

24、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10.50.61900´9009004032252020156.3T905（一）20.50.631200´7009004032252020164.431.01.151100´110011004032252020242.341.01.201400´90011004032252020255.1圆形参照简明空调设计手册p355注：摘自简明空调设计手册p3555.4 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：0.50.8m/s或按经验公式估算为支管中的最大

25、管径常用分集水器D300mm、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

26、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；ü 参照行业制图标准或规范ü 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，20042 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，20043 GB5001

27、9-2003采暖通风与空气调节规范北京：中国计划出版社，20044 赵荣义编简明空调设计手册北京：中国建筑工业出版社，19985 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，19956 刘泽华等编冷热源工程机械工业出版社，20067 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，200710 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