空调制冷课程设计

1、安徽建筑工业学院设计说明书空调用制冷技术设计计算书专业班级学号姓名课 题空调用制冷技术指导教师2012年6月12日一设计题目与原始条件 3二方案设计 3三负荷计算3四冷水机组选择4五水力计算 61冷冻水循环系统水力计算 72冷却水循环系统水力计算 7六设备选择81 冷冻水和冷却水水泵的选择 82 软化水箱及补水泵的选择 93分水器及集水器的选择 114 过滤器的选择125 冷却塔的选择及电子水处理仪的选择 126 定压罐的选择 13七制冷机房的工艺布置14八设计总结 15九参考文献 16设计题目与原始条件;某空调系统制冷站工艺设计1、工程概况本工程为合肥市某建筑体集中空调工程，建筑单体共 15

2、层，建筑面积约30000ml,主要 功能及使用面积为：商场10000 办公7500 m,会议中心1000 mi,客房为2500 m,多功 能厅500 m2。二方案设计；该机房制冷系统为四管制系统，即冷却水供/回水管、冷冻水供/回水管系统。经冷水机组制冷后的7 C的冷冻水通过冷冻水供水管到达分水器， 再通过分水器分别送往 房间的各个区域，经过空调机组后的12C的冷冻水回水经集水器再由冷冻水回水管返回冷水 机组，通过冷水机组中的蒸发器与制冷剂换热实现降温过程。从冷水机组出来的37c的冷却水经冷却水供水管到达冷却塔，经冷却塔冷却后降温后再 返回冷水机组冷却制冷剂，如此循环往复。考虑到系统的稳定安全高

3、效地运行，系统中配备补水系统，软化水系统，电子水处理系 统等附属系统。三负荷计算;1.面积热指标(查民用建筑空调设计)商场：q=230(w/m2); 办公：q=120(w/m2);会议中心：q=180 (w/m2);客房：q=80(w/m2); 多 功能厅：q=200(w/m2)建筑物类型冏场办公会议中心客房多功能 厅总冷负荷Kw冷负荷指标 w/m2230120180802003680空调回枳m10000750010002500500冷负荷量w23000009000001800002000001000002.根据面积热指标计算冷负荷商场：Q=10000*200=2300(Kw);办公:Q=10

4、0*7500=900(Kw);会议中心：Q=180*1000=180(Kw);客房：Q=2500*100=200(Kw);多功能厅：Q=500*200=100(Kw)考虑到同时工作系数取0.8,则：总负荷：Q=(2300+900+180+200+100)*0.8=2944(Kw)四冷水机组选择;力杀A力杀B力C力杀D直燃机蒸汽机离心机螺杆机机组型号16DN04016DEH6150LSBLX 1600G30XW1452使用台数2222制冷量（KW）1407150016001438耗气量（Nm3/h）82.7*2=165.4-蒸汽量（Kg/h）-6000*2=12000-冷冻水流量（m3/h）24

5、2*2=484907*2=1814275*2=550247*2=494冷却水流量（m3/h）366*2=7321321*2=2642344*2=688289*2=578冷冻水进出口温 度（0C）7/127/127/127/12冷却水进出口温 度（0C）32/37.532/3832/3830/35机组尺寸（长* 宽*高）4791*2296*26306924* 3600*38501730*4150*21504695*1231*2064重量（Kg）140794950078007549制冷剂水水R134aR123冷水（热泵）机组的单台容量及台数的选择，应能适应空调负荷全年变化规律，满足季节 及部分负荷

6、要求。当空调冷负荷大于 528kW时，机组的数量不宜少于2台。冷水机组的台数宜为24台，一般不必考虑备用选择冷水机组时，不仅应保证其供冷量满足实际运行工况条件下的要求，运行时的噪声与振 动符合有关标准的规定外，还必须考虑和满足下列各项性能要求：1热力学性能：运行效率高、能耗少（主要体现为COP值的大小）；2安全性：要求毒性小、不易燃、密闭性好、运行压力低；3经济性：具有较高的性能价格比；4环境友善性：具有消耗臭氧层潜值ODP(Ozone Depletion Potential)低、全球变暖潜值GWP(Global Warming Potential)小、大气寿命短等特性通过上述四种机组的比较，

7、可以发现： 方案A,B均为吸收式制冷机组，它加工简单，成本低，制冷量调节范围大，可以实现无极调 节，运行费用低，利用余热，废热，使用寿命低于压缩式冷水机组，蒸汽耗量大，热效率低, 制冷运行时，负荷变化时，易发生溶液结晶，机组较重，体积庞大，占地面积大。方案D螺杆式制冷机组，COP®高，单机制冷量大，容积效率高，结构简单，对湿压缩不敏 感，无液击危险，运行可靠，实现无极调节，但润滑油系统比较大，耗油量较大。方案C采用离心式制冷机组，COPS高，结构紧凑，调节方便，在10%100%£围内能较经 济的实现无极调节。离心式制冷压缩机作为一种速度型压缩机，具有以下优点：1 .在相同冷

8、量的情况下，特别在大容量时，与螺杆压缩机组相比，省去了庞大的油分装置，机组 的重量及尺寸较小，占地面积小；2 .离心式压缩机结构简单紧凑，运动件少，工作可靠，经久耐用，运行费用低;3 .容易实现多级压缩和多种蒸发温度，容易实现中间冷却，使得耗功较低.4离心机组中混入的润滑油极少，对换热器的传有较高的效率。但是也有其缺点 1转子转速较 高，为了保证叶轮一定的宽度，必须用于大中流量场合，不适合于小流量场合；单级压比低， 为了得到较高压比须采用多级叶轮，一般还要用增速齿轮；喘振是离心式压缩机固有的缺点 ， 机组须添加防喘振系统；一台机组工况不能有大的变动，适用的范围较窄。螺杆式制冷机组属于中型制冷机

9、组，与活塞式相比，运动部件少，无往复运动的惯性力，转 速高，单机制冷量大；无余隙容积和吸排气阀，有较高的容积效率；调节方便，制冷量可以 通过滑阀进行无级调节；要求加工精度和装配精度高，单级容量比离心式小。综合考虑选择离心式制冷机组。根据标准，属于中型规模建筑，宜取制冷机组2台，而且2台机组的容量相同所以每台制冷机组制冷量Q =2944- 2=1472 kW根据制冷量选取制冷机组具体型号如下：名称：格力C系列离心式冷水机组型号：LSBLX1600G名义制冷量KW1600冷 凝 器型式卧式壳管式压 缩 机数量2水压降Kpa< 70配给功率Kw283水流量m3/h344使用制冷剂R134a管径

10、mm2-DN200制冷剂填充量Kg575越 八、 发 器型式满液壳管式外 型 尺 寸长mm4150水压降Kpa< 75宽mm1730水流量m3/h275高mm2150管径mm2-DN200注：名义制冷量按如下工况确定：工作范围冷冻水进口温度：12C冷却水出口温度：2237 c冷冻水出口温度：7 c冷却水进口温差：3.5 10 c冷却水进口温度：30 C冷冻水出口温度：520 c冷却水出口温度：35 C冷却水进口温差：2.5 10 c五水力计算根据规范查得数据，管内流速的假定依据如下DN/mm<250>=250出水管的流速m/s1.52.02.02.5进水管的流速m/s1.01

11、.51.52.01冷冻水循环系统水力计算；两台机组水泵进水管：假定冷冻水的进口流速为1.5m/s.札d=103 ' vL=0.0764 2=0.1528 m3/s, 2台机组总管 di=360mm,取400mm，则管段流速为 v=1.22m/s水泵出水管：假定冷冻水的出口流速为2.0m/s4Ld= 103vL=0.0764 2=0.1528 m3/s,2台机组总管 d1=311.6mm,取350mm，则管段流速为 v=1.59m/s单台机组时水泵的进水管：假定流速为1.0 m/s,4Ld=103vL=0.0764 m3/s,单台机组管 d1=312mm,取350mm，则管段流速为 v=

12、0.82m/s水泵的出水管：假定流速为1.5 m/s4Ld=103vL=0.0764m3/s,单台机组管 d1=256.2mm,取300mm,则管段流速为 v=1.1m/s8M:m3/s管径长 度 (m)V(m/s)R(Pa/m) Py (Pa)动压(Pa) Pj (Pa)管段阻力 (Pa)0.1528DN400501.8250125002418244567558192即管段阻力为5.98m水柱。2冷却水循环系统水力计算；水泵进水管：假定冷却水的进口流速为1.5m/s4Ld=103vL=0.0956 2=0.1912 m3/s,2台机组总管 di=402mm,取400mm，则管段流速为 v=1

13、.52m/s水泵出水管假定冷却水的出口流速为2.0m/s4Ld=103vL=0.0956 2=0.1912 m3/s,2台机组总管 d1=352.8mm,取350mm,则管段流速为 v=1.98m/s单台机组时水泵的进水管：假定流速为1.0 m/s4Ld=103vL=0.0956m3/s,单台机组管 di=348.8mm,取350mm,则管段流速为 0.99m/s泵的出水管：假定流速为2.0 m/sL=0.0956m3/s,单台机组管 di=246.8mm,取250mm，则管段流速为 v=1.95m/s8M:m3/s管径长 度 (m)V(m/s)R(Pa/m) Py (Pa)动压(Pa) Pj

14、 (Pa)管段阻力 (Pa)0.1606DN400501.8250125002419444665659156即管段阻力为6.04m水柱3补给水泵的水力计算水泵进水管：假定补给水泵白进口流速为1.5m/s4Ld=103 ' vL=2X0.0764 1%=0.001528 m3/s=5.5 m3/h , 2 台机组总管 di=36.2mm,取35mm,则管段流速为 v=1.59m/s 水泵出水管：假定补给水泵白进口流速为2.0m/s4Ld=103vL=2X0.0764 1%=0.001528 m3/s,2台机组总管 d1=31.2mm,取30mm,WJ管段流速为 v=1.98m/s 单台机

15、组时 水泵的进水管：假定流速为1.0 m/s4L d=103vL=0.0764 ¥%=0.000764m3/s单台机组管 d1=31.2mm,取30mm,则管段流速为 v=1.08m3/s 泵的出水管：假定流速为1.5 m/s4L d=103 ' vL=0.0764 1%=0.000764m3/s,单台机组管 d1=25.9mm,取25mm,则管段流速为 v=1.56m/s六设备选择1冷却塔的选择冷却塔的选择：冷却塔选用开放式逆流式冷却塔，特点是安装面积小，高度大，适用于高度不受限制的场合，冷却水的进水温度为 30C,出水温度为35 C,冷却塔的补给水量为冷却塔的循环水量的1

16、3 3%冷却塔的冷却水量和风量的计算G=3600Qc/Cp (twi-tw2) tw= twi- tw2=35-30=5CQc=1.2 Q其中Qc冷却塔冷却热量(KW),对压缩机制冷机取1.25-1.3Qo (Q0为制冷量)这里取1.3;Cp为水的比热容4.2 (KJ/(Kg.K)则 Qc=1.3 X600=2080KW每台制冷机配一台冷却塔，所以冷却塔冷却水量为：3G=3600 Qc/ (CPAtw) =3600>2080/(4.2 5)=356571kg/h=356.571m"/h风量计算：360OQcQ= T- G)其中Is1 Is2对应于下列温度的饱和空气燃；ts2 t

17、s1为室外空气的进出口湿球温度；ts2合肥市夏季空气调节室外计算湿球温度，查得282C。ts1 = ts2 + 5 =33.2 CIs1 =117.5KJ/KgIs2=90.5KJ/KgG=3600X2080/4.2 % 117.5-90.5) =66031.7kg/h=55026.5 m3/h(空气密度 1.2kg/m3)选用两台同型号CDBNL3系列超低噪声逆流玻璃钢冷却塔，参数如下：型号冷却水 量(m3/h)总高mm风量(m3/h)风机直径mm进水压力(kpa)直径mCDBNL3-3503505963187400640037.552冷冻水和冷却水水泵的选择；(一)冷却水泵的选择(开式系统

18、)(1)扬程的计算：H = H1 + H2 + H3+ H4H一冷却水泵的扬程Hi冷却水系统的沿程及局部阻力水头损失 6.04m(由上面计算)H2一冷凝器内部阻力水头损失(m),这里取7m (冷凝器水压降< 69kpa)H3冷却塔中水的提升高度(m),这里取24.5mH4冷却塔的喷嘴雾压力水头，常取 5m因此冷却水泵所需的扬程H=Hi + H2 + H3+ H4 =42.54m。Hmax= (1.051.10) H 贝U Hmax=1.1 X42.54=46.79m(2)流量的确定：由制冷机组性能参数得卧式壳管式式冷凝器水量为344m3/h,考虑到泄漏，附加10%的余量即为，344X (

19、 1+10%) =378.4m3/h(3)冷却水泵的选择：根据以上所得流量和扬程，选择三台(二用一备)IS系列型号为200-150-400水泵：型号流量扬 程效率转速功率kw电机型 号汽蚀 余量吸入口直径mmm3/ hmr/min轴 功 率电动机 功率IS200-150-4004005081%145067.290280M-43.8200安装尺寸外形尺寸aHH1H2L1L5B1B28-(H压出口直径mm< mm< mmmmmmm mm mmmmmmmmmmmmm2060 >730 x91516046591582 51840206 06707308-小 22150(三)冷冻水泵的

20、选择(1)扬程的计算：H=H1 + H2 + H3H冷冻水泵的扬程H1冷冻水系统的沿程及局部阻力 5.98m(上述计算可知)H2蒸发器内部阻力水头损失(m),这里取7m (蒸发器水压降 69kpa)H3冷冻水的提升高度(m),这里取24.5m因此冷冻水泵所需的扬程H=H1 + H2 + H3 =37.48m。Hmax= (1.051.10) H 贝U Hmax=1.1 M7.48=41.23m(2)流量的计算由制冷机组性能参数得卧式壳管式蒸发器水量275m3/h,考虑到泄漏，附加10%的余量即为,275X (1+10%) =302.5m3/h型号外型尺寸安装尺寸进出口法兰尺寸长高底长底宽ahL

21、DNDD1冷冻水泵200-315(I)A1060865790560168461600200340295根据以上所得流量和扬程，选择上海奥利泵业制造有限公司的卧式离心泵(mm)型号流量(m3/h)扬程(m效率电机功率(kw)转速(r/min )必需 的汽 蚀余 量(m)重量(kg)200-315(I)A26274.47511014504.01254每组使用使用三台泵，两用一备,具体参数如下:3软化水器的选择根据补水流量选用MHW系列全自动软水器型号产水量(m3/h)树脂填量(t)周期盐耗(mm)安装尺寸(mm)进出管径mmMHW-IR-AT6005-60.7947500X760X12001004

22、软化水箱及补水泵的选择；(1)冷冻水的补给水量为冷冻水总循环水量的 < %取1%则补水量Q1=275X2M%=5.5m3/h,软化水箱的大小满足补水泵能连续运行1.52.5h,这里取2h,则3V=Q1 X2=11m3补给水泵的流量 Q2=275<2X1%=5.5m3/h ,扬程HK冷冻水泵的扬程所以选择两个如下的泵：(一用一备)型号流量扬 程效 率转速功率kw电机型 号汽蚀 余量吸入口直径 mmm3/hmr/min轴 功 率电动 机功 率IS50-32-2005.7513.175%14500.75802-42.050外形尺寸mm< mm< m m安装尺寸aHH1H2L1

23、L5B1B24-(H压出口直径mmmmmmm mmmm mmmmmmmmm850 >360 >4158023541532 582085 03203604- M7.5325分水器及集水器的选择；(1)分集水器一一多用于多回路的空调水系统，直径应按总流量通过时的断面流速(0.5-1.0m/s)初选，并应大于最大接口管开口直径的 2倍。(2)过滤器一一冷水机组、水泵、电动调节阀等设备的入口管道上应安装过滤器或除污 器，以防杂质进入。(3)压力表一一分集水器、冷水机组的进出水管、水泵出口应设压力表。(4)温度计一一分集水器、冷水机组的进出水管影射温度计。膨胀水箱的选择膨胀水箱一般按照冷冻水

24、系统管路总水容量的 23%选择一般，一万平方米左右建筑空调水系统膨胀水箱的容积为24立方。2.软化水箱及补水泵的选择(1)假定集水器的流速为s1.0m/3产d=103vL=2X275=550m3/h=0.1528m3/s ,D=443mm,取450mm,分集水器内流速为 v=0.96m/s支管流量 Ll=0.1528/2=0.0764 m3/s,假定分水器的流速为 1.0m/s, L=2X344=688m3/h =0.1911m3/, D=457mm 取450mm,则速度为 1.2m/s所选集水器和分水器的特性:内径(mm)管壁厚 (mm)封头壁厚(mm)(角钢)支架(圆钢)4501016L6

25、0X5D18(2)分水器和集水器的长度计算(3)集水器的长度：D1=400 mm, D2=250 mm, D3=250 mm , D4=100mm(D1 为冷冻水泵(4)进水管直径，D2和D3为用户管路直径，D4为旁通管直径)L1=D1+60=410mm,L2=D1+D2+120=670 mm,L3=D2+D3+120=620 mm,L4=D3+D4+120=470mm,L5=D4+60=160mm总长度为 L=L1+L2+L3+L4+L5+18 2=2366mm分水器的长度：D1=400 mm, D2=250 mm, D3=250 mm , D4=100mm(D1为冷冻水泵出水管直径，D2和

26、D3为用户管路直径，D4为旁通管直径)L1=D1+60=46mm,L2=D1+D2+120=620 mm,L3=D2+D3+120=620 mm,L4=D3+D4+120=470mm ,L5=D4+60=160mm总长度为 L=L1+L2+L3+L4+L5+18 2=2330 mm集水器和分水器一般会设置排污口的直径取DN40 mm6过滤器的选择；根据管路直径选择对应的Y型过滤器。冷冻水泵进水口直径 d=350mm,所以过滤器选 Y-350mm冷却水泵进水口直径d=400mm,所以过滤器选Y-400mm补给水泵进水口直径d=35mm,所以过滤器选Y-35mm7电子水处理仪的选择;根据冷却水泵压

27、出管直径d=400mm选用电子水处理仪型号输水管径 (mm)处理流量范 围(t/h)设备外形尺寸净重 (kg)连接形 式直径SYS-400C1.0M/C400280-440850420150法兰8定压罐的选择可根据冷冻水补水量进行选择，由上面可得补水量为5.5m3/h,可选择NDB-60定压罐其具体性能参数如下补水流 量 m3/h系统压力气压水罐DXH (mm)定压泵型号进口管 径mm出口管径mm净重量KG6.0<=0.51600 >2700IS65-60-2065651600七.制冷站工艺布置1 .对制冷机房的要求制冷机房应布置在全区夏季主导风向的下风侧；在动力站内，一般应布置在

28、乙快站、锅 炉房、煤气站、堆煤场上风侧，以保证制冷机房的清洁。位置应尽可能靠近冷负荷中心以缩 短冷冻水和冷却水管网。空调用制冷机房主要包括主机房、水泵房、变配电间和值班室等。高度不应低于3.64m设备间也不应低于2.5m。由于设备运行时如变压器、开启式离心冷水机组、澳化锂吸收式制冷机组等都有较大 的热量产生，水泵房还有余湿，制冷机房应有良好的通风，制冷机房应有每小时不少于3次换气的自然通风。此外对电动型冷水机组、燃气型澳化锂吸收式制冷机组还应考虑事故通风。制冷机房应采用二级耐火材料建造，机房最好设为单层建筑，设有两个出入口，机房 门窗应向外开启，机房应预留能通过最大设备的安装口。2 .制冷机房的设备布置机房内设备布置应保证操作和检修的方便，同时应尽可能使设备布置紧凑，以节省建筑面积，制冷机组的主要通道宽度；制冷机组与配电柜距离不应小于1.5m；制冷机组之间或与其他设备之间净距离不小于1.2m；机组与墙壁之间以及与其上方管道或电缆桥架的净距离 不小于1m冷却塔应布置在通风散热条件良好的屋面或地面上，并远离热源和尘源，冷却塔之间 及冷却塔与周围建筑物应有一定间距水泵的布置应便于接管、操作和维修