建筑冷热源课程设计说明书

1、冷热源工程课程设计题 目: 贵阳市某三层大酒楼冷热源工程课程设计学 院：专 业：班 级：学 号：学生姓名：指导教师：完成日期：目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 第一章冷热源设计初步资料3 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 课程设计题目3 HYPERLINK l bookmark51 o Current Document 课程设计原始资料3 HYPERLINK l bookmark107 o Current Document 第二章制冷工程设计说明4 HYPERL

2、INK l bookmark110 o Current Document 冷水机组的总装机容量4 HYPERLINK l bookmark114 o Current Document 冷水机组台数选择4 HYPERLINK l bookmark118 o Current Document 确定冷源方案4 HYPERLINK l bookmark122 o Current Document 方案一：采用LSZ系列半封闭式螺杆式冷水机组4 HYPERLINK l bookmark128 o Current Document 方案二：采用BZY系列漠化锂吸收式冷水机组6 HYPERLINK l bo

3、okmark149 o Current Document 2.3.4.经济性分析7 HYPERLINK l bookmark152 o Current Document 冻水泵的选型和计算7 HYPERLINK l bookmark156 o Current Document 水泵流量和扬程的确定7 HYPERLINK l bookmark180 o Current Document 冷却塔设计计算10 HYPERLINK l bookmark183 o Current Document 冷却水泵的选型和计算11 HYPERLINK l bookmark187 o Current Docume

4、nt 冷却水最不利环路及计算11 HYPERLINK l bookmark207 o Current Document 冷却水循环局部阻力计算12 HYPERLINK l bookmark211 o Current Document 冷却水循环沿程阻力和总阻力计算12 HYPERLINK l bookmark215 o Current Document 冷却水泵选型13 HYPERLINK l bookmark219 o Current Document 膨胀水箱的选型13 HYPERLINK l bookmark223 o Current Document 膨胀水箱的容积计算13 HYPER

5、LINK l bookmark227 o Current Document 膨胀水箱的选型14 HYPERLINK l bookmark231 o Current Document 分水器和集水器的选择15 HYPERLINK l bookmark235 o Current Document 分水器和集水器的构造和用途15 HYPERLINK l bookmark239 o Current Document 分水器和集水器的计算及选型15 HYPERLINK l bookmark264 o Current Document 保温与防腐16 HYPERLINK l bookmark268 o C

6、urrent Document 管道保温16 HYPERLINK l bookmark272 o Current Document 管道防腐17 HYPERLINK l bookmark276 o Current Document 第三章热源工程设计说明18 HYPERLINK l bookmark279 o Current Document 热源设备类型18 HYPERLINK l bookmark291 o Current Document 热水供应温度19 HYPERLINK l bookmark295 o Current Document 锅炉型号及台数的选择20 HYPERLINK

7、l bookmark299 o Current Document 锅炉选型分析20 HYPERLINK l bookmark303 o Current Document 板式换热器选型20 HYPERLINK l bookmark307 o Current Document 锅炉补水量及水处理设备选择21 HYPERLINK l bookmark311 o Current Document 锅炉设备的补给需水量21 HYPERLINK l bookmark318 o Current Document 补给水箱的确定选择21 HYPERLINK l bookmark322 o Current D

8、ocument 一次侧循环水泵的计算及选型22 HYPERLINK l bookmark326 o Current Document 一次侧循环水泵水量扬程计算22一次侧循环水泵的选型22 HYPERLINK l bookmark334 o Current Document 二次侧循环水泵的计算及选型23 HYPERLINK l bookmark338 o Current Document 水泵流量和扬程的确定23个人小结及参考资料24第一章冷热源设计初步资料课程设计题目贵阳市某三层大酒楼冷热源工程课程设计。课程设计原始资料大楼总面积及冷热负荷数据：大楼总空调面积约为2490 m2。大楼冷负荷

9、为680kw，所有冷源由制冷机房提供，参数为7C/12C大楼热负荷为602kw，所有热负荷由锅炉房的提供，参数为60C/50C。动力与能源资料动力：城市供电水源：城市供水水质资料1）总硬度：4.8 mmol /L2）永久硬度：1.4 mmol /L3）暂时硬度：3.4 mmol /L4）总碱度：3.4 mmol /L5）PH 值： PH=7.56）溶解氧：5.8 mg/L7）悬浮物：0 mg/L8）溶解固形物：390 mg/L气象资料本次课程设计选择贵阳为设计城市1）海拔高度：1050m2）大气压力：88790Pa3）冬季室外计算温度：5C4）夏季室外计算温度：28C第二章制冷工程设计说明冷水

10、机组的总装机容量由于当前冷水机组产品质量大大提高，冷热量均能达到产品样本所列数值， 另外，系统保温材料性能好，构造完善，冷损失少，因此，冷水机组的总装机容 量应以正确的空调负荷计算为准，可不作任何附加，避免所选冷水机组的总装机 容量偏大，造成大马拉小车或机组闲置的情况。冷水机组台数选择冷水机组台数选择应按工程大小，负荷变化规律及部分负荷运行的调节要求 来确定。当空气调节冷负荷大于528kw时不宜少于2台。由于该设计冷负荷为 680KW，所以选择两台冷水机组。确定冷源方案方案一：采用LSZ系列半封闭式螺杆式冷水机组表1 LS350Z半封闭式离心式冷水机组性能参数型号LS350Z制冷量（KW）34

11、9电功率（KW）75.8COP4.60冷水量(m3/h)60冻压降(Kpa)50水管道尺寸（mm）114冷水量(m3/h)73.8却压降(Kpa)50水管道尺寸（mm）114尺长（mm）3600寸宽（mm）1100高(mm)1860单价（万元）36台数21）固定费用设备初投资：2 x 36=72 (万元)安装费用：25% x 72=18 （万元）系统总投资费用L=72+18=90 （万元）银行年利率i =5.94%使用年限n=15年L1 = Lx（；（1 了 =9.2 万元式中：L1 每年系统折旧费用L一系统总投资费用，包括设备初投资和安装费用i 一银行年利率2）年度使用费用设备额定供冷功率为

12、75.8KW，台数2台，电费0.5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二单台供冷功率x台数x时间x电费二75.8x2x 122x24x0.5=22万元3）设备年度费用设备年度费用二固定费用+年度使用费用=9.2+22=31.2万元2.3.2.方案二：采用BZY系列漠化锂吸收式冷水机组表2 BZY250XD-K-H-Fa双效蒸汽型漠化锂冷水机组性能参数型号BZY425XD-K-H-Fa制冷量（KW）250台数3单价（万元）40COP1.36水量(M3/h)42.5冷压降（Kpa）80冻接管直径（DN）100水水量(M3/h)80冷压降（Kpa）80却接管直径（DN）1

13、50水1）固定费用设备初投资：3 x40=120 （万元）安装费用：25% x 117=30 （万元）系统总投资费用L=120+30=150 （万元）银行年利率i =5.94%使用年限n=15年L = L x i（1 + i）n =15 万元1（1 + i） n - 12）年度使用费用年度运行费用二50万元3）设备年度费用设备年度费用二固定费用+年度使用费用=15+50=65万元2.3.4经济性分析通过比较各个方案的设备年度费用，可以发现方案一的设备年度费用最低， 所以设计采用两台LS350Z半封闭式螺杆式冷水机组。冻水泵的选型和计算水泵流量和扬程的确定2.4.1.1选择水泵所依据的流量Q和压

14、头（扬程）H按如下确定：Q=B1Qmax 济/s）式中：Qmax按管网额定负荷的最大流量，m3 /s ；B一流量储备系数，两台水泵并联工作时，B广1.2。H= B 2Hmax（kPa）式中Hmax 管网最大计算总阻力，kPa；B 2一扬程（压头）储备系数，B 2=1.1-1.2。制冷机房的布置平面简图如下:T wffi图1冷冻水系统最不利环路图从机房平面图上可以看出，冷冻水供回水管路都由两段管路组成。L1=2500mm,L2=500mm,L3=200mm,L4=500mm, L5=2500mm。L1 管段直径 D1=150mm,管段流量 V=60 m3 /h,v1= 4 X 7 =0.94 m

15、/s。兀x D 24 X 7取 L2 管段经济流速 v2=1.9m/s,管段流量 V=120m，/h,则 D2= 一7 =150mm,冗x v取D2公称直径为DN150OL3 管段管径 D3=150mm,管段流量 V=120 m3/h,v3= 4X7 =1.90m/s.兀X D 24 x 7一取 L4 管段流速 v4=1.9m/s,管段流量 V=120m，/h，则 D4=0.15m,取 D4兀x v公称直径为DN150OL5 管段直径 D1=150mm,管段流量 V=60 m/h , v1= 4X7 =0.94 m/s。兀X D 2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3

16、冷冻水管段局部阻力计算表管段名称个数gAPj (KPa)截止阀22L190 0弯头10.62.5三通11L2截止阀123.53L3截止阀123.53截止阀22L590 0弯头10.62.5三通11各管段的沿程阻力和总阻力计算如下:表4冷冻水管段阻力汇总表管段管长(mm)直径(mm)流速(m/s)比摩阻(Pa/m)沿程阻力(KPa)局部阻 力 (KPa)总阻力(Kpa)L125001500.941110.2782.52.78L25001501.93770.1893.533.71L32001501.93770.0753.533.6L45001501.93770.18900.189L52500150

17、0.941110.2782.52.78冷冻水压降为13.06 KPa，冷冻机房外冷冻水管网总阻力为0.3 MPa，则最不利环路的总阻力P=13.06+300+2 X50=413.06 KPa根据Q=BQQ =60 m3 /h，两台水泵并联工作时，B 1=1.2，则Q=72m3/h。根据 H= B 2Hmax ，取 B 2 =1.1，则 H=454 KPa，即扬程 H=46 m。2.4.1.5水泵型号的确定根据流量和扬程查暖通空调常用数据手册，查得水泵型号如下：表5冷冻水泵性能参数型号100-65-200流量Qm3 /h100L/s27.78总扬程H (m)50转速 n (r/min)2980功

18、率N(kW)轴功率18.91电动机功率22泵效率n (% )72叶轮直径D(mm)475泵重量W (kg)857台数(台)32.5冷却塔设计计算根据所选制冷机组的性能参数选择冷却塔，进出口温度为 37C32 C, 拟选用2台冷却塔，则单台冷却塔流量为73.8m3/h。通过查找中央空调设备选 型手册，选择FKN-80方形型逆流式冷却塔。其规格如下表：表6冷却塔性能参数机型FKN-80 TOC o 1-5 h z 标准水量（m3/h）80长1880外形尺寸（mm）宽1880高3900风量（m3/h）56000送风装置电机KW3风叶直径（mm）1500温水入管125冷水出管125排水管40溢水管65

19、配管尺寸（mm）补给水管20进塔扬程（mHO）4.52运行质量（KG）1850噪音（dB（A）59台数2冷却水泵的选型和计算冷却水最不利环路及计算图2 冷却水系统最不利环路图由图可以得出：L6 管段直径 D6=150mm,管段流量 V=148 m3 /h，则 v6= 4 * 站=1.16m/s。兀X D 24*V一取 L7 管段流速 v7=2.5m/s,管段流量 V=148m，/h , D7=0.144m, 取兀X vD7公称直径为DN150. 4 x V一取 L8 管段流速 v3=2.5m/s,管段流量 V=148m3/h , D8=0.144m, 取兀x vD8公称直径为DN150.L9

20、管段直径 D4=150mm,管段流量 V=148 m，/h，则 v9= 4X V =1.16m/s。兀X D 2冷却水循环局部阻力计算表7冷却水管段局部阻力计算表管段名称个数gAPj (KPa)截止阀22L190 0弯头10.63.76三通11L290 0弯头10.61.601L390 0弯头10.61.601截止阀22L490 0弯头10.63.76三通11冷却水循环沿程阻力和总阻力计算表8冷却水管段阻力汇总表管段管长（mm）直径(mm)流速(m/s)比摩阻（Pa/m）沿程阻力（KPa）局部阻 力（KPa）总阻力（Kpa）L125001501.161690.4233.764.18L26000

21、1502.323772.2621.6013.86L350001502.323771.8851.6013.49L425001501.161690.4233.764.18冷却水压降为15.71 KPa，冷却塔高度分别为19.9 m。则最不利环路的总阻力 P=15.71+199+45+0.5=260 KPa 根据Q=B1Qmax ,Qmax =73.8 m3 /h，两台水泵并联工作时，B 1=1.2, 则 q=89 m3 /h.根据 H=B 2Hmax ，取 B 2 =1.1,则 H=286KPa，即扬程 H=29 mH).冷却水泵选型根据流量和扬程查暖通空调常用数据手册，得水泵型号如下：表9冷却水

22、泵性能参数型号125-100J-315A流量Qm3 /h112L/s31.11总扬程H (m)29转速 n (r/min)1480功率N(kW)轴功率10.8电动机功率15泵效率n (% )76叶轮直径D(mm)303泵重量W (kg)128台数(台)3膨胀水箱的选型膨胀水箱的容积计算根据V P = aAtV0，其中 a = 0.0006L/0CAt=20 0CV0为系统的管道总水量表10空调管道水量参数类型水量（L）供冷0.7-1.3供热1.2-1.9%=1.9X2488m2=4727.2 LV p 二a*V0=0.0006X20X4727.2=56 L膨胀水箱的选型对应采暖通风标准，查得膨

23、胀水箱的尺寸如下:表11 膨胀水箱性能参数水箱形式圆形型号1公称容积0.3 m3有效容积0.35m3外形尺寸内径（d）900(mm)高 H700溢流管40排水管32膨胀管25水箱配管的公称直信号管20径DN循环管20分水器和集水器的选择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：分水器和集水器的计算及选型2.8.2.1分水器的计算及选型已知该制冷循环系统中单台制冷机独自送冷冻水到分水器，因此循环量为120m3/h,计算分水器的入水管径为：八 AG-4 X120/3600D = L = 、= 145mm取标准官径 150mm。弋冗V弋

24、 兀x 2分水器出水管径应与集水器入水管径一致，公式如下：D = 1000 ： 4Gl 360S vD计算所需的管径，mm；Gl水的流量，m3/h；V 水的经济流速，取1.5-2.5m/s；分水器出水管径与集水器入水管径计算：送至负一楼：D 二，4气 =：4 方_ 72 mm, 故取 D=80mm。V 3600kv3600k x 1.5 4G4 x 32一送至一至三层： D = 、l = 86 mm, 故取 D=100mm。3600kv3600k x 1.5泄水管按传统方式选取DN40。软化水管进水管径选取DN40。其中分水器的总进水管与泄水管装在分水器下部，其确定分水器的长度及管 径径：L=

25、130+310+350+300+370+370+320+260+120=2530由于工程实际中分水器的尺寸一般要比最大管径大2-3倍，故取分水缸的管 径为400mm。2.8.2.2集水器的计算及选型集水器的直径、长度、和管间距与分水器的相同，只是接管顺序相反。保温与防腐管道保温本次设计中的保温部分主要是冷冻水管的保温，而冷却水管不需要做保温设计。查空调供冷管道最小保冷厚度表；地下机房供冷管道最小保冷厚度（mm）保冷位置柔性泡沫橡塑管壳、板玻璃棉管壳I类地区II类地区I类地区II类地区管径厚度管径厚度管径厚度管径厚度地下机 房15501915402515402515402565802250802

26、85015030N10025N10032N5030N20035根据以上表格，贵阳地区属于II类地区，本次采用离心玻璃棉为保冷材料， 故对于冷冻水管道的保冷层厚度取：在50200的管道的保冷层厚度为30mm。管道防腐本次设计对于管道的仿佛主要采用刷两遍红丹防锈漆，红丹防锈漆性能 好，易涂刷，涂膜有较好的坚韧性、防水性和附着力，且能起阳极阻蚀剂作用。第三章热源工程设计说明热源设备类型在中央空调，特别是在高层民用建筑中央空调所用热源中，热水的使用是 最为广泛的。首先，热水在使用的安全性方面比较好，其次，热水与空调冷水的 性质基本相同，传热比较稳定。在空调系统中，许多时候采用冷、热盘管合用的 方式（即

27、常说的两管制），可以减少空调机组及系统的造价，同时也给运行管理 及维护带来了一定的方便。提供空调热水的锅炉按其使用能源的不同，主要分为两大类：（1）电热水锅炉电热水锅炉的优点是使用方便，清洁卫生，无排放物，安全，无燃烧爆炸危 险，自动控制水温，可无人值守。但其使用目前受到公共建筑节能设计标准 （GB50189-2005）的限制。符合下列情况之一，建议采用电热锅炉、电热水器 作为直接采暖和空气调节系统的热源：电力充足、供电政策支持和电价优惠地区的建筑；以供冷为主，采暖负荷较小且无法利用热泵提供热源的建筑；无集中供热与燃气源，用煤、油等燃料受到环保或消防严格限制的建 筑；夜间可利用低谷电进行蓄热、

28、且蓄热电锅炉不在日间用电高峰和平段 时间启用的建筑；利用可再生能源发电地区的建筑；内、外区合一的变风量系统中需要对局部外区进行加热的建筑。（2）燃气、燃油热水锅炉燃气、燃油热水锅炉的初投资比电热水锅炉略高，但运行费用低。其缺点主 要是，第一安全性差，特别是燃气锅炉。燃气的泄漏会造成工作人员中毒，遇明 火会产生燃烧爆炸，因此，燃气锅炉应有单独房间与用电设备，如水泵分隔开， 并应有良好的通风供燃气燃烧和稀蚀机房空气中的燃气浓度。同时还应设泄漏报 警器和气体灭火装置。运行中还应有人员值守。第二，燃气、燃油热水锅炉有170180C的高温排烟，需建筑考虑排烟竖井，从合适的地方排烟至室外。这是 建筑工种最

29、感麻烦的地方。燃气、燃油热水锅炉的额定热效率不应低于89%。燃气、燃油热水锅炉房单台锅炉的容量，应确保在最大热负荷和低谷热负荷 时都能高效运行。综合考虑，该设计选择电热水锅炉提供空调热水的锅炉热水供应温度空调用热水水温地点的决定与空调设备使用的性质及工程有一定的关系。目 前空调设备大致有两类，一类是用于全空气系统的空调机组，包括新风空调机组； 另一类就是用于空气一水系统中的风机盘管机组。从这两类机组的结构上看，前 者通常能承受较高的热水温度，而后者因其结构紧凑，加上安装位置所限，散热 能力是有限的。水温过高时，其机组内部温度有可能过高，对内部元器件，如电 机等会产生一定的影响。因此，一般来说，

30、空调机组可采用较高的热水供、回水 温度（95/70C）；而风机盘管机组则采用较低的热水供、回水温度（60/50C）。 现有风机盘管通常的供热能力也都是以供水温度60C为标准工况进行测试的。 虽然也有一些厂商开发了用于高温热水的风机盘管，但实际工程中应用较为少 见。工程所在地区的地理位置也与热水温度有关，尤其是对于处理新风的空调机 组而言，过低的热水温度对于寒冷地区空调机组内的盘管有发生冻裂的危险，这 是应值得重视的。这种情况下可采用不同温度的热水分别用于空调机组和风机盘 管，但这样做的结果是使设计变得复杂化，系统初投资增大，对施工和管理维护 都会带来一些困难。就目前的实际情况来看，华北及其以南

31、的大部分地区，风机 盘管与空调机组采用同一热水温度，即以风机盘管的适应性来决定水温是完全可 行的。本设计采用热水供、回水温度（60/50C）锅炉型号及台数的选择锅炉选型分析由于本次设计建筑热负荷为602KW。要求的是95C/75C的高温供回水， 本次先采用热负荷选择电锅炉的型号。根据参考各种电热水锅炉的型号，选择方案为：选定WDZ0.630-0.7/95/75锅炉两台，额定供水温度95C，回水温度75C，其他 具体参数如下：表12锅炉参数型号WDZ0.630-0.7/95/75输入功率（KW）630供热量（KW）616单价（万元）10台数1长（mm）2370尺宽（mm）1550寸高（mm）19

32、40核定工作压力（MPa）0.7热水量（m3/h）26进出口管径（mm）100重量（KG）1570板式换热器选型表13板式换热器参数型号BR006处理水量（m3/h）25 TOC o 1-5 h z 板间距（mm）3.5流道截面积（m2）420X10-6台数1一次测进水温度（C）95出水温度（C）75二次侧进水温度（C）60出水温度（C）50压降（KPa）50重量（KG）70锅炉补水量及水处理设备选择锅炉设备的补给需水量Q=K*V式中：Q锅炉补水量（m3/h）；K补给水率，可取5%；V循环水量（m3/h）；Q=5% X 26m3/h=1.3m3/h补给水箱的确定选择补给水箱的作用有两个：一是软

33、化水和凝结水与锅炉给水流量之间的缓冲， 二是补给水的储备。给水箱的体积，按锅炉的补给水量1.3m3/h设计，水箱总容积在1/21D。故 本次选择方形凝水箱1个凝水箱公称容积2m3,有效容积2.06m3。尺寸 长X宽 乂高（mm）： 1400X1400X1200O一次侧循环水泵的计算及选型一次侧循环水泵水量扬程计算由于热水供应系统为闭式系统，所以计算扬程时无需考虑高差影响。循环水 泵扬程可按照如下公式计算：循环水泵所需要的扬程=(水管进出锅炉的阻力损失+水管进出板式换热 器的阻力损失+沿程阻力损失+局部阻力损失)X1.2。设锅炉内水阻力损失为50KPa,管路沿程阻力损失为30KPa,局部阻力损失 为沿程阻力损失的50%，板式换热器的阻力损失为50KPa,所以各区的循环水 泵扬程均为：H=(50+30+30X0.5 + 50)X1.2 =180KPa= 18mH2O循环水量：Q=B iQm =1.1 X26 = 30 ms/h一次侧循环水泵的选型表14循环水泵性能参数型号80-50J-250流量Qm3 /h30L/s8.33总扬程H (m)18.8转速 n (r/min)1480功率N(kW)轴功率2.62电动机功率4泵效率n (% )52叶轮直径D(mm)252泵重量W (kg)98台数(台)2二次侧循环水泵的计算及选型水泵流量和扬程