制冷课设模板

安徽建筑工业学院环境工程学院课程设计任务书课题名称：空调用制冷技术系别：环境工程与能源学院专业：建筑环境与设备工程班级：学号：姓名：2012年5月28日至2012年6月8日共2周指导教师签字：系主任签字：20012年6月日

目录TOC\o"1-3"\h\u27924第1章工程概况 3321511.2设计内容： 32055某空调系统制冷站工艺设计。 3240602设计依据 3165712.1设计依据 323896设计题目：某空调系统制冷站工艺设计 错误!未定义书签。84203原始资料 446763.1工程概况 4126823.2冷负荷计算 4172063.3气象资料（合肥） 488784设备选择 5240654.1冷水机组选型 564674.1.1冷水机组的简介 5287924.1.2冷水机组的选择依据: 576434.1.3冷水机组选型 621218五、设备选型 14147625.1冷却塔的选择 14315935.2冷却水泵的选择 14319615.2.1扬程的计算 14270515.2.2流量的确定 15164495.2.3冷却水泵的选择 15215165.3冷冻水泵的选择 15179095.3.1扬程的计算 15195925.3.3冷冻水泵的选择 1614166六补水系统的确定 错误!未定义书签。2686.3膨胀水箱的确定 17134376.4冷却水电子水处理器 177073七制冷机房的注意事项 182111八设计总结 1910482九参考文献 20总计2150037504方案设计4.1冷水机组选型4.1.1冷水机组的简介常用的机组有以下几种：1、活塞式冷水机组；2、螺杆式冷水机组；3、离心式冷水机组；4、吸收式冷水机组。前三种都是依靠电能实现制冷循环第四种是依靠热能实现制冷循环的.对于小型冷冻站一般选用活塞式制冷机组,中小型冷冻站一般选用螺杆式制冷机组,大型冷冻站一般选用离心式冷冻机组。从单位制冷量一次能源消耗的角度来看，电力驱动蒸气压缩式制冷机组比溴化锂吸收式制冷机组能耗要低。若当地电力能源供应紧张，或有热源可以利用，特别是有余热废热可以利用的场合应优先选用吸收式制冷机组。从能耗、单机容量和运行调节等方面考虑，选择空调用蒸气压缩式冷水机组参考冷量：机型单机名义工况制冷量（kW）离心机>1758离心机或螺杆机1054—1758螺杆机700kW—1504活塞机或螺杆机116kW—700涡旋机<1164.1.2冷水机组的选择依据:制冷机组的种类很多,各种机组的容量范围和性能都各有特色及最佳的使用条件,应根据用户的经济条件,效益及能耗等优劣状况进行综合分析,全面衡量.主要考虑以下几点:1、需要的冷冻水的温度范围,供回水温差,压力等参数符合要求；2、总制冷量与单机制冷量能适合在全年需要符合情况下安全、经济的运行；3、节约能源,保护环境；4、对冷却水源的水量、水质、水温、太冷却设备的可靠性；5、夏季为空调系统提供7-12℃冷冻水,冬季为空调系统提供60-50℃热水。4.2冷水机组选型4.2.1确定制冷站总负荷：主机选型负荷：由之前的计算可知总的冷负荷为3750kw。4.2.2备选方案：方案一、螺杆式冷水机组。优点：结构简单，运动部件少，易损件少，寿命长；噪音低，震动少；压缩比可达20；机组能效比高。缺点：价格高；单机容量比离心式小；润滑系统复杂.耗油量大。根据计算的冷负荷可选用开利水式水冷螺杆冷水机组三台，主要性能参数如下：表4-1半封闭式水冷螺杆冷水机组性能参数型号：30XW-1352制冷量：1305kw输入功率：231kw冷冻水量：224m3/h冷却水量：263m3/h蒸发器压力降:80kPa冷凝器压力降：72kPa冷水进、出口温度:12/7℃冷却水进、出口温度:30/35℃制冷剂R134a载冷剂：水方案二、溴化锂吸收式冷水机组。优点:运动部件少，故障率低，运动平稳，振动小，噪声低,加工简单，操作方便，可实现容量在10%--100%的无级调节；而且溴化锂溶液无毒，对臭氧层无破坏作用.可充分利用余热、废热及其他低品位的热能；运行费用少，安全性好，以热能为动力，电能耗用少。缺点：使用寿命比压缩式短，节电不节能，耗汽量大，热效率低；且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；还有机组排热负荷比压缩式大，对冷却水水质要求较高，溴化锂溶液对碳钢还具有强烈的腐蚀性，影响机组寿命和性能。同样，可由之前算得冷量选用大连三洋公司生产的蒸汽溴化锂吸收式制冷机组两台，主要性能参数如下表所示：表4-2大连三洋蒸汽溴化锂吸收式制冷机组主要性能参数型号：SCC-53制冷量:2075kw输入功率：19kw蒸汽耗量:2710kg/h冷冻水量：357m3/h冷却水量：590m3/h冷冻水压力损失：62kPa冷却水压力损失：99kPa冷水冻进/出口温度：12/7℃冷却水进/出口温度：32/37.6℃方案三、离心式冷水机组。优点：叶轮转速高，输气量大，单机容量大；结构紧凑，噪音低；机组能效比高，单位制冷量量指标小。缺点：对材料强度，加工精度要求严格；离心负压系统，外壳易侵入有产生化学变化，腐蚀管路的危险。参考资料，可选用格力半封闭式离心冷水机组两台,主要性能参数:表4-3格力半封闭式离心冷水机组主要性能参数型号:LSBLX2000G制冷量:2000kw输入功率:347kw冷冻水流量:344m3/h冷冻水压力降:75kPa冷却水流量:430m3/h冷却水压力降:70kPa冷水进/出口温度：12/7℃冷却水进/出口温度：32/37℃表4-4各个方案冷水机组总表方案名称性能参数数量型号方案一螺杆冷水机组制冷量：1305kw输入功率:231kw3台30XW-1352方案二溴化锂吸收式冷水机组制冷量:2075kw输入功率:19kw2台SCC-53方案三离心式冷水机组制冷量:2000kw输入功率：347kw2台LSBLX2000G4.2.3三种方案比较：①、方案初投资计算表4-5各个方案设备价格表名称单价名称单价螺杆冷水机组0.6（元/w）溴化锂冷水机组0.4（元/w）离心冷水机组0.4（元/w）电价0.84(元/kw.h)蒸气价160元/吨表4-6各个方案初投资表（年平均）单位：万元项目名称方案一方案二方案三制冷量(KW)130520752000台数（台）322单位费用(元/W)0.60.40.4寿命（年）15820制冷主机的年平均初投资15.6620.758.00②、方案运行费计算由经验数据可知：平均每年制冷期为4个月，不同负荷运行天数，100%为5天,75%的为53天,50%的50天,25%的为12天，时间为14时。各个方案年运行费用计算（单位：万元）如下：方案一：单台运行电费：100%：5×14×231×0.84=1.35875%：53×14×0.75×231×0.84=10.79850%：50×14×0.5×231×0.84=6.7925%：12×14×0.25×231×0.84=8.15总运行费用：（1.358+10.798+6.79+8.15）×3=81.288方案二：单台运行电费：100%：5×14×19×0.84=0.111775%：53×14×0.75×19×0.84=0.888250%：50×14×0.5×19×0.84=0.558625%：12×14×0.25×19×0.84=0.067总运行费用：（0.1117+0.8882+0.5586+0.067）×2=3.251单台运行气费：100%：5×14×2.71×160=3.03575%：53×14×0.75×2.71×160=24.1350%：50×14×0.5×2.71×160=15.17625%：12×14×0.25×2.71×160=1.82总运行气费为：（3.035+24.13+15.176+1.82）×2=88.322总费用:3.251+88.322=91.573方案三;单台运行电费：100%：5×14×347×0.84=2.0475%：53×14×0.75×347×0.84=16.2250%：50×14×0.5×347×0.84=10.225%：12×14×0.25×347×0.84=1.22总运行电费为：（2.04+16.22+10.2+1.22）×2=59.36③、总费用计算:表4-7各方案年平均初投资+年运行费用单位：万元项目方案一方案二方案三年平均初投资15.6620.758.00年运行费用81.28891.57359.36总计96.95112.3267.364.3方案确定三种方案的施工安装费用相差不大，冷冻水和冷却水量相差也不是很大，故冷却塔和各类水泵的费用也相差无几。从初投资和运行费来看，方案二机组的初投资最高，运行费用也最高，虽然其运动部件少，故障率低，运动平稳，振动小，噪声低,加工简单，操作方便，可实现10%--100%无级调节；溴化锂溶液无毒，对臭氧层无破坏作用.可利用余热、废热及其他低品位热能；运行费用少，安全性好，以热能为动力，电能耗用少。但溴化锂机组节电并不节能，且溴化锂机组易老化，时间长了后其效率会下降，而且引进市政蒸汽管道的费用也很贵。方案一初投资较高，且运行费用也较高，其机组单机容量小，螺杆机润滑系统复杂，耗油量大，且价格高。但其结构简单，运动部件少，制冷量易于调节，而且部分负荷下效率高。方案三的初投资费用最少,机组运行费用也最低。虽然其叶轮转速高，输气量大，单机容量大；结构紧凑，噪音低；机组能效比高，单位制冷量量指标小。但其对材料强度，加工精度要求严格；离心负压系统，外壳易侵入有产生化学变化，腐蚀管路的危险；且离心机在30%以下运行时已发生喘震现象。综上所述，综合考虑，本设计选用方案一:螺杆式冷水机组，即选用开利水冷式螺杆冷水机组三台,主要性能参数如下：表4-8开利水冷式螺杆冷水机组主要性能参数型号：30XW-1352制冷量：1305kw输入功率：231kw冷冻水量：224m3/h冷却水量：263m3/h蒸发器压力降:80kPa冷凝器压力降：72kPa冷冻水进、出口温度:12/7℃冷却水进、出口温度:30/35℃冷冻水进/出口管径：200mm冷却水进/出口管径：200mm制冷剂R134a载冷剂：水4.4方案审核由厂家样本可知，选定的冷水机组的名义制冷量为1305W，电功率为231W。由此，可计算出制冷机组在名义工况下的制冷性能系数为：与国家现行《蒸汽压缩循环冷水（热泵）机组工商业用和类似用途的冷水（热泵）机组》（GB/T18430.1-2001）标准对照，COP值均大于4.7KW/KW，属合格产品。5水力计算5.1水力计算方法制冷站内水力计算可采用比摩阻为100～200Pa/m进行冷冻水、冷却水系统水力计算，确定供回水管直径；循环管路的水力计算可采用假定流速法进行计算，管内流速的推荐值如下表所示：表5-1管内水流速推荐值m/s5.2冷冻水循环系统水力计算1）当三台机组时，假定冷冻水的流速为2.0m/s；2）由，,可算得；3）查标准管径表对照，可知三台机组的总管,将所得管径带回第二步的公式中验算，可知流速符合对应管径下的推荐流速。因此总管径即可选。4）单台机组时，假定冷冻水的流速为2.2m/s；5）同理由，再由,可算得；6）查标准管径表对照，可知单台机组总管,将所得管径带回验算，流速符合对应管径下的推荐流速。因此单台机组的管径为。5.3冷冻水循环系统阻力的计算1）冷冻水系统三机组的合用管：长度为X1=60m,设管道比摩阻R=100Pa/m,所以沿程阻力：；2）由动压为：，局部阻力系，则局部阻力为。3）单机组用管：长度X2=10m,管道比摩阻R=100Pa/m,所以沿程阻力：；4）动压为，而局部阻力系数ξ=16则局部阻力为。5）由上述计算可列冷冻水循环系统的水力计算表如下：表5-2冷冻水循环系统水力计算冷冻水循环系统水力计算管道类型流量（m3/s）管径mm长度X(m)ν(m/s)R(Pa/m)△Py(Pa)ξ动压△Pd(Pa)△Pj(Pa)管段阻力(Pa)管段总阻力（Pa)双机组的合用管0.1867350602.01006000202000400004600085720单机组用管0.0622200102.2100100016242038720397206）由上表中数据经过换算可知，冷冻水循环系统管段阻力为8.572mH2O，符合7～10mH2O要求范围内。5.4冷却水循环系统水力计算1）三台机组时，假定冷却水的流速为1.8m/s；2）由公式和流量,可算得。3）查标准管径表对照，可知三台机组总管管径为,将所得管径带回验算，流速不符合对应管径下的推荐流速；4）因此再假定流速为2.3m/s，带人第二步公式中，可算得，再将所得管径带回验算，流速符合对应管径下的推荐流速；5）因此3台机组总管管径为。6）单台机组时：假定冷却水的流速为2.5m/s；7）同理由公式，L=0.073m3/s,可算得，查标准管径表对照，可知单台机组管,再将所得管径带回验算，流速符合对应管径下的推荐流速。5.5冷却水循环系统的阻力计算1）冷却水系统三机组的合用管：长度为X1=75,管道比摩阻R=100Pa/m,所以沿程阻力：；2）由动压为，局部阻力系数ξ=14，可算得局部阻力为。3）单机组用管：由长度X2=10m,管道比摩阻R=100Pa/m,所以沿程阻力：；4）由动压为，局部阻力系数ξ=10，可带人计算的局部阻力为。5）由上述计算可列冷冻水循环系统的水力计算表如下：表5-3冷却水循环系统水力计算冷却水循环系统水力计算管道类型流量（m3/s）管径mm长度(m)ν(m/s)R(Pa/m)△Py(Pa)ξ动压(Pa)△Pj(Pa)管段阻力(Pa)管段总阻力（Pa)三机组的合用管0.219350752.31007500142645370304453076780单机组用管台0.073200102.5100100010312531250322506）由上表中的数据可得冷却水系统的总阻力，经过换算，可知冷却水循环系统管段阻力为7.678mH2O，符合5～8mH2O要求。6设备选型6.1冷却塔的选择冷却塔可选用开放式冷却塔，可根据实际情况选择逆流式或者横流式玻璃钢冷却塔，在本工程中可选择逆流式钢玻璃冷却塔，因为此种冷却塔的安装面积小，高度大，适用于高度不受限制的场合。由冷水机组冷凝器的设计条件知，冷却水的进水温度为32℃，出水温度为37℃,因此单台冷却塔冷却水量为：。可选用三台型号一样的冷却塔，分别对应于三个水冷螺杆式冷水机组。查相关资料可选用“安丘市铭信冷却塔厂”生产的圆形逆流式玻璃钢冷却塔，选用DBNL3系列低噪声型逆流冷却塔。具体型号如下：表6-1DBNL3系列低噪声型逆流冷却塔型号型号冷却水量总高度风量风机直径进水压力直径DDBNL3-350350m3/h5134mm187400m3/h3400mm37.5kPa5.0m6.2冷却水泵的选择6.2.1冷却水泵扬程的计算冷却水泵的扬程由以下几个部分组成：—冷却水泵的扬程；—制冷机组冷凝器水阻力:由产品样本知为7.2m—冷却塔喷头喷水压力:取2.5m—冷却塔（开式冷却塔）接水盘到喷嘴的高差：取2.5m—回水过滤器阻力:可取3m—制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失:7.68m(由上面计算)因此可算得冷却水泵所需的扬程为。6.2.2冷却水泵流量的确定由制冷机组性能参数得冷凝器水量为263m3/h，考虑到泄漏，附加5%的余量即为，263×1.05=276.15m3/h。6.2.3冷却水泵的选择根据以上所算得的流量和扬程，选择3台（并联使用），可选择“上海熊猫机械（集团）泵业有限公司”的ISIH系列单级离心泵，具体型号如下：表6-2ISIH系列单级离心泵型号型号流量m3/h扬程m效率转速r/min输入功率Kw吸入口直径mm压出口直径mmIS/H200-150-3154003282%145055200150外形尺寸(mm)安装尺寸（mm)LFHAB4-D118206705151607304-ф286.3冷冻水泵的选择6.3.1扬程的计算冷冻水泵的扬程：由以下几个部分组成式中—冷冻水泵的扬程—制冷机组蒸发器水阻力:由产品样本知为8.0m—末端设备（空气处理机组、风机盘管等）表冷器:取6m—回水过滤器阻力：取3.0m—分水器、集水器水阻力：一般一个为3mH2O，取6m—制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失:8.572m(由上面计算)因此冷却水泵所需的扬程6.3.2流量的计算一次泵的流量，应为所对应的冷水机组的冷冻水流量，计算流量应附加5%—10%的裕量。—冷水机组蒸发器侧的水流量。6.3.3冷冻水泵的选择根据以上所得流量和扬程，选择3台（并联使用），可选择“上海熊猫机械（集团）泵业有限公司”的ISIH系列单级离心泵，具体型号如下：表6-3ISIH系列单级离心泵具体型号型号流量m3/h扬程m效率转速r/min输入功率Kw吸入口直径mm压出口直径mmIS/H125-100-20024044.580%290045125100外形尺寸(mm)安装尺寸（mm)LFHAB4-D111605003401104904-ф246.4补水水泵的选择6.4.1补水泵流量的确定空调水系统的水容量确定，可按下表（选于09措施）进行估算，所以，空调水系统的水容量为Vc=21500×1.30=27950L=27.95m³，因为冷冻水的补水量为空调水系统的水容量的2%，则补水量为27.95×0.02=0.559m3/h。表6-4空调系统的单位水容量空调方式全空气系统水-空气系统单位水容量（L/m3）0.40-0.550.70-1.30由于冷冻水系统是闭式的，补水泵既可起补水的作用又能对冷冻水系统起定压作用。补水点应设在循环水泵的吸入段，补水泵流量取补水量的2.5—5倍(这里取5倍)，扬程附加30—50kPa。所以，补水泵的流量为0.559×5=2.795m3/h。6.4.2补水泵扬程的确定补水泵的扬程：公式6-1式中H1—制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失:8.572m(由上面计算)；H2—楼高水柱，估计50mH2O；H3—附加阻力，取5mH2O。所以，由公式6-1计算可得：H=(H1+H2+H3)×1.1=69.9mH2O。根据流量2.795m3/h和扬程69.9mH2O，选择2台（一用一备）,可选择“上海熊猫机械（集团）泵业有限公司”的ISIH系列单级离心泵，具体型号如下：表6-2ISIH系列单级离心泵具体型号型号流量m3/h扬程m效率转速r/min输入功率Kw吸入口直径mm压出口直径mmIS/H50-32-2501578.541%2900115032外形尺寸(mm)安装尺寸（mm)LFHEAB4-D11020500305745954504-ф246.5膨胀水箱的确定循环水系统的膨胀水量Vp，应按以下公式进行计算：公式6-2式中：—膨胀水箱有效容积；—水的体积膨胀系数，取0.0006；—水温最大波动值；--空调水系统的水容量m³，取27.95m³。由公式6-2计算得：；再结合《简明空调设计手册》中的膨胀水箱型号，选用膨胀水箱：表6-3膨胀水箱型号型号有效容积（m3）外型尺寸长×宽（mm）水箱配管公称直径DN(mm)水箱自重（kg）溢流管排水管膨胀管信号管循环管方形-31.151100×11004032252020242.36.6水处理设备的的选择6.6.1软水箱的选择软水箱的大小应满足补水泵能连续运行0.5—1小时，这里取1小时。而补水泵流量2.795m3/h，所以，软水箱的容积为V=1×2.795=2.795m3，由软水箱的容积为2.759m3经查找对比，可选用北京绿川环保设备有限公司生产的全自动软化水设备，该公司生产的全自动软化水设备采用树脂中的可交换Na+离子，与水中的阳离子（Ca2+、Mg2+）等进行交换，水中Ca+、mg+被Na+吸附，从而使水得到软化，该设备采用高性能的多路阀或PLC控制，一流的设计和工艺，实现了水质软化及系统再生过程各阶段的自动转换，供水稳定，自动化程度高、能耗低、占地面积小。自动软化水设备技术参数：1）原水硬度≤6[H+]mmol/L，即300mg/L（以CaCO3计）。当原水硬度在6--12[H+]mmol/L时，建议采用两级软化或适当降低出水产量，当原水硬度≥12[H+]mmol/L时建议采用多级软化或联系我公司工程技术部重新进行设计。2）工作压力0.20--0.40Mpa3）工作温度2--49℃；工作电耗<10W-40W；具体型号如下：表6-3软水箱的型号型号流量m3/h树脂罐盐桶时间型控制阀流量型控制阀树脂量(KG)LCST-400A3-4T￠400×1650×1￠500×900×15000/F63B5000SE/F63B31006.6.2冷却水电子水处理器的选择根据冷却水流量341.37m3/h，选用1台SYS-300B1.0JZ/D型全程水处理仪，具体参数如下表所示：表6-5电子水处理仪的型号型号额定流量（m3/h）进出口管径（mm）安装尺寸L×D（mm）DSG-10W3502501250×6006.7附属设备的选择6.7.1分、集水器的选择分、集水器的选择可以参照《国标05K232》选取标准型号，这里可根据三台机组供回水合用总管的管径选取，可选直径为∅350mm,长度为L=2250mm的分、集水器各一个。6.7.2温度计、压力表、过滤器的选择1)温度计——分集水器、冷水机组的进出水管影射温度计。2）压力表——分集水器、冷水机组的进出水管、水泵出口应设压力表。3）过滤器——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。7制冷站的工艺布置7.1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，一般应布置在乙炔站、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。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3.6—4m，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、溴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、燃气型溴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。7.2制冷机房的设备布