制冷機房課程設計--冷凍機房設計

1、<p><b>　　冷凍機房設計</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 設計任務3</p><p><b>　　1.1建筑資料3</b></p><p>　　1.2 設計任務3</p><p>&l

2、t;b>　　1.3設計步驟3</b></p><p>　　第二章 制冷機房4</p><p>　　2.1 制冷機房的設置4</p><p>　　2.2 冷水機組的選擇4</p><p>　　2.2.1 冷水機組的裝機容量4</p><p>　　2.2.2 冷水機組的臺數(shù)4<

3、/p><p>　　2.2.3 冷水機組的類型4</p><p>　　2.3 冷卻塔的選擇5</p><p>　　2.4水泵的選擇5</p><p>　　2.4.1 冷凍水泵的選擇5</p><p>　　2.4.2 冷卻水泵的選擇6</p><p>　　2.5 補水定壓裝置的選擇

4、7</p><p>　　2.6 分集水器的選擇8</p><p>　　2.7 水處理設備的選擇9</p><p>　　2.7.1 軟水器和軟化水箱9</p><p>　　2.7.2 水處理儀9</p><p>　　第三章 水力計算10</p><p>　　3.1沿程阻力10&l

5、t;/p><p>　　3.2局部阻力10</p><p><b>　　3.3總阻力10</b></p><p>　　3.4水力計算10</p><p>　　3.5水力計算表格11</p><p>　　第四章 總結12</p><p>　　第五章 參考文獻13&l

6、t;/p><p><b>　　第一章 設計任務</b></p><p>　　1.1建筑資料 </p><p>　　機房為370磚墻，內凈尺寸12×15m，屋頂標高6m，凈高4.8m

7、，房門1.8×2.5m。</p><p><b>　　1.2 設計任務</b></p><p>　　石家莊市某建筑空調設計冷負荷1500kW，需要提供7℃/12℃空調冷水，制冷機房外側冷凍水系統(tǒng)阻力0.2MPa,建筑物高度25m，空調面積10000m2，據(jù)此條件對制冷機房進行設計。</p><p><b>　　1.3設計步驟

8、</b></p><p>　　查閱資料，確定制冷機房設計冷負荷</p><p>　　(1)選擇定型冷水機組并確定臺數(shù)</p><p>　　定型冷水機組有風冷冷水機組和水冷冷水機組兩大類，水冷冷水機組又有蒸汽壓縮式冷水機組和吸收式冷水機組兩種，通過技術經(jīng)濟分析確定所選用的冷水機組種類。</p><p><b>　　(2)選

9、擇冷卻塔</b></p><p>　　材質推薦使用玻璃鋼，注意冷卻塔的設計條件應與冷水機組匹配，否則應進行修正。</p><p>　　(3)布置冷卻水管道、冷凍水管道</p><p>　　確定管徑，并進行阻力計算，選擇過濾器、電子水處理儀、集水器、分水器(用戶4個環(huán)路)等。</p><p>　　(4)選擇冷卻水泵和冷凍水泵<

10、/p><p>　　根據(jù)流量和揚程進行確定，并考慮備用泵。</p><p>　　(5)選擇確定定壓補水設備</p><p>　　(6)編寫設計計算說明書</p><p>　　(7)繪制機房平面圖、系統(tǒng)圖和局部詳圖</p><p><b>　　第二章 制冷機房</b></p><p&

11、gt;　　2.1 制冷機房的設置</p><p>　　制冷機房位置的選擇：冷熱源機房應設置在靠近冷熱負荷中心處，以便盡可能減少冷熱媒的傳輸距離；無地下層的建筑應優(yōu)先考慮布置在建筑物的一層，當受條件限制，無法設置在主體建筑內時，也可設置在裙房內，或與主體建筑脫離的獨立機房內。</p><p>　　冷熱源機房的內部設置：機房主要通道的凈寬度不應小于1.5m；機組與墻之間的凈距不應小于1.0m

12、；機組與機組或其他設備之間的凈距不應小于1.2；應留出不小于蒸發(fā)器、冷凝器等長度的清洗、維修距離。</p><p>　　本設計建筑物沒有地下層，因此將機房布置在建筑物群房內。本設計主要通道凈寬度為2m；機組與墻之間的凈距為2m；機組與機組或其他設備之間的凈距為1.5m；機房留有蒸發(fā)器、冷凝器等長度的3.6m的清洗維修。</p><p>　　2.2 冷水機組的選擇</p>&

13、lt;p>　　2.2.1 冷水機組的裝機容量</p><p>　　本設計中的冷水系統(tǒng)是間接式系統(tǒng)，系統(tǒng)冷負荷總計1500kw，其冷負荷附加1.1，冷水機組的負荷為Q=1.1×1500=1650kw</p><p>　　2.2.2 冷水機組的臺數(shù)</p><p>　　制冷機組一般以選用2~4臺為宜，一般不考慮備用。冷水機組的單臺容量及臺數(shù)的選擇，當

14、空調負荷大于528kw時機組的數(shù)量不宜少于2臺。</p><p>　　本設計選用兩臺冷水機組，每臺裝機容量為820kw。</p><p>　　2.2.3 冷水機組的類型</p><p>　　常用的冷水機組有壓縮式和吸收式。其中壓縮式制冷機組又分為離心式、活塞式和螺桿式。</p><p>　　考慮到本工程中沒有較為方便余熱可供利用故本設計選用

15、電動壓縮式冷水機組。</p><p>　　冷水機組的冷卻方式有風冷冷卻和水冷冷卻兩種方式。水冷式冷水機組與風冷式冷水機組相比較，在冷卻水充足的地方，水冷式設備的初投資和運行費均低于風冷式設備，因此設計采用水冷式冷水機組。</p><p>　　螺桿式冷水機組COP值較高，單機制冷量大，容積效率高；結構簡單，無往復運動的慣性力，轉速高；對濕沖程不敏感，無液擊危險；易損件少，運行可靠，調節(jié)方便，

16、通過滑閥可實現(xiàn)制冷量無級調節(jié)。因此本設計采用螺桿式冷水機組。</p><p>　　參考長虹水冷螺桿式冷水機組的樣本，本設計選則的機組型CHLS820/PN。本設計冷凍水入口溫度7℃，出口溫度12℃，冷卻水入口溫度32℃，出口溫度37℃。其性能參數(shù)如下：</p><p>　　表2-1 CHLS820/PN 機組技術參數(shù)</p><p>　　2.3 冷卻塔的選擇<

17、;/p><p>　　常用的冷卻塔有玻璃鋼和鋼筋混凝土兩種。玻璃鋼冷卻塔具有冷效高，占地面積小，輕巧，節(jié)能等優(yōu)點，并被廣泛應用。</p><p>　　中小型制冷劑的冷卻水量一般在65~500m3/h之間，在冷卻塔系列中屬于中等水量，而逆流式冷卻塔熱交換率高于橫流式。</p><p>　　因此本設計采用逆流式玻璃鋼冷卻塔，將冷卻塔防置在屋頂。</p><

18、p>　　根據(jù)選用的冷水機組得出其冷卻水量為170.4m3/h。據(jù)此參照常州中院玻璃鋼有限公司的電子樣本，本設計選用型號為DBN-200低噪聲型逆流玻璃鋼冷卻塔。其進水溫度37℃，出水溫度32℃，濕球溫度28℃。其技術參數(shù)如下：</p><p>　　表2-2 DBNL3-200低噪聲型逆流式玻璃鋼冷卻塔技術參數(shù)</p><p><b>　　2.4水泵的選擇</b>

19、;</p><p>　　2.4.1 冷凍水泵的選擇 </p><p>　　泵的選擇應依據(jù)泵的流量和揚程進行選擇，對于一次冷水泵的流量應為所對應的冷水機組的冷水量，并附加5%~10%的富裕量。泵的臺數(shù)應按冷水機組的個數(shù)一一對應。閉式循環(huán)一次泵的揚程為管路、管件阻力、冷水機組的蒸發(fā)器和末端設備的表冷器阻力之和，并應附加5%~10%的富裕量。</p><p>　　本設計

20、中有兩臺冷水機組，故選用兩臺冷凍水水泵。單機冷水機組的冷水量為140 m3/h，考慮附加10%，則每臺泵的流量為Q=1.1×140=154m3/h</p><p>　　本設計中最不利環(huán)路的損失200kPa，冷水機組蒸發(fā)器的損失為80kPa，機房的損失為50kPa，考慮附加10%，則水泵的揚程為</p><p>　　H=1.1×(200+50+80)=330 kPa<

21、;/p><p>　　即泵的揚程為33m水柱</p><p>　　參照廣州恒星冷凍機械制造有限公司的電子樣本，本設計選用的冷凍水泵的型號為HD125-50，兩臺使用，一臺備用，其技術參數(shù)如下</p><p>　　表2-3 HD125-50型水泵技術 </p><p>　　循環(huán)水泵的耗電輸冷比應滿足下列要求：ECR=0.003096∑（G·

22、;H/η）/∑Q≤A(B+αΣL)/ΔT;</p><p>　　ECR------循環(huán)水泵的耗電輸冷比；</p><p>　　G--------每臺運行水泵的設計流量，(m3/h)；</p><p>　　H--------每臺運行水泵的設計揚程，m；</p><p>　　η-------每臺運行水泵對應設計工作點的效率；</p>

23、<p>　　Q--------設計冷負荷，kw；</p><p>　　ΔT------規(guī)定的計算供回水溫差，℃；</p><p>　　A--------與水泵流量有關的計算系數(shù)；</p><p>　　B--------與機房及用戶的水阻力有關的計算系數(shù)；</p><p>　　α-------與ΣL有關的計算系數(shù)；</p>

24、;<p>　　ΣL------從冷熱機房至該系統(tǒng)最遠用戶的供回水管道的總運輸長度，m；當管道設于大面積單層或多層建筑時 ，可按機房出口至最遠端空調末端的管道長度減去100m確定。</p><p>　　本設計A值取0.003858，B值取28，α取0.02，ΣL<400m，ΔT取15℃計算得A(B+αΣL)/ΔT值為0.007206744。冷凍循環(huán)水泵ECR值為0.0017155324。0.00

25、17155324<0.007206744,滿足要求。</p><p>　　2.4.2 冷卻水泵的選擇</p><p>　　冷卻水泵的臺數(shù)宜按冷水機組一一對應，流量應按冷水機組技術資料確定，并附加5%~10%的富裕量。冷卻水泵的揚程由冷卻水系統(tǒng)阻力(管道、管件、冷凝器阻力之和)，冷卻塔積水盤水位(設置冷卻水箱時為水箱最低水位)至冷卻塔布水器的高差，冷卻塔布水器所需壓力組成，并附加5%

26、~10%的富裕量。</p><p>　　本設計選用兩臺冷卻水泵，單機冷水機組的冷卻水流量為170.4 m3/h，考慮10%的附加，則每臺泵的流量為</p><p>　　Q=1.1×170.4=187.44m3/h</p><p>　　冷卻水系統(tǒng)的阻力為24.5kPa，冷凝器阻力為63 kPa，冷卻塔進水壓力為30.1 kPa，冷卻塔布水器至積水盤高差3.5

27、m，考慮泵揚程附加10%，則冷卻泵的揚程為</p><p>　　H=1.1×(24.5+63+35+30.1)= 152.6kPa</p><p>　　即15.26m水柱，參照廣州恒星冷凍機械制造有限公司的電子樣本，本設計選用的冷卻水泵的型號為HD150-32，其技術參數(shù)如下：</p><p>　　表2-4 HD150-32型水泵技術參數(shù)</p&g

28、t;<p>　　循環(huán)水泵的耗電輸冷比應滿足下列要求：ECR=0.003096∑（G·H/η）/∑Q≤A(B+αΣL)/ΔT;</p><p>　　ECR------循環(huán)水泵的耗電輸冷比；</p><p>　　G--------每臺運行水泵的設計流量，(m3/h)；</p><p>　　H--------每臺運行水泵的設計揚程，m；</p

29、><p>　　η-------每臺運行水泵對應設計工作點的效率；</p><p>　　Q--------設計冷負荷，kw；</p><p>　　ΔT------規(guī)定的計算供回水溫差，℃；</p><p>　　A--------與水泵流量有關的計算系數(shù)；</p><p>　　B--------與機房及用戶的水阻力有關的計算系

30、數(shù)；</p><p>　　α-------與ΣL有關的計算系數(shù)；</p><p>　　ΣL------從冷熱機房至該系統(tǒng)最遠用戶的供回水管道的總運輸長度，m；當管道設于大面積單層或多層建筑時 ，可按機房出口至最遠端空調末端的管道長度減去100m確定。</p><p>　　本設計A值取0.003858，B值取28，α取0.02，ΣL<400m，ΔT取15℃計算得

31、A(B+αΣL)/ΔT值為0.007206744。冷凍循環(huán)水泵ECR值為0.0025446575。0.0025446575<0.007206744,滿足要求。</p><p>　　2.5 補水定壓裝置的選擇</p><p>　　循環(huán)水系統(tǒng)的小時泄漏量，宜按系統(tǒng)水容量的1%計算。系統(tǒng)水容量應經(jīng)計算確定，供冷和采用空調器供熱的空調水系統(tǒng)可按表2.5估算，室外管線長時應取較大值。<

32、/p><p>　　表2-5空調水系統(tǒng)的單位水容量</p><p>　　本設計為水-空氣系統(tǒng)，單位水容量取1，則系統(tǒng)水容量為L=1×10000=10000 L=10m3。補水泵總小時流量宜為系統(tǒng)水容量的5%，則系補水泵補水量為Q=10×5% =0.5m3；</p><p>　　循環(huán)水系統(tǒng)的補水點，宜設在循環(huán)水泵的吸入側母管上；當補水壓力低于補水點時，應

33、設置補水泵。補水泵揚程應保證補水壓力比系統(tǒng)補水點壓力高30～50kPa，則補水泵揚程為H=25+5=30m；</p><p>　　膨脹管不設閥門，膨脹管管徑按下表確定</p><p>　　表2-6 膨脹管的選取</p><p>　　膨脹水箱的容積應按下式計算：</p><p>　　V≥Vmin=Vt+Vp</p><p&g

34、t;　　式中V——水箱的實際有效容積（L）;</p><p>　　Vmin——水箱的最小有效容積(L);</p><p>　　Vt——水箱的調節(jié)容積（L），不應小于3min平時運行的補水泵流量，且應保證水箱調節(jié)水位高度不小于200mm；</p><p>　　Vp——系統(tǒng)最大膨脹水量（L）；</p><p>　　本設計中Vt=（Q/60）

35、15;3= 0.025m3。</p><p>　　循環(huán)水系統(tǒng)的最大膨脹水量Vp按表2-7確定</p><p>　　表2-7常用系統(tǒng)單位水容量的最大膨脹量</p><p>　　本設計為夏季工況，采用空調冷水系統(tǒng)，則系統(tǒng)的單位水容量的最大膨脹水量取值為4.46L/ m3，系統(tǒng)的最大膨脹水量Vp= 10×4.46=44.6L=0.0446m3，則選取公稱直徑為2

36、0mm的膨脹管。</p><p>　　開式膨脹水箱的有效容積為V=0.025+0.0446=0.0696m3；膨脹水箱利用率一般取80%，則膨脹水箱的容積為0.087m3</p><p>　　參照安陽市百通給水設備有限責任公司的樣本，選取膨脹水箱的型號為0.6×1-40×2×3，其相關參數(shù)如下：</p><p>　　表2-8 0.6&

37、#215;1-40×2×3型膨脹水箱</p><p>　　2.6 分集水器的選擇</p><p>　　分水器起到向各分路分配水流量的作用。集水器起到由各分路、環(huán)路匯集水流量的作用。分水器和集水器是為了便于連接各個水環(huán)路的并聯(lián)管道而設置的，起到均壓作用，以使流量分配均勻。分集水器的直徑應按總流量通過時的斷面流速(0.5~1.0m/s)初選，并應大于最大接管開口直徑的2倍。

38、</p><p>　　本設計中總流量為154×2+10=318 m3/h，假定流速為0.5 m/s則，分集水器直徑 ，</p><p>　　則取DN為500mm。</p><p>　　2.7 水處理設備的選擇</p><p>　　2.7.1 軟水器和軟化水箱</p><p>　　空調補水應經(jīng)軟化處理，并宜設

39、軟化水箱，儲存補水泵0.5~1.0h的水量。</p><p>　　根據(jù)補水量，參照陜西三維能源設備公司的樣本，設計選用的是ICM型全自動軟水器，軟水流量為10m3/h。</p><p>　　軟化水箱儲存1.0h補水泵的水量則其容積為Q=10m3選用陜西重華換熱設備制造有限公司容積為12m3的水箱。</p><p><b>　　第三章 水力計算</b

40、></p><p><b>　　3.1沿程阻力</b></p><p>　　△Pm=×l/d× 2×ρ/2=l×R</p><p>　　式中，——沿程摩擦阻力系數(shù)； </p><p>　　l——管道長度，m；</p><p>　　d——管道直徑，m；&

41、lt;/p><p>　　——流體密度，kg/m3；</p><p>　　——管道斷面平均流速，m/s；</p><p>　　R——單位比摩阻，Pa/m。</p><p><b>　　3.2局部阻力</b></p><p>　　水流動時遇彎頭、三通及其他配件時，因摩擦及渦流耗能而產生的局部阻力為：<

42、;/p><p>　　△Pj=ξ×ρ× 2/2 </p><p>　　式中，——局部阻力系數(shù)</p><p><b>　　3.3總阻力</b></p><p>　　△P=△Pm+△Pj</p><p><b>　　3.4水力計算</b></p>

43、;<p>　　首先對管段進行編號（管段編號圖見附錄），測量出各管段長度，在水力計算器輸入各管段流量，計算算出局部阻力損失和沿程阻力損失。在系統(tǒng)圖中標出各管路的管徑。</p><p><b>　　3.5水力計算表格</b></p><p>　　表3-1 水管水力計算表</p><p><b>　　第四章 總結</b

44、></p><p>　　冷水機組是整個空調系統(tǒng)的心臟，為整個系統(tǒng)提供冷水且關系到整個空調系統(tǒng)的日常運行情況。因此空調系統(tǒng)冷水機組的選擇是一個很重要的過程。</p><p>　　一般在選擇制冷機時應考慮以下幾方面的因素：</p><p>　　1.機組性能、規(guī)格適合使用要求。如供冷溫度、單機制冷量、設備承壓能力等。</p><p>　　2.

45、能源及能耗供應方便和經(jīng)濟。如電源、熱泵或油、氣源供應的可能性，電、熱、冷綜合利用的可能性、經(jīng)濟性。</p><p>　　3.對周圍環(huán)境危害的影響要小。如噪聲、振動的影響范圍；所用制冷劑的毒性、安全性對周圍環(huán)境的危害程度；ODP值和GWP值要小。</p><p>　　4.運行可靠、操作圍護方便，以及一次性投資和經(jīng)常運行費用的綜合分析比較，對企業(yè)的經(jīng)濟效益高，社會效益好。</p>

46、<p>　　所以，選擇何種制冷機，應根據(jù)項目的具體情況及條件進行綜合分析比較。</p><p><b>　　第五章 參考文獻</b></p><p>　　[1] 《2009暖通空調動力措施》</p><p>　　[2] 彥啟森.石文星.田長青.空氣調節(jié)用制冷技術.第四版.中國建筑工業(yè)出版社.</p><p>