冷凍機(jī)房設(shè)計(jì)

1、冷凍機(jī)房設(shè)計(jì)20122012 屆屆建工系建工系系系專專業(yè)業(yè): :建筑環(huán)境與設(shè)備工程建筑環(huán)境與設(shè)備工程學(xué)學(xué)號(hào)號(hào): :120807041208120807041208學(xué)生姓名學(xué)生姓名: :指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師: :董圓圓董圓圓完成日期2015 年 1 月 1 日無(wú)目 錄第一章 設(shè)計(jì)任務(wù).31.1 建筑資料.31.2 設(shè)計(jì)任務(wù). 31.3 設(shè)計(jì)步驟.3第二章制冷機(jī)房.52.1 制冷機(jī)房的位置選擇.52.2 冷水機(jī)組的選擇.52.2.1冷水機(jī)組的裝機(jī)容量.62.2.2冷水機(jī)組的臺(tái)數(shù).62.2.3冷水機(jī)組的類型.62.3 冷卻塔的選擇.72.4 水泵的選擇.72.4.1冷凍水泵的選擇.72.4.2冷卻水泵的

2、選擇.82.5 補(bǔ)水定壓裝置的選擇.82.6 分集水器的選擇.92.7 水處理設(shè)備的選擇.102.7.1軟水器和軟化水箱.102.7.2水處理儀.10第三章水力計(jì)算.113.1 沿程阻力.113.2 局部阻力.113.3 總阻力.113.4 水力計(jì)算.113.5 水力計(jì)算表格.12無(wú)第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)1.1 建筑資料1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)本樓建筑面積為 15000m2，建筑高度為 54.3m，一至三層為公共區(qū)域，主要包括大廳、餐廳、超市等，一層層高 5.1 米，二層層高4.5 米，三層層高 5.1 米，四至十四層為客房，層高為 3.6m，本樓空調(diào)冷負(fù)荷 QL=1740KW,空調(diào)熱負(fù)荷為 QR=1500

3、KW.本工程設(shè)計(jì)范圍和內(nèi)容為本樓的空調(diào)用冷熱源系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.3 設(shè)計(jì)步驟查閱資料，確定制冷機(jī)房設(shè)計(jì)冷負(fù)荷(1)選擇定型冷水機(jī)組并確定臺(tái)數(shù)定型冷水機(jī)組有風(fēng)冷冷水機(jī)組和水冷冷水機(jī)組兩大類， 水冷冷水機(jī)組又有蒸汽壓縮式冷水機(jī)組和吸收式冷水機(jī)組兩種，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析確定所選用的冷水機(jī)組種類。(2)選擇冷卻塔材質(zhì)推薦使用玻璃鋼，注意冷卻塔的設(shè)計(jì)條件應(yīng)與冷水機(jī)組匹配，否則應(yīng)進(jìn)行修正。(3)布置冷卻水管道、冷凍水管道確定管徑，并進(jìn)行阻力計(jì)算，選擇過(guò)濾器、電子水處理儀、集水器、分水器(用戶 4 個(gè)環(huán)路)等。(4)選擇冷卻水泵和冷凍水泵根據(jù)流量和揚(yáng)程進(jìn)行確定，并考慮備用泵。(5)選擇確定定壓補(bǔ)水設(shè)備(6)編寫設(shè)計(jì)

4、計(jì)算說(shuō)明書無(wú)(7)繪制機(jī)房平面圖、系統(tǒng)圖和局部詳圖無(wú)第二章制冷機(jī)房制冷機(jī)房是整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)的冷(熱)源中心,同時(shí)又是整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)中心。中央機(jī)房一般由冷水機(jī)組、冷水泵、冷卻水泵、集水缸、分水缸和控制屏、換熱器等裝置組成。2.1制冷機(jī)房的位置選擇制冷機(jī)房通?？拷照{(diào)機(jī)房，氟利昂制冷設(shè)備可以設(shè)置在空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)，規(guī)模小的制冷機(jī)房一般附設(shè)在其他建筑內(nèi)， 規(guī)模較大的制冷機(jī)房(特別是氨制冷機(jī)房)宜單獨(dú)修建。制冷機(jī)房應(yīng)設(shè)置在靠近空氣調(diào)節(jié)負(fù)荷中心，一般應(yīng)充分利用建筑物的地下室。對(duì)于超高層建筑，也可設(shè)在設(shè)備層或屋頂上。由于條件所限不宜設(shè)在地下室時(shí)，也可以設(shè)在裙房或與主建筑分開獨(dú)立設(shè)置。本設(shè)計(jì)中采用氟

5、利昂制冷設(shè)備，因本工程中有地下室可利用故為節(jié)省空間，制冷機(jī)房設(shè)置在地下室二層。2.2冷水機(jī)組的選擇冷水機(jī)組是整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的心臟， 為整個(gè)系統(tǒng)提供冷水且關(guān)系到整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的日常運(yùn)行情況。因此空調(diào)系統(tǒng)冷水機(jī)組的選擇是一個(gè)很重要的過(guò)程。一般在選擇制冷機(jī)時(shí)應(yīng)考慮以下幾方面的因素。機(jī)組性能、規(guī)格適合使用要求。如供冷溫度、單機(jī)制冷量、設(shè)備承壓能力等。能源及能耗供應(yīng)方便和經(jīng)濟(jì)。如電源、熱泵或油、氣源供應(yīng)的可能性，電、熱、冷綜合利用的可能性、經(jīng)濟(jì)性。對(duì)周圍環(huán)境危害的影響要小。如噪聲、振動(dòng)的影響范圍；所用制冷劑的毒性、安全性對(duì)周圍環(huán)境的危害程度；ODP 值和 GWP 值要小。運(yùn)行可靠、操作圍護(hù)方便，以及一次性投

6、資和經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用的綜合分析比較，對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益高，社會(huì)效益好。所以，選擇何種制冷機(jī)，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的具體情況及條件進(jìn)行綜合分析比較。無(wú)2.2.1冷水機(jī)組的裝機(jī)容量本設(shè)計(jì)中的冷水系統(tǒng)是間接式系統(tǒng)，系統(tǒng)冷負(fù)荷總計(jì) 1740kW，對(duì)其冷負(fù)荷附加至 1.14。冷水機(jī)組的負(fù)荷為Q=1.141740=1983.6kW2.2.2冷水機(jī)組的臺(tái)數(shù)制冷機(jī)組一般以選用 24 臺(tái)為宜，中小型規(guī)模宜選用 2 臺(tái)，較大型可選用 3 臺(tái)，特大型可選用 4 臺(tái)。機(jī)組之間要考慮其互為備用和輪換使用的可能性。同一站房?jī)?nèi)可采用不同類型、不同容量的機(jī)組搭配的組合式方案，以節(jié)約能耗。并聯(lián)運(yùn)行的機(jī)組中至少應(yīng)選擇一臺(tái)自動(dòng)化程度較高，調(diào)節(jié)性能

7、較好，能保證部分負(fù)荷下能高效運(yùn)行的機(jī)組。選擇活塞式冷水機(jī)組時(shí)，宜優(yōu)先選用多機(jī)頭自動(dòng)聯(lián)控的冷水機(jī)組4。綜合考慮本設(shè)計(jì)選用兩臺(tái)冷水機(jī)組，每臺(tái)裝機(jī)容量為 991.8kW。2.2.3冷水機(jī)組的類型常用的冷水機(jī)組有壓縮式和吸收式。其中壓縮式制冷機(jī)組又分為離心式、活塞式和螺桿式。考慮到本工程中沒(méi)有較為方便余熱可供利用故本設(shè)計(jì)選用電動(dòng)壓縮式冷水機(jī)組。冷水機(jī)組的冷卻方式有風(fēng)冷冷卻和水冷冷卻兩種方式。 風(fēng)冷冷水機(jī)組宜用于干球溫度較低或晝夜溫差較大，缺乏水源地區(qū)的中小型空調(diào)制冷系統(tǒng)2。故本設(shè)計(jì)采用水冷冷水機(jī)組。螺桿式冷水機(jī)組還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、重量輕、易損件少，可靠性高，維修周期長(zhǎng)；在低蒸發(fā)溫度或高壓縮比工況下

8、仍可單機(jī)壓縮；采用滑閥裝置，制冷量可在10100%范圍內(nèi)進(jìn)行無(wú)極調(diào)節(jié)，并可在無(wú)負(fù)荷條件下啟動(dòng)；對(duì)濕行程不敏感，當(dāng)時(shí)蒸汽或少量液體進(jìn)入機(jī)內(nèi)，沒(méi)有液擊的危險(xiǎn)；排氣溫度低，主要由油溫控制，對(duì)基礎(chǔ)要求通常不需要采用隔振措施等。參考麥克維爾單螺桿式冷水機(jī)組的樣本，本設(shè)計(jì)選則的機(jī)組型PFS-300.2。其性能參數(shù)如下：-1表 2PFS-300.2 機(jī)組技術(shù)參數(shù)制冷量(kW)冷凍水流量(l/s)冷凍水壓降(kPa)冷卻水流量(l/s)冷卻水壓降(kPa)制冷劑1028.349.248.857.451.9R134a無(wú)2.3冷卻塔的選擇冷卻塔是制冷系統(tǒng)中將熱量轉(zhuǎn)移到大氣的設(shè)備， 選用時(shí)應(yīng)根據(jù)其熱工性能和周圍環(huán)境

9、對(duì)噪聲、漂水等方面的要求總和分析比較。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(diǎn)，目前應(yīng)用廣泛6。中小型制冷劑的冷卻水量一般在 65500m3/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，故多選用逆流式冷卻塔2。因此本設(shè)計(jì)采用逆流式玻璃鋼冷卻塔，將冷卻塔防置在屋頂。根據(jù)選用的冷水機(jī)組得出其冷卻水量為 57.4l/s，即 206.64m3/h。據(jù)此參照宜興市裕泰華有限公司的電子樣本，本設(shè)計(jì)選用型號(hào)為 DBNL3-200 低噪聲型逆流玻璃鋼冷卻塔。其技術(shù)參數(shù)如下：表 2-2DBNL3-250 低噪聲型逆流式玻璃鋼冷卻塔技術(shù)

10、參數(shù)冷卻水量(m3/h)風(fēng)量(m3/h)進(jìn)水壓壓力(104Pa)電機(jī)功率(kW)直徑(m)2501343003.267.54.22.4 水泵的選擇2.4.1冷凍水泵的選擇泵的選擇應(yīng)依據(jù)泵的流量和揚(yáng)程進(jìn)行選擇， 對(duì)于一次冷水泵的流量應(yīng)為所對(duì)應(yīng)的冷水機(jī)組的冷水量，并附加 5%10%的富裕量。泵的臺(tái)數(shù)應(yīng)按冷水機(jī)組的個(gè)數(shù)一一對(duì)應(yīng)。閉式循環(huán)一次泵的揚(yáng)程為管路、管件阻力、冷水機(jī)組的蒸發(fā)器和末端設(shè)備的表冷器阻力之和，并應(yīng)附加 5%10%的富裕量。本設(shè)計(jì)中有兩臺(tái)冷水機(jī)組，故選用兩臺(tái)冷凍水水泵。單機(jī)冷水機(jī)組的冷水量為49.2l/s 即 154.44 m3/h 考慮附加 5%，則每臺(tái)泵的流量為 Q=1.05154

11、.44=162.162m3/h本設(shè)計(jì)中最不利環(huán)路的損失 150kPa，冷水機(jī)組蒸發(fā)器的損失為 24.3kPa，機(jī)房的損失為 46.7 kPa，考慮附加 10%，則水泵的揚(yáng)程為H=1.1(150+46.7+24.3)=243.1 kPa即泵的揚(yáng)程為 24.31m 水柱參照廣州恒星冷凍機(jī)械制造有限公司的電子樣本， 本設(shè)計(jì)選用的冷卻水泵的型號(hào)為 6SAP-8，兩臺(tái)使用，一臺(tái)備用，其技術(shù)參數(shù)如下表 2-36SAP-8型水泵技術(shù)參數(shù)流量(m3/h)揚(yáng)程(m)效率(%)電機(jī)功率(kW)轉(zhuǎn)速(r/min)必需汽蝕余量(m)19350843729804.4無(wú)2.4.2冷卻水泵的選擇冷卻水泵的臺(tái)數(shù)宜按冷水機(jī)組一

12、一對(duì)應(yīng)，流量應(yīng)按冷水機(jī)組技術(shù)資料確定，并附加 5%10%的富裕量。冷卻水泵的揚(yáng)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(shè)置冷卻水箱時(shí)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%10%的富裕量1。本設(shè)計(jì)選用兩臺(tái)冷卻水泵， 單機(jī)冷水機(jī)組的冷卻水流量為57.4l/s， 即206.64 m3/h，考慮 5%的附加，則每臺(tái)泵的流量為Q=1.05206.64=216.972m3/h冷卻水系統(tǒng)的阻力為 24.3 kPa，冷凝器阻力為 27.4 kPa，冷卻塔進(jìn)水壓力為32.6kPa，冷卻塔積水盤至布水器的高差為 3.5m，考慮泵揚(yáng)程附加 10%，則

13、冷卻泵的揚(yáng)程為H=1.1(24.3+27.4+32.6+35)=131.23 kPa即 13.12m 水柱，參照廣州恒星冷凍機(jī)械制造有限公司的電子樣本，本設(shè)計(jì)選用的冷卻水泵的型號(hào)為 10SAP-6JA，其技術(shù)參數(shù)如下：表 2-410SAP-6JA型水泵技術(shù)參數(shù)流量(m3/h)揚(yáng)程(m)效率(%)電機(jī)功率(kW)轉(zhuǎn)速(r/min)必需汽蝕余量(m)30036.976.4759803.32.5補(bǔ)水定壓裝置的選擇(1)一般采用開式膨脹水箱定壓方式。膨脹水箱的有效容積為膨脹水量pV與調(diào)節(jié)水量tV之和。膨脹水量pV=Vct式中，水的膨脹系數(shù)，取 0.0005；CV系統(tǒng)水容量（L） ；t水的平均溫差，冷水

14、取 15，熱水取 45。估算時(shí)膨脹量pV：冷水約 0.1L/kW；熱水取 0.3L/kW調(diào)節(jié)水量tV為補(bǔ)水泵 3min 的流量，且保持水箱調(diào)節(jié)水位不小于 200mm；最次水位應(yīng)高于系統(tǒng)最高點(diǎn) 0.5m 以上膨脹管應(yīng)接在循環(huán)泵吸入側(cè)總管上，膨脹管上不應(yīng)有任何截?cái)嘌b置 ，膨脹管按下表確定無(wú)表 2-5 膨脹管的選取系統(tǒng)冷負(fù)荷（kW）7000膨脹管（DN）2025405070(2)當(dāng)采用開式膨脹水箱有困難時(shí)，可設(shè)置閉式隔膜膨脹水罐或補(bǔ)水泵變頻定壓方式。(3)系統(tǒng)的小時(shí)泄漏量為系統(tǒng)水容量的 1%,系統(tǒng)補(bǔ)水量取系統(tǒng)水容量的 2%，全空氣冷凍水系統(tǒng)的系統(tǒng)水容量為 0.400.55l/m2 ，取 1，則水容量

15、為L(zhǎng)=115000=15000L系統(tǒng)補(bǔ)水量為Q=150002%=300l/h 即 0.3m3/h補(bǔ)水點(diǎn)宜設(shè)在循環(huán)水泵的吸入段，補(bǔ)水泵流量取補(bǔ)水量的 2.55 倍，補(bǔ)水泵的揚(yáng)程應(yīng)比系統(tǒng)靜止時(shí)的補(bǔ)水點(diǎn)壓力高 3050KPa。取補(bǔ)水量的 3 倍則補(bǔ)水泵的流量為Q=30.3=0.9 m3/h揚(yáng)程為H=54.3+4=58.3m開式膨脹水箱的有效容積為 0.106m3對(duì)于閉式膨脹水箱，總?cè)莘e為)1 (tVV(2-1)式中，tV調(diào)節(jié)水量，取補(bǔ)水泵 3min 的水量系數(shù)一般取 0.650.85，取=0.7，則 V=0.54/20/(1-0.7)=0.09 m3參照陜西三維能源設(shè)備有限公司的樣本， 選取落地式膨

16、脹水箱的型號(hào)為 NZGP0.81-5025，其相關(guān)參數(shù)如下：表 6-7NZGP0.81-5025型落地式膨脹水箱參數(shù)泵流量(m3/h)泵揚(yáng)程(m)調(diào)節(jié)容積(m3)供水管徑10600.45DN892.6 分集水器的選擇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(gè)水環(huán)路的并聯(lián)管道而設(shè)置的，起到均壓作用， 以使流量分配均勻。 分集水器的直徑應(yīng)按總流量通過(guò)時(shí)的斷面流速(0.51.0m/s)初選，并應(yīng)大于最大接管開口直徑的 2 倍。無(wú)本設(shè)計(jì)中總流量為 162.1622+0.85=325.174 m3/h，假定流速為 0.5 m/s 則，分

17、集水器直徑為14. 35 . 036003022D=0.339m=339mm（此處有錯(cuò)誤）取 DN=400mm2.7 水處理設(shè)備的選擇2.7.12.7.1軟水器和軟化水箱空調(diào)補(bǔ)水應(yīng)經(jīng)軟化處理，并宜設(shè)軟化水箱，儲(chǔ)存補(bǔ)水泵 0.51.0h 的水量1。根據(jù)補(bǔ)水量，參照陜西三維能源設(shè)備公司的樣本，設(shè)計(jì)選用的是 SN-0.5A-BLL-T型全自動(dòng)軟水器，軟水流量為 0.85m3/h。軟化水箱儲(chǔ)存1.0h 補(bǔ)水泵的水量則其容積為Q=0.85m3選用南京貝特暖通空調(diào)設(shè)備公司容積為 1m3的水箱。2.7.22.7.2水處理儀根據(jù)冷凍水的流量和冷卻水的流量，參照南京貝特暖通空調(diào)設(shè)備公司的樣本，均選用型號(hào)為 TT

18、D-250F 的全自動(dòng)電子處理儀。無(wú)第三章水力計(jì)算3.1 沿程阻力Pm=l/d2/2=lR式中，沿程摩擦阻力系數(shù)；l管道長(zhǎng)度，m；d管道直徑，m；流體密度，kg/m3；管道斷面平均流速，m/s；R單位比摩阻，Pa/m。3.2 局部阻力水流動(dòng)時(shí)遇彎頭、三通及其他配件時(shí)，因摩擦及渦流耗能而產(chǎn)生的局部阻力為：Pj=2/2式中，局部阻力系數(shù)3.3 總阻力P=Pm+Pj3.4 水力計(jì)算首先對(duì)管段進(jìn)行編號(hào)（管段編號(hào)圖見(jiàn)附錄） ，測(cè)量出各管段長(zhǎng)度，在水力計(jì)算器輸入各管段流量，計(jì)算算出局部阻力損失和沿程阻力損失。在系統(tǒng)圖中標(biāo)出各管路的管徑。無(wú)3.5 水力計(jì)算表格表 3-1 水管水力計(jì)算表序號(hào)負(fù)荷(kW)流量管徑管長(zhǎng)(m)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)動(dòng)壓(Pa)Py+Pj(Pa)11993342.3DN30022.3321.26491059796104529941