空调制冷工程说明书Word下载.docx
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七．水箱选型---------------------------------------------12
八．制冷机房布置
1.建筑布局要求-----------------------------------------------------13
2.设备安装设计-----------------------------------------------------14
3.设备的隔振与降噪-----------------------------------------------15
九.保温与防腐---------------------------------------------16
十.致谢------------------------------------------------------17
十一.参考文献---------------------------------------------18
一、摘要
本设计为某药厂低温空调冷源（制冷机房）设计，制冷机房设计是《空气调节》、《空气调节用制冷技术》等课程的重要组成部分。
通过本设计，掌握制冷的冷源设计程序、方法、步骤有关的基本知识，训练CAD绘图技能。
做到能够分析和解决其中的一些工程技术问题。
关键词：
低温空调、制冷设计、空气调节。
二.原始资料
1.设计名称：
新乡凤凰手表厂低温空调系统冷源设计
2.工程概况：
建筑面积为129.6m²
，层高6m。
空调负荷总计2500KW。
制冷剂为R22。
冷却介质采用循环水（补充自来水）。
冷冻水供水温度5℃。
三.冷水机组的选择与计算
冷水机组制备出的冷冻水，由冷水循环泵通过供水管路输送到空气处理设备中，而释放出冷量后的冷水经回水管路返回冷水机组。
冷冻水系统分类：
按循环方式，冷冻水系统可分为开式循环系统和闭式循环系统.
（1）开式循环系统的下部设有回水箱（或蓄冷水池），它的末端管路式与大气相通的。
空调冷水流经末端设备（例如风机盘管机组）释放出冷量后，回水靠重力作用集中进入回水箱或蓄冷水池，再由循环泵将回水打入冷水机组的蒸发器，经重新冷却后的冷水被输送至整个系统。
其特点是：
水泵扬程高，输送耗电量大；
循环水易受污染，水中总含氧量高，管路和设备易受腐蚀；
管路容易引起水锤想象；
该系统与蓄冷水池连接比较简单。
（2）闭式循环系统的冷水在系统内进行密闭循环，不与大气接触，仅在系统的最高点设膨胀水箱（其功用是接纳水体积的膨胀，对系统进行定压和补水）。
其特点：
水泵扬程低，仅需克服循环路阻力，与建筑物总高度无关，故输送耗电量小；
循环水不易受污染，管路腐蚀程度轻；
不用设回水池，制冷机房占地面积减小，但需设膨胀水箱的补水
1.冷负荷计算
进行制冷理论循环的热力计算
最大冷负荷乘以冷量损耗系数，一般冷水机组系统的损耗系数为0.05~0.10，取0.1。
空调负荷为2500kw，
空调制冷量Q=2500×
（1+0.1）=2750KW
即Φo=2750kw
Φo/2=1375kw
2.制冷机组选择
制冷系统机组化是现代制冷装置的发展方向。
制冷机组就是将制冷系统中的全部或部分设备在工厂组装成一个整体，为用户提供所需要的冷量和用冷温度。
制冷机组不但结构紧凑，使用灵活，管理方便，而且质量可靠，安装简便，能缩短施工周期，加快施工进度，深受广大工程技术人员和用户的欢迎。
本设计用户的空调冷负荷是2750kW，每一台机组负荷1375kw，综合考虑，从产品样本中选用两台型号为YSEZEZS45CKE的螺杆式冷水机组，不考虑备用，其主要技术参数见下表：
YSEZEZS45CKE的螺杆式冷水机组主要技术参数
机组型号
YSEZEZS45CKE
压缩机
型式
半封闭双螺杆式
制冷量Kw
1406
能量调节
25%-100%有极控制或无机控制
数量
1
蒸发器
水流量L/s
67
水压降kPa
89
进出水管接口尺寸㎜
200
冷凝器
80
83
250
机组尺寸㎜
长
4432
宽
1880
高
2365
机身自重kg
9837
运行重量kg
10591
1.冷却水进、出口温度
新乡地区夏季空气湿球温度为27.8℃,冷却水与空气充分接触，冷却水进口温度t1比空气湿球温度高3~6℃，则冷却水进口温度t1为
t1=27.8+（3~6）=32℃t2=32+5=37℃
2.蒸发温度
蒸发温度比冷冻水供水温度低2~3℃，冷冻水供水温度5℃
t0=5-（2~3）=2℃
对于水冷式冷凝器，冷凝温度与冷却水进口温度差取7~14℃，取10℃，冷却水进出口温差取4~10℃，取5℃。
3.冷凝温度
tk=
+（5~7）=
+（5~7）=40℃
4.吸气温度
t吸=t0+5=7℃（过热度3~8℃）
5.过冷温度
t过冷=tk-4=36℃
6.lgp-h图
根据t0=2℃，tk=40℃，t吸=7℃，t过冷=36℃
h1=415kJ/kgh2=442kJ/kgh3=243kJ/kgh4=243kJ/kg
P1=0.52kpap2=1.52kpav1=0.045m³
/kg
单位质量制冷能力
qo=h1-h4=415-243=172kJ/kg
单位容积制冷能力
qv=qo/v1=172/0.04159=4135.61kJ/m³
制冷剂质量流量
Mr=Φo/qo=2750/172=15.99kg/s
制冷剂体积流量
Mv=Mrv1=15.99×
0.04159=0.67m³
/s
冷凝负荷
Φk=Mrqk=0.67×
（h2-h3）=15.99×
（442-243）=3182.01kW
压缩机理论耗功率
Pth=Mr（h2-h1）=15.99×
（442-415）=431.73kW
理论制冷系数
εth=Φo/Pth=2750/431.73=6.37
制冷效率
ηr=εth/εc=6.37×
=0.88
6．设备的选择
1.集水器、分水器的选择
根据已知冷冻水总流量241.2m³
/h，安全系数为1.1，故蒸发器冷冻水流量为：
241.2×
1.1=265.44m³
/h。
冷冻水在分水器、集水器中的断面流速v=0.5m／s，计算集水器和分水器直径：
D=
。
故采用DN450无缝钢管，管长：
d1=300mm，d2=250mm，d3=250mm。
根据配管间距表确定管长：
L1=d1+120=300+120=420mm
L2=d1+d2+120=300+250+120=670mm
L3=d2+d3+120=250+250+120=620mm
L=130+L1+L2+L3+120+2h=130+420+670+620+120+2×
200=2360mm
2.冷冻水泵的选择
（1）蒸发器冷冻水校正后流量为Wf=265.44m³
/h
（2）扬程计算：
Hf=1.2（Hk+∑H+Hz）
Hk——空调负荷侧所需压头25m
∑H——冷冻水管道总水头损失
Hz——蒸发器中冷冻水阻力
Hf=1.1（Hk+∑H+Hz）=1.1（25+2+8.9）=38.35m
根据流量和扬程，选用两台KTZ125-100-400，额定流量135m³
/h，额定扬程42.5m，额定转速1480r/min,功率30kw。
3.冷却水泵的选择
（1）冷却水循环流量Wf=80×
3.6×
1.1=316.8m³
（2）扬程计算:
Hp=1.1（Hf+Hd+Hm+Hs+Ho）
Hf——冷却水管路系统沿程阻力，Mpa
Hd——冷却水管路系统局部阻力，Mpa
Hm——冷凝器冷却水侧阻力，Mpa
Hs——冷却塔中的提升高度，Mpa
Ho——冷却塔布水器喷头的喷雾压力，Mpa
Hp=1.1（Hf+Hd+Hm+Hs+Ho）=28m
根据流量和扬程，选用两台SLS150-315A，额定流量189m³
/h，额定扬程28m，额定转速1480r/min,功率22kw。
4.补水泵的选择
补水量：
G=G冷却×
0.1=80×
0.1=28.8
H=Hf+Hd+Hc
Hf——补水管路系统沿程阻力损失，m
Hd——补水管路系统局部阻力损失，m
Hc——最高点距离补水泵垂直高度，m
H=15m
根据流量和扬程,故选择两台补水泵，一备一用。
补水泵的型号为IS65-50-125A，流量28.5m3/h，转速为2900r/min，扬程为16.7m，效率为67%，轴功率为1.25kw,电机功率为2.2kw。
5.冷却塔的选择
冷却塔的作用是为从制冷机吸收出来的冷却水降温，使得冷却水可以循环使用，它有逆流式、横流式、喷射式和蒸发式等四种型，其型号主要依据工作温度条件和冷却水流量来选择。
冷却塔的设置位置应通风良好，远离高温或有害气体，避免气流短路以免建筑物高温高湿排气或非洁净气体对冷却塔的影响。
同时，也应避免所产生的飘逸水影响周围环境。
冷却塔内的填料多为易燃材料，应防止产生冷却塔失火事故。
冷却塔的设置位置可分为三种：
（1）制冷站设在建筑物的地下室，冷却塔设在通风良好的室外绿化地带或室外地面上。
（2）制冷站为单独建造的单层建筑时，冷却塔可设置在制冷站的屋顶上或室外地面上。
（3）制冷站设在多层建筑或高层建筑的底层或地下室时，冷却塔设在高层建筑裙房的屋顶上。
如果没有条件这样设置时，只好将冷却塔设在高层建筑主楼的屋顶上，应考虑冷水机组冷凝器的承压在允许范围内。
冷却塔的台数根据冷水机组的台数确定，一般应与冷水机组的台数相同，即“一塔对一机”不设置备用冷却塔。
从已选定的冷水机组参数中，可知冷却水流量为288m³
/h，冷却塔处理的水流量应大于冷水机组的冷却水流量，在此我们在已选定的冷水机组的冷却水流量的基础上，考虑1.2富裕系数，冷却塔设计处理水量为：
L=288×
1.2=345.6m³
进出口水温差4~10℃，冷却水通过该装置后，会降至比空气的湿球温度高3~6℃。
新乡地区夏季室外湿球温度为27.8℃。
根据前边计算，冷却水进、出口温度为：
t1=27.8+（3~6）=32℃t2=32+5=37℃
进出口温差为△t=5℃
根据冷却水量选取冷却塔型号为DBNL3-350圆形逆流低噪音玻璃钢冷却塔,风机直径为3400mm，电机功率11kw，自重3860kg，运转重量6096kg，进水压力37.5kpa。
外形尺寸：
外径5134mm，高度4473mm；
配管管径：
进水管DN250，出水管DN300，排污管DN50，溢水管DN80，补水管DN40。
水系统水管管径的计算
在空调系统中所有水管管径一般下述公式进行计算：
公式中：
L----所求管道的水流量
V----所求管段允许的水流速
流速的确定：
一般，当管径在DN100到DN250之间时，流速推荐值为1.5m/s左右，当管径小于DN100时，推荐流速应小于1.0m/s，管径大于DN250时，流速可再加大。
进行计算是应该注意管径和推荐流速的对应。
1.冷却水管径
冷却水单管
D1=
取DN=250mm
冷却水合流管
D2=
取DN=300mm
2.冷冻水管径
冷冻水单管
D3=
冷冻水合流管
D4=
3.补水管管径
取DN=100mm
七．水箱选型
膨胀水箱的容积根据系统的水容量和最大的水温变化幅度来确定。
它可以容纳水温升高时水膨胀增加的体积和水温降低时补充水体积缩小的水量，同时兼有放气和稳定系统压力的作用。
本设计采用的是开式膨胀水箱，其有效容积：
Vp=α•△t•V=0.0006×
（33.7-7）×
（8000×
0.7）=89.712L=0.0897m3。
膨胀水箱参数
水箱形式
型号
公称直径m3
有效容积
外形尺寸mm
水箱配管的公称直径mm
水箱自重Kg
溢流管
排水管
膨胀管
信号管
循环管
方形
0.5
0.61
900
40
32
25
20
156.3
空调制冷站应该靠近冷负荷中心，可以设置在建筑物的地下室、设备层或屋顶上。
当由于条件所限不宜设在地下室时，也可设在裙房中火与主建筑分开独立设置。
1.技术要求
（1）制冷机房应有良好的通风，以便排出冷水机组、变压器、水泵等设备运行时产生的大量余热、余湿。
（2）机房应考虑噪声与振动的影响。
冷水机组的噪声，不管是电动型机组或溴化锂吸收式机组，一般均在80dB（A）以上。
若主机房在地面上，噪声会通过窗户、门缝通风口等隔声薄弱环节向外传出，即使主机房位于半地下室，噪声也会通过采光窗户传出去。
此外，冷水机组以及水泵的振动都会通过建筑物围护结构向室外传递。
所以，必须重视噪声与振动对建筑物外部与、内部环境的影响，事先应做出影响评估，施工时采取有效的减振、降噪措施。
（3）机房应有排水措施。
机房中的许多设备在运行、维修过程中都会出现排水或漏水现象。
为使机房内保持干燥与清洁，应设计有组织排水。
通常的做法是在水泵、冷水机组等四周做排水沟，集中后排出。
在地下室常设集水坑，再用潜水泵自动排水。
2.建筑布局要求
机房面积、净高和辅助用房等应根据系统的集中和分散、冷源设备类型等设置。
1）机房面积的大小应保证设备安装有足够的间距和维修空间。
同时，机房面积大小的确定，应了解机房不同时期的发展规划，考虑机房扩建的余地。
2）制冷机房的净高应根据制冷机的种类和型号而定，机房高度应比制冷机高出1-2m。
一般来讲，对于活塞式制冷机、小型螺杆式制冷机，其机房净高控制在3-4.5m；
对于离心式制冷机，大中型螺杆式制冷机，其机房净高控制在4.5-5.0m，对于吸收式制冷机原则上同离心式制冷机，设备最高点到梁下不小于1.5m，设备间的净高不应小于3m。
3）大、中型机房内的主机宜与辅助设备及水泵等分区布置，不能满足要求的应按设备类型分区布置。
大、中型机房内应设置值班室、控制间和卫生设施以及必要的通信设施。
3.设备安装设计
空调制冷站的设备布置和管道连接，应符合工艺流程，流向应通畅，连接管路要短，便于安装，便于操作管理，并应留有适当的设备部件拆卸检修所需要的空间。
尽可能使设备安装紧凑，并充分利用机房的空间，以节约建筑面积，降低建筑费用。
管路布置应力求简单、符合工艺流程、缩短管线、减少部件，以达到减少阻力、泄漏及降低材料消耗的目的。
设备及辅助设备（泵、集水器、分水器等）之间的连接管道应尽量段儿平直，便于安装。
制冷设备间的距离应符合要求。
4.设备的隔振与降噪
1）机房冷水机组、水泵和风机等动力设备均应设置基础隔振装置，防止和减少设备振动对外界的影响。
通过在设备基础与支撑结构之间设置弹性元件来实现。
2）设备振动量控制按有关标准规定及规范执行，在无标准可循时，一般无特殊要求可控制振动速度V≤10mm/s（峰值），开机或停机通过共振区时V≤15mm/s。
3）冷热源设备、水泵和风机等动力设备的流体进出口，宜采用软管同管道连接。
当消声与隔振要求较高时，管道与支架间应没有弹性材料垫层。
管道穿过维护结构处，其周围缝隙，应用弹性材料填充。
九．保温和防腐
1.为了保证机房设备，管道和附件的有效工作年限，机房金属设备、管道和附件在保温前必须将表面清除干净，涂刷防锈漆或防腐涂料作防腐处理。
2.如设计没有特殊要求，应符合：
①明装设备、管道和附件必须涂刷一道防腐漆。
两道面漆。
如有保温和防结露要求应涂刷两道防锈漆；
暗装设备、管道和附件应涂刷两道防锈漆。
②防腐涂料的性能应能适应输送介质温度的要求；
介质温度大于120℃时，设备、管道和附件表面应刷高温防锈漆；
凝结水箱、中间水箱和除盐水箱等设备的内壁应刷防腐涂料。
③防腐油漆或涂料应密实覆盖全部金属表面，设备在安装或运输过程被破坏的漆膜，应补刷完善。
根据上述制冷机房布置原则，进行制冷机房布置，冷却塔放置在机房屋顶。
设备及管道具体布置情况见图样。
冷冻水供、回水管，分水器，集水器，冷冻水系统的阀门选用柔性泡沫橡塑材料保温。
致谢
经过不懈的努力，终于圆满完成了制冷机房设计任务，很有成就干感。
从设计开始到结束，王老师给我们提供了尽可能详尽的设计资料，还每天抽出时间来指导我们设计，不仅对我们的设计一步步进行耐心的督促和指导，纠正我们在设计中的错误，指明正确的设计方向，让我们少走了不少弯路。
此外，在绘图过程中，王老师还亲自指导、审核我们的图纸，及时指出不足，纠正错误，让我们受益匪浅。
所有这些都必将对我将来的发展产生非常重要的影响。
参考文献
[1]《暖通空调》（第二版）陆亚俊主编中国建筑工业出版社2004
[2]《锅炉及锅炉房设备》（第四版）严启森等编著中国建筑工业出版社
[3]GB50019━2003采暖通风与空气调节设计规范
[4]《中央空调设备选型手册》（周邦宁）
[5］《空调工程中的制冷技术》第二版陆亚俊、马最良、姚杨编
哈尔滨工程大学出版社，2001
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