某制冷机房设计分析说明书模板.docx

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某制冷机房设计分析说明书模板

广州市某商场空调用制冷站设计

一设计题目与原始条件

题目：

广州市某商场空调用制冷站设计

原始条件

建筑地点：

广州市

建筑性质：

商场

建筑面积：

20000㎡

栋数：

3栋

层数：

5层

层高：

4米

广州的气象参数[1]

大气压力

室外计算干球温度

室外计算湿球温度

台站位置

冬季

夏季

夏季空调日平均

夏季空调日平均

年平均温度

东经

海拔

1019.5hpa

1004.5hpa

30.1℃

27.7℃

21．8℃

113°19′

6.6米

二方案设计

该机房制冷系统为四管制系统，即冷却水供/回水管、冷冻水供/回水管系统。

经冷水机组制冷后的7℃的冷冻水通过冷冻水供水管到达分水器，再通过分水器分别送往商场的各层，经过空调机组后的12℃的冷冻水回水经集水器再由冷冻水回水管返回冷水机组，通过冷水机组中的蒸发器与制冷剂换热实现降温过程。

从冷水机组出来的37℃的冷却水经冷却水供水管到达冷却塔，经冷却塔冷却后降温后的32℃的冷却水再返回冷水机组冷却制冷剂，如此循环往复。

考虑到系统的稳定安全高效地运行，系统中配备补水系统，软化水系统，电子水处理系统等附属系统。

三负荷计算

●面积热指标

商场的面积热指标为：

q=150—250w/㎡，这里取q=190w/㎡

●根据面积热指标计算冷负荷

=190×20000=3800kW

对于间接供冷系统一般附加7%—15%，这里选取8%。

[2]

Q=A（1+α）q=20000（1+8％）190=4104kw

四冷水机组选择

根据标准，属于中大型规模建筑，宜取制冷机组3台，而且3台机组的容量相同所以单台制冷量Q=4104/3=1368KW

选择离心式制冷机组[3]

离心式制冷机组规格[4]

型号

制冷剂

额定制冷量（kw）

转速（r/min）

主电动机功率（kw）

机组型式

RT

10000

kal/h

输出功率（kw）

润滑油加入量（kg）

机组吊装质量（t）

机组运行质量（t）

HS-400H

R-11

1407

7800

260

组装式

400

121

260

35

8.9

10.1

机组HS-400H的具体参数：

蒸发器的：

进水温度℃

出水温度℃

流量m³/h

流程m

接管通径㎜

污垢系数㎡℃/kw

水阻损失Mpa

12

7

242

3

200

0.086

0.125

冷凝器的：

进水温度℃

出水温度℃

流量m³/h

流程m

接管通径200㎜

污垢系数㎡℃/kw

水阻损失Mpa

32

37

302

2

200

0．086

0.057

机组尺寸：

长4952㎜宽1690㎜高2381㎜

五水力计算

1冷冻水循环系统水力计算

推荐流速如下：

[5]

部位

流速m/s

部位

流速m/s

水泵压出口

2.4—3.6

排水管

1.2—2.1

水泵吸入口

1.2—2.1

向上立管

1.0—3.0

主干管

1.2—4.5

一般管道

1.5—3.0

冷冻水的管径确定：

首先确定选择4台水泵3备1用！

假定冷水泵出口流速2.5m/s

由冷水支管的流量Q=242m³/h可得d=√4Q/πv=√4*242/3.14/2.5/3600=185㎜

取DN=200㎜（内径207㎜）

由DN=200㎜可得v=4Q/πd=2.1m/s在经济流速内！

所以实际流速v=2.1m/s

假定泵入口流速v=1.5m/s

由Q=242m³/h可得d=√4Q/πv=239㎜取DN=250㎜

由DN=250㎜可得v=1.37m/s

所以实际流速v=1.37m/s

假定干管流速v=3m/s

由Q=242*3=726m³/h可得d=293㎜取DN=300㎜

由DN=300㎜可得v=2.85m/s在经济流速范围内

所以实际流速v=2.85m/s

2冷却水循环系统水力计算

冷却水的管径确定

根据经济流速假定冷却水泵出口流速v=2.4m/s

由Q=302m³/h可得d=√4Q/πv=207㎜取DN=250㎜

由DN==250㎜可得v=1.7m/s在经济流速内！

所以实际流速v=1.7m/s

假定泵吸入口流速v=1.5m/s

由Q=302m³/h可得d=√4Q/πv=267㎜取DN=300㎜（内径309㎜）

由DN=300㎜可得v=1.2m/s在经济流速内！

假定干管流速v=3m/s由Q=906m³/h可得d=327㎜取DN=350㎜（内径309㎜）

由DN=350㎜可得v=2.6m/s在经济流速内！

对于从机组出来的冷却水：

假定支管流速v=2m/s由Q=302m³/h可得d=231㎜取DN=250㎜

由DN=250㎜可得v=1.7m/s在经济流速内！

假定干管流速v=3m/s可得d=327㎜取DN=350㎜

由DN=350㎜可得v=2.6m/s在经济流速内！

-

六设备选择

1冷冻水和冷却水水泵的选择

水泵的选择根据流量和扬程选择

冷冻水泵扬程=2倍的层高+局部损失+沿程损失+机组损失

冷却水泵的扬程=冷却塔所需压力+局部损失+沿程损失+机组损失

其中局部损失用到的局部损失系数ξ如下：

[6]

截止阀

0.3

止回阀

DN

40

50

200

250

300

ξ

3.9

3.4

0.1

0.1

0.1

蝶阀

0.1—0.3

变径管

渐缩

0.1（对应小断面流速）

渐扩

0.3（对应小断面流速）

焊接弯头90°

DN

200

250

300

350

ξ

0.72

0.18

0.87

0.89

水泵入口

1.0

过滤器

2.0-3.0

除污器

4.0-6.0

水箱接管进水口

1.0

出水口

0.5

用到的三通

0.1

局部阻力公式如下：

ΔP=ξ*ρ*v²/2

对于冷冻水泵：

根据图可知弯头9个，三通4个，泵前有一个过滤器和一个截止阀，泵后有3个蝶阀，2个止回阀和一个过滤器，机组损失为125000pa。

所以ΔP=ξ*ρ*v²/2=（1+3+0.3）*1000*1.37²/2+（0.3*3+0.1*2+3）*1000*2.1²/2+9*0.87*1000*2.85²/2+4*0.1*1000*2.85²/2+125000=171499.5Pa=17.5m

冷却水泵

根据以上计算同理可得：

ΔP=ξ*ρ*v²/2=（1+3+0.3）*1000*1.2²/2+（0.3*2+0.1*2+3）*1000*1.7²/2+（0.3*2+0.1）1000*1.7²/2+0.1*7*1000*2.6²/2+8*0.87*1000*2.6²/2+57000=92202.8pa=9.4m

沿程阻力计算如下：

ΔP=R*lR为比摩阻[7]

冷冻水泵：

流量为242m³/h

泵前：

v=1.37m/sDN=250㎜可选择R=70沿程长度l=751+3500+3500+3500=112511㎜所以ΔP=11.251*70=787.5pa

泵后：

v=2.1m/sDN=200㎜R=214沿程长度l=3500+3500=7000㎜所以ΔP=7*214=1498pa

干管的：

v=2.85m/sQ=67.2*3=201.6L/SDN=300㎜R=238

沿程长度l=7612+5500+5036+2931+903+6659+11950+4856=45447㎜

ΔP=45.447*238=10805pa

所以总的ΔP=787.5+1498+10805=13091pa=1.3m

冷却水泵：

流量=83.8L/S

泵前：

v=1.2m/sDN=300㎜可选择R=40沿程长度l=3500+533=8830㎜所以ΔP=8.83*40=352pa

泵后：

v=1.7m/sDN=250㎜R=100沿程长度l=3500+3500=7000㎜所以ΔP=7*100=700pa

干管的：

v=2.6m/sQ=251.4L/SDN=350㎜R=161

沿程长度l=3087+4861+5036+6620+7755+1380+7868=36598㎜

ΔP=36,598*161=5893pa

所以总的ΔP=352+700+5893=6945pa=0.7m

综上可得冷却水泵的扬程为21米，冷冻水泵的扬程为71.5米

再根据冷冻水的流量242m³/h，冷却水的流量302m³/h

型号

外型尺寸

安装尺寸

进出口法兰尺寸

长

高

底长

底宽

a

h

L

DN

D

D1

冷冻水泵

200-500（I）A

1268

1116

1065

680

145

536

760

200

340

295

冷却水泵

200-315（I）A

1060

865

790

560

168

461

600

200

340

295

选择上海奥利泵业制造有限公司的卧式离心泵具体参数如下：

（㎜）

型号

流量（m³/h）

扬程（m）

效率

电机功率（kw）

转速（r/min）

必需的汽蚀余量（m）

重量（kg）

200-500（I）A

374

28

79

45

1450

4.0

599

200-315（I）A

262

74.4

75

110

1450

4.0

1254

2软化水箱及补水泵的选择

软化水箱按每天三班倒，每班补水两次，每次补水1.5个小时计算。

补水管中的循环水量按冷冻水循环水量的1％计算为726*1％=7.26m³/h

所以可得软化水箱的容积为7.26*24/3/2/1.5=19.26m³

所以可确定水箱尺寸为：

长*宽*高=3*2.5*2.6=19.5m³。

软化器的选择：

根据补水管中的循环水量可选择软化器具体参数如下：

型号

额定流量（t/h）

直径（㎜）

高（㎜）

罐体承压（Mpa）

工作压力（Mpa）

工作温度（℃）

JYFK-80T/D

10

1200

2000

0.6

0.2-0.6

150

补水泵的选择：

补水泵是向集水箱里补水的所以补水泵的选择是根据冷冻水泵的扬程来选的，需要比冷冻水泵稍微大一些！

根据补水管的流量7.26m³/h和冷冻水泵的扬程74.4m可选出补水泵，具体参数如下：

型号

流量（m³/h）

扬程（m）

效率

电机功率（kw）

转速（r/min）

必需的汽蚀余量（m）

重量（kg）

40-250（I）

8.8

81.2

31

11

2900

2.3

6.5

3分水器及集水器的选择

首先确定和用户相连的3根管道的直径：

由推荐流速假定流速v=2m/s由Q=242m³/h可得d=207㎜

取DN=200㎜由DN=200㎜可得v=2.1m/s在经济流速内！

所以实际流速v=2.1m/s.，管径DN=200㎜。

断面积A=1/4πd²=33636㎜²连接管的断面∑A=33636*3=100909㎜²

取分集水器内流速v=1.2m/s[8]

则分/集水器应有的断面积为A’=100909*2.1/1.2=176591㎜²

相应的直径应为D=474㎜取500㎜

集水器的长度L=130+L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7+120+2h

L1=d1+120d1为汇管的管径d1=300㎜

L2=d1+d2+120

L3=d2+d3+120

L4=d3+d4+120其中d2，d3，d4为与用户相连的管的管径为200㎜。

L5=d4+d5+120

L6=d5+d6+120

L7=d6+120其中d5为补水管的管径，d6为连通管的管径。

D=500㎜时h=150㎜[9]

所以可得L=3290㎜

同理可得分水器的长度L=3190㎜。

分集水器筒体和封头壁厚

由D=500㎜工作压力P=0.58Mpa可选壁厚为6㎜，材质为Q235B（JB/T4736）[10]

4过滤器的选择

根据冷却水进水管：

DN=250㎜冷冻水进水管：

DN=200㎜补水管：

DN=50㎜

选择Y型过滤器[11]具体尺寸如下：

L

H

D

D1

D2

b

冷冻水

600

320

340

295

265

30

冷却水

700

370

395

350

320

30

补水管

240

100

160

125

100

20

5冷却塔的选择及电子水处理仪的选择

根据“一塔对一机”选择3台冷却塔且不考虑备用，冷却塔的处理水流量应大于冷水机组的冷却水流量，考虑1.2的安全系数[12]且冷却水的流量为302m³/h所以冷却塔的设计处理水量为L=362.4m³/h

根据实际情况选择湿式横流式（抽风式）的冷却塔[13]

根据冷却塔标准工况下参数

进水温度（℃）

出水温度（℃）

设计温度（℃）

湿球温度（℃）

干球温度（℃）

大气压力（hpa）

37

32

5

28

31.5

994

所以由制冷机组的RT=400冷却塔处理水量362.4m³/h广州的湿球温度28℃，干球温度31℃，冷却塔的进水温度为32℃，出水温度为37℃，

选择中国宜兴市天成环保设备有限公司的冷却塔

型号为CDBHZ—400具体参数如下：

RT

风机电机

进塔水压（pa）

重量（kg）

噪声（db（A））

589.8

D（㎜）

G（m³/h）

kw*台数

52000

干重

湿重

51.3

2400

234

4*2

8400

16460

冷却塔的外形尺寸如下（㎜）

L

W

H

h

7920

7600

3113

2000

电子水处理仪选型

根据处理的冷却水量906m³/h选择山东水龙王集团有限公司的电子水处理仪具体参数如下：

型号

DN（㎜）

长（㎜）

电源（v）

功率（w）

MLBP-350A/B

350

1000

220

40

6定压罐的选择

根据以上计算可知集水箱中的工作压力为8个大气压选择意大利VAREM公司的定压罐具体参数如下：

型号

工作压力Bars

容积L

直径（㎜）

高度（㎜）

S3N10H61

10

1000

930

1970

七设计总结

本学期第19-20周进行了为期10天的课程设计，通过这10天的学习，思考，设计，我对机房的制冷系统设计有了更深入的了解，对课程设计有了更为科学，端正的态度认识。

课程设计开始之前，由于课本上学习的不透彻，再加上缺乏搜集信息的能力，可以说心情很忐忑，不知道将要面对的课程设计有着怎样的难度与挑战。

课设前一天晚上老师给我们布置了任务，并给出了每个人的设计题目。

第二天我们真正开始了我们的课设，但是我却无从下手，于是开始思考，探讨，查阅资料，通过这些真正的自主学习，我发现思路逐渐的清晰起来，由于自己的积极学习，查阅资料，与同学探讨，我的课设进行的很顺利，所以画起图来很有感觉，就想自己真正的再设计一个制冷机房，感觉很自豪，这个过程中我体会到了自己动手学来的东西的那种印象深刻的感觉！

整个课设，我学到了很多，关于设计方面的，也关于电脑方面的，而且切身体会：

一定要有严谨的治学态度，每一个东西都要知道是怎么来的，是用来做什么的，练习独立思考。

搜集信息的能力，不畏惧困难，信心，耐心，细心的解决问题。

必要的合作对知识的掌握也很有帮助，遇到误区要及时向老师和同学请教。

总之，这十天我很快乐，很用心，很努力的完成了课设。

受益匪浅的同时感谢老师及同学的帮助。

八参考文献

[1]陈沛霖等编.空气调节设计手册（第二版）.上海：

同济大学出版社，1999