冷热源工程课程设计.docx
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冷热源工程课程设计
《冷热源工程》
课程设计计算书
题目：
嘉兴市光明大酒店制冷机房设计
姓 名：
杨超
学院：
建筑工程学院
专 业：
建筑环境与能源应用工程
班 级：
建环142
学号：
201451385236
指导教师：
杨超
2017年6月23日
（1）设计原始资料············································1
（2）冷水机组选型
2。
1确定冷源方案··········································2
2。
1。
1方案一采用R22满液式螺杆冷水机组························2
2.1.2方案二采用16DNH_开利溴化锂吸收式冷水机组················3
2。
1.3方案三采用美的离心式冷水机组····························4
2.2技术性分析············································5
2.3方案选择··············································7
（3）分水器和集水器的选择
3.1分水器和集水器的构造和用途···························7
3。
2分水器和集水器的尺寸································8
3.2.1分水器的选型计算····································8
3.2。
2集水器的选型计算····································8
（4）膨胀水箱配置和计算
4。
1膨胀水箱的容积计算····································8
4。
2膨胀水箱的选型·······································9
（5）冷冻水系统的设备选型和计算
5.1冷冻水系统的选型和计算································9
5.1。
1冷冻水泵流量和扬程的确定····························17
5。
1.2冷冻水水泵型号的确定································12
5.2冷却水系统的选型和计算································13
5.2.1冷却塔的选型········································13
5.2。
1冷却水泵的选型计算··································13
（6）个人小结············································17
（7）参考文献············································17
1。
设计原始资料
1、空调冷负荷：
0。
8MW（空调总面积6500m2）
2、当地可用的能源情况：
电：
价格：
0。
7元/度
天然气:
价格：
2。
5元/m3;热值：
33。
45MJ/m3;
蒸汽:
价格：
180元/吨；蒸汽压力为：
0。
8MPa
燃油：
价格：
2.76元/升；低位发热量均为：
42840kJ/kg
3、冷冻机房外冷冻水管网总阻力
分别为0。
40Mpa；0。
35;0。
3MPa；0。
15MPa
4、土建资料
制冷机房建筑平面图（见附图），其中水冷式冷水机组冷却塔高度分别为：
25m；20m；15m；10m
2。
冷水机组选型
确定冷源方案
方案一：
采用16DNH_开利溴化锂吸收式冷水机组（16DNH012）
表116DNH_012开利溴化锂吸收式冷水机组参数
型号
16DNH012
制冷量（KW）
422
台数
2
单价（万元）
25.32
天然气燃料耗量（m3/h）
28。
8
外形尺寸
L（mm）
3631
W（mm）
1880
H（mm）
2056
冷冻水
水量（m³/h）
91
压降（Kpa）
89
接管直径（DN）
100
冷却水
水量（m³/h）
141
压降（Kpa）
83
接管直径（DN）
125
1）固定费用
设备初投资：
225。
32=50。
64（万元）
安装费用：
25%50.64=12.66（万元）
系统总投资费用L=50.64+12.66=63。
3（万元）
银行年利率=5。
94％
使用年限n=15年
=6.49万元
式中:
—每年系统折旧费用
—系统总投资费用，包括设备初投资和安装费用
—银行年利率
2）年度使用费用单台设备功率为28。
8m3/h，台数2台，天然气价格2.5元/m3，供冷月为6—9月份,按照每天24小时供冷计算
年度运行费用=蒸汽耗量台数时间单价=28.822.512224=36。
3万元
3）设备年度费用
设备年度费用=固定费用+年度使用费用=36。
3+6。
49+63。
3=106.09万元
方案二：
采用R22满液式螺杆冷水机组（LSBLG420）
型号
LSBLG420
制冷量（KW）
420
台数
2
单价（万元）
29.4
电机功率（KW）
73。
5
外形尺寸
L（mm）
3600
W（mm）
1200
H（mm）
1750
冷冻水
水量（m³/h）
80
压降（Kpa）
44
接管直径（DN）
125
冷却水
水量（m³/h）
95
压降（Kpa）
54
接管直径（DN）
125
1）固定费用
设备初投资:
229。
4=58。
8（万元）
安装费用：
25%58.8=14。
7（万元）
系统总投资费用L=58。
8+14.7=73。
5（万元）
银行年利率=5。
94%
使用年限n=15年
=7。
54万元
式中:
—每年系统折旧费用
—系统总投资费用，包括设备初投资和安装费用
—银行年利率
2）年度使用费用
单台设备功率为147KW，台数1台，电费0。
7元/度，供冷月为6-9月份,按照每天24小时供冷计算
年度运行费用=单台供冷功率台数时间电费=73。
52122240。
7=30.13万元
3）设备年度费用
设备年度费用=固定费用+年度使用费用=30。
13+7.54+73。
5=111.17万元
方案三：
采用麦克维尔离心式冷水机组（WSC113MBE71F）
表3麦克维尔离心式冷水机组参数
型号
WSC113MBE71F
制冷量（KW）
400
台数
2
单价（万元）
20
电机功率（KW）
244.5
外形尺寸
L（mm）
3269
W（mm）
1309
H（mm）
2117
冷冻水
水量（m³/h）
67
压降（Kpa）
77.8
接管直径（DN）
200
冷却水
水量（m³/h）
80
压降（Kpa）
43.2
接管直径（DN）
200
1）固定费用
设备初投资：
220=40（万元）
安装费用：
25％40=10（万元）
系统总投资费用L=40+10=50（万元）
银行年利率=5。
94%
使用年限n=15年
=5。
13万元
式中：
-每年系统折旧费用
-系统总投资费用,包括设备初投资和安装费用
—银行年利率
2）年度使用费用
单台设备功率为489.1KW，台数1台，电费0.7元/度，供冷月为6—9月份，按照每天24小时供冷计算
年度运行费用=单台供冷功率台数时间电费=244.52122240.7=100.25万元
3）设备年度费用
设备年度费用=固定费用+年度使用费用=100.25+5。
13+50=155。
38万元
技术性分析
溴化锂吸收式制冷机组:
优点：
1、运动部件少，故障率低，运动平稳,振动小，噪声低
2、加工简单，操作方便,可实现10％~100％无级调节
3、溴化锂溶液无毒,对臭氧层无破坏作用
4、可利用余热.废热及其他低品位热能
5、运行费用少，安全性好
6、以热能为动力，电能耗用少
缺点:
1、使用寿命比压缩式短
2、节电不节能，耗汽量大,热效率低
3、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4。
机组排热负荷比压缩式大，对冷却水水质要求较高5。
溴化锂溶液对碳钢具有强烈的腐蚀性,影响机组寿命和性能
螺杆式冷水机组
优点：
1、结构简单，运动部件少,易损件少，仅是活塞式的1/10，故障率低，寿命长
2、圆周运动平稳，低负荷运转时无“喘振”现象,噪音低,振动小
3、压缩比可高达20，EER值高
4、调节方便，可在10％～100％范围内无级调节，部分负荷时效率高，节电显著
5、体积小，重量轻,可做成立式全封闭大容量机组
6、对湿冲程不敏感
7、属正压运行，不存在外气侵入腐蚀问题 缺点：
1、价格比活塞式高
2单机容量比离心式小，转速比离心式低
3、。
润滑油系统较复杂，耗油量大
4、大容量机组噪声比离心式高
5、要求加工精度和装配精度高
离心式冷水机组
优点:
1、叶轮转速高，输气量大，单机容量大
2、易损件少，工作可靠，结构紧凑，运转平稳,振动小，噪声低
3、单位制冷量重量指标小
4、制冷剂中不混有润滑油，蒸发器和冷凝器的传热性能好
5、EER值高，理论值可达6.99
6、调节方便，在10％~100％内可无级调节缺点：
1、单级压缩机在低负荷时会出现“喘振”现象,在满负荷运转平稳
2、对材料强度，加工精度和制造质量要求严格
3、当运行工况偏离设计工况时效率下降较快，制冷量随蒸发温度降低而减少幅度比活塞式快
4、离心负压系统，外气易侵入，有产生化学变化腐蚀
方案选择
通过比较各个方案的设备年度使用费用，可以发现方案一的设备年度费用最低，所以采用一台开利溴化锂吸收式冷水机组（16DNH012）。
3.分水器和集水器的选择
3.1分水器和集水器的构造和用途
用途：
在中央空调及采暖系统中，有利于各空调分区流量分配和灵活调节.
构造如图所示:
上面是配管，连接各用户；左右两边为旁通管；在底为排污管.
3.2分水器和集水器的尺寸
3.2。
1分水器的选型计算
根据Q=CM,制冷量Q=4222=844KW,水的比热C=4.18KJ/（Kg），温差=12—7=5，
则M==40.38kg/s
换算成体积流量V==0.04038m/s，水的密度=1000m/Kg.
由中央空调设备选型手册中取流速v为0。
7m/s，
则D==0。
188m,取公称直径为DN200。
将分水器分3路供水，分管流速取1。
0m/s,则3个供水管的尺寸计算如下：
D1=D2=D3==0。
190m，取公称直径为DN200。
L1=D1+60=250mm,L2=D1+D2+120=500mm，L3=D2+D3+120=500mm，L4=D3+60=250mm。
（根据《中央空调设备选型手册》表4.2—8）
底部排污管直径30mm.
3。
2。
2集水器的选型
集水器的直径、长度、和管间距与分水器的相同，只是接管顺序相反。
4.膨胀水箱配置与计算
4。
1膨胀水箱的容积计算
根据V=，其中
其中，为水的体积膨胀系数
为最=30
V=1.012000/1000=12m`
则V=0.00063012=0。
216m
4.2膨胀水箱的选型
由《中央空调设备选型手册》中表4.2—10，查得膨胀水箱的尺寸如下：
表4膨胀水箱性能参数
水箱形式
圆形
型号
1
公称容积
0。
3m
有效容积
0.35m
外形尺寸（mm）
内径（d）
900
高H
700
水箱配管的公称直径DN
溢流管
40
排水管
32
膨胀管
25
信号管
20
循环管
20
5制冷机房水系统设计计算
5。
1冷冻水系统选型和计算
5。
1。
1冷冻水水泵流量和扬程的确定
选择水泵所依据的流量Q和压头（扬程）H按如下确定（根据《中央空调设备选型手册》式4.2—5、4。
2-6）：
Q=β1Qmax（m³/s）
式中Qmax—按管网额定负荷的最大流量，m³/s;
β1—流量储备系数,对单台水泵工作时，β1=1。
1；两台水泵并联工作时，β1=1。
2.
H=β2Hmax（kPa）
式中Hmax-管网最大计算总阻力，kPa；
β2-扬程（压头）储备系数，β2=1。
1—1。
2。
取冷水系统最不利环路如下所示
根据所选机型，冷冻水的接管直径为200mm，管段流量V=91m³/h
水量（m³/h）
91
压降（Kpa）
89
根据各段管径、流速查水
表6冷冻水管段阻力汇总表
冷冻水
管段编号
直径DN
管长mm
流量m³/h
流速
比摩阻
沿程阻力
局部阻力
总阻力
1
200
7012。
607
91
1。
323
118。
146
827.024
8
7705.927
2
250
10154.58
182
1。
367
83。
595
585。
166
10
9771.635
3
200
5475.789
91
1.223
119。
465
646。
851
11
10105。
34
4
200
12374。
55
91
1.323
123.654
1453.199
9.5
9621。
896
5
250
9721。
703
182
1.367
89。
595
812。
545
13
12754。
96
6
200
7411.594
91
1。
323
115.162
874。
282
8
6893.322
7
200
7523.245
91
1。
243
113。
236
835。
236
8
7025。
354
8
200
68413.54
91
1。
342
132.246
753。
254
8.5
7253。
214
冷冻水压降为89KPa，冷冻机房外冷冻水管网总阻力为0.30MPa，则
最不利环路的总阻力△P=57.522+89+300=446.522KPa
根据H=β2Hmax,取β2=1.1,则H=491.1742KPa，即扬程H=50m.
根据Q=β1Qmax，Qmax=91m³/h,两台水泵并联工作时，β1=1。
2，
则Q=109。
2m³/h。
5.1.2冷冻水水泵型号的确定
根据流量和扬程查《中央空调设备选型手册》表4。
2—3，查得水泵型号如下：
表7冷冻水泵性能参数
型号
IS150-125-400
流量Q
m³/h
120
L/s
33。
3
总扬程H（m）
21。
9
转速n（r/min）
1450
功率N（kW）
轴功率
27.9
电动机功率
45
泵效率η（%）
62
必须汽蚀余量（m）
2.0
泵重量W（kg）
96
5.2冷却水系统的选型和计算
5.2。
1冷却塔的选型
根据所选制冷机组的性能参数选择冷却塔,进出口温度为37。
5℃→32℃,拟选用3台冷却塔，该冷却塔流量为141m³/h.通过查找中央空调设备选型手册，选择LBCM—LN-3250低温差标准型逆流式冷却塔。
其规格如下表：
表8冷却塔性能参数
型号
BNG—150
冷却水量（m3/h）
150
风机风量（m3/h）
90000
风机直径（mm）
2000
电机功率（KW）
5。
5
自重（kg）
1695
运转重（kg）
3800
供水压力（Kpa）
35
噪声值［dB（A）]
69
各管段的沿程阻力和总阻力计算如下:
10冷却水管段阻力汇总表
冷却水
管段编号
直径DN
管长mm
流量m³/h
流速
比摩阻
沿程阻力
局部阻力
总阻力
1
200
7008.918
141
1。
296
89.652
596.136
9
8852。
988
2
250
26231.08
282
1。
118
86。
626
2192.786
16
16891。
14
3
250
30728。
98
282
1.223
83.635
2566。
373
18
17264.72
4
200
8805.083
141
1.563
86.324
652.314
9
9234.236
5
200
7532.235
141
1.236
83。
641
632。
124
9
96324。
15
6
200
63254。
32
141
1。
124
89。
485
624.325
8.5
8365。
235
冷却水压降为83KPa，冷却塔高度分别为15m，则最不利环路的总阻力
△P=63.533+83+159。
8=293.533KPa
根据H=β2Hmax，取β2=1.1，则H=322.8863KPa，即扬程H=32.3m.
根据Q=β1Qmax，Qmax=141m³/h，两台水泵并联工作时，β=1.2，
则Q=169。
2m³/h。
根据流量和扬程查暖通空调常用数据手册（《中央空调设备选型手册》表4.2-3没有数据），得水泵型号如下：
表11冷却水泵性能参数
型号
ISW100—200I
流量Q
m³/h
192
L/s
53.3
总扬程H（m）
78
转速n（r/min）
2900
电动机功率N（kW）
37
泵效率η（％）
45
汽蚀余量（m）
5。
3
泵重量W（kg）
402
6个人小结
在进行过本次课程设计之后,使我掌握了更多关于《建筑冷热源》这门课程的知识,让我将书本知识运用到了设计与操作中去。
也使我了解到设计过程中，冷热源设计的基本工作流程和基本操作方法。
在进行课程设计的过程中，发现了自己的很多问题。
这些问题都源于我对《建筑冷热源》这门课程的知识的不扎实和欠缺，所以与此同时我在设计的过程中查漏补缺，完善了这方面的知识.
7参考文献
1、采暖通风与空气调节设计规范GB50019－2003
2、实用供暖空调手册·陆耀庆编·中国建筑工业出版社
3、【中央空调设备选型手册】（周邦宁）·中国建筑工业出版社
4、暖通空调常用数据手册·中国建筑工业出版社（02年第二版）
5、空调冷热源·机械工业出版社
6、暖通空调制图标准GB/T50114-2001
7、麦克维尔水冷冷水机组介绍
8、约克冷水机组介绍
9、开利冷水机组介绍
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