空调制冷课程设计.docx

1、空调制冷课程设计安 徽 建 筑 工 业 学 院 设计说明书 空调用制冷技术 设计计算书专 业 班 级 学 号 姓 名 课 题 空调用制冷技术 指导教师 2012年6月12日一 设计题目与原始条件 3二 方案设计 3三 负荷计算 3四 冷水机组选择4五 水力计算 6 1 冷冻水循环系统水力计算 72 冷却水循环系统水力计算 7 六 设备选择 8 1 冷冻水和冷却水水泵的选择 8 2 软化水箱及补水泵的选择 9 3 分水器及集水器的选择 11 4 过滤器的选择12 5 冷却塔的选择及电子水处理仪的选择 126 定压罐的选择 13七 制冷机房的工艺布置14八 设计总结 15九 参考文献 16一 设计

2、题目与原始条件；某空调系统制冷站工艺设计1、工程概况本工程为合肥市某建筑体集中空调工程，建筑单体共15层，建筑面积约30000m2，主要功能及使用面积为：商场10000 m2，办公7500 m2，会议中心1000 m2，客房为2500 m2，多功能厅500 m2。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房间的各个区域，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

3、管到达冷却塔，经冷却塔冷却后降温后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；1.面积热指标（查民用建筑空调设计）商场：q=230(w/); 办公：q=120(w/m2); 会议中心：q=180 (w/m2); 客房：q=80(w/m2); 多功能厅：q=200(w/m2)建筑物类型商场办公会议中心客房多功能厅总冷负荷Kw冷负荷指标w/m2230120180802003680空调面积m210000750010002500500冷负荷量w23000009000001800002000001000

4、002.根据面积热指标计算冷负荷商场：Q=10000*200=2300(Kw); 办公:Q=100*7500=900(Kw); 会议中心:Q=180*1000=180(Kw);客房: Q=2500*100=200(Kw); 多功能厅：Q=500*200=100(Kw)考虑到同时工作系数取0.8，则：总负荷：Q=(2300+900+180+200+100)*0.8=2944(Kw)四 冷水机组选择；方案A方案B方案C 方案D直燃机蒸汽机离心机螺杆机机组型号16DN04016DEH6150LSBLX1600G30XW1452使用台数2222制冷量（KW）1407150016001438耗气量（Nm

5、3/h）82.7*2=165.4-蒸汽量（Kg/h）-6000*2=12000-冷冻水流量（m3/h）242*2=484907*2=1814275*2=550247*2=494冷却水流量（m3/h）366*2=7321321*2=2642344*2=688289*2=578冷冻水进出口温度（0C）7/127/127/127/12冷却水进出口温度（0C）32/37.532/3832/3830/35机组尺寸（长*宽*高）4791*2296*26306924*3600*38501730*4150*21504695*1231*2064重量（Kg）140794950078007549制冷剂水 水R134

6、aR123冷水(热泵)机组的单台容量及台数的选择，应能适应空调负荷全年变化规律，满足季节及部分负荷要求。当空调冷负荷大于528kW时，机组的数量不宜少于2台。冷水机组的台数宜为24台，一般不必考虑备用。 选择冷水机组时，不仅应保证其供冷量满足实际运行工况条件下的要求，运行时的噪声与振动符合有关标准的规定外，还必须考虑和满足下列各项性能要求：1 热力学性能：运行效率高、能耗少(主要体现为COP值的大小)；2 安全性：要求毒性小、不易燃、密闭性好、运行压力低；3 经济性：具有较高的性能价格比；4 环境友善性：具有消耗臭氧层潜值ODP(Ozone Depletion Potential)低、全球变暖

7、潜值GWP(Global Warming Potential)小、大气寿命短等特性通过上述四种机组的比较，可以发现：方案A,B均为吸收式制冷机组，它加工简单，成本低，制冷量调节范围大，可以实现无极调节，运行费用低，利用余热，废热，使用寿命低于压缩式冷水机组，蒸汽耗量大，热效率低，制冷运行时，负荷变化时，易发生溶液结晶,机组较重，体积庞大，占地面积大。方案D螺杆式制冷机组，COP值高，单机制冷量大，容积效率高，结构简单，对湿压缩不敏感，无液击危险，运行可靠，实现无极调节，但润滑油系统比较大，耗油量较大。方案C采用离心式制冷机组，COP值高，结构紧凑，调节方便，在10%100%范围内能较经济的实现

8、无极调节。离心式制冷压缩机作为一种速度型压缩机,具有以下优点:1.在相同冷量的情况下,特别在大容量时,与螺杆压缩机组相比,省去了庞大的油分装置,机组的重量及尺寸较小,占地面积小; 2.离心式压缩机结构简单紧凑,运动件少,工作可靠,经久耐用,运行费用低;3.容易实现多级压缩和多种蒸发温度,容易实现中间冷却,使得耗功较低.4离心机组中混入的润滑油极少,对换热器的传有较高的效率。但是也有其缺点1转子转速较高, 为了保证叶轮一定的宽度, 必须用于大中流量场合,不适合于小流量场合；单级压比低,为了得到较高压比须采用多级叶轮,一般还要用增速齿轮；喘振是离心式压缩机固有的缺点,机组须添加防喘振系统; 一台机

9、组工况不能有大的变动,适用的范围较窄。螺杆式制冷机组属于中型制冷机组，与活塞式相比，运动部件少，无往复运动的惯性力，转速高，单机制冷量大；无余隙容积和吸排气阀，有较高的容积效率；调节方便，制冷量可以通过滑阀进行无级调节；要求加工精度和装配精度高，单级容量比离心式小。 综合考虑选择离心式制冷机组。 根据标准，属于中型规模建筑，宜取制冷机组2台，而且2台机组的容量相同。所以每台制冷机组制冷量Q=29442=1472 kW根据制冷量选取制冷机组具体型号如下：名称：格力C系列离心式冷水机组型号：LSBLX1600G名义制冷量KW1600冷凝器型式卧式壳管式压缩机数量2水压降Kpa70配给功率Kw283

10、水流量m/h344使用制冷剂R134a管径mm2-DN200制冷剂填充量Kg575蒸发器型式 满液壳管式外型尺寸长mm4150水压降Kpa75宽mm1730水流量m/h275高mm2150管径mm2-DN200注： 名义制冷量按如下工况确定： 工作范围 冷冻水进口温度：12 冷却水出口温度：2237 冷冻水出口温度：7 冷却水进口温差：3.510 冷却水进口温度：30 冷冻水出口温度：520 冷却水出口温度：35 冷却水进口温差：2.510五 水力计算根据规范查得数据，管内流速的假定依据如下: DN/mm=250出水管的流速m/s1.52.02.02.5进水管的流速m/s1.01.51.52.

11、01 冷冻水循环系统水力计算；两台机组水泵进水管：假定冷冻水的进口流速为1.5m/sd=103 L=0.07642=0.1528 m3/s, 2台机组总管d1=360mm,取400mm,则管段流速为v=1.22m/s 水泵出水管：假定冷冻水的出口流速为2.0m/sd= 103 L=0.07642=0.1528 m3/s,2台机组总管d1=311.6mm,取350mm,则管段流速为v=1.59m/s单台机组时水泵的进水管：假定流速为1.0 m/sd=103 L=0.0764 m3/s,单台机组管d1=312mm,取350mm,则管段流速为v=0.82m/s水泵的出水管：假定流速为1.5 m/sd

12、=103 L=0.0764m3/s,单台机组管d1=256.2mm,取300mm,则管段流速为v=1.1m/s流量m3/s管径长度(m)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)动压(Pa)Pj(Pa)管段阻力(Pa)0.1528 DN400501.82501250024 1824 4567558192即管段阻力为5.98m水柱。2 冷却水循环系统水力计算； 水泵进水管：假定冷却水的进口流速为1.5m/sd=103 L=0.09562=0.1912 m3/s,2台机组总管d1=402mm,取400mm,则管段流速为v=1.52m/s水泵出水管假定冷却水的出口流速为2.0m/sd=103 L=0.09

13、562=0.1912 m3/s,2台机组总管d1=352.8mm,取350mm,则管段流速为v=1.98m/s单台机组时水泵的进水管：假定流速为1.0 m/sd=103 L=0.0956m3/s,单台机组管d1=348.8mm,取350mm,则管段流速为0.99m/s泵的出水管：假定流速为2.0 m/sd=103 L=0.0956m3/s,单台机组管d1=246.8mm,取250mm,则管段流速为v=1.95m/s流量m3/s管径长度(m)(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)动压(Pa)Pj(Pa)管段阻力(Pa)0.1606DN400501.82501250024 1944 46656591

14、56即管段阻力为6.04m水柱。3 补给水泵的水力计算水泵进水管：假定补给水泵的进口流速为1.5m/sd=103 L=20.07641%=0.001528 m3/s=5.5 m3/h , 2台机组总管d1=36.2mm,取35mm,则管段流速为v=1.59m/s水泵出水管：假定补给水泵的进口流速为2.0m/sd=103 L=20.07641%=0.001528 m3/s,2台机组总管d1=31.2mm,取30mm,则管段流速为v=1.98m/s单台机组时水泵的进水管：假定流速为1.0 m/sd=103 L=0.07641%=0.000764m3/s单台机组管d1=31.2mm,取30mm,则管

15、段流速为v=1.08m3/s 泵的出水管：假定流速为1.5 m/sd=103 L=0.07641%=0.000764m3/s,单台机组管d1=25.9mm,取25mm,则管段流速为v=1.56m/s六 设备选择1冷却塔的选择冷却塔的选择：冷却塔选用开放式逆流式冷却塔，特点是安装面积小，高度大，适用于高度不受限制的场合，冷却水的进水温度为30，出水温度为35，冷却塔的补给水量为冷却塔的循环水量的1%3% 冷却塔的冷却水量和风量的计算G=3600Qc/CP （tw1-tw2） tw= tw1- tw2=35-30=5 Qc=1.2 Q其中 Qc冷却塔冷却热量（KW）,对压缩机制冷机取1.25-1.

16、3Q0（Q0为制冷量）这里取1.3；CP为水的比热容4.2（KJ/(Kg.K)）则 Qc=1.31600=2080KW每台制冷机配一台冷却塔，所以冷却塔冷却水量为： G=3600 Qc/（CPtw）=36002080/(4.25)=356571kg/h=356.571m3/h风量计算：Q=其中 Is1 Is2 对应于下列温度的饱和空气焓；ts2 ts1 为室外空气的进出口湿球温度；ts2合肥市夏季空气调节室外计算湿球温度,查得28.2。ts1 = ts2 + 5 =33.2Is1 =117.5KJ/Kg Is2 =90.5KJ/KgG=36002080/4.2（117.5-90.5）=6603

17、1.7kg/h=55026.5 m3/h(空气密度1.2kg/m3)选用两台同型号CDBNL3系列超低噪声逆流玻璃钢冷却塔，参数如下：型号冷却水量（m3/h）总高mm风量(m3/h)风机直径mm进水压力（kpa）直径mCDBNL3-3503505963187400640037.552 冷冻水和冷却水水泵的选择；（一） 冷却水泵的选择（开式系统）（1）扬程的计算：H=H1 + H2 + H3+ H4 H冷却水泵的扬程H1冷却水系统的沿程及局部阻力水头损失6.04m(由上面计算)H2冷凝器内部阻力水头损失（m）,这里取7m（冷凝器水压降69kpa）H3冷却塔中水的提升高度（m）,这里取24.5mH

18、4冷却塔的喷嘴雾压力水头，常取5m因此冷却水泵所需的扬程 H=H1 + H2 + H3+ H4 =42.54m。Hmax=（1.051.10）H 则Hmax=1.142.54=46.79m （2）流量的确定： 由制冷机组性能参数得卧式壳管式式冷凝器水量为344m3/h，考虑到泄漏，附加10%的余量即为，344（1+10%）=378.4m3/h （3）冷却水泵的选择：根据以上所得流量和扬程，选择三台（二用一备）IS系列型号为200-150-400水泵：型号流量扬程效率转速功率kw电机型号汽蚀余量吸入口直径mmm3/hmr/min轴功率电动机功率IS200-150-4004005081%14506

19、7.290280M-43.8200外形尺寸mmmmmm安装尺寸压出口直径mmaHH1H2L1L5B1B28-dmmmmmmmmmmmmmmmmmm2060730915160465915825184020606707308-22150（三）冷冻水泵的选择（1）扬程的计算：H=H1 + H2 + H3H冷冻水泵的扬程H1冷冻水系统的沿程及局部阻力5.98m(上述计算可知)H2蒸发器内部阻力水头损失（m）,这里取7m（蒸发器水压降69kpa）H3冷冻水的提升高度（m）,这里取24.5m因此冷冻水泵所需的扬程 H=H1 + H2 + H3 =37.48m。Hmax=（1.051.10）H 则Hmax=

20、1.137.48=41.23m（2） 流量的计算由制冷机组性能参数得卧式壳管式蒸发器水量275m3/h，考虑到泄漏，附加10%的余量即为，275（1+10%）=302.5m3/h根据以上所得流量和扬程，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：()型号外型尺寸安装尺寸进出口法兰尺寸长高底长底宽ahLDNDD1冷冻水泵200-315(I)A1060865790560168461600200340295型号流量（m/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）200-315(I)A26274.47511014504.01254每组使用使用三台

21、泵，两用一备3软化水器的选择根据补水流量选用MHW系列全自动软水器 型号产水量（m3/h）树脂填量（t）周期盐耗（mm）安装尺寸（mm）进出管径mmMHW-IR-AT6005-60.794750076012001004 软化水箱及补水泵的选择；(1)冷冻水的补给水量为冷冻水总循环水量的1%取1%则补水量Q1=27521%=5.5m3/h, 软化水箱的大小满足补水泵能连续运行1.52.5h,这里取2h, 则V=Q12=11m3补给水泵的流量 Q2=27521%=5.5m3/h ，扬程H冷冻水泵的扬程所以选择两个如下的泵：(一用一备) 型号流量扬程效率转速功率kw电机型号汽蚀余量吸入口直径mmm3

22、/hmr/min轴功率电动机功率IS50-32-2005.7513.175%14500.75802-42.050外形尺寸mmmmmm安装尺寸压出口直径mmaHH1H2L1L5B1B24-dmmmmmmmmmmmmmmmmmm850360415802354153258208503203604-17.5325 分水器及集水器的选择；（1）分集水器多用于多回路的空调水系统，直径应按总流量通过时的断面流速（0.51.0m/s）初选，并应大于最大接口管开口直径的2倍。（2）过滤器冷水机组、水泵、电动调节阀等设备的入口管道上应安装过滤器或除污器，以防杂质进入。（3）压力表分集水器、冷水机组的进出水管、水泵

23、出口应设压力表。（4）温度计分集水器、冷水机组的进出水管影射温度计。膨胀水箱的选择膨胀水箱一般按照冷冻水系统管路总水容量的2 3%选择一般，一万平方米左右建筑空调水系统膨胀水箱的容积为2 4立方。 2. 软化水箱及补水泵的选择（1）假定集水器的流速为s1.0m/d=103 L=2275=550m3/h=0.1528m3/s ,D=443mm,取450mm，分集水器内流速为v=0.96m/s支管流量Ll=0.1528/2=0.0764 m3/s,假定分水器的流速为1.0m/s, L=2344=688m3/h =0.1911m3/, D=457mm取450mm, 则速度为 1.2m/s所选集水器和

24、分水器的特性：内径(mm)管壁厚（mm）封头壁厚（mm）支架（角钢）支架（圆钢）4501016L605D18（2）分水器和集水器的长度计算（3）集水器的长度：D1=400 mm，D2=250 mm，D3=250 mm ，D4=100mm(D1为冷冻水泵 （4）进水管直径，D2和D3为用户管路直径，D4为旁通管直径) L1=D1+60=410mm， L2=D1+D2+120=670 mm， L3=D2+D3+120=620 mm， L4=D3+D4+120=470mm， L5=D4+60=160mm总长度为L=L1+L2+L3+L4+L5+182=2366mm分水器的长度：D1=400 mm，D

25、2=250 mm，D3=250 mm ，D4=100mm(D1为冷冻水泵出水管直径，D2和D3为用户管路直径，D4为旁通管直径)L1=D1+60=46mm，L2=D1+D2+120=620 mm，L3=D2+D3+120=620 mm，L4=D3+D4+120=470mm，L5=D4+60=160mm总长度为L=L1+L2+L3+L4+L5+182=2330 mm集水器和分水器一般会设置排污口的直径取DN40 mm6 过滤器的选择；根据管路直径选择对应的Y型过滤器。冷冻水泵进水口直径d=350mm, 所以过滤器选Y-350mm冷却水泵进水口直径d=400mm, 所以过滤器选Y-400mm补给水泵进水口直径d=35mm, 所以过滤器选Y-35mm7电子水处理仪的选择；根据冷却水泵压出管直径d=400mm选用电子水处理仪 型号输水管径(mm)处理流量范围 (t/h)设备外形尺寸净重(kg)连接形式面积直径SYS-400C1.0M/C400280-440850420150法兰8 定压罐的选择可根据冷冻水补水量进行选择，由上面可得补水量为5.5m3/h，可选择NDB-60定压罐。其具体性能参数如下补水流量m3/h系统压力气压水罐DH（mm）定压泵型号进口管径mm出口管径mm净重量KG6.0=0.516002700IS65-60-2065651600七制冷站工艺布置