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1、冷热源工程课程设计嘉兴学院1讲解嘉兴学院冷热源工程课程设计题目： 嘉兴市华荣商场制冷机房设计 学院： 建筑工程学院 专业： 建筑环境与设备工程 班级： 建环061 学号： 06 学生姓名： 汤余妹 扌旨导教师： 阳季春、吴晓艳 1设计原始资料 22确定冷源方案 .32.1方案一 .32.2方案二 .42.3方案三 .52.4方案四 .62.5技术性分析 .72.6经济性分析 .83制冷机房水系统设计计算 .93.1冷冻水系统选型和计算 .93.1.1冷冻水泵的选型和计算 .93.1.1.1水泵流量和扬程的确定 93.1.1.2 水泵型号的确定 113.2冷却水系统的选型和计算 .123.2.1

2、冷却塔的选型 .123.2.2冷却水泵的选型计算 .134.膨胀水箱配置与计算 .164.1膨胀水箱的容积计算 164.2膨胀水箱的选型 165.分水器和集水器的选择 .仃5.1分水器和集水器的构造和用途 175.2分水器和集水器的尺寸 175.2.1分水器的选型计算 .175.2.2集水器的选型计算 .186参考资料 .佃7.个人小结 201、原始资料1、 空调冷负荷：分别为： 3.6MW （空调总面积 30000m2）2、当地可用的能源情况：电：价格： 0.5 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

3、： 3.76 元/升;低位发热量均为： 42840kJ/kg3、 冷冻机房外冷冻水管网总阻力为 0.45MPa4、 土建资料30m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：2、确定冷源方案2.1方案一：采用19XR系列半封闭式离心式冷水机组表1 19XR650半封闭式离心式冷水机组性能参数型号19XR650制冷量（KW）2286台数2单价（万元）136电机功率（KW）448冷冻水水量(M3/h)393压降(Kpa)103冷却水水量(M3/h)474压降(Kpa)851） 固定费用设备初投资：2 136=272 （万元）安装费用：25% 272=68 （万元）系统总投资

4、费用L=272+68=340 （万元）银行年利率i =5.94%使用年限n=15年i（1 +i）nL1 =L n =34.83 万元（1 i）n -1式中：L1 每年系统折旧费用L系统总投资费用，包括设备初投资和安装费用i 银行年利率2） 年度使用费用设备额定供冷功率为448K0台数2台，电费0.5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=448 2 122 24 0.5=131.17万元3）设备年度费用设备年度费用=固定费用+年度使用费用=34.83+131.17=166万元2.2方案二：采用SXZ8系列双效蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组表

5、2 SXZ8-145D双效蒸汽型溴化锂冷水机组性能参数型号SXZ8-145D制冷量（KW）1450台数3单价（万元）186蒸汽耗量（Kg/h）1815水量(M3/h)250冷压降（Kpa）110冻接管直径（DN）150水水量(M3/h)381冷 压降（Kpa）110却接管直径（DN）200水1）固定费用设备初投资：3 186=558 （万元）安装费用：25% 558=139.5（万元）系统总投资费用L=558+139.5=697.5 （万元）银行年利率i =5.94%使用年限n=15年i（1 +i）nLL n =71.45 万元（1 i）n -12） 年度使用费用单台设备蒸汽耗量为1815kg

6、/h，台数3台，蒸汽价格为180元/吨，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=1.815 3 180 122 24=287万元3） 设备年度费用设备年度费用=固定费用+年度使用费用=71.45+287=358.45万元2.3方案三：采用ZXLR系列燃油型溴化锂冷水机组表3 ZXLR-145燃油型溴化锂冷水机组性能参数型号ZXLR-145制冷量（KW）1454台数3单价（万元）215轻油耗量（Kg/h）101低位热值（KJ/Kg）43054水量(M3/h)250冷 压降（Kpa）85冻 接管直径（DN）200水水量(M3/h)381冷 压降（Kp

7、a）88却 接管直径（DN）250水1）固定费用设备初投资：3 215=645 （万元）安装费用：25% 645=161.25（万元）系统总投资费用L=645+161.25=806.25 （万元）银行年利率i =5.94%使用年限n=15年L-L i（1 卩=82.6 万元（1 i）n -12） 年度使用费用单台设备轻油耗量为101kg/h，台数3台，轻油密度为0.84公斤/升，低位发热 量为42840KJ/Kg,轻油价格为3.76元/升，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=轻油耗量 台数 时间 单价101汉 43054 -一=3 122 24 3.76=399.1 万

8、兀42840 x 0.843） 设备年度费用设备年度费用=固定费用+年度使用费用=82.6+399.1=481.7万元2.4方案四：采用ZXLR系列燃气型溴化锂冷水机组表4 ZXLR-145燃气型溴化锂冷水机组性能参数型号ZXLR-145制冷量（KW）1454台数3单价（万元）215天然气耗量（Nm3/h）93高位热值（KJ/Nm3）46000冷水量(M3/h)250冻压降(Kpa)85水接管直径（DN）200冷水量(M3/h)378却压降(Kpa)88水接管直径（DN）2501） 固定费用设备初投资：3 215=645 （万元）安装费用：25% 645=161.25（万元）系统总投资费用L=

9、645+161.25=806.25 （万元）银行年利率i =5.94%使用年限n=15年LL i（1 卩=82.6 万元（1 i）n -12） 年度使用费用单台设备天然气耗量为93Nm3/h台数3台，天然气价格为3.76元/m3,热值为 33.45MJ/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=轻油耗量 台数 时间 单价 =3 122 24 93 46000 3.76=422.4 万元334503） 设备年度费用设备年度费用=固定费用+年度使用费用=82.6+422.4=505万元2.5技术性分析离心式冷水机组a.优点：叶轮转速高，输气量大，单机容量大；易损件少，工作可

10、靠， 结构紧凑，运转平稳，振动小，噪声低；单位制冷量重量指标小；制冷剂中 不混有润滑油，蒸发器和冷凝器的传热性能好； EEF值高，理论值可达6.99 ;调节方便，在10%-100%内可无级调节。b缺点：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；对材料强度，加工精度和制造质量要求严格；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；离心负压系统， 外气易侵入，有产生化学变化腐蚀管路的危险c 可用冷热源情况：电力双效蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组：基于溴化锂水溶液在常温下强烈的吸收水蒸气，而在高温下又将其吸收的 水分释放出来。同时，水在真空状态下，其沸

11、腾温度在 7 度以下，蒸发时具有较 低的蒸发温度， 因而可以采用水作为制冷剂。 双效蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组 部件组成是在单效机组上增加一个高压发生器、 高温热交换器和凝水换热器， 目 的是维持高压发生器中的压力在大气压下运转， 以确保机组的安全， 因此，所需 的冷却水量较大，机组造价高，溴化锂溶液充注量大，初投资增加。但是热效率 高，运转费用低。直燃型溴化锂吸收式冷热水机组： 它是在蒸汽溴化锂吸收式冷水机组上发展起来的，以燃油或燃气为能源取 代燃煤，以火管锅炉（自带）取代蒸汽锅炉， 以直燃方式取代间接供热方式等 “三 个取代”，完成了溴化锂吸收式冷水机组一次质的飞跃。 直燃型机组以水 -

12、溴化锂 为工质对，实现了吸收式制冷循环喝采暖循环的交替，达到了一机两用的目的。 发展直燃型机组， 有利于多种能源的使用和补充， 有利于缓解部分地区电力的暂 时紧张状态，有利于减少供热的中间环节，提高机组效率（热力系数） ，有利于 节省单独的锅炉房设置，给中央空调的设备选型提供了新的选择对象。2.6 经济性分析 通过比较各个方案的设备年度费用，可以发现方案一的设备年度费用最低， 所以设计采用两台19XR650半封闭式离心式冷水机组。3、制冷机房水系统设计计算3.1冷冻水系统选型和计算3.1.1冷冻水泵的选型和计算3.1.1.1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：

13、Q=B 1Qmax ( m3/s )式中Qmax按管网额定负荷的最大流量， m3/s ；B 1 流量储备系数，对单台水泵工作时， B 1=1.1 ;两台水泵并联工作时，B 1=1.2。H = B 2Hmax (kPa)式中Hmax管网最大计算总阻力， kPa；B 2 扬程(压头)储备系数， B 2 = 1.1-1.2。制冷机房的布置平面简图如下：取最不利环路如下所示，由 L1、L2、L3、L4组成。图1 冷冻水系统最不利环路图从机房平面图上可以看出，冷冻水供回水管路都由两段不同管径的管路组成。L1=7800mm,L2=8600mm,L3=7500mm,L4=9000mm.L1 管段直径 D1=

14、200mm管段流量 V=343 m3/h,v1= 4 V2 =3.48m/s.n x D2取L2管段流速v2=2.7m/s,管段流量V=786 m3/h,则D2= 4 V =0.32m,取D2公Vn x v称直径为DN320.L3 管段直径 D3=200mm管段流量 V=343 m3/h,v3= 4 V2 =3.48m/s.n x D2取L4管段流速v4=2.7m/s,管段流量V=786m3/h,则D4= 4 V =0.32m,取D4公Vn xv称直径为DN320.根据各段管径、流速查水管路计算图，计算各管段局部阻力如下：表5 冷冻水管段局部阻力计算表管段名称个数 旧（KPaL1截止阀1290

15、0弯头30.615.7L2四通22900弯头91.835.7截止阀36L3截止阀12900弯头30.621.8三通11L4900弯头5110.9截止阀12各管段的沿程阻力和总阻力计算如下:表6 冷冻水管段阻力汇总表管段管长(mm直径(mm)流速(m/s)比摩阻(Pa/m)沿程阻力(KPa)局部阻力(KPa)总阻力(Kpa)L1110002003.48378.744.1615.719.86L2101003202.7137.371.3835.737.08L3100002003.48378.743.7821.825.58L490003202.7137.371.2410.912.1冷冻水压降为103

16、KPa,冷冻机房外冷冻水管网总阻力为 0.45MPa,则最不利环路的总阻力 P=19.86+37.08+25.58+12.1+103+450=647.62 KPa 根据 h=B 2Hmax，取 B 2 =1.1，贝U H=712.4KPa 即扬程 H=72 m.根据Q=B iQmax , Qnax =393 m3/h，两台水泵并联工作时， B 1=1.2 ,则 Q=471.6 m 3/h.3.1.1.2水泵型号的确定根据流量和扬程查暖通空调常用数据手册，查得水泵型号如下：表7 冷冻水泵性能参数型号12Sh-6Bm3/h540流量Q L/s150总扬程H (m)72转速 n (r/min )14

17、70轴功率151功率N(kW) 电动机功率225泵效率n(%)70允许吸上真空高度HN5.6叶轮直径D(mm)475泵重量W( kg)8573.2、冷却水系统的选型和计算3.2.1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 C-32 C,拟选用2台冷却塔，则单台冷却塔流量为474n3/h。通过查找中央空调设备选型 手册，选择LBCM-LN-4O0氐温差标准型逆流式冷却塔。其规格如下表：表8 冷却塔性能参数机型LBCM-LN-500WB2&500标准水量（m/h）WB272575高度H6210外形尺寸（mm）外径D7600电机KW22.38送风装置风叶直径D4270温水

18、入管250冷水出管250排水管80配管尺寸（DN溢水管100补给水管 自动50手动50322冷却水泵的选型计算取最不利环路如下所示，由L1、L2、L3、L4组成图2 冷却水系统最不利环路图从机房平面图上可以看出，冷却水供回水管路都由两段不同管径的管路组成。L1=6500mm,L2=47900mm,L3=8100,L4=43800mm.L1 管段直径 D1=250mn管段流量 V=474 mB/h ，v仁 4 V2 =2.7m/s.n x D取 L2 管段流速 v2=2.7m/s,管段流量 V=948 m3/h，则 D2= 4 V =0.35m,Vn x v取D2公称直径为DN350.L3 管段

19、直径 D3=250mm管段流量 V=474 m3/h ，v3= 4 V2 =2.7m/s.n x D4 ：V取 L4 管段流速 v4=2.7m/s,管段流量 V=948 m3/h，贝U D4=J=0.35m,Vn x v取D4公称直径为DN350.根据各段管径、流速查水管路计算图，计算各管段局部阻力如下：表9 冷却水管段局部阻力计算表管段名称个数.旧(KPa截止阀12L1900弯头10.211.7三通11四通22L2900弯头61.233.5截止阀36截止阀12L3900弯头20.48.7900弯头10.2L4三通1111. 7截止阀12各管段的沿程阻力和总阻力计算如下：表10冷却水管段阻力汇

20、总表管段管长直径流速比摩阻沿程阻力局部阻总阻力(mm(mm)(m/s)(Pa/m)(KPa)力(Kpa)(KPa)L1 65002502.7159.111.0311.712.73L2 479003502.7109.175.2333.538.73L3 81002502.7159.111.298.79.99L4 438003502.7109.174.7811.716.48冷却水压降为85KPa冷却塔高度分别为30m则最不利环路的总阻力 P=12.73+38.73+9.99+16.48+85+294=371.93 KPa根据 h=B 2Hmax，取 B 2 =1.1，贝U H=409.1KPa 即扬

21、程 H=41.7 m.根据Q邛iQmax , Qnax =474 m3/h，两台水泵并联工作时， B 1=1.2 ,则 Q=568.8 m3/h.根据流量和扬程查暖通空调常用数据手册，得水泵型号如下：表11冷却水泵性能参数型号12Sh-9B流量Q n3/h684L/s190总扬程h( m43转速 n (r/min)1470功率 轴功率102.5N(kW)电动机功率132泵效率n(%)82允许吸上真空高度HN4.5叶轮直径D(mm)378泵重量W( kg)7704、膨胀水箱配置与计算4.1膨胀水箱的容积计算根据V =- tv0，其中二=0.0006L/Ct =30 0CV0=1 30000/10

22、00=30 m3则 VP =0.0006 30 30=0.54m34.2膨胀水箱的选型对应采暖通风标准，查得膨胀水箱的尺寸如下:表12膨胀水箱性能参数水箱形式圆形型号3公称容积30.5 m有效容积30.54m外形尺寸内径（d）900(mm)高H1000溢流管40排水管32水箱配管膨胀管25的公称直信号管20径DN循环管205、分水器和集水器的选择5.1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：图3 分水器和集水器构造图5.2分水器和集水器的尺寸5.2.1分水器的选型计算根据Q=CMt,制冷量Q=2286 2=4572KW水的比热C

23、=4.2,温差4=5 C 则皿亠=217恥/$CAt换算成体积流量V=M =0.218m3/s，水的密度 21000 m3/Kg.P取流速v为0.8m/s,，4 2则D= =0.589 m,取公称直径为 DN630.、兀x v将分水器分3路供水，分管流速取1.2 m/s,则3个供水管的尺寸计算如下:D1=D2=D3= 4 V =0.278 m,取公称直径为 DN280.3： : vL1=D1+60=340m m,L 2=D1+D2+120=680m m,L 3=D2+D3+120=680mm,L4=D3+60=340mm.5.2.2集水器的选型计算集水器的直径、长度、和管间距与分水器的相同，只

24、是接管顺序相反6、参考资料1、采暖通风与空气调节设计规范 GB5001920032、 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/T50114-20017、个人小结在这次课程设计之前，我对制冷系统的流程只停留在初步阶段，能够 了解冷冻水系统和冷却水系统的流程，但对于管路的连接及机房的具体布 置还比较生疏。在设计过程中，我从理解这次设计的目的和任务到确定设 计方案，以及机房的设备布置，从迷茫到清晰，从翻阅各种规范和图集到 计算分析，从同学之间互相讨论到一次一次地更改，期间真的很累，这让 我深刻体会到原来做设计这么不容易。这无疑是一次重要实践训练，通过 这一实践性教学环节，我掌握了冷热源工程课程的基本理论和基本设 计程序和步骤，加深了对制冷系统的理解，同时也学会了查阅和使用设计 资料的方法，培养和提高了运用所学课程知识分析并解决工程问题的能力。 不仅如此，也培养了团队之间的合作精神。