冷熱源課程設計---大樓制冷機房設計

1、<p>　　《冷熱源工程（N）》</p><p><b>　　課程設計計算書</b></p><p>　　題 目： </p><p>　　姓　　名：　　　 　　　　 　</p><p>　　學 院： </p>

2、<p>　　?！　I(yè)：　　 </p><p>　　班　　級：　　　　　　　 </p><p>　　學 號： </p><p>　　指導教師：　　　　 　 </p><p>　　2012年9月23日</p><p><b>　　目錄&

3、lt;/b></p><p>　　1.設計原始資料………………………………………………...............2</p><p>　　2.確定冷源方案 ……………………………………………………….3</p><p>　　2.1技術性分析 …………………………………………………… ....... 3</p><p>　　2.1方案

4、一 …………………………………………………………….....3</p><p>　　2.2方案二 …………………………………………………………….....4</p><p>　　2.3方案三 …………………………………………………………….....5</p><p>　　2.4 方案四 …………………………………………………… ....... 7<

5、;/p><p>　　2.5經(jīng)濟性分析 ……………………………………………………….....8</p><p>　　3. 分水器和集水器的選擇 ………………………………………..17</p><p>　　3.1分水器和集水器的構造和用途 . ……………………………….......17</p><p>　　3.2分水器和集水器的尺寸 ………………

6、……………………...........17</p><p>　　3.2.1分水器的選型計算 ……………………………………………....17</p><p>　　3.2.2集水器的選型計算 ……………………………………………....18</p><p>　　4. 膨脹水箱配置與計算 ……………………………………….......16</p><p

7、>　　4.1膨脹水箱的容積計算 …………………………………………….....16</p><p>　　4.2膨脹水箱的選型 ………………………………………………….....16</p><p>　　5.制冷機房水系統(tǒng)設計計算 ……………………………………....9</p><p>　　5.1 冷凍水系統(tǒng)選型和計算 ……………………………………………..9&l

8、t;/p><p>　　5.1.1冷凍水泵的選型和計算 …………………………………………..9</p><p>　　5.1.1.1水泵流量和揚程的確定 …………………………………….........9</p><p>　　5.1.1.2 水泵型號的確定 ...........................................................

9、................11</p><p>　　5.2 冷卻水系統(tǒng)的選型和計算 ………………………………………...12</p><p>　　5.2.1冷卻塔的選型 …………………………………………………….12</p><p>　　5.2.2冷卻水泵的選型計算 ……………………………………………...13</p><p>　　

10、6.參考資料……………………………………………………………..20</p><p>　　7.個人小結(jié)…………………………………………………………......21</p><p><b>　　設計題目</b></p><p>　　嘉興市世貿(mào)大樓制冷機房設計</p><p><b>　　1、原始資料</b&g

11、t;</p><p><b>　　1、空調(diào)冷負荷：</b></p><p>　　為：2.0 MW（空調(diào)總面積15000m2）</p><p>　　2、當?shù)乜捎玫哪茉辞闆r：</p><p>　　電：價格：0.7元/度</p><p>　　天然氣：價格：2.5元/m3；熱值：33.45MJ/m3；&

12、lt;/p><p>　　蒸汽：價格： 80元/噸；蒸汽壓力為：0.8MPa</p><p>　　燃油：價格： 4.76元/升；低位發(fā)熱量均為：42840kJ/kg</p><p>　　3、冷凍機房外冷凍水管網(wǎng)總阻力</p><p>　　為：0.35 MPa</p><p><b>　　4、土建資料</b&

13、gt;</p><p>　　制冷機房建筑平面圖（見附圖），其中水冷式冷水機組冷卻塔高度為：</p><p><b>　　20 m</b></p><p><b>　　2、確定冷源方案</b></p><p><b>　　2.1 技術性分析</b></p><

14、p>　　(一)離心式冷水機組</p><p><b>　　(1)優(yōu)點：</b></p><p>　　1.結(jié)構簡單，運動部件少，易損件少，僅是活塞式的1/10，故障率低，壽命長2.圓周運動平穩(wěn)，低負荷運轉(zhuǎn)時無“喘振”現(xiàn)象，噪音低，振動小3.壓縮比可高達20，EER值高4.調(diào)節(jié)方便，可在10%~100%范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié)，部分負荷時效率高，節(jié)電顯著5.體積小，重

15、量輕，可做成立式全封閉大容量機組6.對濕沖程不敏感7.屬正壓運行，不存在外氣侵入腐蝕問題</p><p><b>　　(2)缺點</b></p><p>　　1.價格比活塞式高2.單機容量比離心式小，轉(zhuǎn)速比離心式低3.潤滑油系統(tǒng)較復雜，耗油量大4.大容量機組噪聲比離心式高5.要求加工精度和裝配精度高</p><p>　　(二)雙效蒸

16、汽型溴化鋰吸收式制冷機組：</p><p>　　基于溴化鋰水溶液在常溫下強烈的吸收水蒸氣，而在高溫下又將其吸收的水分釋放出來。同時，水在真空狀態(tài)下，其沸騰溫度在7度以下，蒸發(fā)時具有較低的蒸發(fā)溫度，因而可以采用水作為制冷劑。雙效蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機組部件組成是在單效機組上增加一個高壓發(fā)生器、高溫熱交換器和凝水換熱器，目的是維持高壓發(fā)生器中的壓力在大氣壓下運轉(zhuǎn)，以確保機組的安全，因此，所需的冷卻水量較大，機組造價

17、高，溴化鋰溶液充注量大，初投資增加。但是熱效率高，運轉(zhuǎn)費用低。</p><p>　　(三)直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組：</p><p>　　它是在蒸汽溴化鋰吸收式冷水機組上發(fā)展起來的，以燃油或燃氣為能源取代燃煤，以火管鍋爐（自帶）取代蒸汽鍋爐，以直燃方式取代間接供熱方式等“三個取代”，完成了溴化鋰吸收式冷水機組一次質(zhì)的飛躍。直燃型機組以水-溴化鋰為工質(zhì)對，實現(xiàn)了吸收式制冷循環(huán)喝采暖循環(huán)的

18、交替，達到了一機兩用的目的。</p><p>　　發(fā)展直燃型機組，有利于多種能源的使用和補充，有利于緩解部分地區(qū)電力的暫時緊張狀態(tài)，有利于減少供熱的中間環(huán)節(jié)，提高機組效率（熱力系數(shù)），有利于節(jié)省單獨的鍋爐房設置，給中央空調(diào)的設備選型提供了新的選擇對象。</p><p>　　2.2方案一：采用19XL系列半封閉式R22離心式冷水機組</p><p>　　表1 19X

19、L300半封閉式R22離心式冷水機組性能參數(shù)</p><p><b>　　1）固定費用</b></p><p>　　設備初投資：2150=300（萬元）</p><p>　　安裝費用：25%300=75 (萬元)</p><p>　　系統(tǒng)總投資費用L=300+75=375 (萬元)</p><p>

20、;　　銀行年利率=5.94%</p><p><b>　　使用年限n=15年</b></p><p><b>　　=38.46萬元</b></p><p>　　式中： —每年系統(tǒng)折舊費用</p><p>　　—系統(tǒng)總投資費用，包括設備初投資和安裝費用</p><p><

21、b>　　—銀行年利率</b></p><p><b>　　2）年度使用費用</b></p><p>　　設備額定供冷功率為211KW，臺數(shù)2臺，電費0.7元/度，供冷月為6-9月份，按照每天24小時供冷計算</p><p>　　年度運行費用=單臺供冷功率臺數(shù)時間電費=110萬元</p><p><

22、b>　　3)設備年度費用</b></p><p>　　設備年度費用=固定費用+年度使用費用=38.46+98=136.46萬元</p><p>　　2.3方案二: 采用SXZ8系列雙效蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機組</p><p>　　表2 SXZ8-116D雙效蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機組性能參數(shù)</p><p><b&

23、gt;　　1）固定費用</b></p><p>　　設備初投資：2186=372（萬元）</p><p>　　安裝費用：25%372=93 (萬元)</p><p>　　系統(tǒng)總投資費用L=372+93=465 (萬元)</p><p>　　銀行年利率=5.94%</p><p><b>　　使用年

24、限n=15年</b></p><p><b>　　=47.69萬元</b></p><p><b>　　2）年度使用費用</b></p><p>　　單臺設備蒸汽耗量為1450kg/h，臺數(shù)2臺，蒸汽價格為80元/噸，供冷月為6-9月份，按照每天24小時供冷計算</p><p>　　年度

25、運行費用=蒸汽耗量臺數(shù)時間單價=85.03萬元</p><p><b>　　3）設備年度費用</b></p><p>　　設備年度費用=固定費用+年度使用費用=47.69+85.03=132.72萬元</p><p>　　2.4方案三：采用ZXLR系列燃油型溴化鋰吸收式冷水機組</p><p>　　表3 ZXLR-11

26、5燃油型溴化鋰冷水機組性能參數(shù)</p><p><b>　　1）固定費用</b></p><p>　　設備初投資：2215=430（萬元）</p><p>　　安裝費用：25%430=107.5(萬元)</p><p>　　系統(tǒng)總投資費用L=430+107.5=537.5 (萬元)</p><p>

27、;　　銀行年利率=5.94%</p><p><b>　　使用年限n=15年</b></p><p><b>　　=55.13萬元</b></p><p><b>　　2）年度使用費用</b></p><p>　　單臺設備輕油耗量為81kg/h，臺數(shù)2臺，輕油密度為0.84公斤

28、/升，低位發(fā)熱量為42840KJ/Kg,輕油價格為4.76元/升，供冷月為6-9月份，按照每天24小時供冷計算年度運行費用=輕油耗量臺數(shù)時間單價=336.83萬元</p><p><b>　　3）設備年度費用</b></p><p>　　設備年度費用=固定費用+年度使用費用=55.13+336.83=391.96萬元</p><p>　　2.5

29、方案四：采用ZXLR系列燃氣型溴化鋰吸收式冷水機組</p><p>　　表3 ZXLR-115燃氣型溴化鋰冷水機組性能參數(shù)</p><p><b>　　1）固定費用</b></p><p>　　設備初投資：2215=430（萬元）</p><p>　　安裝費用：25%430=107.5(萬元)</p>

30、<p>　　系統(tǒng)總投資費用L=430+107.5=537.5 (萬元)</p><p>　　銀行年利率=5.94%</p><p><b>　　使用年限n=15年</b></p><p><b>　　=55.13萬元</b></p><p><b>　　2）年度使用費用</

31、b></p><p>　　單臺設備天然氣耗量為74Nm3/h，臺數(shù)2臺，天然氣價格為2.5元/m3，熱值為33.45MJ/m3,供冷月為6-9月份，按照每天24小時供冷計算</p><p>　　年度運行費用=輕油耗量臺數(shù)時間單價=187.23萬元</p><p><b>　　3）設備年度費用</b></p><p>

32、;　　設備年度費用=固定費用+年度使用費用=55.13+187.23=242.36萬元</p><p><b>　　2.6 經(jīng)濟性分析</b></p><p>　　通過比較各個方案的設備年度費用，可以發(fā)現(xiàn)方案二的設備年度費用最低，所以設計采用兩臺SXZ8-116D雙效蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機組。</p><p>　　3、分水器和集水器的選擇&l

33、t;/p><p>　　3.1分水器和集水器的構造和用途</p><p>　　用途：在中央空調(diào)及采暖系統(tǒng)中，有利于各空調(diào)分區(qū)流量分配和靈活調(diào)節(jié)。</p><p><b>　　構造如圖所示：</b></p><p>　　圖3 分水器和集水器構造圖</p><p>　　3.2分水器和集水器的尺寸&

34、lt;/p><p>　　3.2.1分水器的選型計算</p><p>　　根據(jù)Q=CM,制冷量Q=11602=2320KW,水的比熱C=4.2, 溫差=5 ,則</p><p>　　M==138.1kg/s</p><p>　　換算成體積流量V==0.1381m/s，水的密度=1000 m/Kg.</p><p>　　取流速

35、v為0.8m/s,則 </p><p>　　D==0.469 m</p><p>　　因取公稱直徑為DN500.</p><p>　　將分水器分3路供水，分管流速取1.2 m/s,則3個供水管的尺寸計算如下：</p><p>　　D1=D2=D3==0.22 m</p><p>　　因此取公稱直徑為DN250.<

36、/p><p>　　L1=D1+60=310mm,L2=D1+D2+120=620mm,L3=D2+D3+120=620mm,L4=D3+60=310mm.</p><p>　　3.2.2集水器的選型計算</p><p>　　集水器的直徑、長度、和管間距與分水器的相同，只是接管順序相反。</p><p>　　4、膨脹水箱配置與計算</p>

37、;<p>　　4.1膨脹水箱的容積計算</p><p><b>　　根據(jù)V=，其中</b></p><p><b>　　=30 </b></p><p>　　根據(jù)《暖通空調(diào)常用數(shù)據(jù)手冊》有關規(guī)定：</p><p>　　取系數(shù)為1.3L/㎡</p><p>　　V

38、=1.315000/1000=19.5m</p><p><b>　　V=0.35m</b></p><p>　　4.2膨脹水箱的選型</p><p>　　對應采暖通風標準，查得膨脹水箱的尺寸如下：</p><p>　　表12 膨脹水箱性能參數(shù)</p><p>　　5、制冷機房水系統(tǒng)設計計

39、算</p><p>　　5.1 冷凍水系統(tǒng)選型和計算</p><p>　　5.1.1冷凍水泵的選型和計算</p><p>　　5.1.1.1水泵流量和揚程的確定</p><p>　　選擇水泵所依據(jù)的流量Q和壓頭（揚程）H按如下確定：</p><p>　　Q=β1Qmax （m³/s）</p>

40、<p>　　式中 Qmax—按管網(wǎng)額定負荷的最大流量，m³/s；</p><p>　　β1—流量儲備系數(shù)，對單臺水泵工作時，β1=1.1；兩臺水泵并聯(lián)工作時，β1=1.2。</p><p>　　H=β2Hmax (kPa)</p><p>　　式中 Hmax—管網(wǎng)最大計算總阻力，kPa；</p><p>　　β

41、2—揚程（壓頭）儲備系數(shù)，β2=1.1-1.2。</p><p>　　制冷機房的布置平面簡圖如下：</p><p>　　取最不利環(huán)路如下所示，由L1、L2、L3、L4組成。</p><p>　　圖1 冷凍水系統(tǒng)最不利環(huán)路圖</p><p>　　從機房平面圖上可以看出，冷凍水供回水管路都由兩段不同管徑的管路組成。</p><

42、p>　　L1=8424mm,L2=5423mm,L3=19454mm,L4=8190mm.</p><p>　　L1管段直徑D1=250mm, 管段流量V=200 m³/h,則</p><p>　　v1==1.34m/s</p><p>　　取L2管段流速v2=1.85m/s,管段流量V=400 m³/h,則</p><

43、p><b>　　D2==0.3m</b></p><p>　　因此取D2公稱直徑為DN300.</p><p>　　L3管段直徑D4=300mm, 管段流量V=400 m³/h,則</p><p>　　v3==1.85m/s</p><p>　　取L4管段流速v4=1.34m/s, 管段流量V=200m&

44、#179;/h,則</p><p><b>　　D4==0.25m</b></p><p>　　因此取D4公稱直徑為DN250.</p><p>　　根據(jù)各段管徑、流速查水管路計算圖，計算各管段局部阻力如下：</p><p><b>　　=pvv/2</b></p><p>

45、　　表5 冷凍水管段局部阻力計算表</p><p>　　各管段的沿程阻力和總阻力計算如下：</p><p>　　表6 冷凍水管段阻力匯總表</p><p>　　冷凍水壓降為110 KPa，冷凍機房外冷凍水管網(wǎng)總阻力為0.35MPa，則</p><p>　　最不利環(huán)路的總阻力△P=564.6 KPa</p><

46、p>　　根據(jù)H=β2Hmax ，取β2 =1.1，則H=621.06KPa，即揚程H=62.2m.</p><p>　　根據(jù)Q=β1Qmax ，Qmax =200 m³/h，兩臺水泵并聯(lián)工作時，β1=1.2，</p><p>　　則Q=240 m³/h.</p><p>　　5.1.1.2水泵型號的確定 </p><p

47、>　　根據(jù)流量和揚程查暖通空調(diào)常用數(shù)據(jù)手冊，查得水泵型號如下：</p><p>　　表7 ISG冷凍水泵性能參數(shù)</p><p>　　5.2、冷卻水系統(tǒng)的選型和計算</p><p>　　5.2.1冷卻塔的選型</p><p>　　根據(jù)所選制冷機組的性能參數(shù)選擇冷卻塔，進出口溫度為37℃→32℃，擬選用2臺冷卻塔，則單臺冷卻塔流量

48、為305m³/h。通過查找中央空調(diào)設備選型手冊，選擇LBCM-LN-300低溫差標準型逆流式冷卻塔。</p><p><b>　　其規(guī)格如下表：</b></p><p>　　表8 冷卻塔性能參數(shù)</p><p>　　5.2.2冷卻水泵的選型計算</p><p>　　取最不利環(huán)路如下所示，由L1、L2、L

49、3、L4組成。</p><p>　　圖2 冷卻水系統(tǒng)最不利環(huán)路圖</p><p>　　從機房平面圖上可以看出，冷卻水供回水管路都由兩段不同管徑的管路組成。</p><p>　　L1=8019.6mm,L2=16718.9mm,L3=15672.4,L4=7359mm.</p><p>　　L1管段直徑D1=300mm,管段流量V=305

50、 m³/h ，則</p><p>　　v1==1.41m/s</p><p>　　取L2管段流速v2=2m/s, 管段流量V=610m³/h ，則</p><p><b>　　D2==0.34m</b></p><p>　　因此取D2公稱直徑為DN350.</p><p>　　

51、L3管段直徑D3=350mm, 管段流量V=610 m³/h ，則</p><p><b>　　v3==2m/s</b></p><p>　　取L4管段流速v4=1.41m/s, 管段流量V=305 m³/h ，則</p><p><b>　　D4==0.29m</b></p><p

52、>　　取D4公稱直徑為DN300.</p><p>　　根據(jù)各段管徑、流速查水管路計算圖，計算各管段局部阻力如下：</p><p>　　表9 冷卻水管段局部阻力計算表</p><p>　　各管段的沿程阻力和總阻力計算如下：</p><p>　　表10 冷卻水管段阻力匯總表</p><p>　　冷卻水壓

53、降為110KPa，冷卻塔高度分別為20m，則最不利環(huán)路的總阻力</p><p>　　△P=430.43KPa</p><p>　　根據(jù)H=β2Hmax ，取β2 =1.1，則H=473.47KPa，即揚程H=47.4 m.</p><p>　　根據(jù)Q=β1Qmax ，Qmax =305 m³/h，兩臺水泵并聯(lián)工作時，β1=1.2，</p>

54、<p>　　則Q=366 m³/h.</p><p>　　根據(jù)流量和揚程查暖通空調(diào)常用數(shù)據(jù)手冊，得水泵型號如下：</p><p>　　表11 冷卻水泵性能參數(shù)</p><p>　　6、參考資料 </p><p>　　1、采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范GB50019－2003</p&g

55、t;<p>　　2、實用供暖空調(diào)手冊·陸耀慶編·中國建筑工業(yè)出版社</p><p>　　3、【中央空調(diào)設備選型手冊】（周邦寧）·中國建筑工業(yè)出版社</p><p>　　4、暖通空調(diào)常用數(shù)據(jù)手冊·中國建筑工業(yè)出版社（02年第二版）</p><p>　　5、空調(diào)冷熱源·機械工業(yè)出版社</p>

56、<p>　　6、暖通空調(diào)制圖標準GB/T50114-2001</p><p><b>　　7、個人小結(jié)</b></p><p>　　在這次課程設計之前，我對制冷系統(tǒng)的流程只停留在初步階段，能夠了解冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)的流程，但對于管路的連接及機房的具體布置還比較生疏。在設計過程中，我從理解這次設計的目的和任務到確定設計方案，以及機房的設備布置，從迷茫到清晰