冷热源工程课程设计

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1、 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 日目录（1） 设计原始资料1（2） 冷水机组选型2.1 确定冷源方案22.1.1 方案一采用R22满液式螺杆冷水机组22.1.2 方案二采用16DNH_开利溴化锂吸收式冷水机组32.1.3 方案三采用美的离心式冷水机组42.2 技术性分析52.3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73.2 分水器和集水器的尺寸83.2.1分水器的

2、选型计算83.2.2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84.2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95.1.1冷冻水泵流量和扬程的确定175.1.2冷冻水水泵型号的确定125.2冷却水系统的选型和计算135.2.1冷却塔的选型135.2.1冷却水泵的选型计算13（6） 个人小结17（7） 参考文献171.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：0.8M

3、Pa燃油：价格： 2.76元/升；低位发热量均为：42840kJ/kg3、冷冻机房外冷冻水管网总阻力分别为0.40 Mpa；0.35；0.3MPa；0.15 MPa4、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：25 m；20 m；15 m；10 m2.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1 16DNH_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)3631W(mm)1880H(mm)2056冷冻水

4、水量(m/h)91压降(Kpa)89接管直径（DN)100冷却水水量(m/h)141压降(Kpa)83接管直径（DN)1251）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28.8 m3/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=28.822.51

5、2224=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)3600W(mm)1200H(mm)1750冷冻水水量(m/h)80压降(Kpa)44接管直径（DN)125冷却水水量(m/h)95压降(Kpa)54接管直径（DN)1251）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

6、(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）2

7、0电机功率（KW)244.5外形尺寸L(mm)3269W(mm)1309H(mm)2117冷冻水水量(m/h)67压降(Kpa)77.8接管直径（DN)200冷却水水量(m/h)80压降(Kpa)43.2接管直径（DN)2001）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

8、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，

9、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

10、 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

11、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=1000 m/Kg.由中央空调设备选型手册中取流速v为

12、0.7m/s,则D=0.188 m,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4.28) 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/

13、1000=12 m则V=0.00063012=0.216m4.2膨胀水箱的选型由中央空调设备选型手册中表4.210，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0.3 m有效容积0.35m外形尺寸(mm)内径（d ）900高 H700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205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4.25、4.26)：Q=1Qmax （m/s）式中 Qmax按管网额定负荷的最大流量，m/s； 1

14、流量储备系数，对单台水泵工作时，1=1.1；两台水泵并联工作时，1=1.2。H=2Hmax (kPa)式中 Hmax管网最大计算总阻力，kPa； 2扬程（压头）储备系数，2=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=91m/h水量(m/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m/h流速比摩阻沿程阻力局部阻力总阻力12007012.607911.323118.146827.02487705.927225010154.581821.36783.595585.1661097

15、71.63532005475.789911.223119.465646.8511110105.34420012374.55911.323123.6541453.1999.59621.89652509721.7031821.36789.595812.5451312754.9662007411.594911.323115.162874.28286893.32272007523.245911.243113.236835.23687025.354820068413.54911.342132.246753.2548.57253.214冷冻水压降为89KPa，冷冻机房外冷冻水管网总阻力为0.30MPa，则

16、最不利环路的总阻力P=57.522+89+300=446.522KPa根据H=2Hmax ，取2 =1.1，则H=491.1742KPa，即扬程H=50m.根据Q=1Qmax ，Qmax =91m/h，两台水泵并联工作时，1=1.2，则Q=109.2m/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4.23，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Qm/h120L/s33.3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（%）62必须汽蚀余量（m）2.0泵重量W（kg）965.2冷却

17、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37.532，拟选用3台冷却塔，该冷却塔流量为141m/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m/h流速比摩阻沿程阻力局部阻力总

18、阻力12007008.9181411.29689.652596.13698852.988225026231.082821.11886.6262192.7861616891.14325030728.982821.22383.6352566.3731817264.7242008805.0831411.56386.324652.31499234.23652007532.2351411.23683.641632.124996324.15620063254.321411.12489.485624.3258.58365.235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=63.5

19、33+83+159.8=293.533KPa根据H=2Hmax ，取2 =1.1，则H=322.8863KPa，即扬程H=32.3 m.根据Q=1Qmax ，Qmax =141m/h，两台水泵并联工作时，=1.2，则Q=169.2m/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4.23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Qm/h192L/s53.3总扬程H（m）78转速n（r/min）2900电动机功率N(kW)37泵效率（%）45汽蚀余量（m）5.3泵重量W（kg）4026 个人小结 在进行过本次课程设计之后，使我掌握了更多关

20、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、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