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2方案一采用R22满液式螺杆冷水机组2方案二采用16DNH开利溴化锂吸收式冷水机组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8分水器的选型计算8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

2、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冷冻水泵流量和扬程的确定17冷冻水水泵型号的确定125.2冷却水系统的选型和计算13521冷却塔的选型13521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： 0.8MPa 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 Mp

3、a； 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)

4、83接管直径（DN）1251）固定费用设备初投资：2 x 25.32=50.64 （万元）安装费用：25%x 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i =5.94%使用年限n=15年L 二 Lx-）=6.49 万元1（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）年度使用费用单台设备功率为28.8 ms/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二蒸汽耗量x台数x时间x单价=28.8 x2x 2.5 x 122

5、 x24=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(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）1251）固定费用设备初投资：2x29.4=58.8 （万元）安装费用：25% x 58.8=14.7（万元） 系统总投资费用 L=58.

6、8+14.7=73.5 （万元） 银行年利率i =5.94%使用年限n=15年i（1 + i）nr 匸一L 二 L x=7.54 万兀1（1 + l） 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二单台供冷功率x台数x时间x电费=73.5 x 2 x 122 x 24x 0.7=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

7、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)3269W(mm)1309H(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）2001）固定费用设备初投资：2 x 20=40 （万元）安装费用：25% x40=10（万元）系统总投资费用L=40+10=50 （万元）银行年利率i =5.94%使用年限n=15年L 二 L x i（1 + “=5.13 万元1

8、（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x台数x时间x电费=244.5 x 2 x 122 x 24 x 0.7=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

9、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

10、，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 6.996、调节方便，在 10%100%内可无级调节缺点：1、单

11、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。L3.2 分水器和集水器的尺寸3.2.1

12、 分水器的选型计算根据 Q=CM At,制冷量 Q=422x 2=844KW,水的比热 C=4.18KJ/(Kg- K ),温差也=12-7=5 0C ,则 M=2 =40.38kg/sCAt换算成体积流量V= M =0.04038m3/s，水的密度p =1000 m3 /Kg.P由中央空调设备选型手册中取流速v为0.7m/s,4 x V则D=0.188 m,取公称直径为DN200.兀x v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：1 4 x V-D1=D2=D3=0.190m,取公称直径为 DN200.3 x兀 x vL1=D1+60=250mm,L

13、2=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 P=必岭其中其中，为水的体积膨胀系数八0.0006L/0CAt 为最 At =30 0cV =1.0 x 12000/1000=12 m 3 0则 V =0.0006x30x12=0.216m3P4.2 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

14、胀水箱性能参数水箱形式圆形型号1公称容积0.3 m3有效容积0.35m3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=P Q（m3 /s ）1 max式中 Q 按管网额定负荷的最大流量， m3/s；maxP 流量储备系数，对单台水泵工作时，P =1.1 ;两台水泵并联工11作时，p =1.2。1H=p H （kPa）2 max式中 H

15、 管网最大计算总阻力， kPa ；maxp 扬程（压头）储备系数， p =1.1-1.2。 22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12007012.607911.323118.146827.02487705.927225010154.581821.36783.595585.166109771.63532005475.789911.223119.465646.8511110105.

16、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 最不利环路的总阻力 P=57.522+89+300=446.522KPa根据 H=p Hma

17、x ，取0 2 =1.1，则 H=491.1742KPa，即扬程 H=50m.根据Q=p Q Q=91m3 /h，两台水泵并联工作时，0 =1.2，1 max ， max1则 Q=109.2m3 /h.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Qm3 /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n (%)62必须汽蚀余量(m)2.0泵重量W (kg)965.2冷却水系统的选型和计算5.2.1 冷却塔的选型根据所选

18、制冷机组的性能参数选择冷却塔，进出口温度为37.5 C-32C, 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BNGT50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12007008.91

19、81411.29689.652596.13698852.988225026231.082821.11886.6262192.7861616891.14325030728.982821.22383.6352566.3731817264.7242008805.0831411.56386.324652.31499234.23652007532.2351411.23683.641632.124996324.15620063254.321411.12489.485624.3258.58365.235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=63.533+83+15 9.8

20、=293.533KPa根据 H=p Hmax ，取0 2 =1.1，则 H=322.8863KPa,即扬程 H=32.3 m.根据Q=p Q Q=141m3 /h，两台水泵并联工作时，0 =1.2 ,1 max ， max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 4.23 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Qm3 /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n (%)45汽蚀余量(m)5.3泵重量W (kg)4026 个人小结在进行

21、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 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