制冷设计(冷源)说明书

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1、太原理工大学现 代 科 技 学 院制冷课设班级:暖通12-2姓名：赵佳熙学号：2012102516目 录第一章 总论2 1.1设计任务及要求21.2原始资料及设计依据2第二章 制冷机组的选型32.1 制冷机组选型原则32.2 制冷机组的选型3第三章 冷冻水系统的设计43.1 系统形式43.2 冷冻水系统的设计（包括冷冻水泵选择及水力计算） 6第四章 冷却水系统的设计84.1 冷却塔选型84.2冷却水系统的设计（包括水力计算）9第五章 其他设计 105.1 补水泵 10 5.2 补水箱 10 5.3 定压罐 11 5.4 全程水处理器第六章 致 谢 11参 考 资 料 12第一章 总 论1.1

2、设计任务及要求1.1.1 设计任务根据所学基础理论和专业知识，结合实际工程施工程序，按照工程设计规范、标准、设计图集和有关技术资料，在老师师指导下独立完成拉萨市某商场采暖通风空调系统用冷源工程设计。通过本课程设计，系统地掌握冷源工程设计计算方法、步骤，培养学生分析问题和解决冷源工程问题的能力，为将来到城市建设系统从事室内环境设备和建筑公共设施系统的设计、施工组织、调试、运行、工程经济管理和有关科学研究及技术开发等工作奠定基础。 设计的基本要求1. 提倡进行综合性专业课程设计，培养整体设计的观念；2. 综合应用所学知识，能独立分析解决一般专业工程设计计算问题；3. 了解与专业有关的规范和标准；4

3、. 能够利用语言文字和图形表达设计意图和技术问题；1.1 原始资料及设计依据1.2.1建筑概况、土建原始资料和工程所在地区本设计选择的对象是武汉某办公楼，东经3037 北纬11408，据热工气象分区为夏热冬冷地区。建筑正立面为南向，该建筑地上5层地下1层。总建筑面积为10350米，地上高度为23米，地下4米。 1.2.2气象资料经度东经纬度北纬夏季大气压(Pa)夏季空调室外干球温度() 夏季空调室外湿球温度()夏季空调日平均温度()夏季计算日较差()3037114081002.135.228.432.09.8夏季室外平均风速(m/s)最热月相对湿度(%)冬季大气压(Pa)冬季采暖室外干球温度(

4、)冬季空调室外干球温度()冬季室外平均风速(m/s)最冷月相对湿度(%)2.067.001023.51.2.4室内设计参数按采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003）以及相关的设计措施要求执行，办公楼一到五层的空调区域均设计为：t=26C =65% 第二章 制冷机组的选型2.1 制冷机组选型原则由实用供热空调设计手册可得厂家根据给定的蒸汽压力、冷水温度和冷却水温度给出额定的制冷能力。若设计采用的参数与给定值一致，则可按此选择设备。若设计值与给定值有差值，则选型时其制冷能力要根据实用供热空调设计手册中的相关规定来进行修正。2.2 制冷机组的选型由上学期的空调通风课程设计知，该办公楼的

5、空调冷负荷是单层49kw,据面积负荷59.2w/计算，扩大单层面积至2070，总冷负荷616Kw根据制冷机组的选型原则，结合武汉地区的能源状况，选择3HXC200AH机组,由于单机制冷量超过528KW，按照国家规定选择机组两台。具体参数见下表：型号制冷量(kw)688消耗电力(kw)133冷冻水量（m3/h）118冷冻水入口、出口温度()12/7冷却水量（m3/h）141冷却水入口、出口温度()32/37使用电源380V-3ph-50Hz压缩机型式半封闭式单螺杆压缩机台数1 容量调节（）-输入功率(kw)127冷冻油型式 SUNISO 4GS 充填量（L）12 制冷剂型式R134a控制方式感温

6、式外部均压膨胀阀充填量（kg）70*1器发蒸型式直接膨胀壳管式管径（B）125压力损失(kpa)72冷凝器型式水冷壳管式管径150压力损失(kpa)84外形尺寸长(mm)4278宽(mm)980高(mm)1941运行重量(kg)注：1. 冷冻水进出水管外径 mm 1502.冷却水进出水管外径 mm 1503.允许电压波动10%4.最大启动电流 A 445.0 5.麦克维尔WHS075.1-WHS200.2 冷水机组不在美国空调制冷协会（ARI）认证冷量范围之内第三章 冷冻水系统的设计3.1 系统形式 空调冷冻水的形式很多，实际应用中可以根据需要组成各种不同的系统。常见的典型形式如下：3.1.1

7、 一次泵、二次泵（1）一次泵冷冻水系统 a、一次泵定流量冷冻水系统 末端装置水管上设置三通阀，定流量水系统中的循环水量保持定值，负荷变化时可以通过改变风量或改变供回水温度进行调节，例如用供回水支管上三通调节阀，调节供回水量混合比，从而调节供水温度，系统简单操作方便，不需要复杂的自控设备，缺点是水流量不变输送能耗始终为设计最大值。该系统水泵耗能较大，实际中较少采用。 b、一次泵变流量冷冻水系统变流量水系统中供回水温度保持定值，负荷改变时，通过改变供水量来调节。输送能耗随负荷减少而降低，水泵容量和电耗小，系统需配备一定的自控装置。该系统是目前中国建筑空调工程中应用最广泛的水系统。（2）二次泵变流量

8、冷冻水系统二次泵系统主要是在负荷侧和冷源侧分别设置水泵，并在负荷侧和冷源侧之间的供回水总管上设置有旁通管。可以实现负荷侧水泵变流量运行，能节省输送能耗，并能适应供水分区不同压降的需要，系统总的压力低。但系统较复杂，初投资高。3.1.2 双管制、三管制和四管制系统（1）双管制系统夏季供应冷冻水、冬季供应热水均在相同管路中进行。优点是系统简单，初投资少。绝大多数空调冷冻水系统采用双管制系统。但在要求高的全年空调建筑中，过渡季节出现朝阳房间需要供冷而背阳房间需要供热的情况，这时改系统不能满足要求。（2）三管制系统分别设置供冷、供热管路，冷热回水管路共用。优点是能同时满足供冷供热的要求，管路系统较四管

9、制简单。其最大特点是有冷热混合损失，投资高于两管制，管路复杂。 （3）四管制系统供冷、供热分别由供回水管分开设置，具有冷热两套独立的系统。优点是能同时满足供冷、供热要求，且没有冷热混合损失。缺点是初投资高，管路系统复杂，且占有一定的空间。3.1.3 同程式和异程式系统（1）同程式水系统除了供回水管路以外，还有一根同程管，由于各并联环路的管路总长度基本相等，各用户盘管的水阻力大致相等，所以系统的水力稳定性好，流量分配均匀。高层建筑的垂直立管通常采用同程式，水平管路系统范围大时宜尽量采用同程式（2）异程式水系统管路简单，不需采用同程管，水系统投资较少，但水量分配。调节较难，如果系统较小，适当减小公

10、共管路的阻力，增加并联支管的阻力，并在所有盘管连接支路上安装流量调节阀平衡阻力，亦可采用异程式布置。3.2 冷冻水系统的设计3.2.1 冷冻水系统的选择 对于本设计，空调水路中以风机盘管和表冷器为主要空调设备，由于各处风机盘管的型号相差不大，其水流阻力的差距较小，且平面布置规律性较强，采用同程式系统有利于环路中各风机盘管小环路的水力平衡，但在竖直方向高度不是很高，采用竖程浪费管材且阻力加大，所以本系统只采用水平同程竖向不同程，竖向加阀门调节不平衡率；在管制方面，由于本设计不考虑过渡季节出现即供冷又供热的情况，在系统的复杂性和初投资方面，采用两管制系统；为了节约能耗和更有效地控制冷冻水系统本设计

11、采用一次泵定流量水系统。综上所述，该设计采用的冷冻水系统形式为异程式两管制一次泵定流量水系统。3.3冷冻水泵的选择（1）流量 L=3.6 =0.86Q/tL:冷冻水量，m/h；Q:空调冷负荷, kw;t:蒸发器进出口冷冻水温差，由机组参数知取12-7=5;C:水的比热容，取4.187KJ/（kg*）.则，L=0.86*616/5=105.95(m/h)，与机组参数-冷冻水流量118 m3/h比较，取L=118 m/h.（2）扬程H=A(Py+Pj+Pe+P)A:安全系数，取1.051.15；Py:冷冻水管路的沿程阻力，KPa;Pj：冷冻水管路的局部阻力，KPa;Pe：蒸发器内的阻力，KPa;P

12、：室内末端装置的阻力，KPa。Py:由实用空调供热手册可得，计算管道沿程阻力时，经济比摩阻宜控制在200400Pa/m（其中包括局部阻力，阀门阻力），在这里选用：400 Pa/m,机房到最不利末端的距离为L=27*2+（37.5+55.2）*2=239.4m。则Py=400*239.4=95.76KPa=9.6m 。由机组参数可知Pe=72 KPa. 室内末端装置的阻力为30 KPa. 分集水器的阻力 60KPa所以，H=1.1*(9.6+6+7.2+3)=268KPa=26.8 mH2O根据冷冻水泵的流量L=118m3/h和扬程H=26.8m，选择的冷冻水泵为SLW65-250(I)，采用两

13、用一备式，分别配合两台机组运行，参数如下：型号流量 扬程 转速 电机功率汽蚀余量m3/hmr/minKWmSLW65-250(I)11826.829606533.4水力计算3.4.1流速 由实用空调供热手册中得知：管道内水的流速v(m/s)宜符合以下规定：公称直径DN32mm时，v1.5m/s; 公称直径DN=4063mm时，v2m/s; 公称直径DN63mm时，v3m/s.3.4.2选管径由流量L=118 m/h，v=2m/s 。d=(4L/3600v)(1/2)=(4*50/3600/ v)(1/2)=144.5mm查得标准管径为 150mm。3.5 附件附件安装详见系统图 分集水器：首先

14、设立分集水器的目的一是为了便于连接通向各个并联环路的管道，二是均衡压力是汇集在一起的各环路具有相同的起始压力或终端压力。分集水器的直径D(mm)应保持D*2dmax (dmax：最大连管的直径）通常可按并联接管的总流量通过集管断面时的平均流速vm=0.5-1.5m/s来确定，流量特别大时，流速允许适当增大，但最大不应大于vmax=4m/s. 分水器有5个支管，通过计算可得每根支管的直径为： 选用80mm分集水器的长度：L=130+L1+L2+L3+L4+L5+120+2h=130+d+120+d+120+D+120+2*8=2536.6mm取其中的流速为1m/s，循环水量为118m3/h由公式

15、D=595(（G/(v*）)0.5可计算缸体内径为DN150,拟选用DN150的无缝钢管。所以分集水器直径为325mm 长度为2536.6mm。第四章 冷却水系统的设计4.1 冷却塔选型 1、开式和闭式系统（1）开式水系统与蓄热水槽连接比较简单，但水中含氧量较高，管路和设备易腐蚀，且为了克服系统静水压头，水泵耗电量大，仅适用于利用蓄热槽的低层水系统。（2）闭式水系统不与大气相接触，仅在系统最高点设置膨胀水箱。管路系统不易产生污垢和腐蚀，不需克服系统静水压头，水泵耗电较小。2、横流和逆流系统一般变频系统用横流式冷却塔，其它用逆流冷却塔。对于本次设计，应该选择“开式逆流冷却塔”，查武汉当地湿球温度

16、ts=28.5由冷却水量为125m/h，选用型号为 DBNL-225,冷却水流量为125m/h4.2 冷却水系统的设计4.2.1冷冻水泵的选择（1）流量冷冻水泵流量等于冷凝器侧冷却水流量即125m/h（2）扬程H=A(Py+Pj+Pc+H+ Pd)A:安全系数，取1.051.15；Py:冷却水管路的沿程阻力，KPa;Pj：冷却水管路的局部阻力，KPa;Pc：冷凝器内的阻力，取84KPa;H：冷却塔内积水盘与喷嘴的高差,由冷却塔参数知取3.4mH2OPd：冷却塔喷嘴的动压，取50mH2O。Py:由实用空调供热手册可得，计算管道沿程阻力时，经济比摩阻宜控制在200400Pa/m,在这里选用：400

17、 Pa/m,机房到冷却塔L=27*2+（37.5+55.2）*2=239.4m。则Py=400*239.4=95.76KPa=9.6m。局部构件个数局部阻力系数局部阻力(KPa)三通51.57.515弯头70.261.823.64蝶阀60.31.83.6止回阀23.46.813.6过滤器23612除污器24816Pj: 由于Pj=(v/2)= (1000*2/2)=2000*，则：所以，Pj=63.84 KPa.所以，H=1.1*（96+63.8+84+50+34）= 354.2 KPa=35.4m根据冷却水泵的流量L=125m3/h和扬程H=35.4 m，选择的冷冻水泵为SLW80-200A

18、，采用两用一备式，分别配合两台机组，参数如下：型号流量 扬程 转速 电机功率汽蚀余量m3/hmr/minKWmSLW125-200B13837.529503744.2.2水力计算 （1）流速 由实用空调供热手册中得知：管道内水的流速v(m/s)宜符合以下规定：公称直径DN32mm时，v1.5m/s; 公称直径DN=4063mm时，v2m/s; 公称直径DN63mm时，v3m/s. （2）选管径由流量L=125m/h，v=2m/s 实际比摩阻为260Pa/m，符合100-300Pa/m的范围，合理， d=(4L/3600v)(1/2)=(4*125/3600/ v)(1/2)=148.7mm 查

19、得标准管径为 DN150mm。第五章 补水定压设计5.1补水泵根据采暖通风与空调设计规范 得空调水系统的补水量为系统水容量的5%-10%。而工程中系统水容量可按下表估算空气调节水系统的单位水容量（L/建筑面积）空气调节方式全空气系统水、空气系统供冷或采用换热器调节方式0.4到0.550.7到1.30（1）补水泵计算流量: 系统水容量（系统一层到五层为水空气系统） 水容量（按单位指标算，每万平米10立方米） Q=10350*0.001=10.4m 补水量为10.4*0.1=1.04m/h（2）补水泵的计算扬程：H=H+Z2-Z1其中：H补水泵的计算扬程,m;H系统补水的沿程阻力, H=27+（3

20、5），取30mH2O;Z2-Z1补水点高差,由于补水泵出口抬高，所以取2.5 mH2O;则，H=30+2.5=32.5m.所以，补水泵流量0.68m/h,补水泵的扬程25.5m.所以8选择的补水泵为KQL20/110-1.1/2,一用一备，参数表如下:型号流量 扬程 转速 电机功率汽蚀余量m/hmr/minKWm上海纪欢25-1602.83329001.52.35.2补水箱由实用供热空调设计手册查得补水箱储水容积为补水泵小时流量的0.5-1.0配置。所以补水箱容积为V=1.0*1.04=1.04 m，尺寸为L*W*H=2000mm*1200mm*1000mm但考虑实际情况，补水箱体积最少为4m

21、，选择尺寸L*W*H=2000*2000*10005.3定压罐由实用供热空调设计手册查得气体定压罐的实际容量V（大于Vmin）由下面式子确定：Vmin=（*Vt）/（1-） 其中 =（P1+100）/（P2+100）,一般可取0.65-0.85式中 Vt-气压罐调节容积 -容积附加系数 ，一般取1.05气压罐的工作压力值P确定原则：1. P1：补水泵的启动压力，在满足定压点最低要求压力的基础上，增加10KPa富 余量。2. P2：补水泵停泵压力，P2=0.9P33. P3：膨胀水箱回流时电磁阀开启压力，P3=0.9P44. P4：安全阀的开启压力，以不超系统各部件压力为原则。型号容器最大压力（

22、bar）口径直径*高度包装体积S2005361cs0000005*81*160*3320.0105.4 全程水处理器按照厂家给出的选型原则，根据安装管径来选择，以独立安装原则，即回水总管上，旁通安装，选型如下：型号管径处理水量连接形式滤网孔径（mm）尺寸W高度H净重DAQC-150150100-158法兰2.56301200330第六章 致 谢在本次的设计中，我得到了太原理工大学环境科学与工程学院李临平老师和程远达老师的大力支持和帮助，在设计的方法和思路等方面，两位老师都牺牲了大量的休息时间，给予了我悉心的指导和无私的帮助，老师们的精心指导和细心帮助使我顺利地完成了这次的课程设计。这份某商住楼

23、空调冷源的设计涉及到建筑环境与设备工程专业的各学科知识，知识覆盖面之广，综合性之强，大大丰富了我的专业知识，为我通往社会架上了桥梁。通过本次设计,全面的回顾和应用了以前的课本知识,并相应的学习和掌握了一些工程基本知识,培养了提出问题和解决问题的能力,从做文献开始到绘制施工图,获得了许多以后工作中需要的能力,特别是获得了专业方面应用软件的运用能力.能够顺利完成课程设计,离不开老师的精心指导, 我要感谢各位在我们专业课的学习上给我帮助的老师们，并向大学所有教导和关心我的老师致以深深的敬意，你们的教导是我永远的财富！尤其是宋老师和程老师，在设计的每一步，她们都非常认真地审查和修改，提出了大量宝贵的意

24、见。在此，我表示最衷心的感谢！对学院的领导和各位老师为本设计的完成给予的指导和提供的条件，还有给予我很多帮助的同学，我也在此表示衷心的感谢！感谢所有在我学习生涯中给我知识和帮助的人！谢谢您们！参考资料 采暖通风与空气调节设计规范 GB50019-2003 公共建筑节能设计规范 GB50189-2005 通风与空调工程施工质量验收规范 GB50243-2002 冷水机组能效限定值及能源效率等级 GB19577-2004暖通空调制图标准 GB/T50114-2001分（集）气缸 分气缸05K232中国建筑标准设计研究院 05系列建筑标准设计图集 采暖通风专业05N1-05N6 DBJT04-19-2005 全国民有建筑工程设计技术措施 暖通空调动力中国计划出版2008 空气调节用制冷技术（第四版）中国建筑工业出版社 2002年6月实用供热空调设计手册（第三版）中国建筑工业出版社 1993年6月民用建筑工程暖通空调及动力设计深度图样中国建筑标准设计研究院 有关设备厂家的产品样本及技术资料