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1、石家庄铁道大学四方学院课程设计冷冻机房设计2021届 电气工程 系专业：建筑环境与设备工程学号： xxxxxxxxx学生姓名:x x x指导教师：xx x完成日期 2021 年7月7日第一章设计任务31.1 建筑资料31.2 设计任务31.3 设计步骤3第二章制冷机房42.1 制冷机房的位置选择 42.2 冷水机组的选择 42.2.1 冷水机组的装机容量 52.2.2 冷水机组的台数52.2.3 冷水机组的类型52.3 冷却塔的选择 62.4 水泵的选择62.4.1 冷冻水泵的选择 62.4.2 冷却水泵的选择72.5 补水定压装置的选择 72.6 分集水器的选择 82.7 水处理设备的选择
2、92.7.1 软水器和软化水箱 92.7.2 水处理仪9第三章水力计算103.1 沿程阻力103.2 局部阻力103.3 总阻力103.4 水力计算103.5 水力计算表格11第一章设计任务1.1 建筑资料机房为370砖墙,内净尺寸12X15m,屋顶标高6m,净高4.8m,房门1.895m.1.2 设计任务石家庄市某建筑空调设计冷负荷 1450kW,需要提供7C/12c空调冷水,制冷机 房外侧冷冻水系统阻力0.15MPa,建筑物高度22.5m,空调面积8500m2,据此条件对 制冷机房进行设计.1.3 设计步骤查阅资料,确定制冷机房设计冷负荷(1)选择定型冷水机组并确定台数定型冷水机组有风冷冷
3、水机组和水冷冷水机组两大类,水冷冷水机组又有蒸汽压 缩式冷水机组和吸收式冷水机组两种,通过技术经济分析确定所选用的冷水机组种 类.(2)选择冷却塔材质推荐使用玻璃钢,注意冷却塔的设计条件应与冷水机组匹配,否那么应进行修正.(3)布置冷却水管道、冷冻水管道确定管径,并进行阻力计算,选择过滤器、电子水处理仪、集水器、分水器(用户4个环路)等.(4)选择冷却水泵和冷冻水泵根据流量和扬程进行确定,并考虑备用泵.(5)选择确定定压补水设备(6)编写设计计算说明书(7)绘制机房平面图、系统图和局部详图第二章制冷机房制冷机房是整个中央空调系统的冷热源中央,同时又是整个中央空调系统的控 制调节中央.中央机房一
4、般由冷水机组、冷水泵、冷却水泵、集水缸、分水缸和限制屏、换热 器等装置组成.2.1 制冷机房的位置选择制冷机房通常靠近空调机房,氟利昂制冷设备可以设置在空调机房内, 规模小的 制冷机房一般附设在其他建筑内,规模较大的制冷机房特别是氨制冷机房宜单独修 建.制冷机房应设置在靠近空气调节负荷中央,一般应充分利用建筑物的地下室.对 于超高层建筑,也可设在设备层或屋顶上.由于条件所限不宜设在地下室时, 也可以 设在裙房或与主建筑分开独立设置.本设计中采用氟利昂制冷设备,因本工程中有地下室可利用故为节省空间, 制冷 机房设置在地下室二层.2.2 冷水机组的选择冷水机组是整个空调系统的心脏,为整个系统提供冷
5、水且关系到整个空调系统的 日常运行情况.因此空调系统冷水机组的选择是一个很重要的过程.一般在选择制冷机时应考虑以下几方面的因素.机组性能、规格适合使用要求.如供冷温度、单机制冷量、设备承压水平等.能源及能耗供给方便和经济.如电源、热泵或油、气源供给的可能性,电、热、 冷综合利用的可能性、经济性.对周围环境危害的影响要小.如噪声、振动的影响范围；所用制冷剂的毒性、安 全性对周围环境的危害程度；ODP值和GWP值要小.运行可靠、操作围护方便,以及一次性投资和经常运行费用的综合分析比拟,对企业的经济效益高,社会效益好.所以,选择何种制冷机,应根据工程的具体情况及条件进行综合分析比拟2.2.1 冷水机
6、组的装机容量本设计中的冷水系统是间接式系统,系统冷负荷总计1450kW,对其冷负荷附加至1.2.冷水机组的负荷为Q=1.1 X 1450=1595kW2.2.2 冷水机组的台数制冷机组一般以选用24台为宜,中小型规模直选用2台,较大型可选用3台, 特大型可选用4台.机组之间要考虑其互为备用和轮换使用的可能性.同一站房内可采用不同类型、不同容量的机组搭配的组合式方案,以节约能耗.并联运行的机组中至少应选择一台自动化程度较高,调节性能较好,能保证局部负荷下能高效运行的机 组.选择活塞式冷水机组时,宜优先选用多机头自动联控的冷水机组4.综合考虑本设计选用两台冷水机组,每台装机容量为798kW02.2
7、.3 冷水机组的类型常用的冷水机组有压缩式和吸收式.其中压缩式制冷机组又分为离心式、活塞式 和螺杆式.考虑到本工程中没有较为方便余热可供利用故本设计选用电动压缩式冷水机组.冷水机组的冷却方式有风冷冷却和水冷冷却两种方式.风冷冷水机组宜用于干球 温度较低或昼夜温差较大,缺乏水源地区的中小型空调制冷系统 2.故本设计采用水 冷冷水机组.螺杆式冷水机组还具有结构简单、紧凑、重量轻、易损件少,可靠性高,维修周 期长；在低蒸发温度或高压缩比工况下仍可单机压缩；采用滑阀装置,制冷量可在 10100%范围内进行无极调节,并可在无负荷条件下启动；对湿行程不敏感,当时蒸 汽或少量液体进入机内,没有液击的危险；排
8、气温度低,主要由油温限制,对根底要 求通常不需要采用隔振举措等.参考麦克维尔单螺杆式冷水机组的样本,本设计选那么的机组型PFS-2402其性能参数如下：表2-1PFS-240.2机组技术参数制冷量(kW)冷冻水流量(l/s)冷冻水压降(kPa)冷却水流量(l/s)冷却水压降(kPa)制冷剂833.539.924.346.727.4R134a2.3 冷却塔的选择冷却塔是制冷系统中将热量转移到大气的设备, 选用时应根据其热工性能和周围 环境对噪声、漂水等方面的要求总和分析比拟.常用的冷却塔有玻璃钢和钢筋混凝土 两种.玻璃钢冷却塔具有冷效高,占地面积小,轻巧,节能等优点,目前应用广泛6中小型制冷剂的
9、冷却水量一般在 65500m3/h之间,在冷却塔系列中属于中等水量,而逆流式冷却塔热交换率高于横流式,故多项选择用逆流式冷却塔 2.8.因此本设计采用逆流式玻璃钢冷却塔,将冷却塔防置在屋顶.根据选用的冷水机组得出其冷却水量为 46.71/s,即168.12m3/h.据此参照宜兴市裕泰华的电子样本,本设计选用型号为DBNL3-200低噪声型逆流玻璃钢冷却塔.其技术参数如下：表2-2 DBNL3-200低噪声型逆流式玻璃钢冷却塔技术参数(m3/h)风量(m3/h)进水压压力(104Pa)电机功率(kW)(m)2001120003.015.52.82.4 水泵的选择2.4.1 冷冻水泵的选择泵的选择
10、应依据泵的流量和扬程进行选择,对于一次冷水泵的流量应为所对应的 冷水机组的冷水量,并附加5%10%的富裕量.泵的台数应按冷水机组的个数 对 应.闭式循环一次泵的扬程为管路、管件阻力、冷水机组的蒸发器和末端设备的表冷 器阻力之和,并应附加5%10%的富裕量.本设计中有两台冷水机组,应选用两台冷冻水水泵.单机冷水机组的冷水量为39.9l/s 即 143.64 m3/h 考虑附加 5%,那么每台泵的流量为 Q=1.05X 143.64=150.8m3/h本设计中最不利环路的损失150kPa,冷水机组蒸发器的损失为24.3kPa,机房的 损失为46.7 kPa,考虑附加10%,那么水泵的扬程为H=1.
11、1 (150+46.7+24.3)=243.1 kPa即泵的扬程为24.31m水柱参照广州恒星冷冻机械制造的电子样本,本设计选用的冷却水泵的型号为HD150-50,两台使用,一台备用,具技术参数如下表2-3 HD150-50A型水泵技术参数流量(m3/h) 扬程(m) 效率(%) 电机功率(kW)转速(r/min)必需汽蚀余量(m)2.4.2冷却水泵的选择冷却水泵的台数宜按冷水机组一一对应,流量应按冷水机组技术资料确定,并附加5%10%的富裕量.冷却水泵的扬程由冷却水系统阻力(管道、管件、冷凝器阻力之和),冷却塔积水盘水位(设置冷却水箱时为水箱最低水位)至冷却塔布水器的高差, 冷却塔布水器所需
12、压力组成,并附加 5%10%的富裕量1.本设计选用两台冷却水泵,单机冷水机组的冷却水流量为 46.71/s,即168.12 m3/h, 考虑5%的附加,那么每台泵的流量为一 一 一_ 一 一 3Q=1.05X 168.12=176.53m3/h冷却水系统的阻力为24.3 kPa,冷凝器阻力为27.4 kPa,冷却塔进水压力为30.5 kPa,冷却塔积水盘至布水器的高差为 3.5m,考虑泵扬程附加10%,那么冷却泵的扬程 为H=1.1 X (24.3+27.4+30.5+35)=128.92 kPa即12.89m水柱,参照广州恒星冷冻机械制造的电子样本,本设计选用 的冷却水泵的型号为HD150-
13、32,其技术参数如下：表2-4 HD150-32型水泵技术参数流量(m3/h) 扬程(m) 效率(%) 电机功率(kW) 转速(r/min)必需汽蚀余量(m)200327722.6314804.52.5 补水定压装置的选择(1) 一般采用开式膨胀水箱定压方式.膨胀水箱的有效容积为膨胀水量Vp与调节水量Vt之和.膨胀水量Vp= a VcX A t式中, 水的膨胀系数,取0.0005;VC 系统水容量(L);t水的平均温差,冷水取 15C,热水取45Co估算时膨胀量Vp:冷水约0.1L/kW;热水取0.3L/kW调节水量Vt为补水泵3min的流量,且保持水箱调节水位不小于 200mm；最次水位应图
14、于系统最图点 0.5m以上膨胀管应接在循环泵吸入侧总管上,膨胀管上不应有任何截断装置,膨胀管按下表确定表2-5膨胀管的选取系统冷负荷/ ,、7000(kW膨胀管/、2025405070(DN)(2)当采用开式膨胀水箱有困难时,可设置闭式隔膜膨胀水罐或补水泵变频定压 方式.(3)系统的小时泄漏量为系统水容量的1%,系统补水量取系统水容量的2%,全空气冷冻水系统的系统水容量为 0.400.55l/m2,取1,那么水容量为L=1 义8500=8500L系统补水量为Q=8500X2%=170l/h 即 0.17m3/h补水点宜设在循环水泵的吸入段,补水泵流量取补水量的2.55倍,补水泵的扬程应比系统静
15、止时的补水点压力高30 50KPa.取补水量的3倍那么补水泵的流量为Q=3X 0.13=0.39 m3/h扬程为H=22.5+4=26.5m开式膨胀水箱的有效容积为0.106m3对于闭式膨胀水箱,总容积为(2-1)V Vt(1)式中,Vt调节水量,取补水泵 3min的水量系数一般取 0.650.85,取=0.7,贝U V=0.52/20/(1-0.7)=0.087 m3参照陕西三维能源设备的样本,选取落地式膨胀水箱的型号为GSP0.8X 1-40X2X3,其相关参数如下：表6-7 GSP0.8X 1-40浸q 型落地式膨胀水箱参数泵油(m3/h)泵扬程(m)调节容积(m3)供水管径6.2350
16、.4DN892.6 分集水器的选择分水器起到向各分路分配水流量的作用.集水器起到由各分路、环路聚集水流量的作用.分水器和集水器是为了便于连接各个水环路的并联管道而设置的,起到均压作用,以使流量分配均匀.分集水器的直径应按总流量通过时的断面流速 (0.51.0m/s) 初选,并应大于最大接管开口直径的 2倍.本设计中总流量为150.8X2+0.85=302 m3/h,假定流速为0.5 m/s那么,分集水器直 径为c c302D 2 ,3600 0.5 3.14 =0.462m=462mm取 DN=500mm2.7 水处理设备的选择2.7.1 软水器和软化水箱空调补水应经软化处理,并宜设软化水箱,
17、储存补水泵0.51.0h的水量1.根据补水量,参照陕西三维能源设备公司的样本,不设计选用的是 SN-0.5A-BLL-T型全自动软水器,软水流量为 0.85m3/h.软化水箱储存1.0h补水泵的水量那么其容积为Q=0.85m3选用南京贝特暖通空调设 备公司容积为1m3的水箱.2.7.2 水处理仪根据冷冻水的流量和冷却水的流量,参照南京贝特暖通空调设备公司的样本,均选用型号为TTD-250F的全自动电子处理仪.第三章水力计算3.1沿程阻力 Pm= M/d X2X 溟=l R式中, 沿程摩擦阻力系数；l管道长度,m ；d管道直径,m ；流体密度,kg/m3；管道断面平均流速,m/s；R单位比摩阻,
18、Pa/m.3.2 局部阻力水流动时遇弯头、三通及其他配件时,因摩擦及涡流耗能而产生的局部阻力为： Pj= E X p 2/2式中,局部阻力系数3.3 总阻力 P=APm+APj3.4 水力计算首先对管段进行编号管段编号图见附录,测量出各管段长度,在水力计算器 输入各管段流量,计算算出局部阻力损失和沿程阻力损失. 在系统图中标出各管路的 管径.3.5 水力计算表格表3-1水管水力计算表号负荷(kW)流里管径R(Pa/m) Py(Pa)动压(Pa) Py+APj(Pa)(m)y (m/s)11993342.3DN30022.3321.2649105979610452994170.4DN2005.8341.2878363818340031982340.8DN30012.1371.264968379669741115192DN2501.9931.8580140DN2003.9221.1061625280DN25016.4441.5861425112314147812140DN2005.4681.181629280DN25017.0011.58689814140DN2002.1081.2小 计11767202487.23958035775