冷熱源工程課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　《冷熱源工程》</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)計(jì)算書</b></p><p>　　題 目： </p><p>　　姓　　名：　　 　　　　 　</p><p>　　學(xué) 院：

2、 </p><p>　　?！　I(yè)：　　 　　 </p><p>　　班　　級：　　　 　　　　　 </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　指導(dǎo)教師：　　　　 　 　　</p><p&g

3、t;　　2011年7月 日</p><p><b>　　目錄 </b></p><p>　　1.設(shè)計(jì)原始資料………………………………………………...............2</p><p>　　2.確定冷源方案 ……………………………………………………….3</p><p>　　2.1方案一 ……………………

4、……………………………………….....3</p><p>　　2.2方案二 …………………………………………………………….....4</p><p>　　2.3方案三 …………………………………………………………….....5</p><p>　　2.4方案四 ………………………………………………………….......6</p><p

5、>　　2.5 技術(shù)性分析 …………………………………………………… .......7</p><p>　　2.6經(jīng)濟(jì)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(gòu)造和用途 . ………………………………....

6、...17</p><p>　　3.2分水器和集水器的尺寸 ……………………………………...........17</p><p>　　3.2.1分水器的選型計(jì)算 ……………………………………………....17</p><p>　　3.2.2集水器的選型計(jì)算 ……………………………………………....18</p><p>　　4. 膨脹

7、水箱配置與計(jì)算 ……………………………………….......16</p><p>　　4.1膨脹水箱的容積計(jì)算 …………………………………………….....16</p><p>　　4.2膨脹水箱的選型 ………………………………………………….....16</p><p>　　5.制冷機(jī)房水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 ……………………………………....9</p>

8、<p>　　5.1 冷凍水系統(tǒng)選型和計(jì)算 ……………………………………………..9</p><p>　　5.1.1冷凍水泵的選型和計(jì)算 …………………………………………..9</p><p>　　5.1.1.1水泵流量和揚(yáng)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(jì)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

10、型計(jì)算 ……………………………………………...13</p><p>　　6.參考資料……………………………………………………………..19</p><p>　　7.個(gè)人小結(jié)…………………………………………………………......20</p><p><b>　　設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　嘉興市百聯(lián)服飾城制冷

11、機(jī)房設(shè)計(jì)</p><p><b>　　二、原始資料</b></p><p><b>　　1、空調(diào)冷負(fù)荷：</b></p><p>　　為：0.8MW（空調(diào)總面積6500m2）</p><p>　　2、當(dāng)?shù)乜捎玫哪茉辞闆r：</p><p>　　電：價(jià)格：2.5元/度</

12、p><p>　　天然氣：價(jià)格：2.5元/m3；熱值：33.45MJ/m3；</p><p>　　蒸汽：價(jià)格： 80元/噸；蒸汽壓力為：0.8MPa</p><p>　　燃油：價(jià)格： 6.76元/升；低位發(fā)熱量均為：42840kJ/kg</p><p>　　3、冷凍機(jī)房外冷凍水管網(wǎng)總阻力</p><p>　　為：0.15

13、MPa</p><p><b>　　4、土建資料</b></p><p>　　制冷機(jī)房建筑平面圖（見附圖），其中水冷式冷水機(jī)組冷卻塔高度為：</p><p><b>　　10 m</b></p><p><b>　　2、確定冷源方案</b></p><p&g

14、t;　　制冷量：0.8 MW*1.2=0.96 MW=960 KW</p><p>　　機(jī)組的報(bào)價(jià)按照活塞式7角l 螺桿和離心按照8角l 溴化鋰按照九角l</p><p>　　2.1方案一：采用30HR系列水冷式半封閉式普通型活塞式冷水機(jī)組</p><p>　　表1 30HR-195半封閉式活塞式冷水機(jī)組性能參數(shù)</p><p>&

15、lt;b>　　1）固定費(fèi)用</b></p><p>　　設(shè)備初投資：235=70（萬元）</p><p>　　安裝費(fèi)用：25%70=17.5 (萬元)</p><p>　　系統(tǒng)總投資費(fèi)用L=70+17.5=87.5 (萬元)</p><p>　　銀行年利率=5.94%</p><p><b>

16、;　　使用年限n=15年</b></p><p><b>　　=151.08萬元</b></p><p>　　式中： —每年系統(tǒng)折舊費(fèi)用</p><p>　　—系統(tǒng)總投資費(fèi)用，包括設(shè)備初投資和安裝費(fèi)用</p><p><b>　　—銀行年利率</b></p><p&g

17、t;<b>　　2）年度使用費(fèi)用</b></p><p>　　設(shè)備額定供冷功率為150KW，臺數(shù)2臺，電費(fèi)2.5元/度，供冷月為6-9月份，按照每天24小時(shí)供冷計(jì)算</p><p>　　年度運(yùn)行費(fèi)用=單臺供冷功率臺數(shù)時(shí)間電費(fèi)=1502122242.5=219.6萬元</p><p><b>　　3)設(shè)備年度費(fèi)用</b>&l

18、t;/p><p>　　設(shè)備年度費(fèi)用=固定費(fèi)用+年度使用費(fèi)用=151.08+219.6=370.68萬元</p><p>　　2.2方案二: 采用SXZ系列雙效蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組</p><p>　　表2 SXZ-60L.M.H雙效蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組性能參數(shù)</p><p><b>　　1）固定費(fèi)用</b>&

19、lt;/p><p>　　設(shè)備初投資：245=90（萬元）</p><p>　　安裝費(fèi)用：25%90=22.5 (萬元)</p><p>　　系統(tǒng)總投資費(fèi)用L=90+22.5=112.5 (萬元)</p><p>　　銀行年利率=5.94%</p><p><b>　　使用年限n=15年</b><

20、/p><p><b>　　=194.24萬元</b></p><p><b>　　2）年度使用費(fèi)用</b></p><p>　　單臺設(shè)備蒸汽耗量為780kg/h，臺數(shù)2臺，蒸汽價(jià)格為80元/噸，供冷月為6-9月份，按照每天24小時(shí)供冷計(jì)算</p><p>　　年度運(yùn)行費(fèi)用=蒸汽耗量臺數(shù)時(shí)間單價(jià)=0.78

21、28012224=36.54萬元</p><p><b>　　3）設(shè)備年度費(fèi)用</b></p><p>　　設(shè)備年度費(fèi)用=固定費(fèi)用+年度使用費(fèi)用=36.54+194.24=230.78萬元</p><p>　　2.3方案三：采用BZ-VI系列燃油型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組</p><p>　　表3 BZ-VI50燃油型溴

22、化鋰?yán)渌畽C(jī)組性能參數(shù)</p><p><b>　　1）固定費(fèi)用</b></p><p>　　設(shè)備初投資：245.07=90.14（萬元）</p><p>　　安裝費(fèi)用：25%90.14=22.54(萬元)</p><p>　　系統(tǒng)總投資費(fèi)用L=90.14+22.54=112.68 (萬元)</p><

23、p>　　銀行年利率=5.94%</p><p><b>　　使用年限n=15年</b></p><p><b>　　=194.55萬元</b></p><p><b>　　2）年度使用費(fèi)用</b></p><p>　　單臺設(shè)備輕油耗量為45kg/h，臺數(shù)2臺，輕油密度為0

24、.84公斤/升，低位發(fā)熱量為42840KJ/Kg,輕油價(jià)格為6.76元/升，供冷月為6-9月份，按照每天24小時(shí)供冷計(jì)算年度運(yùn)行費(fèi)用=輕油耗量臺數(shù)時(shí)間單價(jià)=2122246.76=213.13萬元</p><p><b>　　3）設(shè)備年度費(fèi)用</b></p><p>　　設(shè)備年度費(fèi)用=固定費(fèi)用+年度使用費(fèi)用=213.13+194.55=407.68萬元</p>

25、;<p>　　2.4方案四：采用BZ-VI系列燃?xì)庑弯寤囄帐嚼渌畽C(jī)組</p><p>　　表3 BZ-VI50燃油型溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組性能參數(shù)</p><p><b>　　1）固定費(fèi)用</b></p><p>　　設(shè)備初投資：245.07=90.14（萬元）</p><p>　　安裝費(fèi)用：25%90.1

26、4=22.54(萬元)</p><p>　　系統(tǒng)總投資費(fèi)用L=90.14+22.54=112.68 (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>　　=194.55萬元</b></p><p&

27、gt;<b>　　2）年度使用費(fèi)用</b></p><p>　　單臺設(shè)備天然氣耗量為43Nm3/h，臺數(shù)2臺，天然氣價(jià)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(shí)供冷計(jì)算</p><p>　　年度運(yùn)行費(fèi)用=輕油耗量臺數(shù)時(shí)間單價(jià)=2122242.5=86.57萬元</p><p><b>　　3）

28、設(shè)備年度費(fèi)用</b></p><p>　　設(shè)備年度費(fèi)用=固定費(fèi)用+年度使用費(fèi)用=194.55+86.57=281.12萬元</p><p><b>　　2.5 技術(shù)性分析</b></p><p>　　(一)活塞式冷水機(jī)組</p><p><b>　　(1) 優(yōu)點(diǎn)：</b></p&g

29、t;<p>　　a.用材簡單，可用一般金屬材料，加工容易，造價(jià)低；b.系統(tǒng)裝置簡單，潤滑容易，不需要排氣裝置；c.采用多機(jī)頭，高速多缸，性能可得到改善；d.可提供5到12℃左右的冷水，適合于負(fù)荷比較分散的建筑群以及制冷量小于580KW的中小型空調(diào)系統(tǒng)；e.屬于有極調(diào)節(jié)。</p><p><b>　　(2) 缺點(diǎn)：</b></p><p>　　a.零部件多

30、，易損件多，維修復(fù)雜，頻繁，維護(hù)費(fèi)用高；b.壓縮比低，單機(jī)制冷量?。籧.單機(jī)頭部分負(fù)荷下調(diào)節(jié)性能差，卸缸調(diào)節(jié)，不能無級調(diào)節(jié)；d.屬上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)較大；e.單位制冷量重量指標(biāo)較大</p><p>　　(3) 可用冷熱源情況：電力</p><p>　　(二)雙效蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機(jī)組：</p><p>　　基于溴化鋰水溶液在常溫下強(qiáng)烈的吸收水蒸氣，而在高溫下又將

31、其吸收的水分釋放出來。同時(shí)，水在真空狀態(tài)下，其沸騰溫度在7度以下，蒸發(fā)時(shí)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(jī)組部件組成是在單效機(jī)組上增加一個(gè)高壓發(fā)生器、高溫?zé)峤粨Q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(yùn)轉(zhuǎn)，以確保機(jī)組的安全，因此，所需的冷卻水量較大，機(jī)組造價(jià)高，溴化鋰溶液充注量大，初投資增加。但是熱效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低。</p><p>　　(三)直燃型溴化鋰吸

32、收式冷熱水機(jī)組：</p><p>　　它是在蒸汽溴化鋰吸收式冷水機(jī)組上發(fā)展起來的，以燃油或燃?xì)鉃槟茉慈〈济?，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(gè)取代”，完成了溴化鋰吸收式冷水機(jī)組一次質(zhì)的飛躍。直燃型機(jī)組以水-溴化鋰為工質(zhì)對，實(shí)現(xiàn)了吸收式制冷循環(huán)喝采暖循環(huán)的交替，達(dá)到了一機(jī)兩用的目的。</p><p>　　發(fā)展直燃型機(jī)組，有利于多種能源的使用和補(bǔ)充，有利于緩解

33、部分地區(qū)電力的暫時(shí)緊張狀態(tài)，有利于減少供熱的中間環(huán)節(jié)，提高機(jī)組效率（熱力系數(shù)），有利于節(jié)省單獨(dú)的鍋爐房設(shè)置，給中央空調(diào)的設(shè)備選型提供了新的選擇對象。</p><p><b>　　2.6 經(jīng)濟(jì)性分析</b></p><p>　　通過比較各個(gè)方案的設(shè)備年度費(fèi)用，可以發(fā)現(xiàn)方案二的設(shè)備年度費(fèi)用最低，所以設(shè)計(jì)采用兩臺SXZ-60L.M.H雙效蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組。<

34、/p><p>　　3、分水器和集水器的選擇</p><p>　　3.1分水器和集水器的構(gòu)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(gòu)造如圖所示：</b></p><p>　　圖3 分水器和集水器構(gòu)造圖<

35、/p><p>　　3.2分水器和集水器的尺寸</p><p>　　3.2.1分水器的選型計(jì)算</p><p>　　根據(jù)Q=CM,制冷量Q=5802=1160KW,水的比熱C=4.2, 溫差=5 ,則</p><p>　　M==55.24kg/s</p><p>　　換算成體積流量V==0.05524m/s，水的密度=100

36、0 m/Kg.</p><p>　　取流速v為0.8m/s,則 </p><p>　　D==0.297 m</p><p>　　因取公稱直徑為DN300.</p><p>　　將分水器分3路供水，分管流速取1.2 m/s,則3個(gè)供水管的尺寸計(jì)算如下：</p><p>　　D1=D2=D3==0.14 m</p&g

37、t;<p>　　因此取公稱直徑為DN150.</p><p>　　L1=D1+60=210mm,L2=D1+D2+120=420mm,L3=D2+D3+120=420mm,L4=D3+60=210mm.</p><p>　　3.2.2集水器的選型計(jì)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>

38、<p>　　4、膨脹水箱配置與計(jì)算</p><p>　　4.1膨脹水箱的容積計(jì)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(guān)規(guī)定：</p><p>　　取

39、系數(shù)為1.3L/㎡</p><p>　　V=1.36500/1000=8.45m</p><p>　　V=0.00068.4530=0.153m</p><p>　　4.2膨脹水箱的選型</p><p>　　對應(yīng)采暖通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，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&g

40、t;<p>　　5、制冷機(jī)房水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　5.1 冷凍水系統(tǒng)選型和計(jì)算</p><p>　　5.1.1冷凍水泵的選型和計(jì)算</p><p>　　5.1.1.1水泵流量和揚(yáng)程的確定</p><p>　　選擇水泵所依據(jù)的流量Q和壓頭（揚(yáng)程）H按如下確定：</p><p>　　Q=β1Qm

41、ax （m³/s）</p><p>　　式中 Qmax—按管網(wǎng)額定負(fù)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(shí)，β1=1.1；兩臺水泵并聯(lián)工作時(shí)，β1=1.2。</p><p>　　H=β2Hmax (kPa)</p><p>　　式中 Hmax—管網(wǎng)最大計(jì)算總阻力，k

42、Pa；</p><p>　　β2—揚(yáng)程（壓頭）儲備系數(shù)，β2=1.1-1.2。</p><p>　　制冷機(jī)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(jī)房平面圖上可以看出，冷凍水供回水管路都由兩

43、段不同管徑的管路組成。</p><p>　　L1=4805mm,L2=23596mm,L3=5105mm,L4=7917mm.</p><p>　　L1管段直徑D1=125mm, 管段流量V=100 m³/h,則</p><p>　　v1==2.26m/s</p><p>　　取L2管段流速v2=2.0m/s,管段流量V=420 m

44、³/h,則</p><p><b>　　D2==0.27m</b></p><p>　　因此取D2公稱直徑為DN280.</p><p>　　L3管段直徑D3=125mm, 管段流量V=100 m³/h,則</p><p>　　v3==2.26m/s</p><p>　　取L4

45、管段流速v4=2.0m/s, 管段流量V=420m³/h,則</p><p><b>　　D4==0.27m</b></p><p>　　因此取D4公稱直徑為DN280.</p><p>　　根據(jù)各段管徑、流速查水管路計(jì)算圖，計(jì)算各管段局部阻力如下：</p><p><b>　　=pvv/2</

46、b></p><p>　　表5 冷凍水管段局部阻力計(jì)算表</p><p>　　各管段的沿程阻力和總阻力計(jì)算如下：</p><p>　　Rm=6.25/100000000</p><p>　　表6 冷凍水管段阻力匯總表</p><p>　　冷凍水壓降為80 KPa，冷凍機(jī)房外冷凍水管網(wǎng)總阻力為0.15

47、MPa，則</p><p>　　最不利環(huán)路的總阻力△P=91.2+106.48+91.66+38.55+80+150=557.94 KPa</p><p>　　根據(jù)H=β2Hmax ，取β2 =1.1，則H=613.534KPa，即揚(yáng)程H=62.3m.</p><p>　　根據(jù)Q=β1Qmax ，Qmax =210 m³/h，兩臺水泵并聯(lián)工作時(shí)，β1=1

48、.2，</p><p>　　則Q=252 m³/h.</p><p>　　5.1.1.2水泵型號的確定 </p><p>　　根據(jù)流量和揚(yáng)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 冷凍水泵性能參數(shù)</p><p>　　5.2、冷卻水系統(tǒng)的選型和計(jì)算</p>

49、<p>　　5.2.1冷卻塔的選型</p><p>　　根據(jù)所選制冷機(jī)組的性能參數(shù)選擇冷卻塔，進(jìn)出口溫度為37℃→32℃，擬選用2臺冷卻塔，則單臺冷卻塔流量為165m³/h。通過查找中央空調(diào)設(shè)備選型手冊，選擇LBCM-LN-200低溫差標(biāo)準(zhǔn)型逆流式冷卻塔。</p><p><b>　　其規(guī)格如下表：</b></p><p>

50、　　表8 冷卻塔性能參數(shù)</p><p>　　5.2.2冷卻水泵的選型計(jì)算</p><p>　　取最不利環(huán)路如下所示，由L1、L2、L3、L4組成。</p><p>　　圖2 冷卻水系統(tǒng)最不利環(huán)路圖</p><p>　　從機(jī)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>

51、　　L1=9751mm,L2=27969mm,L3=9393,L4=28703mm.</p><p>　　L1管段直徑D1=150mm,管段流量V=163 m³/h ，則</p><p>　　v1==2.56m/s</p><p>　　取L2管段流速v2=2.3m/s, 管段流量V=670 m³/h ，則</p><p>

52、<b>　　D2==0.32m</b></p><p>　　因此取D2公稱直徑為DN320.</p><p>　　L3管段直徑D3=150mm, 管段流量V=163 m³/h ，則</p><p>　　v3==2.56m/s</p><p>　　取L4管段流速v4=2.3m/s, 管段流量V=670 m

53、9;/h ，則</p><p><b>　　D4==0.32m</b></p><p>　　取D4公稱直徑為DN320.</p><p>　　根據(jù)各段管徑、流速查水管路計(jì)算圖，計(jì)算各管段局部阻力如下：</p><p>　　表9 冷卻水管段局部阻力計(jì)算表</p><p>　　各管段的沿程阻力和

54、總阻力計(jì)算如下：</p><p>　　表10 冷卻水管段阻力匯總表</p><p>　　冷卻水壓降為120KPa，冷卻塔高度分別為10m，則最不利環(huán)路的總阻力</p><p>　　△P=117.61+149.9+117.07+64.93+120+98=667.51KPa</p><p>　　根據(jù)H=β2Hmax ，取β2 =1.1，則

55、H=734.26KPa，即揚(yáng)程H=74.9 m.</p><p>　　根據(jù)Q=β1Qmax ，Qmax =335 m³/h，兩臺水泵并聯(lián)工作時(shí)，β1=1.2，</p><p>　　則Q=402 m³/h.</p><p>　　根據(jù)流量和揚(yáng)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

56、性能參數(shù)</p><p>　　6、參考資料 </p><p>　　1、采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50019－2003</p><p>　　2、實(shí)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(shè)備選型手冊】（周邦寧）·中國建筑工業(yè)出版社</

57、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(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　6、暖通空調(diào)制圖標(biāo)準(zhǔn)GB/T50114-2001</p><p><b>　　7、個(gè)人小結(jié)</b></p><p>　　在這次課程設(shè)

58、計(jì)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(jī)房的具體布置還比較生疏。在設(shè)計(jì)過程中，我從理解這次設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)到確定設(shè)計(jì)方案，以及機(jī)房的設(shè)備布置，從迷茫到清晰，從翻閱各種規(guī)范和圖集到計(jì)算分析，從同學(xué)之間互相討論到一次一次地更改，期間真的很累，這讓我深刻體會(huì)到原來做設(shè)計(jì)這么不容易。這無疑是一次重要實(shí)踐訓(xùn)練，通過這一實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，我掌握了《冷熱源工程》課程的基本理論和基本設(shè)計(jì)程序和