冷熱源課程設(shè)計(jì)---大樓制冷機(jī)房設(shè)計(jì)

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

2、<p>　　專(zhuān)　　業(yè)：　　 </p><p>　　班　　級(jí)：　　　　　　　 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師：　　　　 　 </p><p>　　2012年9月23日</p><p><b>　　目錄&

3、lt;/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技術(shù)性分析 …………………………………………………… ....... 3</p><p>　　2.1方案

4、一 …………………………………………………………….....3</p><p>　　2.2方案二 …………………………………………………………….....4</p><p>　　2.3方案三 …………………………………………………………….....5</p><p>　　2.4 方案四 …………………………………………………… ....... 7<

5、;/p><p>　　2.5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 . ……………………………….......17</p><p>　　3.2分水器和集水器的尺寸 ………………

6、……………………...........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. 膨脹水箱配置與計(jì)算 ……………………………………….......16</p><p

7、>　　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><p>　　5.1 冷凍水系統(tǒng)選型和計(jì)算 ……………………………………………..9&l

8、t;/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(hào)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冷卻水泵的選型計(jì)算 ……………………………………………...13</p><p>　　

10、6.參考資料……………………………………………………………..20</p><p>　　7.個(gè)人小結(jié)…………………………………………………………......21</p><p><b>　　設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　嘉興市世貿(mào)大樓制冷機(jī)房設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1、原始資料</b&g

11、t;</p><p><b>　　1、空調(diào)冷負(fù)荷：</b></p><p>　　為：2.0 MW（空調(diào)總面積15000m2）</p><p>　　2、當(dāng)?shù)乜捎玫哪茉辞闆r：</p><p>　　電：價(jià)格：0.7元/度</p><p>　　天然氣：價(jià)格：2.5元/m3；熱值：33.45MJ/m3；&

12、lt;/p><p>　　蒸汽：價(jià)格： 80元/噸；蒸汽壓力為：0.8MPa</p><p>　　燃油：價(jià)格： 4.76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：0.35 MPa</p><p><b>　　4、土建資料</b&

13、gt;</p><p>　　制冷機(jī)房建筑平面圖（見(jiàn)附圖），其中水冷式冷水機(jī)組冷卻塔高度為：</p><p><b>　　20 m</b></p><p><b>　　2、確定冷源方案</b></p><p><b>　　2.1 技術(shù)性分析</b></p><

14、p>　　(一)離心式冷水機(jī)組</p><p><b>　　(1)優(yōu)點(diǎn)：</b></p><p>　　1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)部件少，易損件少，僅是活塞式的1/10，故障率低，壽命長(zhǎng)2.圓周運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)“喘振”現(xiàn)象，噪音低，振動(dòng)小3.壓縮比可高達(dá)20，EER值高4.調(diào)節(jié)方便，可在10%~100%范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，部分負(fù)荷時(shí)效率高，節(jié)電顯著5.體積小，重

15、量輕，可做成立式全封閉大容量機(jī)組6.對(duì)濕沖程不敏感7.屬正壓運(yùn)行，不存在外氣侵入腐蝕問(wèn)題</p><p><b>　　(2)缺點(diǎn)</b></p><p>　　1.價(jià)格比活塞式高2.單機(jī)容量比離心式小，轉(zhuǎn)速比離心式低3.潤(rùn)滑油系統(tǒng)較復(fù)雜，耗油量大4.大容量機(jī)組噪聲比離心式高5.要求加工精度和裝配精度高</p><p>　　(二)雙效蒸

16、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，而在高溫下又將其吸收的水分釋放出來(lái)。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)

17、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(lái)的，以燃油或燃?xì)鉃槟茉慈〈济海曰鸸苠仩t（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(duì)，實(shí)現(xiàn)了吸收式制冷循環(huán)喝采暖循環(huán)的

18、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(duì)象。</p><p>　　2.2方案一：采用19XL系列半封閉式R22離心式冷水機(jī)組</p><p>　　表1 19X

19、L300半封閉式R22離心式冷水機(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：2150=300（萬(wàn)元）</p><p>　　安裝費(fèi)用：25%300=75 (萬(wàn)元)</p><p>　　系統(tǒng)總投資費(fèi)用L=300+75=375 (萬(wàn)元)</p><p>

20、;　　銀行年利率=5.94%</p><p><b>　　使用年限n=15年</b></p><p><b>　　=38.46萬(wàn)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><

21、b>　　—銀行年利率</b></p><p><b>　　2）年度使用費(fèi)用</b></p><p>　　設(shè)備額定供冷功率為211KW，臺(tái)數(shù)2臺(tái)，電費(fèi)0.7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(tái)供冷功率臺(tái)數(shù)時(shí)間電費(fèi)=110萬(wàn)元</p><p><

22、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=38.46+98=136.46萬(wàn)元</p><p>　　2.3方案二: 采用SXZ8系列雙效蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組</p><p>　　表2 SXZ8-116D雙效蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組性能參數(shù)</p><p><b&

23、gt;　　1）固定費(fèi)用</b></p><p>　　設(shè)備初投資：2186=372（萬(wàn)元）</p><p>　　安裝費(fèi)用：25%372=93 (萬(wàn)元)</p><p>　　系統(tǒng)總投資費(fèi)用L=372+93=465 (萬(wàn)元)</p><p>　　銀行年利率=5.94%</p><p><b>　　使用年

24、限n=15年</b></p><p><b>　　=47.69萬(wàn)元</b></p><p><b>　　2）年度使用費(fèi)用</b></p><p>　　單臺(tái)設(shè)備蒸汽耗量為1450kg/h，臺(tái)數(shù)2臺(tái)，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

25、運(yùn)行費(fèi)用=蒸汽耗量臺(tái)數(shù)時(shí)間單價(jià)=85.03萬(wàn)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=47.69+85.03=132.72萬(wàn)元</p><p>　　2.4方案三：采用ZXLR系列燃油型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組</p><p>　　表3 ZXLR-11

26、5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：2215=430（萬(wàn)元）</p><p>　　安裝費(fèi)用：25%430=107.5(萬(wàn)元)</p><p>　　系統(tǒng)總投資費(fèi)用L=430+107.5=537.5 (萬(wàn)元)</p><p>

27、;　　銀行年利率=5.94%</p><p><b>　　使用年限n=15年</b></p><p><b>　　=55.13萬(wàn)元</b></p><p><b>　　2）年度使用費(fèi)用</b></p><p>　　單臺(tái)設(shè)備輕油耗量為81kg/h，臺(tái)數(shù)2臺(tái)，輕油密度為0.84公斤

28、/升，低位發(fā)熱量為42840KJ/Kg,輕油價(jià)格為4.76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(tái)數(shù)時(shí)間單價(jià)=336.83萬(wàn)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=55.13+336.83=391.96萬(wàn)元</p><p>　　2.5

29、方案四：采用ZXLR系列燃?xì)庑弯寤囄帐嚼渌畽C(jī)組</p><p>　　表3 ZXLR-115燃?xì)庑弯寤嚴(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：2215=430（萬(wàn)元）</p><p>　　安裝費(fèi)用：25%430=107.5(萬(wàn)元)</p>

30、<p>　　系統(tǒng)總投資費(fèi)用L=430+107.5=537.5 (萬(wàn)元)</p><p>　　銀行年利率=5.94%</p><p><b>　　使用年限n=15年</b></p><p><b>　　=55.13萬(wàn)元</b></p><p><b>　　2）年度使用費(fèi)用</

31、b></p><p>　　單臺(tái)設(shè)備天然氣耗量為74Nm3/h，臺(tái)數(shù)2臺(tái)，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(tái)數(shù)時(shí)間單價(jià)=187.23萬(wàn)元</p><p><b>　　3）設(shè)備年度費(fèi)用</b></p><p>

32、;　　設(shè)備年度費(fèi)用=固定費(fèi)用+年度使用費(fèi)用=55.13+187.23=242.36萬(wàn)元</p><p><b>　　2.6 經(jīng)濟(jì)性分析</b></p><p>　　通過(guò)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(tái)SXZ8-116D雙效蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組。</p><p>　　3、分水器和集水器的選擇&l

33、t;/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</p><p>　　3.2分水器和集水器的尺寸&

34、lt;/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=11602=2320KW,水的比熱C=4.2, 溫差=5 ,則</p><p>　　M==138.1kg/s</p><p>　　換算成體積流量V==0.1381m/s，水的密度=1000 m/Kg.</p><p>　　取流速

35、v為0.8m/s,則 </p><p>　　D==0.469 m</p><p>　　因取公稱(chēng)直徑為DN500.</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==0.22 m</p><p>　　因此取公稱(chēng)直徑為DN250.<

36、/p><p>　　L1=D1+60=310mm,L2=D1+D2+120=620mm,L3=D2+D3+120=620mm,L4=D3+60=310mm.</p><p>　　3.2.2集水器的選型計(jì)算</p><p>　　集水器的直徑、長(zhǎng)度、和管間距與分水器的相同，只是接管順序相反。</p><p>　　4、膨脹水箱配置與計(jì)算</p>

37、;<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(cè)》有關(guān)規(guī)定：</p><p>　　取系數(shù)為1.3L/㎡</p><p>　　V

38、=1.315000/1000=19.5m</p><p><b>　　V=0.35m</b></p><p>　　4.2膨脹水箱的選型</p><p>　　對(duì)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><p>　　5、制冷機(jī)房水系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)

39、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=β1Qmax （m³/s）</p>

40、<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?jī)?chǔ)備系數(shù)，對(duì)單臺(tái)水泵工作時(shí)，β1=1.1；兩臺(tái)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，kPa；</p><p>　　β

41、2—揚(yáng)程（壓頭）儲(chǔ)備系數(shù)，β2=1.1-1.2。</p><p>　　制冷機(jī)房的布置平面簡(jiǎn)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段不同管徑的管路組成。</p><

42、p>　　L1=8424mm,L2=5423mm,L3=19454mm,L4=8190mm.</p><p>　　L1管段直徑D1=250mm, 管段流量V=200 m³/h,則</p><p>　　v1==1.34m/s</p><p>　　取L2管段流速v2=1.85m/s,管段流量V=400 m³/h,則</p><

43、p><b>　　D2==0.3m</b></p><p>　　因此取D2公稱(chēng)直徑為DN300.</p><p>　　L3管段直徑D4=300mm, 管段流量V=400 m³/h,則</p><p>　　v3==1.85m/s</p><p>　　取L4管段流速v4=1.34m/s, 管段流量V=200m&

44、#179;/h,則</p><p><b>　　D4==0.25m</b></p><p>　　因此取D4公稱(chēng)直徑為DN250.</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</b></p><p>

45、　　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>　　表6 冷凍水管段阻力匯總表</p><p>　　冷凍水壓降為110 KPa，冷凍機(jī)房外冷凍水管網(wǎng)總阻力為0.35MPa，則</p><p>　　最不利環(huán)路的總阻力△P=564.6 KPa</p><

46、p>　　根據(jù)H=β2Hmax ，取β2 =1.1，則H=621.06KPa，即揚(yáng)程H=62.2m.</p><p>　　根據(jù)Q=β1Qmax ，Qmax =200 m³/h，兩臺(tái)水泵并聯(lián)工作時(shí)，β1=1.2，</p><p>　　則Q=240 m³/h.</p><p>　　5.1.1.2水泵型號(hào)的確定 </p><p

47、>　　根據(jù)流量和揚(yáng)程查暖通空調(diào)常用數(shù)據(jù)手冊(cè)，查得水泵型號(hào)如下：</p><p>　　表7 ISG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><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(tái)冷卻塔，則單臺(tái)冷卻塔流量

48、為305m³/h。通過(guò)查找中央空調(diào)設(shè)備選型手冊(cè)，選擇LBCM-LN-300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>　　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、L

49、3、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>　　L1=8019.6mm,L2=16718.9mm,L3=15672.4,L4=7359mm.</p><p>　　L1管段直徑D1=300mm,管段流量V=305

50、 m³/h ，則</p><p>　　v1==1.41m/s</p><p>　　取L2管段流速v2=2m/s, 管段流量V=610m³/h ，則</p><p><b>　　D2==0.34m</b></p><p>　　因此取D2公稱(chēng)直徑為DN350.</p><p>　　

51、L3管段直徑D3=350mm, 管段流量V=610 m³/h ，則</p><p><b>　　v3==2m/s</b></p><p>　　取L4管段流速v4=1.41m/s, 管段流量V=305 m³/h ，則</p><p><b>　　D4==0.29m</b></p><p

52、>　　取D4公稱(chēng)直徑為DN300.</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

53、降為110KPa，冷卻塔高度分別為20m，則最不利環(huán)路的總阻力</p><p>　　△P=430.43KPa</p><p>　　根據(jù)H=β2Hmax ，取β2 =1.1，則H=473.47KPa，即揚(yáng)程H=47.4 m.</p><p>　　根據(jù)Q=β1Qmax ，Qmax =305 m³/h，兩臺(tái)水泵并聯(lián)工作時(shí)，β1=1.2，</p>

54、<p>　　則Q=366 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(cè)，得水泵型號(hào)如下：</p><p>　　表11 冷卻水泵性能參數(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&g

55、t;<p>　　2、實(shí)用供暖空調(diào)手冊(cè)·陸耀慶編·中國(guó)建筑工業(yè)出版社</p><p>　　3、【中央空調(diào)設(shè)備選型手冊(cè)】（周邦寧）·中國(guó)建筑工業(yè)出版社</p><p>　　4、暖通空調(diào)常用數(shù)據(jù)手冊(cè)·中國(guó)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>

56、<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)計(jì)之前，我對(duì)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(duì)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(guò)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