商住楼制冷站课程设计计算书_secret

'建筑环境与设备工程专业《空调制冷技术》课程设计任务（说明）书设计题目：商住楼制冷站设计指导教师：班级：姓　　名：日　　期： 《空调制冷技术》制冷设计任务书一）课程设计（论文）的题目、任务和内容（1）设计题目：江西省南昌市商住楼制冷站设计（2）设计目的：为空调系统提供冷冻水，供水温度7℃，回水温度12℃。（3）原始资料和设计内容根据上级有关部门批准的设计任务,拟在郑州市建一座商住楼。总占地面积为20700㎡，建筑高度为30m左右。地上为7层，地下一层为设备层。其中1—4层为商场；5、6层为标准层；7层为非标准层。各层情况分别为：商场冷负荷为：286Kw；热负荷为：266；标准层的冷负荷为：172；热负荷为：152；非标准层冷负荷为：233；热负荷为：213。空调制冷技术课程设计的主要内容：a、确定制冷机房的总冷负荷b、确定制冷机组类型c、确定制冷系统设计工况d、确定制冷机组容量和台数e、设计水系统f、布置制冷机房 二）课程设计（论文）设计资料1、建筑设计资料a、制冷机房平面图；b、其他必要的图。2、其他资料：a、城市热源：由区域锅炉房或电厂余热提供0.8MPa的过热蒸汽。b、气象资料：空调室外设计参数夏季35.7℃；27.9℃冬季-3℃；=72%电源情况：城市可提供一路独立电源。水源情况：市政供水充足。冷却塔进出水温度：进水温度37℃，出水温度32℃。水系统总阻力：冷冻水系统36mH2O，冷却水系统30mH2O。热交换器进出口水温：进口65℃，出口50℃。三）课程设计（论文）成果及图纸内容1、文字部分：课程设计(论文)一份。内含说明、计算两部分，其内容要求参照空调制冷技术设计大纲。2、图纸部分a、制冷机房平面图；b、制冷机房系统图； c制冷机房工艺流程图；d指导教师指定的设备大样图；《空调制冷技术》课程设计指导书一、设计步骤：第一步：确定方案和选择设备（3）1、确定制冷机房的总冷负荷（1）总冷负荷的确定①总冷负荷应包括用户实际所需制冷量以及制冷系统本身和供冷系统的冷损失。冷损失一般用附加值计算，对于直接供冷系统通常附加5%-7%，对于间接供冷系统一般附加7%-12%。②由于空调系统的负荷的峰值不可能同时出现，所以不应采用系统总负荷作为装机容量，应乘以系数0.6~0.8。建筑总冷负荷：商场W标准层W非标准层W（2）总热负荷的确定商场W标准层W非标准层W考虑到风机和水泵电动机由机械能转化为热能及风管、水管的热损失和其它损失，负荷应乘以安全系数1.1。2、确定制冷机组类型（1）确定制冷方式①电力等一次能源充足时应选择电力驱动蒸气压缩式制冷机组（能耗低于吸收式制冷机组）；当地电力供应紧张或有热源可以利用，应优先选择吸收式制冷机组（特别是有余热废热场合）。②从能耗、单机容量和调节等方面考虑，对于相对较大负荷（如2000kw左右）的情况，宜采用溴化锂吸收式冷水机组；选择空调用蒸气压缩式冷水机组时，单机名义工况制冷量大于1758kw时宜选用离心式；制冷量在1054-1758kw时宜选用螺杆式或离心式；制冷量在700-1054kw时宜选用螺 杆式；制冷量在116-700kw时宜选用螺杆式或往复式；制冷量小于116活塞式或涡旋式。（2）确定制冷剂种类直接供冷系统或对卫生安全要求较高的用户应采用氟利昂；大中型系统，如对卫生要求不十分严格或间接供冷时，可采用氨。目前空调用制冷机组主要采用氟利昂，氨制冷机组主要用于食品的冷藏冷冻。（3）确定冷凝器冷却方式①采用水冷、风冷、还是蒸发式冷凝器；（根据总制冷量大小和当地条件）②如采用水冷冷凝器，应同时考虑水源和冷却水的系统形式。3、确定制冷系统设计工况（冷凝温度、蒸发温度）（1）冷凝温度根据冷凝器的冷却方式和冷却介质的温度确定。（2）蒸发温度应根据用户使用温度确定，一般情况下，蒸发温度应比冷冻水供水温度低2~3℃。4、确定制冷机组容量和台数（1）设计制冷机房时，一般选择2~3台同型号制冷机组，台数不宜过多。除特殊要求外，可不设置备用制冷机组。（2）对于空调用制冷机房，目前一般选用冷水机组。5、设计水系统（1）选择冷冻水泵的规格和台数a确定冷冻水循环水量根据建筑物的所有房间的最大冷负荷计算总水量，计算公式为：式中----冷冻水总水量（m3/s）;----各空调房间设计工况时的负荷总合（KW）；----水的密度，可取1000kg/m3；----回水的平均温度（℃）； ----供水温度（℃）；1.1~1.2----出于安全考虑的附加系数。单台泵运行时取1.1；两台泵并联运行时取1.2。b确定冷冻水泵扬程扬程按下式计算：式中、----水系统总的沿程阻力和局部阻力损失，Pa；----设备阻力损失，Pa；c根据冷冻水循环水量和计算水泵扬程选择冷冻水泵（需考虑备用的问题）（2）选择冷却水泵的规格和台数a确定冷却水循环水量根据冷凝器负荷（即制冷系统制冷量）计算，冷却水量计算公式式中----冷却水总水量（m3/s）;----各空调房间设计工况时的负荷总合（KW）；----水的进出口温差，通常冷却塔进水温度37℃、出水温度32℃，取温差5℃。；b确定冷却水泵扬程水泵扬程按下式计算：式中、----冷却水系统总的沿程阻力和局部阻力损失，mH2O；----设备阻力损失，mH2O；---冷却塔中水的提升高度（从盛水池到喷嘴的高差），mH2O，约 为1.2；----冷却塔喷嘴喷雾压力，mH2O，约为5mH2O。c根据冷却水循环水量和计算水泵扬程选择冷却水泵（需考虑备用的问题）（3）选择冷却塔的规格、型号对于机械通风冷却循环系统需选择机械通风冷却塔。冷却塔中水流量同系统中冷却水循环水量；冷却水温差通常按5℃计算。（4）选择分、集水器规格分水器、集水器是为了连接通向各个环路的许多并联管道而设置的，采用分、集水器的目的是有利于各空调分区的流量分配和调节，亦有利于系统的维修和操作，在一定程度上还起均压的作用。直径D的确定：a)按经验公式估算：其中为分、集水器上最大管径。b)按经验公式确定D：式中----通过的总水流量，；----筒身水流速，；（5）选择热交换器规格、型号由《供热工程》教材公式计算流量：式中：----通过换热器被加热水的流量，;----水的质量比热，;----流出和流进换热器的被加热水温度，℃。根据建筑物总热负荷计算系统所需被加热水流量，结合室外热源情况选 择热交换器。（6）膨胀水箱的选择膨胀水箱可实现系统的补水、膨胀、排气和定压四个功能。方法简单、可靠、水力稳定性好，膨胀水箱要设在系统的最高处。膨胀水箱的容积是由系统中的水容量和最大的水温变化幅度决定的。计算公式：式中：----膨胀水箱的有效容积，；----水的体积膨胀系数，=0.0006；----系统在初始温度下的水容积，；----水温的最大波动值。系统初始水容量，结合设计任务书中建筑面积，可计算出膨胀水箱的有效容积，查相关手册，选择膨胀水箱。6、布置制冷机房总的原则：机房内的设备布置应保证操作和检修的方便，同时尽可能使设备布置紧凑，节省建筑面积。（制冷机房的位置应尽可能设在冷负荷中心处，力求缩短冷冻水和冷却水管网。当制冷机房为全区主要用电负荷时，还应考虑靠近变电所。制冷机房不应靠近人员密集的房间或场所，以及有精密贵重设备的房间等，以免发生事故时造成重大损失。此外，制冷机房应有每小时不少于3次换气的自然通风。）（1）制冷机组的主要通道宽度以及制冷机组与配电柜的距离应不小于1.5m；制冷机组与制冷机组或其他设备之间的净距离不小于1.2m；制冷机组与墙壁之间以及与其上方管道或电缆桥架的净距离应不小于1m。（2）大、中型制冷压缩机应设在室内，并有减振基础，其他设备可根据具体情况而定。制冷压缩机及其他设备的位置应使连接管路短，流向通畅，便于安装。（3）冷却塔应布置在通风散热条件良好的屋面或地面上，并远离热源和尘源；冷却塔之间及冷却塔与周围建筑物、构筑物应有一定距离。 （4）水泵的布置应便于接管、操作和维修；水泵之间的通道一般不小于0.7m。（5）设备和管路上的压力表、温度计等应设在便于观察的地方。第二步：绘制草图（1）1、绘制制冷机房平面（2#图）①标注出建筑外轮廓尺寸（以轴线定位）、柱号、门、窗尺寸；设备及管道的定位尺寸；三通夹角、弯头曲率半径；还应注出图名、比例等。②进行工艺设备编号、管道系统编号。③标明管道管径、长度；④标明设备型号、规格；制冷系统冷却水泵、冷冻水泵及冷却塔型号、水量；⑤当确定每一条管线平面位置时，一定应同时考虑或确定其空间位置。⑥注意图纸的规范性，必须符合标准图纸要求。2、绘制制冷机房系统图（2#图）①标明图名并区分系统编号；同时注明设备规格、工艺型号。②依据管线的平面布置，按轴测关系来表达系统图中各管线的连接方式、管径、标高、坡度等。③注明水系统的流量及水流方向等。绘制系统图过程中，可不断修正以前确定的管线的平面布置。3、绘制制冷站主要设备大样图。4、绘制制冷机房水系统流程图。第三步：计算（1）在上述各系统草图基础上进行，其计算内容包括：1、冷冻水管网水力计算2、冷却水管网水力计算第四步：绘制制冷机房平面图，系统图（用计算机绘图）。（4）注意：系统图上应标注管线的管径、标高和坡度。平面图上也要体现管径、管长。第五步：整理方案说明书和计算书。（1）二、设计要点： 1、根据负荷情况选择合适的系统方式。2、设备选择应准确合理。3、设备布置要符合规范要求。4、应注意图纸中设备上接管附属结构、管径及各管段相对位置的确定。5、平面图、系统图中各立管应进行编号，如平面图中冷冻水管、冷却水管、补水管等，系统图中对应编号。6、制冷机房平面图中施工说明内容（如管道管材选用、接口方法、防腐保温方法、设备型号规格及安装、尺寸标注等要求），在平面图中用文字表达，还应注意说明主要设备的消声隔振措施与基础。三、设计要求本次课程设计强调同学独立思考完成也允许同学间相互讨论、启发。并要求做到：1、方案合理；2、管线布置合理；3、轴测关系正确；4、计算公式运用得当，数据准确；5、图面清晰、尺寸标注完整；6、文字表达清楚，逻辑性强。土建学院市政工程系2006.7.5《空调制冷技术》设计说明书1．确定制冷机房的总冷负荷 1.1总冷负荷的确定总冷负荷应包括用护实际所需制冷量以及制冷系统本身和供冷系统的冷损失。冷损失一般用附加值计算，对于直接供冷系统常附加5%—7%，由于空调系统的负荷的峰值不可能同时出现，所以不应用系统总负荷作为装机容量应乘系数0.7—0.8，考虑到风机和水泵电动机械能转化为热能及风管。水管的热损失，负荷乘以安全系数1.1。总冷负荷：QL=286+172+233=691KwQ=QL×（1+5%）×1.1×0.7=558.7Kw1.2确定总热负荷总热负荷：QR=266+157+213=631Kw2．确定制冷机组的类型2.1确定制冷方式以能耗、单机容量和调节等方面考虑，选择空调用蒸汽压缩或冷水机组时，单机名义工况制冷量大于1758Kw时宜选用离心式；制冷量在1054—1758Kw间时宜选用螺杆和离心式；制冷量在700—1054Kw间时宜选用螺杆式；制冷量在116—700Kw时宜选用螺杆式或往复式；制冷量小于116Kw时宜选用活塞式或涡旋式。由于Q=691×1.1=760.1Kw，故选用螺杆式制冷机。2.2确定制冷剂种类查《空气调节设计手册》P742表12—53常用螺杆式冷水机组性能参数表制冷机组型号制冷剂制冷量（Kw）电机功率（Kw） LSLG—1000R229452502.3确定冷凝器冷却方式冷凝器的作用是将制冷压缩机排出的高温高压气态制冷剂冷却，使之液化，以便制冷剂在系统中循环使用。根据制冷量Q=691Kw。区域锅炉或工厂余热提供0.8MPa的过热蒸汽，城市可提供一路独立电源，市政供水充足，故可选用水冷式冷凝器。2.4确定制冷机组容量和台数该建筑负荷为691Kw，选用1台制冷机组：冷冻水量：W=Q÷C÷P÷△t=558.7÷4.2÷1.0÷103÷5=0.026m3/s=93.6m3/h所以制冷机组的容量为93.6m3/h2.5确定制冷系统设计工况查《空气调节设计手册》P744表12-54LSLHF系列螺杆式冷水机组主要技术参数型号名义工况制冷量Kw制冷剂制冷剂加入量㎏润滑油加入量㎏噪声db(A)振动LSLHF-1000945R22430180≤91≤20制冷机组外形尺寸的选择确定制冷机组长宽高尺寸432019002373最高冷凝温度为45℃，最低冷凝温度为-40℃3布置制冷机房 机房内的设备布置应保证操作和检修的方便，同时要尽可能使设备布置紧凑，以节省建筑面积。制冷机组的主要通道宽度以及制冷机组与配电箱的距离不应小于1.5m；制冷机组与制冷机组或与其他设备之间的距离不小于1.2m；这；制冷机组与墙壁之间以及与上方管道或电缆桥架的净距离应不小于1m。水泵的布置应便于接管、操作和维修；水泵之间的通道一般小于0.7m.4设计水系统4.1冷冻水水量的确定该建筑负荷为691Kw冷冻水量：W=Q÷C÷P÷△t=558.7÷4.2÷1.0÷103÷5=0.026m3/s=93.6m3/h4.2冷却水量的确定建筑物的所有用房的最大冷负荷为691KW，定流量系统的总水量按最大负荷计算，查《暖通空调常用数据手册》P1181附录1，我国主要城市室外气象参数表，根据广州市平均每年不保证50h的湿球温度28℃，温差5℃以及冷却水量；冷却水量：W=Q×1000÷3600÷△t=691×1000÷3600÷5=38.4㎏/s=138.2m3/h4.3机房内冷却水系统水力计算为空调系统提供冷却水，温度按5℃计算，安全系数为1.1，冷却水量为W=13.8m3/h，冷却水泵流量即13.8×1.1=15.2m3/h。查《通风与空气调节工程》附录P，冷却水管道单位沿程阻力计算表，确定比摩阻i=236.22Pa/m,DN=80㎜,则室内冷冻水沿程阻力：hf’=236.22×7.5=1771.7Pa=0.18mH2O室内冷冻水总沿程阻力：hf=36+hf’=33.18mH2O 局部总阻力：hd=30%hf=0.3×33.18=9.95mH2O冷凝器阻力：0.08MPa=8.0mH2O冷却塔中水的提升高度为1.2mH2O，冷却塔喷雾压力为5.0mH2O，则冷却水扬程为：Hp=hf+hd+hm+hs+ho=33.18+9.95+8.0+1.2+5.0=57.33mH2O4.4机房内冷冻水系统水力计算为空调系统提供冷冻水，供水温度7℃，回水温度12℃，则温度为5℃计算，安全系数为1.2，冷冻水量为W=109.5m3/h，冷冻水泵流量即109.5×1.2=131.4m3/h。查《通风与空气调节工程》附录0，冷冻水管道单位沿程阻力计算表，确定比摩阻i=61.7Pa/m,DN=200㎜,则室内冷冻水沿程阻力：hf’=61.7×22.2=1366.7Pa=0.14mH2O室内冷冻水总沿程阻力：hf=36+hf’=36.14mH2O局部总阻力：hd=30%hf=0.3×36.14=10.84mH2O蒸发器阻力：0.08MPa=8mH2O分、集水器及其他阻力：10KPa=1mH2O则冷冻水环路总阻力Hp=hf+hd+hm=36.14+10.84+9=55.98mH2O5主要设备的选择5.1冷却水塔查表5.72选用CDBNL3—20型号的冷却塔，查《暖通空调常用数据手册》冷却塔主要尺寸：总高度为3062，最大直径为2000，风量为12400m3/h，风机直径为800㎜，电动机功效为0.8Kw，重量：自重为330，运转重为644，进水压力为2.00×104Pa，噪声：Dm为50.0dBA，10m 时为36.3dBA,16m时为34.6dBA,直径为1.5m.主要尺寸风量m3/h风机直径㎜电动机功效Kw重量进水压力(104Pa)噪声直径D(m)总高度最大直径自重运转重Dm10m16m30622000124008000.83306442.0050.036.334.61.55.2换热器建筑物的总热负荷Q=1.1QR=631×1.1=694.1Kw=2498760KJ/h热网设计供回水温度分别为Tg=65℃Th=50℃市政管网蒸汽供气压力P=0.8MPa那么热网循环水量G=Q÷C÷（Tg－Th）=2498760÷4.2÷（65－50）=39662.9㎏/h=39.7t/h取循环水获得的热量为热网总热负荷Q附加10%余量得2498760×1.1=2748636KJ/h查《实用供热空调设计手册》表4.4-24LLIS型螺旋板式气—水换热器性能表型号换热器面积循环水温差蒸汽压力蒸汽量换热量循环水量气侧阻力降水侧阻力降LLI-10-1011.9150.61.02.0114939.45125.3分、集水器分、集水器是为了连接同向各个环路的许多并联管道初设置的采用分、集水的目的是有利于各空调分区的流量分配和调节，也有利于对系统的维修和操作，在一定程度上起到平均压力的作用。在次设计中，选择经济流速为1.1m/s。 本建筑分、集水器设3根管，商场是1-5层设一根管，冷负荷Q1=286Kw，标准层为6-9层，设置一根管，冷负荷为Q2=172Kw，10-12为非标准层，设置一根管，冷负荷Q3=233Kw。W1=Q1÷C÷P÷△t=286÷4.2÷1000÷5=0.014m3/s=49.0m3/hW2=Q2÷C÷P÷△t=172÷4.2÷100÷5=29.5m3/hW2=233÷4.2÷100÷5=39.9m3/h查《通风与空气调节工程》附录0冷冻水管道单位沿程阻力计算表，根据冷冻水量W和流速V选择D1=150㎜，D2=100㎜，D3=125㎜，预留管径D4=150㎜查《实用制冷与空调工程手册》P684表38-10分水器和集水器尺寸内径管壁厚度封头壁厚支架（角钢）指甲（圆钢）250612L50×50×5Q12L1=D1+60=150+60=210㎜，L2=D2+120=100+120=220㎜L3=D3+120=125+120=245㎜L4=D3+D4+120=100+150+120=370㎜L5=D4+60=210㎜在这里取平衡管长度为1m，那么分、集水器的长度L为：L=2×（D1+D2+D3+D4+D5）+1000=3510㎜5.4膨胀水箱当空调水系统为闭式系统时，为使系统中的水因温度的变化而引起的膨胀留以一定的预用空间，以及有利于排除系统中的空气，在管路系统中应连接膨胀水箱。为保证膨胀水箱和水系统的正常工作，在机械循环系统中，膨胀水箱一般连接在水泵吸入侧，水箱标高至少高出系统1m ，此设计建筑面积是20700㎡，系统初始水容量1L/m3，最大温差△tmax=5℃。膨胀水箱有效容积Vex=B·△tmax·Vsg=0.0006×5×1.0×20700=62.1L=0.0621m3查实用《制冷与空调工程手册》表38-9膨胀水箱的规格尺寸及配管的公称直径水箱型号型号公称容积有效容积外形尺寸水箱配管的公称直径水箱自重长×宽高溢水管排水管膨胀管信号管循环管圆形20.30.338008004032252020119.45.5冷冻水泵由水力计算冷冻水总阻力根据《暖通空调常用数据手册》表6.1-5Sh型泵性能参数表型号流量总扬程转速功率泵效率允许吸上真空高度叶轮直径泵重量m3/hL/s轴功率电动机功率8Sh-6A22462.283295067.590754.5270309选8Sh-6A双吸式离心泵1台5.6冷却水泵由水力计算冷却水总阻力根据《暖通空调常用数据手册》第二版表6.1-5选双吸式离心泵—SH型SH型泵性能参数表流量总功率泵 型号扬程转速泵效率允许吸上真空高度叶轮直径重量m3/hL/s轴功率电动机功率8Sh-6A27676.777295076.290764.5270309选8Sh-6A双吸式离心泵1台'