冷热源工程课程设计

《冷热源工程》课程设计计算书题目：嘉兴市光明大酒店制冷机房设计姓名：杨超学院：建筑工程学院专业：建筑环境与能源应用工程班级：建环142学号：201451385236指导教师：杨超2017年6月23日目录（1）设计原始资料············································1（2）冷水机组选型2.1确定冷源方案··········································22.1.1方案一采用R22满液式螺杆冷水机组························22.1.2方案二采用16DNH_开利溴化锂吸收式冷水机组················32.1.3方案三采用美的离心式冷水机组····························42.2技术性分析············································52.3方案选择··············································7（3）分水器和集水器的选择3.1分水器和集水器的构造和用途···························73.2分水器和集水器的尺寸································83.2.1分水器的选型计算····································83.2.2集水器的选型计算····································8（4）膨胀水箱配置和计算4.1膨胀水箱的容积计算····································84.2膨胀水箱的选型·······································9（5）冷冻水系统的设备选型和计算5.1冷冻水系统的选型和计算································95.1.1冷冻水泵流量和扬程的确定····························175.1.2冷冻水水泵型号的确定································125.2冷却水系统的选型和计算································135.2.1冷却塔的选型········································135.2.1冷却水泵的选型计算··································13（6）个人小结············································17（7）参考文献············································171.设计原始资料1、空调冷负荷：0.8MW（空调总面积6500m2）2、当地可用的能源情况：电：价格：0.7元/度天然气：价格：2.5元/m3；热值：33.45MJ/m3；蒸汽：价格：180元/吨；蒸汽压力为：0.8MPa燃油：价格：2.76元/升；低位发热量均为：42840kJ/kg3、冷冻机房外冷冻水管网总阻力分别为0.40Mpa；0.35；0.3MPa；0.15MPa4、土建资料制冷机房建筑平面图（见附图），其中水冷式冷水机组冷却塔高度分别为：25m；20m；15m；10m2.冷水机组选型确定冷源方案方案一：采用16DNH_开利溴化锂吸收式冷水机组（16DNH012）表116DNH_012开利溴化锂吸收式冷水机组参数1）固定费用设备初投资：225.32=50.64（万元）安装费用：25%50.64=12.66(万元)系统总投资费用L=50.64+12.66=63.3(万元)银行年利率i=5.94%使用年限n=15年1)1()1(1nniiiLL=6.49万元式中：1L—每年系统折旧费用L—系统总投资费用，包括设备初投资和安装费用i—银行年利率型号16DNH012制冷量(KW)422台数2单价(万元）25.32天然气燃料耗量（m3/h)28.8外形尺寸L(mm)3631W(mm)1880H(mm)2056冷冻水水量(m³/h)91压降(Kpa)89接管直径（DN)100冷却水水量(m³/h)141压降(Kpa)83接管直径（DN)1252）年度使用费用单台设备功率为28.8m3/h，台数2台，天然气价格2.5元/m3，供冷月为6-9月份，按照每天24小时供冷计算年度运行费用=蒸汽耗量台数时间单价=28.822.512224=36.3万元3）设备年度费用设备年度费用=固定费用+年度使用费用=36.3+6.49+63.3=106.09万元方案二：采用R22满液式螺杆冷水机组（LSBLG420）1）固定费用设备初投资：229.4=58.8（万元）安装费用：25%58.8=14.7(万元)系统总投资费用L=58.8+14.7=73.5(万元)银行年利率i=5.94%使用年限n=15年型号LSBLG420制冷量(KW)420台数2单价(万元）29.4电机功率（KW)73.5外形尺寸L(mm)3600W(mm)1200H(mm)1750冷冻水水量(m³/h)80压降(Kpa)44接管直径（DN)125冷却水水量(m³/h)95压降(Kpa)54接管直径（DN)1251)1()1(1nniiiLL=7.54万元式中：1L—每年系统折旧费用L—系统总投资费用，包括设备初投资和安装费用i—银行年利率2）年度使用费用单台设备功率为147KW，台数1台，电费0.7元/度，供冷月为6-9月份，按照每天24小时供冷计算年度运行费用=单台供冷功率台数时间电费=73.52122240.7=30.13万元3)设备年度费用设备年度费用=固定费用+年度使用费用=30.13+7.54+73.5=111.17万元方案三：采用麦克维尔离心式冷水机组（WSC113MBE71F）表3麦克维尔离心式冷水机组参数型号WSC113MBE71F制冷量(KW)400台数2单价(万元）20电机功率（KW)244.5外形尺寸L(mm)3269W(mm)1309H(mm)2117冷冻水水量(m³/h)67压降(Kpa)77.8接管直径（DN)200冷却水水量(m³/h)80压降(Kpa)43.2接管直径（DN)2001）固定费用设备初投资：220=40（万元）安装费用：25%40=10(万元)系统总投资费用L=40+10=50(万元)银行年利率i=5.94%使用年限n=15年1)1()1(1nniiiLL=5.13万元式中：1L—每年系统折旧费用L—系统总投资费用，包括设备初投资和安装费用i—银行年利率2）年度使用费用单台设备功率为489.1KW，台数1台，电费0.7元/度，供冷月为6-9月份，按照每天24小时供冷计算年度运行费用=单台供冷功率台数时间电费=244.52122240.7=100.25万元3)设备年度费用设备年度费用=固定费用+年度使用费用=100.25+5.13+50=155.38万元技术性分析溴化锂吸收式制冷机组：优点：1、运动部件少，故障率低，运动平稳，振动小，噪声低2、加工简单，操作方便，可实现10%~100%无级调节3、溴化锂溶液无毒，对臭氧层无破坏作用4、可利用余热。废热及其他低品位热能5、运行费用少，安全性好6、以热能为动力，电能耗用少缺点：1、使用寿命比压缩式短2、节电不节能，耗汽量大，热效率低3、机组长期在真空下运行，外气容易侵入，若空气侵入，造成冷量衰减，故要求严格密封，给制造和使用带来不便4.机组排热负荷比压缩式大，对冷却水水质要求较高5.溴化锂溶液对碳钢具有强烈的腐蚀性，影响机组寿命和性能螺杆式冷水机组优点：1、结构简单，运动部件少，易损件少，仅是活塞式的1/10，故障率低，寿命长2、圆周运动平稳，低负荷运转时无“喘振”现象，噪音低，振动小3、压缩比可高达20，EER值高4、调节方便，可在10%~100%范围内无级调节，部分负荷时效率高，节电显著5、体积小，重量轻，可做成立式全封闭大容量机组6、对湿冲程不敏感7、属正压运行，不存在外气侵入腐蚀问题缺点：1、价格比活塞式高2单机容量比离心式小，转速比离心式低3、.润滑油系统较复杂，耗油量大4、大容量机组噪声比离心式高5、要求加工精度和装配精度高离心式冷水机组优点：1、叶轮转速高，输气量大，单机容量大2、易损件少，工作可靠，结构紧凑，运转平稳，振动小，噪声低3、单位制冷量重量指标小4、制冷剂中不混有润滑油，蒸发器和冷凝器的传热性能好5、EER值高，理论值可达6.996、调节方便，在10%~100%内可无级调节缺点：1、单级压缩机在低负荷时会出现“喘振”现象，在满负荷运转平稳2、对材料强度，加工精度和制造质量要求严格3、当运行工况偏离设计工况时效率下降较快，制冷量随蒸发温度降低而减少幅度比活塞式快4、离心负压系统，外气易侵入，有产生化学变化腐蚀方案选择通过比较各个方案的设备年度使用费用，可以发现方案一的设备年度费用最低，所以采用一台开利溴化锂吸收式冷水机组（16DNH012）。3.分水器和集水器的选择3.1分水器和集水器的构造和用途用途：在中央空调及采暖系统中，有利于各空调分区流量分配和灵活调节。构造如图所示：上面是配管，连接各用户；左右两边为旁通管；在底为排污管。3.2分水器和集水器的尺寸3.2.1分水器的选型计算根据Q=CMt,制冷量Q=4222=844KW,水的比热C=4.18KJ/(KgK),温差t=12-7=5C0,则M=tCQ=40.38kg/s换算成体积流量V=M=0.04038m3/s，水的密度=1000m3/Kg.由中央空调设备选型手册中取流速v为0.7m/s,则D=vV4=0.188m,取公称直径为DN200.将分水器分3路供水，分管流速取1.0m/s,则3个供水管的尺寸计算如下：D1=D2=D3=vV34=0.190m,取公称直径为DN200.L1=D1+60=250mm,L2=D1+D2+120=500mm,L3=D2+D3+120=500mm,L4=D3+60=250mm.(根据《中央空调设备选型手册》表4.2—8)底部排污管直径30mm.3.2.2集水器的选型集水器的直径、长度、和管间距与分水器的相同，只是接管顺序相反。4.膨胀水箱配置与计算4.1膨胀水箱的容积计算根据VP=0tV，其中其中，为水的体积膨胀系数CL0/0006.0t为最t=30C0V0=1.012000/1000=12m3`则VP=0.00063012=0.216m34.2膨胀水箱的选型由《中央空调设备选型手册》中表4.2—10，查得膨胀水箱的尺寸如下：表4膨胀水箱性能参数水箱形式圆形型号1公称容积0.3m3有效容积0.35m3外形尺寸(mm)内径（d）900高H700水箱配管的公称直径DN溢流管40排水管32膨胀管25信号管20循环管205制冷机房水系统设计计算5.1冷冻水系统选型和计算5.1.1冷冻水水泵流量和扬程的确定选择水泵所依据的流量Q和压头（扬程）H按如下确定(根据《中央空调设备选型手册》式4.2—5、4.2—6)：Q=β1Qmax（m³/s）式中Qmax—按管网额定负荷的最大流量，m³/s；β1—流量储备系数，对单台水泵工作时，β1=1.1；两台水泵并联工作时，β1=1.2。H=β2Hmax(kPa)式中Hmax—管网最大计算总阻力，kPa；β2—扬程（压头）储备系数，β2=1.1-1.2。取冷水系统最不利环路如下所示根据所选机型，冷冻水的接管直径为200mm，管段流量V=91m³/h根据各段管径、流速查水水量(m³/h)91压降(Kpa)89表6冷冻水管段阻力汇总表冷冻水管段编号直径DN管长mm流量m³/h流速比摩阻沿程阻力局部阻力总阻力12007012.607911.323118.146827.02487