冷热源工程设计

上海海洋大学2013届课程设计报告冷热源工程设计共16页第1页摘要及关键字摘要：课程设计主要是对上海市某宾馆的制冷机房进行工程设计。根据设计的要求，进行了水力计算以及冷水机组、板式换热器、冷却塔、分集水器、膨胀水箱、水泵等设备和压力表、阀门等附件的选型计算。同时也考虑了隔振和保温的问题。根据本专业的设计规范和工程设计程序，整个设计以经济安全节能为原则，以室内环境舒适为目的。关键字：课程设计；制冷机房；水力计算；选型计算AbstractandKeywordsAbstract:ThecourseisprimarilyaboutthedesignoftherefrigeratingstationofahotelinShanghai.Accordingtotherequirements,IcalculatedthedataofthehydraulicandthedatatoselectthetypeoftheequipmentsandattachmentssuchastheWaterchiller,theplate-typeheatexchanger,Thecoolingtower,thesplit-flowequipmentandconfluentequipment,thegreaseboxes,thewaterpump,thepressuregaugeandthevalves.Accordingtotheprofessionaldesignspecificationsandengineeringdesignprocess,theentiredesigntotheeconomicsecurityofenergyprincipleandcomfortableindoorenvironmentforthepurpose.Keywords:DesignCourse;refrigeratingstation;Hydrauliccalculation;calculationofselectingthetype上海海洋大学2013届课程设计报告冷热源工程设计共16页第2页1、工程概况本工程为上海市某宾馆，宾馆建筑面积3500m2，共5层。水源充足，有蒸汽热源，要求对其制冷机房进行设计。设置单独机房，平面图如附图所示，面积约60m2，机房高度4m，冷却塔置于机房屋顶，要求选用超低噪声的冷却塔。夏季总冷负荷为464kW，选用水冷螺杆式冷水机组，冷水（冷冻水）进水温度取12℃，出水温度取7℃，冷却水进水温度取32℃，出水温度37℃；冬季热负荷为371kW，用板式换热器，供回水温度取60℃/50℃。分集水器与用户之间的最不利环路的阻力损失取4mh2O，分集水器与用户之间的的连接管管径取为DN133。2、冷热源的选择计算2.1制冷机房冷负荷计算——制冷机房的装机容量制冷机房设计的最大冷负荷=总冷负荷×冷量损耗系数=464×1.15=533.6kW2.2冷水机组等设备类型及台数的确定2.1.1冷水机组的类型图2-1冷水机组外形图上海海洋大学2013届课程设计报告冷热源工程设计共16页第3页开利标准型螺杆式冷水机组，型号：30XW0552。外形尺寸（长×宽×高，单位mm）：2746×970×1693，运行重量：2666kg。2.1.2机组主要性能参数（1）机组名义工况（额定工况）1）温度条件使用侧：冷冻水进水温度12℃，出水温度7℃热源侧：水冷式机组：进口水温30℃，出口水温35℃2）机组水侧标准设计压力为1.0MPa。3）机组冷水、冷却水侧污垢系数分别为0.018m2·℃/kW和0.044m2·℃/kW（2）机组名义工况的主要性能参数1）名义制冷量：542kW2）名义总消耗电功率：99kW3）名义工况性能系数：5.474）水侧阻力：冷冻水侧压力损失：44kPa；冷却水侧压力损失：52kPa。2.3板式换热器台数的确定2.3.1板式换热器的类型公式：kW——冬季热负荷，kW，考虑室外管网损失系数，取1.05~1.10；——换热系数，取2000~4000；——温差，取6~10℃。换热面积：m2选用潺林公司板式换热器，型号：BR02，单片有效换热面积0.23m2，单块板片厚度0.6mm，平均板片间距3.5mm，设74片，外形尺寸如下表：上海海洋大学2013届课程设计报告冷热源工程设计共16页第4页尺寸mmA1175B410C290D867E160FL+500GF-100H290L4.1N管口直径100备注N为板片总数3、冷却塔和冷却水循环系统的选择计算3.1冷却塔的选择计算3.1.1冷却塔的标准设计工况进水温度37C，出水温度35C，设计温差5C，湿球温度28.2C，干球温度34.0C，大气压100.53kPa。3.1.2根据冷却水量选择逆流冷却塔（1）冷却水量计算公式：kg/s式中——冷却塔排走的热量，kW，压缩式制冷机，取制冷负荷的1.3倍左右——冷却水进出口水温差，C，压缩式制冷机，取4~5C=33.1kg/s=0.0331m3/s=119.16m3/h（2）冷却塔的选用型号河北可耐特玻璃钢有限公司的DBNL3系列低噪声型逆流冷却塔，型号：DBNL3-125。图2-2板式换热器外观及尺寸上海海洋大学2013届课程设计报告冷热源工程设计共16页第5页3.2冷却水系统3.2.1冷却水系统的设计（1）冷却水管路设计图3-2冷却水系统草图图3-1冷却塔外形尺寸参数上海海洋大学2013届课程设计报告冷热源工程设计共16页第6页（2）水力计算选择管段①、②、③为最不利环路。对于管段①，流量0.0331m3/s，设流速v=2m/s,则实际d=125mm，实际流速为2.699m/s。查水管比摩阻图得R=660Pa/m。局部阻力件：4个90度弯头ξ=4×0.26=1.04；2个截止阀ξ=2×7.0=14.0；一个渐扩管ξ=0.13；查局部阻力系数表得该管段局部阻力系数Σξ=1.04+14.0+0.13=15.17；动压：ΔPd=ρv2/2=1000×2.6992/2=3642.3Pa；局部阻力:ΔPj=ξρv2/2=15.17×3642.3=55237.27Pa；沿程阻力：ΔPy=Rl=660×10=6600Pa；管段总阻力：ΔP=ΔPj+ΔPy=55237.27+6600=61837.27Pa。同理算得其他管段，计算结果列入下表。表3-1最不利环路水利计算表管段编号流量m3/s管长m管径mm流速m/s比摩阻R局部阻力ΔPj沿程阻力ΔPy管段总阻力ΔP备注10.0331101252.69859872666055237.27012660061837.2701290度弯头四个4×0.26=1.04；2个截止阀2×7.0=14.0；渐扩管0.1320.0331121252.69859872666060007.2651792067927.2651渐缩管0.5；2个截止阀2×7.0=14.0；90度弯头五个5×0.26=1.3；一个三通0.6830.033151252.69859872666065760.38881330069060.388812个截止阀2×7.0=14.0；一个止回阀2.0；一个90度弯头0.26；一个三通1.8；渐扩管0.5合计0.033126198824.9上海海洋大学2013届课程设计报告冷热源工程设计共16页第7页3.2.3冷却水水泵的选择（1）冷却水量计算公式：kg/s式中——冷却塔排走的热量，kW，压缩式制冷机，取制冷负荷的1.3倍左右——冷却水进出口水温差，C，压缩式制冷机，取4~5C=33.1kg/s=119.16m3/h（2）冷却水水泵扬程公式：MPa式中——冷却水管路系统总的沿程阻力损失和局部阻力损失，MPa——冷凝器冷却水侧阻力损失，MPa，一般0.02~0.08，MPa——冷却塔中水的提升高度（从冷却塔底部水池到喷淋器（布水器）的高差m）0.0098MPa——冷却塔布水器喷头的喷雾阻力或进塔水压，MPa引风式玻璃钢冷却塔约等于0.02~0.05，MPa；水喷射式冷却塔约等于0.08~0.15，MPa=0.1988+0.052+1.6470.0098+0.05=0.317MPa约为31.7m水柱。（3）冷却水水泵型号格兰富水泵有限公司NBG系列单级端吸泵，型号：NBG125-100-315。设两台水泵，一备一用。图3-3水泵外观及技术参数上海海洋大学2013届课程设计报告冷热源工程设计共16页第8页3.3水处理装置选择：日美阀门DW系列电子水处理器，型号：DW-B125。型号出入口尺寸mmLmmDmm功率W最大流量t/hDW-B125125550133751253.4开水冷却水的补水量包括：蒸发损失、飘逸损失、排污损失和泄露损失选用逆流式冷却塔，补水量：119.16×1.6%=1.9m3/h补水位置：冷却塔底盘处4、冷冻水系统的选择计算4.1冷冻水系统的设计4.1.1冷冻水管路设计图4-1冷冻水循环草图图3-4水处理器外形图上海海洋大学2013届课程设计报告冷热源工程设计共16页第9页4.1.2水利计算选择管段①、②、③为最不利环路。对于管段①，流量0.0284m3/s，设流速v=2m/s,则实际d=125mm，实际流速为2.315m/s。查水管比摩阻图得R=482Pa/m。局部阻力件：1个90度弯头ξ=0.26；2个截止阀ξ=2×7.0=14.0；分水器局部阻力30kPa；查局部阻力系数表得该管段局部阻力系数Σξ=0.26+14.0=14.26；动压：ΔPd=ρv2/2=1000×2.3152/2=2679.61Pa；局部阻力:ΔPj=ξρv2/2=14.26×2679.6=38224.9Pa；沿程阻力：ΔPy=Rl=482×8=3856Pa；管段总阻力：ΔP=ΔPj+ΔPy=38224.9+3856=42080.9Pa。同理算得其他管段，计算结果列入下表。表4-1最不利环路水利计算表管段编号流量m3/s管长m管径mm流速m/s比摩阻R局部阻力ΔPj沿程阻力ΔPy管段总阻力ΔP备注10.028481252.31541401348238524.94282385642380.9428290度弯头1个0.26；2个截止阀2×7.0=14.0；分水器30kPa20.028441252.31541401348240347.73112192844275.731122个截止阀2×7.0=14.0；90度弯头1个0.26；一个三通0.68；集水器30kPa30.02844.51252.31541401348249644.17539216951813.175392个截止阀2×7.0=14.0；一个止回阀2.0；2个90度弯头0.26×2=0.52；一个三通1.5；渐扩管0.5合计0.028416.5136469.8上海海洋大学2013届课程设计报告冷热源工程设计共16页第10页4.2冷冻水泵的选择（1）流量冷冻水量计算公式：kg/s式中——蒸发器承担的负荷，另考虑10%的余量，kW；——冷冻水进出口水温差，C。=28.4kg/s=0.0284m3/s=102.24m3/h（2）扬程扬程＝1.1（冷水机组蒸发器侧的阻力＋冷水管路阻力＋分集水器与用户之间的最不利环路的阻力损失＋二通调节阀阻力）其中：冷水机组蒸发器侧的阻力——由机组制造厂提供，一般为60~100kPa；分集水器与用户之间的最不利环路的阻力损失，取4mh2O二通调节阀阻力——取40kPa；扬程＝1.1（44＋136.5＋40＋40）=282.55kPa约为28.3米水柱。（2）冷冻水泵的型号格兰富水泵有限公司NBE系列单级端吸泵，型号：NBE125-100-250。设两台水泵，一备一用。图4-2冷冻水泵外形及技术参数上海海洋大学2013届课程设计报告冷热源工程设计共16页第11页5、热水系统的选择计算5.1热水系统的设计5.1.1热水管路设计5.1.2水利计算选择管段①、②、③为最不利环路。对于管段①，流量0.00972m3/s，设流速v=2m/s,则实际