空调课设冷冻站设计

能源与环境学院·建筑环境与设备工程专业课程设计1空气调节用制冷技术课程设计说明书院系名称：能源与环境学院班级：建环124学号：201201114406学生姓名：王文婷指导教师：刘海涛2015年01月能源与环境学院·建筑环境与设备工程专业课程设计2目录目录一、原始资料二、方案设计三、确定制冷量四、机房的布置五、设备的选择1.冷水机组的选型2.水力计算3.冷却塔的选型4.冷却水冷的选型5.冷冻水泵的选型6.分水器与集水器的选择7.补水系统的确定8.软化水设备的选择9.冷却水、冷冻水电子水处理器10.定压装置11.除污器的选择六、设计总结七、参考文献能源与环境学院·建筑环境与设备工程专业课程设计3设计题目：北京某综合办公楼空调制冷机房的设计已知：建筑面积为5000m2，空调冷负荷为800KW；冷水机组设计运行工况：冷冻水7℃—12℃，冷却水30℃—35℃。一、原始资料1、地理位置：地点：中国北京经纬度：经度116.46纬度：39.422、气象参数夏季参数：表—1夏季室外计算参数大气压室外日平均温度室外计算相对湿度室外干球温度室外湿球温度室外平均风速99987Pa29.1℃58%33.6℃26.3℃2.2m/s能源与环境学院·建筑环境与设备工程专业课程设计4冬季参数：表—2冬季室外计算参数大气压室外计算温度室外计算相对湿度风力修正高度修正室外平均风速102573Pa-9.8℃37%由于房间高度不高，不作考虑由于房间高度不高，不作考虑2.7m/s3、冷负荷空调冷负荷为800KW4、建筑资料（略）二、方案设计冷热源方案选择：电制冷+城市热网该机房制冷系统为四管制系统，即冷却水供/回水管、冷冻水供/回水管系统。经冷水机组制冷后的7℃的冷冻水通过冷冻水供水管到达分水器，再通过分水器分别送往办公楼的各个区域，经过空调机组的12℃的冷冻水回水经集水器再由冷冻水回水管返回冷水机组，通过冷水机组中的蒸发器实现降温过程。从冷水机组出来的35℃的冷却水经冷却水供水管到能源与环境学院·建筑环境与设备工程专业课程设计5达冷却塔，经冷却塔冷却到30℃返回冷水机组，如此循环往复。考虑到系统的稳定安全运行，系统中配备补水系统，软化水系统，水处理系统等附属系统。三、确定制冷量已知冷负荷为800KW实际所需制冷量Q=（1+0.1）×800KW=880KW四、机房的布置查参考文献，制冷机房的布置原则如下：1．制冷机房的位置应尽可能靠近负荷中心，力求缩短输送管道，本设计将机房布置在地下室。2．大中型制冷机房的主机宜与辅助设备分间布置。3．在建筑设计中，应根据需要预留大型设备的进出安装和维修的空间，并应配备必要的起吊设备。4．机房需要设置每小时不小于2次的机械通风，配用的电机必须采用防爆型，并设置必要的消防和安全器材。5．制冷机房设备布置的间距见下表5–1。制冷机房设备布置间距表表5–1项目间距（m）主要通道和操作通道宽度≥1.5能源与环境学院·建筑环境与设备工程专业课程设计6制冷机突出部分与配电盘之间≥1.5制冷机突出部分相互之间的距离≥1.0制冷机与墙面之间的距离≥0.8非主要通道≥0.86．机房内应考虑留出必要的检修用地，当利用通道作为检修用地时，根据设备的种类和规格适当加宽。根据以上布置原则布置制冷机房，主要布置见图纸。五、设备选择1冷水机组的选型根据标准，当冷负荷≥528kw时，不宜少于2台，因此取制冷机组2台，而且2台机组的容量相同。则每台制冷机组制冷量Q=880KW÷2=440KW单机制冷量为440KW，则可考虑选用螺杆式冷水机组能源与环境学院·建筑环境与设备工程专业课程设计7机型的比较与选择顿汉布什约克压缩机形式立式全封闭，不存在泄露问题，噪音低卧式开启式，存在泄露问题，适当时候要对机组充注冷媒，以弥补泄露问题螺杆形式双螺杆，4带6旋转；专利齿型设计，螺杆表面经过激光淬火，在磨擦面上有油膜保护，螺杆间无限靠近，但不做实际接触，不存在磨损问题。双螺杆冷凝器两回程两回程蒸发器满液式蒸发器满液式蒸发器润滑及润滑油分离利用吸气与排气压力差带动润滑油进行润滑，不需要润滑油泵，可靠性高；专利的油分离器在全封闭的压缩机内，使油分离率高达99.7%以上，确保润滑油不会进入蒸发器，影响换热效果。机组带有很大的油分离装置，利用重力的不同进行油分离，效果不好，会造成少量的润滑油进入蒸发器，影响换热效果。经济器两次压缩,节能16%无经济性美国空调协会评定IPLV指标最低美国空调协会评定IPLV指标较低能源与环境学院·建筑环境与设备工程专业课程设计8根据制冷量选取制冷机组具体型号如下：名称：顿汉布什第六代立式全封闭螺杆压缩机型号：WCFX23SRC制冷量464噪声（kW）(Db)电机功率84.8×1长度3750（kW×台数）（mm）宽度1175高度2170（mm）（mm）R134a充量145Kg蒸发器冷冻水量79.6冷凝器冷却水量94.9(m³/h)(m³/h)进水温度12进水温度30(℃)(℃)出水温度7出水温度35(℃)(℃)标准水阻力63.4标准水阻力63.8(kPa)(kPa)进出水管径127进出水管径127(mm)(mm)电源380V±10%三相四线50Hz电流运行/满载（A）147/499能源与环境学院·建筑环境与设备工程专业课程设计92水力计算1、冷冻循环水的管路水力估算根据机组性能参数可知冷冻水循环水量为79m3/h假定冷冻水的流速为2m/s根据公式d=2×103L=79×2m3/h=158m3/h=0.044m3/s,两台机组总管d1=167.4mm,取200mm,则管段流速为v=1.4m/s，满足流速要求。单台机组流量L1=79m3/h=0.022m3/s,其管径为118.4mm,取125mm,则管段流速v=1.8m/s，满足流速要求。2、冷却循环水的管路水力估算根据机组性能参数可知冷却水循环水量为94m3/h假定冷却水的流速为2m/s根据公式d×=2×103所以L′=90×2m3/h=180m3/h=0.05m3/s,两台机组总管d1′=178.5mm,取200mm,则管段流速v=1.6m/s，满足流速要求。单台机组流量L1′=90m3/h=0.025m3/s,其管径为126mm，取125mm，则管段流速v=2.04m/s，满足流速要求。流量管径长度νR△Pyξ动压△Pj管段阻力m3/s(m)(m/s)(Pa/m)(Pa)(Pa)(Pa)(Pa)0.05DN20045.6279.33616.07241964.447145.750761.78即管段阻力为5.08m水柱。vLvL能源与环境学院·建筑环境与设备工程专业课程设计103冷却塔的选择冷却塔选用开放式冷却塔，且为逆流式冷却塔，特点是安装面积小，高度大，适用于高度不受限制的场合，冷却水的进水温度为32℃，出水温度为37℃，冷却塔的补给水量为冷却塔的循环水量的2%～3%冷却塔的冷却水量G：G=冷却水系统水量×1.5每台冷却塔的水量计算：G=94×1.5=141m3/h选用两台型号一样的冷却塔，分别对应于两个制冷机组。查说明书，选用两台DFNL-150T型冷却塔，不考虑备用，其性能参数见下表：冷却塔型号DFNL-150T流量150m3/h送风装置电机4kw风叶直径2400mm外形尺寸高度4050mm外径5180mm配管尺寸温水入管2000mm冷水出管200mm能源与环境学院·建筑环境与设备工程专业课程设计11排水管50mm溢水管100mm补给水管自动50mm手动50mm4冷却水泵的选择（开式系统）（1）扬程的计算：H=1.1(H1+H2+H3+H4)H—冷却水泵的扬程H1—冷却塔集水盘水位至布水器的高差4mH2—冷却塔布水管出所需自由水头10m；H3—冷凝器等换热设备阻力6.2m；H4—吸入管道和压出管道阻力10m因此冷却水泵所需的扬程H=1.1(H1+H2+H3+H4)=33.22m。（2）流量的确定：由制冷机组性能参数得冷凝器水量为94m3/h，考虑到泄漏，附加10%的余量即为，94×（1+10%）=103.4m3/h综上所诉，冷却水泵所需扬程33.22m、流量103.4m3/h，以此参数为依据对冷却水泵进行选型（3）冷却水泵的选择：能源与环境学院·建筑环境与设备工程专业课程设计12根据以上所得流量和扬程，选择三台（两用一备）KTP系列型号为KTP125-100-400型水泵：型号流量扬程效率转速轴功率电机型号吸入口直径m3/hmr/minKwmm125-100-40014045.766%145026.4Y225S-4-LK37KW150外形尺寸安装尺寸压出口直径aHL1BB14-φdmm×mmmmmmmmMmmmmmMm1288×8451603956006406404-φ281255冷冻水泵的选择（1）流量的计算由制冷机组性能参数得蒸发器水量为79m3/h，考虑到泄漏，附加10%的余量即为，79×（1+10%）=86.9m3/h（2）扬程的估算:H=5mH2O(制冷机组蒸发器水阻力)+7mH2O(末端设备阻力)+6mH2O(分水器、集水器水阻力)+10mH2O(制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失)+6.5mH2O(回水过滤器阻力)=34.5mH2O综上所述，估计冷冻水泵的流量约为86.9m3/h、扬程约为能源与环境学院·建筑环境与设备工程专业课程设计1334.5m（3）冷冻水泵的选择：根据以上计算的流量和扬程，选择三台（两用一备）KTP系列型号KTP100-80-400为水泵型号流量扬程效率转速轴功率电机型号吸入口直径m3/hmr/minKwmmKTP100-80-40096.549.560%145021.7Y200L-4-LK30KW125外形尺寸安装尺寸压出口直径aHL1BB14-φdmm×mmmmmmmmmmmmmmMm1168×8451603956006406404-φ281006分水器和集水器的选择分水器和集水器的管径可根据并联管道的总流量，通过该管径时的断面流速v=0.5~0.8m/s来确定。[5]从分(集)水器上接出4根供向(来自)空调机组水管以及1根压力平衡管和1根来自（供向）冷水机组的水管，供水(回)管流速为2.0m/s取，d1=d2=d3=d4=200mm,d5=200mm,d6=300mm.则总流通断面积为55cm2，取分（集）水器内流速为0.7m/s，那么分(集)水器的流通断面积应为55×2.0÷0.7=158cm2，于是算出分（集）水器内径为71mm，选用D80×20.0无缝钢管，实际流速为0.71m/s,满足要求。能源与环境学院·建筑环境与设备工程专业课程设计14L1=d1+60=260mmL2=d1+d2+120=520mmL3=d2+d3+120=520mmL4=d3+d4+120=520mmL5=d4+d5`+120=520mm，L6=560mm选择分（集）水器如下：内径（mm）管壁厚度（mm）外径（mm）重量(kg/m)803.5897.387补水系统的确定1.水箱的选择冷冻水的补水量为循环水量的3%—4%，这里取3%。所以补水量为79×2×3%=4.74m3/h又补水箱的大小应满足补水泵能连续运行1.5—2.5小时，这里取1.6小时。所以补水箱的容积为V=1.6×4.74=7.584m32.补水水泵的选择冷冻水系统是闭式的，补水泵即起补水的作用又能对冷冻水系统起定压作用。根据以上可知补水流量为4.74m3/h能源与环境学院·建筑环境与设备工程专业课程设计15根据流量选择两台（一用一备）JLW系列型号为IS80-50-250的离心式清水单级泵：[7]型号流量（m3/h）扬程（m）进出口直径（mm）电机功率（KW）转速（r/min）电压（V）重量（kg）IS50-32-2007.550802229003803008软化水设备的选择根据补水流量为4.74m3/h选用菲洛克全自动软化水设备一台：型号额定流量（m3/h）进出口管径（mm）树脂填装量（L）安装空间L×W×H（m）能源与环境学院·建筑环境与设备工程专业课程设计16FLK-400RS4-52512