空调制冷课程设计

安徽建筑工业学院设计说明书空调用制冷技术设计计算书专业班级学号姓名课题空调用制冷技术指导教师2012年6月12日2目录一设计题目与原始条件…………………………………………………………3二方案设计…………………………………………………………………………3三负荷计算…………………………………………………………………………3四冷水机组选择……………………………………………………………………4五水力计算…………………………………………………………………………61冷冻水循环系统水力计算………………………………………………72冷却水循环系统水力计算………………………………………………7六设备选择…………………………………………………………………………81冷冻水和冷却水水泵的选择……………………………………………82软化水箱及补水泵的选择………………………………………………93分水器及集水器的选择…………………………………………………114过滤器的选择………………………………………………………………125冷却塔的选择及电子水处理仪的选择………………………………126定压罐的选择……………………………………………………………13七制冷机房的工艺布置…………………………………………………………14八设计总结……………………………………………………………………15九参考文献………………………………………………………………………163一设计题目与原始条件；某空调系统制冷站工艺设计1、工程概况本工程为合肥市某建筑体集中空调工程，建筑单体共15层，建筑面积约30000m2，主要功能及使用面积为：商场10000m2，办公7500m2，会议中心1000m2，客房为2500m2，多功能厅500m2。二方案设计；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房间的各个区域，经过空调机组后的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与制冷剂换热实现降温过程。从冷水机组出来的37℃的冷却水经冷却水供水管到达冷却塔，经冷却塔冷却后降温后再返回冷水机组冷却制冷剂，如此循环往复。考虑到系统的稳定安全高效地运行，系统中配备补水系统，软化水系统，电子水处理系统等附属系统。三负荷计算；1.面积热指标（查民用建筑空调设计）商场：q=230(w/2m);办公：q=120(w/m2);会议中心：q=180(w/m2);客房：q=80(w/m2);多功能厅：q=200(w/m2)建筑物类型商场办公会议中心客房多功能厅总冷负荷Kw冷负荷指标w/m2230120180802003680空调面积m210000750010002500500冷负荷量w23000009000001800002000001000002.根据面积热指标计算冷负荷4商场：Q=10000*200=2300(Kw);办公:Q=100*7500=900(Kw);会议中心:Q=180*1000=180(Kw);客房:Q=2500*100=200(Kw);多功能厅：Q=500*200=100(Kw)考虑到同时工作系数取0.8，则：总负荷：Q=(2300+900+180+200+100)*0.8=2944(Kw)四冷水机组选择；方案A方案B方案C方案D直燃机蒸汽机离心机螺杆机机组型号16DN04016DEH6150LSBLX1600G30XW1452使用台数2222制冷量（KW）1407150016001438耗气量（Nm3/h）82.7*2=165.4---蒸汽量（Kg/h）-6000*2=12000--冷冻水流量（m3/h）242*2=484907*2=1814275*2=550247*2=494冷却水流量（m3/h）366*2=7321321*2=2642344*2=688289*2=578冷冻水进出口温度（0C）7/127/127/127/12冷却水进出口温度（0C）32/37.532/3832/3830/35机组尺寸（长*宽*高）4791*2296*26306924*3600*38501730*4150*21504695*1231*2064重量（Kg）140794950078007549制冷剂水水R134aR123冷水(热泵)机组的单台容量及台数的选择，应能适应空调负荷全年变化规律，满足季节及部分负荷要求。当空调冷负荷大于528kW时，机组的数量不宜少于2台。冷水机组的台数宜为2～4台，一般不必考虑备用。选择冷水机组时，不仅应保证其供冷量满足实际运行工况条件下的要求，运行时的噪声与振动符合有关标准的规定外，还必须考虑和满足下列各项性能要求：1热力学性能：运行效率高、能耗少(主要体现为COP值的大小)；52安全性：要求毒性小、不易燃、密闭性好、运行压力低；3经济性：具有较高的性能价格比；4环境友善性：具有消耗臭氧层潜值ODP(OzoneDepletionPotential)低、全球变暖潜值GWP(GlobalWarmingPotential)小、大气寿命短等特性通过上述四种机组的比较，可以发现：方案A,B均为吸收式制冷机组，它加工简单，成本低，制冷量调节范围大，可以实现无极调节，运行费用低，利用余热，废热，使用寿命低于压缩式冷水机组，蒸汽耗量大，热效率低，制冷运行时，负荷变化时，易发生溶液结晶,机组较重，体积庞大，占地面积大。方案D螺杆式制冷机组，COP值高，单机制冷量大，容积效率高，结构简单，对湿压缩不敏感，无液击危险，运行可靠，实现无极调节，但润滑油系统比较大，耗油量较大。方案C采用离心式制冷机组，COP值高，结构紧凑，调节方便，在10%——100%范围内能较经济的实现无极调节。离心式制冷压缩机作为一种速度型压缩机,具有以下优点:1.在相同冷量的情况下,特别在大容量时,与螺杆压缩机组相比,省去了庞大的油分装置,机组的重量及尺寸较小,占地面积小;2.离心式压缩机结构简单紧凑,运动件少,工作可靠,经久耐用,运行费用低;3.容易实现多级压缩和多种蒸发温度,容易实现中间冷却,使得耗功较低.4离心机组中混入的润滑油极少,对换热器的传有较高的效率。但是也有其缺点1转子转速较高,为了保证叶轮一定的宽度,必须用于大中流量场合,不适合于小流量场合；单级压比低,为了得到较高压比须采用多级叶轮,一般还要用增速齿轮；喘振是离心式压缩机固有的缺点,机组须添加防喘振系统;一台机组工况不能有大的变动,适用的范围较窄。螺杆式制冷机组属于中型制冷机组，与活塞式相比，运动部件少，无往复运动的惯性力，转速高，单机制冷量大；无余隙容积和吸排气阀，有较高的容积效率；调节方便，制冷量可以通过滑阀进行无级调节；要求加工精度和装配精度高，单级容量比离心式小。综合考虑选择离心式制冷机组。根据标准，属于中型规模建筑，宜取制冷机组2台，而且2台机组的容量相同。所以每台制冷机组制冷量Q’=2944÷2=1472kW根据制冷量选取制冷机组具体型号如下：名称：格力C系列离心式冷水机组型号：LSBLX1600G6注：①名义制冷量按如下工况确定：②工作范围冷冻水进口温度：12℃冷却水出口温度：22～37℃冷冻水出口温度：7℃冷却水进口温差：3.5～10℃冷却水进口温度：30℃冷冻水出口温度：5～20℃冷却水出口温度：35℃冷却水进口温差：2.5～10℃五水力计算根据规范查得数据，管内流速的假定依据如下:DN/mm250=250出水管的流速m/s1.5~2.02.0~2.5进水管的流速m/s1.0~1.51.5~2.01冷冻水循环系统水力计算；两台机组水泵进水管：假定冷冻水的进口流速为1.5m/sd=103vL4L=0.0764×2=0.1528m3/s,2台机组总管d1=360mm,取400mm,则管段流速为v=1.22m/s名义制冷量KW1600冷凝器型式卧式壳管式压缩机数量2水压降Kpa﹤70配给功率Kw283水流量m³/h344使用制冷剂R134a管径mm2-DN200制冷剂填充量Kg575蒸发器型式满液壳管式外型尺寸长mm4150水压降Kpa﹤75宽mm1730水流量m³/h275高mm2150管径mm2-DN2007水泵出水管：假定冷冻水的出口流速为2.0m/sd=103vL4L=0.0764×2=0.1528m3/s,2台机组总管d1=311.6mm,取350mm,则管段流速为v=1.59m/s单台机组时水泵的进水管：假定流速为1.0m/sd=103vL4L=0.0764m3/s,单台机组管d1=312mm,取350mm,则管段流速为v=0.82m/s水泵的出水管：假定流速为1.5m/sd=103vL4L==0.0764m3/s,单台机组管d1=256.2mm,取300mm,则管段流速为v=1.1m/s流量m3/s管径长度(m)ν(m/s)R(Pa/m)△Py(Pa)ξ动压(Pa)△Pj(Pa)管段阻力(Pa)0.1528DN400501.8250125002418244567558192即管段阻力为5.98m水柱。2冷却水循环系统水力计算；水泵进水管：假定冷却水的进口流速为1.5m/sd=103vL4L=0.0956×2=0.1912m3/s,2台机组总管d1=402mm,取400mm,则管段流速为v=1.52m/s水泵出水管假定冷却水的出口流速为2.0m/sd=103vL4L=0.0956×2=0.1912m3/s,2台机组总管d1=352.8mm,取350mm,则管段流速为v=1.98m/s单台机组时水泵的进水管：假定流速为1.0m/sd=103vL4L=0.0956m3/s,单台机组管d1=348.8mm,取350mm,则管段流速为0.99m/s泵的出水管：假定流速为2.0m/s8d=103vL4L=0.0956m3/s,单台机组管d1=246.8mm,取250mm,则管段流速为v=1.95m/s流量m3/s管径长度(m)ν(m/s)R(Pa/m)△Py(Pa)ξ动压(Pa)△Pj(Pa)管段阻力(Pa)0.1606DN400501.8250125002419444665659156即管段阻力为6.04m水柱。3补给水泵的水力计算水泵进水管：假定补给水泵的进口流速为1.5m/sd=103vL4L=2×0.0764×1%=0.001528m3/s=5.5m3/h,2台机组总管d1=36.2mm,取35mm,则管段流速为v=1.59m/s水泵出水管：假定补给水泵的进口流速为2.0m/sd=103vL4L=2×0.0764×1%=0.001528m3/s,2台机组总管d1=31.2mm,取30mm,则管段流速为v=1.98m/s单台机组时水泵的进水管：假定流速为1.0m/sd=103vL4L=0.0764×1%=0.000764m3/s单台机组管d1=31.2mm,取30mm,则管段流速为v=1.08m3/s泵的出水管：假定流速为1.5m/sd=103vL4L=0.0764×1%=0.000764m3/s,单台机组管d1=25.9mm,取25mm,则管段流速为v=1.56m/s六设备选择1冷却塔的选择冷却塔的选择：冷却塔选用开放式逆流式冷却塔，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30℃，出水温度为35℃，冷却塔的补给水量为冷9却塔的循环水量的1%—3%冷却塔的冷却水量和风量的计算G=3600Qc/CP（tw1-tw2）△tw=tw1-tw2=35-30=5℃Qc=1.2Q其中Qc—冷却塔冷却热量（KW）,对压缩机制冷机取1.25-1.3Q0（Q0为制冷量）这里取1.3；CP——为水的比热容4.2（KJ/(Kg.K)）则Qc=1.3×1600=2080KW每台制冷机配一台冷却塔，所以冷却塔冷却水量为：G=3600Qc/（CP△tw）=3600×2080/(4.2×5)=356571kg/h=356.571m3/h风量计算：Q=其中Is1Is2对应于下列温