空调用制冷课程设计.doc

安 徽 建 筑 大学 设计说明书 空调用制冷技术 设计计算书专 业 10环设 班 级 2 学 号 姓 名 课 题 空调用制冷技术指导教师 2013年6月12日空调用制冷技术课程设计一、制冷站总负荷计算给定计算制冷量为2000Kw，能源为电；二、冷水机组的选型（1）方案一：离心式冷水机组离心式冷水机组将离心式压缩机、冷凝器、蒸发器和节流装置等设备组成。电动机通过增速器带动压缩机的叶轮就爱那个来自蒸发器的低压气态制冷剂压缩成为高压蒸汽，送入冷凝器。被冷凝后的液态制冷剂经膨胀阀节流后送到蒸发器中吸热，冷却冷冻水。离心式制冷机组的优点是叶轮转速高，输气量大，单机容量大；结构紧凑，噪音低；机组能效比高，单位制冷量量指标小。其缺点是对材料强度，加工精度要求严格；离心负压系统，外壳易侵入有产生化学变化，腐蚀管路的危险。选用两台麦克维尔离心式冷水机组，其主要参数如下：型号制冷量输入功率冷冻水量冷却水量冷冻水进、出口温度冷却水进、出口温度Wsc126MBHNOF/E4212/C3612300Tons195.9Kw50.5L/s60L/s12/732/372、方案二：溴化锂制冷机组溴化锂制冷机组的优点是运动部件少，故障率低，运动平稳，振动小，噪声低，加工简单，操作方便，可实现10%-100%无级调节。溴化锂溶液无毒，对臭氧层无破坏作用，可利用余热。废热及其他低品位热能.运行费用少，安全性好。以热能为动力，电能耗用少。其缺点是使用寿命比压缩式短，节电不节能，耗汽量大，热效率低。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。机组排热负荷比压缩式大，对冷却水水质要求较高。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。选用一台双良溴化锂吸收式冷水机组，其主要性能参数如下：型号制冷量输入功率冷水量冷却水量冷冻水进、出口温度冷却水进、出口温度204DH22040Kw6.1Kw350m3/h507m3/h12/732/383、方案三：螺杆式制冷机组螺杆式冷水机组由螺杆式制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀、油分离器、自控元件和仪表等组成的一个完整的制冷系统。由于螺杆式压缩机运行平稳，所以机组安装时可不装地脚螺栓，直接置于强度足够的的水平地面或楼面上即可。螺杆式压缩机调节性能大大优于活塞式压缩机，且在50%100%负荷运行时，其功率消耗几乎正比于冷负荷，只是其部分负荷性能系数优于活塞式冷水机组。螺杆式制冷机组的优点是结构简单，运动部件少，易损件少，寿命长；噪音低，震动少；压缩比可达20；机组能效比高。其缺点是价格高；单机容量比离心式小；润滑系统复杂.耗油量大。选用两台麦克维尔螺杆式制冷机组，其主要性能参数如下：型号制冷量输入功率冷冻水量冷却水量冷冻水进、出口温度冷却水进、出口温度PFS-300.21028.3Kw171.8Kw49.2L/s57.4L/s12/730/354、确定最佳方案从能源供应上看，该工程提供的能源为电，而方案二的主要依靠热能为动力，所以方案二难以符合要求。从能耗、单机容量和运行调节等方面考虑，选择空调用蒸气压缩式冷水机组参考冷量：在负荷大于1758Kw时适合选用离心机；在10541758Kw时离心机或螺杆机皆可用；在700kW1504Kw时适合用螺杆机；而该工程中的冷负荷为2000Kw，再选用两台机组时，单机制冷量约为1000Kw，综上考虑本站选用方案三，即选用两台螺杆式制冷机组。5、方案审核由厂家样本知，选定冷水机组的每台的名义制冷量为1028.3Kw，电功率为171.8Kw。则该制冷机组在名义工况下的制冷性能系数为：达到国家现行的蒸气压缩循环冷水（热泵）机组 工商业用和类似用途冷水（热泵）机组（GB/T18430.12001）标准规定。6、螺杆式制冷机组的详细参数：以下是麦克维尔的PFS-300.2性单螺杆式制冷机组的详细参数：型号PFS-300.2名义制冷量1028.3机组额定功率171.8额定电流303.5启动电流316.6 最大启动电流468.4制冷剂制冷剂R134A填充量350电源380V 3N/50Hz安全保护类别高低压保护、断水保护、防冻保护、安全阀保护、过载保护、水温保护、压缩机过热保护压缩机形式半封闭式双螺杆压缩机启动方式Y数量（台）2冷却水进出口温度30/35流量L/s57.4管径DN200压降51.9冷冻水进出口温度12/7流量L/s49.2管径DN200水阻力48.8外形尺寸长mm3764宽mm1676高mm2235机组净重5883运转重量6374三、冷冻水和冷却水水泵的选择；（一） 冷却水泵的选择（开式系统）（1）扬程的计算：H=H1 + H2 + H3+ H4 +H5H冷却水泵的扬程H1 制冷机组冷凝器水阻力：一般为57mH2O；（具体值参看产品样本），这里这里样本值 为5.19mH2OH2.冷却塔喷头喷水压力：一般为23mH2O，这里取2.5mH2OH3.冷却塔（开式冷却塔）接水盘到喷嘴的高差：一般为23mH2O这里取2.5mH2OH4.回水过滤器阻力，一般为35mH2O，这里取4mH2OH5制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失： 一般为58mH2O；这里取7mH2O因此冷却水泵所需的扬程 H=H1 + H2 + H3+ H4 +H5=21.19m。Hmax=（1.051.10）H 则Hmax=1.121.19=23.3m （2）流量的确定： 由制冷机组性能参数冷凝器水量206.64m3/h，考虑到泄漏，附加10%的余量即为，206.64（1+10%）=227.304m3/h （3） 冷却水泵的选择： 根据以上所得流量和扬程，选择两台BKZ系列型号为150-315水泵：型号流量扬程效率转速功率kw电机型号汽蚀余量吸入口直径mmm3/hmr/min电动机功率BKZ150-3152003279%148030Y200L-42.5150外形尺寸安装尺寸压出口直径mmLHahLBB14-dmmmmmmmmmmmmmmmm9957151403605005804804-28125（三）冷冻水泵的选择（1）扬程的计算：H=H1 + H2 + H3 + H4+ H5H冷冻水泵的扬程H1.制冷机组蒸发器水阻力：一般为57mH2O；样本给定值为4.88mH2OH2.末端设备（空气处理机组、风机盘管等）表冷器或蒸发器水阻力：一般为57mH2O； （据体值可参看产品样本这里取7mH2OH3.回水过滤器阻力，一般为35mH2O；这里取5mH2OH4分水器、集水器水阻力：一般一个为3mH2O；H5.制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失：一般为710mH2O；这里取9mH2O因此冷冻水泵所需的扬程 H=H1 + H2 + H3 + H4+ H5=28.88mH2OHmax=（1.051.10）H 则Hmax=1.126.88=31.8mH2O（2） 流量的确定由制冷机组性能参数蒸发器水量177.12m3/h，考虑到泄漏，附加10%的余量即为，177.12（1+10%）=194.832m3/h根据以上所得流量和扬程，选择两台BKZ系列型号为150-315水泵：型号流量扬程效率转速功率kw电机型号汽蚀余量吸入口直径mmm3/hmr/min电动机功率BKZ150-3152003279%148030Y200L-42.5150外形尺寸安装尺寸压出口直径mmLHahLBB14-dmmmmmmmmmmmmmmmm9957151403605005804804-28125四、制冷站内水力计算根据民用建筑空调设计，在空调系统中所有水管管径一般按照如下公式进行计算：D(m)= 公式中：L-所求管段的水流量； V-所求管段允许的水流速。流速的确定：一般，当管径在DN100到DN250之间时，流速推荐值为1.5m/s左右；当管径小于DN100时，推荐流速应小于1.0m/s；当管径大于DN250时，流速可再加大。根据已知的流量和推荐的流速计算出管径，查表确定标准的管径，根据标准管径计算出水的流速，看是否符合设计要求。冷却水系统水力计算由冷水机组的选型样本知冷却水流量L=57.4L/s=206.64m3/h，取流速V=1.5m/s根据公式D1=221mm取冷却水管管径D1=200mm，则管段流速V=1.83m/s，满足流速要求。流量(m3/h)管径(mm)(m/s)R(Pa/m)动压(Pa)206.642001.831581617冷冻水系统水力计算由冷水机组的选型样本知冷冻水流量L=49.2L/s=177.12m3/h，取流速V=1.5m/s根据公式D2=204mm取冷冻水管管径D2=200mm，则管段流速V=1.57m/s，满足流速要求。故供回水管直径均为200mm。流量(m3/h)供回水管管径(mm)(m/s) R(Pa/m)动压(Pa)177.122001.571111123冷冻水补水管路水力计算冷冻水的补水量为系统水容量的2%，即177.12m3/h2%=3.54m3/h，取流速V=1.0m/s根据公式D3= =29mm 取冷冻水补水管管径为32mm，则管段流速V=1.22m/s，满足流速要求。五、冷却塔选型1冷却塔的水流量冷却塔的水流量为冷却水系统水量的1.2倍。即GK=206.641.2=248m3/h进水温度：tw2=35 出水温度：tw1=30 水温差： t=5 湿球温度：tw=27 2冷却塔的选择冷却塔放在空气处理机房的上面。遵循一机一泵对一塔的原则，需选择两台冷却塔。一般不考虑备用。根据冷却塔水流量，选用2台CTA-360型方形横流式冷却塔。性能参数见下表。型号冷却水量m3/h风机直径mm电机功率kw长mm宽mm高mm进出水管径DN mm满水管径DN mm补水管径DN mm排污管径DN mmCTA-360UFWL2551850312675036603295200653265六、膨胀水箱的选取（1）膨胀水箱有效容积计算： 本设计选用膨胀水箱定压。膨胀水量按下式估算：式中：水的体积膨胀系数，； 最大水温变化值，；=35-7=28 系统水容量，；根据提供的冷负荷2000Kw,通过冷负荷面积指标可知普通建筑的单位面积冷负荷指标约为120W左右建筑面积S=2000103120=16700m2=1.2L/m2S10-3=20则Vp=0.00062820=0.336（2）膨胀水箱选型：查设计规范，选择方形膨胀水箱，其参数如下：型号公称容积有效容积尺寸（长宽高）配管公称直径水箱自重溢流排水膨胀信号循环30.50.619009009004032252020156.3七、分水器及集水器的选择；1、（1）分集水器多用于多回路的空调水系统，直径应按总流量通过时的断面流速（0.51.0m/s）初选，并应大于最大接口管开口直径的2倍。（2）过滤器冷水机组、水泵、电动调节阀等设备的入口管道上应安装过滤器或除污器，以防杂质进入。（3）压力表分集水器、冷水机组的进出水管、水泵出口应设压力表。（4）温度计分集水器、冷水机组的进出水管影射温度计。 2.（1）假定分集水器的流速为s1.0m/d=103 vLp4L=2177.12=354.24m3/h=0.0984m3/s ,D=354mm,取350mm，但350小于最大接口直径的2倍，所以D取400分集水器内流速(可能有误)为v=0.78m/s所选集水器和分水器的特性：公称直径DN/mm曲面高度h1/mm直边高度h2/mm厚度/mm质量m/kg容积V/m340010025813.060.0115分集水器的长度：D1=200mm，D2=200 mm，D3=200mm ，D4=100mm(D1为冷冻水泵进水管直径，D2和D3为用户管路直径，D4为旁通管直径)L1=D1+60=260mm，L2=D1+D2+120=520mm，L3=D2+D3+120=520mm，L4=D3+D4+120=420mm，L5=D4+60=160mm总长度为L=L1+L2+L3+Li+2hL=L1+L2+L3+L4+L5+（100+25）2=2130mm八、过滤器的选择；根据管路直径选择对应的Y型过滤器。冷冻水泵进水口直径d=150mm, 所以过滤器选Y-150mm冷却水泵进水口直径d=150mm, 所以过滤器选Y-150mm补给水泵进水口直径d=32mm, 所以过滤器选Y-32mm九、电子水处理仪的选择；根据冷却水泵压出管直径d=125mm,需处理的水量为206.64m3/h选用电子水处理仪根据管径初选，看处理流量是否符合所选的处理流量范围，如果处理流量不符合，换大一号管径的，直至所处理的流量符合。 型号输水管径(mm)处理流量范围 (t/h)设备外形尺寸mm净重(kg)连接形式长直径ZL/1.6-20020025060020066法兰十、 设计总结 这次课程设计非常考验前期所学习的知识，还有我们查阅资料的能力。课程设计的过程非常复杂，在此过程中我学习到了很多东西，之前对规范基本上没有用过，通过这次课程设计，是我对制冷基础机房设计过程中对规范的参考有了深入的认识，更多的学会了查阅资料，参考文献，通过这种查阅的过程不断地积累和学习了很多专业知识，这是平时的学习很少能直观体会到得东西。 课程设计的前半程，方向没有把握好，选择了吸收式制冷机组，但是在选择的过程中回头发现这种设计存在一定的缺陷，最终改变使用离心式制冷机组，离心式制冷技术