某商场空调用制冷站设计课程设计说明书.doc

燕山大学课 程 设 计 说 明 书题目：沈阳市某商场空调用制冷站设计学院（系）： 建筑工程与力学学院 年级专业： 12级建筑环境与设备工程 学 号： 120107030039 学生姓名： 明茹 指导教师： 张永贵 教师职称： 教授 燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：建筑工程与力学学院 基层教学单位：建筑环境与设备工程 学 号120107030039学生姓名明茹专业（班级）12建环2班设计题目沈阳市某商场空调用制冷站设计设计技术参数1、冷冻水 7/12 2、冷却水 32/37 3、地点：沈阳4、建筑形式： 商场 5、建筑面积 （25000）m2 6、层高4 m7、层数： 4 8、冷水机组形式：离心式冷水机组9、机房面积：170.99 10、机房位置：地下室设计要求1、说明书按燕山大学课程设计说明书规范撰写；2、图纸共计两张，一张系统图，一张平面图。平面图上至少含有两个主要剖面；3、说明书用B5纸打印，页数在10页左右；4、图纸用A3纸打印；工作量1、计算：包括冷负荷计算（用面积冷指标法简单计算）、水力计算；2、选择：冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、补水泵、水箱大小、分水器、集水器、电子水处理仪、软化水系统等设备的选择；3、绘图：采用CAD绘图；工作计划第一天：布置设计任务第二四天：结合说明书编写绘制完成系统图第五九天：结合说明书编写绘制完成平剖面图第十天：答辩参考资料1陆耀庆. 实用供热空调设计手册第二版（下册）. 北京：中国建筑工业出版 社,2008.2彦启森, 石文星, 田长青. 空气调节用制冷技术（第四版）. 北京：中国筑工业出版社,2004.3电子工业部第十设计研究院. 空气调节设计手册（第二版）. 北京：中国建 筑工业出版社,1995.4赵荣义. 简明空调设计手册. 北京：中国建筑工业出版社,1998.5张学助 张朝晖.通风空调工长手册.北京：中国建筑工业出版社6付祥钊 肖益民 .流体输配管网（第三版）.北京：中国建筑工业出版社 20107杨小灿 .制冷空调产品设备手册.北京：国防工业出版社20038上海凯泉泵业有限公司 第四代KQW系列单级卧式离心泵.9意大利瓦洛定压罐样本指导教师签字基层教学单位主任签字目 录!异常的公式结尾二、方案设计错误！未定义书签。三、负荷计算2四、冷水机组选择2五、水力计算41 冷冻水循环系统水力计算4（1）确定水泵入口管径4（2）确定水泵出口管径5（3）确定干管管径5（4）确定进单台机组管径5（5）确定出单台机组管径错误！未定义书签。2 冷却水循环系统水力计算5（1）确定水泵入口管径5（2）确定水泵出口管径错误！未定义书签。（3）确定干管管径错误！未定义书签。（4）确定进单台机组管径6（5）确定出单台机组管径63 补水循环系统水力计算6（1）确定水泵入口管径6（2）确定水泵入口管径6六、设备选择6 1 冷冻水和冷却水水泵的选择6（1）冷冻水泵的选择6（2）冷却水泵的选择172 软化水箱及补水泵的选择错误！未定义书签。（1）软化水箱的选择错误！未定义书签。（2）补水泵的选择143 分水器及集水器的选择16（1）分水器和集水器内流体流速的确定错误！未定义书签。（2）分水器和集水器管长的确定254 过滤器的选择错误！未定义书签。5 冷却塔的选择及电子水处理仪的选择错误！未定义书签。（1）冷却塔的选择19（2）电子水处理仪的选择196 定压罐的选择19七、设计总结错误！未定义书签。八、参考文献错误！未定义书签。沈阳市某商场空调用制冷站设计一 设计题目与原始条件 设计题目：沈阳市某商场空调用制冷站设计 原始条件：建筑层高：4m 建筑层数：4层 面积：25000 大气建筑压：冬季：104.79kPa 夏季：97.4kPa 年平均温度：7.8二 方案设计图1 方案设计简图 本设计中机房制冷系统为四管制系统，即冷却水供-回水管系统，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到每栋商业楼，经过空调机组后的12冷冻水回水经集水器，再由冷冻水管返回冷水机组，通过冷水机组中的蒸发器与制冷剂换热实现换热过程。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，却塔冷却后降温到32后再返回冷水机组冷凝器冷却制冷剂，如此往复循环。三 负荷计算 本设计采用面积冷指标法计算制冷站冷负荷， 计算公式（1）如下： （1） 式中 制冷站冷负荷，kW 制冷损失系数，根据文献【1】知，间接供冷系统取7 15%,本设计选10%； 面积冷指标，根据文献【2】，商场面积冷指标220 kw/ 。 根据商场面积25000，计算得4400kW。四 冷水机组选择 根据负荷4400 kW及文献【3】，选LSLXR123-2450离心式制冷机组两台，每台机组冷负荷44002=2200 kW，机组尺寸6160。 表1 LSLXR123-2450冷水机组性能参数参数名称单位机组型号LSLXR123-2450制冷量kW2200RT700104kcal/h211.5蒸发器进水温度12出水温度7流量m3/h423流程2接管通径mm300污垢系数m2/kW0.086水阻损失MPa0.093冷凝器进水温度32出水温度37流量m3/h530流程2接管通径mm300污垢系数m2/kW0.086水阻损失MPa0.11电机输入功率kW544电压V380/6000R123充入量kg1100机组吊装质量t13.4机组运行质量t15.4机组尺寸Lmm6160Wmm2005Hmm3500 图2 冷水机组示意图五 水力计算 根据文献【4】，不同部位推荐流速如表2所示表2不同部位推荐流速表管道种类水泵吸水管水泵出水管排水管主干管向上立管一般供水管冷却水推荐流速(m/s)1.22.12.43.61.2 2.11.24.51.03.01.53.01.02.41 冷冻水循环系统水力计算 根据流量计算管径，公式（2）如下： （2） 故 （3） 式中 -管道内径，； -管道流体流量，； -管内流体流速，。1）确定水泵入口管径 根据表2，假定冷冻水泵入口流速为2。已知冷冻水流量为423，由公式（3）得d=273.6 mm由文献【1】查得 DN=300 mm,代入公式（2） ，流速2）确定水泵出口管径 假定冷冻水泵出口流速为3。已知冷冻水流量为423得d= 223.4 mm 由文献【1】查得 DN=250 mm,流速3）确定机组入口、出口的管径 已知Q=423，管径为300mm，流速 在经济流速内，故可选DN=300mm4）确定与机组相连接的立管的直径 已知Q=423，管径为300mm，流速 在经济流速内，故可选DN=300mm5）确定横干管的管径 假定横干管流速为3，已知横干管流量为，得d=315.9mm 由文献【1】查得 DN=350 mm,流速表3 冷冻水循环系统水力计算表管道公称直径DN（mm）实际流速v（m/s）流量Q(m3/h)水泵入口管3001.66423水泵出口管2502.40423进、出单台机组管3001.66423与机组相连立管3001.66423横干管3502.448462 冷却水循环系统水力计算1） 确定水泵入口管径 根据表2，假定冷却水泵入口流速为2。已知冷冻水流量为530由公式（3）得d=298.8mm由文献【1】查得 DN=300 mm,代入公式（2） ，流速v=2.082）确定水泵出口管径 假定冷却水泵出口流速为3。已知冷冻水流量为530，得d=250 mm 由文献【1】查得 DN=250 mm,代入公式（2） ，流速v=33）确定机组入口、出口的管径 已知Q=530，管径为300mm，流速v=2.08 在经济流速内，故可选DN=300mm4）确定与机组相连接的立管的直径 已知Q=530，管径为300mm，流速v=2.08 在经济流速内，故可选DN=300mm5） 确定横干管的管径 假定横干管流速为3.5，已知横干管流量为得d=327mm 由文献【1】查得 DN=350 mm,流速v=3.06 表4 冷却水循环系统水力计算表管道公称直径DN（mm）实际流速v（m/s）流量Q(m3/h)水泵入口管3002.08530水泵出口管2503.00530进、出单台机组管3002.08530与机组相连立管2502.08530横干管3503.0610603补水系统水力计算 流量应为补水容积的1%，但外网未知，故水容积未知，按经验，补水量冷冻水流量的0.2%左右，补水泵的流量： 1）补水泵入口管径 假定流速为2，已知冷冻水流量为6.77，得d=34.6mm 由文献【1】查得 DN=40 mm,流速v=1.52）补水泵出口管径 假定流速为2.5，已知冷冻水流量为6.77，得d=31mm 由文献【1】查得 DN=40 mm,流速v=1.5表5 补水系统水力计算表管道公称直径DN（mm）实际流速v（m/s）流量Q(m3/h)水泵入口管401.506.77水泵出口管401.506.77六 设备选择1 冷冻水和冷却水水泵的选择1）冷冻水泵的选择 冷冻水泵扬程计算 冷冻水泵扬程计算方法如式（4）所示： + （4） 式中 -冷冻水泵扬程，； -沿程阻力，； -局部阻力，； -机组损失，； -用户损失，m。（a）沿程阻力 由文献【1】P1984查得，已知沿程阻力计算方法如式（5）（6） 所示 （5） （6） 式中 -管道摩擦压力损失，； -比摩阻，； -管道长度，。 由系统图和平面图及式（6）可得沿程阻力损失如表6所示。表6 冷冻水沿程阻力计算表管道DN()流速()比摩阻()管长()阻力()干管3502.44173.614.42499.84水泵入口管3001.66100.24400.8水泵出口管2502.4026161566进机组管3001.66100.26.3631.26出机组管3001.66100.27.4741.48带入式（7）可得：(b)局部阻力 由文献【1】P1989查得，已知局部阻力计算方法如式（9）所示 （7） （8） 式中 -管道局部压力损失，； -管件的局部阻力系数。由文献【1】查得，阀门管件和三通的局部阻力系数如表7和表8所示。表7阀门及管件的局部阻力系数 名称局部阻力系数截止阀4.36.1止回阀DN2002505.54.5蝶阀0.10.3变径管：渐缩0.10（对应小断面的流速）变径管：渐扩0.30（对应小断面的流速）普通弯头900.30水泵入口1.0过滤器2.03.0表8 三通的局部阻力系数 形式12346形式简图流向2313121321，31.50.11.50.11.5由系统图和平面图可得冷冻水系统局部件数目如表9所示。表9 冷冻水系统局部件数目表管道流速()设备个数三通弯头截止阀过滤器止回阀蝶阀12346干管2.442010130000水泵入口管1.660000011110水泵出口管2.400000001000进机组管1.660000020111出机组管1.660000010001根据各设备对应个数、流速、局部阻力系数，代入式（8）计算得：代入式（7）可得： (c)机组损失 根据表1可得LSLXR123-2450冷水机组冷冻水水阻损失为0.093。(d)用户损失 用户损失按20m计算。(e)冷冻水泵扬程 根据式（4）可得冷冻水泵扬程为： 冷冻水泵的选择 流量扬程。由文献【6】查得，考虑一定富裕量，按10%计算，则： 由文献【8】P49查得，选用冷冻水泵选择三台(两用一备） KQW250/370-90/4型水泵，其基本参数如表10所示。表10 KQW50/370-90/4型水泵基本参数型号流量（）扬程（）转速（）电机功率（）必须气蚀余量()重量()KQW250/370-90/43655006004744351480905.51030外型尺寸安装尺寸DNLHb2b1aL2B2H1128510376903002007106404622502）冷却水泵的选择冷却水泵扬程计算 冷却水泵扬程计算方法如式（11）所示： （9） 式中 -冷却水泵扬程，； -沿程阻力，； -局部阻力，； -机组损失，； -外部损失，； -冷却塔喷嘴喷雾压力，。（a)沿程阻力由系统图和平面图及式（5）可得沿程阻力损失如表11所示。表11 冷却水沿程阻力计算表管道DN()流速()比摩阻()管长()阻力()干管3503.0626142.110988.1水泵入口管3002.081573.9612.3水泵出口管2503.004066.12476.6进机组管3002.081577.61193.2出机组管3002.081576.71051.9带入式（7）可得：(b)局部阻力 由系统图和平面图可得冷却水系统局部件数目如表12所示。表12 冷却水系统局部件数目表管道流速()设备个数三通弯头截止阀过滤器止回阀蝶阀1234干管3.06211060000水泵入口管2.08000011100水泵出口管3.00000001010进机组管2.08000020001出机组管2.08000010101 根据各设备对应个数、流速、局部阻力系数，代入式（8）计算得： 代入式（7）可得：(c)机组损失 根据表1可得LSLXR123-2450冷水机组冷却水水阻损失为0.11。(d)冷却塔外部阻力损失(e)冷却塔喷嘴喷雾压力由文献【4】P351查得，(f)冷却水泵扬程 根据式（5）可得冷却水泵扬程为： 冷却水泵的选择 流量扬程，考虑一定富裕量则： 由文献【8】P49，选用冷却水泵选择三台(两用一备)KQW250/370-90/4 型水泵，其基本参数如表13所示。表13 KQW250/370-90/4型水泵基本参数型号流量（）扬程（）转速（）电机功率（）必须气蚀余量()重量()KQW250/370-90/43655006004744351480905.51030外型尺寸安装尺寸DNLHb2b1aL2B2H1128510376903002007106404622502 软化水箱及补水泵的选择 1）软化水箱尺寸 由于每次补水量=补水泵流量每次补水时间，故Q=6.772=13.54,预留一定体积水，系数取1.2，则L=16,故L取2.5m2)软化水处理器 查文献【5】P729，根据水泵流量为6.77，选180/480E2-6002200,处理器尺寸为2800110025003）补水泵的选择 补水泵的扬程计算 补水泵扬程计算方法如式（11）所示： （10） 式中 -冷却水泵扬程，； -楼高阻力，为44=16； -外部阻力，为3-5,取4m。 可得补水泵扬程=16+4=20m 考虑留有余量， 由文献【8】P16查得，选用两台(一用一备)KQW65/140-3/2型水泵，其参数如表14所示。表14 KQW65/140-3/2型水泵基本参数型号流量（）扬程（）转速（）电机功率（）必须气蚀余量()重量()KQW50/250-1.5/41521.626262420.6296032.564外型尺寸安装尺寸DNLHb2b1aL2B2H153540425012580405250214653 分水器及集水器的选择1）用户管道直径及流速确定 设计分集水器分别向3个用户输送循环冷冻水。分水器和集水器上各有3根用户管。3根用户管将冷冻水平均分配给用户，则单根用户管流量为。 由文献【1】P1997知，生活给水管道推荐流速公称直径时推荐流速，假定冷冻水泵入口流速为1.2m/s，由公式（3），管道直径为： 取DN300，代入式（4），流速为 在推荐流速范围内,用户管管径DN300，实际流速。2) 分/集水器直径 由文献【4】P356知，分/集水器的直径通常可按并联连接的总流量通过集管断面 时的流速=0.50.8m/s来确定，假定v =0.7m/s,已知Q=4232=846，根据公式（3）=654 mm,取DN700，代入公式（4）v=0.61m/s,在规定的流速范围内，故选DN700，实际流速v=0.61m/s.3）分水器和集水器管长的确定 由文献【1】P2027知，已知分水器和集水器管上接管的尺寸间距如图3所示图3 集水器和分水器构造尺寸分集水器的长度()可根据图3按式（11）计算： （11）式中 L1、L2、L3、Ln接管中心距，按表15确定。注：-接管的外径（包含绝热层厚度）(a) 集水器长度旁通管直径，选择100保温材料；冷冻水进水管直径，选择100保温材料 ； 用户管直径，选择100保温材料；补水管直径，。 (b) 分水器长度旁通管直径，选择100保温材料;冷冻水进水管直径，选择100保温材料；用户管直径，选择100保温材料 。 4 过滤器的选择 由文献【】P2028,Y型过滤器结构紧凑，外形尺寸小，安装清洗方便，选Y型过滤器。 根据管径选过滤器： 冷冻水进机组口管径为300mm，选择Y-300过滤器； 冷冻水泵入口管管径为300mm，选择Y-300过滤器； 冷却水进机组口管径为300mm，选择Y-300过滤器； 冷却水泵入口管管径为300mm，选择Y-300过滤器； 补水泵入口管管径为40mm，选择Y-40过滤器。图4 Y-32Y-400过滤器5 冷却塔的选择及电子水处理仪的选择1) 冷却塔的选择由文献【2】P4查得，沈阳夏季空调室外计算湿球温度为25.4冷却塔入口温度37，出口温度32，单台流量为530由文献【7】P1320查得，选CTA-450UFWL型冷却塔，其参数如下：表16 CTA-450UFWL 型冷却塔基本参数机种外形尺寸()风机电机管道直径A个数重量WLHD台数kW台数循环水入水管循环水出水管自重运转重量CTA-450UFWL820034603295170044.041258250243109850夏季空调室外计算湿球温度为25.4，冷却塔入口温度37，出口温度32时冷却水流量为5302) 电子水处理器由文献【5】P737查得，根据冷却水干管直径350mm选，SYS-350C1.OM/C。性能参数如下表：6 定压罐的选择定压罐压力为系统静态最大压力，要大于补水泵扬程22mH2O，即使其最大静态压力大于22mH2O。根据文献【9】已知定压罐容积为：式中 V-定压罐容积 -定压罐最小容积，L; -容积附加系数，隔膜式气压罐，一般取1.05； -补水泵的启停压力,KPa； -应考虑气压罐容积和系统的最高运行工作压力等因素，宜取 0.65-0.85，此处取0.75； -系统最大流量=Q=6.77 m/h=112.8L/min K-不同水泵功率对应系数，根据补水泵功率为3kw，此处取0.42，由式得： =112.80.42=47.38=199L 已知定压罐压力P22mH2O=2.16Bar，定压罐容积V199L，根据文献【9】，选用