集中空调系统制冷机房工艺.doc

20092010学年课程设计集中空调系统制冷（热）机房工艺学校：天津商业大学学院：机械工程学院院系：制冷与空调工程系专业班级：姓名：学号：指导教师：2010年1月15日1. 绪论1.1 空调系统的基本组成主要有冷水机组,冷却塔，冷冻水泵，冷却水泵，分水器，集水器，板式换热器，定压装置，水处理装置，补水系统等。1.2 常见冷热源系统的组合方式中央空调冷热源设备主要有燃气直燃机等吸收式机组和离心机等电力制冷机组两大类。吸收式制冷机组根据驱动能源分为直燃型，蒸汽型，热水型机组等。电力制冷机组根据压缩机形式分为活塞式，螺杆式，离心式，冰蓄冷等。1.2.1 吸收式制冷原理及特点吸收式制冷装置由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、循环泵、节流阀等部件组成，工作介质包括制取冷量的制冷剂和吸收、解吸制冷剂的吸收剂，二者组成工质对。稀混和溶液在发生器中被加热，分离出一定流量的冷剂蒸气进入冷凝器中，蒸气在冷凝器中被冷却，并凝结成液态；液态冷剂经过节流降压，进入蒸发器，在蒸发器内吸热蒸发，产生冷效应，冷剂由液态变为气态，再进入吸收器中；另外，从发生器流出的浓溶液经换热器和节流降压后进入吸收器，吸收来自蒸发器的冷剂蒸气，吸收过程产生的稀溶液由循环泵加压，经换热器吸热升温后，重新进入发生器，如此循环制冷。吸收式制冷以自然存在的水或氨等为制冷剂，对环境和大气臭氧层无害；以热能为驱动能源，除了利用锅炉蒸气、燃料产生的热能外，还可以利用余热、废热、太阳能等低品位热能，在同一机组中还可以实现制冷和制热（采暖）的双重目的。整套装置除了泵和阀件外，绝大部分是换热器，运转安静，振动小；同时，制冷机在真空状态下运行，结构简单，安全可靠，安装方便。在当前能源紧缺，电力供应紧张，环境问题日益严峻的形势下，吸收式制冷技术以其特有的优势已经受到广泛的关注。目前，吸收式制冷正在向着小型化、高效化的方向发展，各国对吸收式技术的开发研究主要集中在联合循环、余热利用、吸收式热泵、吸收和发生过程的机理研究、换热结构和换热表面、界面活性剂及缓蚀剂、机组优化设计及经济性分析、系统的特性仿真等方面。吸收式制冷已经成为制冷技术的主要发展方向之一，有着非常广阔的前景。1.2.2 离心机组的性能特点 离心式制冷机组的主机是离心式制冷压缩机，由于该机械的流动是连续的，其流量比容积式机械要大得多。为了产生有效的动量转换，其旋转速度必须很高。离心式制冷机组又称透平式制冷机。它具有转速高，单机制冷量大，重量轻，体积小，能经济方便的调节制冷量，通常可在30-100%的负荷范围内无极调节，易于实现自动化操作等特点。离心式制冷机组不足之处有：不适合小制冷量；结构复杂；环保要求；工况狭隘；易发生喘振。且喘振带给压缩机严重的损坏会导致下列严重后果：使压缩机的性能显著恶化，气体参数产生大幅度脉动；噪声加大；大大加剧整个机组的振动。喘振使压缩机的转子和定子的元件经受交变的动应力；压力失调引起强烈的振动，使密封和轴承损坏；甚至发生转子和定子元件相碰等；叶轮动应力加大；电流发生脉动。1.2.3 活塞式机组的性能特点活塞式机组的特点：（1）造价低廉，体积小，多用于家用冷藏，住宅空调，汽车空调及小型商用空调；（2）冷量小；（3）结构复杂，易损件多，对湿行程敏感，负荷调节性差，存在不平衡径向力。1.2.4 螺杆机组的性能特点 目前螺杆式冷水机组的COP值已经接近离心式冷水机组的水平。加上螺杆机组能耐液击，零件少，运行平稳，其产量在逐步扩大。螺杆式机组适用于高低温范围，包括空调和商业冷冻设备中。螺杆制冷压缩机的特点之一是单级压缩比大。但随着压比的增大，循环的节流损失增加，机器的泄漏损失也增加，效率急剧下降。为了提高效率，改善性能能，常用螺杆压缩机吸气，压缩，排气为单方向进行的特点，在压缩机的中部设置一个中间补气口，吸入闪发蒸汽。螺杆式制冷机组不足之处有：加工要求高；工况范围狭小；辅助设备复杂；需要密封；噪音太大；维护不方便。1.3 设计基础条件机组冷负荷650kw。夏季设计冷水供水温度7，设计供回水温差5。冬季设计热水供水温度60，设计供回水温差10。本课程设计，制冷（热）机房的所在地区均为天津。天津地区夏季（最热平均14h相对湿度65%），夏季空气调节室外计算湿球温度26.9摄氏度。1.4 系统设计方案比选与所选方案简介空调冷、热源系统的设计需要遵循一个统一、两个选择和三个原则。所谓一个统一，是指能源的终端用户利益与社会和国家利益之间的协调统一；所谓两个选择是指能源形式的选择和能源利用方式（即设备类型）的选择；所谓三个原则，是指合理利用能源的原则、减少对环境影响的原则和技术经济合理可行的原则。进行方案设计，首先应考虑空调工程的使用性质和具体使用要求，然后因地制宜，全面分析，进行综合评价，选择能源结构合理、能源利用率高、对环境影响最小的设计方案。方案首先对冷源（风冷、水冷）形式进行比较：（1）风冷制冷机组适用于所处地域水源紧张的中、小系统；对年运行时数越长的制冷系统采用风冷制冷机组越有利；风冷制冷机组的年度综合费用低于水冷系统，但水冷系统若管理得法，补水量控制在3%以下，则风冷制冷机组较水冷制冷机组所增加的初投资很难回收。（2）考虑到大型制冷机组的风冷冷凝器数量偏多，通常很难布置，另一方面，过小的水冷制冷机组也不利于使用，因而对中等容易的风冷制冷机组和与之相同冷量的水冷制冷机组进行比较。（3）风冷制冷机组的初投资较高，单位制冷量的耗电量也略高于水冷机组，但风冷机组的年度综合费用与水冷机组基本持平稍低。技术经济分析结果表明，对于中、小型冷水机组配置风冷冷凝器是合理的。冷水机组年运行时间越长，对风冷机组不利。水冷机组冷却水补水量的多少是影响其费用的重要因素。加强维护管理，减少水耗量是降低水冷机组费用的重要方面。风冷同水冷相比，具有以下缺点：不需要占用专门的机房，并且无需安装冷却塔及泵房，维修简单，运行方便，无需专业人员维护；无冷却水系统，无冷却水系统，无冷却水系统动力消耗，无冷却水损耗；但存在热岛效应，使得外界局部空间环境条件恶化；当空气温度低于零度时，机组效率下降，并且当温度低于-5时，机组效率极低，甚至无法开机，需要附加辅助热源；冬季室外机组需要除霜，浪费能源，相关文献显示除霜损失约占热泵总能耗损失的10%左右；一次性投资费用：就一次性投资费用而言，风冷机要比水冷机花钱多，但是水冷机造价加上冷却塔、冷却水泵、管道和水处理等费用，水冷机的一次性投资费用并不比风冷机少太多，况且冷却水系统中冷却塔、水管路和水泵等设备的维护保养费、水处理费、冷凝器清洗费等均较风冷机组高。机组年运行时间越长，对风冷机组越有利，风冷机组与水冷机组相比较的初投资回收期短，所以，南方地区用于空调的冷水机组更适合采用风冷机组，从冷却条件看，南方地区湿球温度高，也对水冷机组不利。考虑本机房在天津（北方地区），本方案首选水冷机组。一般来说，离心式压缩机和螺杆式压缩机适用于大、中型制冷空调设备，活塞式压缩机常用于中小型制冷空调设备。所以考虑本设计方案制冷量（1200KW）首选螺杆式水冷机组。螺杆式压缩机是一张回转容积式压缩机，其冷媒通常采用R22和R134a。螺杆式冷水机组的主要优点是结构简单、紧凑，质量轻，易损件少，可靠性高，维修周期长；在低蒸发温度或高压比工况下仍可单级压缩；采用滑阀装置，制冷量可在10100范围内进行无级调节，并可在无负荷条件下启动，低负荷下的能效比较高，这对于建筑空调负荷有很好的适应性；排气温度低，热效率高；运转平稳等。因此在空调制冷行业中，螺杆式制冷机已成为其他种类制冷机的有利竞争者，尤其是在负荷不太大的高层建筑进行空调制冷，更能显示出它的优越性。其缺点是噪声相对较高，油路系统较复杂，耗油量大。该机房制冷（热）系统为双管制系统，系统中的供回水管，在夏季供冷运行时，给空气处理组、末端装置供应冷冻水；冬季采暖运行时，给空气处理机组、末端装置供应热水。其中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建筑物的各个区域，经过空调机组中的蒸发器实现降温过程。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，经冷却塔冷却后返回冷水机组，如此循环往复。来自城市热网供水管的高温水，进入设置在机房内的板式换热器，通过换热器提供热能传递给采暖建筑物的各个区域的循环水，冷却后的低温回水返回热网回水管去。考虑到系统的稳定安全运行，系统中还配备补水系统，水处理系统等附属系统。1.5 主要设计内容本机房工艺设计主要的设计内容为： 冷（热）源主机的选型， 排烟系统设计 冷冻水系统设计， 冷却水系统设计， 热水系统的设计， 水质处理设计 系统布置及管道设计 保温防噪隔振设计2. 冷（热）源主机的选择2.1 主机选择原则2.1.1 冷水机组的总装机容量由于当前冷水机组产品质量大大提高，冷热量均能达到产品样本所列数值，另外，系统保温材料性能好，构造完善，冷量损失少，因此，冷水机组的总装机容量应以正确的空调负荷计算为准，避免所选冷水机组的总装机容量偏大。2.1.2 冷水机组台数选择冷水机组台数选择按本工程设计要求650kw冷量大小，根据负荷变化规律及部分负荷运行的调节要求，为了体现设计要求与满足节能环保需要，并结合本次设计特点，特此选择2台冰山集团大连冷冻股份有限公司LSB系列直燃型冷热水机组。2.1.3 冷水机组性能选择性能价格比进行选择冷水机组机型 冷量范围(kw) 参考价格（元/kcal/h）往复活塞式 700 0.5-0.6螺杆式 116-1758 0.6-0.7离心式 1785 0.5-0.6性能系数（COP）不应低于以下规定水冷冷水机组机型 额定制冷量（kw） 性能参数（w/w）活塞式/涡旋式 528 3.8 528-1163 4 1163 4.2螺杆式 528 4.1 528-1163 4.3 1163 4.6离心式 528 4.4 528-1163 4.7 1163 5.12.2 冷（热）源主机选择几种常用冷、热源组合系统环境行为的排序（影响从大到小）大致如下：电制冷机家电锅炉系统电制冷剂加燃油（气）锅炉系统空气源热泵系统加燃油（气）锅炉系统直燃机系统燃气综合能源系统。提高冷、热源系统能源转换率、减少耗能对环境负面影响的原则性措施（1）对以燃气为一次能源的场合，并兼顾经济性的条件下，宜优先考虑采用燃气热、电、冷联供形式和回收燃气余热的燃气热泵形式，尽可能避免燃气的直接热利用。（2）对以电为一次能源的场合，尽可能选取各种形式的电动热泵，除非特殊需要，直接电热供热的系统，必须采用蓄热式电热供热系统。（3）尽可能减少系统中各个能量转换环节的损失，如尽可能回收系统排放的余热；尽可能选用部分负荷效率高的冷源设备；直接利用地下水降温或利用地下通道新风夏季降温和冬季加热；利用室外低湿球温度来进行蒸发冷却；载冷、载热介质输送系统的变量调节、水力平衡等。 在中央空调，特别是在高层民用建筑中央空调所用热源中，热水的使用是最为广泛的。首先，热水在使用的安全性方面比较好，其次，热水与空调冷水的性质基本相同，传热比较稳定。在空调系统中，许多时候采用冷、热盘管合用的方式，可以减少空调机及系统的造价，同时也给运行管理及维护带来一定的方便。本设计采用城市热水管网。2.3 冷源主机选择根据标准，宜选取冷水机组2台，而且两台机组容量相同,还应有一定的富裕量。所以每台机组的制冷量Q=（1.11.2）*650/2,本设计采用1.2倍的富裕量，则Q=390KW根据制冷量选取冷水机组具体型号如下：名称：冰山LSBLG11C3B水冷螺杆式冷水机组（半封闭式）特点：品质优秀、结果简单设计可靠、高效率低能耗、可靠的回油系统、控制系统先进、安装调试更快捷、远程控制。根据制冷量选取冷水机组具体型号如下：机组型号 LSBLG11C3B名义制冷量（KW） 420制冷剂 R22压缩机形式 半封闭喷油螺杆式台数 3输入功率/（KW）111电源三相380V/50HZ 蒸发器流量（m3/h）72工作压力/MPa1.0水侧压力降/MPa0.1进出口管径/mmDN125冷凝器流量（m3/h）90工作压力/MPa 1.0水侧压力降/MPa 0.01进出口管径/mm DN125外形尺寸长/mm3190宽/mm 1235高/mm 1740制冷剂充灌量/kg 90运行重量/kg 3650名义制冷量冷水进/出温度（）12/7冷却水进/出温度（） 30/352.4 热源主机选择本热源设计采用城市热水管网城市热水管网是指热水或蒸汽作为热媒，由一个或多个热源通过热网向城市、镇或其中某些区域热用户供应热能的方式。目前已成为现代城镇的重要基础设施之一，是城镇公共事业的主要组成部分。系统包括热源、热网和用户3部分。热源主要是热电站和区域锅炉房（工业区域锅炉房一般采用蒸气锅炉，民用区域锅炉房一般采用热水锅炉），以煤、重油或天然气为燃料；有的国家已广泛利用垃圾作燃料，工业余热和地热也可作热源，核能供热有节约大量矿物燃料，减轻运输压力等优点。热网分为热水管网和蒸汽管网，由输热干线、配热干线和支线组成，其布局主要根据城市热负荷分布情况、截取情况和地形地质等条件确定，一般布置成枝状，敷设在地下，主要用于工业和民用建筑的采暖、通风、通风、空调和热水供应，以及生产过程中的加热、烘干、蒸煮、清洗、融化、致冷、气锤和气泵等操作。其优点是：1、提高能源利用率、节约能源。供热机组的热电联产综合热效率可达85，而大型汽轮机组的发电热效率一般不超过40；区域锅炉房的大型供热锅炉的热效率可达8090，而分散的小型锅炉的热效率只有5060.2、有条件安装高烟囱和烟气净化装置，便于消除烟尘，减轻大气污染，改善环境卫生，还可以实现低质燃料和垃圾的利用。3、可以腾出大批分散的小锅炉及燃料、灰渣堆放的占地，用于绿化，该市市容。4、减少司炉人员及燃料、灰渣的运输量和散落量，降低运行费用，改善环境卫生。5、易于实现科学管理，提高供热质量，实现集中供热是城市能源建设的一项基础设施，是城市现代化的一个重要标志，也是国家能源合理分配和利用的一项重要措施。冬季城市热水管网供回水温度9570，热水供水温度为60，设计供回水温差10.热水负荷约为冷负荷80，选择板式换热器时应有一定的富裕热量，根据热水流量和供回水温差选板式换热器型号3 冷冻水系统设计3.1冷冻水流量与系统形式确定 通常冷冻水泵的容量是按照最高温度、满载率，并在此基础上留有1020的余量设计，水泵系统长期在固定的最大水流量工作，与决定水泵流量和压力的最大设计负荷相比，一年中负荷率在50以下的运行时间将近一半，一般冷冻水设计温度为57，而事实上全年绝大部分时间冷冻水的温度仅为24，即水泵全是全功率运行，增加了管道能量损失，浪费了水泵运行的输送能量，这就存在能量的无效使用，而通过变频调速技术就能实现自动调节流量并显著节能的效果。本设计冷冻水总流量为144m3/h多层民用建筑空调水系统多为闭式水系统，空气处理设备均采用水冷表冷器，这种情况无需考虑提高扬程冷热水泵的扬程由冷水机组蒸发器的阻力、最不利环路的沿称及局部阻力和空气处理设备的表冷器阻力三部分组成。3.2 冷冻水泵选择计算 根据选型原则，选择三台冷冻水泵（两用一备），水泵所承担的外管网最不利环路为40m1）水泵流量的确定 水泵流量 1440.71.2=120.96m3/h2）水泵扬程H的确定 水泵扬程H按下式计算：H=a*Hmax 式中：H-水泵扬程，m Hmax-水泵所承担的最不利环路的水压降，mH2O a-扬程储备系数取1.1 总压降为供回水管网最不利环路的水压降，可以按照以下公式估算水泵的扬程： Hmax=P1+P2+P3 mH2O 式中：P1-冷水机组蒸发器的水压降，mH2O；P2-外部最不利环路水压降，mH2O；P3-机房内部压降，mH2O。G(Kg/h)120960L(m)40D(mm)200V(m/s)1.5R(pa/m)130 Py=RL(Pa) 5200100Pd1125Pj=Pd*112500Py+Pj(Pa)117700所以P3=11.77mH2O冷水机组蒸发器侧水压降P1=2 mH2O，P2=15 mH2O；水泵扬程Hmax =10+15+11.77= mH2O; H=1.1 Hmax=36.77 mH2O H=1.1 Hmax=40.477m根据通风空调工程与验收手册，选用三台（两用一备）125RK120-32型水泵型号流量Q扬程H/m效率转速/N(r/min)电机功率/kw泵组重量/kgm3/hL/s125RK120-3212033.33273.5%145018.55673.3 冷冻水管道水力计算3.3.1 机组汇管管径假定流速为1.5m/s,两管混流处的流量为144 m3/h，则两台机组混流处干管直径为D=SQRT(4G/3.14/V/3600)=184mm,取DN200 单台机组流量为72 m3/h，取DN1253.3.2 分、集水器进出管管径假定分集水器中流速为0.5-0.8 m/s，总流量为144，计算得管径为252-320mm34 补水定压系统设计3.4.1 补水箱的选择补水箱容积计算:Vp=aGt m3Vp水箱容积（即从信号管到溢流管之间高差内的容积）m3a 冷冻水的补水百分比，a=1%4%t设计补水时间 ：1.52hG系统内的冷冻水容量 m本设计中根据实际需求，选取补水比为4%，补水时间为2小时设计水箱容量，则：Vp=11.52 m3根据水箱设计尺寸，本设计选取，容量为12m3，技术参数为3000*2000*2000mm（长宽高）。水箱安装布置时，应注意：四周各有至少500mm检修量，高度距房顶400mm的余量。3.4.2 补水水泵的选择冷冻水系统是闭式的，补水泵起补水作用，根据以上可知补水量为总量的1%4%（保证事故补水）取为：Q2 = 2%G其中G为冷冻水流量，G = 144m3/h则：Q2 = 2%G =2.28 m3/h而扬程为克服局部阻力及沿程阻力的值，在本设计中： H（mH2O）Py=RL（mH2O）Pj（mH2O）R(mH2O/m)L(m)V(m/s)6.91.25.70.08151.5即： H = 6.9 mH2O根据流量和扬程值，得冷冻水补水泵选型为：型号流量总扬程/m转速N(r/min)效率/%轴功率/kw电机功率/kw泵口径进/出/mm泵整机重量/kgm3/hL/sW布置M布置L布置50RK12.5-8102.788.41450530.431.150/40115109803.4.3 定压罐的选择根据本设计需求，选取的定压罐型号为：NZGG1600型号媒体公称直径（mm）最大工作压力Pmax(Mpa)最高温度（m3）总容积（m3）调节容积（m3）供水范围（m3/h）单罐双罐NZGG160016000.61204.951.9515.12-35.2830.24-70.51.0其特点为：密闭性能好：罐体为密封装置，气水接触少，保证水质不收污染；结构紧凑、占地少：借助电脑三维设计，不仅仅是简单地拼合，而且科学合理布置各组成部件，最大限度压缩占地面积；美观、大方：可取代生活、消防、采暖、及空调用的高位水塔，不影响建筑美观，降低建筑造价。3.4.4 补水系统管道水力计算冷冻水补水量为Q=2.28 m3/h，又Q=A*V，其中A=*D2/4，且假定流速为V=1.5m/s，则：补水泵进出口管径为D=23mm，根据国标规定，取相应圆管管径DN30mm。3.4.5 冷冻系统管道及其附件的选择 冷冻水供水管、冷冻水回水管、三通、温度计、压力表、止回阀、水流开关、Y型过滤器、蝶阀、手动调节阀、电动调节阀等进行水泵的配管布置时，应注意以下几点：（1）安装软接头：在连接水泵的吸入管和压出管上安装软接头，有利于降低和减弱水泵的噪声和振动的传递（2）出口装止回阀：目的是为例防止突然断电时水逆流而使水泵受损（3）水泵的出水管上应装有温度计和压力表，以利检测。如果水泵从低位水箱吸水，吸水管上还应安装真空表；（4）水泵的吸入管和压出管应分别设进口阀和出口阀；目的是便于水泵不运行时能不排空系统内的存水而进行检修；（5）水泵基础高出地面的高度应小于0.1m，地面应设排水沟。3.5 分水器集水器选择分水器和集水器一般是为了便于连接通向各个环路的许多并联管道而设置的，在一定程度上也起到均压的作用。确定分水器和集水器的原则是使水量通过集管时流速大致控制在11.5m/s范围之内，分水器和集水器一般选择标准的无缝钢管（直径D200-D500）。分、集水器都是一段水平安装的大管径钢管。冷水机组生产的冷水送入分水器，在由分水器向各支系统或各分区送水，而各支系统的回水先回流集水器，然后由水泵送入冷水机组。分、集水器上的各管路均应设计调节阀和压力表，底部应设置排污阀或排污管。按照设计标准，分水器、集水器内流速应设计为0.6 m/s0.8 m/s，由冷冻水量G确定，设计管径尺寸应为：252-300mm，根据配管尺寸列表：分水器、集水器配管尺寸表（mm）编号管 径尺 寸d1d2d3d4L1L2L3L4L5LL6D123456789506580100125150200250300506580100125150200250300 4050506580100125150200253240404050125150200250260275285300315350385420260280310330360390460530600255270285305335360410460530250255255265280295310325370245245245245245250250250250126013101370143015201610178019502180150+D/2219X6219X6219X6219X6219X6273X7325X8426X9478X9依接管管径确定配管尺寸表（mm）d1-4253240506580100125150200250300l250260280310330360390450530600Ll+240d5108X4133X4159X4.5219X6219X6则根据分水器、集水器配管尺寸表选取技术参数为：L=1610mm，=273mm的分、集水器。相应配管的尺寸分别为，315mm，390mm ，293mm，250mm。3.6冷冻水系统调节原理冷冻水系统的调节主要分量调节和质调节，水泵变频属于量调节，变水温属于质调节。实现空调的变水温调节，就是在部分负荷的情况下，适当的升高空调主机冷冻水的出口温度，能够提高主机否认运行效率，从而实现空调节能运行的目的。相对湿度与冷冻水温的变化规律是基本一致的，即提高冷冻水温会使室内的相对湿度升高。根据采暖通风与空气调节设计规范规定，舒适性空调的室内设计相对湿度可以在40%-65%变化因此该变水温调节过程是能够满足空调的舒适性要求。冷冻水温的升高可以使冷水机组的蒸发压力和蒸发温度升高，从而改善主机的制冷性能，因此随着冷水机组的出口冷冻水温升高，COP值逐渐增加。冷水机组性能数据均显示冷冻出口温度平均升高1，节能率就能提高2到3。本方案在机房控制室内设有微型计算机，对该空调制冷站等设备实行统一控制，也就是说，将多个自动控制程序纳入该微机中，根据设定的参数启闭设备或调节阀门。冷水机组制冷量及其他有关控制，采用设备自带数字电脑控制，实行全自动操作。冷水机组与冷冻水泵、冷却水泵连锁控制。为防止冷冻水结冰，开启主机之前先开启冷冻水泵和冷却水泵；当向主机发出停机信号时，冷冻水泵将继续运行15分钟。在设计工况时，制冷系统满负荷运行，负荷侧调节阀全部开启，随着冷负荷的减少，用户的二通阀部分关闭，冷水系统的阻力增大，从而使P增大，通过设在供、回水总管上的压力测点将压力数值的变化传送给微机，压差控制程序启动，使旁通阀的电动执行机构动作，逐渐打开旁通阀，部分冷水经旁通阀返回冷水机组。当P达到一定数值，台数控制程序发出信号，冷水机组和冷冻水泵将被停掉一台，并关闭该冷水机组的蒸汽控制阀，反之，当用户负荷逐渐增大时，P降低，由微机的控制程序控制旁通阀的开度逐渐减少，当P降至一定数值时，恢复一冷冻水泵和冷水机组的工作，同时打开该冷水机组的蒸汽控制阀。这样设计可以使冷水机组和冷冻水泵的运行台数与冷负荷自动匹配，并且大幅度节省水泵的耗电量。4 冷却水系统设计41 冷却水流量与系统形式确定目前最常用的冷却水系统设计方式是冷却塔设在建筑物的屋顶上，空调冷冻站设在建筑物的底层或地下室。水从冷却塔的集水槽出来后，直接进入冷水机组而不设水箱。当空调冷却水系统仅在夏季使用时，该系统是合理的，它运行管理方便，可以减小循环水泵的扬程，节省运行费用。为了使系统安全可靠的运 行，实际设计时应注意以下几点： 1 冷却塔上的自动补水管应稍大一点，有的按补水能力大于2倍的正常补水量设计； 2 在冷却水循环泵的吸入口段再设一个补水管，这样可缩短补水时间，有利于系统中空气的排出； 3 冷却塔选用蓄水型冷却塔或订货时要求适当加大冷却塔的集水槽的贮水能力； 4 应设置循环泵的旁通止逆阀，以避免停泵时出现从冷却塔内大量溢水问题，并在突然停电时，防 止系统发生水击现象； 5 设计时要注意各冷却塔之间管道阻力平衡问题；按管时，注意各塔至总干管上的水力平衡；供水 支管上应加电动阀，以便在停某台冷却塔时用来关闭； 6 并联冷却塔集水槽之间设置平衡管。管径一般取与进水干管相同的管径，以防冷却塔集水槽内水位高低不同。避免出现有的冷却塔溢水的现象。 42 冷却塔选择 冷却塔选用开放式冷却塔（逆流式），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根据机组冷却水流量为304m3/h，选取两台江苏双良圆形逆流式冷却塔，其型号如下：型号冷却水量/(m3/h)风机电机功率/kw进水塔水压/kPa重量/kg外形尺寸/mm噪声位/dB(A)风量/( 104m3/h)直径/mm制品重量运转重量高直径BCNPD-100（）1207801800333152721363676320068冷却水管道水力计算假定流速为1.5m/s，则两台机组总管管径为D=SQRT(4Gl/(V*3.14*3600)=184mm 4.3 冷却水泵选择 考虑满足负荷需求及经济性的选型原则，本设计选择三台冷却水泵（两用一备）。1）水泵流量的确定因冷却水总流量为G=180 m3/h ，考虑1.2倍的安全裕量，则： 水泵流量 Q=1800.71.2=151.2 m3/h2）水泵扬程H的确定：b.水泵扬程H的确定 H=H1+H2+H3+H4 H-冷却水泵的扬程 H1-冷却水系统的沿程及局部阻力水头损失，取9.92 mH2O H2-冷凝器内部阻力水头损失，取20 mH2O H3-冷却塔的喷雾压力水头，取30.3*0.102=3.1 mH2OH4冷却塔中水的提升高度，这里取3.3.mH2OH1的计算如下：G(Kg/h)304000L(m)47D(mm)200V(m/s)1.5R(pa/m)130 Py=RL(Pa) 624086.2Pd1125Pj=Pd*92925Py+Pj(Pa)99165所以H=20+9.92+3.1+3.3=36.32 mH2O，据此选取三台水泵，其型号如下：型号流量Q扬程H/mm3/hL/sKDSB150-125-20015041.7364.4 冷却水管道水力计算4.4.1 机组汇管管径此处流量为Q=180 m3/h，又Q=A*V，其中A=*D2/4，且假定流速为V=1.5m/s，则：冷却水管管径为D=206mm，根据国标规定，取相应圆管管径DN200mm。4.4.2 冷却水泵进出管径其设计流量Q=0.09 m3/s， 则：冷却水管管径为D=276mm，根据国标规定，取相应圆管管径DN250mm。5 水质处理中央空调循环水系统包括冷却水系统、冷冻水系统和采暖水系统。冷却水系统是由热交换器、冷却水泵、管道、冷却塔、贮水池组成。冷却水在冷冻机里冷却受热受压的制冷剂，温度上升至37左右，经水泵送至冷却塔，冷却后返回至冷冻机中循环使用。冷冻水系统是由热交换器、冷冻水泵、管道、风机盘管、膨胀水箱组成。冷冻水在冷冻机中被制冷剂冷却至7左右后送往风机盘管，与空气进行热交换升温至12左右后，再返回到冷冻机中被冷却。热水和冷冻水共用一套管道系统。中央空调一般承担着夏季供冷、冬季供热的任务，春季和秋季停机检修或保养，即使在正常运行期间也根据气温的变化和工作环境的需要停机。大多数企事业单位由于编制上的限制不设专门水处理技术管理人员，实行粗放式管理，因此，水处理技术和方案对这一情况应有较强的适应性，既要有良好的出路效果，又要管理简单方便，水处理成本低廉。5.1 冷冻水系统水质特点冷冻水系统是以水做冷媒介质和空气进行能量交换的密闭式体系，虽然与外界接触较少，但在整个体系的最高处设有膨胀水箱，这一冷冻水介质还是和空气有所接触，使溶解氧和一些营养物进入冷冻水系统，导致粘泥沉积，不仅影响传热，还可能形成氧浓度差引起设备的腐蚀，经常出现黄褐色水质或黑灰色水质，冷冻水的化学处理采用一次性投加药剂的方法，重点控制设备的腐蚀及粘泥的产生。5.2 冷却水系统的水质特点冷却水在循环使用过程中不断蒸发浓缩，含盐量不断上升，为了不使含盐量无限制的升高，必须排放掉一部分冷去睡，同时补入新鲜水，前者称之为排污，后者称之为补水。含盐量上升后极易在热交换器的水侧形成水垢，垢的形成不仅使传热效率下降，制冷负荷增大，还会形成垢下腐蚀，造成水电浪费和缩短机组使用寿命。冷却水系统的另一特点是保有水量小，极易浓缩，如掌握不好排污量和补水量，浓缩倍数波动较大，难以保证水处理效果。因此，对于冷却水系统水处理的重点是控制结垢兼顾缓蚀并定时加药、排污、补水。5.3 水质处理设计根据水流量选用两台全自动电子水处理设备：型 号出入口DNDo/mmD/mmh/mmL/mmd/mm最大流量/(t/h)mminDA-6D1506159 273200770501806.热水系统设计6.1热水流量与系统形式确定热水采用城市管网的热水，与板式换热器换热供暖。热量=80*650=520KW Q=520*（1.2-1.4）=624-728KW6.2 热水循环泵选择计算系统所供热水为60，所以冷冻水泵与热水泵共用板式换热器与其他形式换热器比较有许多优点：（1）结构紧凑，传热面积大，重量轻，尺寸小，占地面积小；（2）内部合理的流道设计加强了流体扰动，因此，传热效率大幅度提高。水-水换热时的传热系数可达6000w/m2.；（3）很小的传热温差即可传递很大的热量，故特别适用于一、二次热媒温度相差不大的场合。不光是空调热水，也可用于空调冷水的热交换上；（4）扰流状态使结垢速度减慢，故特别适用于一、二次热媒温度相差不大的场合。不光是空调热水，也可用于空调冷水的热交换上；（5）组合灵活。如果负荷条件与原设计不同时，可增减传热板数来满足新要求的工况；（6）承受的工作压力比较高，对高层民用建筑的使用是非常有利的。但要注意，板式换热器板间距小，要求水质好。另外，安装的要求相对较高，尤其是半片组合，密封垫片与板的配合要准确，否则已发生漏水。6.3板式换热器的选型 板式换热器的型号空调采暖用板式换热器选型参考(热侧水9070，冷测水5060)型号规格热负荷换热面积热侧流量冷测流量参考采暖面积KW万Kcal/hm2m3/hm3/hm2BR005-1.0-1.5-E116101.5 5101250BR01-1.0-3.0-E233203.0 10202500BR01-1.0-4.5-E349304.5 15303750BR02K-1.0- 6-E465406.0 20405000BR02K-1.0-7.5-E582507.5 25506250BR02K-1.0- 9-E698609.0 30607500BR03K-1.0-11-E8147011.0 35708750BR03K-1.0-12-E9308012.0 408010000BR03K-1.0-14-E10479014.0 459011250BR03K-1.0-15-E116310015.0 5010012500BR03K-1.0-18-E139612018.0 6012015000BR03K-1.0-22-E174515022.0 7515018750BR03K-1.0-27-E209318027.0 9018022500BR03K-1.0-30-E232620030.0 10020025000BR03K-1.0-36-E290825036.0 12525031250BR05M-1.0-45-E348930045.0调采暖用板式换热器(热侧饱和蒸汽0.4MPa，冷测水5060)型号规格热负荷换热面积热侧流量冷测流量参考采暖面积 KW万Kcal/hm2Kg/hm3/hm2BR005-1.0-1.0-E116101.0 156 101250BR01-1.0-2.5-E233202.5 313 202500BR01-1.0-3.5-E349303.5 469 303750BR02K-1.0- 4-E465404.5 625 405000BR02K-1.0- 6-E582506.0 781 506250BR02K-1.0- 7-E698607.0 938 607500BR02K-1.0- 8-E814708.0 1094 708750BR03K-1.0- 9-E930809.0 1250 8010000BR03K-1.0-10-E10479010.0 1406 9011250BR03K-1.0-11-E116310011.0 1563 10012500BR03K-1.0-13-E139612013.0 1875 12015000BR03K-1.0-16-E174515016.0 2344 15018750BR03K-1.0-20-E209318020.0 2813 18022500BR03K-1.0-22-E232620022.0 3125 20025000BR03K-1.0-26-E290825026.0 3906 25031250BR03K-1.0-32-E348930032.0 4688 30037500根据换热量选取相应的换热器型号为BR02K-1.0-9-E其技术参数为： 1200*410*1000（长*宽*厚度） 接管直径 65/80mm7 系统布置及管道设计7.1 系统附件选择：暖通空调管道阀门选型原则项目序号选型原则阀门选型设计1冷冻水机组、冷却水进出口设计蝶阀；2水泵前蝶阀、过滤器，水泵后止回阀、蝶阀；3集、分水器之间压差旁通阀；4集、分水器进、回水管蝶阀5水平干管蝶阀；6空气处理机组闸阀、过滤器、电动二通或三通阀7风机盘管闸阀（或加电动二通阀）一般采用蝶阀时，口径小于150mm时采用手柄式蝶阀（D71X、D41X）；口径大于150mm时采用蜗轮传动式蝶阀（D371X、D341X）。选用阀门的注意事项1减压阀，平衡阀等必须加旁通;2全开全闭最好用球阀、闸阀；3尽量少用截止阀；4阀门的阻力计算应当引起注意；5电动阀一定要选好的。止回阀设置要求止回阀设置要求1引入管上；2密闭的水加热器或用水设备的进水管上；3水泵出水管上；4进出水管合用一条管道的水箱、水塔、高地水池的出水管段上。注：装有管道倒流防止器的管段，不需在装止回阀。止回阀的阀型选择应根据止回阀的安装部位、阀前水压、关闭后的密闭性能要求和关闭时引发的水锤大小等因素确定，应符合下列要求：1阀前水压小的部位，宜选