空调用制冷技术课程设计.doc

空调用制冷技术课程设计空调用制冷技术课程设计目录前言11 设计目的22 设计任务23 设计原始资料24 冷水机组的选择34.1 负荷计算34.2 机组的选择35方案设计46水力计算47设备选择67.1冷却塔的选择67.2 分水器和集水器的选择67.3水泵的选择77.3.1冷冻水泵选型87.3.2冷却水泵选型98 小结11参考文献13前言 制冷课程设计是建筑环境与能源应用工程专业大学本科教育的一个重要教学环节，是全面检验和巩固课程学习效果的一个有效方式。通过本次课程设计，可以使学生进一步加深对所学课程的理解和巩固；可以综合所学的制冷与空调的相关知识，解决实际问题；可以使学生的得到工程实践的实际训练，提高其应用能力和动手能力。1空调用制冷技术课程设计1 设计目的课程设计是空气调节用制冷技术教学中一个重要的实践环节，综合运用所学的有关知识，在设计中掌握解决实际工程问题的能力，进一步巩固和提高理论知识。通过课程设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养确定空调冷冻站的设计方案、进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。2 设计任务（一）负荷计算（二）机组选择（三）方案设计（四）水力计算1、冷冻水循环系统水力计算2、冷却水循环系统水力计算（五）设备选择1、冷却塔的选择2、分水器及集水器的选择3、水泵的选择（六）机房布置1、设备与管道布置平面图 2、机房系统图3 设计原始资料（一）建筑物概况：层高4.6米, 层数6层，总空调建筑面积：为15990m2。（二）参数条件：空调冷冻水参数：供水7，回水12；冷却水参数：进水32，出水37。（三）空调负荷指标：q=120180 W/m2。（四）土建资料：机房建筑平面图（见附图），选择其中部分作为制冷机房（以满足用途为原则，不要占用过大面积）。4 冷水机组的选择4.1 负荷计算空调负荷指标取q=150W/m2，所以空调负荷为：Q=qA=15990150=2398.5kW。4.2 机组的选择根据空调负荷的大小，选择机组压缩机的型式，确定机组台数。在选择制冷机的计算中，应考虑到管道系统及设备的冷损失，故间接供冷系统一般附加7%15%富裕量。取10%的富裕量，Q=2398.5（1+10%）=2638.4kW。根据Q选取上海联合开利空调有限公司生产的19XR系列离心式冷水机组19XR3132347CNS52两台，冷水机组参数见表一。表一19XR系列离心式冷水机组性能参数型号19XR制冷量（kw)1407电源380V-3PH-50Hz制冷剂R134a压缩机型式离心式输入功率（kw)278额定电流(A)481冷凝器型式高效能外螺纹铜管壳管式水流量(L/s)80.8水压损失(kpa)86.2水管规格DN200蒸发器型式高效能内螺纹铜管壳管式水流量（L/s)67.2水压损失(kpa)107.1水管规格DN200安全装置过载保护、高低压力保护、排气过热保护、防冻保护、电源逆相保护、油压保护机组尺寸长 L:mm4172宽 W:mm1707高 H:mm2073吊装重量（kg)5884运行重量（kg)6805注：1、制冷量是根据以下参数为标准: 冷凝器进出水温度32/37，蒸发器进出水温度12/7。2、机器规格会因产品改良而变动，恕不另行通知。 5方案设计根据流量选择上海联合开利空调有限公司生产的19XR系列离心式冷水机组为了减轻一台机组的承压，所以选择两台冷水机组。冷冻水系统有两管制、三管制和四管制，四管制用于高层建筑，不适合本系统，三管制的由于公用一根回水管会导致冷热混合损失，所以该机房制冷系统为两管制系统，即冷却水供/回水管、冷冻水供/回水管系统。冷冻水系统可分为一次泵系统和二次泵系统，一次泵系统用一级冷冻水泵克服制冷机组、输配管路以及末端设备的全部沿程和局部阻力，且系统组成简单，控制容易，运行管理方便，所以此设计采用一次泵系统，并对各管段进行水力计算，根据计算的流量与扬程选择相应的冷冻水泵与冷却水泵。制冷机组与水泵的连接方式有“一机一泵”、“多泵共用”、“多泵备用”。由于在“一机一泵”形式下的系统，当一台水泵发生故障时，机组也必须同时停止运行，这样会降低工作效率。此系统采用“多泵备用”系统，即采用三台泵，两用一备。冷却水系统有直流式、混合式和循环式，由于循环式水的消耗量相对较小，所以本系统采用循环式，所需要的冷却装置采用冷却塔，由于“一机对一塔”的单元式冷却水系统无法充分利用其他冷却塔填料的换热面积，也无法实现全年室外气候条件变化和制冷机组负荷变化下的冷却塔风机的转速调节，所以采用“多机对多塔”即多台冷却塔并联、共同为制冷机组服务的冷却水系统，所以本系统采用两台冷却塔。6水力计算（一）冷却水循环系统水力计算（6-1）式中:d管径，m；水流量，；水流速，。1、主干管/集管流速范围为1.2-4.5m/s,由附表一可知冷冻水水流量为67.2L/s即0.0672m3/s，水管规格为DN200，流速可取3.0m/s。选取管径为DN250，代入公式计算得到流速为2.1m/s,符合条件。2、 冷冻水泵吸水管流速范围为1.2-2.1m/s,冷冻水水流量为0.0672m3/s，取10%的富裕量，则流量为0.0739m3/s，取流速为1.5m/s，选取管径为DN200，代入公式计算得到流速为1.36m/s,符合条件。3、 冷冻水泵出水管流速范围为2.4-3.6m/s,冷却水水流量为0.0672m3/s，取10%的富裕量，则为0.0739m3/s，取流速为,2.8m/s。选取管径为DN200，代入公式计算得到流速为2.35m/s,符合条件。（二）冷却水循环系统水力计算1、主干管/集管流速范围为1.2-4.5m/s,由附表一可知冷凝器的水流量为80.8L/s即0.0808m3/s，水管规格为DN200，流速可取2.8m/s。选取管径为DN250，带入计算得到流速为2.57m/s,符合条件。2、冷却水泵吸水管流速范围为1.2-2.1m/s,冷却水水流量为0.0808m3/s，取10%的富裕量，则为0.0.0889m3/s，取流速为2m/s，选取管径为DN200，代入公式计算得到流速为1.81m/s,符合条件。3、冷却水泵吸水管流速范围为2.4-3.6m/s,冷却水水流量为0.0808m3/s，取10%的富裕量，则为0.0.0889m3/s，取流速为2.8m/s，选取管径为DN200，代入公式计算得到流速为2.83m/s,符合条件。7设备选择7.1冷却塔的选择根据 “一塔对一机”选择冷却塔2台，不考虑备用，考虑1.2的安全系数选择冷却塔的处理水流量。Mv=80.81.2=96.96L/s,即349.1m3/h根据处理水流量及设计供回水温度选择上海台益机械设备有限公司生产的TY系列圆形冷却塔TY-350T，详细参数见表7-1：表7-1 冷却塔标准选型机型标准水量(m/h)高度（mm）外径（mm）电动机（kW）风叶直径（mm）TY-350T350455056001127457.2 分水器和集水器的选择集水器和分水器实际上是一段大管径的管子，只是在其上按设计要求焊接在若干不同管径的管接头，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，分水器用于供水管上，集水器用于回水管路上，在一定程度上也起到了均压作用。集水器和分水器的直径，可按并联接管的总流量通过集水器和分水器时的断面流速V=0.51m/s来确定。流量特别大时，允许增大流速，但最大不宜超过4m/s。直径不得小于最大接管直径的2倍，接管间距可以考虑管直径之和加上120，最大长度不要超过3米。集水器和分水器应设温度计、压力表，底部应有排污管接口， 取集水器和分水器的尺寸为最大接管直径的两倍，即DN500。由计算得到：所以取管径为DN500。由相关资料给出分集水器的参数见表7-2：表7-2 分集水器性能参数表公称直径DN（mm）曲面高度h1(mm)直边高度h2(mm)厚度(mm)质量m（kg）容积V（m3）500125401026.620.02427.3水泵的选择水泵的选择根据流量和扬程选择冷冻水泵扬程=空调需用压头（取4060kPa）+冷冻机房所需压头（包括机房的局部损失+沿程损失+冷冻机组损失）冷却水泵的扬程=冷却塔进塔水压+局部损失+沿程损失+机组损失1）局部阻力公式如下：(7-1)式中:局部阻力损失，kpa；局部阻力系数；密度，kg/m3；v流速，m/s。2）沿程阻力计算如下： (7-2)式中:沿程阻力损失，kpa；沿程阻力系数；管长，m；R比摩阻，Pa/m。7.3.1冷冻水泵选型冷冻水管道布置图如图7-1所示：图7-1 冷冻水管布置图冷却水管水力计算见表7-3：表7-3 冷冻水管水力计算（=1000kg/m3)管段编号水量假定流速管径管长实际流速比摩阻沿程阻力Pm动压v2/2局部阻力系数局部阻力Z管段阻力Pm+Zm3/h(m/s)mm（m)(m/s)(Pa/m)(Pa)(Pa)(Pa)(Pa)2-32422DN2004.52.142209902289.890。弯头0.721648.66 2638.66 3-42422DN20032.142206602289.812289.80 2949.80 4-54843DN25015.642.743104848.43753.890。弯头+90。弯头1.565855.93 10704.33 5-64843DN2504.52.7431013953753.890。弯头0.782927.96 4322.96 8-92422DN2004.52.142209902289.812289.80 3279.80 9-102422DN20032.142206602289.812289.80 2949.80 10-114843DN250212.7431065103753.890。弯头+90。弯头1.565855.93 12365.93 11-122422DN20022.142204402289.812289.80 2729.80 12-132422DN2004.52.142209902289.812289.80 3279.80 14-152422DN20022.142204402289.812289.80 2729.80 15-164843DN2502.52.743107753753.890。弯头0.782927.96 3702.96 51.65 空调需用压头取50kpa，据表7-3计算得冷冻水泵的流量及扬程如下:流量Q=2421.1=266.2 m/h扬程P=（50+51.65+107）1.1=229.5kpa（23.0mH2O）根据流量和扬程选用上海上诚泵阀制造有限公司生产的S型单级离心泵3台（两用一备），型号为200S63A，具体参数见表7-4。表7-4 冷冻水泵参数型号流量m/h扬程m功率 kW转速r/min电压V气蚀量m效率%200S63A2703045.129503805.3757.3.2冷却水泵选型冷却管道布置图如图7-2所示：图7-2 冷却管道布置图冷却水管水力计算见表7-5：表7-5 冷却水管水力计算（=1000kg/m3)管段编号水量假定流速管径管长实际流速比摩阻沿程阻力Pm动压v2/2局部阻力系数局部阻力Z管段阻力Pm+Zm3/h(m/s)mm（m)(m/s)(Pa/m)(Pa)(Pa)(Pa)(Pa)2-32902DN2004.52.5742018903302.4513302.45 5192.45 3-42902DN20032.5742012603302.4513302.45 4562.45 4-55803DN25011.43.2949055865412.0590。弯头+止回阀1.085845.01 11431.01 5-183483DN200273.08480129604743.214743.20 17703.20 7-82902DN2004.52.5742018903302.4590。弯头0.722377.76 4267.76 8-92902DN20032.5742012603302.4513302.45 4562.45 9-105803DN250163.2949078405412.0590。弯头+90。弯头1.568442.80 16282.80 10-112902DN20022.574208403302.4513302.45 4142.45 11-122902DN2004.52.5742018903302.4513302.45 5192.45 13-142902DN20022.574208403302.4513302.45 4142.45 14-155803DN2503.33.2949016175412.0590。弯头0.784221.40 5838.40 15-165803DN2504.53.2949022055412.0590。弯头0.784221.40 6426.40 16-175803DN25043.2949019605412.0590。弯头+止回阀1.085845.01 7805.01 17-193483DN200273.08480129604743.214743.20 17703.20 79.85 根据表表7-5计算得冷却水泵的流量及扬程如下:流量Q=2901.1=319m/h扬程P=（35.4+79.85+86）1.1=221.4kpa（22.1m）根据流量和扬程选用上海上诚泵阀制造有限公司生产的S型单级离心泵3台（两用一备），型号为250S24，具体参数见表7-6。表7-6 冷却水泵参数型号流量m/h扬程m功率kW转速r/min电压V气蚀量m效率%250S244852