邬志伟---任务书

苏州科技学院环境科学与工程学院课程设计说明书课程名称： 空调用制冷技术课程设计题 目： 苏州某办公楼冷冻站设计学生姓名： 邬志伟学号： 系 别： 环境科学与工程学院专业班级： Z1112 指导老师： 孙志高 李翠敏 2014年9月目录一、课程设计的题目：苏州某办公楼冷冻站设计2二、课程设计的目的：3三、设计原始资料 1、建筑物概况：建筑面积：89003四、设计内容和要求3（一）负荷计算3（二）机组选择4（三）方案设计5（四）水力计算51、冷冻水循环系统水力计算52、冷却水循环系统水力计算6（五）设备选择7（六）机房布置14五、设计总结14六、参考资料15空气调节用制冷技术课程设计任务书一、课程设计的题目：苏州某办公楼冷冻站设计二、课程设计的目的：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。三、设计原始资料1、建筑物概况：建筑面积：8900层数5层，层高4米2、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373、空调负荷指标：q=90150 W/ 建筑物的最小冷负荷为设计冷负荷的15%4、土建资料：地下室机房建筑平面图（见附图）四、设计内容和要求（一）负荷计算1.单位面积负荷q为90150W/m,取q=110 W/m2 2.根据单位面积负荷计算总冷负荷Qz=1108900=979kW一般对于间接供冷系统，当空调制冷量小于174KW时，A=0.150.20；当空调制冷量为1741744KW时，A=0.100.15；当空调制冷量大于1744KW时，A=0.050.07；对于直接供冷系统，A=0.050.07。为保证机组冷负荷在最不利情况下得到充分补充，且为间接供冷系统，这里选取最大值10%。Q= Qz(1+10%)=979(1+10%)=1077kW（二）机组选择冷水(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24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)；2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=10772=538 kW根据制冷量选取制冷机组具体型号如下：名称：螺杆式冷水机组型号：30XW0552名义制冷量KW542冷凝器进出水温度32/37压缩机数量回路A 一台水压降Kpa52回路B配给功率Kw99水流量m/h111使用制冷剂R134a管径mmDN125制冷剂填充量Kg回路A110蒸发器进出水温度12/7回路B外型尺寸长mm2746水压降Kpa44宽mm970水流量m/h93高mm1693管径mmDN125注：1机组水侧标准设计压力为1.0M Pa。机组冷水、冷却水侧污垢系数分别为0.01 8 /kW和0044 /kW。2A/B回路电源单独进线3蒸发器、冷凝器两流程设计（三）方案设计选择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。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商场的各层，经过空调用户后的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，通过水泵返回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的冷却水经冷却水泵及冷却水供水管到达冷却塔，经冷却塔冷却后降温后的32的冷却水再返回冷水机组冷却制冷剂，如此循环往复。（四）水力计算1、冷冻水循环系统水力计算管道种类推荐流速（m/s）管道种类推荐流速（m/s）水泵吸水管1.22.1主干管/集管1.24.5水泵出水管2.43.6排水管1.22.0一般供水干管1.53.0接自城市供水管0.92.0室内供水立管0.93.0网的水管（1）、冷冻水流量Q=cmTQ制冷量W c比热容 水的比热容是4.2*103J/（Kg*） m质量流量Kg/St温度的变化(不论温度升高还是降低永远取绝对值) m=Q/(c*T)=/(4200*5)=48.4Kg/s=174 m/h，考虑水在路途中的损耗，取机组的最大流量。水泵进水管：假定冷冻水的进口流速为1.5m/sd=Q=2*93=186m/h，2台机组总管d1=209mm,取DN200-219mm,则管段流速为v=1.37m/s水泵出水管：假定冷冻水的出口流速为3m/sd=Q=2*93=186m/h，2台机组总管d2=148mm,取DN150-159mm,则管段流速为v=2.6m/s单台机组时假定冷冻水的进口流速为1.5m/sd=，d1=148mm,取DN150-159mm，则管段流速为v=1.3m/s假定冷冻水的出口流速为3m/sd=， d2=105mm,取DN100-108mm,则管段流速为v=2.8m/s2、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=Q=2*111=222m/h，2台机组总管d1=229mm,取DN200-219mm,则管段流速为v=1.63m/s 水泵出水管：假定冷却水的出口流速为3m/sd=Q=2*111=222m/h，2台机组总管d2=162mm,取DN150-159mm,则管段流速为v=3.1m/s单台机组时单台机组时假定冷却水的进口流速为1.5m/sd=，d1=162mm,取DN150-159mm，则管段流速为v=1.6m/s假定冷却水的出口流速为3m/sd=， d2=114mm,取DN100-108mm,则管段流速为v=3.4m/s（五）设备选择1、冷却塔的选择根据 “一塔对一机”选择冷却塔台数，可不考虑备用，考虑1.2的安全系数选择冷却塔的处理水流量。这里我们选取两台冷却塔，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1%3% 冷却塔的冷却水量和风量的计算G=3600Qc/CP （tw1-tw2） tw= tw1- tw2=37-32=5 Qc=1.3 Q0 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=1.3542=704.6KW每台制冷机配一台冷却塔，所以冷却塔冷却水量为： G=3600 Qc/（CPtw）=3600704.6/(4.25)=kg/h=120.789m3/hG总=1.2G=1.2*120.789=144.947 m3/h风量计算：Q=其中 Is1 Is2 对应于下列温度的饱和空气焓；ts2 ts1 为室外空气的进出口湿球温度；ts2苏州市夏季空气调节室外计算湿球温度,查得28.1。ts1 = ts2 + 5 =33.1Is1 =117KJ/Kg Is2 =90 KJ/KgG=3600704.6/4.2（117-90）=22368kg/h=18640m3/h(空气密度1.2kg/m3)选用两台同型号DBNL3-150系列超低噪声逆流玻璃钢冷却塔，参数如下： 型号冷却水量（m3/h）总高mm风量(m3/h)风机直径mm进水压力（kpa）直径mDBNL3-1501713553840002400293.62、分水器及集水器的选择（1）直径不得小于最大接管直径的2倍，而且截面流速控制在0.51m/s，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。 假定集水器的流速为0.8m/s,d=Q=293=186m3/h=0.0517m3/s ,D=287mm,取DN250-273mm ,集水器内流速为v=0.88m/s。集水器的直径取600mm。支管流量q=0.0517/4=0. m3/s, d=143mm，取DN125-133mm，v=0.81 m/s假定分水器的流速为1m/s,d=Q=293=186m3/h=0.0517m3/s D=257 mm,取DN250-273mm, 则分水器速度为0.88m/s, 分水器的直径取600mm支管流量q=0.0517/4=0. m3/s,d=128mm，取DN125-133mm，v=0.93 m/s（2）分水器和集水器的长度计算集水器上管径：D1=219 mm，D2=133mm，D3=133 mm ，D4=133mm，D5=133，D6=219(D1为冷冻水泵进水管直径，D2,D3,D4，D5为用户管路直径，D6为旁通管直径)L1=D1+60=279mm，L2=D1+D2+120=472 mm，L3=D2+D3+120=386 mm，L4=D3+D4+120=386mm，L5=D4+D5+120=386mm，L6= D5+D6+120=472mm，L7=D6+60=279mm，总长度为L=L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7=2660 mm3000mm分水器上管径：D1=159 mm，D2=133mm，D3=133 mm ，D4=133mm，D5=133，D6=159(D1为冷冻水泵出水管直径，D2,D3,D4，D5为用户管路直径，D6为旁通管直径)L1=D1+60=219mm，L2=D1+D2+120=412 mm，L3=D2+D3+120=386 mm，L4=D3+D4+120=386mm，L5=D4+D5+120=386mm，L6= D5+D6+120=412mm，L7=D6+60=219mm，总长度为L=L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7=2420 mm3000mm集水器和分水器一般会设置排污口的直径取DN40-45mm （3）水泵的选择冷冻水泵扬程=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）这里空调需用压头为50Kpa，冷冻机组损失为44Kpa其中局部损失用到的局部损失系数如下：截止阀0.3止回阀DN40502002503003.93.40.10.10.1蝶阀0.10.3变径管渐缩0.1（对应小断面流速）渐扩0.3（对应小断面流速）焊接弯头90DN2002503003500.720.180.870.89水泵入口1.0过滤器2.0-3.0除污器4.0-6.0水箱接管进水口1.0出水口0.5用到的三通0.1局部损失项目Vm/s个数公式压力大小Kpa止回阀0.12.61P=*v/20.34蝶阀0.21.861P=*v/20.351.3710.192.610.68变径管渐扩0.31.861P=*v/20.52焊接弯头900.721.864P=*v/24.982.637.31.3732.03水泵入口11.371P=*v/20.94过滤器21.861P=*v/23.461.3711.88水箱接管进水口11.371P=*v/20.94合计23.61沿程损失管径mm长度mlV公式阻力KpaDN150-159mm19.20.03262.6P=l*L/d*(v2/2)=R*L13.3DN200-219mm21.10.02961.37P=l*L/d*(v2/2)=R*L2.676合计15.976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）=50+23.61+15.976+44=133.586KpaP=gH,H=/(1000*10)=13.36m，水泵的流量和扬程均增加10%的附加值扬程H总=H(1+10%)=14.696m流量Q总=Q*(1+10%)=102.3m/h，根据以上所得流量和扬程，选择三台相同型号的冷冻水泵（二用一备）冷冻水流程图冷却水泵的扬程=冷却塔进塔水压+局部损失+沿程损失+机组损失冷却塔进塔水压为29kpa，机组损失52Kpa局部损失项目Vm/s个数公式压力大小Kpa止回阀0.1311P=*v/20.48蝶阀0.22.221P=*v/20.491.6330.83.110.96变径管渐扩0.32.221P=*v/20.74焊接弯头900.722.224P=*v/27.13.1413.841.6354.78水泵入口11.631P=*v/21.33过滤器22.221P=*v/24.931.6312.66水箱接管进水口11.631P=*v/21.33合计39.44沿程损失管径dmm长度mlV公式阻力KpaDN150-159mm110.03263.1P=l*L/d*(v2/2)=R*L10.837DN200-219mm14.10.02961.63P=l*L/d*(v2/2)=R*L2.531合计13.368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=29+39.44+13.368+52=133.8MpaP=gH ，H=/(1000*10)=13.38m扬程H总=H(1+10%)=14.71m，流量Q总=Q*(1+10%)=122.1m/h，根据以上所得流量和扬程，选择三台相同型号的冷冻水泵（二用一备）冷却水流程图（六）机房布置1、设备与管道布置平面图2、机房系统图五、设计总结从最初的一片茫然到逐步设计画图，直至最后的按时按质按量完成任务，在此过程中我收获颇多！感触之一就是要独立完成任