某办公楼机房制冷机组冷冻水循环控制系统设计

腾达大厦制冷机组冷冻水循环控制系统设计设计目标及工程概况（1）设计题目腾达大厦制冷机组冷冻水循环控制系统设计（2）工程概况腾达大厦总建筑面积84260.95㎡。本设计的制冷站设在底层地下四层冷冻机房内。冷冻水出水温度7℃，回水温度12℃。北京室外气象参数1.3冷负荷本建筑物为1.3冷负荷本建筑物为84260.95㎡，技术》书中《国调冷负荷指标的：办公楼的冷㎡）：90-120W夏季室外气象参数夏季空调室外计算34.8℃夏季空调室外计算27℃夏季空调室外平均风速2.8m/s夏季大气压力997.3hPa的总建筑面积根据《空气调节内部分建筑空的统计值》查负荷指标（W／／㎡。冷负荷计算是空调设计及空调设备选型的主要依据；夏季冷负荷采用冷负荷系数法计算，求出每个房间的逐时值。《国内部分建筑空调冷负荷指标的统计值》中注明：当建筑物的总建筑面积在小于5000㎡取上限值，大于10000㎡时，取下限值。按建筑空调冷负荷指标确定的冷负荷即是制冷剂容量，不必再加系数。由于本建筑物的总建筑面积为84260.95㎡，所以，在此我们选用90W／㎡则：本设计用户的空调冷负荷：Q=937W冷却水系统介绍冷却水系统的作用是将从制冷机吸取的热量散发出去，它主要有冷却塔、冷却水泵、水处理设备和冷水机组冷凝器等设备及管道组成。冷却水系统：冷却塔型号、台数的介绍冷却塔的作用是为从制冷机吸收出来的冷却水降温，使得冷却水可以循环使用，它有逆流式、横流式、喷射式和蒸发式等四种型，其型号主要依据工作温度条件和冷却水流量来选择。冷却塔的设置位置应通风良好，远离高温或有害气体，避免气流短路以免建筑物高温高湿排气或非洁净气体对冷却塔的影响。同时，也应避免所产生的飘逸水影响周围环境。冷却塔内的填料多为易燃材料，应防止产生冷却塔失火事故。冷却塔的设置位置可分为三种：（1）、制冷站设在建筑物的地下室，冷却塔设在通风良好的室外绿化地带或室外地面上。（2）、制冷站为单独建造的单层建筑时，冷却塔可设置在制冷站的屋顶上或室外地面上。（3）、制冷站设在多层建筑或高层建筑的底层或地下室时，冷却塔设在高层建筑裙房的屋顶上。如果没有条件这样设置时，只好将冷却塔设在高层建筑主楼的屋顶上，应考虑冷水机组冷凝器的承压在允许范围内。冷却塔的台数根据冷水机组的台数确定，一般应与冷水机组的台数相同，即“一塔对一机”不设置备用冷却塔。从已选定的冷水机组参数中，可知冷却水流量为119m3/h，冷却塔处理的水流量应大于冷水机组的冷却水流量，在此我们在已选定的冷水机组的冷却水流量的基础上，考虑1.2富裕系数，冷却塔设计处理水量为：3L=119×1.2=142.8m3/h。根据处理水量，以及当地室外湿球温度、水温处理要求，从冷却塔样本中选型，选用两台DFTYL—150P型冷却塔，不考虑备用，其性能参数见下表：DFTYL—150P型冷却塔性能参数冷却塔型号DFTYL—150P流量150m3/h风量78000㎡/h进水压力0.15MPa外形尺寸长5600㎜宽2800㎜高6030㎜冷却水泵型号、台数的确定冷却水泵的安装要求：（1）当泵房设置在地面上，可用地脚螺栓直接固定在混凝土基础上。如泵房设在楼板上，则可以将水泵安装在减振装置上。当泵房设在高层建筑地下室时，可以不装配地脚螺栓，而在水泵的四角填垫减振器。（2）水泵的进出口管端必须安装橡胶软接头，并且要在进水管上安装过滤器和阀门，在出水管上安装止回阀和闸阀，进出水管必须固定。（3）为使水泵保持最佳运行性能，应在水泵进出口处配装扩散管，以减少阻力损失。扩散管管口的流速应为：吸水管不大于1.3m/s，出水管不大于2m/s。（4）水泵的出水管上还应装有压力表和温度计，以利检测。压力表和温度计应被安装在便于观察和维修的位置上，并注意周围对其测量的准确度有影响的环境条件。根据选型原则，选择三台冷却水泵，两用一备。冷水机组的冷却水流量为119m3/h，确定1.1的附加系数，则水泵流量3L=1.1×119=130.9m3/h。查阅水泵产品样本选择三台150RK180-32型水泵。其主要参数如下表150RK180-32冷却水泵参数表水泵型号150RK180-32单位流量144m3/h扬程33m转速1450r/min效率69%轴功率18.8kW电机功率3kW必需汽蚀余量4.0m泵进出口管径150/125mm泵整机重量800kg3.4冷却水水处理设备的介绍水处理设备通常按照管径或流量来选型，水过滤器一般是按连接管管径选定的。连接管的管径应该与干管的管径相同。在选定水过滤器时应重视它的耐压要求和安装检修的场地要求。除污器和水过滤器的前后应该设置闸阀，供他们在定期检修时与水系统切断之用（平时处于全开状态）；安装时必须注意水流方向；在系统运转和清洗管路的初期，宜把其中的滤芯卸下，以免损坏。根据输水管管径和处理水流量238m3/h，从产品样本中选用一台YTD-200F型号电子水处理器.YTD-200F型号电子水处理器型号YTD-200F公称直径mm200流量T/h320输入功率W80外形尺寸mm长900宽377高677冷冻水系统设计冷水机组制备出的冷冻水，由冷水循环泵通过供水管路输送到空气处理设备中，而释放出冷量后的冷水经回水管路返回冷水机组。冷冻水系统介绍按循环方式，冷冻水系统可分为开式循环系统和闭式循环系统.（1）开式循环系统的下部设有回水箱（或蓄冷水池），它的末端管路式与大气相通的。空调冷水流经末端设备（例如风机盘管机组）释放出冷量后，回水靠重力作用集中进入回水箱或蓄冷水池，再由循环泵将回水打入冷水机组的蒸发器，经重新冷却后的冷水被输送至整个系统。其特点是：水泵扬程高，输送耗电量大；循环水易受污染，水中总含氧量高，管路和设备易受腐蚀；管路容易引起水锤想象；该系统与蓄冷水池连接比较简单。（2）闭式循环系统的冷水在系统内进行密闭循环，不与大气接触，仅在系统的最高点设膨胀水箱（其功用是接纳水体积的膨胀，对系统进行定压和补水）。其特点：水泵扬程低，仅需克服循环路阻力，与建筑物总高度无关，故输送耗电量小；循环水不易受污染，管路腐蚀程度轻；不用设回水池，制冷机房占地面积减小，但需设膨胀水箱的补水。冷冻水泵型号和台数的确定冷冻水泵的选择，要选有备用水泵，在本设计中选用两台运行冷冻水泵，一台备用水泵。对于大多数多层和高层建筑来说，空调冷冻水系统主要为闭式循环系统，冷冻水泵的流量较大，但扬程不会太高。据统计，一般情况下，20层以下的建筑物，空调冷冻水系统的冷冻水泵扬程大多在16-28mH2O，乘上1.1的安全系数后最大也就是30mH2O。本设计的建筑为办公楼，其建筑总面积为8000㎡，属于20层以下的建筑物，所以我们的冷冻水泵的扬程选择30mH2O。本设计的冷水机组的冷冻水流量为98m3/h，确定1.1的附加系数，则水泵流量L=1.1×98=107.8m3/h。根据上面的估算，我们可以知道冷冻水系统扬程为30水柱，查阅水泵产品样本选择三台150RK180-32型水泵，两用一备。150RK180-32冷冻水泵参数表水泵型号150RK180-32单位流量144m3/h扬程33m转速1450r/min效率69%轴功率18.8kW电机功率3kW泵进出口管径150/125mm自动控制和监控设计控制系统工作原理在系统处于设计状况下，所有的设备满负荷运行，压差旁通阀开度为零，压差传感器两端接口处的压差为控制器的设定值；当末端负荷变小时后，末端的两通阀关小，供、回水压差将会提高而超过设定值，在压差控制器的作用下，旁通阀将自动打开，它的开度加大将使总供、回水压差减小直至达到时，才停止继续开大。若冷水的旁通量超过了单台冷水循环泵流量时，则自动关闭一台冷水循环泵。在机房控制室内设有微型计算机，对该空调制冷站及热交换站等设备用房实行统一控制。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。冷冻站的监控内容1）监测冷媒水供、回水温度，以了解冷媒水的工作温度是否在合理的温度范围之内。2）监测冷媒水一次供、回水压力。3）监测冷媒水供水流量，与冷媒水供回水温差相结合，可计算出冷量，以此作为能源消耗量的依据。4）检测冷却水供回水温度，以了解冷却水的工作温度是否在合理的范围之内。5）监测冷媒水以及循环泵，冷媒水二级循环泵，冷却水循环泵及冷却塔风机的运行状态和故障状态。6）补水泵的运行和故障状态。补水泵的起停控制可根据冷媒水供水压力的范围来决定起停控制。当供水压力超过警戒压力时，关闭补水泵，当供水压力过小时，启动补水泵。7）监测补水箱的高液位，低液位和溢流液位，在水箱液位高于高液位和低于低液位时，启动报警。8）监测膨胀水箱的高液位，低液位和溢流液位，在水箱液位高于高液位和低于低液位时，关闭或启动补水泵。9）设备之间的连锁保护。10）群控功能：一级泵系统，根据冷媒水供回水温度与流量，计算出空调系统的实际负荷，将计算结果与实际制冷量比较，若实际制冷量与空调系统的实际负荷之差大于（或小于）一台制冷机组的供冷量时，则发出停止（或启动）一台制冷机组的运行的提示或（自动控制）。一级泵，冷却水泵和冷却塔与制冷机组一一对应，随制冷机组的启动和关闭而启动和关闭。二级泵系统，初级泵的控制同一级泵系统，二级泵则根据用户的负荷情况来调整二级泵的启动台数以达到调整负荷的目的。冷冻站的联锁及保护控制1）根据排定的工作程序表，DDC按时起停机组。顺序控制如前所述。2）通过DDC对设备运行时间的积累，实现同组设备的均衡运行。当其中某台设备出现故障时，备用设备会自动投入运行，同时提示检修。3）DDC对冷却水泵，冷媒水泵，冷却塔风机的起停控制时间应与制冷机组的要求一致。4）水泵启动后，水流开关检测水流状态，发生断水故障，自动停机。5）设置时间延时和冷量控制上下限范围，防止机组频繁启动。6）测量冷媒水系统供回水温度及回水流量，计算空调实际冷负荷，根据冷负荷确定制冷机组起停台数，以达到最佳节能效果。7）根据冷却水回水温度，决定冷却塔风机的运行台数，自动起停冷却塔风机。并通过控制其旁路电动调节阀的开度，调节流入冷却塔的水量。8）测量冷媒水系统供回水总管之压差，控制其旁通阀开度，以维持压差平衡。冷却水系统监控1）冷却水系统监控的主要作用有：1、保证冷却塔风机、冷却水泵的安全运行；2、确保制冷机冷凝器侧有足够的冷却水通过；3、根据室外气候情况及冷负荷调整冷却水工况，使冷却水温度在要求的设定的温度范围之内。2）冷却水监控的主要功能有：1、通过流量传感器监测冷却水流量是否正常；2、对冷却水泵的启停进行控制，并显示其运行状态；3、测量冷却水进出口水温，通过调整流量和散热情况调整水温，使系统能够高效散热