制冷机房与管道的设计

Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,第八章 制冷机房与管道的设计,第一节 制冷机房的设计步骤,进行制冷机房工艺设计时，一般要按下列步骤进行：,一、收集设计原始资料,（一）冷负荷资料,1、由采暖通风专业提供；,2、以生产工艺负荷资料为依据计算出冷负荷资料。,（二）工厂发展规划资料,1、在某些工程建设中，常有工厂近期和远期发展规划；,2、设计机房时应当了解工厂近期和远期发展规划，考虑制冷机房的扩建问题。,（三）水质资料,水质资料系指确定使用的冷却水水源的水质资料，其主要指标有：水中含铁量、水的碳酸盐硬度和酸碱度（PH值）等。,（四）气象资料,气象资料系指制冷机房建设地区的最高和最低温度、采暖计算温度、大气相对湿度、土壤冻结深度、全年主导风向及当地大气压力等。,（五）地质资料,地质资料系指制冷机房建设地区的大孔性土壤等级、土壤酸碱度、土壤耐压能力、地下水位、地震烈度等。,（六）设备资料,1）制冷压缩机或机组的主要性能、技术规格、参数、外形图、安装图等。,2）制冷辅助设备的性能、规格、外形图、安装图等。,（七）主要材料资料,主要材料系指当地使用的绝热材料、管材等。,第一节 制冷机房的设计步骤,二、确定制冷机房的设计容量,制冷机房的容量是以生产工艺所提供的任务书为依据，并需按照机房的服务对象和制冷系统的状况，计算出最大的冷负荷。由于制冷系统的具体情况不同以及地区上的差异，需按设备和管道布置情况等因素计算出冷损失，或者依据经验适当地考虑冷负荷的附加系数，从而得出该制冷机房的设计容量。,三、制冷机房的布置,制冷机房的布置，一是指根据生产工艺的要求和制冷站服务对象的分布状况，确定制冷机房在工厂区的位置；二是指制冷机房的房间组成及各房间内制冷设备的布置。,四、制冷剂管道的设计,制冷剂管道的设计是制冷系统设计成功与否的关键，其设计的主要内容是管道系统的布置与管径的确定。,五、各有关专业的图纸设计,制冷机房的设计需土木建筑专业、采暖通风专业、电气专业、给排水专业共同协作，完成相应内容的设计。,第一节 制冷机房的设计步骤,第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置,一、制冷设备的选择计算,制冷设备的选择计算可按下列步骤进行：,1、确定制冷系统的制冷量,制冷系统的制冷量应包括：用户需要的制冷量及制冷系统和供冷系统的冷损失。冷损失的大小可由设备和管道等的具体情况计算得出，一般可按附加系数确定：直接冷却系统附加系数为5%7%；间接冷却系统为7%15%。,2、确定制冷系统的冷凝温度和蒸发温度。,3、根据制冷量和制冷工况，选择制冷压缩机和电动机，制冷压缩机的型号、台数选配的是否合理，将直接影响整个制冷系统的设备费用和运行费用。,制冷压缩机的选型原则：,1）根据制冷量选配压缩机，一般不应设备用机。,2）如需选用2台或2台以上的制冷压缩机时，应尽可能选择同一系列的压缩机。,3）制冷量大小不同的压缩机互相搭配，以保证高、低峰负荷时既能满足需要，又经济合理。,4）不同制冷系统的压缩机应考虑到各系统之间相互替代的可能性。,5）选用氨压缩机，当冷凝压力P,K,与 蒸发压力P,O,之比大于8时，应采用双级压缩；当P,K,/P,O,8时，采用单级压缩。对于氟利昂制冷系统，当P,K,/P,O,10时，应采用双级压缩；P,K,/P,O,10时，采用单级压缩。,4、选择冷凝器并确定冷却水量。,5、选择蒸发器并确定载冷剂循环量。,6、选择其他辅助设备。,第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置,例8-1 空调用户要求供给7的冷冻水，回水平均温度为11，需要的总冷量为768KW。可利用河水作冷却水源，水温最高为32。试选择有关制冷设备。,解 采用氨为制冷剂，利用河水作冷却水源，选用立式壳管冷凝器，直流供水。,1、确定制冷工况,蒸发温度t,O,：比要求供给的冷冻水温度t,2,低5,t,O,=t,2,5=7-5=2 ,冷凝温度t,K,：比冷却水出口温度高5，取立式壳管冷凝器冷却水进出口温差为3，则,t,K,=32+3+5=40 ,2、选择制冷压缩机,采用间接制冷系统，取附加系数为10%，制冷系统的制冷量为,O,=1.1,O,=1.1768=844.8KW,根据制冷量选择制冷压缩机的方法有下列三种：,1）按理论公式确定制冷压缩机的理论输气量,根据 t,O,=2，t,K,=40，从氨的Lgp-h图上查得有关数据见图8-1。,第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置,图8-1 氨的1gP-h图,第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置,h,1,h,4,1763687,q,=3985KJ/m,3,1,0.27,t,O,=2，P,O,=0.464MPa,t,K,=40，P,K,=1.555MPa,P,K,V,=0.940.085 ()1,P,O,1.555,=0.940.085 ()1,0.464,=0.81,O,844.8,V,h,=0.262m,3,/S=943m,3,/h,V,q,0.813985,第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置,从有关样本查得：6W-12.5型压缩机的理论输气量V,h1,=0.118m,3,/S=425m,3,/h；,8S-12.5型压缩机的理论输气量V,h2,=0.157m,3,/S=566m,3,/h，,所以确定选择6W-12.5和8S-12.5型制冷压缩机各1台，其理论输气量：,V,h,=V,h1,+V,h2,=0.118+0.157=0.275m,3,/S=990m,3,/h。,各台制冷压缩机的制冷量为：,01,=,V,V,h1,q,=0.810.1183985=380.9KW,02,=,V,V,h,q,=0.810.1573985=506.8KW,2台压缩机的制冷量为：,0,=,01,+,02,=380.9+506.8=887.7KW，可以满足要求.,2）由冷量换算公式确定,从有关样本查得：,6W-12.5型制冷压缩机的标准制冷量,01,=183.7KW,8S-12.5型制冷压缩机的标准制冷量,02,=244.2KW,第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置,在t,O,=2，t,K,=40时，从换算系数表查得冷量换算系数K,i,=2.04，各台,制冷机换算后的其制冷量分别为:,ob1,=K,i,01,=2.04183.7=374.7KW,ob2,=K,i,02,=2.04244.2=498.2KW,2台压缩机的制冷量为：,O,=,ob1,+,ob2,=374.7+498.2=872.7KW,可以满足要求。,3）除了按上述方法选择外，还可以根据制造厂提供的制冷压缩机特性,曲线直接查得其制冷量，确定选择的压缩机型号和台数。,3、确定制冷压缩机配用的电动机功率,1）理论功率P,th,以8S-12.5型制冷压缩机为例,其理论功率为：,506.8,P,th,=M,R,W,th,=(19301770)=75.36KW,1763-687,第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置,2）指示功率P,i,P,k,1.555,=3.4，从有关图查得,i,=0.85,P,o,0.464,P,th,75.36,P,i,=88.65KW,i,0.85,3）轴功率P,e,从图查得，,m,=0.85,P,i,88.65,P,e,=104.3KW,m,0.85,4）电动机功率P,P=1.1Pe=1.1104.3KW=114.7KW,8S-12.5型制冷压缩机按空调工况配用电动机功率为115KW,可以选,用。6W-12.5型制冷压缩机配用的电动机功率为95KW.,第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置,4、冷凝器选择和冷却水量计算,选用立式壳管冷凝器，冷却水进水温度为32，出水温度为35。,1）冷凝器的热负荷,当t,O,=2，t,K,=40时，查图得，=1.17,K,=,0,=1.17844.8=988.4KW,2）冷凝器传热面积,t,w2,t,w1,3532,传热温差 t=6.4,t,K,t,W1,4032,1n 1n,t,K,t,W2,4035,查表取K=700W/m,2,K.,K,988.410,3,A=221m,2,Kt 7006.4,选用LN-125型立式壳管冷凝器2台,每台传热面积为125m,2,。,第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置,3）冷却水量,K,988.4,M=3600=3600,1000C,p,（t,w2,t,w1,）10004.186（3532）,=283.3m,3,/h,5、蒸发器选择和冷冻水量计算,1）蒸发器的传热面积,选用螺旋管式蒸发器,查表取螺旋管式蒸发器的传热系数K=500W/m,2,K，蒸发器传热面积为,O,844.810,3,A,O,=248m,2,Kt 5006.8,选用SR-145型螺旋管式蒸发器2台，每台传热面积为145m,2,。,2）冷冻水量,O,844.8,M,1,=3600=3600,1000C,p,（t,1,t,2,）10004.186（117）,=182m,3,/h,第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置,6、选择其他辅助设备,1）选择贮液器,1 1 506.8+380.9,M,R,3600 0.00173600,3,3 1763687,V=,0.8,=2.1m,3,选用ZA-2型贮氨器1台，容积为1.92m,3,2）选择氨油分离器,W,选用YF=80B型氨油分离器2台。,制冷设备汇总表见表8-1,第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置,表8-1,制 冷 设 备 汇 总 表,设备名称,型 号,规 格,数量,单位,备 注,制冷压缩机,立式冷凝器,螺旋管式蒸发器,贮 液 器,氨油分离器,集 油 器,紧急泄氨器,6W-12.5,8S-12.5,LN-125,SR-145,ZA-2,YF-80B,JY-325,XA-32,A=125m,2,A,0,=145m,2,V=1.92m,3,D=325mm,D=325mm,D=121mm,1,1,2,2,1,2,1,1,台,台,台,台,台,台,台,台,6W-12.5压缩机配用电动机功率P=95KW,8S-12.5压缩机配用电动机功率P=115KW,第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置,二、制冷机房的布置,设置制冷装置的建筑称为制冷机房或冷冻站。制冷机房设计时可遵循如下的原则,1、制冷机房位置应尽可能靠近冷负荷中心，力求缩短输送管道。吸收式和蒸气喷射制冷机房还应尽可能靠近热源。,氟利昂制冷机，可布置在民用建筑、生产厂房和辅助建筑物内，也可布置在地下室。,氨制冷机不得布置在民用建筑和工业企业辅助建筑物内，也不允许布置在地下室内。通常应布置在单独的建筑物或隔开的房间内。,溴化锂吸收式制冷机宜布置在建筑物内及地下室。条件许可时，亦可露天布置，但制冷装置的电气设备和控制仪表，应布置在室内。,2、大中型制冷机房内的主机宜与辅助设备及水泵等分间布置。制冷机房宜与空调机房分开设置。,3、大中型制冷机房内应设置值班室、控制室、维修间和卫生间。有条件时，应设置通讯装置。,4、在建筑设计中，应根据需要预留大型设备的进出安装和维修用的孔洞，并应配备必要的起吊设施。,第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置,5、氨制冷机房应设置两个互相尽量远离的对外出口，其中至少有一个出口直接对外，大门应设计成由室内向外开。,氨制冷机房的电源开关，应布置在外门附近。发生事故时，应有立即切断电源的可能性，但事故电源不得切断。,氨制冷机房应设置每小时不小于3次的机械通风系统和每小时不小于7次的事故排风设施，配用的电机必须采用防爆型。并应设置必要的消防和安全器材（如灭火器和防毒面具等）。,6、制冷机房设备布置的间距见表8-2,表8-2,设备布置的间距,项 目,间距/m,主要通道和操作通道宽度,制冷机突出部分与配电盘之间,制冷机突出部分相互间的距离,制冷机与墙面之间距离,非主要通道,溴化锂吸收式制冷机侧面突出部分之间,溴化锂吸收式制冷机的一侧与墙面,1