廊坊市某汽车生产厂家二期厂房和办公楼空调用制冷机房设计.doc

北 华 航 天 工 业 学 院 课 程 设 计 计 算 书 题 目 廊 坊 市 某 汽 车 生 产 厂 家 二 期 厂 房 和 办 公 楼 空 调 用 制 冷 机 房 设 计 学 院 系 年 级 专 业 学 号 学 生 姓 名 指 导 教 师 教 师 职 称 北华航天工业学院课程设计 论文 任务书 院 系 建筑工程系 基层教学单位 建筑环境教研室 学 号 201322713 学生姓名 刘常宇 专业 班级 B13431 设计题目 廊坊市某汽车生产厂家二期厂房和办公楼空调用制冷机房设计 设 计 技 术 参 数 1 冷冻水 7 12 2 冷却水 32 37 3 地点 河北省廊坊市 4 建筑形式 厂房和办公楼 5 建筑面积 9872 2 m2 6 冷水机组形式 自选 7 机房面积 9 0m 8 5m 8 机房位置 图纸给定 设 计 要 求 1 说明书按北华航天工业学院 毕业设计撰写规范 规范撰写 2 图纸共计四张 一张设计说明 一张系统图 一张平面图 一张设备基础平面图 平面图上至少含有两个主要剖面 3 说明书用 A4 纸打印 页数在 10 页左右 4 图纸设计说明用 A2 打印外 其余用 A1 纸打印 工 作 量 1 计算 按给定空调冷负荷计算 水力计算 2 选择 冷水机组 冷冻水泵 冷却水泵 补水泵 水箱大小 分水器 集水器 电子水处理仪 软化水系统等设备的计算和选择 3 绘图 采用 CAD 绘图 工 作 计 划 第一天 布置设计任务 第二 四天 结合说明书编写绘制完成系统图 第五 九天 结合说明书编写绘制完成平剖面图 第十天 答辩 参 考 资 料 1 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范 GB50736 2012 1 陆耀庆 主编 实用供热空调设计手册 中国建筑工业出版社 2014 年 6 月 5 暖通空调动力设计技术措施 2009 版 中国建筑标准设计研究院 2 赵荣义 主编 简明空气设计手册 中国建筑工业出版社 1998 年 12 月 3 彦启森 主编 空气调节用制冷技术 第四版 中国建筑工业出版社 2010 年 7 月 4 电子工业部第十设计研究院 主编 空气调节设计手册 中国建筑工业出版社 2000 年 指导教师签字 基层教学单位主任签字 目录 第一章 设计任务 4 1 1 建筑原始条件 4 1 2 设计任务 4 1 3 设计步骤 4 第二章 制冷机房 5 2 1 制冷机房的设置 5 2 2 冷水机组的选择 5 2 2 1 冷水机组的装机容量 5 2 2 2 冷水机组的台数 5 2 2 3 冷水机组的类型 5 2 3 冷却塔的选择 6 2 4 水泵的选择 6 2 4 1 冷冻水泵的选择 6 2 4 2 冷却水泵的选择 7 2 5 补水定压装置的选择 7 2 6 水处理设备的选择 9 2 6 1 软水器和软化水箱 9 2 6 2 全程水处理器 9 第三章 水力计算 10 3 1 沿程阻力 10 3 2 局部阻力 10 3 3 总阻力 10 3 4 水力计算 10 3 5 水力计算表格 11 第四章 总结 12 第五章 参考文献 13 第一章 设计任务 1 1 建筑原始条件 1 冷冻水 7 12 2 冷却水 32 37 3 地点 廊坊市 4 建筑形式 厂房和办公 5 建筑面积 9872 2 m 2 6 冷水机组形式 自选 7 机房面积 9 0m 8 5m 8 机房位置 图纸给定 1 2 设计任务 廊坊市某二期厂房和办公楼工程 厂房面积为 7285 4 冷指标为 181 8W 冷负荷为 1324 5kW 办公楼面积为 2586 8 冷指标为 118 8W 冷负荷为 307 3kW 现提供一开间 9 0m 进深 8 5m 层高为 6 0m 的空调机房一间 具体平 面图为附件所示 据此条件对制冷机房进行设计 1 3 设计步骤 查阅资料 确定制冷机房设计冷负荷 1 选择定型冷水机组并确定台数 定型冷水机组有风冷冷水机组和水冷冷水机组两大类 水冷冷水机组又有蒸汽 压缩式冷水机组和吸收式冷水机组两种 通过技术经济分析确定所选用的冷水机组 种类 2 选择冷却塔 材质推荐使用玻璃钢 注意冷却塔的设计条件应与冷水机组匹配 否则应进行 修正 3 选择冷却水泵和冷冻水泵 根据流量和扬程进行确定 并考虑备用泵 4 选择确定定压补水设备 5 绘制机房平面图 基础平面图 系统流程图 第二章 制冷机房 2 1 制冷机房的设置 制冷机房位置的选择 冷热源机房应设置在靠近冷热负荷中心处 以便尽可能 减少冷热媒的传输距离 无地下层的建筑应优先考虑布置在建筑物的一层 当受条 件限制 无法设置在主体建筑内时 也可设置在裙房内 或与主体建筑脱离的独立 机房内 冷热源机房的内部设置 机房主要通道的净宽度不应小于 1 5m 机组与墙之间 的净距不应小于 1 0m 机组与机组或其他设备之间的净距不应小于 1 2 应留出不 小于蒸发器 冷凝器等长度的清洗 维修距离 1 本设计建筑物没有地下层 因此将机房布置在建筑物群房内 本设计主要通道 净宽度为 2m 机组与墙之间的净距为 2m 机组与机组或其他设备之间的净距为 1 5m 机房留有蒸发器 冷凝器等长度的 3 6m 的清洗维修 2 2 冷水机组的选择 2 2 1 冷水机组的装机容量 本设计中的冷水系统是间接式系统 系统冷负荷总计 1631 8kw 其冷负荷附加 1 1 冷水机组的负荷为 Q 1 1 1631 8 1794 98kw 2 2 2 冷水机组的台数 制冷机组一般以选用 2 4 台为宜 一般不考虑备用 冷水机组的单台容量及台 数的选择 当空调负荷大于 528kw 时机组的数量不宜少于 2 台 本设计选用两台冷水机组 每台装机容量为 829kw 2 2 3 冷水机组的类型 常用的冷水机组有压缩式和吸收式 其中压缩式制冷机组又分为离心式 活塞 式和螺杆式 考虑到本工程中没有较为方便余热可供利用故本设计选用电动压缩式冷水机组 冷水机组的冷却方式有风冷冷却和水冷冷却两种方式 水冷式冷水机组与风冷 式冷水机组相比较 在冷却水充足的地方 水冷式设备的初投资和运行费均低于风 冷式设备 因此设计采用水冷式冷水机组 2 螺杆式冷水机组 COP 值较高 单机制冷量大 容积效率高 结构简单 无往复 运动的惯性力 转速高 对湿冲程不敏感 无液击危险 易损件少 运行可靠 调 节方便 通过滑阀可实现制冷量无级调节 因此本设计采用螺杆式冷水机组 参考开利水冷螺杆式冷水机组的样本 本设计选则的机组型 30XW0852 本设 计冷冻水入口温度 7 出口温度 12 冷却水入口温度 32 出口温度 37 其 性能参数如下 表 2 1 30XW0852 机组技术参数 制冷量 kW 冷冻水流量 m3 h 冷冻水压降 kPa 冷却水流量 m3 h 冷却水压降 kPa 制冷剂 829 142 63 168 44 HFC134a 2 3 冷却塔的选择 常用的冷却塔有玻璃钢和钢筋混凝土两种 玻璃钢冷却塔具有冷效高 占地面 积小 轻巧 节能等优点 并被广泛应用 中小型制冷剂的冷却水量一般在 65 500m3 h 之间 在冷却塔系列中属于中等水 量 而逆流式冷却塔热交换率高于横流式 因此本设计采用逆流式玻璃钢冷却塔 将冷却塔防置在屋顶 根据选用的冷水机组得出其冷却水量为 168m3 h 据此参照河北可耐特玻璃钢 有限公司的电子样本 本设计选用型号为 DBNL3 175 低噪声型逆流玻璃钢冷却塔 其进水温度 37 出水温度 32 湿球温度 28 其技术参数如下 表 2 2 DBNL3 200 低噪声型逆流式玻璃钢冷却塔技术参数 冷却水量 m 3 h 风量 m3 h 进水压压力 104Pa 电机功率 kW 直径 m 175 94300 3 15 5 5 3 6 2 4 水泵的选择 2 4 1 冷冻水泵的选择 泵的选择应依据泵的流量和扬程进行选择 对于一次冷水泵的流量应为所对应 的冷水机组的冷水量 并附加 5 10 的富裕量 泵的台数应按冷水机组的个数一 一对应 闭式循环一次泵的扬程为管路 管件阻力 冷水机组的蒸发器和末端设备 的表冷器阻力之和 并应附加 5 10 的富裕量 本设计中有两台冷水机组 故选用两台冷冻水水泵 单机冷水机组的冷水量为 142 m3 h 考虑附加 10 则每台泵的流量为 Q 1 05 142 149 1m3 h 本设计中的损失计算为 总损失 局部损失 沿程损失 2 蒸发器的损失 根据建筑估算出沿程损失为 18 84kPa 局部损失取沿程损失的 50 为 9 42kPa 冷水机组蒸发器的损失为 63kPa 考虑附加 10 则水泵的扬程为 H 1 1 18 84 9 42 2 63 131 kPa 即泵的扬程为 13 1m 水柱 参照上海凯泉泵业有限公司的电子样本 本设计选用的冷冻水泵的型号为 KQW125 125 15 2 一台使用 一台备用 其技术参数如下 表 2 3 KQW125 125 15 2 型水泵技术 流量 m3 h 扬程 m 效率 电机功率 kW 转速 r min 必需汽蚀余量 m 160 20 73 15 2960 4 2 4 2 冷却水泵的选择 冷却水泵的台数宜按冷水机组一一对应 流量应按冷水机组技术资料确定 并 附加 5 10 的富裕量 冷却水泵的扬程由冷却水系统阻力 管道 管件 冷凝器阻 力之和 冷却塔积水盘水位 设置冷却水箱时为水箱最低水位 至冷却塔布水器的高 差 冷却塔布水器所需压力组成 并附加 5 10 的富裕量 本设计选用两台冷却水泵 单机冷水机组的冷却水流量为 168 m3 h 考虑 10 的附加 则每台泵的流量为 Q 1 05 168 176 4m3 h 冷却水系统的阻力为 67 32kPa 冷凝器阻力为 44 kPa 冷却塔进水压力为 31 5 kPa 冷却塔布水器至积水盘高差 3 6m 考虑泵扬程附加 10 则冷却泵的扬程为 H 1 1 67 32 44 31 5 157 1kPa 即 15 71m 水柱 参照上海凯泉泵业有限公司的电子样本 本设计选用的冷却水 泵的型号为 KQW125 125 15 2 其技术参数如下 表 2 4 HD150 32 型水泵技术参数 流量 m3 h 扬程 m 效率 电机功率 kW 转速 r min 必需汽蚀余量 m 192 17 77 15 2960 4 2 5 补水定压装置的选择 循环水系统的小时泄漏量 宜按系统水容量的 1 计算 系统水容量应经计算 1 确定 供冷和采用空调器供热的空调水系统可按表 2 5 估算 室外管线长时应取较 大值 表 2 5 空调水系统的单位水容量 空调方式 全空气系统 水 空气系统 单位水容量 L 0 40 0 55 0 70 1 30 本设计为水 空气系统 单位水容量取 1 则系统水容量为 L 1 9872 2 9872 2 L 9 87m3 补水泵总小时流量宜为系统水容量的 5 则系补水泵补水量为 Q 0 987 2 0 197m3 循环水系统的补水点 宜设在循环水泵的吸入侧母管上 当补水压力低于补水点时 应设置补水泵 补水泵扬程应保证补水压力比系统补水点压力高 30 50kPa 则补 水泵扬程为 H 13 1 5 18 1m 膨胀管不设阀门 膨胀管管径按下表确定 表 2 6 膨胀管的选取 系统膨胀水量 Vp L 空调冷 水 7000 膨胀管的公称直径 mm 20 25 40 50 70 膨胀水箱的容积应按下式计算 V Vmin Vt Vp 式中 V 水箱的实际有效容积 L Vmin 水箱的最小有效容积 L Vt 水箱的调节容积 L 不应小于 3min 平时运行的补水泵流量 且应保 证水箱调节水位高度不小于 200mm Vp 系统最大膨胀水量 L 本设计中 Vt Q 60 3 0 00987m3 循环水系统的最大膨胀水量 Vp 按表 2 7 确定 表 2 7 常用系统单位水容量的最大膨胀量 系统类型 空调冷水 空调热水 采暖水 供 回水温度 7 12 60 50 95 70 膨胀量 L m3 4 46 15 96 33 62 本设计为夏季工况 采用空调冷水系统 则系统的单位水容量的最大膨胀水量取值 为 4 46L m3 系统的最大膨胀水量 Vp 9 87 4 46 44L 0 044m3 则选取公称直 径为 20mm 的膨胀管 开式膨胀水箱的有效容积为 V 0 00987 0 044 0 05387m3 膨胀水箱利用率一般取 80 则膨胀水箱的容积为 0 067m3 参照上海苍茂有限责任公司的样本 选取补水泵的型号为 25GDL2 12 选取 1 1 0 4 的膨胀水箱 其相关参数如下 表 2 8 25GDL2 12 型补水泵及膨胀水箱 泵流量 m3 h 泵扬程 m 有效容积 m3 供水管径 2 36 0 4 DN50 2 6 水处理设备的选择 2 6 1 软水器和软化水箱 空调补水应经软化处理 并宜设软化水箱 储存补水泵 0 5 1 0h 的水量 根据补水量 参照陕西三维能源设备公司的样本 设计选用的是 ICM 型全自动 软水器 软水流量为 10m3 h 软化水箱储存 1 0h 补水泵的水量则其容积为 Q 10m3 选用陕西重华换热设备制 造有限公司容积为 12m3 的水箱 2 6 2 全程水处理器 全程水处理器选用 CY A350 1 6 工作压力 1 6MPa 第三章 水力计算 3 1 沿程阻力 P m l d 2 2 l R 式中 沿程摩擦阻力系数 l 管道长度 m d 管道直径 m 流体密度 kg m 3 管道断面平均流速 m s R 单位比摩阻 Pa m 3 2 局部阻力 水流动时遇弯头 三通及其他配件时 因摩擦及涡流耗能而产生的局部阻力为 P j 2 2 式中 局部阻力系数 3 3 总阻力 P Pm Pj 3 4 水力计算 首先对管段进行编号 测量出各管段长度 根据各管段流量及对应的比摩阻 估算出各管段的管径 详细见下表3 1 3 2 3 5 水力计算表格 表 3 1 冷冻水回水水管水力计算表 序 号 流量 m3 h 管径 mm 管长 m R Pa m 1 142 150 2342 336 2 284 200 4747 234 3 71 100 3161 426 4 71 100 1661 426 5 142 150 839 336 6 71 100 1200 426 7 213 200 1200 282 8 284 200 1434 234 表 3 2 冷却水供水水管水力计算表 序 号 流量 m3 h 管径 mm 管长 mm R Pa m 1 168 150 3000 521 2 336 200 1106 415 3 336 200 2303 415 4 168 150 1589 521 5 168 150 1589 521 6 336 200 2896 415 第四章 总结 冷水机组是整个空调系统的心脏 为整个系统提供冷水且关系到整 个空调系统的日常运行情况 因此空调系统冷水机组的选择是一个很重 要的过程 一般在选择制冷机时应考虑以下几方面的因素 1 机组性能 规格适合使用要求 如供冷温度 单机制冷量 设备 承压能力等 2 能源及能耗供应方便和经济 如电源 热泵或油 气源供应的可 能性 电 热 冷综合利用的可能性 经济性 3 对周围环境危害的影响要小 如噪声 振动的影响范围 所用制 冷剂的毒性 安全性对周围环境的危害程度 ODP 值和 GWP 值要小 4 运行可靠 操作围护方便 以及一次性投资和经常运行费用的综 合分析比较 对企业的经济效益高 社会效益好 所以 选择何种制冷机 应根据项目的具体情况及条件进行综合分 析比较 第五章 参考文献 1 2009 暖通空调动力措施 2 彦启森 石文星 田长青 空气调节用制冷技术 第四版 中国建筑工业出版社 3 GB50736 2012 民用建筑供暖通风与与空气调节设计规范