空调制冷机房课程设计说明书.doc

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1、目 录一、设计题目与原始条件二、方案设计三、负荷计算四、冷水机组选择五、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六、设备选择 1、冷冻水和冷却水水泵的选择 2、软化水箱及补水泵的选择 3、分水器及集水器的选择 4、过滤器的选择 5、冷却塔的选择及电子水处理仪的选择6、定压罐的选择七、设计总结八、参考文献燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书一、设计题目与原始条件设计题目：武汉市某办公楼空调用制冷站设计原始条件：1、 冷冻水 7/12 2、 冷却水 32/37 3、 地点：武汉市4、 建筑形式：办公楼 5、 建筑面积：15000 m2 6、层高：3.5 m7、层数：5 二

2、、方案设计本设计中机房制冷系统为四管制系统，即冷却水供-回水管系统，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到每栋办公楼，经过空调机组后的12冷冻水回水经集水器，再由冷冻水管返回冷水机组，通过冷水机组中的蒸发器与制冷剂换热实现换热过程。从冷水机组出来的37的冷却水经冷却水供水管到达冷却塔，经冷却塔冷却后降温到32后再返回冷水机组冷凝器冷却制冷剂，如此往复循环。 最后考虑到系统的稳定安全有效的运行，系统中配备了电子水处理系统，软化水系统，补水定压系统等附属系统。三、负荷计算 根据设计要求，设计建筑所需的冷负荷量为单位面积冷负荷量与建筑面积的

3、乘积，再附上一定的富裕量，即， Q=RA(1+0.10) Q-设计所需的总负荷 R-设计中单位面的负荷量，本设计中取 125 1 A-建筑面积，本设计中取 15000m2 注：设计中取10%的富裕量2因此，Q=125150001.10=2062.5 KW四、 冷水机组选择根据负荷量初定机组数量为2台，每台负荷量为1031.3 KW，选用离心式制冷机组比较合适。故根据要求，选择机组型号为：LSLXR123-10503 机组数量：2LSLXR123-1050机组的参数见下表：制冷量1055 KW电功率/ 电压224 KW/380 V制冷剂R123制冷剂充注量700 kg冷冻水系统冷却水系统进/出

4、水温度()12/732/37流量(m3/h)181.4266流程43接管通经(mm)150150污垢系数(m2/KW)0.0860.086水阻损失(MPa)0.120.083机组尺寸（长宽高）3860mm1810mm2766mm查得冷水机组的两端界面图如下：尺寸已标注，其中，1为冷却水进水接口，2为冷却水出水接口，3为冷冻水进口接口，4为冷冻水出水接口。五、水力计算1、冷冻水循环系统水力计算已知推荐流速如下4：部位水泵压出口水泵吸入口主干管一般管道向上立管流速(m/s)2.43.61.22.11.24.51.53.01.03.0确定水泵前后管径：水泵吸入口假定流速为1.5m/s，根据流量公式：

5、Q=得进水管内径为0.210m，差无缝钢管型号尺寸，选择最接近的无缝钢管型号为 2198，计算其内径为0.203m，再次带回流量公式，反算得到进水流速v为1.67m/s 在推荐流速范围内，可用。同理计算水泵出口流速，可选择出口钢管型号为1688，其内径为0.152m，算得出水流速v为2.86m/s 符合要求。冷冻水泵进水钢管型号：2198 ；出水：1688确定连接到机组的管径已知机组出水管径为150mm，现确定两机组和水泵连接处干管直径。此处流量为水泵流量之和，即1872=374 m3/h,根据推荐值，假定该处流速为2m/s，根据流量公式，计算得此处管径d=0.257m，选取最接近的钢管，其型

6、号为27310，内径为D=0.253m，反算流速2.07m/s，符合技术经济流速。同样的，由机组出水到分水器的干管流量与进水接近，故选用统一型号的无缝钢管。机组进出水干管钢管型号：27310阻力计算已知局部阻力损失如下表：止回阀DN40 502002503003.93.40.10.10.1焊接弯头90DN2002503003500.720.180.870.89截止阀 0.3蝶阀0.10.3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变径管0.1-0.3P=v/2根据平面图可得弯头9个，三通4个，泵和机组前各有一个过滤器和一个截止阀，泵和

7、机组后有2个蝶阀，2个止回阀和一个过滤器，机组损失为0.12 MPa。由于整套系统的流速基本保持在2m/s，故计算中，均采用2m/s的流速做标准，再由阻力计算公式将各个阻力叠加可得P1=19.3m沿程阻力阻力损失公式P=R*l=RLR为比摩阻，L为总管长。粗算按平均比摩阻R=250 mmH2O/m计算，机房内，该冷冻水系统总管约长为50m，所以沿程阻力损失为P2=1.25 m综上，冷冻水系统的总阻力损失为：P1+P2=20.55m2、冷却水循环系统水力计算确定水泵前后管径：水泵吸入口假定流速为1.5m/s，根据流量公式：Q=得进水管内径为0.250m，差无缝钢管型号尺寸，选择最接近的无缝钢管型

8、号为 27310，计算其内径为0.253m，再次带回流量公式，反算得到进水流速v为1.47m/s 在推荐流速范围内，可用。同理计算水泵出口流速，可选择出口钢管型号为20310，其内径为0.183m，算得出水流速v为2.81m/s 符合要求。冷却水泵进水钢管型号：27310 ；出水：20310确定连接到机组的管径已知机组出水管径为150mm，现确定两机组和水泵连接处干管直径。此处流量为水泵流量之和，即2662=532 m3/h,根据推荐值，假定该处流速为2m/s，根据流量公式，计算得此处管径d=0.307m，选取最接近的钢管，其型号为32510，内径为D=0.305m，反算流速2.02m/s，符

9、合技术经济流速。同样，由机组出水到分水器的干管流量与进水接近，故选用统一型号的无缝钢管。机组进出水干管钢管型号：32510阻力计算 同理由冷冻水阻力计算，根据平面图可得弯头7个，三通4个，泵和机组前各有一个过滤器和一个截止阀，泵和机组后有2个蝶阀，2个止回阀和一个过滤器，机组损失为0.086 MPa。由于整套系统的流速基本保持在2m/s，故计算中，均采用2m/s的流速做标准，再由阻力计算公式将各个阻力叠加可得P1=14.9m沿程阻力阻力损失公式P=R*l=RLR为比摩阻，L为总管长。粗算按平均比摩阻R=250 mmH2O/m计算，机房内，该冷冻水系统总管约长为60m，所以沿程阻力损失为P2=1

10、.5 m综上，冷冻水系统的总阻力损失为：P1+P2=16.4m六、设备选择 1、冷冻水和冷却水水泵的选择由已知的冷冻水和冷却水流量，初定泵给水方式为两用一备，而已定两台机组，现用两台泵给水，可近似选择水泵的流量为机组流量，水泵的杨程至少要满足层高和局部阻力。综合考虑后，选择冷冻水泵的型号为：200-400A，冷却水泵的型号为：200-250(I)两台水泵的性能参数如下：型号流量(m3/h)杨程(m)效率(%)转速(r/min)电机功率(kw)必须气蚀余量(NPSH)重量(kg)200-400A13146.6671450373.5462187447423438.370200-250(I)2802

11、9.2751450304.047540024805202072 下表为两台水泵的安装尺寸：型号外形尺寸安装尺寸进出口法兰尺寸隔垫器LBHC1B1AC2B24-d1DD1n-d规格H2200-400A86059510953003702252503204-2234029512-22JGD3-3345200-250(I)84053011103003702402503204-2234029512-22JGD3-3360 复核水泵扬程，冷冻水泵要求将水补给到楼层最高点，外加阻力损失，所以，最低扬程为17.5+20.55=38.05 m 选用的冷冻水泵扬程为44m，符合要求，同理复核冷却水泵扬程，也符合要

12、求。 2、软化水箱及补水泵的选择根据要求，补水量为系统冷冻水量的0.5%1%，补水频率为8小时1一次，每次2小时。因此，计算补水量为q1=ntQ11% q1-单次补水量 n-机组台数t-单次补水时长Q1-冷冻水流量注：本设计中选用0.5%的设计参数 因此，补水量即软化水箱的体积为：q1=V=2181.40.5%243=14.512 m3 取软化水箱的体积为15m3，选择其尺寸为 2m2.5m3m 关于补水泵，选用方式为一用一备共两台，补水泵的流量为： q2 =q1n所以，q2 =7.256 m3/h即补水泵的流量为 7.256m3/h。根据流量选择补水泵为40-250A，此型号的水泵性能参数如

13、下：型号流量(m3/h)杨程(m)效率(%)转速(r/min)电机功率(kw)必须气蚀余量(NPSH)重量(kg)40-250A4.1722429005.52.3985.970287.86527安装尺寸：型号外形尺寸安装尺寸进出口法兰尺寸隔垫器LBHC1B1AC2B24-d1DD1n-d规格H240-250A40040563012017095801304-141501104-18SD61-0.5115由冷冻水水力计算的方法，按假定流速法再次确定水泵安装前后干管尺寸和最终流速：水泵进口：流速1.73m/s 钢管型号 452.5 （内径40mm） 水泵出口：流速3.07m/s 钢管型号 342 （

14、内径30mm）3、分水器及集水器的选择 集水器：首先确定用户接管的管径大小，用户为三个，分三个支路，用假定流速法，假定每个用户出水流速均为2m/s，系统总流量为1872=374m3/s，由流量公式，算得每个用户接管的内管径为 d=0.1485m,由无缝钢管尺寸，选择型号为1595的钢管，其内径为D2=0.149m,反算各管流速v=1.986m/s，用同样的方法，确定补水管，出水管的尺寸和流速列表如下：补水管用户回水管进水泵管旁通管管径型号302.5159527310402.5管内流速2.051.992.07与阀门开度有关再用假定流速法确定集水器截面积，假定集水器内流速为1.1m/s，流量仍为3

15、84m3/s，根据流量公式，可以确定集水器截面管径d=0.346m，取截面内直径为D5=0.350m，反算管内流速为1.08m/s，符合经济流速。最后，确定集水器的长度如下图： 尺寸在图中已经标出，由此可以确定集水器的长度为： L=75+215+280+280+335+275+80= 1540 mm用同样的方法可以确定分水器的尺寸，如图：尺寸在图中已经标出，由此可以确定分水器的长度为： L=80+215+280+280+335+195= 1385 mm 4、过滤器的选择根据管道直径选择对后的Y型过滤器冷冻水泵进水口的直径为200mm，所以选择Y-200mm过滤器冷却水泵进水口直径为250mm，

16、所以选择Y-250mm过滤器补给水泵进水口直径为40mm，所以选择Y-40mm过滤器冷水机组进口直径为150mm，所以选择Y-150mm过滤器 5、冷却塔的选择及电子水处理仪的选择 根据“一塔对一机”的选择方案，标明冷却塔标准工况下的性能参数如下（注：本设计中不考虑备用）：进水温度出水温度设计温度湿球温度大气压力37325281045 kPa根据已知流量为266m3/h，选择冷却塔型号为CDBNL3-300,性能参数如下：型号=28冷却水主要尺寸(mm)风机直径（mm）电机功率（kw）重量（kg）进水压力（kPa）t=5t=8总高度宽度自重运转重CDBNL3-30030022557136400

17、34007.54132980535电子水处理仪器选型：按流量为2662=532 m3/h，选择最合适的电子水处理器，选择的型号为SLDS-300，性能参数如下：规格型号进口管径(mm)最大流量(m3/h)设备长度(mm)功 率(W)重量（KG）SLDS-300300710700150956、定压罐的选择定压罐所定的压力为从集水器到用户最高处的水静压，根据层高和层数，确定最高点的压力，已知层高3.5m，共5层，所以，定压高度为：3.55=17.5m，考虑到阻力损失，按20%备份，最终定压静水压力为17.51.2=21 mH2O（约210kPa），选择定压罐的型号为：SQL400-0.6，性能参数

18、如下：型号容积（L）工作压力（kPa）直径（mm）高度（mm）SQL400-0.6386004001200七、设计总结 在本学期最后两周，我们进行了课程设计，通过这两周的学习，思考，设计，我对制冷机房的设计和制冷系统有了更深入的了解，由于这个课程设计是本专业的第一个课程设计，在经过辛苦的设计以后，我总结出了大量的经验，这将为以后的课程设计和将来的工作奠定良好的基础。课程设计之初，由于对课程设计缺乏了解和对课本上学习的懵懂，对资料的准备略显不足，感觉无从下手，看着有准备的同学按部就班的顺利进行，心中不免有些失落，对自己能否独立完成这项艰巨的任务很不自信。但不落人后的心态一直激励着我勇敢前行，我询

19、问了专业内的“高手”，起步阶段总算有了眉目。在随后几天的设计中，张永贵老师的耐心答疑给我的感觉就像是从迷雾中走出，奔向光明的大道。由于资料的紧缺，在随后的设备选择时，我动用了网络这个好帮手，但是有的厂家只有型号，没有尺寸，搜索起来依然比较辛苦，好在同学们都是“神通广大”的，很多不好找的东西，也被大家搜索到了，我们互相交流，最终完成了资料的补全工作。最后进入到了比较复杂的画图阶段，因为CAD的课程只有28学时，我们学到的CAD知识只是皮毛，而且很多有用的工具都有些淡忘了，最初画起来很费劲，但随着难度的增加，我在画图的过程中学到了很多新的东西，并且越做越顺手，再加上老师和同学们的耐心指导，我的系统

20、图和平面图画的还算比较顺利，虽然在平面图的设计中遇到了标高相同和绕管的困扰，但经过我比较良好的空间想象力，最终完成了这项艰巨的任务。在此也感谢老师和同学们的帮助。整个课设结束了，我在这个过程中学到了很多知识，主要是关于设计方面和CAD方面，并且我深深的体会到：在困难面前，不能退缩，要勇往直前。一切能说出来的困难都算不上困难。最后，总结一下自己的心得，在每一次学习的过程中，都要勇于锻炼自己的独立思考和团队配合能力，遇到繁琐的东西要耐心，并对自己有信心，只有这样，我才能在以后步入社会的工作站稳脚跟。 总而言之，这两周的工作中，我做到了很用心，很努力的完成了课设。受益匪浅的同时感谢老师及同学的帮助。八、参考文献1陆耀庆 编 实用供热空调设计手册 中国建筑工业出版社，19992彦启森 编 空气调节用制冷技术(第四版) 中国建筑工业出版社， 20043电子工业部第十设计出版院 编 空气调节设计手册(第二版) ，20004陈沛霖 编 空气调节设计手册(第二版) 同济大学出版社，19995付祥钊 编 流体输配管网(第三版) 中国建筑工业出版社，20106龙天俞 编 流体力学(第五版) 中国建筑工业出版社，2010 2012年1月13日第11页