空调制冷机房课程设计说明书

燕山大学课程设计说明书题目：武汉市某办公楼空调用制冷站设计学院（系）：年级专业：建筑环境09学号：学生姓名：指导教师：教师职称：教授燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：里仁学院基层教学单位：建筑环境与设备工程学号091607031059学生姓名陈加明专业（班级）09建环3班设计题目武汉市某办公楼空调用制冷站设计设计技术参数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15000m26、层高3.5m7、层数：58、冷水机组形式：离心式冷水机组9、机房面积：140m210、机房位置：地下室设计要求1、说明书按燕山大学《课程设计说明书》规范撰写；2、图纸共计两张，一张系统图，一张平面图。平面图上至少含有两个主要剖面；3、说明书用B5纸打印，页数在10页左右；4、图纸用A3纸打印；工作量1、计算：包括冷负荷计算（用面积冷指标法简单计算）、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]陆耀庆编实用供热空调设计手册中国建筑工业出版社，1999[2]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，2004[3]电子工业部第十设计出版院编空气调节设计手册(第二版)，2000[4]陈沛霖编空气调节设计手册(第二版)同济大学出版社，1999[5]付祥钊编流体输配管网(第三版)中国建筑工业出版社，2010[6]龙天俞编流体力学(第五版)中国建筑工业出版社，2010指导教师签字基层教学单位主任签字说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。2011年12月29日武汉市某办公楼空调用制冷站设计目录一、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第1页一、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：15000m26、层高：3.5m7、层数：5二、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=125×15000×1.10=2062.5KW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1031.3KW，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：LSLXR123-1050[3]机组数量：2LSLXR123-1050机组的参数见下表：燕山大学课程设计说明书第2页制冷量1055KW电功率/电压224KW/380V制冷剂R123制冷剂充注量700kg冷冻水系统冷却水系统进/出水温度(℃)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）3860mm×1810mm×2766mm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、水力计算燕山大学课程设计说明书第3页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)2.4~3.61.2~2.11.2~4.51.5~3.01.0~3.0⑴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=v2d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219×8，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168×8，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：219×8；出水：168×8⑵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187×2=374m3/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，其型号为273×10，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：273×10⑶阻力计算已知局部阻力损失ξ如下表：止回阀DN4050200250300ξ3.93.40.10.10.1焊接弯头90°DN200250300350ξ0.720.180.870.89截止阀0.3蝶阀0.1—0.3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0.1-0.3燕山大学课程设计说明书第4页ΔP=ξ×ρv²/2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0.12MPa。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ΔP1=19.3m沿程阻力阻力损失公式ΔP=R*l=R×LR为比摩阻，L为总管长。粗算按平均比摩阻R=250mmH2O/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ΔP2=1.25m综上，冷冻水系统的总阻力损失为：ΔP1+ΔP2=20.55m2、冷却水循环系统水力计算⑴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=v2d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号为273×10，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203×10，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：273×10；出水：203×10⑵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266×2=532m3/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325×10，内径为D=0.305m，反算流速2.02m/s，符合技术经济流速。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：325×10⑶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，泵和机燕山大学课程设计说明书第5页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0.086MPa。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ΔP1=14.9m沿程阻力阻力损失公式ΔP=R*l=R×LR为比摩阻，L为总管长。粗算按平均比摩阻R=250mmH2O/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ΔP2=1.5m综上，冷冻水系统的总阻力损失为：ΔP1+ΔP2=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)28029.2751450304.047540024805202072下表为两台水泵的安装尺寸：燕山大学课程设计说明书第6页型号外形尺寸安装尺寸进出口法兰尺寸隔垫器LBHC1×B1AC2×B24-d1DD1n-d规格H2200-400A8605951095300×370225250×3204-Φ22Φ340Φ29512-Φ22JGD3-3345200-250(I)8405301110300×370240250×3204-Φ22Φ340Φ29512-Φ22JGD3-3360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=38.05m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=n×t×Q1×1%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=2×181.4×0.5%×24÷3=14.512m3取软化水箱的体积为15m3，选择其尺寸为2m×2.5m×3m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=q1÷n所以，q2=7.256m3/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燕山大学课程设计说明书第7页安装尺寸：型号外形尺寸安装尺寸进出口法兰尺寸隔垫器LBHC1×B1AC2×B24-d1DD1n-d规格H240-250A400405630120×1709580×1304-Φ14Φ150Φ1104-Φ18SD61-0.5115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45×2.5（内径40mm）水泵出口：流速3.07m/s钢管型号34×2（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187×2=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159×5的钢管，其内径为D2=0.149m,