嘉興學院 冷熱源工程課程設計題目： 嘉興市華榮商場制冷機房設計 學院： 建筑工程學院 專業： 建筑環境與設備工程 班級： 建環061 學號： 06 學生姓名： 湯余妹 指導教師： 陽季春、吳曉艷 完成日期： 2009.06.26 目錄 1.設計原始資料.22.確定冷源方案 .32.1方案一 .32.2方案二 .42.3方案三 .52.4方案四 .62.5 技術性分析 .72.6經濟性分析 .83.制冷機房水系統設計計算 .93.1 冷凍水系統選型和計算 .93.1.1冷凍水泵的選型和計算 .93.1.1.1水泵流量和揚程的確定 .93.1.1.2 水泵型號的確定 .113.2 冷卻水系統的選型和計算 .123.2.1冷卻塔的選型 .123.2.2冷卻水泵的選型計算 .134. 膨脹水箱配置與計算 .164.1膨脹水箱的容積計算 .164.2膨脹水箱的選型 .165. 分水器和集水器的選擇 .175.1分水器和集水器的構造和用途 . .175.2分水器和集水器的尺寸 .175.2.1分水器的選型計算 .175.2.2集水器的選型計算 .186.參考資料.197.個人小結.201、原始資料1、空調冷負荷：分別為：3.6MW（空調總面積30000m2）2、當地可用的能源情況：電：價格：0.5元/度天然氣：價格： 2.5元/m3；熱值：33.45MJ/m3；蒸汽：價格： 180元/噸；蒸汽壓力為：0.8MPa燃油：價格：3.76元/升；低位發熱量均為：42840kJ/kg3、冷凍機房外冷凍水管網總阻力為0.45MPa4、土建資料制冷機房建筑平面圖（見附圖），其中水冷式冷水機組冷卻塔高度分別為：30m2、確定冷源方案2.1方案一：采用19XR系列半封閉式離心式冷水機組表1 19XR650半封閉式離心式冷水機組性能參數型號19XR650制冷量(KW)2286臺數2單價(萬元）136電機功率（KW)448冷凍水水量(M3/h)393壓降(Kpa)103冷卻水水量(M3/h)474壓降(Kpa)851）固定費用設備初投資：2136=272（萬元）安裝費用：25%272=68 (萬元)系統總投資費用L=272+68=340 (萬元)銀行年利率=5.94%使用年限n=15年=34.83萬元式中： 每年系統折舊費用系統總投資費用，包括設備初投資和安裝費用 銀行年利率2）年度使用費用設備額定供冷功率為448KW，臺數2臺，電費0.5元/度，供冷月為6-9月份，按照每天24小時供冷計算年度運行費用=單臺供冷功率臺數時間電費=4482122240.5=131.17萬元3)設備年度費用設備年度費用=固定費用+年度使用費用=34.83+131.17=166萬元2.2方案二：采用SXZ8系列雙效蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機組表2 SXZ8-145D雙效蒸汽型溴化鋰冷水機組性能參數型號SXZ8-145D制冷量(KW)1450臺數3單價(萬元）186蒸汽耗量（Kg/h)1815冷凍水水量(M3/h)250壓降(Kpa)110接管直徑（DN)150冷卻水水量(M3/h)381壓降(Kpa)110接管直徑（DN)2001）固定費用設備初投資：3186=558（萬元）安裝費用：25%558=139.5(萬元)系統總投資費用L=558+139.5=697.5 (萬元)銀行年利率=5.94%使用年限n=15年=71.45萬元2）年度使用費用單臺設備蒸汽耗量為1815kg/h，臺數3臺，蒸汽價格為180元/噸，供冷月為6-9月份，按照每天24小時供冷計算年度運行費用=蒸汽耗量臺數時間單價=1.815318012224=287萬元3）設備年度費用設備年度費用=固定費用+年度使用費用=71.45+287=358.45萬元2.3方案三：采用ZXLR系列燃油型溴化鋰冷水機組表3 ZXLR-145燃油型溴化鋰冷水機組性能參數型號ZXLR-145制冷量(KW)1454臺數3單價(萬元）215輕油耗量（Kg/h)101低位熱值（KJ/Kg)43054冷凍水水量(M3/h)250壓降(Kpa)85接管直徑（DN)200冷卻水水量(M3/h)381壓降(Kpa)88接管直徑（DN)2501）固定費用設備初投資：3215=645（萬元）安裝費用：25%645=161.25(萬元)系統總投資費用L=645+161.25=806.25 (萬元)銀行年利率=5.94%使用年限n=15年=82.6萬元2）年度使用費用單臺設備輕油耗量為101kg/h，臺數3臺，輕油密度為0.84公斤/升，低位發熱量為42840KJ/Kg,輕油價格為3.76元/升，供冷月為6-9月份，按照每天24小時供冷計算年度運行費用=輕油耗量臺數時間單價=3122243.76=399.1萬元3）設備年度費用設備年度費用=固定費用+年度使用費用=82.6+399.1=481.7萬元2.4方案四：采用ZXLR系列燃氣型溴化鋰冷水機組表4 ZXLR-145燃氣型溴化鋰冷水機組性能參數型號ZXLR-145制冷量(KW)1454臺數3單價(萬元）215天然氣耗量（Nm3/h)93高位熱值（KJ/Nm3)46000冷凍水水量(M3/h)250壓降(Kpa)85接管直徑（DN)200冷卻水水量(M3/h)378壓降(Kpa)88接管直徑（DN)2501）固定費用設備初投資：3215=645（萬元）安裝費用：25%645=161.25(萬元)系統總投資費用L=645+161.25=806.25 (萬元)銀行年利率=5.94%使用年限n=15年=82.6萬元2）年度使用費用單臺設備天然氣耗量為93Nm3/h，臺數3臺，天然氣價格為3.76元/m3，熱值為33.45MJ/m3,供冷月為6-9月份，按照每天24小時供冷計算年度運行費用=輕油耗量臺數時間單價=3122243.76=422.4萬元3）設備年度費用設備年度費用=固定費用+年度使用費用=82.6+422.4=505萬元2.5 技術性分析離心式冷水機組a優點：葉輪轉速高，輸氣量大，單機容量大；易損件少，工作可靠，結構緊湊，運轉平穩，振動小，噪聲低；單位制冷量重量指標小；制冷劑中不混有潤滑油，蒸發器和冷凝器的傳熱性能好；EER值高，理論值可達6.99；調節方便，在10%-100%內可無級調節。b缺點：單級壓縮機在低負荷時會出現“喘振”現象，在滿負荷運轉平穩；對材料強度，加工精度和制造質量要求嚴格；當運行工況偏離設計工況時效率下降較快，制冷量隨蒸發溫度降低而減少幅度比活塞式快；離心負壓系統，外氣易侵入，有產生化學變化腐蝕管路的危險c可用冷熱源情況：電力雙效蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機組：基于溴化鋰水溶液在常溫下強烈的吸收水蒸氣，而在高溫下又將其吸收的水分釋放出來。同時，水在真空狀態下，其沸騰溫度在7度以下，蒸發時具有較低的蒸發溫度，因而可以采用水作為制冷劑。雙效蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機組部件組成是在單效機組上增加一個高壓發生器、高溫熱交換器和凝水換熱器，目的是維持高壓發生器中的壓力在大氣壓下運轉，以確保機組的安全，因此，所需的冷卻水量較大，機組造價高，溴化鋰溶液充注量大，初投資增加。但是熱效率高，運轉費用低。直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組：它是在蒸汽溴化鋰吸收式冷水機組上發展起來的，以燃油或燃氣為能源取代燃煤，以火管鍋爐（自帶）取代蒸汽鍋爐，以直燃方式取代間接供熱方式等“三個取代”，完成了溴化鋰吸收式冷水機組一次質的飛躍。直燃型機組以水-溴化鋰為工質對，實現了吸收式制冷循環喝采暖循環的交替，達到了一機兩用的目的。發展直燃型機組，有利于多種能源的使用和補充，有利于緩解部分地區電力的暫時緊張狀態，有利于減少供熱的中間環節，提高機組效率（熱力系數），有利于節省單獨的鍋爐房設置，給中央空調的設備選型提供了新的選擇對象。2.6 經濟性分析通過比較各個方案的設備年度費用，可以發現方案一的設備年度費用最低，所以設計采用兩臺19XR650半封閉式離心式冷水機組。3、制冷機房水系統設計計算3.1 冷凍水系統選型和計算3.1.1冷凍水泵的選型和計算3.1.1.1水泵流量和揚程的確定選擇水泵所依據的流量Q和壓頭（揚程）H按如下確定：Q=1Qmax （m/s）式中 Qmax按管網額定負荷的最大流量，m/s； 1流量儲備系數，對單臺水泵工作時，1=1.1；兩臺水泵并聯工作時，1=1.2。H=2Hmax (kPa)式中 Hmax管網最大計算總阻力，kPa； 2揚程（壓頭）儲備系數，2=1.1-1.2。制冷機房的布置平面簡圖如下：取最不利環路如下所示，由L1、L2、L3、L4組成。圖1 冷凍水系統最不利環路圖從機房平面圖上可以看出，冷凍水供回水管路都由兩段不同管徑的管路組成。L1=7800mm,L2=8600mm,L3=7500mm,L4=9000mm.L1管段直徑D1=200mm, 管段流量V=343 m/h,v1=3.48m/s.取L2管段流速v2=2.7m/s,管段流量V=786 m/h,則D2=0.32m,取D2公稱直徑為DN320.L3管段直徑D3=200mm, 管段流量V=343 m/h,v3=3.48m/s.取L4管段流速v4=2.7m/s, 管段流量V=786 m/h,則D4=0.32m,取D4公稱直徑為DN320.根據各段管徑、流速查水管路計算圖，計算各管段局部阻力如下：表5 冷凍水管段局部阻力計算表管段名稱個數（KPa）L1截止閥1215.790彎頭30.6L2四通2235.790彎頭91.8截止閥36L3截止閥1221.890彎頭30.6三通11L490彎頭5110.9截止閥12各管段的沿程阻力和總阻力計算如下：表6 冷凍水管段阻力匯總表管段管長（mm）直徑(mm)流速(m/s)比摩阻 (Pa/m)沿程阻力（KPa)局部阻力(KPa)總阻力（Kpa）L1110002003.48378.744.1615.719.86L2101003202.7137.371.3835.737.08L3100002003.48378.743.7821.825.58L490003202.7137.371.2410.912.1冷凍水壓降為103 KPa，冷凍機房外冷凍水管網總阻力為0.45MPa，則最不利環路的總阻力P=19.86+37.08+25.58+12.1+103+450=647.62 KPa根據H=2Hmax ，取2 =1.1，則H=712.4KPa，即揚程H=72 m.根據Q=1Qmax ，Qmax =393 m/h，兩臺水泵并聯工作時，1=1.2，則Q=471.6 m/h.3.1.1.2水泵型號的確定根據流量和揚程查暖通空調常用數據手冊，查得水泵型號如下：表7 冷凍水泵性能參數型號12Sh-6B流量Qm/h540L/s150總揚程H（m）72轉速n（r/min）1470功率N(kW)軸功率151電動機功率225泵效率（%）70允許吸上真空高度HN5.6葉輪直徑D(mm)475泵重量W（kg）8573.2、冷卻水系統的選型和計算3.2.1冷卻塔的選型根據所選制冷機組的性能參數選擇冷卻塔，進出口溫度為3732，擬選用2臺冷卻塔，則單臺冷卻塔流量為474m/h。通過查找中央空調設備選型手冊，選擇LBCM-LN-400低溫差標準型逆流式冷卻塔。其規格如下表：表8 冷卻塔性能參數機型LBCM-LN-500標準水量（m3/h）WB28500WB27575外形尺寸(mm)高度H6210外徑D7600送風裝置電機KW22.38風葉直徑D4270配管尺寸（DN）溫水入管250冷水出管250排水管80溢水管100補給水管自動50手動503.2.2冷卻水泵的選型計算取最不利環路如下所示，由L1、L2、L3、L4組成。圖2 冷卻水系統最不利環路圖從機房平面圖上可以看出，冷卻水供回水管路都由兩段不同管徑的管路組成。L1=6500mm,L2=47900mm,L3=8100,L4=43800mm.L1管段直徑D1=250mm,管段流量V=474 m/h ，v1=2.7m/s.取L2管段流速v2=2.7m/s, 管段流量V=948 m/h ，則D2=0.35m,取D2公稱直徑為DN350.L3管段直徑D3=250mm, 管段流量V=474 m/h ，v3=2.7m/s.取L4管段流速v4=2.7m/s, 管段流量V=948 m/h ，則D4=0.35m,取D4公稱直徑為DN350.根據各段管徑、流速查水管路計算圖，計算各管段局部阻力如下：表9 冷卻水管段局部阻力計算表管段名稱個數（KPa）L1截止閥1211.790彎頭10.2三通11L2四通2233.590彎頭61.2截止閥36L3截止閥128.790彎頭20.4L490彎頭10.2117三通11截止閥12各管段的沿程阻力和總阻力計算如下：表10 冷卻水管段阻力匯總表管段管長（mm）直徑(mm)流速(m/s)比摩阻 (Pa/m)沿程阻力（KPa)局部阻力(KPa)總阻力（Kpa）L165002502.7159.111.0311.712.73L2479003502.7109.175.2333.538.73L381002502.7159.111.298.79.99L4438003502.7109.174.7811.716.48冷卻水壓降為85KPa，冷卻塔高度分別為30m，則最不利環路的總阻力P=12.73+38.73+9.99+16.48+85+294=371.93 KPa根據H=2Hmax ，取2 =1.1，則H=409.1KPa，即揚程H=41.7 m.根據Q=1Qmax ，Qmax =474 m/h，兩臺水泵并聯工作時，1=1.2，則Q=568.8 m/h.根據流量和揚程查暖通空調常用數據手冊，得水泵型號如下：表11 冷卻水泵性能參數型號12Sh-9B流量Qm/h684L/s190總揚程H（m）43轉速n（r/min）1470功率N(kW)軸功率102.5電動機功率132泵效率（%）82允許吸上真空高度HN4.5葉輪直徑D(mm)378泵重量W（kg）7704、膨脹水箱配置與計算4.1膨脹水箱的容積計算根據V=，其中=30 V=130000/1000=30 m則V=0.00063030=0.54m4.2膨脹水箱的選型對應采暖通風標準，查得膨脹水箱的尺寸如下：表12 膨脹水箱性能參數水箱形式圓形型號3公稱容積0.5 m有效容積0.54m外形尺寸(mm)內徑（d ）900高 H1000水箱配管的公稱直徑DN溢流管40排水管32膨脹管25信號管20循環管205、分水器和集水器的選擇5.1分水器和集水器的構造和用途用途：在中央空調及采暖系統中，有利于各空調分區流量分配和靈活調節。構造如圖所示：圖3 分水器和集水器構造圖5.2分水器和集水器的尺寸5.2.1分水器的選型計算根據Q=CM,制冷量Q=22862=4572KW,水的比熱C=4.2, 溫差=5 ,則M=217.7kg/s換算成體積流量V=0.218m/s，水的密度