建环专业课程设计——制冷机房设计说明书.docx

燕山大学课程设计说明书题目：成都市某办公楼空气调节用制冷机房设计学院（系）：* 建筑环化系年级专业：*学号：*学生姓名：*指导教师：*（教授）燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）： *基层教学单位：建筑环境与能源应用工程系学 号*学生姓名*专业（班级）11 建环1 班设计题成都市某办公楼空气调节用制冷机房设计目设1、冷冻水 7/12 2、冷却水 32/373 、地点：成都计4、建筑形式：办公楼5 、建筑面积（10000）m2 （ 2 栋）技6、层高 3.5 m7、层数： 5层术 8、冷水机组形式：活塞式冷水机组参9、机房面积：10、机房位置：楼层地下室数设 1 说明书按燕山大学课程设计说明书规范撰写；计 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要面；求3、说明书用 B5 纸打印，页数在 10 页左右；4、图纸用 A3 纸打印；计算：包括冷负荷计算（用面积冷指标法简单计算）、水力计算；选择：冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、补水泵、水箱大小、分水器、集水工器、电子水处理仪、软化水系统等设备的选择；作绘图：采用 CAD绘图；量工作计划第一天：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， 1999参 2 电子工业部第十设计研究院主编. 空气调节设计手册 . 北京：中国建筑工业出考版， 2000资料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等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。2014年1 月9日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 冷却塔的选择2 冷冻水和冷却水泵的选择3 软水器的选择4 软化水箱及补水泵的选择5 分水器及集水器的选择6 过滤器的选择7 电子水处理仪的选择8 定压罐的选择七 设计总结八参考文献第 3 页成都市某办公楼空气调节用制冷机房设计一设计题目与原始条件题目 ：成都市某办公楼空气调节用制冷机房设计条件 ：1、冷冻水 7/12 2、冷却水 32/37 3、地点 ：成都4、建筑形式 ：办公楼5、建筑面积（ 10000）m2 （ 2 栋）6、层高 3.5 m7、层数 ： 5 层二方案设计该机房制冷系统为四管制系统，即冷却水供 / 回水管、 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往商场的各层，经过空调机组后的12的冷冻水回水经集水器再由冷冻水回水管返回冷水机组，通过冷水机组中的蒸发器与制冷剂换热实现降温过程。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后的32的冷却水再返回冷水机组冷却制冷剂，如此循环往复。考虑到系统的稳定安全高效地运行，系统中配备补水系统，软化水系统， 电子水处理系统等附属系统。三负荷计算采用面积冷指标法：q090140(w / m2 ) 1 ，本设计选用 q0 95(w / m 2 ) 。根据空调冷负荷计算方法：Q0A q0 (1 k ) 2建筑面积 A=10000× 2=20000m2根据查书， k 的取值范围为7%-15%，本设计 k 值取 10%2 。Q020000 95(1 0.1)2090(kw)四冷水机组选择根据标准，属于较大规模建筑，宜取制冷机组2 台，而且两台机组的容量相同。所以每台制冷机组制冷量Q=Q/2=1045kw根据制冷量选取制冷机组具体型号如下表：第 1 页附图：名称离心式制冷机组型号LSLXR123-1050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 水温度 ()12/732/373181.4266流量 (m /h)扬程43接管通经 (mm)1501502/KW0.0860.086污垢系数 (m )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：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。第 2 页五水力计算管内流速的假定依据2P340DN/mm<250>=250出水管的流速 m/s1.52.02.02.5进水管的流速 m/s1.01.21.21.61 冷冻水循环系统水力计算；（ 1）确定管径假定冷冻水的进口流速为 1.2m/s4Ld=103v2P811L=0.050 3× 2=0.1008 m3/s,2台机组总管 d1=327mm, 取350mm, 则管段流速为v=1.07m/s水泵出水管：假定冷冻水的出口流速为1.5m/s4Ld= 103vL=0.1008m 3/s,2台机组总管 d1=292.6mm, 取300mm, 则管段流速为 v=1.428m/s单台机组时水泵的进水管：假定流速为1.0 m/s4Ld=103vL=0.0504m 3/s,单台机组管 d1=253mm, 取 250mm, 则管段流速为 v=1.3 m/s 水泵的出水管：假定流速为 1.5 m/s4Ld=103vL=0.0504m 3/s,单台机组管 d1 =207mm,取 200mm, 则管段流速为v=1.6m/s第 3 页（ 2）阻力计算已知局部阻力损失如下表：DN4050200250300止回阀3.93.40.10.10.1DN200250300350焊接弯头 90°0.720.180.870.89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0.1-0.3P=× v2/2冷冻水系统中，根据平面图可得弯头 13 个，三通 3 个P=16.18m沿程阻力阻力损失公式P=R*l=R ×LR 为比摩阻， L 为总管长。粗算按平均比摩阻R=250 mmH 2O/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=17.43m2 冷却水循环系统水力计算；（ 1）确定管径第 4 页水泵进水管：假定冷却水的进口流速为1.2m/s4Ld=103vL=0.0739 ×2=0.1478 m 3/s,2台机组总管 d1=396mm, 取 400mm, 则管段流速为 v=1.178m/s 水泵出水管假定冷却水的出口流速为2.0m/s4Ld=103vL=0.1478m 3/s,2台机组总管 d1=307mm, 取 300mm,则管段流速为v=2.09m/s单台机组时水泵的进水管：假定流速为1.0 m/s4Ld=103vL=0.0739m 3/s,单台机组管 d1 =307mm,取 300mm, 则管段流速为 1.05 m/s 泵的出水管：假定流速为 2.0 m/s4Ld=103vL=0.0739m 3/s,单台机组管 d1 =217mm,取 250mm, 则管段流速为v=1.506m/s（ 2）阻力计算同理，在冷却水系统中，根据平面图可得弯头 9个，三通 5 个每个泵上都有一个截止阀，一个蝶阀，一个止回阀，一个过滤器，一共有三个泵每个机组有两个蝶阀，一个过滤器，一共两台机组 =9× 0.9+0.1 ×5+3 ×（ 0.3+0.1+0.1+2 ） +2 ×（ 2× 0.1+2） +3 ×（ 1+0.5） +1=26由于整套系统的流速基本保持在1.178m/s，P=× v2/2P=18.04m沿程阻力阻力损失公式第 5 页P=R*l=R ×LR 为比摩阻， L 为总管长。粗算按平均比摩阻R=250 mmH 2O/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=19.29m3 补给水泵的水力计算水泵进水管：假定补给水泵的进口流速为 1.2m/s4Ld=103vL=2 ×0.0503 ×1%=0.001066 m 3/s,2台机组总管 d1=33mm, 取 35mm,则管段流速为 v=1.07m/s 水泵出水管：假定补给水泵的进口流速为1.5m/s4Ld=103vL=0.001066 m 3/s,2台机组总管 d1=29mm,取 30mm,则管段流速为v=1.43m/s单台机组时水泵的进水管：假定流速为1.0 m/s4Ld=103vL=0.0504 ×1%=0.000504m 3/s单台机组管 d1=25.3mm, 取 25mm,则管段流速为v=1.03m 3 /s泵的出水管：假定流速为1.5 m/s4Ld=103vL=0.0504 ×1%=0.000504m 3/s,单台机组管 d1=20.7mm,取 20mm,则管段流速为v=1.61m/s六设备选择1 冷却塔的选择冷却塔选用开放式冷却塔，且为逆流式冷却塔，特点是安装面积小，高度大，适用于高第 6 页度不受限制的场合，冷却水的进水温度为32，出水温度为37，冷却塔的补给水量为冷却塔的循环水量的2%3%冷却塔的冷却水量和风量的数学计算表达式G=3600Q c/（ C t w） 5 tw = tw1 - tw2 =37-32=5 Qc=1.3Q（活塞式制冷机组）Qc冷却塔冷却热量Q制冷机负荷每台制冷机配一台冷却塔。则 Qc=1.3× 1055=1371.5KW每台冷却塔的水量计算：53G=3600 Q c/（ C tw） =3600× 1371.5÷ (4.2× 5)=2.3511× 10 kg/h=235.11m /h 风量计算：Q= 3600Qc / c (Is1Is 2)s1,查得 22.6。3t 成都市空气调节室外计算湿球温度ts2=ts1+5 =27.6查焓湿图得 Is1=87kJ/kgI s2=115kJ/kg6所 以Q=3600 × 1371.5 ÷ 4.2 ÷ (115-87)=41984.7kg/h=32546.3m 3/h ( 空 气 密 度 为1.29kg/m 3)选用 2 台型号一样的冷却塔。选用 CDBNL3 系列低噪声型逆流冷却塔，型号为CDBNL 3-300，主要参数如下：进水压型号冷却水量总高度风量风机直径直径 DN力CDBNL 3-300300m3/h5713mm168000m3/h3400mm35kPa5.0mm第 7 页2 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：流量转速电机功必须气重量型号杨程 (m)效率 (%)蚀余量(m3/h)(r/min)率 (kw)(kg)(NPSH)200-40013146.66718744741450373.5462A23438.370200-25028029.27540024801450304.0475(I)5202072下表为两台水泵的安装尺寸：外形尺寸安装尺寸进出口法兰尺寸隔垫器型号BHC1×AC2×DD1n-d 规格H2LB14-d 1B2200-30025012-JGD35951095×2254- 860×340345400A37022295-332022200-30025012-JGD3250(8405301110×2404- ×340360I)37022295-332022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 3.5× 5+17.43=34.93 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，也符合要求。3 软水器的选择第 8 页根据补水流量选用INNO 系列 双阀双罐同时供水 软水器树脂填量周期盐耗安装尺寸进出管径 mm型号产水量（ m3）/h（ L）（mm）（ mm）INNO-350D4-610047 350× 21004 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=14.512 m3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 =7.256 m3/h即补水泵的流量为 7.256m3/h 。根据流量选择补水泵为 ISG40-250A ，此型号的水泵性能参数如下：效率转速电机功必须气重量型号流量 (m3/h)杨程 (m)蚀余量(%)(r/min)率 (kw)(kg)(NPSH)4.1722440-250A5.9702829005.52.3987.86527第 9 页安装尺寸：外形尺寸安装尺寸进出口法兰尺寸隔垫器型号BC1×C2×4-d 1DD1n-d规格H2LHABB1240-2120804-4-SD61-405630×95×40011011550A170130150180.514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）5 分水器及集水器的选择；分水器和集水器的流速选择范围为 0.5- 0.8m/s 4P385 假定集水器的流速为 0.8m/s4Ld=103vL=2 ×181.4=362.8m 3 /h=0.1008m3/s D=400.6mm, 取 400mm，则流速为 0.8 m/s第 10 页假设用户有三个，分三个支路，单个用户分的流量为0.0336 m3/s4L根据公式， d=103v算得每个用户接管的内管径为d=0.231m，选择钢管d=250mm ，则流速为0.68m/s假定分水器的流速为1.0m/s4Ld=103vL=2 ×181.4=362.8m 3 /h=0.1008m3/s D=358mm, 取 350mm ，流速为 1.05 m/sd=0.207m ，选择钢管d=200mm ，流速为1.07 m/s集水器：包括补水管，冷却水进水泵管，用户回水管，以及旁通管，泄水管。补水管用户回水管进水泵管旁通管管径 mm3025035030管内流速 m/s1.430.681.07与阀门开度有关分水器水器：包括冷冻水进水管，用户出水管，以及旁通管，泄水管。用户回水管冷冻水进水管旁通管管径 mm20030030管内流速 m/s1.071.428与阀门开度有关集水器的长度：D1=30mm ， D2=350mm ， D3=250 mm ， D4=250mm ， D5=250mm ，D6=30mm(D1 为补水管直径，D2 为进冷却水泵直径，D3，D4 ，D5为用户回水管直径，D6为旁通管直径)L1=D1+60=90 mm ，L2=D1+D2+120=500mm ，L3=D2+D3+120=720mm ，L4=D3+D4+120=620mm ，L5=D4+D5+120=620mm第 11 页L6=D5+D6+120=400mmL7=D6+60=90mm总长度为 L=L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7=3040 mm宽度为 1.5dmax=525mm分水器的长度： D1=300 mm ， D2=200 mm ， D3=200 mm ， D4=200mm ， D5=30mm(D1 为冷冻水进水管直径， D2， D3， D4为用户管路直径， D5 为旁通管直径 )L1=D1+60=360 mm ，L2=D1+D2+120=620 mm ，L3=D2+D3+120=520 mm ，L4=D3+D4+120=520mm ，L5=D4+D5+120=360mm ，L6=D5+60=90mm宽度为 1.5dmax=450mm总长度为 L=L1+L2+L3+L4+L5+L6=2470 mm集水器和分水器一般会设置排污口的直径取DN40 mm6 过滤器的选择；根据管路直径选择对应的Y 型过滤器。冷冻水泵进水口直径d=300mm, 所以过滤器选Y-300mm冷却水泵进水口直径d=350mm,所以过滤器选Y-350mm补给水泵进水口直径d=30mm,所以过滤器选Y-30mm7 电子水处理仪的选择；电子水处理仪器选型：按流量为 266×2=532m3 /h ， 选 择 最 合 适 的 电 子 水 处 理 器 ， 选 择 的 型 号 为MHW-I-G10-1.6 ，性能参数如下：进口管径最大流量 (m3/h)设备直径 (mm)功 率重量（ KG ）规格型号(W)(mm)MHW-I-58039320099350G10-1.68 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： 3.5× 5=17.5m，考虑到阻力损失，按 20% 备份，最终定压静水压力为 17.5× 1.2=21 mH 2O（约 210kPa），选择定压罐的型号为： SQL400-0.6 ，性能参数如下：第 12 页型号容积（ L ）工作压力（ kPa）直径（ mm）高度（ mm）SQL400-0.6386004001200七设计总结；时间如白驹过隙，为期 2周的课程设计很快就要结束了！在这两周的课程设计中收获颇多， 从最初的一片茫然到逐步设计画图，直至最后的按时按质按量完成任务，让我学到了很多以前不曾重视的知识！在这期间，给我感触最深的就是时间紧，任务重，本来都以为两周的设计肯定能轻轻松松完成，结果等我们坐在电脑前面，才真正感受到设计的深刻。很多时候，我们都不曾离开过椅子，着急的时候，连口水都顾不得了喝。如此紧张的设计，终于在今天“竣工”了，看着自己画的图纸，虽然肯定会有些问题，但是感觉到慢慢的成就感。这两周我们面对的最大问题就是资料紧缺，很多要查的数据，要算的东西，我们都无从下手。 很多有关的书籍，我们都没有借到，以至于刚开始的设计很被动，完全不知道从何开始。到后来， 有了老师的指点， 有了同学互相传阅的资料，有了大家的通力合作，事情开始一点点有了眉目。这次设计不仅检验了我们对所学知识的掌握，同时也锻炼了自己独立分析问题解决问题的能力， 更重要的是感受到了与同学的团结协作和老师的帮助。在设计过程中好多数据需要自己独立的去构思和查阅资料，在纷繁复杂的数据中，我们不但没有迷失自己，反而找到不同的处理方案。设计是个精细活，在画图的时候，稍微一点马虎，就可能造成布局不完美，缺这少那的情况。参考图纸，我们一点一点的完善自己的作品，虽然盯电脑盯得眼睛酸痛，但是仍仔仔细细的观察每个细节，力求做到完美。当然，我在这次设计中也暴露出了很多知识上的漏洞，像流体力学，等专业课学的不扎实，以至于在设计管路的时候都不知道该如何处理数据。希望在以后的学习中，能够严格要求自己，让所学知识成为自己的财富。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 电子工业部第十设计研究院主编 . 空气调节设计手册 . 北京：中国建筑工业出版， 20003 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 陈沛霖等编 . 空调与制冷技术手册 ( 第二版 ). 上海：同济大学出版社， 19995 陈沛霖 编 空气调节设计手册 ( 第二版 ) 同济大学出版社， 1999第 13 页