空调制冷技术课程设计.docx
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空调制冷技术课程设计
《空调制冷技术》课程设计
题目:
空调制冷技术课程设计
学院:
建筑工程学院
专业:
建筑环境与能源应用工程
姓名:
张冷
学号:
20130130370
指导教师:
王伟
2016年12月26日
1
1.原始条件..................................................................1
2.方案设计.................................................................1
3.负荷计算..................................................................14.冷水机组选择..............................................................2
5.1冷冻水循环系统水力计算..............................................3
5.1.1确定管径........................................................3
5.1.2阻力计算........................................................3
5.2冷却水循环系统水力计算...............................................4
5.2.1确定管径........................................................4
5.2.2阻力计算........................................................5
5.3补给水泵的水力计算...................................................5
5.3.1水泵进水管:
....................................................5
6设备选择...................................................................6
6.1冷却塔的选择.........................................................6
6.2冷冻水和冷却水水泵的选择............................................7
6.3软水器的选择.........................................................8
6.4软化水箱及补水泵的选择...............................................8
6.5分水器及集水器的选择...............................................10
6.6过滤器的选择........................................................11
6.7电子水处理仪的选择..................................................11
6.8定压罐的选择........................................................12
总结.......................................................................12
参考文献...................................................................13
2
青岛滨海学院建环专业课程设计
1.原始条件
题目:
西塔宾馆空气调节系统制冷机房设计
条件:
1、冷冻水7/12℃
2、冷却水32/37℃
3、制冷剂:
氨(R717)
4、地点:
重庆
5、建筑形式:
宾馆
2
6、建筑面积15000m
7、层高3.5m
8、层数:
5层
2.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宾馆的
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。
3.负荷计算
2
采用面积冷指标法:
90140(/)
q0wm(3-1)
2本设计选用100(/)
q0wm(3-2)
根据空调冷负荷计算方法:
Q0Aq(1k)(3-3)
0
2
建筑面积A=10000m
根据查书,k的取值范围为7%-15%,本设计k值取10%。
Q015000100(10.1)1650kw
1
青岛滨海学院建环专业课程设计
4.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
1=1045kw
表4-1根据制冷量选取制冷机组具体型号
名称螺杆式制冷机组型号LSLXR123-1050
制冷量900KW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
3/h)181.4266流量(m
扬程43
接管通经(mm)150150
污垢系数(m
2℃/KW)0.0860.086
水阻损失(MPa)0.120.083
机组尺寸(长×宽×高)3860mm×1810mm×2766mm
图4-2查得冷水机组的两端界面
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。
5.水力计算
表5-1管内流速的假定依据
DN/mm<250>=250
出水管的流速m/s1.5~2.02.0~2.5
进水管的流速m/s1.0~1.21.2~1.6
2
青岛滨海学院建环专业课程设计
5.1冷冻水循环系统水力计算
5.1.1确定管径
假定冷冻水的进口流速为1.2m/s
4L
3v(5-1)
d=10
L=0.0503×2=0.1008m
3/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/s
4L
3v(5-2)
d=10
L=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1.0m/s
4L
v
3(5-3)
d=10
L=0.0504m
3/s,
单台机组管d1=253mm,取250mm,则管段流速为v=1.3m/s
水泵的出水管:
假定流速为1.5m/s
4L
3(5-4)
v
d=10
L=0.0504m
3/s,单台机组管d1=207mm,取200mm,则管段流速为v=1.6m/s
5.1.2阻力计算
表5-2已知局部阻力损失ξ
DN4050200250300
止回阀
ξ3.93.40.10.10.1
DN200250300350
焊接弯头90°
ξ0.720.180.870.89
3
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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
ΔP=ξ×ρv2/2
冷冻水系统中,
弯头13个,三通3个
ΔP=16.18m
沿程阻力阻力损失公式
ΔP=R*l=R×L
R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=17.43m
5.2冷却水循环系统水力计算
5.2.1确定管径
水泵进水管:
假定冷却水的进口流速为1.2m/s
4L
3v(5-5)
d=10
L=0.0739×2=0.1478m
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/s
4L
3(5-6)
v
d=10
L=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
4
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水泵的进水管:
假定流速为1.0m/s
4L
v
3(5-7)
d=10
L=0.0739m
3/s,单台机组管d1=307mm,取300mm,则管段流速为1.05m/s
泵的出水管:
假定流速为2.0m/s
4L
3v(5-8)
d=10
L=0.0739m
3/s,单台机组管d1=217mm,取250mm,则管段流速为v=1.506m/s
5.2.2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
ξ=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,ΔP=ξ×ρv2/2
ΔP=18.04m
沿程阻力阻力损失公式
ΔP=R*l=R×L
R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=19.29m
5.3补给水泵的水力计算
5.3.1水泵进水管:
假定补给水泵的进口流速为1.2m/s
4L
3(5-9)
v
d=10
L=2×0.0503×1%=0.001066m
3/s,2台机组总管d1=33mm,取35mm,则管段流速为
5
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v=1.07m/s
水泵出水管:
假定补给水泵的进口流速为1.5m/s
4L
3v(5-10)
d=10
L=0.001066m
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1.0m/s
4L
v
3(5-11)
d=10
L=0.0504×1%=0.000504m
3/s单台机组管d1=25.3mm,取25mm,则管段流速为
3/sv=1.03m
泵的出水管:
假定流速为1.5m/s
4L
3(5-12)
v
d=10
L=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
6设备选择
6.1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=3600Qc/(C△tw)(6-1)
△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。
6
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则Qc=1.3×1055=1371.5KW
每台冷却塔的水量计算:
5kg/h=235.11m3/hG=3600Qc/(C△tw)=3600×1371.5÷(4.2×5)=2.3511×10
风量计算:
Q=3600Qc/c(Is1Is2)(6-2)
ts1—成都市空气调节室外计算湿球温度,查得22.6℃。
ts2=ts1+5℃=27.6℃
查焓湿图得Is1=87kJ/kgIs2=115kJ/kg
所以Q=3600×1371.5÷4.2÷(115-87)=41984.7kg/h=32546.3m
3/h(空气密度为
3)1.29kg/m
选用2台型号一样的冷却塔。
表6-1选用CDBN3L系列低噪声型逆流冷却塔,型号为CDBNL3-300,主要参数
进水压
型号冷却水量总高度风量风机直径
力
直径DN
CDBNL3-300300m3/h5713mm
3/h5713mm
3
168000m/
h
3400mm35kPa5.0mm
6.2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)
表6-2两台水泵的性能参数
型号
流量
(m3/h)
3/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)
200-400
A
13146.667
1874474
23438.370
1450373.5462
200-250
(I)
28029.275
4002480
5202072
1450304.0475
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表6-3两台水泵的安装尺寸
外形尺寸安装尺寸进出口法兰尺寸隔垫器
型号
LBH
C1×
B1
A
C2×
B2
4-d1DD1n-d规格H2
200-
400A
8605951095
300
×
370
225
250
×
320
4-Φ
22
Φ
340
Φ
295
12-
Φ
22
JGD3
-3
345
200-
250(
I)
8405301110
300
×
370
240
250
×
320
4-Φ
22
Φ
340
Φ
295
12-
Φ
22
JGD3
-3
360
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=34.93m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。
6.3软水器的选择
表6-4根据补水流量选用INNO系列双阀双罐同时供水软水器
3/h)
型号产水量(m
树脂填量
(L)
周期盐耗
(mm)
安装尺寸
(mm)
进出管径mm
INNO-350D4-610047Φ350×2100
6.4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%(6-3)
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:
8
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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:
q2qn(6-4)
1
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ISG40-250A.
表6-5此型号的水泵性能参数
型号
流量
(m3/h)
3/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)
4.17224
40-250A5.9702829005.52.398
7.86527
表6-6安装尺寸
外形尺寸安装尺寸进出口法兰尺寸隔垫器
型号
LBH
C1×B
1
A
C2×
B2
4-d1DD1n-d规格H2
40-2
50A
400405630
120×
170
95
80×
130
4-Φ
14
Φ1
50
Φ11
0
4-Φ
18
SD61
-0.5
115
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)
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6.5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
假定集水器的流速为0.8m/s
4L
3v(6-5)
d=10
L=2×181.4=362.8m
3/h=0.1008m3/sD=400.6mm,取400mm,则流速为0.8m/s
假设用户有三个,分三个支路,单个用户分的流量为0.0336m
3/s
4L
3(6-6)
v
根据公式,d=10
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/s
4L
v
3(6-7)
d=10
L=2×181.4=362.8m
3/h=0.1008m3/sD=358mm,取350mm,流速为1.05m/s
d=0.207m,选择钢管d=200mm,流速为1.07m/s
表6-7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
表6-8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=250mm,D4=250mm,D5=250mm,
10
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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=90mm,
L2=D1+D2+120=500mm,
L3=D2+D3+120=720mm,
L4=D3+D4+120=620mm,
L5=D4+D5+120=620mm
L6=D5+D6+120=400mm
L7=D6+60=90mm
总长度为L=L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7=3040mm
宽度为1.5dmax=525mm
分水器的长度:
D1=300mm,D2=200mm,D3=200mm,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=360mm,
L2=D1+D2+120=620mm,
L3=D2+D3+120=520mm,
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=2470mm
集水器和分水器一般会设置排污口的直径取DN40mm
6.6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-30mm
6.7电子水处理仪的选择
电子水处理仪器选型:
11
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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.
表6-9性能参数
规格型号
进口管径
(mm)
3/h)设备直径(mm)
最大流量(m
功率
(W)
重量(KG)
MHW-I-G
10-1.6
35058039320099
6.8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=21mH2O(约210kPa),选择定压罐的型号为:
SQL400-0.6.
表6-10性能参数
型号容积(L)工作压力(kPa)直径(mm)高度(mm)
SQL400-0.6386004001200
总结
通过这一周的课程设计。
我想这对于自己以后的学习和工作都会有很大的帮助。
在这
次设计中遇到了很多实际性的问题,在实际设计中才发现,书本上理论性的东西与在实际
运用中的还是有一定的出入的,所以有些问题不但要深入地理解,而且要不断地更正以前
的错误思维。
一切问题必须要靠自己一点一滴的解决,而在解决的过程当中你会发现自己
在飞速的提升。
对于教材管理系统,其程序是比较简单的,主要是解决程序设计中的问题,
而程序设计是一个很灵活的东西,它反映了你解决问题的逻辑思维和创新能力,它才是一
个设计的灵魂所在。
因此在整个设计过程中大部分时间是用在程序上面的。
很多子程序是
可以借鉴书本上的,但怎样衔接各个子程序才是关键的问题所在,这需要对系统的结构很
熟悉。
因此可以说系统的设计是软件和硬件的结合,二者是密不可分的。
通过这次课程设
计我也发现了自身存在的不足之处,虽然感觉理论上已经掌握,但在运用到实践的过程中
仍有意想不到的困惑,经过一番努力才得以解决。
这也激发了我今后努力学习的兴趣,我想这将对我
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- 空调 制冷 技术 课程设计