课程设计--上海某写字楼集中空调系统制冷机房设计.docx

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1、课程设计上海某写字楼集中空调系统制冷机房设计二级学院：机械工程学院教学系：制冷与空调工程系专业班级：建筑环境与设备工程IlOl目录1绪论21.1 空调冷热源系统的基本组成21.2 常见的冷热源系统组合方式21.2.1 供热锅炉与澳化锂吸收式冷水机组的组合应用21.2.2 供热锅炉与离心式或者螺杆式冷水机组的组合应用11.23冷热源一体化设备应用11.1.4 离心式冷水机组与澳化锂吸收式冷水机组的组合应用11.1.5 螺杆式制冷机组与冰蓄冷装置的组合应用21.1.6 冷水机组与高温相变材料或水蓄冷装置的组合应用21.1.7 总能或全能型冷热源装置组合应用21.3 设计基础21.4 设计方案比选与

2、所选方案简介22冷源主机的选择42.1 冷源主机选择原则42.2 冷源主机选择52.3 蓄冷介质的选用72.4 蓄冷类型的选用72.5 蓄冰装置的选用72.6 蓄冷系统的选定82.6.1 并联系统82.6.2 串联系统82.7 乙二醇水力计算92.7.1 乙二醇循环泵的选择92.8.2乙二醇管道113 .冷冻水系统设计113.1 冷冻水流量与系统形式确定113.2 板式换热器的选型113.2.1 使用参数113.2.2 热负荷123.2.3 初选换热面积123.2.4 确定选型123.3 冷冻水泵选择计算123.4 补水定压系统设计133.4.1 补水泵的选择133.4.2 定压罐的选择143

3、.5 冷冻水系统管道及其附件选择143.5.1 冷冻水管道143.5.2 冷冻水管道及其附件143.5.3 分集水器144 .冷却水系统设计164.1 冷却水流量与系统形式确定164.2 冷却水泵选择计算164.3 冷却水管道水力计算174.4 冷却塔的选择计算174.4.1 冷却塔类型、性能及能耗174.4.2 冷却塔选用及布置174.4.3 却塔的选择184.5 冷却水质管理184.6 冷却水系统管道及其附件选择185 .保温防噪隔振设计195.1 管道保温195.2 隔振设计196 .主要设备材料明细表207 .图纸目录208 .参考文献211绪论1.1 空调冷热源系统的基本组成空调冷热

4、源系统一般是由制冷机组（热泵机组）、换热器、冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔、定压装置、水处理装置、控制阀件、连接管路等部件组成。1.2 常见的冷热源系统组合方式1.2.1 供热锅炉与溟化锂吸收式冷水机组的组合应用充分利用了已有供热锅炉的潜在能力，在既不需扩建锅炉房又无需对供电设备进行扩容的情况下，妥善地解决了冷源设备的能源问题，无疑是一个投资少、十分经济实惠的方案。1.2.2 供热锅炉与离心式或者螺杆式冷水机组的组合应用在某些情况下，当现有的供热锅炉的供热能力有限，夏季更无多余的容量可作为吸收式制冷的热源，且工程地区有充分的电力供应时，采用供热锅炉与离心式或者螺杆式冷水机组的组合形式无疑是一个较优

5、的方案。1.2.3 冷热源一体化设备应用冷热源一体化设备在耗能值上，冬夏季都是一致平衡的。除了能源需求平衡的好处外，冷热源一体化设备还具有一机二用或多用，提高设备使用率，节省机房面积等一系列其他好处。1）空气源热泵式冷热水机组采用空气源热泵机组作冷热源一体化设备，有简单、节能等长处，但必须指出，空气源热泵机组的节能，主要表现在它的冬季供暖工况运行。在夏季供冷工况下，由于它依赖的是风冷冷却方式，其制冷的性能系数比较低。在空气源热泵的基础上派生出的多功能型和热回收型机组，却可实现全年不分季节地同时供冷与供暖。2）直接燃烧型溟化锂吸收式冷热水机组直接燃烧型吸收式冷热水机组由于即可燃用天然气、城市煤气

6、，又可以燃用柴油、液化气，所以它对固定的能源和动力供应网络的依赖程度低，在电力供应不足或无电网覆盖的地区，便成为了无可替代的冷热源设备。不过，即使再电力供应充足的地方，它往往不失其于电力制冷竞争的优势地位，特别是考虑电力供应季节平衡因素的话。1.2.4 离心式冷水机组与滨化锂吸收式冷水机组的组合应用对于大型建筑和建筑群的大容量冷热源站房，现在有一种多能源应用的趋势。1）可降低站房的用电容量，降低变电站电压等级，减少变、配点扩容费用。2）由于冷源设备所用能源既有燃料，又有电力，其供冷的可靠性将大为提高。3）由于能源价格的变动难以避免，而且其相对价格比的改变又无法预料，所以，多能源结构的冷热源站房

7、，在日常运行能源的经济性选择和适应方面具有较大的灵活性。白天优先考虑利用吸收式制冷机组运行，夜间电价较低时，用离心式冷水机组运行。1.2.5 螺杆式制冷机组与冰蓄冷装置的组合应用这是在峰谷电价相差较大，采用冰蓄冷装置比较经济合理的情况下，所应优先考虑采用的组合。1.2.6 冷水机组与高温相变材料或水蓄冷装置的组合应用高温相变材料蓄冷和水蓄冷装置，虽然单位容积的蓄冷能力低，但它对制冷设备的技术要求比较简单，任何种类的的冷水机组都可与其组合。另外，蒸汽压缩式制冷冷水机组的运行蒸发温度高，制冷性能系数高，能耗性能好。1.2.7 总能或全能型冷热源装置组合应用以热电联产和区域集中供热为特征的热电站，采

8、用抽气或背压式蒸汽轮机发电机组，可实现同时向用户供热供电。1.3 设计基础夏季空调冷负荷100OKW,冰蓄冷系统，上海1.4 设计方案比选与所选方案简介冰蓄冷空调是利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中，白天融冰将所储存冷量释放出来，减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量，它代表着当今世界中央空调的发展方向。1 .削峰填谷、平衡电力负荷。2 .改善发电机组效率、减少环境污染。3 .减小机组装机容量、节省空调用户的电力花费。4 .改善制冷机组运行效率。5 .蓄冷空调系统特别适合用于负荷比较集中、变化较大的场合加体育馆、影剧院、音乐厅等。6 .应用蓄冷空调技术，可扩大空调区域使用面积。7

9、 .适合于应急设备所处的环境，计算机房、军事设施、电话机房和易燃易爆物品仓库等。优势：1 .节省电费；2 .节省电力设备费用与用电困扰；3 .蓄冷空调效率高；4 .节省冷水设备费用；5 .节省空调箱倒设备费用；6 .除湿效果良好；7 .断电时利用一般功率发电机仍可保持室内空调运行；8 .可快速达到冷却效果；9 .节省空调及电力设备的保养成本；10 .降低噪乱冷水流量与循环风上减少，即水泵与空调机组运转振动及噪音降低；IL使用寿命长。缺点：1 .对于冰蓄冷系统，其运行效率将降低；2 .增加了蓄冷设备费用及其占用的空间；3 .增加水管和风管的保温费用；4 .冰蓄冷空调系统的制冷主机性能系数（COP

10、）要下降。前提条件：1 .制冷以电为驱动能源的空调工程，符合下列条件之一，经技术经济比较合理时，宜采用蓄冷空调系统。2 .执行峰谷电价，且差价较大的地区；3 .非全日制空调工程或间歇使用且时间较短的空调工程；4 .空调负荷峰谷悬殊且在电力低谷时段负荷较小的连续空调工；5 .无电力增容条件或限制增容的空调工程；6 .某一时段限制空调制冷用电的空调工程；7 .要求部分时段备用（应急）冷源的的空调工程；8 .要求供应低温冷水或采用低温送风的空调工程；9 .区域性集中供冷的空调工程。2冷源主机的选择2.1冷源主机选择原则制冷机的选择，应按建筑物的用途、各类制冷机的特性、结合当地水源（包括水量、水温及水

11、质）、电源和热源（包括热源性质、品位高低）等情况，从初投资和运行费用进行综合技术经济比较来确定。表2-1各类型制冷机组的优缺点比较类型适用范围主要优点主要缺点活塞式单机制冷量Q580KW1 .在空调工况下（压缩比为41.往复运动,惯性力大,振动左右）其容积效率仍比较高大,转速不能太高2 .系统装置较简单2.单机容量小,单位制冷量的3 .用材为普通金属，加工易，造重量指标大价低3.CoP值低涡旋式单机制冷量Q580KWLCOP值高,单机容量大1.由于转速高,对材料强度、2 .叶轮转速高,结构紧凑,重量加工精度等要求严格轻，占用机房面积少2.单级压缩时,在低负荷下运3 .叶轮作旋转运动,运转平稳，

12、行时，易发生喘振（除非热气振动较小,噪声较低旁通或变频）4 .调节方便,在15%100%范围内能较经济地实现无级调节5.采用多级压缩时,效率可提高10%20%左右，且能改善低负荷时的喘振现象吸收式单机容量1.加工简单,成本低,制冷量调L使用寿命低于压缩式冷水Q=170节范围大,可实现无级调节机组3490KW2 .蒸汽或热水型机组的运行费用低,可利用余热、废热作为热源3 .运动部件少,振动小,噪声低4 .直燃型机组可直接供冷和供热,节省机房面积2 .蒸汽型机组的耗汽量大，热效率较低3 .作为制冷机时,一次能源性能系数低4 .制冷运行中，负荷变化时,易产生溶液结晶2.2 冷源主机选择qcmin=1

13、0001.102=550kWQcmax=10001.202=600kW选取两台约克螺杆机YABABAS15CCE冷水机组(559kW长X宽X高：3522mmX139Imm1768mm)作为主机，并联运行，互为备用和切换使用。表22制冷机参数1制冷量KW输入功率KW外形尺寸mm运行重量kg空调制冰空调制冰长宽高运输运行55938711911535221391176841904310表2-3制冷机参数2蒸发器冷凝器水量水压降kPa接管尺寸水量水压降kPa接管尺寸m3h空调制冰mmm3h空调制冰mm105978591501155960150Qs=80.70559=3130kWH经过逐时分析，得出下表及图表2-4逐时负荷分析表时间空调负荷(kW)冷水机制冷量(kW)蓄冰装置蓄冰量取冷率(%)蓄冰工况空调工况取冷量(kW)(kWH)10387116120387154830387193540387232250387