空调用制冷技术课程设计计算书

《空气调节用制冷技术》课程设计

一、原始资料 1、工程概况

本工程为合肥市某综合楼的空调工程，建筑单体共12层，建筑面积8400m 2

，一至二层为裙房，每层建筑面积1200m 2

，一层为宾馆大堂，商场：宾馆大堂建筑面积350 m 2，商场面积550m 2

，办公及辅助用房建筑面积300m 2

；二层为中式餐饮大厅及包间，建筑面积500 m 2

，其余为厨房及背餐用房（不需要空调），咖啡厅、茶座建筑面积500m 2

，三~十二层为标准层，三~八层为商务办公及会议中心，建筑面积共3600m 2

，九~十一层为客房，建筑面积共1800m 2

，十二层为多功能厅，建筑面积600m 2

。 2、合肥地区室外气象参数

地理位置：北纬32o；东经117.23o 大气压力：1000.9Pa 夏季室外平均风速：2.6m/s

夏季室外计算干球温度：空调：35℃；通风：32℃ 夏季室外计算湿球温度：空调28.2℃ 夏季室外最热月月平均计算相对湿度：81% 3、冷负荷概算

本设计采用建筑面积指标法进行估算：

F q Q n n ?='

'

其中：'

n Q ——房间空调冷负荷，W ；

'

n q ——房间建筑面积冷负荷指标，2

/m W ； F ——房间建筑面积，2

m 。

查阅《实用供热空调设计手册》表11.1-2国内部分建筑空调冷负荷设计指标统计值，得

由上表得出：该综合楼的总冷负荷为Kw Q 5.1198= 二、设备的选型计算 （一）冷水机组的选型 1、方案一：离心式冷水机组

离心式冷水机组将离心式压缩机、冷凝器、蒸发器和节流装置等设备组成。电动机通过增速器带动压缩机的叶轮就爱那个来自蒸发器的低压气态制冷剂压缩成为高压蒸汽，送入冷凝器。被冷凝后的液态制冷剂经浮球式膨胀阀节流后送到蒸发器中吸热，冷却冷冻水。

离心式制冷机组的优点是叶轮转速高，输气量大，单机容量大；结构紧凑，噪音低；机组能效比高，单位制冷量量指标小。其缺点是对材料强度，加工精度要求严格；离心负压系统，外壳易侵入有产生化学变化，腐蚀管路的危险。

选用一台离心式冷水机组，其主要参数如下：

2、方案二：溴化锂制冷机组

溴化锂制冷机组的优点是运动部件少，故障率低，运动平稳，振动小，噪声低，加工简单，操作方便，可实现10%--100%无级调节。溴化锂溶液无毒，对臭氧层无破坏作用，可利用余热。废热及其他低品位热能.运行费用少，安全性好。以热能为动力，电能耗用少。其缺点是使用寿命比压缩式短，节电不节能，耗汽量大，热效率低。机组长期在真空下运行，外气容易侵入，若空气侵入，造成冷量衰减，故要求严格密封，给制造和使用带来不便。机组排热负荷比压缩式大，对冷却水水质要求较高。溴化锂溶液对碳钢具有强烈的腐蚀性，影响机组寿命和性能。

3、方案三：螺杆式制冷机组

螺杆式冷水机组由螺杆式制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀、油分离器、自控元件和仪表等组成的一个完整的制冷系统。由于螺杆式压缩机运行平稳，所以机组安装时可不装地脚螺栓，直接置于强度足够的的水平地面或楼面上即可。螺杆式压缩机调节性能大大优于活塞式压缩机，且在50%~100%负荷运行时，其功率消耗几乎正比于冷负荷，只是其部分负荷性能系数优于活塞式冷水机组。

螺杆式制冷机组的优点是结构简单，运动部件少，易损件少，寿命长；噪音低，震动少；压缩比可达20；机组能效比高。其缺点是价格高；单机容量比离心式小；润滑系统复杂.耗油量大。

4、确定最佳方案

方案运行费用计算：

平均每年制冷期为4个月，不同负荷运行天数：100%为20天，60%为50天，30% 为50天，每天空调运行时间为14小时。

现在进行各方案年运行费用（万元）计算：

由上述分析可知，单从初投资和运行费来看，方案一（离心式制冷机组）最少，方案二（溴化锂制冷机组）直燃机初投资和运行费都较大；方案三（螺杆式制冷机组）的冷水机组相比离心式冷水机组初投资和运行费用较高，但是由于制冷站的制冷机组台数最好是2~4台，

由于离心式制冷机组无

700Kw 以下的制冷机组，所以虽然初投资和运行费用小，但本站不适合用离心式制冷机组。故综上考虑，本站选用方案三，即选用两台螺杆式制冷机组。 5、方案审核

由厂家样本知，选定冷水机组的每台的名义制冷量为Kw 703，电功率为Kw 153。则该制冷机组在名义工况下的制冷性能系数为：

Kw Kw P

COP /54.44

.1482

.6740

==

=

φ 达到国家现行的《蒸气压缩循环冷水（热泵）机组 工商业用和类似用途冷水（热泵）机组》（GB/T18430.1—2001）标准规定。 6、螺杆式制冷机组的详细参数：

（二）空调冷冻水设计及水泵选型

空调冷冻水系统一般选用开式膨胀水箱定压的闭式循环系统。根据空调系统具体情况决定采用一次泵或二次泵系统，二次泵宜设置变频调速装置。一次泵的台数应按冷水机组的台数一对一设置，一般不设备用泵。二次冷水泵台数应根据冷冻水泵大小、各并联环路压力损失的差异程度、使用条件和调节要求，通过技术经济比较确定。 1、冷冻水泵的选型 （1）冷冻水泵的流量：

按照一泵对一机的原则，一次泵的流量应为所对应的冷水机组的冷冻水流量。 按照方案三的设计要求，冷冻水流量为h m /963

； （2）冷冻水泵的扬程：

采用闭式循环一次泵系统冷冻水泵的扬程为管路及管件阻力、冷水机组蒸发器阻力和末端设备表冷器阻力之和。计算阻力应附加10%的安全系数。

蒸发器侧水阻力为m 2.6，末端设备（空气处理机组）水阻力按m 5计算，分集水器阻力一般一个按照m 3计算，回水过滤器阻力按m 4计算，制冷系统的水管路沿程阻力和局部阻力损失取m 7，再附加

10%的安全系数，则该冷冻水泵的扬程为

()m H p 02.311.1743352.6=?+++++=

（3）冷冻水泵的选型：

根据流量和扬程，选用两台ID100-160Z 型水泵，其流量为h m /1003

，扬程为m 32，转速为min /2900r 。 2、水系统补水

空调水系统的补水应经软化处理；仅夏季供冷的系统可采用电子除垢仪进行水处理；补水量为系统水容量的2%，系统水容量按建筑面积2

/3.1m L 计算，则补水量为

h m /22.002.066.103=?。

（1）补水泵流量：

补水泵流量取补水量的2.5~5倍，本设计取h m /1.1522.03

=?； （2）补水泵的扬程：

补水泵的扬程为系统最高点距补水泵接管处的垂直距离和加上管网的局部阻力和沿程阻

力

，则补水泵的扬程为m 3.44~3.38； （3）补水泵的选型：

根据要求，选用两台IS50-32-200A 型水泵，一用一备，其流量为h m /7.113

，扬程为m 44，转速为min /2900r ，电功率为Kw 4。 3、定压装置

（1）膨胀水箱有效容积计算：

本设计选用膨胀水箱定压。膨胀水量按下式估算：

s c P V t tV a V ???=?=0006.0

式中：a ——水的体积膨胀系数，℃/0006.0L a =； t ?——最大水温变化值，℃；

s V ——系统水容量，3

m ，()A V s 3.1~7.0=；

则3198.066.1050006.0=??=P V ； 膨胀水箱的有效容积按下式计算：

P t V V V +=

式中：t V ——水箱的调节容量，3

m ，一般不小于min 3平时运行的不水泵流量，且保持水箱调节水位高差不小于mm 200；

则该膨胀水箱的有效容积为3905.03198.060

3

7.11m V V V P t =+?=+=。 （2）膨胀水箱选型：

（三）冷水机组冷凝器冷却方式及冷却水系统的设计及冷却水设备的选择 1、冷水机组冷凝器冷却方式

该综合楼位于合肥地区，水源较充足，故本设计中采用水冷冷凝器，由冷却塔循环供水。 2、冷却塔选型

根据一机对一塔的原则，选用两台冷却塔 （1）冷却水量确定：

h m L L /2.1691412.12.13'=?==

（2）进出冷却塔的水温：

进口水温：℃351=w t ； 出口水温：℃302=w t ； 进出口温差为℃5 （3）选型：

由以上参数，选用两台

3、冷却水泵的选型

冷却水泵选型同冷冻水泵选型，宜按一对一匹配设计，不设备用泵。 （1）冷却水泵的流量：

按照一泵对一机的原则，一次泵的流量应为所对应的冷水机组的冷却水流量。

按照方案三的设计要求，冷冻水流量为h m /1173

，附加5%~10%的余量，则冷却水泵的流量为h m /85.12205.11173

=? （2）冷却水泵的扬程：

冷却水泵扬程由冷却水系统阻力（管道、管件、冷凝器阻力之和），冷却塔集水盘水位至冷却塔布水器的高差，冷却塔布水器所需压力组成，并附加5%~10%的余量。

冷却水系统水阻力为m 8.6，管道管件阻力取m 10，冷却塔高度为m 8.3，进水压力为

m 15.3，再附加

5%~10%的余量，则冷却水泵的扬程约为

()m 13.261.115.38.3108.6=?+++；

（3）冷却水泵的选型：

根据要求，选用两台1251-DA 型水泵，其流量为h m /1263

，扬程为m 30，转速为

min /2950r 。

三、制冷站内水力计算 制冷站平面布置图如下：

（一）冷却水系统水力计算

如图所示的1、2、3、4段，取管道平均比摩阻为m Pa /200，水力计算表如下：

（二）冷冻水系统水力计算

如图所示的5~13段，取管道平均比摩阻为，水力计算表如下

（三）补水管的管径

补水泵水流量为h kg h m /1100/1.13

=，比摩阻取m Pa /200，据此查水力计算表得管径为mm DN 15=。

（四）分（集）水器的选择

根据经验估算：筒体直径D 等于1.5~3倍的接到分（集）水器上的直管的最大直径，即：

mm D 240380=?=

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