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北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院 課 程 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 書 題 目 廊 坊 市 某 汽 車 生 產(chǎn) 廠 家 二 期 廠 房 和 辦 公 樓 空 調(diào) 用 制 冷 機(jī) 房 設(shè) 計(jì) 學(xué) 院 系 年 級(jí) 專 業(yè) 學(xué) 號(hào) 學(xué) 生 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 教 師 職 稱 北華航天工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì) 論文 任務(wù)書 院 系 建筑工程系 基層教學(xué)單位 建筑環(huán)境教研室 學(xué) 號(hào) 201322713 學(xué)生姓名 劉常宇 專業(yè) 班級(jí) B13431 設(shè)計(jì)題目 廊坊市某汽車生產(chǎn)廠家二期廠房和辦公樓空調(diào)用制冷機(jī)房設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 技 術(shù) 參 數(shù) 1 冷凍水 7 12 2 冷卻水 32 37 3 地點(diǎn) 河北省廊坊市 4 建筑形式 廠房和辦公樓 5 建筑面積 9872 2 m2 6 冷水機(jī)組形式 自選 7 機(jī)房面積 9 0m 8 5m 8 機(jī)房位置 圖紙給定 設(shè) 計(jì) 要 求 1 說明書按北華航天工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)撰寫規(guī)范 規(guī)范撰寫 2 圖紙共計(jì)四張 一張?jiān)O(shè)計(jì)說明 一張系統(tǒng)圖 一張平面圖 一張?jiān)O(shè)備基礎(chǔ)平面圖 平面圖上至少含有兩個(gè)主要剖面 3 說明書用 A4 紙打印 頁數(shù)在 10 頁左右 4 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)說明用 A2 打印外 其余用 A1 紙打印 工 作 量 1 計(jì)算 按給定空調(diào)冷負(fù)荷計(jì)算 水力計(jì)算 2 選擇 冷水機(jī)組 冷凍水泵 冷卻水泵 補(bǔ)水泵 水箱大小 分水器 集水器 電子水處理儀 軟化水系統(tǒng)等設(shè)備的計(jì)算和選擇 3 繪圖 采用 CAD 繪圖 工 作 計(jì) 劃 第一天 布置設(shè)計(jì)任務(wù) 第二 四天 結(jié)合說明書編寫繪制完成系統(tǒng)圖 第五 九天 結(jié)合說明書編寫繪制完成平剖面圖 第十天 答辯 參 考 資 料 1 民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50736 2012 1 陸耀慶 主編 實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社 2014 年 6 月 5 暖通空調(diào)動(dòng)力設(shè)計(jì)技術(shù)措施 2009 版 中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院 2 趙榮義 主編 簡(jiǎn)明空氣設(shè)計(jì)手冊(cè) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社 1998 年 12 月 3 彥啟森 主編 空氣調(diào)節(jié)用制冷技術(shù) 第四版 中國(guó)建筑工業(yè)出版社 2010 年 7 月 4 電子工業(yè)部第十設(shè)計(jì)研究院 主編 空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社 2000 年 指導(dǎo)教師簽字 基層教學(xué)單位主任簽字 目錄 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù) 4 1 1 建筑原始條件 4 1 2 設(shè)計(jì)任務(wù) 4 1 3 設(shè)計(jì)步驟 4 第二章 制冷機(jī)房 5 2 1 制冷機(jī)房的設(shè)置 5 2 2 冷水機(jī)組的選擇 5 2 2 1 冷水機(jī)組的裝機(jī)容量 5 2 2 2 冷水機(jī)組的臺(tái)數(shù) 5 2 2 3 冷水機(jī)組的類型 5 2 3 冷卻塔的選擇 6 2 4 水泵的選擇 6 2 4 1 冷凍水泵的選擇 6 2 4 2 冷卻水泵的選擇 7 2 5 補(bǔ)水定壓裝置的選擇 7 2 6 水處理設(shè)備的選擇 9 2 6 1 軟水器和軟化水箱 9 2 6 2 全程水處理器 9 第三章 水力計(jì)算 10 3 1 沿程阻力 10 3 2 局部阻力 10 3 3 總阻力 10 3 4 水力計(jì)算 10 3 5 水力計(jì)算表格 11 第四章 總結(jié) 12 第五章 參考文獻(xiàn) 13 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù) 1 1 建筑原始條件 1 冷凍水 7 12 2 冷卻水 32 37 3 地點(diǎn) 廊坊市 4 建筑形式 廠房和辦公 5 建筑面積 9872 2 m 2 6 冷水機(jī)組形式 自選 7 機(jī)房面積 9 0m 8 5m 8 機(jī)房位置 圖紙給定 1 2 設(shè)計(jì)任務(wù) 廊坊市某二期廠房和辦公樓工程 廠房面積為 7285 4 冷指標(biāo)為 181 8W 冷負(fù)荷為 1324 5kW 辦公樓面積為 2586 8 冷指標(biāo)為 118 8W 冷負(fù)荷為 307 3kW 現(xiàn)提供一開間 9 0m 進(jìn)深 8 5m 層高為 6 0m 的空調(diào)機(jī)房一間 具體平 面圖為附件所示 據(jù)此條件對(duì)制冷機(jī)房進(jìn)行設(shè)計(jì) 1 3 設(shè)計(jì)步驟 查閱資料 確定制冷機(jī)房設(shè)計(jì)冷負(fù)荷 1 選擇定型冷水機(jī)組并確定臺(tái)數(shù) 定型冷水機(jī)組有風(fēng)冷冷水機(jī)組和水冷冷水機(jī)組兩大類 水冷冷水機(jī)組又有蒸汽 壓縮式冷水機(jī)組和吸收式冷水機(jī)組兩種 通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析確定所選用的冷水機(jī)組 種類 2 選擇冷卻塔 材質(zhì)推薦使用玻璃鋼 注意冷卻塔的設(shè)計(jì)條件應(yīng)與冷水機(jī)組匹配 否則應(yīng)進(jìn)行 修正 3 選擇冷卻水泵和冷凍水泵 根據(jù)流量和揚(yáng)程進(jìn)行確定 并考慮備用泵 4 選擇確定定壓補(bǔ)水設(shè)備 5 繪制機(jī)房平面圖 基礎(chǔ)平面圖 系統(tǒng)流程圖 第二章 制冷機(jī)房 2 1 制冷機(jī)房的設(shè)置 制冷機(jī)房位置的選擇 冷熱源機(jī)房應(yīng)設(shè)置在靠近冷熱負(fù)荷中心處 以便盡可能 減少冷熱媒的傳輸距離 無地下層的建筑應(yīng)優(yōu)先考慮布置在建筑物的一層 當(dāng)受條 件限制 無法設(shè)置在主體建筑內(nèi)時(shí) 也可設(shè)置在裙房?jī)?nèi) 或與主體建筑脫離的獨(dú)立 機(jī)房?jī)?nèi) 冷熱源機(jī)房的內(nèi)部設(shè)置 機(jī)房主要通道的凈寬度不應(yīng)小于 1 5m 機(jī)組與墻之間 的凈距不應(yīng)小于 1 0m 機(jī)組與機(jī)組或其他設(shè)備之間的凈距不應(yīng)小于 1 2 應(yīng)留出不 小于蒸發(fā)器 冷凝器等長(zhǎng)度的清洗 維修距離 1 本設(shè)計(jì)建筑物沒有地下層 因此將機(jī)房布置在建筑物群房?jī)?nèi) 本設(shè)計(jì)主要通道 凈寬度為 2m 機(jī)組與墻之間的凈距為 2m 機(jī)組與機(jī)組或其他設(shè)備之間的凈距為 1 5m 機(jī)房留有蒸發(fā)器 冷凝器等長(zhǎng)度的 3 6m 的清洗維修 2 2 冷水機(jī)組的選擇 2 2 1 冷水機(jī)組的裝機(jī)容量 本設(shè)計(jì)中的冷水系統(tǒng)是間接式系統(tǒng) 系統(tǒng)冷負(fù)荷總計(jì) 1631 8kw 其冷負(fù)荷附加 1 1 冷水機(jī)組的負(fù)荷為 Q 1 1 1631 8 1794 98kw 2 2 2 冷水機(jī)組的臺(tái)數(shù) 制冷機(jī)組一般以選用 2 4 臺(tái)為宜 一般不考慮備用 冷水機(jī)組的單臺(tái)容量及臺(tái) 數(shù)的選擇 當(dāng)空調(diào)負(fù)荷大于 528kw 時(shí)機(jī)組的數(shù)量不宜少于 2 臺(tái) 本設(shè)計(jì)選用兩臺(tái)冷水機(jī)組 每臺(tái)裝機(jī)容量為 829kw 2 2 3 冷水機(jī)組的類型 常用的冷水機(jī)組有壓縮式和吸收式 其中壓縮式制冷機(jī)組又分為離心式 活塞 式和螺桿式 考慮到本工程中沒有較為方便余熱可供利用故本設(shè)計(jì)選用電動(dòng)壓縮式冷水機(jī)組 冷水機(jī)組的冷卻方式有風(fēng)冷冷卻和水冷冷卻兩種方式 水冷式冷水機(jī)組與風(fēng)冷 式冷水機(jī)組相比較 在冷卻水充足的地方 水冷式設(shè)備的初投資和運(yùn)行費(fèi)均低于風(fēng) 冷式設(shè)備 因此設(shè)計(jì)采用水冷式冷水機(jī)組 2 螺桿式冷水機(jī)組 COP 值較高 單機(jī)制冷量大 容積效率高 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 無往復(fù) 運(yùn)動(dòng)的慣性力 轉(zhuǎn)速高 對(duì)濕沖程不敏感 無液擊危險(xiǎn) 易損件少 運(yùn)行可靠 調(diào) 節(jié)方便 通過滑閥可實(shí)現(xiàn)制冷量無級(jí)調(diào)節(jié) 因此本設(shè)計(jì)采用螺桿式冷水機(jī)組 參考開利水冷螺桿式冷水機(jī)組的樣本 本設(shè)計(jì)選則的機(jī)組型 30XW0852 本設(shè) 計(jì)冷凍水入口溫度 7 出口溫度 12 冷卻水入口溫度 32 出口溫度 37 其 性能參數(shù)如下 表 2 1 30XW0852 機(jī)組技術(shù)參數(shù) 制冷量 kW 冷凍水流量 m3 h 冷凍水壓降 kPa 冷卻水流量 m3 h 冷卻水壓降 kPa 制冷劑 829 142 63 168 44 HFC134a 2 3 冷卻塔的選擇 常用的冷卻塔有玻璃鋼和鋼筋混凝土兩種 玻璃鋼冷卻塔具有冷效高 占地面 積小 輕巧 節(jié)能等優(yōu)點(diǎn) 并被廣泛應(yīng)用 中小型制冷劑的冷卻水量一般在 65 500m3 h 之間 在冷卻塔系列中屬于中等水 量 而逆流式冷卻塔熱交換率高于橫流式 因此本設(shè)計(jì)采用逆流式玻璃鋼冷卻塔 將冷卻塔防置在屋頂 根據(jù)選用的冷水機(jī)組得出其冷卻水量為 168m3 h 據(jù)此參照河北可耐特玻璃鋼 有限公司的電子樣本 本設(shè)計(jì)選用型號(hào)為 DBNL3 175 低噪聲型逆流玻璃鋼冷卻塔 其進(jìn)水溫度 37 出水溫度 32 濕球溫度 28 其技術(shù)參數(shù)如下 表 2 2 DBNL3 200 低噪聲型逆流式玻璃鋼冷卻塔技術(shù)參數(shù) 冷卻水量 m 3 h 風(fēng)量 m3 h 進(jìn)水壓壓力 104Pa 電機(jī)功率 kW 直徑 m 175 94300 3 15 5 5 3 6 2 4 水泵的選擇 2 4 1 冷凍水泵的選擇 泵的選擇應(yīng)依據(jù)泵的流量和揚(yáng)程進(jìn)行選擇 對(duì)于一次冷水泵的流量應(yīng)為所對(duì)應(yīng) 的冷水機(jī)組的冷水量 并附加 5 10 的富裕量 泵的臺(tái)數(shù)應(yīng)按冷水機(jī)組的個(gè)數(shù)一 一對(duì)應(yīng) 閉式循環(huán)一次泵的揚(yáng)程為管路 管件阻力 冷水機(jī)組的蒸發(fā)器和末端設(shè)備 的表冷器阻力之和 并應(yīng)附加 5 10 的富裕量 本設(shè)計(jì)中有兩臺(tái)冷水機(jī)組 故選用兩臺(tái)冷凍水水泵 單機(jī)冷水機(jī)組的冷水量為 142 m3 h 考慮附加 10 則每臺(tái)泵的流量為 Q 1 05 142 149 1m3 h 本設(shè)計(jì)中的損失計(jì)算為 總損失 局部損失 沿程損失 2 蒸發(fā)器的損失 根據(jù)建筑估算出沿程損失為 18 84kPa 局部損失取沿程損失的 50 為 9 42kPa 冷水機(jī)組蒸發(fā)器的損失為 63kPa 考慮附加 10 則水泵的揚(yáng)程為 H 1 1 18 84 9 42 2 63 131 kPa 即泵的揚(yáng)程為 13 1m 水柱 參照上海凱泉泵業(yè)有限公司的電子樣本 本設(shè)計(jì)選用的冷凍水泵的型號(hào)為 KQW125 125 15 2 一臺(tái)使用 一臺(tái)備用 其技術(shù)參數(shù)如下 表 2 3 KQW125 125 15 2 型水泵技術(shù) 流量 m3 h 揚(yáng)程 m 效率 電機(jī)功率 kW 轉(zhuǎn)速 r min 必需汽蝕余量 m 160 20 73 15 2960 4 2 4 2 冷卻水泵的選擇 冷卻水泵的臺(tái)數(shù)宜按冷水機(jī)組一一對(duì)應(yīng) 流量應(yīng)按冷水機(jī)組技術(shù)資料確定 并 附加 5 10 的富裕量 冷卻水泵的揚(yáng)程由冷卻水系統(tǒng)阻力 管道 管件 冷凝器阻 力之和 冷卻塔積水盤水位 設(shè)置冷卻水箱時(shí)為水箱最低水位 至冷卻塔布水器的高 差 冷卻塔布水器所需壓力組成 并附加 5 10 的富裕量 本設(shè)計(jì)選用兩臺(tái)冷卻水泵 單機(jī)冷水機(jī)組的冷卻水流量為 168 m3 h 考慮 10 的附加 則每臺(tái)泵的流量為 Q 1 05 168 176 4m3 h 冷卻水系統(tǒng)的阻力為 67 32kPa 冷凝器阻力為 44 kPa 冷卻塔進(jìn)水壓力為 31 5 kPa 冷卻塔布水器至積水盤高差 3 6m 考慮泵揚(yáng)程附加 10 則冷卻泵的揚(yáng)程為 H 1 1 67 32 44 31 5 157 1kPa 即 15 71m 水柱 參照上海凱泉泵業(yè)有限公司的電子樣本 本設(shè)計(jì)選用的冷卻水 泵的型號(hào)為 KQW125 125 15 2 其技術(shù)參數(shù)如下 表 2 4 HD150 32 型水泵技術(shù)參數(shù) 流量 m3 h 揚(yáng)程 m 效率 電機(jī)功率 kW 轉(zhuǎn)速 r min 必需汽蝕余量 m 192 17 77 15 2960 4 2 5 補(bǔ)水定壓裝置的選擇 循環(huán)水系統(tǒng)的小時(shí)泄漏量 宜按系統(tǒng)水容量的 1 計(jì)算 系統(tǒng)水容量應(yīng)經(jīng)計(jì)算 1 確定 供冷和采用空調(diào)器供熱的空調(diào)水系統(tǒng)可按表 2 5 估算 室外管線長(zhǎng)時(shí)應(yīng)取較 大值 表 2 5 空調(diào)水系統(tǒng)的單位水容量 空調(diào)方式 全空氣系統(tǒng) 水 空氣系統(tǒng) 單位水容量 L 0 40 0 55 0 70 1 30 本設(shè)計(jì)為水 空氣系統(tǒng) 單位水容量取 1 則系統(tǒng)水容量為 L 1 9872 2 9872 2 L 9 87m3 補(bǔ)水泵總小時(shí)流量宜為系統(tǒng)水容量的 5 則系補(bǔ)水泵補(bǔ)水量為 Q 0 987 2 0 197m3 循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)水點(diǎn) 宜設(shè)在循環(huán)水泵的吸入側(cè)母管上 當(dāng)補(bǔ)水壓力低于補(bǔ)水點(diǎn)時(shí) 應(yīng)設(shè)置補(bǔ)水泵 補(bǔ)水泵揚(yáng)程應(yīng)保證補(bǔ)水壓力比系統(tǒng)補(bǔ)水點(diǎn)壓力高 30 50kPa 則補(bǔ) 水泵揚(yáng)程為 H 13 1 5 18 1m 膨脹管不設(shè)閥門 膨脹管管徑按下表確定 表 2 6 膨脹管的選取 系統(tǒng)膨脹水量 Vp L 空調(diào)冷 水 7000 膨脹管的公稱直徑 mm 20 25 40 50 70 膨脹水箱的容積應(yīng)按下式計(jì)算 V Vmin Vt Vp 式中 V 水箱的實(shí)際有效容積 L Vmin 水箱的最小有效容積 L Vt 水箱的調(diào)節(jié)容積 L 不應(yīng)小于 3min 平時(shí)運(yùn)行的補(bǔ)水泵流量 且應(yīng)保 證水箱調(diào)節(jié)水位高度不小于 200mm Vp 系統(tǒng)最大膨脹水量 L 本設(shè)計(jì)中 Vt Q 60 3 0 00987m3 循環(huán)水系統(tǒng)的最大膨脹水量 Vp 按表 2 7 確定 表 2 7 常用系統(tǒng)單位水容量的最大膨脹量 系統(tǒng)類型 空調(diào)冷水 空調(diào)熱水 采暖水 供 回水溫度 7 12 60 50 95 70 膨脹量 L m3 4 46 15 96 33 62 本設(shè)計(jì)為夏季工況 采用空調(diào)冷水系統(tǒng) 則系統(tǒng)的單位水容量的最大膨脹水量取值 為 4 46L m3 系統(tǒng)的最大膨脹水量 Vp 9 87 4 46 44L 0 044m3 則選取公稱直 徑為 20mm 的膨脹管 開式膨脹水箱的有效容積為 V 0 00987 0 044 0 05387m3 膨脹水箱利用率一般取 80 則膨脹水箱的容積為 0 067m3 參照上海蒼茂有限責(zé)任公司的樣本 選取補(bǔ)水泵的型號(hào)為 25GDL2 12 選取 1 1 0 4 的膨脹水箱 其相關(guān)參數(shù)如下 表 2 8 25GDL2 12 型補(bǔ)水泵及膨脹水箱 泵流量 m3 h 泵揚(yáng)程 m 有效容積 m3 供水管徑 2 36 0 4 DN50 2 6 水處理設(shè)備的選擇 2 6 1 軟水器和軟化水箱 空調(diào)補(bǔ)水應(yīng)經(jīng)軟化處理 并宜設(shè)軟化水箱 儲(chǔ)存補(bǔ)水泵 0 5 1 0h 的水量 根據(jù)補(bǔ)水量 參照陜西三維能源設(shè)備公司的樣本 設(shè)計(jì)選用的是 ICM 型全自動(dòng) 軟水器 軟水流量為 10m3 h 軟化水箱儲(chǔ)存 1 0h 補(bǔ)水泵的水量則其容積為 Q 10m3 選用陜西重華換熱設(shè)備制 造有限公司容積為 12m3 的水箱 2 6 2 全程水處理器 全程水處理器選用 CY A350 1 6 工作壓力 1 6MPa 第三章 水力計(jì)算 3 1 沿程阻力 P m l d 2 2 l R 式中 沿程摩擦阻力系數(shù) l 管道長(zhǎng)度 m d 管道直徑 m 流體密度 kg m 3 管道斷面平均流速 m s R 單位比摩阻 Pa m 3 2 局部阻力 水流動(dòng)時(shí)遇彎頭 三通及其他配件時(shí) 因摩擦及渦流耗能而產(chǎn)生的局部阻力為 P j 2 2 式中 局部阻力系數(shù) 3 3 總阻力 P Pm Pj 3 4 水力計(jì)算 首先對(duì)管段進(jìn)行編號(hào) 測(cè)量出各管段長(zhǎng)度 根據(jù)各管段流量及對(duì)應(yīng)的比摩阻 估算出各管段的管徑 詳細(xì)見下表3 1 3 2 3 5 水力計(jì)算表格 表 3 1 冷凍水回水水管水力計(jì)算表 序 號(hào) 流量 m3 h 管徑 mm 管長(zhǎng) m R Pa m 1 142 150 2342 336 2 284 200 4747 234 3 71 100 3161 426 4 71 100 1661 426 5 142 150 839 336 6 71 100 1200 426 7 213 200 1200 282 8 284 200 1434 234 表 3 2 冷卻水供水水管水力計(jì)算表 序 號(hào) 流量 m3 h 管徑 mm 管長(zhǎng) mm R Pa m 1 168 150 3000 521 2 336 200 1106 415 3 336 200 2303 415 4 168 150 1589 521 5 168 150 1589 521 6 336 200 2896 415 第四章 總結(jié) 冷水機(jī)組是整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的心臟 為整個(gè)系統(tǒng)提供冷水且關(guān)系到整 個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的日常運(yùn)行情況 因此空調(diào)系統(tǒng)冷水機(jī)組的選擇是一個(gè)很重 要的過程 一般在選擇制冷機(jī)時(shí)應(yīng)考慮以下幾方面的因素 1 機(jī)組性能 規(guī)格適合使用要求 如供冷溫度 單機(jī)制冷量 設(shè)備 承壓能力等 2 能源及能耗供應(yīng)方便和經(jīng)濟(jì) 如電源 熱泵或油 氣源供應(yīng)的可 能性 電 熱 冷綜合利用的可能性 經(jīng)濟(jì)性 3 對(duì)周圍環(huán)境危害的影響要小 如噪聲 振動(dòng)的影響范圍 所用制 冷劑的毒性 安全性對(duì)周圍環(huán)境的危害程度 ODP 值和 GWP 值要小 4 運(yùn)行可靠 操作圍護(hù)方便 以及一次性投資和經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用的綜 合分析比較 對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益高 社會(huì)效益好 所以 選擇何種制冷機(jī) 應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的具體情況及條件進(jìn)行綜合分 析比較 第五章 參考文獻(xiàn) 1 2009 暖通空調(diào)動(dòng)力措施 2 彥啟森 石文星 田長(zhǎng)青 空氣調(diào)節(jié)用制冷技術(shù) 第四版 中國(guó)建筑工業(yè)出版社 3 GB50736 2012 民用建筑供暖通風(fēng)與與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范