冷热源工程课程设计计算书Word格式.doc
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5.1 分水器和集水器的构造和用途 15
5.2 分水器和集水器的尺寸 15
5.2.1 分水器的选型计算 15
5.2.2 集水器的选型计算 16
6 参考资料 17
7 个人小结 18
18
设计题目
昆明市富滇大酒店制冷机房设计
1设计原始资料
（1）、 空调冷负荷为：
2.0MW（空调总面积15000m2）
（2）、当地可用的能源情况：
电：
价格：
1.0元/度
天然气：
2.5元/m3；
热值：
33.45MJ/m3；
蒸汽：
180元/吨；
蒸汽压力为：
0.8MPa
燃油：
3.76元/升；
低位发热量均为：
42840kJ/kg
（3）、 冷冻机房外冷冻水管网总阻力为0.35MPa
（4）、土建资料
制冷机房建筑平面图（见附图），其中水冷式冷水机组冷却塔高度为：
20m
2确定冷源方案
2.1技术性分析
（一）离心式冷水机组
（1）优点：
1.结构简单，运动部件少，易损件少，仅是活塞式的1/10，故障率低，寿命长
2.圆周运动平稳，低负荷运转时无“喘振”现象，噪音低，振动小
3.压缩比可高达20，EER值高
4.调节方便，可在10%~100%范围内无级调节，部分负荷时效率高，节电显著
5.体积小，重量轻，可做成立式全封闭大容量机组
6.对湿冲程不敏感
7.属正压运行，不存在外气侵入腐蚀问题
（2）缺点：
1.价格比活塞式高
2.单机容量比离心式小，转速比离心式低
3.润滑油系统较复杂，耗油量大
4.大容量机组噪声比离心式高
5.要求加工精度和装配精度高
（二）双效蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组：
基于溴化锂水溶液在常温下强烈的吸收水蒸气，而在高温下又将其吸收的水分释放出来。
同时，水在真空状态下，其沸腾温度在7度以下，蒸发时具有较低的蒸发温度，因而可以采用水作为制冷剂。
双效蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组部件组成是在单效机组上增加一个高压发生器、高温热交换器和凝水换热器，目的是维持高压发生器中的压力在大气压下运转，以确保机组的安全，因此，所需的冷却水量较大，机组造价高，溴化锂溶液充注量大，初投资增加。
但是热效率高，运转费用低。
（三）直燃型溴化锂吸收式冷热水机组：
它是在蒸汽溴化锂吸收式冷水机组上发展起来的，以燃油或燃气为能源取代燃煤，以火管锅炉（自带）取代蒸汽锅炉，以直燃方式取代间接供热方式等“三个取代”，完成了溴化锂吸收式冷水机组一次质的飞跃。
直燃型机组以水-溴化锂为工质对，实现了吸收式制冷循环喝采暖循环的交替，达到了一机两用的目的。
发展直燃型机组，有利于多种能源的使用和补充，有利于缓解部分地区电力的暂时紧张状态，有利于减少供热的中间环节，提高机组效率（热力系数），有利于节省单独的锅炉房设置，给中央空调的设备选型提供了新的选择对象。
2.2方案一：
采用19XL系列半封闭式R22离心式冷水机组
表119XL300半封闭式R22离心式冷水机组性能参数
型号
19
制冷量（KW）
1055
台数
2
单价（万元）
150
电机功率（KW）
211
冷冻水
水量（M3/h）
181
压降（Kpa）
67
冷却水
219
57
1）固定费用
设备初投资：
21150=300（万元）
安装费用：
25%300=75（万元）
系统总投资费用L=300+75=375（万元）
银行年利率=5.94%
使用年限n=15年
=38.46万元
式中：
—每年系统折旧费用
—系统总投资费用，包括设备初投资和安装费用
—银行年利率
2）年度使用费用
设备额定供冷功率为211KW，台数2台，电费1元/度，供冷月为6-9月份，按照每天24小时供冷计算
年度运行费用=单台供冷功率台数时间电费=2112122241=123.56万元
3）设备年度费用
设备年度费用=固定费用+年度使用费用=38.46+123.56=162.02万元
2.3方案二：
采用SXZ8系列双效蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组
表2SXZ8-145D双效蒸汽型溴化锂冷水机组性能参数
SXZ8-116D
1160
186
蒸汽耗量（Kg/h）
1450
200
100
接管直径（DN）
305
90
2186=372（万元）
25%372=93（万元）
系统总投资费用L=372+93=465（万元）
=47.69万元
单台设备蒸汽耗量为1450kg/h，台数2台，蒸汽价格为180元/吨，供冷月为6-9月份，按照每天24小时供冷计算
年度运行费用=蒸汽耗量台数时间单价=1.45218012224=152.84万元
设备年度费用=固定费用+年度使用费用=47.69+152.84=200.53万元
2.4方案三：
采用ZXLR系列燃油型溴化锂冷水机组
表3ZXLR-115燃油型溴化锂冷水机组性能参数
ZXLR-115
1163
215
轻油耗量（Kg/h）
81
低位热值（KJ/Kg）
43054
88
301
2215=430（万元）
25%430=107.5（万元）
系统总投资费用L=430+107.5=537.5（万元）
=55.13万元
单台设备轻油耗量为81kg/h，台数2台，轻油密度为0.84公斤/升，低位发热量为42840KJ/Kg,轻油价格为3.76元/升，供冷月为6-9月份，按照每天24小时供冷计算年度运行费用=轻油耗量台数时间单价=2122243.76=213.38万元
设备年度费用=固定费用+年度使用费用=55.13+213.38=268.51万元
2.5方案四：
采用ZXLR系列燃气型溴化锂冷水机组
表4ZXLR-115燃气型溴化锂冷水机组性能参数
天然气耗量（Nm3/h）
74
高位热值（KJ/Nm3））
46000
单台设备天然气耗量为74Nm3/h，台数2台，天然气价格为2.5元/m3，热值为33.45MJ/m3,供冷月为6-9月份，按照每天24小时供冷计算
年度运行费用=轻油耗量台数时间单价=2122242.5=148.98万元
设备年度费用=固定费用+年度使用费用=55.13+148.98=204.11万元
2.6经济性分析
通过比较各个方案的设备年度费用，可以发现方案一的设备年度费用最低，所以设计采用两台19XL300半封闭式离心式冷水机组。
3制冷机房水系统设计计算
3.1冷冻水系统选型和计算
3.1.1冷冻水泵的选型和计算
（1）水泵流量和扬程的确定
选择水泵所依据的流量Q和压头（扬程）H按如下确定：
Q=β1Qmax（m³
/s）
式中Qmax—按管网额定负荷的最大流量，m³
/s；
β1—流量储备系数，对单台水泵工作时，β1=1.1；
两台水泵并联工作时，β1=1.2。
H=β2Hmax（kPa）
式中Hmax—管网最大计算总阻力，kPa；
β2—扬程（压头）储备系数，β2=1.1-1.2。
制冷机房的布置平面简图如下：
取最不利环路如下所示，由L1、L2、L3、L4组成。
图1冷冻水系统最不利环路图
从机房平面图上可以看出，冷冻水供回水管路都由两段不同管径的管路组成。
L1=10000mm,L2=26000mm,L3=13000mm,L4=16000mm.
L1管段直径D1=200mm,管段流量V=181m³
/h,v1==1.6m/s.
取L2管段流速v2=1.5m/s,管段流量V=362m³
/h,则D2==0.29m,取D2公称直径为DN300.
L3管段直径D3=200mm,管段流量V=181m³
/h,v3==1.6m/s.
取L4管段流速v4=1.5m/s,管段流量V=362m³
/h,则D4==0.29m,取D4公称直径为DN300.
根据各段管径、流速查水管路计算图，各管段的沿程阻力和总阻力计算如下：
表5冷冻水管段阻力汇总表
管段
管长（mm）
直径（mm）
流速（m/s）
比摩阻（Pa/m）
沿程阻力（KPa）
局部阻力（KPa）
总阻力（Kpa）
L1
10000
1.6
378.74
3.79
1.9
5.69
L2
26000
300
1.5
137.37
3.57
1.79
5.36
L3
13000
4.92
2.46
7.38
L4
16000
2.2
1.1
3.3
冷冻水压降为67KPa，冷冻机房外冷冻水管网总阻力为0.35MPa，则
最不利环路的总阻力△P=5.69+5.36+7.38+3.3+67+350=438.73KPa
根据H=β2Hmax，取β2=1.1，则H=482.6KPa，即扬程H=49m.
根据Q=β1Qmax，Qmax=362m³
/h，两台水泵并联工作时，β1=1.2，
则Q=434.4m³
/h.
（2）水泵型号的确定
根据流量和扬程查暖通空调常用数据手册，查得水泵型号如下：
表6冷冻水泵性能参数
10Sh-6A
流量Q
m³
/h
462
L/s
128
总扬程H（m）
53
转速n（r/min）
1480
功率N（kW）
轴功率
84.4
电动机功率
110
泵效率η（%）
77
允许吸上真空高度HN
叶轮直径D（mm）
410
泵重量W（kg）
831
3.2冷却水系统的选型和计算
3.2.1冷却塔的选型
根据所选制冷机组的性能参数选择冷却塔，进出口温度为37℃→32℃，拟选用2台冷却塔，则单台冷却塔流量为219m³
/h。
通过查找中央空调设备选型手册，选择LBCM-LN-250低温差标准型逆流式冷却塔。
其规格如下表：
表7冷却塔性能参数
机型
LBCM-LN-250
标准水量（m3/h）
WB28℃
250
WB27℃
285
外形尺寸（mm）
高度H
5220
外径D
5180
送风装置
电机KW
11.2
风叶直径D
3380
配管尺寸（DN）
温水入管
冷水出管
排水管
50
溢水管
补给水管
自动
手动
3.2.2冷却水泵的选型计算
图2冷却水系统最不利环路图
从机房平面图上可以看出，冷却水供回水管路都由两段不同管径的管路组成。
L1=6900mm,L2=9000mm,L3=7000,L4=20000mm.
L1管段直径D1=200mm,管段流量V=219m³
/h，v1==1.94m/s.
取L2管段流速v2=2m/s,管段流量V=438m³
/h，则D2==0.28m,
取D2公称直径为DN300.
L3管段直径D3=200mm,管段流量V=219m³
/h，v3==1.94m/s.
取L4管段流速v4=2m/s,管段流量V=438m³
/h，则D4==0.28m,
取D4公称直径为DN300.
表8冷却水管段阻力汇总表
6900
1.94
159.11
0.55
1.65
9000
2.0
109.17
0.98
0.49
1.47
7000
1.11
0.56
1.67
20000
2.18
1.09
3.27
冷却水压降为85KPa，冷却塔高度分别为20m，则最不利环路的总阻力
△P=1.65+1.47+1.67+3.27+57+200=265.06KPa
根据H=β2Hmax，取β2=1.1，则H=291.57KPa，即扬程H=30m.
根据Q=β1Qmax，Qmax=219m³
则Q=262.8m³
根据流量和扬程查暖通空调常用数据手册，得水泵型号如下：
表11冷却水泵性能参数
8Sh-13A
270
75
36
2980
33.1
37
80
5.4
193
4膨胀水箱配置与计算
4.1膨胀水箱的容积计算
根据V=，其中
=30
V=1.315000/1000=19.5m
则V=0.00063019.5=0.35m
4.2膨胀水箱的选型
对应采暖通风标准，查得膨胀水箱的尺寸如下：
表12膨胀水箱性能参数
水箱形式
圆形
1
公称容积
0.3m
有效容积
0.35m
内径（d）
900
高H
700
水箱配管的公称直径DN
溢流管
40
32
膨胀管
25
信号管
20
循环管
5分水器和集水器的选择
5.1分水器和集水器的构造和用途
用途：
在中央空调及采暖系统中，有利于各空调分区流量分配和灵活调节。
构造如图所示：
图3分水器和集水器构造图
5.2分水器和集水器的尺寸
5.2.1分水器的选型计算
根据Q=CM,制冷量Q=10552=2110KW,水的比热C=4.2,温差=5,
则M==100.48kg/s
换算成体积流量V==0.1m/s，水的密度=1000m/Kg.
取流速v为0.6m/s,
则D==0.46m,取公称直径为DN500.
将分水器分3路供水，分管流速取1.2m/s,则3个供水管的尺寸计算如下：
D1=D2=D3==0.188m,取公称直径为DN200.
L1=D1+60=260mm,L2=D1+D2+120=520mm,L3=D2+D3+120=520mm,L4=D3+60=260mm.
5.2.2集水器的选型计算
集水器的直径、长度、和管间距与分水器的相同，只是接管顺序相反。
6参考资料
1、民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736－2012
2、实用供暖空调手册·
陆耀庆编·
中国建筑工业出版社，2008
3、【中央空调设备选型手册】
（周邦宁）·
中国建筑工业出版社
4、暖通空调常用数据手册·
中国建筑工业出版社（02年第二版）
5、建筑冷热源·
建筑工业出版社
6、暖通空调制图标准GB/T50114-2001
7个人小结
在这次课程设计之前，我对制冷系统的流程只停留在初步阶段，能够了解冷冻水系统和冷却水系统的流程，但对于管路的连接及机房的具体布置还比较生疏。
在设计过程中，我从理解这次设计的目的和任务到确定设计方案，以及机房的设备布置，从迷茫到清晰，从翻阅各种规范和图集到计算分析，从同学之间互相讨论到一次一次地更改，期间真的很累，这让我深刻体会到原来做设计这么不容易。
这无疑是一次重要实践训练，通过这一实践性教学环节，我掌握了《冷热源工程》课程的基本理论和基本设计程序和步骤，加深了对制冷系统的理解，同时也学会了查阅和使用设计资料的方法，培养和提高了运用所学课程知识分析并解决工程问题的能力。
不仅如此，也培养了团队之间的合作精神。
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