(整理)制冷机房设计计算说明书2

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制冷机房设计计算书

姓名： 查学虎 班级： 建环083 学号： 0805791123 指导老师： 程向东 日期： 2011、6

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目录

一、工程设计概况…………………………………………2 二、冷水机组选型…………………………………………2

1、总冷负荷的计算………………………………………2 2、初选冷水机组…………………………………………2 3、制冷量的修正……………………………………………2 4、确定冷水机组及相关参数…………………………………3

三、冷却塔的选型…………………………………………4

四、水力计算………………………………………………4

1、冷冻水循环系统水力计算…………………………………5 2、冷却水循环系统水力计算…………………………………8

五、补水系统的计算…………………………………………12

1、补水箱的计算与选取………………………………………12 2、补给水泵的计算与选型……………………………………13

六、其他设备的选型……………………………………………14

1、定压罐的计算与选型………………………………………14 2、分水器与集水器的计算……………………………………14

参考文献…………………………………………………………16

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一、工程设计概况

某公共建筑位于重庆市，空调面积10000平方米，夏季空调冷负荷指标105W/m2，冷负荷同时使用系数0.85，用户资用压力20米水柱，最高点高度18米，定压装置位于制冷机房，用户管路水容积2800L。空调冷源采用水冷冷水机组，台数为2台。制冷机房位于的裙房，详见平面图。

二、冷水机组的选型 1、总冷负荷的计算。

总冷负荷 qq0AK 其中

q0：单位面积冷负荷，W/m2；

A ：空调面积m2；  ：同时使用系数； K ；安全系数，取1.1。 则 q105100000.851.1981.75kW 2、初选冷水机组。

根据总冷负荷选择冷水机组，初步选择2台型号为RSW-155N-1的水冷螺杆式冷水机组。其单台制冷量为530.6，设计制冷工况为：

冷冻水进出口温度：120C/70C； 冷却水进出口温度：300C/350C。 3、制冷量的修正。

查阅室外气象参数，重庆市夏季室外计算湿球温度为27.30C。

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则冷凝温度为280C，冷却塔的实际进出口温度为370C、320C。

查阅制冷变工况制冷量修正系数曲线。冷却水进口温度320C，机组出水温度为70C时修正系数为0.98。.

机组实际制冷量：qq0 ：修正系数；

q0：单台机组设计制冷量，kW。 则 q0.98530.6520kW 4、确定冷水机组及相关参数。

查阅冷水机组性能参数表，RSW-155N-1的性能参数如下表：

表1 型号 项目 实际制冷量（kW） 型式 压缩机数量 容量控制 输入功率（kW） 型式 水流量（m3/h） 水压降（kPa） 进出口管径（DN） 型式 水流量（m3/h） 水压降（kPa） 进出口管径（DN） 种类 充注量（kg） 机组噪音dB(A) 长（mm） 宽（mm） 高（mm） 整机重量（kg） 运行重量（kg） 参数 520 进口半封闭螺杆压缩机 1 有段或连续容调 151.2 卧式壳管式换热器 118 36 125 卧式壳管式换热器 94 36 125 R407c 100 71 3600 1200 19 2650 2910 压缩机 冷凝器 -------------

RSW-155N-1 蒸发器 制冷剂 外形 尺寸 机组 重量 -------------

注：

1、运行工况：冷水出水温度70C，温差50C；冷却水进水温度320C，温差50C。 2、机组噪音测定位置离机组2米、离地1.5米处的各点平均值。 3、制冷量为上述运行工况时的制冷量。

4、压缩机输入功率经过修正，查表知修正系数为1.4。实际功率为1.4108=151.2kW。

三、冷却塔的确定

冷却塔水流量：

LKL01.1118130m3/h 其中 K：安全系数，取1.1；

L0：单台机组冷凝器水流量，m3/h。

进水温度：370C；出水温度：320C；温差50C；湿球温度：280C。 选用DBNL4-150，台数为2台。 相关参数如下：

表2

型号 项目 单位 参数 冷却水量 m3/h 150 主要尺寸 总高度 mm 3553 宽度 mm 3732 风机直径 mm 2400 电机功率 kW 4.0 DBNL4-150 重量 自重 kg 1695 运转重 kg 4125 进水压力 104Pa 2.9 噪音 Dm 10m 16m dB(A) 58.5 52.0 48.6 直径 Dm 3.6

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四、水力计算

1、

2、冷冻水循环系统水力计算。

推荐流速如下：

表3 部位 水泵压出口 水泵吸入口 主干管 流速m/s 2.4—3.6 1.2—2.1 1.5—3.0 部位 一般管道 排水管 向上立管 流速m/s 1.5—3.0 1.2—2.1 1.0—3.0

（1）画出冷冻水系统流程图。

（2）对各管段编号，如图在节点处编号。

（3）选择最不利环路为：机组—1—2—3—用户—4—5—6—7—8—

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机组。

（4）根据各管段流量及推荐流速，确定最不利环路上各管段的直径和比摩阻。

管段1—2

由表1知蒸发器出口管径为DN125，流量为94m3/h，则流速

v4Q4942.1m/s 22D3.140.1253600比摩阻Rm=420Pa/m，管长l8700mm，则摩擦阻力

pmRml4208.70036Pa

管段2—3

假定流速为1.5m/s，求的管径D=210mm，按管道统一规格取DN200，实际流速为1.66m/s，在经济流速范围。

查水管路计算图Rm=160Pa/m，管长D=10950mm，则摩擦阻力

pmRml16010.951752Pa

同理可求的其他各管段相关参数，结果见表5。 （5）列出各管段的局部阻力系数，并计算局部阻力。 各管段局部阻力系数见表4。

表4 管段 局部阻力部件 软接头 闸阀 90°弯头 直流三通 90°弯头 90°弯头 分流四通 90°弯头 蝶阀 局部阻力系数 0.28 0.2 0.72 0.1 0.72 0.72 3.0 0.72 0.2 个数 1 1 2 1 3 1 1 4 2  2.02 2.16 3.72 11.34 1—2 2—3 4—5 5—6 -------------

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6—7 7—8 止回阀 过滤器 软接头 合流四通 90°弯头 分流三通 90°弯头 闸阀 过滤器 软接头 2.0 2.5 0.28 3.0 0.72 0.3 0.72 0.2 2.5 0.28 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1.02 3.7 计算局部阻力P1见表5

v22，并求出各管段总阻力PzP1Pm，结果

表5

流量 管段 (m3/h) 1—2 2—3 4—5 5—6 6—7 7—8 94 188 188 94 188 94 长度l(m) 8.7 10.95 4.7 12 2.2 5.6 管径DN 125 200 200 125 200 125 流速v(m/s) 2.1 1.66 1.66 2.1 1.66 2.1 动压Pd(Pa) 2205 1377 1377 2205 1377 2205 局部阻力系数 2.02 2.16 3.72 11.34 1.02 3.7 局部比摩阻摩擦阻力阻力Rm(Pa/m) Pm(Pa) P1(Pa) 44 2974 5122 25004 1404 8158 420 160 160 420 160 420 36 1752 752 5040 352 2352 管段总阻力Pz(Pa) 8108 4726 5874 30040 1756 10510 （6）计算各设备的阻力。 蒸发器压力降：36kPa； 分水器压力损失：1kPa; 集水器压力损失：1kPa; 水泵压力损失：2kPa。 设备总阻力Ps3611240kPa （7）冷冻水泵的选型。

a、确定水泵流量

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Q=1.1×94=103.4m3/h

b、确定水泵扬程

水泵扬程按下式计算：

HP（hghyhs）k

其中

hg——机房管道总阻力水头，m； hy——用户端阻力水头，m； hs——设备阻力损失，m； k——安全系数，取值1.1。

hgPgz810847265874300401756105106.1m 100010 用户端阻力等于用户资用压力20m。

Ps40103 hs4m

g100010（hghyhs）k(6.1204)1.133m HP 根据流量和扬程选择型号为KQL-125/345-18.5/4的水泵3台，其中一台备用。其相关参数如表6。

表6

型号 KQL125/345-18.5/4 流量 (m3/h) 105 扬程 (m) 37 转数 (r/min) 1480 电机功率（Kw） 18.5 必须气蚀(m) 3 重量 (Kg) 247

2、冷却水循环系统水力计算。

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（1）画出冷却水系统流程图（如下图）。 （2）对各管段编号，如图在节点处编号。 （3）选择最不利环路。

最不利环路为：A—1—L'—L—L\"—2—3—4—B（A表示机组A冷却水出水接口，B表示机组B冷却水进水接口，L表示冷却塔喷水口，L'两冷却塔进水管分流点，L\"两冷却塔出水管合流点）。 （4）根据各管段的流量及推荐流速，确定最不利环路上各管段的直径和比摩阻。 管段A—1

由表1知冷凝器出口管径为DN125，流量为118m3/h，则流速

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v4Q41182.67m/s D23.140.12523600比摩阻Rm=610Pa/m，管长l8700mm，则摩擦阻力

pmRml6108.75307Pa

管段1—L'

假定流速为1.5m/s，求的管径D=236mm，按管道统一规格取DN250，实际流速为1.34m/s，在经济流速范围。

查水管路计算图Rm=80Pa/m，管长l=3500mm，则摩擦阻力

pmRml803.5280Pa

同理可求的其他各管段相关参数，结果见表7。 （5）列出各管段的局部阻力系数，并计算局部阻力。 各管段的局部阻力系数见表7。

表7

管段 局部阻力部件 900弯头 闸阀 软接头 直流三通 900弯头 分流三通 900弯头 闸阀 分流三通 900弯头 闸阀 直流三通 900弯头 分流四通 900弯头 合流四通 蝶阀 止回阀 局部阻力系数 0.72 0.2 0.28 0.1 0.72 0.3 0.72 0.2 0.3 0.72 0.2 0.1 0.72 3.0 0.72 3.0 0.2 2.0 个数 2 1 1 1 2 1 2 1 1 1 1 1 2 1 4 1 2 1  2.02 A—1 1—L' 1.74 1.94 L'—L L—L\" 1.02 4.44 L\"—2 2—3 11.34 -------------

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3—4 4—B 过滤器 软接头 900弯头 直流三通 900弯头 闸阀 软接头 过滤器 直流三通 2.5 0.28 0.72 0.1 0.72 0.2 0.28 2.5 0.1 1 2 1 1 3 1 1 1 2 0.82 5.34

计算局部阻力P1见表8。

表8

v22，并求出各管段总阻力PzP1Pm，结果

管段 流量 (m3/h) 118 236 118 118 236 118 236 118 长度l(m) 8.7 3.5 7.0 4.5 3.5 8.5 7.0 10.9 管径DN 125 250 200 250 250 125 250 125 流速v(m/s) 2.67 1.34 1.04 0.67 1.34 2.67 1.34 2.67 动压Pd(Pa) 35 7.8 0.8 224.5 7.8 35 7.8 35 局部阻力系数 2.02 1.74 1.94 1.02 4.44 11.34 0.82 5.34 局部比摩阻摩擦阻力阻力Rm(Pa/m) Pm(Pa) P1(Pa) 7199 1562 1049 229 3986 40416 736 19032 610 80 65 22 80 610 80 610 5307 2835 455 99 280 5185 560 69 管段总阻力Pz(Pa) 12506 4397 1504 328 4266 45601 1296 25681 A—1 1—L' L'—L L—L\" L\"—2 2—3 3—4 4—B （6）计算各设备阻力损失。 冷凝器压力降：36kPa； 水泵压力损失：2kPa； 冷却塔压力损失：29kPa。

设备总阻力损失：Ps3629267kPa （7）冷却水泵的选型。

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b、确定水泵流量 Q=1.1×118=129.8m3/h

b、确定水泵扬程

水泵扬程按下式计算：

HP（hghlhs）k

其中

hg——管道总阻力水头，m；

hl——冷却塔喷嘴距离水池高度，取3m； hs——设备阻力损失，m； k——安全系数，取值1.1。

hgPzg12506439715043284266456011296256819.56m100010

Ps67103hs6.7m

g100010（hghlhs）k(9.5636.7)1.121.2m HP 根据流量和扬程选择型号为KQL125/250-11/4的水泵3台，其中一台备用。其相关参数如表9。

表9

型号 KQL125250-11/4 流量 (m3/h) 120 扬程 (m) 18.6 转数 (r/min) 1480 电机功率（Kw） 11 必须气蚀(m) 3 重量 (Kg) 212

五、补水系统的计算

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1、补水箱的计算与选取：

系统补给的水量一般为系统循环水量的1%—2%，在此按1%计算，可得：

Q补=188×1%=1.88m³/h，取补水量Q补=2m³/h。

系统补水箱的容积一般可按1h—1.5h的正常补水量来计算，在此按1.5h来考虑，那么，补水箱的有效容积为V=1.5×2=3m³，考虑到补水箱的水位与水箱顶的距离，该水箱采用长，宽，高分别为3m，1m，1.2m的长方体水箱。

2、补给水泵的计算与选型： 设

补

2给水管的管径为DN40mm，根据

4Q42 v20.5m/sπD36003.140.04查手册得，比摩阻Rm=75.3Pa/m

补给管段沿程阻力：ΔΡ=75.3×8.8=662.pa 补给管段局部阻力：

90°弯头：5个； 所需三通：1个。 所需要的闸阀：6个；过滤器：1个；软接头：2个；止回阀：1个 。

ρv2∑ε=11.08，由ΔΡjξ得，ΔPj=11.08×1000×0.52/2=1385Pa

2综上所述，补水系统总的损失为 ΔP总=1385+662.=2047.Pa=0.2mH2O

考虑到空调末端的环路的最高点与定压点的高度差为ΔΡ

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=18-1.8=16.2mH2O以及富裕值3—5mH2O,

所以可得补水泵的理论扬程为0.2+16.2+3=19.2H2O, 理论流量为Q=2m³/h,查《暖通空调常用数据手册》，选择DRG50-250型号的泵，相关技术参数如表10

表10 型号 DRG50-250 流量Q（m3/h) 6.25 扬程H(m) 功率N(Kw) 效率η(%) 20 2.2 32 噪声(dBA) <50

六、其他设备的选型

1、定压罐的计算与选型：

根据《空调水系统附属设备选型》定压罐的总容积为 Vt —调节水量，按补水量3min的流量计算 Β —系数，一般取Β=0.65~0.85 由此，可计算出其膨定压罐的总容积为： V1802Vt0.286m1β（10.65）36003

在此取其体积V=0.3m³=300L ，根据泵的工作压力为8bar，所以选取一台型号为S3 300 461的气体隔膜定压罐，其工作参数如表11。

表11 型号 S3 300 461 容积 300L 工作压力 10bar 直径 高度 630 1405 口径 1\"½ 包装体积 0.600m³

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2、分水器与集水器的计算： 查

D595阅《分集水器分气缸》，根据

，选取DN500的分水器，G188595471pv10000.3则其封头高度为150。 根据D4Qπv463所以由分水器向124，236003.141.2空调末端的环路管径选取DN125。其具体设计尺寸如下图：

根据《分集水器分气缸》可得到： L1=300+120=320 L2=200+125+120=425 L3=125+125+120=370 L4=125+125+120=370 L5=125+50+120=295 L6=50+120=170 封头高度为

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150，所以分水器总长度

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H=300+170+295+370+370+425+320+420=2520 所以采用Φ500×2520 厚度为6mm的分水器

同理可得集水器的尺寸H=2520m，采用Φ500×2520 ，厚度为6mm的集水器。

参考文献

[1]电子工业部第十设计研究院主编。空气调节设计手册。北京：中国建筑工业出版，2000。 [2]中国标准建筑设计院主编。分集水器分气缸。

[3]陆耀庆主编。实用供热空调设计手册（第二版）。北京：中国建筑工业出版社，2008。 [4建筑工程常用数据系列手册编写组编。暖通空调常用数据手册(第二版)。北京：中国建筑工业出版，2002。

[5]周邦宁主编。空调设备选型手册。北京：中国建筑工业出版社，1999。

[6]彦启森、石文星、田长青编著。空气调节用制冷技术（第四版）。北京：中国建筑工业出版社。

[7]付祥钊、肖益民主编。流体输配管网（第三版）。北京：中国建筑工业出版社。

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