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1、燕山大学课 程 设 计 说 明 书题目：成都市某办公楼空气调节用制冷机房设计 学院（系）：*建筑环化系 年级专业： * 学 号： *学生姓名： * 指导教师： * （教授）燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：* 基层教学单位：建筑环境与能源应用工程系 学 号*学生姓名*专业（班级）11建环1班设计题目成都市某办公楼空气调节用制冷机房设计设计技术参数1、冷冻水 7/12 2、冷却水 32/37 3、地点：成都4、建筑形式：办公楼 5、建筑面积 （10000）m2 （2栋）6、层高 3.5 m 7、层数：5层 8、冷水机组形式：活塞式冷水机组 9、机房面积： 10、机房位置：楼层地下室设计要求
2、1说明书按燕山大学课程设计说明书规范撰写；2、图纸共计两张，一张系统图，一张平面图。平面图上至少含有两个主要剖面；3、说明书用B5纸打印，页数在10页左右；4、图纸用A3纸打印；工作量计算：包括冷负荷计算（用面积冷指标法简单计算）、水力计算；选择：冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、补水泵、水箱大小、分水器、集水器、电子水处理仪、软化水系统等设备的选择；绘图：采用CAD绘图；工作计划第一天：布置设计任务第二四天：结合说明书编写绘制完成系统图第五九天：结合说明书编写绘制完成平剖面图第十天：答辩参考资料1陆耀庆 编 实用供热空调设计手册 中国建筑工业出版社，19992电子工业部第十设计研究院主编.空气调
3、节设计手册.北京：中国建筑工业出版，20003电子工业部第十设计出版院 编 空气调节设计手册(第二版) ，2000等指导教师签字基层教学单位主任签字说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。2014年1 月9日目 录一 设计题目与原始条件二 方案设计三 负荷计算四 冷水机组选择五 水力计算1 冷冻水循环系统水力计算2 冷却水循环系统水力计算六 设备选择1 冷却塔的选择2 冷冻水和冷却水泵的选择3 软水器的选择4 软化水箱及补水泵的选择5 分水器及集水器的选择6 过滤器的选择7 电子水处理仪的选择8 定压罐的选择七 设计总结八 参考文献成都市某办公楼空气调节用制冷机房设计一
4、设计题目与原始条件题目：成都市某办公楼空气调节用制冷机房设计条件：1、冷冻水 7/12 2、冷却水 32/37 3、地点：成都 4、建筑形式：办公楼 5、建筑面积 （10000）m2 （2栋） 6、层高 3.5 m 7、层数：5层 二 方案设计 该机房制冷系统为四管制系统，即冷却水供/回水管、冷冻水供/回水管系统。经冷水机组制冷后的7的冷冻水通过冷冻水供水管到达分水器，再通过分水器分别送往商场的各层，经过空调机组后的12的冷冻水回水经集水器再由冷冻水回水管返回冷水机组，通过冷水机组中的蒸发器与制冷剂换热实现降温过程。从冷水机组出来的37的冷却水经冷却水供水管到达冷却塔，经冷却塔冷却后降温后的3
5、2的冷却水再返回冷水机组冷却制冷剂，如此循环往复。考虑到系统的稳定安全高效地运行，系统中配备补水系统，软化水系统，电子水处理系统等附属系统。三 负荷计算采用面积冷指标法：1，本设计选用。根据空调冷负荷计算方法：2建筑面积 A=100002=20000m2根据查书，k的取值范围为7%-15%，本设计值取10%2。 四 冷水机组选择根据标准，属于较大规模建筑，宜取制冷机组2台，而且两台机组的容量相同。所以每台制冷机组制冷量Q=Q/2=1045kw根据制冷量选取制冷机组具体型号如下表：附图：名称离心式制冷机组型号LSLXR123-1050制冷量1055 KW电功率/ 电压224 KW/380 V制冷
6、剂R123制冷剂充注量700 kg冷冻水系统冷却水系统进/出 水温度()12/732/37流量(m3/h)181.4266扬程43接管通经(mm)150150污垢系数(m2/KW)0.0860.086水阻损失(MPa)0.120.083机组尺寸（长宽高）3860mm1810mm2766mm查得冷水机组的两端界面图如下：其中，1为冷却水进水接口，2为冷却水出水接口，3为冷冻水进口接口，4为冷冻水出水接口。五 水力计算管内流速的假定依据 2P340 DN/mm=250出水管的流速m/s1.52.02.02.5进水管的流速m/s1.01.21.21.61 冷冻水循环系统水力计算；（1）确定管径假定冷
7、冻水的进口流速为1.2m/sd=103 2P811 L=0.05032=0.1008m3/s, 2台机组总管d1=327mm,取350mm,则管段流速为v=1.07m/s 水泵出水管：假定冷冻水的出口流速为1.5m/sd= 103 L=0.1008m3/s, 2台机组总管d1=292.6mm,取300mm,则管段流速为v=1.428m/s单台机组时水泵的进水管：假定流速为1.0 m/sd=103 L=0.0504m3/s,单台机组管d1=253mm,取250mm,则管段流速为v=1.3 m/s水泵的出水管：假定流速为1.5 m/sd=103 L=0.0504m3/s,单台机组管d1=207mm
8、,取200mm,则管段流速为v=1.6m/s（2）阻力计算已知局部阻力损失如下表：止回阀DN40 502002503003.93.40.10.10.1焊接弯头90DN2002503003500.720.180.870.89截止阀 0.3蝶阀0.10.3水泵入口1.0过滤器2.0-3.0除污器4.0-6.0水箱接管进水口1.0出水口0.5用到的三通0.1变径管0.1-0.3P=v/2冷冻水系统中，根据平面图可得弯头13个，三通3个P=16.18m沿程阻力阻力损失公式P=R*l=RLR为比摩阻，L为总管长。粗算按平均比摩阻R=250 mmH2O/m计算，机房内，该冷冻水系统总管约长为50m，所以沿
9、程阻力损失为P2=1.25 m综上，冷冻水系统的总阻力损失为：P1+P2=17.43m2 冷却水循环系统水力计算；（1）确定管径水泵进水管：假定冷却水的进口流速为1.2m/sd=103 L=0.07392=0.1478 m3/s,2台机组总管d1=396mm,取400mm,则管段流速为v=1.178m/s水泵出水管假定冷却水的出口流速为2.0m/sd=103 L=0.1478m3/s,2台机组总管d1=307mm,取300mm,则管段流速为v=2.09m/s单台机组时水泵的进水管：假定流速为1.0 m/sd=103 L=0.0739m3/s,单台机组管d1=307mm,取300mm,则管段流速
10、为1.05m/s泵的出水管：假定流速为2.0 m/sd=103 L=0.0739m3/s,单台机组管d1=217mm,取250mm,则管段流速为v=1.506m/s（2）阻力计算同理，在冷却水系统中，根据平面图可得弯头9个，三通5个每个泵上都有一个截止阀，一个蝶阀，一个止回阀，一个过滤器，一共有三个泵每个机组有两个蝶阀，一个过滤器，一共两台机组=90.9+0.15+3（0.3+0.1+0.1+2）+2（20.1+2）+3（1+0.5）+1=26由于整套系统的流速基本保持在1.178m/s，P=v/2P=18.04m沿程阻力阻力损失公式P=R*l=RLR为比摩阻，L为总管长。粗算按平均比摩阻R=
11、250 mmH2O/m计算，机房内，该冷冻水系统总管约长为50m，所以沿程阻力损失为P2=1.25 m综上，冷冻水系统的总阻力损失为：P1+P2=19.29m3 补给水泵的水力计算水泵进水管：假定补给水泵的进口流速为1.2m/sd=103 L=20.05031%=0. m3/s,2台机组总管d1=33mm,取35mm,则管段流速为v=1.07m/s水泵出水管：假定补给水泵的进口流速为1.5m/sd=103 L=0. m3/s,2台机组总管d1=29mm,取30mm,则管段流速为v=1.43m/s单台机组时水泵的进水管：假定流速为1.0 m/sd=103 L=0.05041%=0.m3/s单台机
12、组管d1=25.3mm,取25mm,则管段流速为v=1.03m3/s 泵的出水管：假定流速为1.5 m/sd=103 L=0.05041%=0.m3/s,单台机组管d1=20.7mm,取20mm,则管段流速为v=1.61m/s六 设备选择1冷却塔的选择冷却塔选用开放式冷却塔，且为逆流式冷却塔，特点是安装面积小，高度大，适用于高度不受限制的场合，冷却水的进水温度为32，出水温度为37，冷却塔的补给水量为冷却塔的循环水量的2%3%冷却塔的冷却水量和风量的数学计算表达式G=3600Qc/（Ctw） 5tw= tw1- tw2=37-32=5 Qc=1.3Q （活塞式制冷机组）Qc冷却塔冷却热量Q制冷
13、机负荷每台制冷机配一台冷却塔。则 Qc=1.31055=1371.5KW每台冷却塔的水量计算： G=3600 Qc/（Ctw）=36001371.5(4.25)=2.3511105kg/h=235.11m3/h风量计算：Q=/ts1成都市空气调节室外计算湿球温度,查得22.6。 3ts2=ts1+5=27.6查焓湿图 得Is1=87kJ/kg Is2=115kJ/kg 6所以 Q=36001371.54.2(115-87)=41984.7kg/h=32546.3m3/h (空气密度为1.29kg/m3)选用2台型号一样的冷却塔。选用CDBNL3系列低噪声型逆流冷却塔，型号为CDBNL3-300
14、，主要参数如下：型号冷却水量总高度风量风机直径进水压力直径DNCDBNL3-300300m3/h5713mmm3/h3400mm35kPa5.0mm2 冷冻水和冷却水水泵的选择；由已知的冷冻水和冷却水流量，初定泵给水方式为两用一备，而已定两台机组，现用两台泵给水，可近似选择水泵的流量为机组流量，水泵的杨程至少要满足层高和局部阻力。综合考虑后，选择冷冻水泵的型号为：200-400A，冷却水泵的型号为：200-250(I)两台水泵的性能参数如下：型号流量(m3/h)杨程(m)效率(%)转速(r/min)电机功率(kw)必须气蚀余量(NPSH)重量(kg)200-400A13146.66714503
15、73.5462187447423438.370200-250(I)28029.2751450304.047540024805202072 下表为两台水泵的安装尺寸：型号外形尺寸安装尺寸进出口法兰尺寸隔垫器LBHC1B1AC2B24-d1DD1n-d规格H2200-400A86059510953003702252503204-2234029512-22JGD3-3345200-250(I)84053011103003702402503204-2234029512-22JGD3-3360复核水泵扬程，冷冻水泵要求将水补给到楼层最高点，外加阻力损失，所以，最低扬程为3.55+17.43=34.93
16、m 选用的冷冻水泵扬程为44m，符合要求，同理复核冷却水泵扬程，也符合要求。3 软水器的选择根据补水流量选用INNO系列双阀双罐同时供水软水器 型号产水量（m3/h）树脂填量（L）周期盐耗（mm）安装尺寸（mm）进出管径mmINNO-350D4-61004735021004 软化水箱及补水泵的选择；根据要求，补水量为系统冷冻水量的0.5%1%，补水频率为8小时1一次，每次2小时。因此，计算补水量为q1=ntQ11%q1-单次补水量n-机组台数t-单次补水时长Q1-冷冻水流量注：本设计中选用0.5%的设计参数 因此，补水量即软化水箱的体积为：q1=V=2181.40.5%243=14.512 m
17、3 取软化水箱的体积为15m3，选择其尺寸为 2m2.5m3m关于补水泵，选用方式为一用一备共两台，补水泵的流量为： q2 =q1n所以，q2 =7.256 m3/h即补水泵的流量为 7.256m3/h。根据流量选择补水泵为ISG40-250A，此型号的水泵性能参数如下：型号流量(m3/h)杨程(m)效率(%)转速(r/min)电机功率(kw)必须气蚀余量(NPSH)重量(kg)40-250A4.1722429005.52.3985.970287.86527安装尺寸：型号外形尺寸安装尺寸进出口法兰尺寸隔垫器LBHC1B1AC2B24-d1DD1n-d规格H240-250A40040563012
18、017095801304-141501104-18SD61-0.5115由冷冻水水力计算的方法，按假定流速法再次确定水泵安装前后干管尺寸和最终流速：水泵进口：流速1.73m/s 钢管型号 452.5 （内径40mm） 水泵出口：流速3.07m/s 钢管型号 342 （内径30mm）5 分水器及集水器的选择；分水器和集水器的流速选择范围为0.5-0.8m/s 4P385 假定集水器的流速为0.8m/sd=103 vLp4L=2181.4=362.8m3/h=0.1008m3/s D=400.6mm,取400mm，则流速为0.8 m/s假设用户有三个，分三个支路，单个用户分的流量为0.0336 m
19、3/s根据公式，d=103 算得每个用户接管的内管径为 d=0.231m，选择钢管d=250mm，则流速为0.68m/s假定分水器的流速为1.0m/sd=103 vLp4L=2181.4=362.8m3/h=0.1008m3/s D=358mm,取350mm，流速为1.05 m/sd=0.207m，选择钢管d=200mm，流速为1.07 m/s集水器：包括补水管，冷却水进水泵管，用户回水管，以及旁通管，泄水管。补水管用户回水管进水泵管旁通管管径mm3025035030管内流速 m/s1.430.681.07与阀门开度有关分水器水器：包括冷冻水进水管，用户出水管，以及旁通管，泄水管。用户回水管冷
20、冻水进水管旁通管管径mm20030030管内流速 m/s1.071.428与阀门开度有关集水器的长度：D1=30 mm，D2=350mm，D3=250 mm ，D4=250mm，D5=250mm，D6=30mm(D1为补水管直径，D2为进冷却水泵直径， D3，D4，D5为用户回水管直径，D6为旁通管直径)L1=D1+60=90 mm，L2=D1+D2+120=500mm，L3=D2+D3+120=720mm，L4=D3+D4+120=620mm，L5=D4+D5+120=620mmL6=D5+D6+120=400mmL7=D6+60=90mm总长度为L=L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7
21、=3040 mm宽度为1.5dmax=525mm分水器的长度：D1=300 mm，D2=200 mm，D3=200 mm ，D4=200mm，D5=30mm(D1为冷冻水进水管直径，D2，D3，D4为用户管路直径，D5为旁通管直径)L1=D1+60=360 mm，L2=D1+D2+120=620 mm，L3=D2+D3+120=520 mm，L4=D3+D4+120=520mm，L5=D4+D5+120=360mm，L6=D5+60=90mm宽度为1.5dmax=450mm总长度为L=L1+L2+L3+L4+L5+L6=2470 mm集水器和分水器一般会设置排污口的直径取DN40 mm6 过滤
22、器的选择；根据管路直径选择对应的Y型过滤器。冷冻水泵进水口直径d=300mm, 所以过滤器选Y-300mm冷却水泵进水口直径d=350mm, 所以过滤器选Y-350mm补给水泵进水口直径d=30mm, 所以过滤器选Y-30mm7电子水处理仪的选择；电子水处理仪器选型：按流量为2662=532 m3/h，选择最合适的电子水处理器，选择的型号为MHW-I-G10-1.6，性能参数如下：规格型号进口管径(mm)最大流量(m3/h)设备直径(mm)功 率(W)重量（KG）MHW-I-G10-1.6350580393200998 定压罐的选择定压罐所定的压力为从集水器到用户最高处的水静压，根据层高和层数
23、，确定最高点的压力，已知层高3.5m，共5层，所以，定压高度为：3.55=17.5m，考虑到阻力损失，按20%备份，最终定压静水压力为17.51.2=21 mH2O（约210kPa），选择定压罐的型号为：SQL400-0.6，性能参数如下：型号容积（L）工作压力（kPa）直径（mm）高度（mm）SQL400-0.6386004001200七 设计总结；时间如白驹过隙，为期2周的课程设计很快就要结束了！在这两周的课程设计中收获颇多，从最初的一片茫然到逐步设计画图，直至最后的按时按质按量完成任务，让我学到了很多以前不曾重视的知识！在这期间，给我感触最深的就是时间紧，任务重，本来都以为两周的设计肯定
24、能轻轻松松完成，结果等我们坐在电脑前面，才真正感受到设计的深刻。很多时候，我们都不曾离开过椅子，着急的时候，连口水都顾不得了喝。如此紧张的设计，终于在今天“竣工”了，看着自己画的图纸，虽然肯定会有些问题，但是感觉到慢慢的成就感。这两周我们面对的最大问题就是资料紧缺，很多要查的数据，要算的东西，我们都无从下手。很多有关的书籍，我们都没有借到，以至于刚开始的设计很被动，完全不知道从何开始。到后来，有了老师的指点，有了同学互相传阅的资料，有了大家的通力合作，事情开始一点点有了眉目。这次设计不仅检验了我们对所学知识的掌握，同时也锻炼了自己独立分析问题解决问题的能力，更重要的是感受到了与同学的团结协作和
25、老师的帮助。在设计过程中好多数据需要自己独立的去构思和查阅资料，在纷繁复杂的数据中，我们不但没有迷失自己，反而找到不同的处理方案。设计是个精细活，在画图的时候，稍微一点马虎，就可能造成布局不完美，缺这少那的情况。参考图纸，我们一点一点的完善自己的作品，虽然盯电脑盯得眼睛酸痛，但是仍仔仔细细的观察每个细节，力求做到完美。 当然，我在这次设计中也暴露出了很多知识上的漏洞，像流体力学，等专业课学的不扎实，以至于在设计管路的时候都不知道该如何处理数据。希望在以后的学习中，能够严格要求自己，让所学知识成为自己的财富。八 参考文献1陆耀庆 编 实用供热空调设计手册 中国建筑工业出版社，19992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，20003电子工业部第十设计出版院 编 空气调节设计手册(第二版) ，20004陈沛霖等编.空调与制冷技术手册(第二版).上海：同济大学出版社，19995陈沛霖 编 空气调节设计手册(第二版) 同济大学出版社，1999
