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1、設(shè)計(jì)任務(wù).....................................................3 2、制冷供冷方案確定............................................5 2.1制冷方案....................................................5 2.2供冷方案....................................................5 2.3排熱方案....................................................5 3、空調(diào)制冷系統(tǒng)的總裝機(jī)容量的確定及制冷設(shè)備的選型.........6 3.1空調(diào)制冷系統(tǒng)的總裝機(jī)容量....................................6 3.2制冷機(jī)類型的選擇............................................6 3.3制冷機(jī)型號(hào)、容量、臺(tái)數(shù)的確定................................8 4、冷卻水、冷凍水管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算.......................9 4.1 冷卻塔的選型...............................................9 4.1.1 冷卻塔的種類...........................................9 4.1.2冷卻塔型式、容量、臺(tái)數(shù)的確定 ........................9 4.2 冷凍站的布置..............................................11 4.3 冷凍水、冷卻水管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算..........................12 4.3.1 冷凍水、冷卻水系統(tǒng)的水流量..........................12 4.3.2 冷凍水、冷卻水管路系統(tǒng)的水力計(jì)算....................12 4.3.3 冷凍水泵的選擇......................................16 4.3.4 冷卻水泵的選擇......................................16 5、其它輔助設(shè)備的選擇.........................................16 5.1水系統(tǒng)的水質(zhì)控制...........................................16 5.2水系統(tǒng)的補(bǔ)水量及補(bǔ)水位置確定...............................17 5.3冷凍水系統(tǒng)的定壓方式定壓設(shè)備的選擇.........................17 5.4分水器、集水器.............................................18 6、制冷設(shè)備和管道的保溫.......................................18 6.1需要保溫的設(shè)備和管道.......................................18 6.2 設(shè)備和管道的保溫要求.......................................18 6.3 保溫材料的選擇.............................................19 6.4保溫層厚度的確定...........................................19 6.5保溫結(jié)構(gòu)的做法.............................................20 7、制冷機(jī)房的通風(fēng)..............................................20 7.1機(jī)房通風(fēng)的規(guī)定.............................................20 7.2機(jī)房通風(fēng)的計(jì)算.............................................21 8、設(shè)計(jì)總結(jié).....................................................21 9、參考文獻(xiàn).....................................................22 1、設(shè)計(jì)任務(wù) 1.1設(shè)計(jì)題目 南京市某公共建筑空調(diào)用冷源工程設(shè)計(jì) 1.2設(shè)計(jì)目的 本課程設(shè)計(jì)是《制冷技術(shù)》課程的重要教學(xué)環(huán)節(jié)之一，通過這一環(huán)節(jié)達(dá)到了解常規(guī)空調(diào)用冷源設(shè)計(jì)的內(nèi)容、程序和基本原則，學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)計(jì)算的基本步驟和方法，鞏固《制冷技術(shù)》課程的理論知識(shí)，熟悉相關(guān)的規(guī)范，培養(yǎng)獨(dú)立工作能力和解決實(shí)際工程問題的能力。 1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求 整個(gè)設(shè)計(jì)要求完成南京市某公共建筑空調(diào)用冷凍站的全部設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括:制冷設(shè)備選型、容量大小、水力計(jì)算、水泵選擇、保溫材料及厚度的確定等，做到經(jīng)濟(jì)合理，滿足冷量的要求；應(yīng)將設(shè)計(jì)成果整理成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，其中包括：原始資料、設(shè)計(jì)方案、計(jì)算公式、數(shù)據(jù)來源、設(shè)備類型、主要設(shè)備材料表；設(shè)計(jì)成果還應(yīng)能用工程圖紙表達(dá)出來,要求繪出該冷凍站的平面布置圖、有關(guān)的剖面圖及系統(tǒng)原理圖。 1.4設(shè)計(jì)原始資料 1. 某公共建筑需要的冷量：已知該冷凍站為某公共建筑（辦公樓、旅館等）提供空調(diào)用冷源，該建筑物所需要的夏季空調(diào)總冷負(fù)荷（包括新風(fēng)和室內(nèi)冷負(fù)荷），按所服務(wù)的（同時(shí)使用的）各空氣調(diào)節(jié)區(qū)（或房間）逐時(shí)冷負(fù)荷的綜合最大值（即該建筑各空氣調(diào)節(jié)區(qū)或各空調(diào)房間的冷負(fù)荷逐時(shí)進(jìn)行疊加，以某時(shí)刻出現(xiàn)的最大值即為逐時(shí)冷負(fù)荷的綜合最大值）為： 1200KW（分水器—末端裝置—集水器之間壓差為15.5mH20）， 設(shè)空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)可以用最大送風(fēng)溫差送風(fēng)，即可以直接用露點(diǎn)溫度送風(fēng)。 2.設(shè)計(jì)參數(shù)：末端空氣處理設(shè)備要求空調(diào)設(shè)計(jì)工況下冷凍水供水溫度為7℃,回水溫度為12℃。 3.末端水路分區(qū)：該公共建筑空調(diào)末端水系統(tǒng)（即分水器—末端裝置—集水器）共分為三路，分別供標(biāo)準(zhǔn)層風(fēng)機(jī)盤管、標(biāo)準(zhǔn)層新風(fēng)機(jī)組和公共部分的柜式空氣處理機(jī)組，各末端水路的冷量分配比例大約為：42%（盤管）：26%（新風(fēng)）:32%（公共）。 4.夏季室外氣象參數(shù)見《室外氣象參數(shù)》資料集。（現(xiàn)直錄如下）: 南京：夏季空調(diào)室外計(jì)算干球溫度：34.8℃，夏季空調(diào)室外計(jì)算濕球溫度28.1℃，累年最熱月月平均室外空氣溫度：28.2℃，最熱月月平均室外空氣計(jì)算相對濕度：81%，夏季室外平均風(fēng)速： 2.6（m/s ），夏季最多風(fēng)向：SSE； 1.5設(shè)計(jì)任務(wù) 完成南京市某公共建筑空調(diào)用冷源工程設(shè)計(jì)，具體包括： （1）冷凍站冷負(fù)荷總?cè)萘看笮〉拇_定； （2）制冷、供冷方案、制冷機(jī)排熱方案的設(shè)計(jì)； （3）制冷機(jī)類型的選擇及型號(hào)、臺(tái)數(shù)的確定； （4）冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算； （5）冷凍水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算； （6）膨脹水箱、分、集水器及保持水質(zhì)的水處理設(shè)備等輔助設(shè)備的選擇和確定； （7）制冷設(shè)備和管道的保溫設(shè)計(jì)計(jì)算； （8）制冷機(jī)房的通風(fēng)校核。 1.6撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 1.7繪圖： 冷凍站平、剖面圖，冷卻塔平剖面圖，冷凍水、冷卻水系統(tǒng)原理圖。 2、制冷供冷方案確定 2.1制冷方案 根據(jù)參考文獻(xiàn)[16]空調(diào)系統(tǒng)的冷源應(yīng)首先采用天然冷源。當(dāng)無條件采用天然冷源時(shí)，可采用人工冷源。當(dāng)采用人工冷源時(shí)，制冷方式的選擇應(yīng)根據(jù)建筑物的性質(zhì)、制冷容量、供水溫度、電源、熱源和水源等情況，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。民用建筑應(yīng)采用電動(dòng)壓縮式和溴化鋰吸收式制冷機(jī)組。因此，本工程擬采用電動(dòng)壓縮式或溴化鋰吸收式制冷機(jī)組作為本工程的制冷設(shè)備。 2.2供冷方案 冷凍水環(huán)路：在制冷機(jī)房，經(jīng)制冷設(shè)備產(chǎn)生的7℃冷凍水通過冷凍水供水管到達(dá)分水器，通過分水器分成三路：分別送往公用建筑的標(biāo)準(zhǔn)層風(fēng)機(jī)盤管、標(biāo)準(zhǔn)層新風(fēng)機(jī)組和公用部分的柜式空氣處理機(jī)組，經(jīng)過公用建筑的空調(diào)末端裝置對空氣進(jìn)行冷卻去濕處理后， 冷凍水升溫為12℃的回水，回到集水器，經(jīng)集水器后通過空調(diào)循環(huán)水泵（即：冷凍水泵）升壓經(jīng)回水管返回冷水機(jī)組，通過制冷機(jī)中的蒸發(fā)器與制冷劑換熱實(shí)現(xiàn)降溫過程，產(chǎn)生7℃冷凍水再送出，如此周而復(fù)始地循環(huán)。 2.3排熱方案 按冷凝器的排熱方式分，制冷機(jī)的排熱可分為：水冷式、空氣冷卻式、蒸發(fā)式和淋激式等。據(jù)參考文獻(xiàn)[5]水源充足的地區(qū)應(yīng)采用水冷冷凝器，由冷卻塔循環(huán)供水；當(dāng)干球溫度較低，缺乏水源的地區(qū)，或不便采用水冷卻的中小型制冷系統(tǒng)，可采用風(fēng)冷式冷凝器；當(dāng)濕球溫度較低、水源不足的地區(qū)，或采用水源熱泵系統(tǒng)時(shí)，可采用蒸發(fā)式冷凝器?？紤]到本冷源設(shè)備需要提供的的總制冷量容量比較大，且處于長江流域，水源相對充足，用水冷式冷凝器來排熱方案比較合適。根據(jù)冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則：冷卻水應(yīng)循環(huán)使用，由冷卻塔循環(huán)供水。冷卻水環(huán)路：從制冷機(jī)冷凝器出來的的冷卻水經(jīng)冷卻水供水管到達(dá)冷卻塔，經(jīng)冷卻塔與空氣進(jìn)行熱質(zhì)交換，冷卻降溫后通過冷卻塔回水管經(jīng)冷卻水泵升壓返回到冷水機(jī)組的冷凝器，在冷凝器中，冷卻高壓高溫制冷劑，冷卻水帶走制冷劑的排熱而升溫后再送出如此循環(huán)往復(fù)。 考慮到系統(tǒng)的穩(wěn)定安全高效地運(yùn)行，系統(tǒng)中配備定壓、補(bǔ)水，電子水處理等附屬設(shè)備。 3、空調(diào)制冷系統(tǒng)的總裝機(jī)容量的確定及制冷設(shè)備的選型 3.1空調(diào)制冷系統(tǒng)的總裝機(jī)容量 空調(diào)冷源設(shè)備需要提供的的總供冷量（即制冷系統(tǒng)負(fù)荷）應(yīng)以夏季同時(shí)使用的（包括新風(fēng)和室內(nèi)冷負(fù)荷）各空氣調(diào)節(jié)區(qū)或各空調(diào)房間的冷負(fù)荷逐時(shí)進(jìn)行疊加，以某時(shí)刻出現(xiàn)的最大冷負(fù)荷作為制冷系統(tǒng)選擇設(shè)備的依據(jù)，還應(yīng)加上其它有關(guān)附加冷負(fù)荷。 式中：：風(fēng)系統(tǒng)冷量附加系數(shù)，一般取=5%-10%; ：水系統(tǒng)冷量附加系數(shù)，一般取=7%-10%; ：冷熱抵消引起的附加冷負(fù)荷，用附加系數(shù)表示，因采用露點(diǎn)送風(fēng)，=0; Q：按所服務(wù)的（同時(shí)使用的）各空氣調(diào)節(jié)區(qū)（或房間）逐時(shí)冷負(fù)荷的綜合最大值，Q=1200KW。 ∴ 3.2制冷機(jī)類型的選擇 根據(jù)HVAC設(shè)計(jì)指南,一般選冷水機(jī)組作為空調(diào)用冷源。冷水機(jī)組的選擇,一般依各種型式冷水機(jī)組所用制冷劑的種類、性能系數(shù)、適用的冷量范圍、自動(dòng)控制程度及對冷卻水源的水質(zhì)、水量等方面進(jìn)行綜合比較確定。 據(jù)參考文獻(xiàn)[5]制冷機(jī)的選擇應(yīng)根據(jù)制冷工質(zhì)的種類、裝機(jī)容量、運(yùn)行工況、節(jié)能效果、環(huán)保安全以及負(fù)荷變化和運(yùn)行調(diào)節(jié)要求等因素確定。即制冷機(jī)所用制冷劑應(yīng)符合環(huán)保要求：ODP均和GWP要?。黄湫阅芟禂?shù)COP要高，運(yùn)行時(shí)的調(diào)節(jié)性能要好等等。各種制冷機(jī)COP值及最佳冷量見表1。 表1 各種制冷劑冷量范圍及等效等級(jí)表 類型 額定制冷量（CC） （KW） 能效等級(jí)（COP，W/W） 1 2 3 4 5 風(fēng)冷式或蒸發(fā)冷卻式 CC≤50 3.20 3.00 2.80 2.60 2.40 50＜CC 3.40 3.20 3.00 2.80 2.60 水冷式 CC≤528 5.00 4.70 4.40 4.10 2.80 528＜CC≤1163 5.50 5.10 4.70 4.30 4.00 1163＜CC 6.10 5.60 5.10 4.60 4.20 注：節(jié)能型機(jī)組要達(dá)到表中能效等級(jí)2級(jí)，其他機(jī)組最低要達(dá)到表中的5級(jí)，該強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)于2005年3月1日實(shí)施。 結(jié)論：由于電制冷機(jī)的COP明顯高于溴化鋰吸收式制冷，本工程采用電制冷冷水機(jī)組作為空調(diào)用冷源制冷設(shè)備。 各種冷水機(jī)組COP值及最佳冷量范圍表見下表2。 表2 不同形式冷水機(jī)組的制冷量范圍、使用工質(zhì)及性能系數(shù) 制冷機(jī)種類 制冷劑 單機(jī)制冷量（kw） 性能系數(shù)（COP） 壓縮式制冷機(jī) 活塞式 （模塊式） R22、R134a （R12） 52～1060 3.57～4016 渦旋式 R22 ＜210 4.00～4.35 螺桿式 R22、(R12) 352～3870 4.50～5.56 離心式 R123(R11) 352～3870 4.76～5.90 R134a、（R12） 250～28150 R22 1060～35200 吸收式 蒸氣、熱水式 / ＜210 ＞0.6 /LiBr(雙效) 240～5279 1.00～1.23 直燃式 /LiBr(雙效) 240～3480 1.00～1.33 壓縮式制冷機(jī)性能系數(shù)能達(dá)到4左右，而吸收式制冷機(jī)僅為1左右，由于壓縮式制冷機(jī)（即電制冷機(jī)）的COP明顯高于吸收式制冷，本工程采用壓縮式制冷機(jī)作為空調(diào)用冷源制冷設(shè)備。 3.3制冷機(jī)型號(hào)、容量、臺(tái)數(shù)的確定 據(jù)參考文獻(xiàn)[5]一般空調(diào)用制冷機(jī)不考慮備用, 臺(tái)數(shù)不宜過多,一般2-4臺(tái)為宜，并應(yīng)于供冷負(fù)荷變化情況及運(yùn)行調(diào)節(jié)要求相適應(yīng)。多機(jī)頭機(jī)組可以選用單臺(tái)機(jī)組。優(yōu)選COP值高的、調(diào)節(jié)性能好的機(jī)型?？紤]到本工程實(shí)際，宜選用電制冷2臺(tái)冷水機(jī)組，以便于適應(yīng)供冷負(fù)荷變化情況及運(yùn)行調(diào)節(jié)要求。小容量的對應(yīng)選活塞或螺桿機(jī)；大容量的對應(yīng)選螺桿或離心機(jī)。 表3 水冷式冷水機(jī)組選型范圍 單機(jī)名義工況制冷量（kw) 冷水機(jī)組類型 ≤116 渦旋式 116～1054 螺桿式 1054～1758 螺桿式 離心式 ≧1758 離心式 表4 開利螺桿機(jī)技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 制冷量 KW 壓縮機(jī)型式 蒸發(fā)器 進(jìn)水溫度 ℃ 出水溫度 ℃ 流量m3/h 流程數(shù) 進(jìn)口口徑 mm 壓頭損失 kPa 23XL220 754 半封閉螺桿機(jī) 12 7 132 3 150 52 冷凝器 電機(jī) 進(jìn)水溫度 ℃ 出水溫度 ℃ 流量m3/h 流程數(shù) 進(jìn)口口徑 mm 壓頭損失 kPa 電源 V-Ph-Hz 額定工況電流 A 額定工況功率 KW 30 35 155 3 150 46 380-3-50 222 133 電機(jī) 重量 外形尺寸 堵轉(zhuǎn)電流（Y/Δ） A 冷卻方式 R22充入量 Kg 潤滑油充入量 L 機(jī)組吊裝重量 Kg 機(jī)組運(yùn)行重量Kg 長度 mm 寬度 mm 高度 mm 428/1340 直接噴制冷劑冷卻 340 16 5087 5487 2910 1500 2120 本工程采用兩臺(tái)制冷機(jī)，每臺(tái)制冷機(jī)所需冷量為712.8kw，根據(jù)表3選用螺桿式冷水機(jī)組。 根據(jù)每臺(tái)制冷機(jī)所需冷量為712.8kw，以及強(qiáng)條規(guī)定電制冷機(jī)總裝機(jī)容量與計(jì)算需要的冷負(fù)荷比值不超過1.1，因此根據(jù)開利螺桿機(jī)技術(shù)參數(shù)（表4）選擇開利23XL220螺桿機(jī)。 名牌冷卻水進(jìn)、出水溫度為30-35℃，而本設(shè)計(jì)的室外氣象參數(shù)的濕球溫度均在28.1℃左右，則經(jīng)冷卻塔冷卻進(jìn)冷凝器的進(jìn)水溫度在32℃左右，冷卻塔不能提供30℃的冷卻水，所以要進(jìn)行修正，冷凝溫度每提高1℃，制冷量減少1.3%，根據(jù)所給資料， 冷卻水進(jìn)水溫度為30℃，出水溫度為35℃時(shí)，機(jī)組制冷量為754KW，功率為140KW，冷水流量為129m3/h，冷卻水流量為154m3/h，兩臺(tái)機(jī)組制冷量為1508KW，滿足要求。 4.冷卻水、冷凍水管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算 4.1 冷卻塔的選型 4.1.1 冷卻塔的種類 根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]可知，冷卻水供應(yīng)系統(tǒng)分為自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)兩種，但自然通風(fēng)冷卻塔因占地面積大，體積大，且冷卻效率低，在制冷系統(tǒng)中已不采用，冷源常常采用機(jī)械通風(fēng)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。因此，空調(diào)用制冷普遍采用的是用機(jī)械通風(fēng)循環(huán)塔。 4.1.2冷卻塔型式、容量、臺(tái)數(shù)的確定 根據(jù)本工程情況,參考常用冷卻塔的幾種類型,進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較（查看表5），決定選用逆流式冷卻塔，其換熱效率高，并且可達(dá)到節(jié)省水資源的效果,冷卻塔容量大小應(yīng)按冷效和冷幅來選定，臺(tái)數(shù)宜按制冷機(jī)臺(tái)數(shù)一對一匹配設(shè)計(jì)，不考慮備用，所以選用2臺(tái)逆流式冷卻塔。 由已選擇的每臺(tái)冷水機(jī)組的冷凝器的水流量為154m3/h，查相關(guān)資料，確定冷卻塔型號(hào)為雙良冷卻塔BCNPDG-180(Ⅱ)，每臺(tái)冷卻塔相關(guān)參數(shù)見表6。 表5 逆流、橫流、噴射冷卻塔性能比較及適用條件 項(xiàng)目 逆流式冷卻塔 橫流式冷卻塔 噴射冷卻塔 效率 冷卻水與空氣逆流接觸，熱交換效率高 水量、溶劑散質(zhì)系數(shù)相同，填料容積要比逆流塔大15～20% 噴嘴噴射水霧的同時(shí)，把空氣導(dǎo)入塔內(nèi)，水和空氣劇烈接觸，在Δt小，-τ大時(shí)效率高，反之則較差 配水設(shè)備 對氣流有阻力，配水系統(tǒng)維修不便 對氣流無阻力影響，維護(hù)檢修方便 噴嘴將氣流導(dǎo)入塔內(nèi)，使氣流流暢，配水設(shè)備檢修方便 風(fēng)阻 水氣逆向流動(dòng)，風(fēng)阻較大，為降低進(jìn)風(fēng)口阻力降，往往提高進(jìn)風(fēng)口高度以減小進(jìn)風(fēng)速度 比逆流塔低，進(jìn)風(fēng)口高，即為淋水裝置高，故進(jìn)風(fēng)風(fēng)速低 由于無填料，無淋水裝置，故進(jìn)風(fēng)風(fēng)速大，阻力低 塔高度 塔總高度較高 填料高度接近塔高，收水器不占高度，塔總高低 由于塔上部無風(fēng)機(jī)，無配水裝置，收水器不占高度，塔總高最低 占地面積 淋水面積同塔面積，占地面積小 平面面積較大 平面面積大 熱濕空氣回流 比橫流塔小 由于塔身低，風(fēng)機(jī)排氣回流影響大 由于塔身低，有一定的回流 冷卻水溫差 Δt=可大于5℃，（-進(jìn)口溫度， -出口溫度） Δt可大于5℃ Δt=4～5℃ 冷卻幅高 -τ可小于5℃ -τ可小于5℃ -τ≧5℃ 氣象參數(shù) 大氣溫度τ可大于27℃ τ可大于27℃ τ<27℃ 冷卻水進(jìn)水壓力 要求0.1MPa 可≤0.5MPa 要求0.1～0.2MPa 噪聲 超低噪聲型可達(dá)55dB(A) 低噪聲型可達(dá)65dB(A) 可達(dá)60dB(A)以下 表6中注：Dg1為進(jìn)水管公稱直徑，Dg2為出水管公稱直徑，Dg3為自動(dòng)補(bǔ)水管公稱直徑，Dg4為溢流管公稱直徑，Dg5為排污管公稱直徑。 表6 冷卻塔參數(shù)表 型號(hào) 冷卻水量 m3/h 風(fēng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)功率 KW 進(jìn)水塔水壓 kPa 重量 Kg 噪聲 dB（A） 風(fēng)量 萬m3/h 直徑 mm 制品重量 運(yùn)轉(zhuǎn)重量 Dm 16m BCNPDG-180(Ⅱ) 180 11 2400 5.5 37 1999 3953 63 55.5 型號(hào) 外形尺寸 管徑（公稱直徑） H D h1 h2 h3 h4 Dg1 Dg2 Dg3 Dg4 Dg5 BCNPDG-180（Ⅱ) 4300 3750 205 50 580 610 150 175 25 50 50 基礎(chǔ)尺寸 φ1 Φ2 a b c L1 L2 3962 1500 250 500 10 480 450 4.2 冷凍站的布置 制冷機(jī)房設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定： 1、 制冷機(jī)房宜設(shè)在空調(diào)負(fù)荷中心； 2、 宜設(shè)置值班室或控制室，根據(jù)使用需求也可設(shè)置維修及工具間； 3、 機(jī)房內(nèi)應(yīng)有良好的通風(fēng)設(shè)備；地下機(jī)房應(yīng)設(shè)置機(jī)械通風(fēng)，必要時(shí)設(shè)置事故通風(fēng)；值班室或控制室的室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)滿足工作要求； 4、 機(jī)房應(yīng)預(yù)留安裝孔、洞及運(yùn)輸通道； 5、 機(jī)組制冷劑安全閥泄壓管應(yīng)接至室外安全處； 6、 機(jī)房應(yīng)設(shè)電話及事故照明裝置，照度不宜小于100lx，測量儀表集中處應(yīng)設(shè)局部照明； 7、 機(jī)房內(nèi)的地面和設(shè)備機(jī)座應(yīng)采用易于清洗的面層；機(jī)房內(nèi)應(yīng)設(shè)置給水與排水設(shè)施，滿足水系統(tǒng)沖洗、排污要求； 機(jī)房內(nèi)設(shè)備布置應(yīng)符合下列規(guī)定： 1、 機(jī)組與墻之間的凈距不小于1m，與配電柜的距離不小于1.5m； 2、 機(jī)組與機(jī)組或其他設(shè)備之間的凈距不小于1.2m； 3、 宜留不小于蒸發(fā)器、冷凝器或低溫發(fā)生器長度的維修距離； 4、 機(jī)組與其上方管道、煙道或電纜橋架的凈距不小于1m； 5、 機(jī)房主要通道的寬度不小于1.5m。 4.3 冷凍水、冷卻水管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.3.1 冷凍水、冷卻水系統(tǒng)的水流量 單臺(tái)冷水機(jī)組蒸發(fā)器的水流量為 129m3/h=35.8L/s，冷凍水系統(tǒng)總的水流量為35.8L/s2=71.67 L/s； 單臺(tái)冷水機(jī)組冷凝器的水流154m3/h=42.78L/s。所以冷卻水系統(tǒng)總的水流量為42.78L/s2=85.56L/s。 4.3.2 冷凍水、冷卻水管路系統(tǒng)的水力計(jì)算 （1） 管徑的確定 式中： L——水流量（） V——計(jì)算流量（） （2） 管路的阻力計(jì)算原理（總阻力=沿程阻力+局部阻力） 沿程阻力： 式中：——長度為的直管段的摩擦阻力； ——水與管內(nèi)壁間的摩擦阻力系數(shù)； ——直管段的長度； ——管內(nèi)徑； ——水的密度，當(dāng)4℃時(shí)1000； ——長度為1m的直管段的摩擦阻力。 其中摩擦阻力系數(shù)值與流體的性質(zhì)、流速、管內(nèi)徑大小和管內(nèi)壁的粗糙有關(guān)，可以用下式計(jì)算： 式中：——管內(nèi)壁的當(dāng)量絕對粗糙度（m）； 推薦水管的值為：開式系統(tǒng)取0.0005m；閉式系統(tǒng)取0.0002m。 Re——雷諾數(shù)，與水的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)，水溫，流速和管徑有關(guān)。 局部阻力： （Pa) 式中：——局部阻力系數(shù)； ——流速（m/s)； ——密度（kg/m）； 各管段管徑各管段標(biāo)注如下圖： 冷凍水冷卻水水力計(jì)算草圖 計(jì)算結(jié)果見表7，表8，表9，表10。 表7冷凍水管水力計(jì)算 冷凍水管水力計(jì)算 管段 流量（L/S） 管徑（mm） 管長（m） 水流速v(m/s) 比摩阻R(Pa/m) 沿程阻力Py(Pa) ζ 局部阻力Pj(Pa) 總阻力 Py+Pj(Pa) 1 71.67 200 6.5 2.13 220.81 1435.27 2268.45 4.5 10208.03 11643.29 2 35.8 150 15.3 2.03 299.53 4582.81 2060.45 4 8241.80 12824.61 3 71.67 200 20.5 2.13 220.81 4526.61 2268.45 8.4 19054.98 23581.59 4 35.8 150 7.5 2.03 299.53 2246.48 2060.45 7.4 15247.33 17493.81 5 35.8 150 12.5 2.03 299.53 3744.13 2060.45 11.5 23695.18 27439.30 6 71.67 200 1.4 2.13 220.81 309.13 2268.45 1.5 3402.68 3711.81 管道總阻力損失：ΣPy+ΣPj=88452.61pa 表8冷凍水系統(tǒng)局部阻力系數(shù)表 局部阻力系數(shù)表 管段 類型 阻力系數(shù)ζ 個(gè)數(shù) ∑ζ 管段 類型 阻力系數(shù)ζ 個(gè)數(shù) ∑ζ 1 蝶閥 0.5 2 1 4 90彎頭 1 3 3 分流三通 1.5 1 1.5 蝶閥 0.5 1 0.5 90彎頭 1 1 1 止回閥 3.4 1 3.4 4.5 軟接 0.5 1 0.5 2 蝶閥 0.5 1 0.5 7.4 y型過濾器 3 1 3 5 軟接 0.5 1 0.5 軟接 0.5 1 0.5 電動(dòng)閥 7 1 7 4 蝶閥 0.5 1 0.5 3 分流三通 1.5 2 3 90彎頭 1 3 3 90彎頭 1 1 1 合流三通 0.5 1 0.5 軟接 0.5 1 0.5 11.5 止回閥 3.4 1 3.4 6 90彎頭 1 1 1 蝶閥 0.5 1 0.5 蝶閥 0.5 1 0.5 8.4 1.5 表9冷卻水管水力計(jì)算表 冷卻水管水力計(jì)算表 管段 流量（L/S） 管徑（mm） 管長（m） 水流速v(m/s) 比摩阻R(Pa/m) 沿程阻力Py(Pa) ζ 局部阻力Pj(Pa) 總阻力 Py+Pj(Pa) 7 42.78 200 6.1 1.27 98.94 603.53 806.45 4.3 3467.74 4071.27 8 85.56 250 17.2 1.63 120.92 2079.82 1328.45 7 9299.15 11378.97 9 42.78 200 1.9 1.27 98.94 187.99 806.45 7.5 6048.38 6236.36 10 42.78 200 14.1 1.27 98.94 1395.05 806.45 10.5 8467.73 9862.78 11 85.56 250 5.5 1.63 120.92 665.06 1328.45 3.5 4649.58 5314.64 12 42.78 200 8.2 1.27 98.94 811.31 806.45 6 4838.70 5650.01 13 85.56 250 14.2 1.63 120.92 1717.06 1328.45 13.5 17934.08 19651.14 14 42.78 200 8.4 1.27 98.94 831.10 806.45 6.5 5241.93 6073.02 管道總阻力損失：ΣPy+ΣPj=68238.19Pa 表10冷卻水系統(tǒng)局部阻力系數(shù)表 局部阻力系數(shù)表 管段 類型 阻力系數(shù)ζ 個(gè)數(shù) ∑ζ 管段 類型 阻力系數(shù)ζ 個(gè)數(shù) ∑ζ 7 90彎頭 1 3 3 12 90彎頭 1 2 2 增擴(kuò)變徑 0.3 1 0.3 軟接 0.5 1 0.5 軟接 0.5 1 0.5 y型過濾器 3 1 3 蝶閥 0.5 1 0.5 蝶閥 0.5 1 0.5 4.3 6 8 90彎頭 1 7 7 13 90彎頭 1 5 5 7 合流三通 1.5 1 1.5 9 蝶閥 0.5 1 0.5 電子除垢儀 7 1 7 電動(dòng)閥 7 1 7 13.5 7.5 14 90彎頭 1 2 2 10 蝶閥 0.5 1 0.5 減縮變徑 0.1 1 0.1 電動(dòng)閥 7 1 7 軟接 0.5 1 0.5 90彎頭 1 3 3 止回閥 3.4 1 3.4 10.5 蝶閥 0.5 1 0.5 11 90彎頭 1 3 3 6.5 分流三通 0.5 1 0.5 3.5 4.3.3 冷凍水泵的選擇 冷凍泵臺(tái)數(shù)宜按冷水機(jī)組的臺(tái)數(shù)一對一匹配設(shè)計(jì)，不考慮備用，本工程選用2臺(tái)冷凍泵。而冷凍泵的選型是根據(jù)流量和揚(yáng)程選定。冷凍泵的流量按冷水機(jī)組蒸發(fā)器的額定流量定，并附加10%的余量，揚(yáng)程為冷凍水循環(huán)管路、管件、冷水機(jī)組蒸發(fā)器阻力和末端設(shè)備表冷器的阻力之和。本設(shè)計(jì)已經(jīng)知道分水器—末端裝置—集水器之間的壓差，只要計(jì)算出冷凍站內(nèi)冷凍水循環(huán)最不利環(huán)路的阻力，再加上蒸發(fā)器的阻力和末端告知的阻力，即為選冷凍泵揚(yáng)程的依據(jù)，當(dāng)然也要附加10%的余量。所以，流量為L1=129（1+10%）=141.9m3/h，揚(yáng)程為H1=（8.8+15.5+5.2)1.1=32.45mH2o。 根據(jù)額定流量和最不利環(huán)路的總阻力損失可以查水泵設(shè)備選型表，得出冷凍泵選用SB-X 100-80-165K。 4.3.4 冷卻水泵的選擇 冷卻泵的臺(tái)數(shù)宜按冷水機(jī)組的臺(tái)數(shù)一對一匹配設(shè)計(jì)，不考慮備用。本工程選用2臺(tái)冷卻泵。而冷卻泵的選型是同樣根據(jù)流量和揚(yáng)程選定。冷卻泵的流量按冷水機(jī)組冷凝器的額定流量定，并附加10%的余量，揚(yáng)程由冷卻水系統(tǒng)阻力（管道、管件、冷凝器阻力之和），冷卻塔積水盤水位至冷卻塔布水器的高差，冷卻塔布水器所需阻力組成，并附加10%的余量。所以，流量為L2=154（1+10%）=169.4 m3/h，揚(yáng)程為H2=（4.6+6.8+3.7+2.5）1.1=19.36mH2o。 根據(jù)額定流量和最不利環(huán)路的總阻力損失可以查水泵設(shè)備選型表，得出冷凍泵選用SB-X 125-100-155/125K。 5、 其它輔助設(shè)備的選擇 5.1水系統(tǒng)的水質(zhì)控制 根據(jù)參考文獻(xiàn)[14]可知，空調(diào)冷凍水系統(tǒng)為閉式系統(tǒng)，一般不需要為防止水垢的形成而進(jìn)行水處理，也不需要對水藻的控制而使用藥物。空調(diào)冷卻水系統(tǒng)為開式系統(tǒng)，因?yàn)榕c空氣接觸，易產(chǎn)生結(jié)垢、腐蝕、泥渣和水藻，因此需采取防垢、防腐蝕、防水藻的水處理技術(shù)措施。 5.2水系統(tǒng)的補(bǔ)水量及補(bǔ)水位置確定 在開式機(jī)械通風(fēng)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中，各種水量損失的總和即是系統(tǒng)必需的補(bǔ)水量。 （1）蒸發(fā)損失：冷卻水的蒸發(fā)損失與冷卻水的溫降有關(guān)，一般當(dāng)溫降為5℃時(shí)，蒸發(fā)損失為循環(huán)水量的0.93%；當(dāng)溫降為8℃時(shí)，則為循環(huán)水量的1.48%。 （2）飄逸損失：由于機(jī)械通風(fēng)的冷卻塔出口風(fēng)速較大，會(huì)帶走部分水量，國外有關(guān)設(shè)備其飄逸損失為循環(huán)水量的0.15%-0.3%；國產(chǎn)質(zhì)量較好的冷卻塔的飄逸損失約為循環(huán)水量的0.3%-0.35%。 （3）排污損失：由于循環(huán)水中礦物成分、雜質(zhì)等濃度不斷增加，為此需要對冷卻水進(jìn)行排污，通常排污損失量為循環(huán)水量的0.2%-1%。 （4）其他損失：包括在正常情況下循環(huán)泵的軸封漏水，以及個(gè)別閥門、設(shè)備密封不嚴(yán)引起漏液，設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，冷卻水外溢損失等。 綜上，一般采用低噪聲的逆流式冷卻塔，使用在離心式冷水機(jī)組的補(bǔ)水率約為2.28%，對溴化鋰吸收式制冷機(jī)的補(bǔ)水率約為22.83%。如果概略估算，制冷系統(tǒng)的補(bǔ)水率為2%-3%。本工程的補(bǔ)水率按2%計(jì)算，所以單臺(tái)冷卻塔補(bǔ)水量為：1552%=3.10 m3/h。 冷凍水系統(tǒng)在膨脹水箱處補(bǔ)水，冷卻水系統(tǒng)在冷卻塔下部的集水盤處補(bǔ)水。 5.3冷凍水系統(tǒng)的定壓方式定壓設(shè)備的選擇 空調(diào)水系統(tǒng)一般采用開式膨脹水箱定壓的閉式循環(huán)系統(tǒng)，也可采用閉式膨脹罐定壓或補(bǔ)水泵變頻定壓方式，本系統(tǒng)定壓設(shè)備采用膨脹水箱 Vc=α△tVcm3 式中 ： Vc—膨脹水箱有效容積（即由信號(hào)管到溢流管之間高度對應(yīng)的水箱容積），m3 ； α—水的體積膨脹系數(shù)，α=0.0006 /℃； △t—最大的水溫變化值 ，℃； Vc—系統(tǒng)內(nèi)的水容積， m3。 對于一般民用建筑，若以系統(tǒng)的設(shè)計(jì)冷負(fù)荷Qc為基礎(chǔ)，系統(tǒng)的單位水容量大約為2～3L/KW進(jìn)行簡化計(jì)算，即V=αVc△t =0.0006（ 2～3）Qc△t=（0.07～0.1）Qc （L），所以水箱容積約為Vc=0.0851663.2=141.372L 5.4分水器、集水器 分集水器直徑應(yīng)按總流量通過時(shí)的斷面流速為0.5-1m/s 初選，并應(yīng)大于最大接管開口直徑的2倍；長度的確定應(yīng)保證各接管之間間距為120mm,兩頭接管至管頭間距為100mm。該公用建筑空調(diào)末端水系統(tǒng)共分為三路，分別供標(biāo)準(zhǔn)層風(fēng)機(jī)盤管、標(biāo)準(zhǔn)層新風(fēng)機(jī)組和公用部分的柜式空氣處理機(jī)組，各路的冷量分配比例大約為：42%（盤管）：26%（新風(fēng)）:32%（公共）。所以盤管、新風(fēng)和公用的流量分別為71.642%=30.072L/s；71.626%=18.616 L/s；71.632%= 22.912L/s。根據(jù)流量確定管徑分別為DN150，DN125，DN125。查相關(guān)資料得膨脹水箱接管直徑為DN40。分集水器之間的旁通管按最大流量（一臺(tái)冷水機(jī)組流量）選取，直徑為DN125，所以集水器長度為：L1=602+1205+125+40+150+125+150+200=1510mm；分水器長度為：L2=602+200+150+125+150+125+1204=1350mmmm。分集水器直徑均為400mm。 冷水機(jī)組減震器、水泵減震器、管路上各種閥件、過濾器、壓力表、溫度計(jì)、軟接頭等在必要位置設(shè)置。 6、制冷設(shè)備和管道的保溫 6.1需要保溫的設(shè)備和管道 為了防止冷量的損失，所以必須對相關(guān)管道和設(shè)備進(jìn)行一定的保溫措施。需要進(jìn)行保溫的設(shè)備和管道有：制冷機(jī)的吸氣管，蒸發(fā)器及其與膨脹閥之間的供液管，分水器，集水器，冷水管道。 6.2 設(shè)備和管道的保溫要求 （1）保溫層的外表面不得產(chǎn)生凝結(jié)水； （2）采用非閉孔材料的保溫層的外表面應(yīng)設(shè)隔汽層和和保護(hù)層；、 （3）管道和支架之間，管道穿墻、穿樓板處，應(yīng)采取防止“冷橋”的措施。 6.3 保溫材料的選擇 （1） 保冷材料的主要技術(shù)性能應(yīng)按國家現(xiàn)行《設(shè)備及管道保冷設(shè)計(jì)導(dǎo)則》的要求確定； （2） 優(yōu)先選用導(dǎo)熱系數(shù)小、濕阻因子大、吸水率低、密度小、綜合經(jīng)濟(jì)效益高的材料； （3） 保冷材料應(yīng)為不燃或難燃（B1級(jí)）材料。 橡塑保溫具有的優(yōu)勢: 絕熱性好, 減少空調(diào)的散熱損失, 縮短施工周期, 美觀, 經(jīng)久耐用, 使用壽命長, 使用范圍廣。所以，經(jīng)過分析可以決定本次設(shè)計(jì)選用橡塑保溫材料。 6.4保溫層厚度的確定 本設(shè)計(jì)以保證其外表面不結(jié)露為原則確定保溫層的厚度。確保其外表面不結(jié)露的保溫層外表面溫度，比最熱月室外空氣的平均露點(diǎn)溫度高2℃，根據(jù)任務(wù)書所給的氣象參數(shù)，查濕空氣焓濕圖，得到最熱月室外空氣的平均露點(diǎn)溫度為25℃。保溫層的計(jì)算根據(jù)下列公式： 式中：d-管徑； λ-保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)； hw，g—保溫材料外表面與空氣外表面對流傳熱系數(shù)，一般為8.1w/m2k； te—保溫外表面不結(jié)露溫度為tl+2℃； tn，g—保溫層內(nèi)表面溫度（7℃或12℃）； tw，g—保溫層外表面溫度 綜上： hw，g=8.1 W/m2K ，λ=0.032 W/m2K，tw，g=27.9℃，te=tl+2℃=24.8+2=29.4℃ 當(dāng)d=150mm，tn，g=7℃時(shí)，δ=20mm； 當(dāng)d=200mm，tn，g=7℃時(shí)，δ=20mm； 當(dāng)d=250mm，tn，g=7℃時(shí)，δ=20mm； 當(dāng)d=150mm，tn，g=12℃時(shí)，δ=15mm； 當(dāng)d=200mm，tn，g=12℃時(shí)，δ=15mm； 當(dāng)d=250mm，tn，g=12℃時(shí)，δ=15mm。 所以，管內(nèi)水溫為7℃時(shí)，保溫層厚度為20mm，管內(nèi)水溫為12℃時(shí)，保溫層厚度為15mm。 6.5保溫結(jié)構(gòu)的做法 本次工程采用保溫結(jié)構(gòu)做法如下： 水管道橡塑保溫做法示意圖 符號(hào)說明： 1-防銹層 2-保溫層 3-隔汽層 4-保護(hù)層 5-色層 7、制冷機(jī)房的通風(fēng) 7.1機(jī)房通風(fēng)的規(guī)定 1、設(shè)備保持良好通風(fēng)，無自然通風(fēng)時(shí)應(yīng)設(shè)機(jī)械通風(fēng)。設(shè)備特殊要求時(shí)，通風(fēng)應(yīng)滿足設(shè)備工藝要求； 2、制冷機(jī)房設(shè)備間排風(fēng)系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置且排向室外。冬季室內(nèi)溫度不宜低于10C，夏季不宜高于35C； 3、機(jī)房應(yīng)分別計(jì)算通風(fēng)量和事故通風(fēng)量。當(dāng)機(jī)房內(nèi)設(shè)備放熱量數(shù)據(jù)不全時(shí)，通風(fēng)量可取（4-6）次/h。事故通風(fēng)量不應(yīng)小于12次/h。事故排風(fēng)口上沿距室內(nèi)地坪的距離不應(yīng)大于1.2m。 7.2機(jī)房通風(fēng)的計(jì)算 機(jī)房的體積為1260m。 根據(jù)機(jī)房房間窗戶布局，熱壓作用下的自然通風(fēng)可忽略，只考慮風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)。 風(fēng)壓：ΔP=Kv2ρ/2 式中：K：空氣動(dòng)力系數(shù)，取0.8 v：風(fēng)速 m/s，取2.4 ：空氣密度 Kg/m3，取1.15 ∴ΔP=0.82.421.15/2=2.65 Pa 通風(fēng)量：qv=F（2ΔP/ ）1/2 式中：：窗孔流量系數(shù)，取0.8 F：窗孔面積 m2 考慮南和東南方向，每面墻窗戶全開，則流通空洞面積為窗戶面積的一半。 窗戶高2米，則qv=0.8（21.5）4（22.65/1.15）1/2=20.6m3/s=74193m3/h 事故通風(fēng)按最不利條件考慮，即機(jī)房通風(fēng)完全靠機(jī)械通風(fēng)承擔(dān)，排風(fēng)量為 L=126012=15120m3/h < 74193m3/h 故自然通風(fēng)可滿足事故通風(fēng)要求，無需設(shè)置機(jī)械通風(fēng)。 8、設(shè)計(jì)總結(jié) 此次課程設(shè)計(jì)的過程非常復(fù)雜，在此過程中我學(xué)習(xí)到了很多東西。通過這次課程設(shè)計(jì)，是我對制冷基礎(chǔ)機(jī)房設(shè)計(jì)過程中對規(guī)范的參考有了深入的認(rèn)識(shí)，更多的學(xué)會(huì)了查閱資料，參考文獻(xiàn)，通過這種查閱的過程不斷地積累和學(xué)習(xí)了很多專業(yè)知識(shí)，這是平時(shí)的學(xué)習(xí)很少能直觀體會(huì)到得東西。 對制冷課程設(shè)計(jì)，我從最初的一片茫然到逐步設(shè)計(jì)畫圖，直至最后的按時(shí)按質(zhì)按量完成任務(wù)，在此過程中我收獲頗多！感觸之一就是要獨(dú)立完成任務(wù)同時(shí)與同學(xué)團(tuán)結(jié)協(xié)作。在設(shè)計(jì)過程中好多設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)需要自己獨(dú)立的去構(gòu)思和查閱資料，它鍛煉了我們獨(dú)立自主的能力，同時(shí)在和同學(xué)互相商討咨詢與合作的過程中，讓我了解到自己設(shè)計(jì)的不完善之處，也享受了與同學(xué)團(tuán)結(jié)合作的無窮快樂！ 我覺得這樣一次課程設(shè)計(jì)扎實(shí)的增加了我對專業(yè)設(shè)計(jì)方面的認(rèn)識(shí)，一種直觀的認(rèn)識(shí)，付出努力以后獲得的不少收獲。 有這樣一次的課程設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)對學(xué)習(xí)好專業(yè)知識(shí)非常有用幫助，在大學(xué)學(xué)習(xí)階段，我們希望獲得更多的鍛煉，更好的為明年的找工作打下扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)，也能將來走向社會(huì)，走向工作崗位以后，計(jì)量減少一些初級(jí)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，用良好的專業(yè)知識(shí)應(yīng)用到將來的工作。 本次課程經(jīng)過一周半到此結(jié)束。畢竟是第一次做制冷空調(diào)技術(shù)方面的設(shè)計(jì)，許多不足，還有很多需要加強(qiáng)學(xué)習(xí)的地方，之前專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)也不扎實(shí)，暴露的問題還需要在后面的時(shí)間里學(xué)習(xí)。 9、參考文獻(xiàn) 1、制冷技術(shù)與應(yīng)用 陳汝東 2、空氣調(diào)節(jié)用制冷技術(shù) 彥啟森 3、HVAC設(shè)計(jì)指南 陸耀慶 4、采暖通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB5009-2003） 5、全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施 暖通空調(diào)動(dòng)力（2003） 6、實(shí)用制冷工程設(shè)計(jì)手冊 郭慶堂 7、空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊 電子工業(yè)部十院 8、實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊 陸耀慶 9、簡明空調(diào)用制冷工程設(shè)計(jì)手冊 郭慶堂 10、暖通空調(diào)制圖標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50114-2001） 11、各種冷水機(jī)組、冷卻塔等設(shè)備樣本 12、中央空調(diào)工程精選圖集 長沙泛華中央空調(diào)研究所編 13、民用建筑空調(diào)制冷設(shè)計(jì)資料集 宋孝春 14、暖通空調(diào) 陸亞俊 15、有關(guān)樣本、樣圖 16、民用建筑供暖通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB5009736-2012）