暖通空调课程设计说明书.doc
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1、冷源工程课程设计说明书目录首页 冷源工程课程设计任务书3第一章 总论61.1 设计任务及要求61.2 原始资料及设计依据6第二章 制冷机组的选型72.1 制冷机组选型原则7 2.2 制冷机组的选型8 第三章 冷冻水系统的设计103.1 系统形式103.2 冷冻水系统的设计12第四章 冷却水系统的设计164.1 冷却塔选型164.2 冷却水系统的设计19第五章 定压补水系统的设计21第六章 布置制冷机房的注意事项216.1制冷机房管道及设备的布置216.2 制冷设备布置的几点注意事项216.3 制冷管道布置的几项原则 226.4 制冷设备和管道的保温防护处理222008级建筑环境与设备工程专业冷
2、源工程课程设计任务书编制: 李临平 宋翀芳太原理工大学环境与工程学院二0一一年十二月冷源工程课程设计任务书一、 设计题目某综合楼采暖通风空调系统用冷源工程设计二、 课程设计的基本要求1. 提倡进行综合性专业课程设计,培养整体设计的观念;2. 综合应用所学知识,能独立分析解决一般专业工程设计计算问题;3. 了解与专业有关的规范和标准;4. 能够利用语言文字和图形表达设计意图和技术问题;三、 本课程设计目的根据所学基础理论和专业知识,结合实际工程施工程序,按照工程设计规范、标准、设计图集和有关技术资料,在教师指导下每个学生独立完成所要求的工程设计。学生将通过本课程设计,系统地掌握冷源工程设计计算方
3、法、步骤,培养学生分析问题和解决冷源工程问题的能力,为将来到城市建设系统从事室内环境设备和建筑公共设施系统的设计、施工组织、调试、运行、工程经济管理和有关科学研究及技术开发等工作奠定基础。四、 原始资料1.建筑概况、土建原始资料和工程所在地区见上学期“采暖、通风与空调设计任务书”。2.气象资料设计计算所需气象资料,可根据所给工程地点从暖通空调气象资料集或有关设计手册中查找。3.水文地质资料通过调研对当地水文地质资料有所了解,为选择冷热源形式和充分利用地热资源、土壤资源、太阳能资源提供帮助条件。4.冷热媒参数可根据冷热源情况确定,也可给定。5.室内设计参数按采暖通风与空气调节设计规范(GB500
4、19-2003)以及相关的设计措施要求执行。五、 设计内容1.冷源设计进行冷源设计时,应进行建筑的冷负荷计算,详见上学期“采暖、通风与空调设计计算书”冷、热源设计应根据国家能源和环保政策,结合当地实际情况,确定冷、热源的种类和系统形式,鼓励采用新型环保冷热源形式。冷、热源设计还应进行主要设备的选择计算,包括制冷机、换热器或各种热泵等主要设备以及循环水泵、补给水泵、冷却塔、水处理设备等辅助设备,还应考虑系统的循环方式、定压方式、运行方式等设计内容,完成系统的设计。有能力者可设计制冷系统状态监测系统和量化管理方案和经济效益分析。以上内容,学生应根据指导教师的要求有所侧重,做到重点突出。六、 设计成
5、果要求设计的总体方案应体现国家能源政策、环保政策和实际情况,方案应有创意。1. 对设计计算书和说明书的要求设计计算书和说明书应有封面、前言、目录、必要的计算过程;在确定方案时应有一定的技术经济比较说明;内容分章节编写,重复计算尽量采用表格形式,参考资料应列出;设计计算书和说明书约2万字左右。要求设计说明书文理通顺、书写工整、叙述清晰、内容完整、观点明确、论证正确。2. 设计图纸要求绘制4张折合为2号图纸的工作量。图纸应包括设计及施工说明、主要设备材料明细表、系统(流程)图、设备基础图及设备平面图、管道平面图等。设计图纸要求图面整洁,图纸内容布置合理,图文全部采用工程字体,尽量选用标准图号,标题
6、拦按照统一规定格式绘制,图例及绘图方法执行国家有关制图规范。七、设计期限课程设计时间为第18周和19周。八、主要参考资料采暖通风与空气调节设计规范 GB50019-2003建筑设计防火规范 GB50016-2006公共建筑节能设计标准 GB50189-2005通风与空调工程施工质量验收规范 GB50243-2002冷水机组能效限定值及能源效率等级 GB19577-2004水源热泵机组 GB/T19409-2003蒸汽和热水型溴化锂吸收式冷(温)水机组 GB/T18431-2001暖通空调制图标准 GB/T50114-200105系列建筑标准设计图集 采暖通风专业 05N1-05N6 DBJT0
7、4-19-2005全国民有建筑工程设计技术措施 暖通空调动力中国计划出版社 2008年空气调节用制冷技术(第三版)中国建筑工业出版社 2002年6月实用供热空调设计手册(第三版)中国建筑工业出版社 1993年6月有关设备厂家的产品样本及技术资料第一章 总论1.1 设计任务及要求这部分见冷源工程课程设计任务书。1.2 原始资料及设计依据原始资料: (1)建筑概况: 本设计选择的对象是福州市某酒店楼, 东经11917,北纬2605,据热工气象分区为夏热冬暖地区。本工程是集商场、宾馆和娱乐为一体的综合性酒店建筑。建筑正立面为南向,该建筑物地上4层,地下层。总建筑面积为5642.50,空调区域面积为2
8、798.45建筑高度21.0m。其中,地下一层为设备用房及员工宿舍,地上部分为酒店。其中1层为商场,2到4层为客房,本次设计空调部分为一层到四层酒店空调系统设计,空调设计要求能够实现夏季供冷和冬季供热,一层以及三层中会议室采用全空气系统,客房采用空气-水系统。冷源工程设计要求能够实现夏季供冷。 (2)冷媒参数可根据冷源情况确定,也可给定。对未给出冷媒参数的,应按照设计规范和技术措施的要求选取,一般空调系统冬季空调热水60/50C,夏季空调冷水7/12C; (3)其他要求:应根据工程所在地区的资源情况,优先考虑新能源的应用。 设计基本参数:(1)根据建筑物所在的地区是福州,按采暖通风与空气调节设
9、计规范等有关规定确定。福州地区的采暖和空调室外参数为: 表2.1经度纬度夏季大气压(Pa)夏季空调室外干球温度 夏季空调室外湿球温度夏季空调日平均温度夏季计算日较差()东119.17北26.059974335.22830.49.2夏季室外平均风速(m/s)最热月相对湿度(%)冬季大气压(Pa)冬季采暖室外干球温度冬季空调室外干球温度冬季室外平均风速(m/s)最冷月相对湿度(%)2.96110126642.774(2) 室内设计参数为:室内要求温度夏季保持26,冬季按各房间使用情况综合确定。 第二章 制冷机组的选型2.1 制冷机组选型原则1.冷水机组的总装机容量总冷负荷=一层冷负荷+二层冷负荷+
10、三层冷负荷+四层负荷 具体见下表: 楼层冷负荷面积(m2)冷负荷指标(w/m2)冷负荷(kw)总冷负荷(kw)一层735.6652.91238.925231.819二层738.849066.496三层865.0845.15739.064 四层970.389087.334 2.由于当前冷水机组产品质量大大提高,冷热量均能达到产品样本所列数值,另外,系统保温材料性能好,构造完善,冷损失少,因此,冷水机组的总装机容量应以正确的空调负荷计算为准,可不作任何附加,避免所选冷水机组的总装机容量偏大,造成大马拉小车或机组闲置的情况。 3.对于管线较长的小区管网,则按具体情况确定。 4.冷水机组台数选择 冷水
11、机组台数选择应按工程大小,负荷变化规律及部分负荷运行的调节要求来确定。当空气调节冷负荷大于528kw时不宜少于2台。大工程台数也不宜过多。为保证运转的安全可靠性,当小型工程仅设1台时,应选用调节性能优良、运行可靠的机型,如选择多台压缩机分路联控的机组,即多机头联控型机组。 5、冷水机组机型选择(1)水冷电动压缩式冷水机组的机型宜按制冷量范围,并经过性能价格比进行选择。冷水机组机型 冷量范围(kw) 参考价格(元/kcal/h)往复活塞式 700 0.50.6螺杆式 1161758 0.60.7离心式 1758 0.50.6(2)电机驱动压缩机的蒸气压缩循环冷水机组,在额定制冷工况和规定条件下,
12、性能系数(COP)不应低于以下规定。水冷冷水机组机型 额定制冷量(kw) 性能系数(w/w)活塞式/涡旋式 1163 4.2螺杆式 1163 4.60离心式 1163 5.10根据用户使用要求,冷负荷及全年变化,太原当地能源等情况,比较制冷机房一次投资和全年运行费用,确定制冷机组类型,包括制冷方式,制冷剂种类,冷凝器冷却方式等。从单位制冷量消耗一次能源的角度看,电力驱动蒸汽压缩式制冷机组比吸收式制冷机组能耗要低。由于太原电力供应不算紧张,因此本工程采用电制冷蒸汽压缩制冷。本设计采用电制冷,依据(公共建筑节能设计标准 GB50189-2005)第5.4.2条“电力充足、供电政策支持和电价优惠地区
13、的建筑可采用电制冷。”并且采用螺杆机组。电制冷机组有活塞式、螺杆式和离心式机组。建筑面积小于15000平方米,一般选用活塞式和螺杆式,面积在3-4万平方米时一般选用离心式机组,本建筑面积为27669.29平方米,可选用活塞式和螺杆式机组。螺杆式机组与活塞式机组相比COP高,单机制冷量大,对湿压缩不敏感,噪音低,振动小,可靠性高,寿命长等优点。故本设计采用螺杆式机组。 从能耗,单机容量和调节等方面考虑,选择空调用蒸汽压缩式冷水机组时,单机名义工况制冷量大于1758kW时宜选用离心式;制冷量在10541758kW时,宜选用螺杆式或离心式;制冷量在7001054kW时,宜选用螺杆式;制冷量在1167
14、00kW时,宜选用螺杆机或往复式;制冷量小于116kW时,宜选用活塞式或涡旋式。考虑本工程实际总冷负荷大小,采用一台螺杆机,不考虑备用。2.2 制冷机组的选型冷冻水进出温度7/12 冷却水进出温度为当地湿球温度加五度,即28/33 选用一台麦克维尔单螺杆冷水机组,并根据产品性能修正表进行制冷量的修正。型号为WHS080.1B。由于制冷机组的设计冷却水进出口温度为30/35,考虑到福州当地湿球温度为28C,所以需要对机组的制冷量进行修正,按0.97修正。修正前制冷量为279.5kW,功率为61kW,修正后的制冷量271.12kW,功率为59.2kW. 制冷量(RT)制冷量(KW)输入功率KW制冷
15、剂运转电源79.5271.1259.2R22380V 3N-50HZ蒸发器冷凝器尺寸水流量L/S压降KPa水流量L/S压降KPaLWH(mm)13.442.716.7553533X820X1680压缩机 蒸发器冷凝器型式数量型式数量型式数量半封闭单螺杆1干式蒸发器1壳管式1 第三章 冷冻水系统的设计3.1 系统形式直接供冷:投资和机房占地面积少,而且制冷系数较高;缺点是蓄冷性能较差,制冷剂泄漏可能性增多。适用于中小型系统或低温系统。间接供冷:使用灵活,控制方便。适合于区域性供冷。开式冷冻水系统常用于有喷水室的空调系统。喷水室水池的水经溢流管靠自重流入中间水箱,再经水泵送至冷水设备的蒸发器,然后
16、送入喷水室。水箱水泵蒸发器喷水室管路内为压力流;喷水室水箱管路内为无压流。冷水循环泵的扬程需要克服水箱液面到最高喷水室液面之间的高差。中间水箱的主要功能是收集系统的回水,兼有一定的蓄冷(热)作用。闭式冷冻水系统分为定流量和变流量系统。单级泵定流量系统:系统循环水量不变,通过调节供水温度调节系统的供冷(热)量。空气处理设备可通过三通电动调节阀进行调节。当按一机一泵多台配置制冷机和水泵时,可以实现分阶段定流量运行。这一系统调节性较差,因此不适用于大型空调系统。分区单级泵定流量系统:系统总循水量不变,各空调分区按照系统阻力和流量要求分别设置循环水泵,适用于供水分区系统之间阻力相差悬殊的系统。单级泵变
17、流量系统双级泵定流量系统:总循水量不变,各空调分区按照系统阻力和流量要求分别设置二级循环水泵,空气处理设备可通过三通电动调节阀进行调节。一级泵扬程用来克服分水器和集水器之间的阻力。这一系统适用于大型空调系统且供水分区系统之间阻力相差悬殊的系统。 由于系统较小,各环路负荷特性和压力损失相差不大,采用闭式一次泵定流量冷冻水系统,水泵采用一用一备,冷源侧为定流量,负荷侧采用电动三通调节阀变流量。采用定压水泵补水定压的方式补水定压。由于只在夏季要求集中供冷因而采用单管制水系统。 单级泵定流量系统3.2 冷冻水系统的设计一确定总管径 依据全国民用建筑工程设计技术措施 节能专篇 暖通空调动力 1、空调冷水
18、一次泵定流量系统的设计要点 2、空调水系统的布置时和管径选择时应减少并联管路之间的压力损失的相对差额,当超过15时,应在计算的基础上根据水力平衡要求配置必要的水力平衡装置。 冷冻水流量:在没有考虑同时使用率的情况下选定的机组,可根据产品样本提供的数值选用或根据如下公式进行计算。如果考虑了同时使用率,建议用如下公式进行计算。公式中的Q为建筑没有考虑同时使用率情况下的总冷负荷。 L(m3/h)=Q(kW)/(5x1.163)冷却水流量:一般按照产品样本提供数值选取,或按照如下公式进行计算,公式中的Q为制冷主机制冷量 L(m3/h)=Q(kW)/(5x1.163)X(1.151.2) 计算结果见下表
19、:楼层冷负荷面积(m2)冷负荷指标(w/m2)冷负荷(kw)流量(m3/h)冷却水流量(m3/h)冷冻水流量(m3/h)一层735.6652.91238.9259.0539660.1248.24二层738.849066.49615.467三层865.0845.15739.0649.08629 四层970.389087.33420.3139在空调系统中所有水管管径一般按照下述公式进行计算:D(m)=(L(m3/h)/0.785x3600xV(m/s)0.5公式中:L-所求管段的水流量(第一步已计算出) V-所求管段允许的水流速空调系统管路水速(m/s)推荐表管径(mm) 15 20 25 32
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