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1、_*冷热源工程课程设计题 目： 贵阳市某三层大酒楼冷热源工程课程设计 学 院： 专 业： 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 完成日期： 目录第一章 冷热源设计初步资料31.1. 课程设计题目31.2. 课程设计原始资料3第二章 制冷工程设计说明42.1冷水机组的总装机容量42.2. 冷水机组台数选择42.3. 确定冷源方案42.3.1. 方案一：采用LSZ系列半封闭式螺杆式冷水机组42.3.2. 方案二：采用BZY系列溴化锂吸收式冷水机组62.3.4. 经济性分析72.4. 冻水泵的选型和计算72.4.1. 水泵流量和扬程的确定72.5. 冷却塔设计计算102.6. 冷却水泵的选型和
2、计算112.6.1. 冷却水最不利环路及计算112.6.2. 冷却水循环局部阻力计算122.6.3. 冷却水循环沿程阻力和总阻力计算122.6.4. 冷却水泵选型132.7. 膨胀水箱的选型132.7.1. 膨胀水箱的容积计算132.7.2. 膨胀水箱的选型142.8. 分水器和集水器的选择152.8.1. 分水器和集水器的构造和用途152.8.2. 分水器和集水器的计算及选型152.9. 保温与防腐162.9.1. 管道保温162.9.2. 管道防腐17第三章 热源工程设计说明183.1. 热源设备类型183.2. 热水供应温度193.3. 锅炉型号及台数的选择203.3.1. 锅炉选型分析
3、203.4. 板式换热器选型203.5. 锅炉补水量及水处理设备选择213.5.1. 锅炉设备的补给需水量213.5.2. 补给水箱的确定选择213.6. 一次侧循环水泵的计算及选型223.6.1. 一次侧循环水泵水量扬程计算223.6.2. 一次侧循环水泵的选型223.7. 二次侧循环水泵的计算及选型233.7.1. 水泵流量和扬程的确定23个人小结及参考资料24第一章 冷热源设计初步资料1.1. 课程设计题目 贵阳市某三层大酒楼冷热源工程课程设计。1.2. 课程设计原始资料1.2.1. 大楼总面积及冷热负荷数据： 大楼总空调面积约为2490 m2 。 大楼冷负荷为680kw，所有冷源由制冷
4、机房提供，参数为7/12大楼热负荷为602kw，所有热负荷由锅炉房的提供，参数为60/50。1.2.2. 动力与能源资料 动力：城市供电 水源：城市供水1.2.3. 水质资料1) 总硬度： 4.8 mmol /L 2) 永久硬度：1.4 mmol /L3) 暂时硬度：3.4 mmol /L4) 总碱度： 3.4 mmol /L5) PH值： PH=7.56) 溶解氧： 5.8 mg/L7) 悬浮物： 0 mg/L8) 溶解固形物：390 mg/L1.2.4. 气象资料本次课程设计选择贵阳为设计城市1） 海拔高度：1050m2） 大气压力： 88790Pa 3） 冬季室外计算温度：54） 夏季室
5、外计算温度：28第二章 制冷工程设计说明2.1冷水机组的总装机容量 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。2.2. 冷水机组台数选择冷水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。由于该设计冷负荷为680KW，所以选择两台冷水机组。2.3. 确定冷源方案2.3.1. 方案一：采用LSZ系列半封闭式螺杆式冷水机组表1
6、LS350Z半封闭式离心式冷水机组性能参数型号LS350Z制冷量(KW)349电功率（KW）75.8COP4.60冷冻水水量(m3/h)60压降(Kpa)50管道尺寸（mm）114冷却水水量(m3/h)73.8压降(Kpa)50管道尺寸（mm）114尺寸长（mm）3600宽（mm）1100高（mm）1860单价(万元）36台数21）固定费用设备初投资：236=72（万元）安装费用：25%72=18 (万元)系统总投资费用L=72+18=90 (万元)银行年利率=5.94%使用年限n=15年=9.2万元式中： 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
7、备额定供冷功率为75.8KW，台数2台，电费0.5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=75.82122240.5=22万元3)设备年度费用设备年度费用=固定费用+年度使用费用=9.2+22=31.2万元2.3.2. 方案二：采用BZY系列溴化锂吸收式冷水机组表2 BZY250XD-K-H-Fa双效蒸汽型溴化锂冷水机组性能参数型号BZY425XD-K-H-Fa制冷量(KW)250台数3单价(万元）40COP1.36冷冻水水量(M3/h)42.5压降(Kpa)80接管直径（DN)100冷却水水量(M3/h)80压降(Kpa)80接管直径（DN
8、)1501）固定费用设备初投资：340=120（万元）安装费用：25%117=30 (万元)系统总投资费用L=120+30=150 (万元)银行年利率=5.94%使用年限n=15年=15万元2）年度使用费用年度运行费用 = 50万元3）设备年度费用设备年度费用=固定费用+年度使用费用=15+50=65万元2.3.4 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LS350Z半封闭式螺杆式冷水机组。2.4. 冻水泵的选型和计算2.4.1. 水泵流量和扬程的确定2.4.1.1 选择水泵所依据的流量Q和压头（扬程）H按如下确定： Q=1Qmax （m/s
9、）式中：Qmax按管网额定负荷的最大流量，m/s； 1流量储备系数，两台水泵并联工作时，1=1.2。 H=2Hmax (kPa)式中 Hmax管网最大计算总阻力，kPa； 2扬程（压头）储备系数，2=1.1-1.2。2.4.1.2 制冷机房的布置平面简图如下：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管路组成。L1=2500mm,L2=500mm,L3=200mm,L4=500mm，L5=2500mm 。1）L1管段直径D1=150mm, 管段流量V=60 m/h,v1=0.94 m/s。2）取L2管段经济流速v2=1.9m/s,管段流量V=120m/h,则D
10、2=150mm,取D2公称直径为DN150。3）L3管段管径D3=150mm, 管段流量V=120 m/h,v3=1.90m/s.4）取L4管段流速v4=1.9m/s, 管段流量V=120m/h,则D4=0.15m,取D4公称直径为DN150。5）L5管段直径D1=150mm, 管段流量V=60 m/h , v1=0.94 m/s。2.4.1.3 根据各段管径、流速查水管路计算图，计算各管段局部阻力如下：表3 冷冻水管段局部阻力计算表管段名称个数（KPa）L1截止阀222.590弯头10.6三通11L2截止阀123.53L3截止阀123.53L5截止阀222.590弯头10.6三通11 2.4
11、.1.4 各管段的沿程阻力和总阻力计算如下：表4 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）L125001500.941110.2782.52.78L25001501.93770.1893.533.71L32001501.93770.0753.533.6L45001501.93770.18900.189L525001500.941110.2782.52.78冷冻水压降为13.06 KPa，冷冻机房外冷冻水管网总阻力为0.3 MPa，则最不利环路的总阻力P=13.06+300+250=413.06 KPa
12、根据Q=1Qmax ，Qmax =60 m/h，两台水泵并联工作时，1=1.2，则Q=72 m3/h。根据H=2Hmax ，取2 =1.1，则H=454 KPa，即扬程H=46 m。2.4.1.5 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5 冷冻水泵性能参数型号100-65-200流量Qm/h100L/s27.78总扬程H（m）50转速n（r/min）2980功率N(kW)轴功率18.91电动机功率22泵效率（%）72叶轮直径D(mm)475泵重量W（kg）857台数（台）32.5 冷却塔设计计算根据所选制冷机组的性能参数选择冷却塔，进出口温度为3732，拟选
13、用2台冷却塔，则单台冷却塔流量为73.8m/h。通过查找中央空调设备选型手册，选择FKN-80方形型逆流式冷却塔。其规格如下表：表6 冷却塔性能参数机型FKN-80标准水量（m3/h）80外形尺寸(mm)长1880宽1880高3900送风装置风量（m3/h）56000电机KW3风叶直径（mm）1500配管尺寸（mm）温水入管125冷水出管125排水管40溢水管65补给水管20进塔扬程（mH2O）4.5运行质量（KG）1850噪音（dB(A)）59台数22.6. 冷却水泵的选型和计算2.6.1. 冷却水最不利环路及计算图2 冷却水系统最不利环路图由图可以得出：1）L6管段直径D6=150mm,
14、管段流量V=148 m/h ，则v6=1.16m/s。2）取L7管段流速v7=2.5m/s, 管段流量V=148m/h ，D7=0.144m，取D7公称直径为DN150.3）取L8管段流速v3=2.5m/s, 管段流量V=148m/h ，D8=0.144m，取D8公称直径为DN150.4）L9管段直径D4=150mm, 管段流量V=148 m/h ，则v9=1.16m/s。2.6.2. 冷却水循环局部阻力计算表7 冷却水管段局部阻力计算表管段名称个数（KPa）L1截止阀223.7690弯头10.6三通11L290弯头10.61.601L390弯头10.61.601L4截止阀223.7690弯头
15、10.6三通112.6.3. 冷却水循环沿程阻力和总阻力计算表8 冷却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）L125001501.161690.4233.764.18L260001502.323772.2621.6013.86L350001502.323771.8851.6013.49L425001501.161690.4233.764.18冷却水压降为15.71 KPa，冷却塔高度分别为19.9 m。则最不利环路的总阻力P=15.71+199+45+0.5=260 KPa根据Q=1Qmax ，Qmax
16、 =73.8 m/h，两台水泵并联工作时，1=1.2，则Q=89 m/h.根据H=2Hmax ，取2 =1.1，则H=286KPa，即扬程H=29 mH2O.2.6.4. 冷却水泵选型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9 冷却水泵性能参数型号125-100J-315A流量Qm/h112L/s31.11总扬程H（m）29转速n（r/min）1480功率N(kW)轴功率10.8电动机功率15泵效率（%）76叶轮直径D(mm)303泵重量W（kg）128台数（台）32.7. 膨胀水箱的选型2.7.1. 膨胀水箱的容积计算 根据V=，其中 =20 为系统的管道总水量 表10 空调
17、管道水量参数类型水量（L）供冷0.7-1.3供热1.2-1.9 =1.92488m2=4727.2 L V=0.0006204727.2=56 L2.7.2. 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11 膨胀水箱性能参数水箱形式圆形型号1公称容积0.3 m有效容积0.35m外形尺寸(mm)内径（d ）900高 H700水箱配管的公称直径DN溢流管40排水管32膨胀管25信号管20循环管202.8. 分水器和集水器的选择2.8.1. 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2.8.2.
18、 分水器和集水器的计算及选型2.8.2.1 分水器的计算及选型 已知该制冷循环系统中单台制冷机独自送冷冻水到分水器，因此循环量为120m/h,计算分水器的入水管径为： 145mm 取标准管径150mm。 分水器出水管径应与集水器入水管径一致，公式如下： D计算所需的管径，mm； G水的流量，m/h； 水的经济流速，取1.5-2.5m/s； 分水器出水管径与集水器入水管径计算： 送至负一楼： D= mm, 故取D=80mm。 送至一至三层： D= mm, 故取D=100mm。 泄水管按传统方式选取DN40。 软化水管进水管径选取DN40。 其中分水器的总进水管与泄水管装在分水器下部，其确定分水器
19、的长度及管径径： L=130+310+350+300+370+370+320+260+120=2530 由于工程实际中分水器的尺寸一般要比最大管径大2-3倍，故取分水缸的管径为400mm。 2.8.2.2 集水器的计算及选型 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。2.9. 保温与防腐2.9.1. 管道保温 本次设计中的保温部分主要是冷冻水管的保温，而冷却水管不需要做保温设计。查空调供冷管道最小保冷厚度表；地下机房供冷管道最小保冷厚度（mm）保冷位置柔性泡沫橡塑管壳、板玻璃棉管壳类地区类地区类地区类地区管径厚度管径厚度管径厚度管径厚度地下机房155019154025154
20、02515402565802250802850150301002510032503020035 根据以上表格，贵阳地区属于类地区，本次采用离心玻璃棉为保冷材料，故对于冷冻水管道的保冷层厚度取：在50200的管道的保冷层厚度为30mm。2.9.2. 管道防腐 本次设计对于管道的仿佛主要采用刷两遍红丹防锈漆，红丹防锈漆性能好，易涂刷，涂膜有较好的坚韧性、防水性和附着力，且能起阳极阻蚀剂作用。第三章 热源工程设计说明3.1. 热源设备类型在中央空调，特别是在高层民用建筑中央空调所用热源中，热水的使用是最为广泛的。首先，热水在使用的安全性方面比较好，其次，热水与空调冷水的性质基本相同，传热比较稳定。在
21、空调系统中，许多时候采用冷、热盘管合用的方式（即常说的两管制），可以减少空调机组及系统的造价，同时也给运行管理及维护带来了一定的方便。提供空调热水的锅炉按其使用能源的不同，主要分为两大类：（1）电热水锅炉 电热水锅炉的优点是使用方便，清洁卫生，无排放物，安全，无燃烧爆炸危险，自动控制水温，可无人值守。但其使用目前受到公共建筑节能设计标准（GB50189-2005）的限制。符合下列情况之一，建议采用电热锅炉、电热水器作为直接采暖和空气调节系统的热源： 电力充足、供电政策支持和电价优惠地区的建筑； 以供冷为主，采暖负荷较小且无法利用热泵提供热源的建筑； 无集中供热与燃气源，用煤、油等燃料受到环保或
22、消防严格限制的建筑； 夜间可利用低谷电进行蓄热、且蓄热电锅炉不在日间用电高峰和平段时间启用的建筑； 利用可再生能源发电地区的建筑； 内、外区合一的变风量系统中需要对局部外区进行加热的建筑。（2）燃气、燃油热水锅炉燃气、燃油热水锅炉的初投资比电热水锅炉略高，但运行费用低。其缺点主要是，第一安全性差，特别是燃气锅炉。燃气的泄漏会造成工作人员中毒，遇明火会产生燃烧爆炸，因此，燃气锅炉应有单独房间与用电设备，如水泵分隔开，并应有良好的通风供燃气燃烧和稀蚀机房空气中的燃气浓度。同时还应设泄漏报警器和气体灭火装置。运行中还应有人员值守。第二，燃气、燃油热水锅炉有170180的高温排烟，需建筑考虑排烟竖井，
23、从合适的地方排烟至室外。这是建筑工种最感麻烦的地方。燃气、燃油热水锅炉的额定热效率不应低于89%。燃气、燃油热水锅炉房单台锅炉的容量，应确保在最大热负荷和低谷热负荷时都能高效运行。综合考虑，该设计选择电热水锅炉提供空调热水的锅炉3.2. 热水供应温度 空调用热水水温地点的决定与空调设备使用的性质及工程有一定的关系。目前空调设备大致有两类，一类是用于全空气系统的空调机组，包括新风空调机组；另一类就是用于空气水系统中的风机盘管机组。从这两类机组的结构上看，前者通常能承受较高的热水温度，而后者因其结构紧凑，加上安装位置所限，散热能力是有限的。水温过高时，其机组内部温度有可能过高，对内部元器件，如电机
24、等会产生一定的影响。因此，一般来说，空调机组可采用较高的热水供、回水温度（95/70）；而风机盘管机组则采用较低的热水供、回水温度（60/50）。现有风机盘管通常的供热能力也都是以供水温度60为标准工况进行测试的。虽然也有一些厂商开发了用于高温热水的风机盘管，但实际工程中应用较为少见。 工程所在地区的地理位置也与热水温度有关，尤其是对于处理新风的空调机组而言，过低的热水温度对于寒冷地区空调机组内的盘管有发生冻裂的危险，这是应值得重视的。这种情况下可采用不同温度的热水分别用于空调机组和风机盘管，但这样做的结果是使设计变得复杂化，系统初投资增大，对施工和管理维护都会带来一些困难。就目前的实际情况来
25、看，华北及其以南的大部分地区，风机盘管与空调机组采用同一热水温度，即以风机盘管的适应性来决定水温是完全可行的。本设计采用热水供、回水温度（60/50）3.3. 锅炉型号及台数的选择3.3.1. 锅炉选型分析 由于本次设计建筑热负荷为602KW 。要求的是95/75的高温供回水， 本次先采用热负荷选择电锅炉的型号。 根据参考各种电热水锅炉的型号，选择方案为：选定WDZO.630-0.7/95/75 锅炉两台，额定供水温度95,回水温度75，其他具体参数如下：表12 锅炉参数型号WDZO.630-0.7/95/75输入功率(KW)630供热量（KW）616单价(万元）10台数1尺寸长（mm）237
26、0宽（mm）1550高（mm）1940核定工作压力（MPa）0.7热水量（m3/h）26进出口管径（mm）100重量（KG）15703.4. 板式换热器选型表13 板式换热器参数型号BR006处理水量（m3/h）25板间距（mm）3.5流道截面积（m2）42010-6台数1一次测进水温度（）95出水温度（）75二次侧进水温度（）60出水温度（）50压降（KPa）50重量（KG）703.5. 锅炉补水量及水处理设备选择3.5.1. 锅炉设备的补给需水量 Q=K*V 式中：Q 锅炉补水量（m3/h）；K 补给水率，可取5%；V 循环水量（m3/h）；Q=5%26m3/h=1.3m3/h 3.5.2
27、. 补给水箱的确定选择 补给水箱的作用有两个：一是软化水和凝结水与锅炉给水流量之间的缓冲，二是补给水的储备。给水箱的体积，按锅炉的补给水量1.3m3/h设计，水箱总容积在1/21D。故本次选择方形凝水箱1个凝水箱公称容积2m,有效容积2.06m。尺寸 长宽高(mm)：140014001200。3.6. 一次侧循环水泵的计算及选型3.6.1. 一次侧循环水泵水量扬程计算 由于热水供应系统为闭式系统，所以计算扬程时无需考虑高差影响。循环水泵扬程可按照如下公式计算： 循环水泵所需要的扬程=（水管进出锅炉的阻力损失+水管进出板式换热器的阻力损失+沿程阻力损失+局部阻力损失）1.2。设锅炉内水阻力损失为
28、50KPa，管路沿程阻力损失为30KPa，局部阻力损失为沿程阻力损失的50，板式换热器的阻力损失为50KPa，所以各区的循环水泵扬程均为：（5030300.550）1.2180KPa=18mH2O循环水量：Q=1Qmax =1.126 = 30 m3/h 3.6.2. 一次侧循环水泵的选型表14 循环水泵性能参数型号80-50J-250流量Qm/h30L/s8.33总扬程H（m）18.8转速n（r/min）1480功率N(kW)轴功率2.62电动机功率4泵效率（%）52叶轮直径D(mm)252泵重量W（kg）98台数（台）23.7. 二次侧循环水泵的计算及选型3.7.1. 水泵流量和扬程的确定
29、3.7.1.1 选择水泵所依据的流量Q和压头（扬程）H按如下确定： Q=1Qmax （m/s）式中：Qmax按管网额定负荷的最大流量，m/s； 1流量储备系数，两台水泵并联工作时，1=1.2。 H=2Hmax (kPa)式中 Hmax管网最大计算总阻力，kPa； 2扬程（压头）储备系数，2=1.1-1.2。热水机房压降为15 KPa，锅炉房外热水管网总阻力为0.3 MPa，则最不利环路的总阻力P=15+300+100=415 KPa根据Q=1Qmax ，Qmax =60 m/h，两台水泵并联工作时，1=1.2，则Q=72 m3/h。根据H=2Hmax ，取2 =1.1，则H=456 KPa，即
30、扬程H=46 m。3.7.1.2. 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15 二次侧热水泵性能参数型号100-65-200流量Qm/h100L/s27.78总扬程H（m）50转速n（r/min）2980功率N(kW)轴功率18.91电动机功率22泵效率（%）72叶轮直径D(mm)475台数（台）3个人小结 课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程通过课程设计也让我对现阶段所学的所有专业课有了一个系统的梳理，让我对专业课的课程有了一个系统的认识，更加的巩固的已经学的专业知识，提升了自己实践动手的能力。在这
31、次课程设计之前，我对建筑冷热源工程的流程只停留在初步阶段，能够了解冷水系统和热水系统的流程，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，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，通过这一课程设计不久让我对专业知识有了一个系统认识，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。最后我要感谢我的老师、同学在课程设计上给予我的指导、提供给我的支持和帮助，使我能顺利完成这次课程设计，让我能把系统做得更加完善。 参考资料 1、采暖通风与空气调节设计规范GB5001920032、实用供暖空调手册陆耀庆编中国建筑工业出版社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、空调冷热源机械工业出版社6、暖通空调制图标准GB/T50114-20017、冷热源及外线工程设计图集8、暖通空调规范实用手册，何耀东 ，中国建筑工业出版社 ，2008