第八章 制冷机房各种设备的选择.doc

　第八章 制冷机房各种设备的选择
8.1制冷机组的选择
8.1.1 机组选型
该空调系统的冷负荷为1050KW，从能耗方面考虑，采用3台电力驱动蒸汽压缩式制冷机组。在电制冷机组中，离心式制冷机组的单机容量>580KW,适用于大容量的空调制冷系统；螺杆式冷水机组的单机容量小于1160KW,适用于大中型空调系统，两者均能够满足要求，但从调节性能考虑该工程采用3台螺杆式冷水机组。
8.1.2 机组选型计算
本设计选用螺杆式冷水机组。（前面已论证）
机组选型计算：
整栋楼的最大冷负荷 1050.105KW
机组所需提供的冷量为 =1260.126KW
根据以上数据选择冷水机组见下表（表 8-1）
表8-1 冷水机组性能参数
型号
数量
(台)
制冷量（KW）
冷冻水流量（m3/h）
冷却水流量（m3/h）
冷冻水接管径（mm）
冷却水接管径（mm）
LSBLG350
1
350
42
75
DN100
2-DN80
LSBLG494
2
494
60
106
DN150
DN125
该冷水机组采用R22制冷工质，COP可达5.0，满足要求。三台机组完全运行时，总制冷量为:350+494×2=1338KW.满足最大负荷的情况；运行一台LSBLG350和一台LSBLG494时，制冷量为：350+494＝844KW，满足50％最大负荷的情况；运行两台LSBLG494时，制冷量为：494×2＝988KW,满足75％最大负荷的情况。因此，三台冷水机组具有工况优化的条件。
8.2分水器和集水器的选择
8.2.1分水器和集水器的构造和用途
分水器和集水器实际上是一段大管径的管子，在其上按设计要求焊接上若干不同管径的管接头，在集中供水（供冷和供热）系统中，采用集水器和分水器的目的是有利于空调分区的流量分配和调节，亦有利于系统的维修和操作。
确定分水器和集水器的原则是使水量通过集管时的流速大致控制在0.5～0.8m/s范围之内。分水器和集水器一般选择标准的无缝钢管（公称直径DN200～DN500）。
8.2.2 分水器和集水器的尺寸
供水集管又称分水器（或分水缸），回水集管又称集水器（或回水缸），它们都是一段水平安装的大管径钢管。冷水机组生产的冷水送入供水集管，再经供水集管向各支系统或各分区送水，各支系统或各分区的空调回水，先回流至回水集管，然后由水泵送入冷水机组。供回水集管上的各管路均应设置调节阀和压力表，底部应设置排污阀或排污管（一般选用DN40）。
供回水集管的管径按其中水的流速为0.5～0.8 m/s范围确定。管长由所需连接的管的接头个数、管径及间距确定，两相邻管接头中心线间距为两管外径+1200mm，两边管接头中心线距集管断面宜为管外径+60mm。
根据《中央空调设备选型手册》[4]P650，分水器和集水器尺寸确定方法如下：
1）分水器的选型计算
取其中的流速为0.5m/s，循环水量为50.005 l/s由公式可计算缸体内径为357.36mm,拟选用DN350的无缝钢管。
2）集水器的选型计算
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。
根据以上原则，分水器和集水器选择DN350尺寸。
8.3 补水定压系统的选型与计算
8.3.1补给水箱的选型和计算
补给水箱的作用是收容和补偿系统中的水量，因此，膨胀水箱已经成为空调系统中的主要部件之一。
空调水系统的补给水量△V可以按照下列公式计算：
△V=（）· ·F 公式（8-1）
式中：——系统运行前水密度，kg/l；
——系统运行后水密度，kg/l；
——水容量概算值，l/m2；
F——建筑总面积，m2。
查表得=0.993925（t=35℃），=0.99974（t=7℃），查表可得=1.0，建筑面积约为5625 m 2。则
△ V=（）· ·F=113.65 L
因膨胀水量较小，而一般膨胀水箱有效容积为0.5-1.0 m 3，则本系统的膨胀水箱有效容积可取0.5m 3。
注意：膨胀水箱应加盖和保温，常用带有网格线铝箔帖面的玻璃棉作保温材料，保温层厚度为25mm。
8.3.1补给水泵的选型和计算
补给水泵在闭式系统中起定压补水的作用，是中央空调中广泛采用的定压方式。
补给水泵的扬程应保证将水送到系统最高点并留有2～5mHO的富裕压头。补给水泵的流量应满足系统的漏水量。正常情况下补水量取系统循环水量的1%，事故补水量为正常补水量的的四倍。
水泵扬程 H=19.8+3=22.8 m
正常情况下的水泵的流量 L=0.01× Lmax =0.01×144=1.44 m3/h
事故时水泵的流量 L=4×0.01× Lmax =5.76 m3/h
根据《中央空调设备选型手册》，选用一台IS50-32-250型水泵，其流量为3.75m 3/h，扬程为20mH2O，电机功率为1.5KW，转速为1450r/min，正常情况下使用。选用一台IS65-40-315型水泵，其流量为7.5m 3/h，扬程为31.7mH2O，电机功率为14KW，转速为1450r/min，事故情况下使用。
8.4 水泵的选型和计算
8.4.1冷冻水泵的选择和计算
该厂房最不利环路为三层空调机组至一层机房的循环水路。闭式空调冷水系统是最常用的系统
1、循环水泵的流量
公式（8-2）
=1050.105/(1.1635)=180.6 ()
1、 循环水泵所需扬程
冷水机组阻力取70kPa(7m水柱)；
管路阻力：取冷冻机房内的除污器、集水器、分水器及管路等的阻力为50 kPa；取输配侧管路长度40m与比摩阻150Pa/m，则摩擦阻力为40150=6 kPa；如考虑输配侧的局部阻力为摩擦阻力的50%，则局部阻力为6 kPa50%=3 kPa；系统管路阻力为50 kPa+6kPa+3kPa=59 kPa(5.9m水柱)；
空调末端装置阻力：组合式空调器的阻力一般比风机盘管阻力大，故取前者的阻力为45 kPa(4.5m水柱)；
二通调节阀的阻力：取40 kPa(4m水柱)。于是水系统和各部分阻力之和为H=70kPa+59 kPa+45 kPa+40 kPa=214 kPa(21.4m水柱)；
水泵扬程：取10%的安全系数，则扬程H=21.41.1=23.54m。
根据《中央空调设备选型手册》，，选用IS100-65-315三台[10]（两用一备），其性能参数见下表8-2。
表8-2 IS型单级单吸清水离心泵性能参数表(2900r/min) [10]
型号
数量
流量
扬程
功率KW
效率
气蚀余量
m3/h
MPa
轴功率
电机功率
%
m
IS100-65-160
3
60
0.284
6.59
7.5
72
3.0
8.4.2冷却水泵的选择和计算
根据选型原则，选择三台冷却水泵（两用一备）。
1）水泵流量的确定
水泵水量 L=(1.1~1.2) Lmax ， m3/h 公式（8-3）
式中 Lmax —— 设计最大流量
1.1~1.2—— 放大系数，水泵单台工作时取1.1，多台并联工作时取1.2。
水泵流量 L=1.2×181=217.2 m3/h
2）水泵扬程H 的确定
水泵扬程H 按下式计算：
H =· Hmax 公式（8-4）
式中：H——水泵扬程，m;
Hmax——水泵所承担的最不利环路的水压降，m H2O;
——扬程储备系数取=1.1。
总压降为管网最不利环路的水压降，可以按照以下公式估算水泵的扬程：
Hmax=△P1+△P2+0.05·L·(1+K) m H20 公式（8-5）
式中：△P1——冷水机组冷凝器的水压降，m H20；
△P2——最不利环路中并联冷却塔中水压损失最大者的水压降，m H20；
K——最不利环路中局部助力当量长度总和与该环路管道总度的比值，
本设计K=0.6[1]。
冷水机组冷凝器的水压降△P1=35.4KPa=35.4×0.102 mH20=3.61 mH20。最不利环路中并联冷却塔中水压损失最大者△P2是LBCM-LN-200，它的水压降△P2=5.9m H20。环路中各种管件的水压降和沿程压降之和按估算法计算：水系统为同程式，最不利环路总长约为94.2m。
最不利环路总阻力约为：
Hmax=3.61+5.9+0.05×80×(1+0.6)=15.91 mH2O。
水泵设计扬程为H =1.1×15.91=17.50 mH2O=175.02 KPa。
根据《中央空调设计实训教程》[1]附录，选用三台IS100-80-125型水泵，其流量为100m 3/h，扬程为19.06mH2O，电机功率为11KW，转速为2900r/min。
8.5 水泵配管配置
进行水泵的配管布置时，应注意以下几点：
1）安装软性接管：在连接水泵的吸入管和压出管上安装软性接管，有利于降低和减弱水泵的噪声和振动的传递。
2）出口装止回阀：目的是为了防止突然断电时水逆流而时水泵受损。
3）水泵的吸入管和压出管上应分别设进口阀和出口阀；目的是便于水泵不运行能不排空系统内的存水而进行检修。。
4）水泵的出水管上应装有温度计和压力表，以利检测。如果水泵从地位水箱吸水，吸水管上还应该安装真空表。
5）水泵基础高出地面的高度应小于0.1m，地面应设排水沟。
8.6 冷却塔选型
冷水机组所需要冷却水的流量及其参数
Q=2×53＋75=181 m3/h
具体参数为：进水温度为 37℃ ，出水温度为32℃，湿球温度为28℃
根据此选LBCM-LN冷却塔1台，其集体参数如下表（表 8-3）
表8-3 冷却塔性能参数
型号
流量（m3/h）
动力系统
扬程
mH2O
风机直径（mm）
电机功率（Kw）
LBCM-LN-200
200
2970
7.46
5.9
型号
接管管径
进水（mm）
出水（mm）
满水（mm）
补水（mm）
排污（mm）
LBCM-LN-200
2×DN100
200
50
32
32