廣州市某商場空調用製冷站設計
一設計題目與原始條件
題目：廣州市某商場空調用製冷站設計
原始條件
建築地點：廣州市
建築性質：商場
建築面積：20000㎡
棟數：3棟
層數：5層
層高：4公尺
廣州的氣象引數[1]
二方案設計
該機房製冷系統為四管制系統，即冷卻水供/回水管、冷凍水供/回水管系統。經冷水機組製冷後的7℃的冷凍水通過冷凍水供水管到達分水器，再通過分水器分別送往商場的各層，經過空調機組後的12℃的冷凍水回水經集水器再由冷凍水回水管返回冷水機組，通過冷水機組中的蒸發器與製冷劑換熱實現降溫過程。從冷水機組出來的37℃的冷卻水經冷卻水供水管到達冷卻塔，經冷卻塔冷卻後降溫後的32℃的冷卻水再返回冷水機組冷卻製冷劑，如此迴圈往復。
考慮到系統的穩定安全高效地執行，系統中配備補水系統，軟化水系統，電子水處理系統等附屬系統。
三負荷計算
● 面積熱指標
商場的面積熱指標為：q=150—250w/㎡，這裡取q=190w/㎡
● 根據面積熱指標計算冷負荷
=190×20000=3800kw
對於間接供冷系統一般附加7%—15%，這裡選取8%。[2]
q=a(1+α)q=20000(1+8％)190=4104kw
四冷水機組選擇
根據標準，屬於中大型規模建築，宜取製冷機組3臺，而且3臺機組的容量相同所以單台製冷量q=4104/3=1368kw
選擇離心式製冷機組[3]
離心式製冷機組規格[4]
機組hs-400h的具體引數：
蒸發器的：
冷凝器的：
機組尺寸：長 4952㎜ 寬 1690㎜ 高 2381㎜
五水力計算
1 冷凍水迴圈系統水力計算
推薦流速如下：[5]
冷凍水的管徑確定：
首先確定選擇4臺水幫浦 3備1用！
假定冷水幫浦出口流速2.5m/s
由冷水支管的流量q=242m/h 可得 d=√4q/πv=√4*242/3.14/2.5/3600=185㎜
取dn=200㎜（內徑207㎜）
由dn=200㎜可得v=4q/πd=2.1m/s 在經濟流速內！
所以實際流速v=2.1m/s
假定幫浦入口流速v=1.5m/s
由q=242m/h可得d=√4q/πv=239㎜ 取dn=250㎜
由dn=250㎜ 可得 v=1.37m/s
所以實際流速v=1.37m/s
假定幹管流速v=3m/s
由q=242*3=726m/h 可得d=293㎜ 取dn=300㎜
由dn=300㎜ 可得v=2.85m/s 在經濟流速範圍內
所以實際流速v=2.85m/s
2 冷卻水迴圈系統水力計算
冷卻水的管徑確定
根據經濟流速假定冷卻水幫浦出口流速v=2.4m/s
由q=302m/h可得d=√4q/πv=207㎜ 取dn=250㎜
由dn==250㎜ 可得 v=1.7m/s在經濟流速內！所以實際流速v=1.7 m/s
假定幫浦吸入口流速v=1.5m/s
由q=302m/h可得d=√4q/πv=267㎜ 取dn=300㎜（內徑309㎜）
由dn=300㎜ 可得v=1.2m/s 在經濟流速內！
假定幹管流速v=3m/s 由q=906m/h 可得 d=327㎜ 取dn=350㎜（內徑309㎜）
由dn=350㎜ 可得 v=2.6m/s在經濟流速內！
對於從機組出來的冷卻水：
假定支管流速v=2m/s 由q=302m/h 可得d=231㎜ 取dn=250㎜
由dn=250㎜ 可得 v=1.7m/s 在經濟流速內！
假定幹管流速v=3m/s 可得 d=327㎜ 取dn=350㎜
由dn=350㎜可得v=2.6m/s 在經濟流速內！
-六裝置選擇
1 冷凍水和冷卻水水幫浦的選擇
水幫浦的選擇根據流量和揚程選擇
冷凍水幫浦揚程=2倍的層高+區域性損失+沿程損失+機組損失
冷卻水幫浦的揚程=冷卻塔所需壓力+區域性損失+沿程損失+機組損失
其中區域性損失用到的區域性損失係數ξ如下：[6]
區域性阻力公式如下：
δp=ξ*ρ*v/2
對於冷凍水幫浦：
根據圖可知彎頭9個， 三通4個，幫浦前有乙個過濾器和乙個截止閥，幫浦後有3個蝶閥，2個止回閥和乙個過濾器，機組損失為125000pa。
所以δp=ξ*ρ*v/2=（1+3+0.3）*1000*1.37/2+（0.
3*3+0.1*2+3）*1000*2.1/2+9*0.
87*1000*2.85/2+4*0.1*1000*2.
85/2+125000=171499.5pa =17.5m
冷卻水幫浦
根據以上計算同理可得：
δp=ξ*ρ*v/2=（1+3+0.3）*1000*1.2/2+（0.
3*2+0.1*2+3）*1000*1.7/2+（0.
3*2+0.1）1000*1.7/2+0.
1*7*1000*2.6/2+8*0.87*1000*2.
6/2+57000=92202.8pa=9.4m
沿程阻力計算如下：
δp=r*l r為比摩阻[7]
冷凍水幫浦： 流量為 242m/h
幫浦前： v=1.37m/s dn=250㎜ 可選擇r=70 沿程長度l=751+3500+3500+3500=112511㎜ 所以δp=11.251*70=787.5pa
幫浦後：v=2.1m/s dn=200㎜ r=214 沿程長度l=3500+3500=7000㎜ 所以δp=7*214=1498pa
幹管的：v=2.85m/s q=67.2*3=201.6l/s dn=300㎜ r=238
δp=45.447*238=10805pa
所以總的δp=787.5+1498+10805=13091pa=1.3m
冷卻水幫浦：流量=83.8l/s
幫浦前： v=1.2m/s dn=300㎜ 可選擇r=40 沿程長度l=3500+533=8830㎜ 所以δp=8.83*40=352pa
幫浦後：v=1.7m/s dn=250㎜ r=100 沿程長度l=3500+3500=7000㎜ 所以δp=7*100=700pa
幹管的：v=2.6m/s q=251.4l/s dn=350㎜ r=161
沿程長度l=3087+4861+5036+6620+7755+1380+7868=36598㎜
δp=36,598*161=5893pa
所以總的δp=352+700+5893=6945pa=0.7m
綜上可得冷卻水幫浦的揚程為21公尺，冷凍水幫浦的揚程為71.5公尺
再根據冷凍水的流量242m/h，冷卻水的流量302 m/h
選擇上海奧利幫浦業製造****的臥式離心幫浦具體引數如下：(㎜)
2 軟化水箱及補水幫浦的選擇
軟化水箱按每天三班倒，每班補水兩次，每次補水1.5個小時計算。補水管中的迴圈水量按冷凍水迴圈水量的1％計算為726*1％=7.26m/h
所以可得軟化水箱的容積為 7.26*24/3/2/1.5=19.26m
所以可確定水箱尺寸為： 長*寬*高=3*2.5*2.6=19.5m。
軟化器的選擇：根據補水管中的迴圈水量可選擇軟化器具體引數如下：
補水幫浦的選擇：補水幫浦是向集水箱裡補水的所以補水幫浦的選擇是根據冷凍水幫浦的揚程來選的，需要比冷凍水幫浦稍微大一些！根據補水管的流量7.
26m/h和冷凍水幫浦的揚程74.4m可選出補水幫浦，具體引數如下：
3 分水器及集水器的選擇
首先確定和使用者相連的3根管道的直徑：
由推薦流速假定流速v=2m/s由q=242m/h 可得d=207㎜
取dn=200㎜ 由dn=200㎜ 可得v=2.1m/s 在經濟流速內！
所以實際流速v=2.1m/s.， 管徑dn=200㎜。
斷面積a=1/4πd=33636㎜ 連線管的斷面∑a=33636*3=100909㎜
取分集水器內流速v=1.2m/s[8]
則分/集水器應有的斷面積為a』=100909*2.1/1.2=176591㎜
相應的直徑應為 d=474㎜ 取 500㎜
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