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日平
均
夏季空
调日平
年平均温
度
东经海
拔
1019.5hpa1004.5hpa30.1℃27.7℃21.8℃113°
19′6.6米
二方案设计
该机房制冷系统为四管制系统,即冷却水供/回水管、冷冻水供/回水管系统。
经冷水机组制冷后的7℃的冷冻水通过冷冻水供水管到达分水器,再通过分水器分别送往商场的各层,经过空调机组后的12℃的冷冻水回水经集水器再由冷冻水回水管返回冷水机组,通过冷水机组中的蒸发器与制冷剂换热实现降温过程。
从冷水机组出来的37℃的冷却水经冷却水供水管到达冷却塔,经冷却塔冷却后降温后的32℃的冷却水再返回冷水机组冷却制冷剂,如此循环往复。
考虑到系统的稳定安全高效地运行,系统中配备补水系统,软化水系统,电子水处理系统等附属系统。
三负荷计算
●面积热指标
商场的面积热指标为:
q=150—250w/㎡,这里取q=190w/㎡
●根据面积热指标计算冷负荷
Q=190×
20000=3800kW
z
对于间接供冷系统一般附加7%—15%,这里选取8%。
[2]
Q=A(1+α)q=20000(1+8%)190=4104kw
四冷水机组选择
根据标准,属于中大型规模建筑,宜取制冷机组3台,而且3台机组的容量相同所以单台制冷量Q=4104/3=1368KW
选择离心式制冷机组[3]
离心式制冷机组规格[4]
型号制冷剂额定
制冷
量
(kw)转速
(r/min)
主电
动机
功率
(kw)
机
组
型
式
R
T
10000
kal/h
输出功
率(kw)
润滑油
加入量
(kg)
机组
吊装
质量
(t)
运行
HS-400HR-1114077800260组
装
400121260358.910.1
机组HS-400H的具体参数:
蒸发器的:
进水温度℃出水温
度℃
流量
m3/h
流程m接管通
径㎜
污垢系
数㎡℃
/kw
水阻损
失Mpa
12724232000.086
0.125
冷凝器的:
径200
㎜
323730222000.0860.057机组尺寸:
长4952㎜宽1690㎜高2381㎜1
五水力计算
1冷冻水循环系统水力计算
推荐流速如下:
[5]
部位流速m/s部位流速m/s水泵压出口2.4—3.6排水管1.2—2.1水泵吸入口1.2—2.1向上立管1.0—3.0主干管1.2—4.5
一般管道1.5—3.0
冷冻水的管径确定:
首先确定选择4台水泵3备1用!
假定冷水泵出口流速2.5m/s
由冷水支管的流量Q=242m3/h可得d=√4Q/πv=√
4*242/3.14/2.5/3600=185㎜
取DN=200㎜(内径207㎜)
由DN=200㎜可得v=4Q/πd=2.1m/s在经济流速内!
所以实际流速v=2.1m/s
假定泵入口流速v=1.5m/s
由Q=242m3/h可得d=√4Q/πv=239㎜取DN=250㎜
由DN=250㎜可得v=1.37m/s
所以实际流速v=1.37m/s
假定干管流速v=3m/s
由Q=242*3=726m3/h可得d=293㎜取DN=300㎜
由DN=300㎜可得v=2.85m/s在经济流速范围内
所以实际流速v=2.85m/s
2冷却水循环系统水力计算
冷却水的管径确定
根据经济流速假定冷却水泵出口流速v=2.4m/s
由Q=302m3/h可得d=√4Q/πv=207㎜取DN=250㎜
由DN==250㎜可得v=1.7m/s在经济流速内!
所以实际流速v=1.7m/s假定泵吸入口流速v=1.5m/s
由Q=302m3/h可得d=√4Q/πv=267㎜取DN=300㎜(内径309㎜)
由DN=300㎜可得v=1.2m/s在经济流速内!
假定干管流速v=3m/s由Q=906m3/h可得d=327㎜取DN=350㎜(内径309㎜)
由DN=350㎜可得v=2.6m/s在经济流速内!
对于从机组出来的冷却水:
假定支管流速v=2m/s由Q=302m3/h可得d=231㎜取DN=250㎜
由DN=250㎜可得v=1.7m/s在经济流速内!
假定干管流速v=3m/s可得d=327㎜取DN=350㎜
由DN=350㎜可得v=2.6m/s在经济流速内!
-
六设备选择
1冷冻水和冷却水水泵的选择
水泵的选择根据流量和扬程选择
冷冻水泵扬程=2倍的层高+局部损失+沿程损失+机组损失
冷却水泵的扬程=冷却塔所需压力+局部损失+沿程损失+机组损失
其中局部损失用到的局部损失系数ξ如下:
[6]
截止阀0.3
止回阀DN4050200250300
ξ3.93.40.10.10.1
蝶阀0.1—0.3
变径管渐缩0.1(对应小断面流速)
渐扩0.3(对应小断面流速)
焊接弯头90°
DN200250300350
ξ0.720.180.870.89
水泵入口1.0
过滤器2.0-3.0
除污器4.0-6.0
水箱接管进水口1.0
出水口0.5
用到的三通0.1
局部阻力公式如下:
ΔP=ξ*ρ*v2/2
对于冷冻水泵:
根据图可知弯头9个,三通4个,泵前有一个过滤器和一个截止阀,泵后有3个蝶阀,2个止回阀和一个过滤器,机组损失为125000pa。
所以ΔP=ξ*ρ*v2/2=(1+3+0.3)*1000*1.372/2+(0.3*3+0.1*2+3)*1000*2.12/2+9*0.87*1000*2.852/2+4*0.1*1000*2.852/2+125000=171499.5Pa=17.5m
冷却水泵
根据以上计算同理可得:
ΔP=ξ*ρ*v2/2=(1+3+0.3)*1000*1.22/2+(0.3*2+0.1*2+3)*1000*1.72/2+(0.3*2+0.1)1000*1.72/2+0.1*7*1000*2.62/2+8*0.87*1000*2.62/2+57000=92202.8pa=9.4m
沿程阻力计算如下:
ΔP=R*lR为比摩阻[7]
冷冻水泵:
流量为242m3/h
泵前:
v=1.37m/sDN=250㎜可选择R=70沿程长度l=751+3500+3500+3500=112511㎜所以ΔP=11.251*70=787.5pa
泵后:
v=2.1m/sDN=200㎜R=214沿程长度l=3500+3500=7000㎜所以ΔP=7*214=1498pa
干管的:
v=2.85m/sQ=67.2*3=201.6L/SDN=300㎜R=238
沿程长度l=7612+5500+5036+2931+903+6659+11950+4856=45447㎜
ΔP=45.447*238=10805pa
所以总的ΔP=787.5+1498+10805=13091pa=1.3m
冷却水泵:
流量=83.8L/S
v=1.2m/sDN=300㎜可选择R=40沿程长度l=3500+533=8830㎜所以ΔP=8.83*40=352pa
v=1.7m/sDN=250㎜R=100沿程长度l=3500+3500=7000㎜所以ΔP=7*100=700pa
v=2.6m/sQ=251.4L/SDN=350㎜R=161
沿程长度l=3087+4861+5036+6620+7755+1380+7868=36598㎜ΔP=36,598*161=5893pa
所以总的ΔP=352+700+5893=6945pa=0.7m
综上可得冷却水泵的扬程为21米,冷冻水泵的扬程为71.5米再根据冷冻水的流量242m3/h,冷却水的流量302m3/h选择上海奥利泵业制造有限公司的卧式离心泵具体参数如下:
(㎜)型号
流量(m3/h)
扬程
(m)效
率电机功
率(kw)转
速
(r/min)必需
的汽
蚀余量(m)
重
(kg)
200-500(I)A37428794514504.0599200-315(I)A26274.4
75110
1450
4.0
1254
2软化水箱及补水泵的选择
软化水箱按每天三班倒,每班补水两次,每次补水1.5个小时计算。
型号
外型尺寸
安装尺寸
进出口法兰尺寸
长
高
底长底
宽
a
h
L
DN
D
D1
冷冻水泵200-500(I)A126811161065680145536760200340295冷却水泵
200-315(I)A1060865
790
560168461600200340295
补水管中的循环水量按冷冻水循环水量的1%计算为726*1%=7.26m3/h所以可得软化水箱的容积为7.26*24/3/2/1.5=19.26m3
所以可确定水箱尺寸为:
长*宽*高=3*2.5*2.6=19.5m3。
软化器的选择:
根据补水管中的循环水量可选择软化器具体参数如下:
型号额定流
量(t/h)直径
(㎜)
高(㎜)罐体承
压(Mpa)
工作压
力(Mpa)
工作温
度(℃)
JYFK-80T/D10120020000.60.2-0.6150
补水泵的选择:
补水泵是向集水箱里补水的所以补水泵的选择是根据冷冻水泵的扬程来选的,需要比冷冻水泵稍微大一些!
根据补水管的流量7.26m3/h和冷冻水泵的扬程74.4m可选出补水泵,具体参数如下:
型号流量
(m3
/h)扬程
(m)
效率电机功
转速
必需
蚀余
量(m)
重量
40-250
(I)
8.881.2311129002.36.5
3分水器及集水器的选择
首先确定和用户相连的3根管道的直径:
由推荐流速假定流速v=2m/s由Q=242m3/h可得d=207㎜
取DN=200㎜由DN=200㎜可得v=2.1m/s在经济流速内!
所以实际流速v=2.1m/s.,管径DN=200㎜。
断面积A=1/4πd2=33636㎜2连接管的断面∑A=33636*3=100909㎜2
取分集水器内流速v=1.2m/s[8]
则分/集水器应有的断面积为A’=100909*2.1/1.2=176591㎜2
相应的直径应为D=474㎜取500㎜
集水器的长度L=130+L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7+120+2h
L1=d1+120d1为汇管的管径d1=300㎜
L2=d1+d2+120
L3=d2+d3+120
L4=d3+d4+120其中d2,d3,d4为与用户相连的管的管径为200㎜。
L5=d4+d5+120
L6=d5+d6+120
L7=d6+120其中d5为补水管的管径,d6为连通管的管径。
D=500㎜时h=150㎜[9]
所以可得L=3290㎜
同理可得分水器的长度L=3190㎜。
分集水器筒体和封头壁厚
由D=500㎜工作压力P=0.58Mpa可选壁厚为6㎜,材质为Q235B(JB/T4736)[10]
4过滤器的选择
根据冷却水进水管:
DN=250㎜冷冻水进水管:
DN=200㎜补水管:
DN=50㎜
选择Y型过滤器[11]具体尺寸如下:
LHDD1D2b
冷冻水60032034029526530
冷却水70037039535032030
补水管24010016012510020
5冷却塔的选择及电子水处理仪的选择
根据“一塔对一机”选择3台冷却塔且不考虑备用,冷却塔的处理水流量应大于冷水机组的冷却水流量,考虑1.2的安全系数[12]且冷却水的流量为302m3/h所以冷却塔的设计处理水量为L=362.4m3/h根据实际情况选择湿式横流式(抽风式)的冷却塔[13]
根据冷却塔标准工况下参数
进水温度(℃)出水温度
(℃)
设计温度
湿球温度
干球温度
大气压力
(hpa)
373252831.5994
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