制冷机房设计举例

第7章制冷机房设计

制冷机房是整个中央空调系统的冷(热)源中心,同时又是整个中央空调系统的控制调节中心。中央机房一般由冷水机组、冷水泵、冷却水泵、补水装置、集水缸、分水缸和控制屏、换热器等装置组成。

7.1 制冷机房的位置选择

制冷机房通常靠近空调机房，氟利昂制冷设备可以设置在空调机房内，规模小的制冷机房一般附设在其他建筑内，规模较大的制冷机房(特别是氨制冷机房)宜单独修建。制冷机房应设置在靠近空气调节负荷中心，一般应充分利用建筑物的地下室。对于超高层建筑，也可设在设备层或屋顶上。由于条件所限不宜设在地下室时，也可以设在裙房或与主建筑分开独立设置。

本建筑建有专门的制冷机房，故机组布置在专用机房内。

7.2 制冷方式确定

(1)电力等一次能源充足时应选择电力驱动蒸汽压缩式制冷机组（能耗低于吸收式制冷机组）；当地电力供应紧张或有热源可以利用，应优先选择吸收式制冷机组（特别是有余热废热场合）。

(2)从能耗、单机容量和调节等方面考虑，对于相对较大负荷（如2000kW左右）的情况，宜采用溴化锂吸收式冷水机组；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1054~1758kW时宜选用螺杆式或离心式；制冷量在700~1054kW时宜选用螺杆式；制冷量在116~700kW时宜选用螺杆式或往复式；制冷量小于116kW活塞式或涡旋式。

本工程建筑地有充足的电力供应并且没有特别的余热废热利用场合所以不考虑采用蒸汽吸收式制冷机组，制冷量为510kW，故选用螺杆式制冷机组。

7.3 冷水机组的选择

冷水机组是整个空调系统的心脏，为整个系统提供冷水且关系到整个空调系统的日常运行情况。因此空调系统冷水机组的选择是一个很重要的过程。

一般在选择制冷机时应考虑以下几方面的因素。

机组性能、规格适合使用要求。如供冷温度、单机制冷量、设备承压能力等。

能源及能耗供应方便和经济。如电源、热泵或油、气源供应的可能性，电、热、冷综合利用的可能性、经济性。

对周围环境危害的影响要小。如噪声、振动的影响范围；所用制冷剂的毒性、安全性对周围环境的危害程度；ODP值和GWP值要小。

运行可靠、操作围护方便，以及一次性投资和经常运行费用的综合分析比较，对企业的经济效益高，社会效益好。

所以，选择何种制冷机，应根据项目的具体情况及条件进行综合分析比较。

7.3.1 冷水机组的装机容量

本设计中的冷水系统是间接式系统，系统冷负荷总计505.585kW，对其冷负荷附加至1.2。冷水机组的负荷为

Q=1.2×505.585=606.7 kW

7.3.2 冷水机组的台数

制冷机组一般以选用2~4台为宜，中小型规模宜选用2台，较大型可选用3台，特大型可选用4台。机组之间要考虑其互为备用和轮换使用的可能性。同一站房内可采用不同类型、不同容量的机组搭配的组合式方案，以节约能耗。并联运行的机组中至少应选择一台自动化程度较高，调节性能较好，能保证部分负荷下能高效运行的机组。

综合考虑本设计选用两台冷水机组，每台制冷量不小于304kW。

7.3.3 冷水机组的类型

冷水机组的冷却方式有风冷冷却和水冷冷却两种方式。风冷冷水机组宜用于干球温度较低或昼夜温差较大，缺乏水源地区的中小型空调制冷系统[2]。故本设计采用水冷冷水机组。

螺杆式冷水机组还具有结构简单、紧凑、重量轻、易损件少，可靠性高，维修周期长；在低蒸发温度或高压缩比工况下仍可单机压缩；采用滑阀装置，制冷量可在10~100%范围内进行无极调节，并可在无负荷条件下启动；对湿行程不敏感，当时蒸汽或少量液体进入机内，没有液击的危险；排气温度低，主要由油温控制，对基础要求通常不需要采用隔振措施等。

参考开利螺杆式冷水机组的样本，本设计选则的机组型号为30HXY110，其性能参数如下：

表7-1 30HXY110机组技术参数

制冷量(kW) 冷冻水流量

(m3/h)

冷冻水压降

(kPa)

冷却水流量

(m3/h)

冷却水压降

(kPa)

制冷剂

330 57 50 68 40 HCF-134a 7.4 冷却塔的选择

冷却塔是一种制冷系统中广泛应用的热力设备，其作用是通过热、质交换将高温冷却水的热量散入大气，从而降低冷却水的温度。一台机组对应一台冷却塔，选用时应根据其热工性能和周围环境对噪声、漂水等方面的要求总和分析比较。常用的冷却塔有玻璃钢和钢筋混凝土两种。玻璃钢冷却塔具有冷效高，占地面积小，轻巧，节能等优点，目前应用广泛。

中小型制冷剂的冷却水量一般在65~500m3/h之间，在冷却塔系列中属于中等水量，而逆流式冷却塔热交换率高于横流式，故多选用逆流式冷却塔。

因此本设计采用逆流式玻璃钢冷却塔，将冷却塔放置在屋顶。

冷却水量应考虑1.1~1.2的安全系数。

冷却水量：G=1.1×68=74.8 m3/h

根据选用的冷水机组得出冷却塔冷却水量不小于74.8m3/h。据此参照连云港格林公司的电子样本，本设计选用型号为CDBNL3-80逆流式玻璃钢冷却塔。其技术参数如下：

表7-2 CDBNL3-80逆流式玻璃钢冷却塔技术参数

冷却水量(m3/h)风量(m3/h)进水压压力(104Pa)电机功率(kW)直径(m)

80 43400 3.03 2.2 2.5

7.5 水泵的选择

7.5.1 冷冻水泵的选择

泵的选择应依据泵的流量和扬程进行选择，对于一次冷水泵的流量应为所对应的冷水机组的冷水量，并附加5%~10%的富裕量。泵的台数应按冷水机组的个数一一对应。闭式循环一次泵的扬程为管路、管件阻力、冷水机组的蒸发器和末端设备的表冷器阻力之和，并应附加5%~10%的富裕量。

本设计中有两台冷水机组，故选用三台冷冻水水泵，两用一备。单台冷水机组的冷水量为57 m3/h考虑附加5%，则每台泵的流量为

Q=1.05×57=59.85 m3/h

本设计中最不利环路的损失为65.6kPa，冷水机组蒸发器的损失为50kPa，机房的损失为40 kPa，考虑附加10%，则水泵的扬程为