制冷机房计算书说明书

目录
第一章设计任务 (2)
1.1 建筑资料 (2)
1.2 设计步骤 (2)
第二章制冷机房 (3)
2.1 制冷机房的位置选择 (3)
2.2 冷水机组的选择 (3)
2.2.1 冷水机组的类型 (4)
2.2.2 冷水机组的选择依据 (5)
2.2.3 冷水机组的台数 (4)
2.3 冷却塔的选择 (6)
第三章水力计算 (8)
3.1 冷冻水水力计算 (11)
3.2 冷却水水力计算 (11)
3.3 补给水水力计算 (10)
第四章水泵的选择 (11)
4.1 冷冻水泵的选择 (12)
4.2 冷却水泵的选择 (11)
4.3 补水定压装置的选择 (11)
第五章水处理设备的选择 (14)
5.1 软水器和软化水箱 (14)
5.2 水处理仪 (14)
参考文献 (15)
第一章设计任务
1.1 建筑资料
本设计是上海市景文百货中央空调系统的设计。

建筑单体共1层，层高4.5m，建筑面积约1450m2，空调面积为1227m2，该商场的空调冷负荷为184kw。

据此条件对制冷机房进行设计。

1.2 设计步骤
(1)选择定型冷水机组并确定台数
定型冷水机组有风冷冷水机组和水冷冷水机组两大类，水冷冷水机组又有蒸汽压缩式冷水机组和吸收式冷水机组两种，通过技术经济分析确定所选用的冷水机组种类。

(2)选择冷却塔
材质推荐使用玻璃钢，注意冷却塔的设计条件应与冷水机组匹配，否则应进行修正。

(3)布置冷却水管道、冷冻水管道
确定管径，并进行阻力计算，选择过滤器、电子水处理仪等。

(4)选择冷却水泵和冷冻水泵
根据流量和扬程进行确定，并考虑备用泵。

(5)选择确定定压补水设备
(6)编写设计计算说明书
(7)绘制机房平面图、系统图
第二章制冷机房
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、冷却水泵和控制屏、换热器等装置组成。

2.1 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。

本设计的制冷机房与主建筑分开独立设置，在主建筑相邻的9mX12m的房间中。

2.2 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。

2.2.1 冷水机组的类型
常用的冷水机组有压缩式和吸收式。

其中压缩式制冷机组又分为离心式、活塞式和螺杆式。

考虑到本工程中没有较为方便余热可供利用故本设计选用电动压缩式冷水机组。

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。

2.2.2 冷水机组的选择依据
螺杆式制冷机组属于中型制冷机组，与活塞式相比，运动部件少，无往复运动的惯性力，转速高，单机制冷量大；无余隙容积和吸排气阀，有较高的容积效率；调节方便，制冷量可以通过滑阀进行无级调节；要求加工精度和装配精度高，单级容量比离心式小。

综合考虑选择螺杆式冷水机组。

制冷机组制冷量Q=184 kW
根据制冷量选取制冷机组具体型号如下：
名称：螺杆式冷水机组
型号：LS-200
注：名义制冷量按如下工况确定：
冷冻水出口温度：5℃
冷却水进口温度：34℃
制冷量：184kw
轴功率：55.2kw
2.2.3 冷水机组的台数
制冷机组一般以选用1~4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。

选择活塞式冷水机组时，宜优先选用多机头自动联控的冷水机组[4]。

综合考虑本设计选用一台冷水机组，名义冷量为215kW。

2.3 冷却塔的选择
1）冷却塔选型须根据建筑物的功能、场地情况、周围环境条件与平面布局的因素综合考虑。

对塔形的选择还要考虑当地的气象参数、冷却塔进出水温度、冷却水量、水质以及噪声、散热和水雾对周围环境的影响，经济技术比较确定。

2）冷却水量的确定如下
G=KQ。

/C(tw1-tw2)
G-冷却水量，Kg/s
Q。

-冷水机组的制冷量，KW
C-水的比热容，KJ/(KG·℃)
k-制冷机耗功的热量系数；对于蒸汽式压缩机，可取1.2～1.3
tw1、tw2－冷却塔的进、出水温度，℃
则 G=KQ。

/C(tw1-tw2)＝65m3/h
3）冷却塔的补水量包括；蒸发损失、飘逸损失、排污损失和泄漏损失。

压缩式制冷可取补水率为循环水量的2%，吸收式制冷可取补水率为循环水量的补水
2.5%，
补水位置；不设积水箱的系统应在冷却塔的地盘处，此时应要求冷却塔的底盘加高200mm；设积水箱的系统应在积水箱处。

4）冷却塔的控制调节应采用双速风机或变频调速来实现。

由以上计算知冷却塔所承担的冷却水量根据相关资料选用开放式逆流式冷却塔冷却塔的选择，特点是安装面积小，高度大，适用于高度不受限制的场合，冷却水的进水温度为32℃，出水温度为37℃，
根据“一塔对一机”选择两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65m³/h ,所以冷却塔的设计处理水量为L=75m³/h
型号如下
/(mm*mm*m m)
BNC 75 75 5.5 3.0 2375×2350×
3250
冷却塔是制冷系统中将热量转移到大气的设备，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[6]。

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[2]。

因此本设计采用逆流式玻璃钢冷却塔，将冷却塔防置在屋顶。

第三章 水力计算
3.1 冷冻水水力计算
冷冻水水力计算表
管段号 G/(kg /h) L/m DN/mm V/(m/s) R/(
Pa/m) Py/Pa ∑ξ △Pd/
Pa Pj/Pa P/Pa 备注
A1 31.37 4.70 80 1.67 512 2406.4 5 1336.41 6682.06 9088.46 90°弯头*4,闸
阀*2
A2 31.37 2.60 80 1.67 512 1331.2 1.5 1336.41 2004.62 3335.8
2 分支管*1
A3 31.37 3.50 80 1.67 512 1792 3.5 1336.41 4677.45 6469.45 分支管*1，90°
弯头*2
A4 31.37 2.30 80 1.67 512 1177.6 0.5 1336.41 668.21 1845.8
1 闸阀*1
A5 31.37 8.70 80 1.67 512 4454.4 6 1336.41 8018.48 12472.88 分支管*1，90°
弯头*4,闸阀*1
A6 31.37 12.70 80 1.67 512 6502.4 4.5 1336.41 6013.86 12516.26 90°弯头*4,闸
阀*1
总计：45729Pa
3.2 冷却水水力计算
管段号 G/(kg /h) L/m DN/mm V/(m/s) R/(
Pa/m) Py/Pa ∑ξ △Pd/
Pa Pj/Pa P/Pa 备注
B1 31.37 3.80 80 1.67 512 1945.6 5 1336.41 6682.06 8627.66 90°弯头*4,闸
阀*2
B2 31.37 2.10 80 1.67 512 1075.2 1.5 1336.41 2004.62 3079.8
2 分支管*1
B3 32.37 3.60 80 1.67 512 1843.2 3.5 1336.41 4677.45 6520.65 分支管*1，90°
弯头*2
B4 32.37 2.30 80 1.67 512 1177.6 0.5 1336.41 668.21 1845.8
1 闸阀*1
B5 33.37 3.30 80 1.67 512 1689.6 3 1336.41 4009.24 5698.84 90°弯头*2,闸
阀*1
B6 33.37 8.30 80 1.67 512 4249.6 2.5 1336.41 3341.03 7590.63 闸阀*1，90°弯
头*2
总计：33363Pa
3.3 补给水水力计算
管段号G/(kg
/h) L/m DN/mm
V/(m/
s)
R/(
Pa/
m) Py/Pa ∑ξ
△Pd/
Pa Pj/Pa P/Pa 备注
C1 0.8 2.10 50 0.12 5.6 11.76 0.5 6.90 3.45 15.21 水表*1
C2 0.8 2.80 50 0.12 5.6 15.68 2 6.90 13.80 29.48 90°弯头*2
C3 0.8 2.10 50 0.12 5.6 11.76 2.5 6.90 17.25 29.01 90°弯头*2，闸
总计：163+10000=10163Pa
第四章水泵的选择
4.1 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。

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。

按照设备蒸发器标准水流量，及最不利水循环所需泵的扬程可知：
流量：31.37m³/h；冷冻水泵扬程：冷冻水循环水泵扬程H=（6.035+8+4.5）
m H O；
*1.1=20.32
综上选择IS150-125-315B式离心泵，其参数如下：
流量：48.1m³/h；扬程：24m；
电机功率：18.5kW；重量：206kg。

冷冻循环水泵一用一备采用同程式连接，即多出一根同程管，以平衡两水泵压力。

4.2 冷却水泵的选择
冷却水泵的流量应按冷水机组技术资料确定，并附加5%~10%的富裕量。

冷却水泵的扬程由冷却水系统阻力(管道、管件、冷凝器阻力之和)，冷却塔积水盘水位(设置冷却水箱时为水箱最低水位)至冷却塔布水器的高差，冷却塔布水器所需压力组成，并附加5%~10%的富裕量[1]。

（1）冷却水量的确定：
按照设备冷凝器标准水流量65m³/h,可以确定冷却水泵的水量。

（2）冷却水泵的扬程：
冷却水泵的扬程，应是冷却水供，回水管道和部件的阻力，冷凝器的阻力，冷却塔集水盘水位至冷却塔布水器的高差，以及冷却塔布水器所需的喷射压头之和，再乘以1.05~1.1的安全系数
水泵扬程=（0.39+0.2+2+10+3.3）*1.1≈17.5m
综上，水泵选型IS150-125-250：
流量：66.70 m³/h；扬程：20 m；
电机功率：18.5kW；重量：129kg。

冷却水泵一用一备采用同程式连接，即多出一根同程管，以平衡两水泵压力。

4.3 补水定压装置的选择
(1)一般采用开式膨胀水箱定压方式
膨胀水箱的容积是由系统中的水容量和最大的水温变化幅度决定的，膨胀水量V(L) 可按下列式计算
VP=αVC△t
α——水的膨胀系数，取0.0006/℃；
VC——系统的水容量，空气水系统供冷时在0.70~1.30之间；
△t——水的平均温差，冷水取15℃。

膨胀水箱的容积宜取1.5VP。

V=0.0006*1.2*15*1.5/1000=0.0162m³因此选择方形，有效容积0.35m³的膨胀水箱。

V为补水泵3min的流量，且保持水箱调节水位不小于200mm；
调节水量t
最次水位应高于系统最高点0.5m以上
膨胀管应接在循环泵吸入侧总管上，膨胀管上不应有任何截断装置，膨胀
管按下表确定
系统冷负荷
<350 350～1800 1801～3500 3501～7000 >7000 （kW）
膨胀管
20 25 40 50 70
（DN）
(2)当采用开式膨胀水箱有困难时，可设置闭式隔膜膨胀水罐或补水泵变频定压方式。

(3)系统的小时泄漏量为系统水容量的1%,系统补水量取系统水容量的2%，
系统补水量为
Q=40×2%=0.8m3/h
补水点宜设在循环水泵的吸入段，补水泵流量取补水量的2.5~5倍，补水泵的扬程应比系统静止时的补水点压力高30—50KPa。

取补水量的2.5倍则补水泵的流量为
Q=2.5×0.8=2 m3/h
扬程为
H=1+5=6m
综上，水泵选型IS20-110：
流量：2.5 m³/h；扬程：15 m；
电机功率：0.37kW；重量：25kg。

第五章水处理设备的选择
5.1 软水器和软化水箱
空调补水应经软化处理，并宜设软化水箱，储存补水泵0.5~1.0h的水量[1]。

根据补水量，参照陕西三维能源设备公司的样本,本设计选用的是
SN-0.5A-BLL-T型全自动软水器，软水流量为0.85m3/h。

软化水箱储存1.0h补水泵的水量则其容积为Q=0.85m3选用南京贝特暖通空调设备公司容积为1m3的水箱。

5.2 水处理仪
根据冷冻水的流量和冷却水的流量，参照XL旋流式除污器的样本，均选用型号为XL-100的除污器。

参考文献
[1] 赵荣义.《简明空调设计手册》，北京：中国建筑工业出版社，2005
[2] 中国有色工程设计研究总院. 《采暖通风与空气调节设计规范》.北京：中国计划出版社，2004
[3] 陆亚俊,马最良，邹平华.《暖通空调》，北京：中国建筑工业出版社，2004
[4]尉迟斌.《实用制冷与空调工程手册》，北京：机械工业出版社，2001
[5] 彦启森，石文星，田长青.《空气调节用制冷技术》，北京：中国建筑工业出版社，2004
[6] 付祥钊.《流体输配管网》，北京：中国建筑工业出版社，2005。