一、设计步骤：

第一步：确定方案和选择设备（3）

1、确定制冷机房的总冷负荷

（1）总冷负荷的确定

①总冷负荷应包括用户实际所需制冷量以及制冷系统本身和供冷系统的冷损失。冷损失一般用附加值计算，对于直接供冷系统通常附加5%-7%，对于间接供冷系统一般附加7%-15%。

②由于空调系统的负荷的峰值不可能同时出现，所以不应采用系统总负荷作为装机容量，应乘以系数0.6~0.8。

建筑总冷负荷 ： 商  场          W

                标准层          W

                非标准层        W

（2）总热负荷的确定

                商  场          W

                标准层          W

                    非标准层        W

2、确定制冷机组类型

（1）确定制冷方式

①电力等一次能源充足时应选择电力驱动蒸气压缩式制冷机组（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；选择空调用蒸气压缩式冷水机组时，单机名义工况制冷量大于1758kw时宜选用离心式；制冷量在1054-1758 kw时宜选用螺杆式或离心式；制冷量在700-1054 kw时宜选用螺杆式；制冷量在116-700 kw时宜选用螺杆式或往复式；制冷量小于116活塞式或涡旋式。

（2）确定制冷剂种类

直接供冷系统或对卫生安全要求较高的用户应采用氟利昂；大中型系统，如对卫生要求不十分严格或间接供冷时，可采用氨。目前空调用制冷机组主要采用氟利昂，氨制冷机组主要用于食品的冷藏冷冻。

（3）确定冷凝器冷却方式

①采用水冷、风冷、还是蒸发式冷凝器；（根据总制冷量大小和当地条件）

②如采用水冷冷凝器，应同时考虑水源和冷却水的系统形式。

3、确定制冷系统设计工况（冷凝温度、蒸发温度）

（1）冷凝温度根据冷凝器的冷却方式和冷却介质的温度确定。

（2）蒸发温度应根据用户使用温度确定，一般情况下，蒸发温度应比冷冻水供水温度低2~3℃。

4、确定制冷机组容量和台数

（1）设计制冷机房时，一般选择2~3台同型号制冷机组，台数不宜过多。除特殊要求外，可不设置备用制冷机组。

（2）对于空调用制冷机房，目前一般选用冷水机组。

5、设计水系统

考虑到风机和水泵电动机由机械能转化为热能及风管、水管的热损失和其它损失，负荷应乘以安全系数。

（1）选择冷冻水泵的规格和台数

a确定冷冻水循环水量

根据建筑物的所有房间的最大冷负荷计算总水量，计算公式为：

式中   ----冷冻水总水量（m3 /s）;

       ----各空调房间设计工况时的负荷总合（KW） ；

       ----水的密度，可取1000kg/m3  ；

----回水的平均温度（℃） ；

----供水温度（℃） ；

1.1~1.2----出于安全考虑的附加系数。单台泵运行时取1.1；两台泵并联运行时取1.2。

b确定冷冻水泵扬程

扬程按下式计算：  

式中、----水系统总的沿程阻力和局部阻力损失，Pa；

----设备阻力损失，Pa；

c根据冷冻水循环水量和计算水泵扬程选择冷冻水泵（需考虑备用的问题）

（2）选择冷却水泵的规格和台数

a确定冷却水循环水量

根据冷凝器负荷（即制冷系统制冷量）计算，冷却水量计算公式

式中   

----冷却水总水量（m3 /s）;

----制冷系统中冷却塔排走的热量，（KW）；压缩式制冷机，取制冷机负荷的1.3倍左右；吸收式制冷机，取制冷机负荷的2.5倍左右；

----冷却塔的进出水温差,℃；压缩式制冷机,取4℃~5℃，吸收式制冷机,取6℃~9℃；

b确定冷却水泵扬程

水泵扬程按下式计算： 

式中、----冷却水系统总的沿程阻力和局部阻力损失，mH2O；

----设备阻力损失，mH2O；

---冷却塔中水的提升高度（从盛水池到喷嘴的高差），mH2O，约为1.2；

----冷却塔喷嘴喷雾压力，mH2O，约为5m H2O。

c根据冷却水循环水量和计算水泵扬程选择冷却水泵（需考虑备用的问题）

（3）选择冷却塔的规格、型号

对于机械通风冷却循环系统需选择机械通风冷却塔。冷却塔中水流量同系统中冷却水循环水量；冷却水温差通常按5℃计算。

（4）选择分、集水器规格

分水器、集水器是为了连接通向各个环路的许多并联管道而设置的，采用分、集水器的目的是有利于各空调分区的流量分配和调节，亦有利于系统的维修和操作，在一定程度上还起均压的作用。

直径D的确定：

a) 按经验公式估算：

  其中为分、集水器上最大管径。

b)按经验公式确定D：

式中 ----通过的总水流量，；

         ----筒身水流速，；

分、集水器的管径确定原则是使水量通过时的流速控制在约0.5~0.8m/s左右。

（5）选择热交换器规格、型号

由《供热工程》教材公式计算流量： 

式中：----通过换热器被加热水的流量，; 

      ----水的质量比热，;

  ----流出和流进换热器的被加热水温度，℃。

根据建筑物总热负荷计算系统所需被加热水流量，结合室外热源情况选择热交换器。

（6）膨胀水箱的选择

膨胀水箱可实现系统的补水、膨胀、排气和定压四个功能。方法简单、可靠、水力稳定性好，膨胀水箱要设在系统的最高处。

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。

计算公式：                      

式中： ----膨胀水箱的有效容积，；

----水的体积膨胀系数，=0.0006；

----系统在初始温度下的水容积，；

----水温的最大波动值。

系统初始水容量，结合设计任务书中建筑面积，可计算出膨胀水箱的有效容积，查相关手册，选择膨胀水箱。

6、布置制冷机房

总的原则：机房内的设备布置应保证操作和检修的方便，同时尽可能使设备布置紧凑，节省建筑面积。（制冷机房的位置应尽可能设在冷负荷中心处，力求缩短冷冻水和冷却水管网。当制冷机房为全区主要用电负荷时，还应考虑靠近变电所。制冷机房不应靠近人员密集的房间或场所，以及有精密贵重设备的房间等，以免发生事故时造成重大损失。此外，制冷机房应有每小时不少于3次换气的自然通风。）

（1）制冷机组的主要通道宽度以及制冷机组与配电柜的距离应不小于1.5m；制冷机组与制冷机组或其他设备之间的净距离不小于1.2m；制冷机组与墙壁之间以及与其上方管道或电缆桥架的净距离应不小于1m。

（2）大、中型制冷压缩机应设在室内，并有减振基础，其他设备可根据具体情况而定。制冷压缩机及其他设备的位置应使连接管路短，流向通畅，便于安装。

（3）冷却塔应布置在通风散热条件良好的屋面或地面上，并远离热源和尘源；冷却塔之间及冷却塔与周围建筑物、构筑物应有一定距离。

（4）水泵的布置应便于接管、操作和维修；水泵之间的通道一般不小于0.7m。

（5）设备和管路上的压力表、温度计等应设在便于观察的地方。

第二步：绘制草图（1）

1、绘制制冷机房平面（2#图）

①标注出建筑外轮廓尺寸（以轴线定位）、柱号、门、窗尺寸；设备及管道的定位尺寸；三通夹角、弯头曲率半径；还应注出图名、比例等。

②进行工艺设备编号、管道系统编号。

③标明管道管径、长度；

④标明设备型号、规格；制冷系统冷却水泵、冷冻水泵及冷却塔型号、水量；

⑤当确定每一条管线平面位置时，一定应同时考虑或确定其空间位置。

⑥注意图纸的规范性，必须符合标准图纸要求。

2、绘制制冷机房系统图（2#图）

①标明图名并区分系统编号；同时注明设备规格、工艺型号。

② 依据管线的平面布置，按轴测关系来表达系统图中各管线的连接方式、管径、标高、坡度等。

③注明水系统的流量及水流方向等。

绘制系统图过程中，可不断修正以前确定的管线的平面布置。

3、绘制制冷站主要设备大样图。

4、绘制制冷机房水系统流程图。

第三步：计算（1）

在上述各系统草图基础上进行，其计算内容包括：

1、冷冻水管网水力计算

2、冷却水管网水力计算

第四步：绘制制冷机房平面图，系统图（用计算机绘图）。（4）

注意：系统图上应标注管线的管径、标高和坡度。平面图上也要体现管径、管长。

第五步：整理方案说明书和计算书。（1）

二、设计要点：

1、根据负荷情况选择合适的系统方式。

2、设备选择应准确合理。

3、设备布置要符合规范要求。

4、应注意图纸中设备上接管附属结构、管径及各管段相对位置的确定。

5、平面图、系统图中各立管应进行编号，如平面图中冷冻水管、冷却水管、补水管等，系统图中对应编号。

6、制冷机房平面图中施工说明内容（如管道管材选用、接口方法、防腐保温方法、设备型号规格及安装、尺寸标注等要求），在平面图中用文字表达，还应注意说明主要设备的消声隔振措施与基础。

三、设计要求

本次课程设计强调同学思考完成也允许同学间相互讨论、启发。并要求做到：

1、方案合理；

2、管线布置合理；

3、轴测关系正确；

4、计算公式运用得当，数据准确；

5、图面清晰、尺寸标注完整；

6、文字表达清楚，逻辑性强。

土建学院市政工程系

2006.7.5下载本文