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    冷热源机房的设计及工程概算

    发布日期2015-10-22 22:49:121250

    冷热源机房的设计及工程概算


    冷热源机房内的主要设备:
    (1)冷水机组+锅炉/溴化锂吸收式机组/水-水热泵机组/空气源热泵机组
    (2)冷却塔
    (3)冷水泵
    (4)冷却水泵
    (5)补水泵
    (6)电子水处理仪或全自动软化水处理装置
    (7)膨胀水箱

    1)泵与管道系统
    2)冷水机组供回水管上的管件
    3)管道与冷却塔的连接

    4)常用阀门





    一、 制冷机组选型
      a.汇总建筑内各空调分区逐时计算冷负荷,得到建筑空调总冷负荷Qz;
      b.考虑空调同时使用率f1及冷损失f2。
      c.制冷机组名义制冷量Q0按下式确定:
           (暖通空调动力P142)

    制冷机组设置应考虑部分负荷运行能效,一般为2~4台,不设备用,多机头机组可以选用单台。空调末端设备的总冷量要比制冷机组的总制冷量大15-20%左右(相对而言)。
    二、水泵的选择
      (a)水泵流量确定:按照产品样本提供数值乘以安全裕量选取。(暖通空调动力P154)
      (b)水泵扬程的确定:
    一次泵系统:
        冷水泵扬程=蒸发器水阻力+水管路沿程阻力和局部阻力+末端设备阻力 +调节阀阻力
    二次泵系统:
        一次泵扬程=蒸发器水阻力+一次环路水管路沿程阻力和局部阻力
        二次泵扬程=二次环路水管路沿程阻力和局部阻力+末端设备阻力 +调节阀阻力
    冷却水泵扬程=冷凝器水阻力+水管路沿程阻力和局部阻力+冷却塔喷头喷水压力(逆流式0.1MPa,横流式0.05MPa)+接水盘到喷嘴的高差



    三、 冷却塔的选择
         冷却塔台数与制冷主机的数量一一对应,不考虑备用。
         冷却塔的水流量要根据制冷机组冷却水水量及当地夏季室外空调计算参数确定。
    冷却塔作用:将制冷系统的热量排到环境中去
    (选型示例)
    分类:
    按形状分:圆形,方形
    按气流流动方向分:逆流型,横流型
    按噪声等级分:低噪声型,超低噪声型
    按进水温度分:标准型(37℃-32℃),中温型(43℃-33℃),高温型(60℃-35℃)。
    四、集分水器的设计
        作用:用于水分配和汇集(暖通空调动力P156)
    参照:国家建筑设计标准图集  05K232《分(集)水器  分汽缸》
      (1)筒体直径:按总流量通过时的断面流速为(0.5~1.0m/s)初选,并应大于最大接管直的2倍。
      (2)筒体长度L=130+L1+L2+L3+…+Li+120+2h

    五、膨胀水箱的设计(暖通空调动力P155)
       (1) 作用:用于水系统的定压、排气、容纳/补充水量
      (2)分类:
    膨胀水箱型式:开式和闭式
    闭式又可分为:密闭板式;隔膜式;球胆式;水泵定压补水一体式


    (3)开式膨胀水箱的设计
    开式膨胀水箱的有效容积=膨胀水量Vp+调节水量Vt
    (a)膨胀水量

    式中   α—水的膨胀系数,取0.0005l/℃
               Vc—系统水容量,l,见表1
               △t—水的平均温差,冷水取15℃, 热水取45℃.
       Vp也可按:冷水约0.1l/kW,热水约0.3l/k
    (b)调节水量Vt为3 min补水泵流量,且保持水箱调节水位不低于200mm.

    标准开式膨胀水箱尺寸
    (4)隔膜式闭式膨胀罐容积计算:
    (a)  ASHRAE计算方法(Charper12 Hydronic Heating and Cooling System Design):

    (b)《暖通空调动力》计算方法:

    六、补水水泵的设计:
    补水水泵扬程=系统最高点距补水泵接管处的垂直距离+补水管路的沿程阻力损失和局部阻力损失。
    沿程阻力损失和局部阻力损失一般为3~5mH2O。
    补水泵的流量按系统补水量的2.5~5倍计算。系统补水量按系统水容积的2%计算。
    压力设定
        补水泵启动压力P1(m水柱),系统总高度+0.5m
        补水泵停泵压力P2(m水柱),P2=(P1+10)/β-10
           P2值不得超过系统设备的设计压力值。
    七、 全自动软化水装置的选择
        当工程所在地水质较硬或是系统较大的时候,系统的循环水和补水最好是软化水,一般选用全自动软化水装置;
        全自动软化水装置的选用一般按照系统补水量进行选择。补水装置可以根据实际情况来选(装置小,系统补水时间长;装置大,系统补水时间短)。

    八、水力计算

    管道比摩阻:

    局部阻力系数ξ可查设计手册得到
    水力计算的目的:
        确定管径
        系统水力平衡
        确定水泵扬程
    按比摩阻Rm=100~300Pa/m确定管道直径
    按管道比摩阻确定管径的方法
    九、 冷热源机房设计步骤:
    (1)确定制冷机组、水泵、集水器和分水器在机房中的位置;
    •主要通道及压缩机突出部分到配电盘的通道不应小于1.5m,两台压缩机之间的距离不小于1.0m;制冷机与墙壁之间的距离和非主要通道不小于0.8m。
    • 大、中型冷水机组其间距为1.5~2m,其换热器一端就留有检修的空间,其长度按各厂家要求确定。 
    •其它设备间的通道间距不小于0.6m。
    (2)根据制冷工艺原理布置相应的水管,水管布置要做到简短、整齐、有序;
    (3)反复调整水管和设备的位置,直到工艺流程清晰、管路整齐、操作方便、用地面积最省。
     冷热泵机房设计示例

    十、工程概算:
    1.设备费(除膨胀水箱、软化水箱、阀门管道和管件以外,全部为设备费,设备费的准确度应比合同最终签订价高8%~10%左右)。    
    2.设备运杂费(运输、包装费等)一般取设备费的1%~2%(根据设备的产地和使用地的距离来确定)。•
    3.设备安装费:一般取设备的5%~8%,(除散件设备,如:冷却塔的安装费:取冷却塔设备费的10%~15%)。
    4.设备运行调试费:一般取设备费的0.5%~1%。
    5.管道制作、安装、保温等费用,一般为设备费的20%~40%。(根据系统的复杂程度来确定)。 
    6.电气费、土建费用(应另行计算)。
    7.工程设计费,取以上所有费用合计的2.5%~3%。
    8.工程的其他费用(包括各种税费、工程临时设施费、冬雨季施工费、利润等),一般取以上所有费用合计的5%~8%。
    上述所有费用之和即工程总造价。
    一般,使用水冷冷水机组,末端为风机盘管没有新风的情况下,建筑空调造价为220元/m2左右,末端为风机盘管加新风的为270元/m2左右。使用风冷冷水机组,末端为风机盘管没有新风的情况下,建筑空调造价为320元/m2左右,末端为风机盘管加新风的为370元/m2左右。或者按RT计算:水冷大概在5550元/RT,风冷大概在7550元/RT