某办公楼机房制冷机组冷冻水循环控制系统设计

1 腾达大厦制冷机组冷冻水循环控制系统设计 1.1 设计目标及工程概况 （1）设计题目 腾达大厦制冷机组冷冻水循环控制系统设计 （2）工程概况 腾达大厦总建筑面积 84260.95 ㎡。本设计的制冷站设在底层地下四层冷 冻机房内。 冷冻水出水温度 7℃，回水温度 12℃。 1.2 北京室外气象参数

冷负荷计算是空调设计及空调设备选型的主要依据；夏季冷负荷采 用冷负荷系数法计算，求出每个房间的逐时值。 《国内部分建筑空调冷负荷指标的统计值》 中注明： 当建筑物的总建 筑面积在小于 5000 ㎡取上限值，大于 10000㎡时，取下限值。按建筑空 调冷负荷指标确定的冷负荷即是制冷剂容量，不必再加系数。由于本建 筑物的总建筑面积为 84260.95㎡，所以，在此我们选用 90 W／㎡

则：本设计用户的空调冷负荷： Q=937W

1.3 冷负荷 本建筑物 为 84260.95 ㎡， 技

术》书中《国 调冷负 荷指标 的：办公楼的冷 ㎡）：90-120 W

夏季室外气象参数 夏季空调室外计算 34.8℃

夏季空调室外计算 27℃

夏季空调室外平均风速 2.8m/s

夏季大气压力 997.3hPa

的总建 筑面积 根据《空气调节 内部分 建筑空 的统计 值》查 负荷指标（W／ ／㎡。 2

3 冷却水系统介绍 冷却水系统的作用是将从制冷机吸取的热量散发出去，

它主要有冷 却塔、冷却水泵、水处理设备和冷水机组冷凝器等设备及管道组成。 冷却水系统： 3.1 冷却塔型号、台数的介绍 冷却塔的作用是为从制冷机吸收出来的冷却水降温，使得冷却水可 以循环使用，它有逆流式、横流式、喷射式和蒸发式等四种型，其型号 主要依据工作温度条件和冷却水流量来选择。 冷却塔的设置位置应通风良好，远离高温或有害气体，避免气流短 路以免建筑物高温高湿排气或非洁净气体对冷却塔的影响。同时，也应 避免所产生的飘逸水影响周围环境。冷却塔内的填料多为易燃材料，应 防止产生冷却塔失火事故。冷却塔的设置位置可分为三种： （1）、制冷站 设在建筑物的地下室，冷却塔设在通风良好的室外绿化地带或室外地面 上。（2）、制冷站为单独建造的单层建筑时，冷却塔可设置在制冷站的屋 顶上或室外地面上。（3）、制冷站设在多层建筑或高层建筑的底层或地下 室时，冷却塔设在高层建筑裙房的屋顶上。如果没有条件这样设置时， 只好将冷却塔设在高层建筑主楼的屋顶上，应考虑冷水机组冷凝器的承 压在允许范围内。 冷却塔的台数根据冷水机组的台数确定，一般应与冷水机组的台数 相同，即 “一塔对一机 ”不设置备用冷却塔。 从已选定的冷水机组参数中，可知冷却水流量为 119 m3/h，冷却塔处理 的水流量应大于冷水机组的冷却水流量，在此我们在已选

定的冷水机组 的冷却水流量的基础上，考虑 1.2 富裕系数，冷却塔设计处理水量为：

3 L=119×1.2=142.8 m3/h。 根据处理水量，以及当地室外湿球温度、水温处理要

求，从冷却塔样本 中选型，选用两台 DFTYL —150P 型冷却塔，不考虑备用，其性能参数 见下表： DFTYL —150P 型冷却塔性能参数 3

冷却塔型号 DFTYL —150P

流量 150 m3/h

风量 78000 ㎡ /h

进水压力 0.15MPa

外形尺寸 长 5600 ㎜

宽 2800 ㎜

高 6030 ㎜

3.2 冷却水泵型号、台数的确定

冷却水泵的安装要求： （1）当泵房设置在地面上，可用地脚螺栓直 接固定在混凝土基础上。如泵房设在楼板上，则可以将水泵安装在减振 装置上。当泵房设在高层建筑地下室时，可以不装配地脚螺栓，而在水 泵的四角填垫减振器。 （ 2）水泵的进出口管端必须安装橡胶软接头，并 且要在进水管上安装过滤器和阀门，在出水管上安装止回阀和闸阀，进 出水管必须固定。（3）为使水泵保持最佳运行性能，应在水泵进出口处 配装扩散管，以减少阻力损失。扩散管管口的流速应为：吸水管不大于 1.3m/s，出水管不大于 2m/s。（ 4）水泵的出水管上还应装有压力表和温 度计，以利检测。 压力表和温度计应被安装在便于观察和维修的位置上， 并注意周围对其测量的准确度有影响的环境条件。 根据选型原则，选择三台冷却水泵，两用一备。 冷水机组的冷却水流量为 119 m3/h，确定 1.1 的附加系数，则水泵流量

3 L=1.1 ×119=130.9 m3/h。

查阅水泵产品样本选择三台 150RK180-32 型水泵。其主要参数如下表 150RK180-32冷却水泵参数表

水泵型号 150RK180-32 单位

流量 144 m3/h 4

扬程 33 m

转速 1450 r/min

效率 69 %

轴功率 18.8 kW

电机功率 3 kW

必需汽蚀余量 4.0 m

泵进出口管径 150/125 mm

泵整机重量 800 kg

3.4 冷却水水处理设备的介绍

水处理设备通常按照管径或流量来选型，水过滤器一般是按连接管 管径选定的。连接管的管径应该与干管的管径相同。在选定水过滤器时 应重视它的耐压要求和安装检修的场地要求。除污器和水过滤器的前后 应该设置闸阀，供他们在定期检修时与水系统切断之用（平时处于全开 状态）；安装时必须注意水流方向；在系统运转和清洗管路的初期，宜把 其中的滤芯卸下，以免损坏。 根据输水管管 径和 处理水流 量 238m3/h，从产品样本中选用 一台

YTD-200F 型号电子水处理器 . YTD-200F 型号电子水处理器

型号 YTD-200F

公称直径 mm 200

流量 T/h 320

输入功率 W 80

外形尺寸 mm 长 900

宽 377

高 677 5

4 冷冻水系统设计 冷水机组制备出的冷冻水，由冷水循环泵通过供水管路输送到空气 处理设备中，而释放出冷量后的冷水经回水管路返回冷水机组。 4.1 冷冻水系统介绍

按循环方式，冷冻水系统可分为开式循环系统和闭式循环系统 . （ 1）开式循环系统的下部设有回水箱（或蓄冷水池） ，它的末端管 路式与大气相通的。空调冷水流经末端设备（例如风机盘管机组）释放 出冷量后，回水靠重力作用集中进入回水箱或蓄冷水池，再由循环泵将 回水打入冷水机组的蒸发器，经重新冷却后的冷水被输送至整个系统。 其特点是：水泵扬程高，输送耗电量大；循环水易受污染，水中总含氧 量高，管路和设备易受腐蚀；管路容易引起水锤想象；该系统与蓄冷水 池连接比较简单。 （2）闭式循环系统的冷水在系统内进行密闭循环，不与大气接触， 仅在系统的最高点设膨胀水箱（其功用是接纳水体积的膨胀，对系统进 行定压和补水）。其特点：水泵扬程低，仅需克服循环路阻力，与建筑物 总高度无关，故输送耗电量小；循环水不易受污染，管路腐蚀程度轻； 不用设回水池，制冷机房占地面积减小，但需设膨胀水箱的补水。 4.3 冷冻水泵型号和台数的确定

冷冻水泵的选择，要选有备用水泵，在本设计中选用两台运行冷冻 水泵，一台备用水泵。 对于大多数多层和高层建筑来说，空调冷冻水系统主要为闭式循环 系统，冷冻水泵的流量较大，但扬程不会太高。据统计，一般情况下， 20 层以下的建筑物，空调冷冻水系统的冷冻水泵扬程大多在 16-28mH2O， 乘上 1.1 的安全系数后最大也就是 30 mH2O。本设计的建筑为办公楼， 其建筑总面积为 8000 ㎡，属于 20 层以下的建筑物，所以我们的冷冻水 泵的扬程选择 30mH2O。 本设计的冷水机组的冷冻水流量为 98 m3/h，确定 1.1 的附加系数，则水 泵流量 6

L=1.1 ×98=107.8m3/h。

根据上面的估算， 我们可以知道冷冻水系统扬程为 30 水柱，查阅水泵产 品样本选择三台 150RK180-32 型水泵，两用一备。 150RK180-32冷冻水泵参数表

水泵型号 150RK180-32 单位

流量 144 m3/h

扬程 33 m

转速 1450 r/min

效率 69 %

轴功率 18.8 kW

电机功率 3 kW

泵进出口管径 150/125 mm