空调冷热源期第7章-冷热源机房与系统设计课件.ppt

1、7.1 冷热源机房设计冷热源机房设计7.2 冷热源燃料供应系统设计冷热源燃料供应系统设计7.3 排烟气系统设计排烟气系统设计7.4 冷热源水（汽）系统设计冷热源水（汽）系统设计7.5 冷热源系统供配电设计要点冷热源系统供配电设计要点2022-11-291一、机房建筑设计1.机房位置的布置原则1）一般应充分利用建筑物的地下室。2）由于条件所限不宜设在地下室时，也可设在裙房中或与主建筑分开独立设置。3）对于高层建筑，也可设在设备层或屋顶上。4）锅炉房宜为单独的建筑物，也可与其他民用建筑、生产厂房相连或设在民用建筑2022-11-292的地下室、半地下室、首层、楼中层和屋顶上。2.机房建筑布局要求1

2、）机房面积、净高和辅助用房等应根据系统的集中和分散、冷热源设备类型等设置。2)对于全部空气调节的建筑物，其通风、空气调节与制冷机房的面积可按总建筑面积的38考虑。2022-11-2933）机房面积的大小应保证设备安装有足够的间距和维修空间。4）制冷机房的净高（地面到梁底）应根据制冷机的种类和型号而定。5）燃油燃气锅炉房的净高（地面到梁底）应根据锅炉的类型和型号确定。2022-11-2942022-11-2952022-11-2962022-11-2972022-11-2982022-11-2992022-11-29101、机房设备的隔振与降噪动力设备应设置基础隔振装置，防止减少设备振动对外界影

3、响。设备振动量控制按有关标准规定及规范执行。设备转速=1500rpm，宜选用橡胶等弹性材料的隔振垫块或橡胶隔振器。动力设备的流体进出口，宜采用软管同管道连接。机房通风应选用低噪风机，位于生活区的机房通风系统应设置消声装置。2、机房设备、管道和附件的防腐和保温（1）机房设备、管道和附件的防腐 为了保证机房设备、管道和附件的有效工作年限，保温前须将表面清除干净、进行防腐处理。（2）机房设备、管道和附件的保温 机房设备、管道和附件的保有效温可以减少冷（热）损失。集中供暖地区的制冷机房室内温度不应低于15度，在停止运转期间不得低于5度。对于通风不能满足空气热湿环境要求的机房，应设置空调系统，为节约能源

4、，机房内温度、湿度要求可放宽。空调值班室应设置独立的空调系统，或安装分体空调。机房应有良好的通风措施机房的防火、防爆措施7.2.1 燃油系统设计燃油供应系统是燃油设备机房的组成部分。其主要流程是：燃油经铁路或公路运来后，自流或用泵卸入油库的贮油罐，油经过泵前过滤器进入输油泵，经输油泵送至锅炉房日用油箱。燃油供应系统的构成：运输设施、卸油设施、贮油罐、油泵、管路等燃油运输方式：铁路油罐车、汽车油罐车、油船、管道输送2022-11-2914主要任务：将满足要求的燃油送至设备燃烧器，保证燃油经济安全的燃烧。主要流程：先将油通过输油泵从油罐送至日用油箱，在日用油箱通过供油泵送至设备燃烧器，燃油通过燃烧

5、器一部分进入炉膛燃烧，另一部分返回油箱。（1）油管路系统设计的基本原则（2）典型的燃油系统：图7-1（3）燃油系统辅助设施选择 1）贮油罐；2）日用油箱；3）燃油过滤器：选择原则。4）输油泵（4）油泵的扬程 1）油泵扬程计算公式：式（7-1）2）油泵扬程应在管线水力计算后选择任务：根据已知的流量计算管道直径和管线压力降，以便合理地选择油泵。（1）燃油管道直径计算：式（7-2）（7-3）常用流速表7-2（2）燃油管道管线压力降计算方法：水力公式计算法，查图表法水力公式计算法主要过程：1）直管段摩擦阻力；2）局部阻力；3）管线压力降；4）摩擦阻力系数（1）管道的敷设方式：架空、管敷、管沟（2）管道

6、的连接：管材一般为无缝钢管，连接方式焊接、法兰连接（3）管道的布置（4）管道的吹扫和放空措施1.机房燃气系统（1）机房燃气耗量1）机房设备燃气耗量的确定，可按照总冷（热）负荷计算值，参照设备样本资料，选择设备，确定所需燃气耗量。也可按照总冷（热）负荷计算值和设备效率确定所需燃气耗量。单台燃气锅炉燃气消耗量计算：式（7-15）2）每只燃烧器燃气消耗量：式（7-16）3）机房燃气消耗量：式（7-17）（2）燃气管道供气压力、供气方式和系统1）燃气管道供气压力和供应方式城市燃气管道按所输送燃气压力不同，分为5类。燃气设备机房供气系统中，从安全角度考虑，宜采用中、低压供气系统，不宜用高压系统。2）燃气

7、管道系统设计应遵照国家标准规范进行燃气设备机房供气系统组成：供气管道进口装置、机房内配管系统以及吹扫放散管道等。常用燃气设备机房的燃气系统有：a.一般手动控制燃气系统：图7-2 设备由人工控制b.强制鼓风供气系统：图7-3 在中型采暖和生产的燃气锅炉房中经常采用。c.WNQ4-0.7型燃气锅炉供气系统：图7-42022-11-2921（1）供气管道进口装置设计要求（2）机房内燃气配管系统设计要求（3）吹扫放散管道系统设计为什么应设置吹扫和放散管道设计吹扫放散系统应注意的要求（1）管道敷设原则：分为埋地和架空敷设（2）机房内管道的敷设（3）管道的连接方法（4）燃气管道清扫和试压任务：根据燃气流量

8、和允许压力损失确定管道直径，或者在已知管径和压力损失情况下，求管道的通过能力。（1）燃气管道管径计算 式（7-18）（7-19）（2）燃气管道水力计算方法（3）不同压力下燃气管道的水力计算公式1）低压燃气管道：式（7-21）式（7-26）2）中压和高压燃气管道：式（7-27）（7-28）3）燃气管道局部阻力计算7.3.1烟气排放标准和系统设计依据1、烟气排放标准燃油燃气设备排入大气中的有害气体主要是二氧化硫和氮氧化物，其排放浓度应符合GB132712001锅炉大气污染物排放标准和GB30951996环境空气质量标准、GB162971996大气污染物综合排放标准。各项污染物排放的浓度极限见表7-

9、62022-11-2925可参照锅炉房设计规范（GB50041-1992）进行设计1.燃油燃气设备运行的通风方式燃油燃气设备在运行时，必须连续地向设备供入燃料燃烧所需要的空气，并将生成的烟气不断排出。按设备容量和类型的不同，可采用自然通风和机械通风。自然通风时，设备仅利用烟囱中热烟气和外界冷空气的密度差来克服锅炉通风的流动阻力。这种通风方式只适用于烟气阻力不大，无尾部受热面的小型设备，如立式水火管锅炉等。2022-11-2927对于设置尾部受热面和除尘装置的小设备，或较大容量的供热锅炉因烟、风道的流动阻力较大，必须采用机械通风，即借助风机所产生的压头去克服烟道、风道的流动阻力。目前采用的机械通

10、风方式有以下3种。（1）负压通风：烟囱+烟囱前的引风机 适用于小容量的、烟风系统阻力不大的锅炉（2）正压通风：只装设送风机 目前在燃气和燃油锅炉、吸收式直燃机等应用较为普遍（3）平衡通风:送风机+引风机 供热锅炉目前大都采用平衡通风。2022-11-2928（1）排烟气系统设计计算方法 根据额定负荷选择合适设备，烟道流量即确定。然后根据具体情况布置排烟气管路系统，由假定流速法计算系统管道和烟囱截面积大小，计算沿程阻力和局部阻力损失，选择风机。系统计算和风机选择时，须考虑烟囱的抽力。具体计算和选择详见相关设计手册。（2）排烟气系统烟道布置的一般要求（1）烟囱高度的确定 烟囱高度应根据烟气中所含有

11、害物质、飞灰等的扩散条件来确定，使附近的环境处于允许的污染程度之下，符合现行国家标准。供热锅炉烟囱推荐高度，按表7-7执行。（2）烟囱直径的计算（3）高层建筑烟囱布置2022-11-29312022-11-2932集中式空调的冷热源水系统包括冷（热）水循环系统、冷却水循环系统。冷水循环系统：来自空调设备的冷冻水回水经集水器、除污器、循环水泵，进入冷水机组蒸发器内，吸收了制冷剂蒸发的冷量，使其温度降低成为冷水，进入分水器后再送入空调设备的表冷器或冷却盘管内，与被处理的空气进行热交换后，再回到冷水机组内进行循环再冷却。2022-11-2933热水循环系统：主要是完成冬季空调设备所需的热量，使其加热

12、空气用，热水循环系统需包含热源部分。冷却水循环：从冷却塔来的较低温度的冷却水，经冷却泵加压后送入冷水机组，带走冷凝器的热量后，温度便升高了，然后被送到冷却塔上进行喷淋，由于冷却塔风扇的转动，使冷却水在喷淋下落过程中，不断与室外空气发生热湿交换而冷却，冷却后的水落入冷却塔积水盘中，然后再次被冷却泵加压后进入下一个循环。2022-11-29341.闭式循环系统和开式循环系统（图7-5）（1）闭式循环系统管路不与大气接触，系统最高点设膨胀水箱并有排气和泄水装置的系统。适宜采用闭式系统的情况优点缺点（2）开式循环系统管路之间有贮水箱（或水池）通大气，自流回水时，管路通大气的系统。适宜采用开式系统的情况

13、优点缺点（1）定水量系统系统中循环水量为定值，或夏季和冬季分别采用不同的定水量，负荷变化时，改变供、回水温度以改变制冷量或制热量的系统。优点缺点适用场合（2）变水量系统保持供水温度在一定范围内，当负荷变化时，改变供水量的系统。优点缺点（1）单式泵系统冷（热）源侧与负荷侧合用一组循环水泵优缺点适用场合（2）复式泵系统冷（热）源侧与负荷侧分别配备循环水泵优缺点适用场合（1）系统的最高压力系统最低处或水泵出口处，设计时应对各个点的压力进行分析，以选择合理的设备。（2）设备的承压系统中管路和设备均有其承压极限，系统压力不应超过设备承压能力。高层建筑中，设备承压能力不够时，应进行分区。常见的方案有5种。

14、（1）天然水冷却典型：直接蒸发式空调机组建筑物周围有非常充足水源时，也可用于集中空调。（2）循环水冷却（图7-8，图7-9）目前高层民用建筑空调系统多采用。流程：冷却塔较低温度冷却水（32度）冷却泵冷水机组冷凝器冷却塔高位冷却水（37度）冷却水量损失：空气吸湿带走的蒸发部分；风机排风吹走部分。一般约占冷却塔循环水量0.3%-1%设计常用图例：表7-8包括给水系统和蒸汽系统两个部分。给水系统：将给水送入锅炉的设备、管道及其配件。蒸汽系统：从锅炉引出蒸汽的管道及其配件。1.锅炉用水简述根据水质及功用，分为原水、补给水、生产回水、给水、锅水、排污水、冷却水等。（1）给水系统一级给水系统：图7-10二

15、级给水系统：图7-11（2）蒸汽系统饱和蒸汽；过热蒸汽组成：分汽缸、蒸汽管道及其阀门组件分汽缸作用：稳压、缓冲、调节及分配蒸汽（3）软化水系统（4）回水设备2022-11-2944供配电系统构成供配电系统是为空调、新风、照明、维修插座等配电要点要点避免设备、电缆组件间的相互干扰或阻挡风路考虑应急照明系统自动切换和消防系统联动备用发电机应能承担机房全部负荷的需要机房供电负荷级别和供电方式，应根据工艺要求、主机容量、负荷重要性和环境特征等因素，按GB50052-1995供配电系统设计规范执行。普通建筑的锅炉房、冷冻站、空调机房的电力负荷一般为三级负荷，对供电无特殊要求，采用一回路电源供电即可。若主

16、体建筑有大量一级负荷时，其附属锅炉房、冷冻站、空调机房的电力、照明为二级负荷，一般应采用两回路电源供电，两路电源应来自低压配电屏不同母线段。计算供电负荷应根据机房的用电设备工作方式、运行使用情况，统计其设备容量，然后按照不同的用电设备组，采用需要系数法计算其总用电负荷。1）长期连续工作制设备：机房的压缩机、冷冻、冷却水泵、鼓风机、引风机等设备，容量为其额定功率。2）断续工作制设备：溴化锂冷机和锅炉的辅助设备。按断续工作制计算设备容量。3）短时工作制：不常用的控制机构和设备，按短时工作制考虑。4）不同季节分开使用的设备：计算总负荷时应按季节计算，取其大值。备用设备不计入总负荷。5）计算机房总用电

17、负荷时，冷冻机房需要系数取0.650.75，平均功率因数取0.8；锅炉需要系数取0.650.75，平均功率因数取0.75。供电系统多采用TN-S或TN-C-S方式。配电方式宜采用放射式为主的方式。锅炉在6T以上时，应设计配电室，选用成套配电设备。锅炉房属于多尘高温环境，值班室要求有封闭隔离措施。机房照明系统可采用树干式配电方式，以节省导线。1.单台设备的控制 机房中的主机一般带有启动控制设备，只要提供给其电源即可。主机的外部设备，宜采用降压启动的控制方式，以避免启动电流过大造成越级跳闸。为保证和系统安全可靠运行，要求按照一定顺序控制设备启停。制冷系统启动顺序：冷却塔风机冷却水泵冷冻水泵制冷机制冷机停机顺序与启动顺序相反热源系统启停也有类似的先后顺序。电锅炉启停顺序：启动顺序：循环水泵电锅炉停止顺序：电锅炉循环水泵控制方式：传统控制方式、PLC控制、集散控制、现场总线控制。控制目的：基本顺序控制；自动检测、报警、安全保护等监控功能电动机、起动控制设备、灯具和导线形式的选择，应与机房的各个不同建筑物的环境分类相适应。冷冻机房潮湿、锅炉房高温多尘，应尽量选用防潮、防尘、防爆的电气产品。配电管线应采用暗敷设，用金属管保护。电线管路尽量和蒸汽、热水管线远一些，不宜沿锅炉热风道、烟道、热水箱和其它载热体表面敷设。室外地下电缆线路不要设计在储煤场下面，以防意外火灾，也为电缆检修方便。