Tính toán, thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho tòa văn phòng PECC2 đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC BẢNG 10 CHƯƠNG MỞ ĐẦU, Ý NGHĨA CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ, GIỚI THIỆU CƠNG TRÌNH 12 1.1 MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ (ĐHKK) 12 1.2 GIỚI THIỆU CƠNG TRÌNH 14 1.3 CHỌN CÁC THƠNG SỐ TÍNH TỐN 15 1.3.1 Chọn thông số tính tốn nhà 15 1.3.2 Chọn thơng số tính tốn nhà 17 CHƯƠNG PHÂN TÍCH CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ VÀ CHỌN HỆ THỐNG THÍCH HỢP CHO CƠNG TRÌNH 18 2.1 TÌM HIỂU CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ 18 2.1.1 Hệ thống điều hòa cục 18 2.1.2 Hệ thống điều hòa tổ hợp gọn 19 2.1.3 Hệ thống điều hòa trung tâm nước 21 2.1.4 Máy điều hòa VRV (Variable Refrigerant Volume) 23 2.2 CHỌN HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ (ĐHKK) 25 CHƯƠNG TÍNH TỐN CÂN BẰNG ẨM CHO CƠNG TRÌNH 26 3.1 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TẢI LẠNH 26 3.2 TÍNH NHIỆT HIỆN THỪA VÀ NHIỆT ẨM THỪA 27 3.2.1 Nhiệt xạ qua kính, Q11 27 3.2.2 Nhiệt truyền qua mái xạ chênh lệch nhiệt độ phịng có điều hịa khơng có điều hịa, Q21 32 3.2.3 Nhiệt truyền qua vách, Q22 34 3.2.4 Nhiệt truyền nền, Q23 42 3.2.5 Nhiệt tỏa chiếu sáng, Q31 43 3.2.6 Nhiệt tỏa máy móc, Q32 43 3.2.7 Nhiệt ẩn người tỏa ra, Q4h Q4a 47 3.2.8 Nhiệt ẩn gió tươi mang vào, QhN QaN 50 3.2.9 Nhiệt ẩn gió lọt, Q5h Q5a 54 CHƯƠNG THÀNH LẬP VÀ TÍNH TỐN SƠ ĐỒ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ (ĐHKK) 61 4.1 TÍNH PHỤ TẢI ẨM 61 4.2 THÀNH LẬP SƠ ĐỒ ĐHKK 64 4.3 TÍNH TỐN SƠ ĐỒ ĐHKK 65 4.4 CÁC HỆ SỐ NHIỆT HIỆN 77 4.4.1 Hệ số nhiệt phòng RSHF (Room sensible heat factor), 𝜺hf: 77 4.4.2 Hệ số nhiệt tổng GSHF(Grant sensible heat factr), 𝜺ht: 78 4.4.3 Hệ số vòng, 𝜺BF: (Bypass Factor) 79 4.4.4 Hệ số nhiệt hiệu dụng ESHF(  hef ),(effective sensible heat factor) 79 4.5 NHIỆT ĐỘ ĐỌNG SƯƠNG CỦA THIẾT BỊ 80 4.6 NHIỆT ĐỘ KHƠNG KHÍ SAU DÀN LẠNH VÀ LƯU LƯỢNG KHƠNG KHÍ QUA DÀN LẠNH 81 CHƯƠNG CHỌN MÁY THIẾT BỊ VÀ BỐ TRÍ HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ 83 5.1 CHỌN DÀN LẠNH (INDOOR) 84 5.2 CHỌN DÀN NÓNG (OUTDOOR UNIT) 88 5.3 CHỌN BỘ CHIA GAS 91 5.4 CHỌN ĐƯỜNG ỐNG DẪN MÔI CHẤT 95 5.4.1 Chọn cỡ ống cho dàn nóng 95 5.4.2 Chọn cỡ ống nối chia gas dàn lạnh 96 5.4.3 Chọn cỡ ống nối chia gas với dàn lạnh 96 5.5 CHỌN BỘ ĐIỀU KHIỂN 97 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG GIÓ 98 6.1 TỔNG QUAN 98 6.2 LỰA CHỌN VÀ BỐ TRÍ HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHƠNG KHÍ 98 6.2.1 Lựa chọn bố trí miệng thổi 98 6.2.2 Chọn thiết bị phụ đường ống gió 99 6.3 TÍNH TỐN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHƠNG KHÍ VÀ CHỌN QUẠT 99 6.3.1 Tính tốn thiết kế đường ống cấp gió tươi 99 6.3.2 Tính chọn quạt 101 CHƯƠNG CÁC BIỆN PHÁP THI CÔNG LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH VÀ CÔNG TÁC BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA 105 7.1 CÁC BIỆN PHÁP THI CÔNG LẮP ĐẶT 105 7.1.1 Lắp đặt hệ thống điện 105 7.1.2 Lắp đặt dàn nóng dàn lạnh 105 7.2 QUY TRÌNH THỬ KÍN ĐƯỜNG ỐNG DẪN MÔI CHẤT CỦA HỆ THỐNG VRV- A 106 7.3 CÔNG TÁC VẬN HÀNH 106 7.4 CÔNG TÁC BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO 109 PHỤ LỤC 110 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU - ĐHKK: Điều hịa khơng khí - VRV: Variable Refrigerant Volume - CAV: Constan Air Volume - VAV: Variable Air Volume - BMS: Building Management System - PECC2: Công ty cổ phần tư vấn xây dựng điện - TL: Tài liệu - TCNS: Tổ chức nhân - HRV: Heat Recovery Ventilator - RSHF: Room sensible heat factor - GSHF: Grant sensible heat factor - ESHF: Effective sensible heat factor DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1: Sơ đồ tính tốn nhiệt hiện, nhiệt ẩn 26 Hình 2: Kết cấu tường 35 Hình 1: Sơ đồ ngun lý điều hịa khơng khí cấp cho mùa hè 65 Hình 2: Đồ thị hệ số nhiệt phòng 77 Hình 3: Đồ thị nhiệt tổng mang vào 78 Hình 4: Đồ thị tra hệ số nhiệt hiệu dụng 80 Hình 5: Đồ thị tra nhiệt độ đọng sương thiết bị 81 Hình 1: Tiêu chuẩn giới hạn đường ống dài Daikin 83 Hình 2: bảng thông số kỹ thuật Cassette âm trần (đa hướng thổi có cảm biến) trích catalog hãng DAIKIN 85 Hình 3: Điều kiện tỷ lệ kết nối 89 Hình 4: Phần mềm VRV - Xpress DAIKIN 92 Hình 5: Các cỡ nóng A, B, C kết nối dàn nóng 95 Hình 1: Mức độ thay đổi khơng khí cần thiết 103 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Thông số vi khí hậu thích ứng với trạng thái lao động khác người 16 Bảng 2: Bảng tổng hợp thông số tính tốn nhà sau: 17 Bảng 3: Thơng số tính tốn ngồi nhà 17 Bảng 1: Kết hệ số qua kính Calorex màu xanh 6mm che 28 Bảng 2: Nhiệt xạ qua kính, Q11 29 Bảng 3: Nhiệt xạ qua kính, Q11 (tiếp theo) 30 Bảng 4: Nhiệt xạ qua kính, Q11 (tiếp theo) 31 Bảng 5: Vật liệu trần 32 Bảng 6: Nhiệt truyền qua mái, Q21 34 Bảng 7: Vật liệu tường 35 Bảng 8: Nhiệt truyền qua tường bao che, Q22t 36 Bảng 9: Nhiệt truyền qua cửa vào, Q22c 37 Bảng 10: Nhiệt truyền qua cửa vào, Q22c (tiếp theo) 38 Bảng 11: Nhiệt truyền qua cửa vào, Q22c (tiếp theo) 39 Bảng 12: Hệ số truyền nhiệt cửa kính 39 Bảng 13: Nhiệt truyền qua kính cửa sổ, Q22k 40 Bảng 14: Nhiệt truyền qua kính cửa sổ, Q22k (tiếp theo) 41 Bảng 15: Nhiệt truyền qua kính cửa sổ, Q22k (tiếp theo) 42 Bảng 16: Nhiệt truyền qua nền, Q23 43 Bảng 17: Nhiệt tỏa chiếu sáng máy móc, Q31 Q32 44 Bảng 18: Nhiệt tỏa chiếu sáng máy móc, Q31 Q32 (tiếp theo) 45 Bảng 19: Nhiệt tỏa chiếu sáng máy móc, Q31 Q32 (tiếp theo) 46 Bảng 20: Tra hệ số nhiệt hiện, nhiệt ẩn tỏa từ người chọn theo khơng gian điều hịa 47 Bảng 21: Nhiệt ẩn người tỏa ra, Q4h Q4a 48 Bảng 22: Nhiệt ẩn người tỏa ra, Q4h Q4a (tiếp theo) 49 Bảng 23: Nhiệt ẩn người tỏa ra, Q4h Q4a (tiếp theo) 50 Bảng 24: Tra lưu lượng khơng khí tươi cần cho người 51 Bảng 25: Nhiệt ẩn gió tươi mang vào, Qhn Qan 51 Bảng 26: Nhiệt ẩn gió tươi mang vào, Qhn Qan (tiếp theo) 52 Bảng 27: Nhiệt ẩn gió tươi mang vào, Qhn Qan (tiếp theo) 53 Bảng 28: Nhiệt ẩn gió tươi mang vào, Qhn Qan (tiếp theo) 54 Bảng 29: Nhiệt gió lọt vào khơng gian điều hịa, Q5h Q5a 55 Bảng 30: Nhiệt gió lọt vào khơng gian điều hịa, Q5h Q5a (tiếp theo) 56 Bảng 31: Nhiệt gió lọt vào khơng gian điều hịa, Q5h Q5a (tiếp theo) 57 Bảng 32: Tổng hợp nhiệt thừa Q0 (Năng suất lạnh yêu cầu) 58 Bảng 33: Tổng hợp nhiệt thừa Q0 (Năng suất lạnh yêu cầu) (tiếp theo) 59 Bảng 34: Tổng hợp nhiệt thừa Q0 (Năng suất lạnh yêu cầu) (tiếp theo) 60 Bảng 1: Lượng phụ tải ẩm, W 62 Bảng 2: Lượng phụ tải ẩm, W (tiếp theo) 63 Bảng 3: Lượng phụ tải ẩm, W (tiếp theo) 64 Bảng 4: Trạng thái khơng khí thổi vào phịng 67 Bảng 5: Trạng thái khơng khí thổi vào phịng (tiếp theo) 68 10 Bảng 6: Lưu lượng khơng khí cần thiết G 70 Bảng 7: Lưu lượng khơng khí cần thiết G (tiếp theo) 71 Bảng 8: Lưu lượng không khí tươi GN lưu lượng khơng khí tái tuần hồn GT.72 Bảng 9: Lưu lượng khơng khí tươi GN lưu lượng khơng khí tái tuần hồn GT (tiếp theo) 73 Bảng 10: Lưu lượng khơng khí tươi GN lưu lượng khơng khí tái tuần hồn GT (tiếp theo) 74 Bảng 11: Trạng thái không khí điểm hịa trộn C 75 Bảng 12: Trạng thái khơng khí điểm hòa trộn C (tiếp theo) 76 Bảng 13: Trị số BF 79 Bảng 14: Thông số trạng thái 81 Bảng 1: Danh mục dàn lạnh cho phòng 86 Bảng 2: Danh mục dàn lạnh cho phòng (tiếp theo) 87 Bảng 3: Danh mục dàn lạnh cho phòng (tiếp theo) 88 Bảng 4: Danh mục dàn nóng cho tầng 90 Bảng 5: Thông số kỹ thuật dàn nóng chọn 91 Bảng 6: Chọn chia gas dàn lạnh từ dàn nóng theo cơng suất dàn nóng 93 Bảng 7: Tổng hợp chia gas tầng 93 Bảng 8: Chọn chia gas dàn lạnh theo số suất lạnh tổng dàn lạnh sau 93 Bảng 9: Tổng hợp số lượng chia gas dàn lạnh chia gas dàn nóng 94 Bảng 10: Chọn ống cho dàn nóng 95 Bảng 11: Chọn cỡ ống nối chia gas dàn lạnh 96 Bảng 12: Chọn cỡ ống nối chia gas với dàn lạnh 96 Bảng 1: Thông số kích thước ống gió tầng 100 Bảng 2: Thông số quạt chọn quạt cho tầng 102 Bảng 1: Mã cố hệ thống điều hòa VRV- A 108 11 CHƯƠNG MỞ ĐẦU, Ý NGHĨA CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ, GIỚI THIỆU CƠNG TRÌNH 1.1 MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ (ĐHKK) Ngay từ thời cổ đại người biết tạo điều kiện khơng khí xung quanh phù hợp với nhất: mùa đơng đốt lửa sưởi ấm, mùa hè tìm vào hang động mát mẻ Khi lồi người phát triển nhu cầu người ngày đòi hỏi cao hơn, điều hịa khơng khí góp phần thỏa mãn số nhu cầu người Nói đến ĐHKK phải kể đến người có cơng lớn nhà bác học người Mỹ Willis H Carrier, ông nhân vật quan trọng đưa ngành ĐHKK nước Mỹ nói riêng ngành ĐHKK tồn giới nói chung đến bước phát triển rực rỡ Theo Carrier ĐHKK kết hợp sưởi ấm làm lạnh, gia ẩm, hút ẩm, lọc rửa khơng khí, tự động trì khống chế trạng thái khơng khí khơng đổi phục vụ cho nhu cầu tiện nghi công nghệ Một cách tổng quát ĐHKK hiểu q trình xử lý khơng khí cho khơng gian phịng điều chỉnh thông số nhiệt độ, độ ẩm tương đối, tuần hồn, lưu thơng phân phối khơng khí, độ bụi… điều chỉnh phạm vi cho trước theo u cầu khơng gian cần điều hịa để khơng phụ thuộc vào điều kiện thời tiết diễn ngồi nhà - Theo mục đích ứng dụng phân chia điều hòa tiện nghi điền hịa cơng nghệ - Theo tính chất cơng trình phân chia điều hịa cấp 1, cấp 2, cấp - Theo kết cấu hệ thống chia điều hòa cục bộ, điều hòa trung tâm gió, điều hịa trung tâm nước - Điều hịa tiện nghi: trình ĐHKK đáp ứng tiện nghi nhiệt ẩm người phạm vi ổn định, phù hợp với cảm giác nhiệt thể người, ứng với trạng thái lao động khác nhau, làm cho người cảm thấy dễ chịu, thoải mái, không nóng mùa hè khơng rét buốt mùa đông, bảo vệ sức khỏe người phát huy suất lao động chân tay lẫn trí óc Ứng dụng điều 12 hịa tiện nghi: dịch vụ khách sạn, tòa nhà, văn phòng, siêu thị, cửa hàng, trung tâm thương mại, rạp hát, rạp chiếu phim, thư viện, bảo tàng, phòng hòa nhạc, hội trường, nhà thi đấu trường học, sân vận động… - Điều hịa cơng nghệ: ĐHKK phục vụ cho q trình cơng nghệ sản xuất, chế biến ngành cơng nghiệp khác nhau, thơng số khơng khí như: nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió, độ bụi, trường tình điện… hồn tồn phải phù hợp với yêu cầu công nghệ sản xuất chế biến Ứng dụng điều hịa cơng nghệ: nghành khí xác, chế tạo dụng cụ đo lường, dụng quang học, độ ổn định nhiệt độ độ ẩm không khí điều kiện định cho chất lượng, độ xác độ bền sản phẩm Trong cơng nghiệp sợi dệt, ĐHKK có ý nghĩa quan trọng độ ẩm cao, độ dính kết, ma sát sơ bơng lớn q trình kéo sợi khó khăn, sợi kéo khơng sợi gây lỗi sản xuất Trong phân xưởng sản xuất thuốc địi hỏi chế độ nhiệt độ, độ ẩm cực cao địi hỏi thơng số nghiêm ngặt - Hệ thống ĐHKK cấp 1: trì thơng số nhà phạm vi biến thiên nhiệt ẩm trời mùa hè (cưc đại) mùa đông (cực tiểu) ĐHKK cấp 1: áp dụng cho cơng trình điều hịa khơng khí tiện nghi đặc biệt quan trọng cơng trình điều hịa cơng nghệ yêu cầu nghiêm ngặt: ĐHKK lăng chủ tịch Hồ Chí Minh, điều hịa cơng nghệ cho phân xưởng sản xuất linh kiện điện tử, khí xác, phân xưởng sản xuất liệu đặc biệt - ĐHKK cấp 2: trì thơng số nhà phạm vi cho phép với độ sai lệch không 200 giờ/năm có biến thiên nhiệt ẩm ngồi trời cực đại cực tiểu Ứng dụng cho công trình quan khách sạn đến sao, bệnh viện quốc tế - ĐHKK cấp 3: trì thông số nhà phạm vi cho phép với độ sai lệch không 400 giờ/năm ĐHKK cho khách sạn, văn phòng, nhà ở, siêu thị, hội trường, rạp hát, rạp chiếu bóng ĐHKK khơng phụ vụ cho đời sống, cho ngành sản xuất mà để bảo quản giá trị văn hóa, nghệ thuật, lịch sử như: tranh ảnh, tượng sách cổ … phịng thí nghiệm để bảo quản mẫu phục vụ cho công tác nghiên cứu, lưu trữ vv… 13 cần có mơi trường đặc biệt tích hợp ổn định để kéo dài thời gian dài lưu trữ bảo quản Như vậy, ĐHKK có ý nghĩa quan trọng lĩnh vực kinh tế, kỹ thuật Ngày cịn coi tiêu chí để đánh giá chất lượng sống xã hội người, ngành ĐHKK có tác động mạnh mẽ thúc đẩy phát triển hầu hết ngành kinh tế, kỹ thuật 1.2 GIỚI THIỆU CƠNG TRÌNH Dự án cơng trình VĂN PHỊNG TRUNG TÂM THIẾT KẾ SPECC2 tòa nhà văn phòng lớn với kiến trúc đại với tầng cao gần 30 m, tọa lạc mặt rộng khoảng 1125 m2 số đường số 2, Phường Trường Thọ, Quận Thủ Đức Thành Phố Hồ Chí, tịa nhà xây dựng với mục đích cho th văn phịng thiết kế Cơng trình làm cho cảnh quan Thủ Đức thêm đại đẹp Về kết cấu cơng trình xây dựng theo kết cấu cột thép bê tông truyền thống Tường bao dầy 100 mm gồm hai lớp gạch, bề mặt trát vữa xi măng nước sơn Giữa phòng tòa nhà ngăn với thạch cao cách âm, cách nhiệt Tất tầng có trần giả thạch cao, khoảng cách từ đến trần nhà tầng 3600 mm, tầng tới tầng 3200 mm Do tòa nhà nằm đường số 2, phường Trường Thọ nên phần tường phịng diện tích kính chiếm chủ yếu so với tường, kính cơng trình sử dụng loại kính lớp, caloerx màu xanh dày 6mm, bên có rèm che Nó tạo nên vẻ thoáng mát, gọn nhẹ đại cho cơng trình Tịa nhà có diện tích tầng sau: tầng có 754 m2, tầng có 674 m2, tầng có 737 m2, tầng có 772 m2, tầng có 722 m2, tầng có 736 m2 Tịa nhà xây dựng Thành Phố Hồ Chí Minh (tức phía Nam Việt Nam), nằm vùng hậu nhiệt đới gió mùa, năm có bốn mùa rõ rệt, mặt khác kiến trúc xây dựng mơi trường thị nên khơng khí ô nhiễm nhiều, việc xây dựng hệ thống ĐHKK cần thiết để đảm bảo điều kiện vệ sinh, sức khỏe hiệu suất làm việc Đa phần diện tích tịa nhà sử dụng làm văn phòng thiết kế nên thống ĐHKK cần đáp ứng điều kiện tiện nghi, thỏa mãn nhu cầu vi khí hậu đồng thời không ảnh hưởng tới kết cấu xây dựng 14 10 12 đến 16 18 đến 22 24 26 đến 34 36 đến 60 15.9 19.1 22.2 9.5 12.7 28.6 15.9 34.9 19.1 41.3 5.4.2 Chọn cỡ ống nối chia gas dàn lạnh Chọn cỡ ống nối chia gas dàn lạnh theo bảng 5.11 dựa số suất lạnh tổng dàn lạnh đứng sau Bảng 11: Chọn cỡ ống nối chia gas dàn lạnh Đường kính ngồi (mm) Ống Ống lỏng < 150 15.9 150 đến 200 19.1 15.9 200 đến 290 22.2 290 đến 420 12.7 28.6 420 đến 640 15.9 640 đến 920 34.9 19.1 > 920 41.3 5.4.3 Chọn cỡ ống nối chia gas với dàn lạnh Chỉ số suất lạnh tổng Chọn cỡ ống chia gas với dàn lạnh theo bảng 5.12 dựa số suất dàn lạnh Bảng 12: Chọn cỡ ống nối chia gas với dàn lạnh Chỉ số suất lạnh dàn lạnh 20; 25; 32; 40; 50 63; 80; 100; 125 200 250 Đường kính ngồi (mm) Ống Ống lỏng 12.7 6.4 15.9 19.1 9.5 22.2 Dựa vào bảng 5.10, bảng 5.11 bảng 5.12, ta có kích thước tất ống gas thể vẽ sơ đồ nguyên lý hệ thống ĐHKK phụ lục [1] 96 5.5 CHỌN BỘ ĐIỀU KHIỂN Ở ta sử dụng thiết bị điều khiển trung tâm cục hãng DAIKIN Các thiết bị gồm: - Bộ điều khiển từ xa có dây BRC1E63 cho dàn lạnh âm trần Một điều khiển từ xa điều khiển tối đa hoạt động 16 dàn lạnh lúc, cài đặt giá trị nhiệt độ phịng, tốc độ gió, tắt/mở, hiển thị tình trạng lọc dàn, chức báo lỗi… theo dàn lạnh tổ dàn lạnh kết nối lắp đặt ngay, - Bộ điều khiển trung tâm DCS601C51: Có khả điều khiển tối đa 64 nhóm dàn lạnh cách độc lập, hiển thị tình trạng hoạt động hệ thống, hình hiển thị mã cố hệ thống gặp cố, giới hạn thơng số hoạt động nhóm dàn lạnh quản lý… - Bộ lập trình thời gian DST301B61: điều khiển tối đa 64 nhóm máy theo kế hoạch cài đặt, tự động đóng mở hệ thống ngày thời gian ngày theo lịch xếp, dự trữ tối đa 72 tiếng nguồn lượng… - Thiết bị xử lý chuyển đổi tín hiệu cho máy tính DCS601C51 phần mềm kèm theo giúp quản lý hệ thống máy tính: Giới hạn nhiệt độ sử dụng, tốc độ gió, điều khiển nhiệt độ chênh lệch, quản lý hệ thống từ xa thông qua mạng, kiểm tra theo dõi cố từ xa… Sơ đồ kết nối điều khiển từ xa với dàn lạnh, dàn lạnh với dàn nóng, dàn nóng điều khiển trung tâm thể vẽ mặt điện điều khiển 97 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG GIĨ 6.1 TỔNG QUAN Sau tính tốn cân nhiệt ẩm, thành lập tính tốn sơ đồ điều hịa khơng khí, ta biết lượng khơng khí tươi cần cung cấp cho khơng gian điều hịa lưu lượng khơng khí qua dàn lạnh Để đảm bảo yêu cầu ta phải tiến hành thiết kế hệ thống đường ống dẫn khơng khí nhằm mục đích: - Phân phối khơng khí vào phịng điều hòa qua miệng thổi; - Cung cấp đủ lượng khơng khí tươi cần thiết cho khơng gian điều hịa; - Thải phần khơng khí từ khơng gian điều hịa ngồi để đảm bảo hệ số tuần hồn khơng khí, đáp ứng u cầu vệ sinh vi khí hậu; - Xử lý khơng khí tươi ngồi trời trước thổi vào phịng khơng khí tuần hồn trước vào dàn lạnh 6.2 LỰA CHỌN VÀ BỐ TRÍ HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHƠNG KHÍ 6.2.1 Lựa chọn bố trí miệng thổi Miệng thổi thiết bị cuối đường ống gió có nhiệm vụ cung cấp khuếch tán gió vào phịng, phân bố khơng khí phịng, sau khơng khí đưa qua miệng hồi tái tuần hoàn thiết bị xử lý khơng khí, Lựa chọn miệng thổi hình thức thổi gió ta dựa vào chiều cao từ sàn tới trần, diện tích sàn khơng gian điều hịa lưu lượng khơng khí cần thiết đồng thời phải đảm bảo tiêu sau: - Có kết cấu đẹp, hài hịa với trang trí nội thất cơng trình, dễ dàng lắp đặt tháo dỡ bảo dưỡng; - Có cấu tạo chắn khơng gây ồn; - Đảm bảo phân phối gió khơng gian điều hịa tốc độ gió vùng làm việc không vượt giới hạn cho phép; - Trở lực cục nhỏ nhất; - Kích thước nhỏ gọn nhẹ nhàng, làm từ loại vật liệu đảm bảo bền đẹp khơng gỉ hài hịa với màu trần giả; - Kết cấu đơn giản, dễ vệ sinh lau chùi cần thiết 98 Cách thức bố trí vị trí lắp đặt miệng thổi, miệng hồi thể chi tiết vẽ 6.2.2 Chọn thiết bị phụ đường ống gió Đối với hệ thống điều hịa khơng khí đại, người ta thường lắp thiết bị phụ đường ống gió, nhằm đảm bảo cho hệ thống hoạt động an tồn hiệu - Chớp gió: cửa lấy gió tươi từ ngồi thải gió xả ngồi; - Phin lọc gió: lọc bụi cho khơng khí tươi trực tiếp thổi vào khơng gian điều hịa; - Bộ sưởi chính; - Bộ sưởi sơ bộ; - Van chặn lửa; - Hộp tiêu âm: để giảm độ ồn khơng khí ống gió; - Hộp điều chỉnh lưu lượng: điều chỉnh lưu lượng gió thổi vào phịng; - Ghi gió Đối với cơng trình này, khơng cần địi hỏi u cầu tiện nghi cao phải đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh phân phối khơng khí Do cần lắp đặt thiết bị lọc khơng khí, hộp tiêu âm, hộp điều chỉnh lưu lượng gió, chớp gió 6.3 TÍNH TỐN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHƠNG KHÍ VÀ CHỌN QUẠT Ở tính tốn thiết kế đường ống dẫn khơng khí, tính tốn thiết kế đường ống dẫn khí tươi từ quạt tới phịng 6.3.1 Tính tốn thiết kế đường ống cấp gió tươi Ví dụ tính tốn thiết kế đường ống cấp gió tươi cho tầng 2: Lưu lượng gió tươi yêu cầu tầng 2: L = 4428 m3/h = 1230 l/s = 1,23 m3/s Áp suất làm việc miệng thổi pmt = 38 Pa Có nhiều phương pháp thiết kế hệ thống đường ống dẫn khơng khí Đối với hệ thống này, ta chọn phương pháp ma sát đồng để tính tốn thiết kế Đầu tiên ta cần xác định tốc độ khởi đầu, tiết diện, cỡ tổn thất áp suất đoạn ống từ quạt đến chỗ rẽ nhánh (đoạn A-B) Từ bảng 7.1 7.2 TL [1]/tr295-296, tạm chọn tốc độ khởi đầu m/s: 99 Tiết diện ống theo yêu cầu: 𝑆 = 1.23 𝑚3/𝑠 𝑚/𝑠 = 0,175 𝑚2 Từ bảng 7.3, tài liệu [1] chọn cỡ ống 700×300 = 0,21 (m2) Tính lại tốc độ gió: 𝜔 = 1,23 𝑚3/𝑠 0,21 𝑚2 = 5,86 (m/s) Số miệng thổi tầng là: 24 miệng Lưu lượng gió qua miệng là: 1230 = 51.25 (l/s) 24 Tra đồ thị hình 7.24 tài liệu [1]/tr302 với lưu lượng gió 1230 l/s, tốc độ gió 5,86 m/s ta pl = 0,76 Pa/m đường kính ống tương đương dtd = 496mm Sử dụng bảng 7.11 tài liệu [1]/tr309 để tính tiết diện ống nhánh xác định cỡ ống a×b theo bảng 7.3 tài liệu [1]/tr297 Bảng 6.1 kết tính tốn kích thước ống gió tầng Bảng 1: Thơng số kích thước ống gió tầng Đoạn ống Lưu lượng gió, (l/s) Quạt - A A-B B-C C-D D-E E-F 11 đến 12 đến dến đến 15 đến 16 18 đến 19 23 đến 24 1230 922.5 717.5 563.75 358.75 153.75 102.5 102.5 102.5 102.5 102.5 102.5 102.5 Phần trăm lưu lượng, (%) 100 75 58.3 45.8 29.2 12.5 8.3 8.3 8.3 8.3 8.3 8.3 8.3 Cỡ ống chọn, (mm x mm) 700x300 700x200 600x200 500x200 400x200 300x200 200x200 200x200 200x200 200x200 200x200 200x200 200x200 Tiết diện ống, (m2) 0.21 0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 Phần trăm tiết diện, (%) 100 66.7 57.1 47.6 38.1 28.6 19 19 19 19 19 19 19 Tốc độ, (m/s) 5.86 6.59 5.97 5.64 4.48 2.56 2.56 2.56 2.56 2.56 2.56 2.56 2.56 Trong đó: Phần trăm lưu lượng xác định sau: Lưu lượng ống nhánh % lưu lượng ống nhánh = Tổng lưu lượng Đối với đoạn BC: 717,5 % lưu lượng BC = 1230 = 58.3% 100 Phần trăm tiết diện xác định theo bảng 7.11, tr348, TL [1] từ phần trăm lưu lượng Tiết diện ống xác định sau: % Tiết diện ống = 𝑇𝑖ế𝑡 𝑑𝑖ệ𝑛 ố𝑛𝑔 𝑛ℎá𝑛ℎ 𝑇𝑖ế𝑡 𝑑𝑖ệ𝑛 ố𝑛𝑔 𝑐ℎí𝑛ℎ (𝑄𝑢ạ𝑡−𝐴) Đối với đoạn BC: % Tiết diện ống = 0,12 0,21 = 57,1 % Tính tốn tương tự cho đường ống khác, kích thước chúng thể vẽ mặt hệ thống thống gió 6.3.2 Tính chọn quạt Tính chọn quạt cấp gió tươi Tính chọn quạt dựa ta dựa vào hai yếu tố, cột áp quạt lưu lượng gió cấp yêu cầu Cột áp quạt tính theo cơng thức: ∆p = ∆pd + ∆pt , đơn vị Pa mm H20 (1mm H20 = 9,81 Pa) Trong đó: ∆pd cột áp động quạt, cột áp gây tốc độ khơng khí ống dẫn, tính theo biểu thức: ∆pd = ρω2 , Pa Với: ρ – khối lượng riệng khơng khí, kg/m3; ω – tốc độ gió, m/s (thường lấy 1.2 kg/m3) ∆pt cột áp tĩnh quạt, tính theo biểu thức: ∆pt = ∆pmt + ∆ptt , Pa Với: ∆pmt – áp suất miệng gió; Tổn thất áp suất ∆ptt = l ∆pl , Pa Ví dụ tính chọn quạt cho tầng 2, với lưu lượng yêu cầu 4428 m3/h = 1.23 m3/s Rõ ràng đoạn ống dài từ quạt đến miệng thổi thứ 24 có chiều dài lớn có tổn thất áp suất lớn nhất, ta tiến hành tính trở kháng đoạn để xác định cột áp quạt Với l = 51,4m Tổn thất áp suất: ∆ptt = l ∆pl = 51,4 0,76 = 39,064 (Pa) 101 Nên ta có cột áp tĩnh quạt: ∆pt = ∆pmt + ∆ptt = 38 + 39.064 = 77.064 (Pa) Cột áp động quạt: ∆pd = ρω2 = 1.2×72 = 29.4 (Pa) Vậy cột áp tổng quạt là: ∆p = ∆pd + ∆pt = 77.064 + 29.4 = 106.464 (Pa) = 10.64 (mm H20) Chọn quạt MU6, có thơng số kỹ thuật nắng suất 5400 m3/h, cột áp 157 Pa, hiệu suất 54% tài liệu [1]/tr332 Vậy tổng hợp ta có bảng 6.2 chọn quạt cho tầng Bảng 2: Thông số quạt chọn quạt cho tầng Lưu lượng Năng suất Cột áp gió yêu cầu, quạt, yêu cầu, (m3/h) (m3/h) (Pa) 1440 2241 2700 128.96 137 35 MU6 1440 4428 5400 106.46 157 54 MU6 1440 4590 5400 108.44 157 54 MU5 1440 3807 5400 95.1 98 52 MU5 1440 3888 5400 96.12 98 52 MU6 1440 4077 5400 99.2 157 54 Ký hiệu Tốc độ, quạt (vg/phút) MU5 Tầng Cột áp quạt, (Pa) Hiệu suất η, (%) Tính chọn quạt cho nhà vệ sinh Tính chọn quạt hút nhà vệ sinh ta cần xác định lưu lượng khơng khí cần thiết dựa vào hình 6.1 mức độ thay đổi khơng khí cần thiết thể tích phịng Ngồi ta cần phải tính cột áp, đường ống ngắn nên tạm thời bỏ qua tổn thất áp suất đường ống 102 Hình 1: Mức độ thay đổi khơng khí cần thiết Lưu lượng khơng khí cần thiết: Lwc = Thể tích phịng × Số lần thay đổi khơng khí giờ, m3/h Vì kiến trúc gần toilet kính bao phủ nên ta đặt quạt hút sân thượng, nên tính chọn chung quạt cho toilet tầng Chọn số lần thay đổi khơng khí 5; Thể tích nhà vệ sinh là: Vwc = (Vwcnu +Vwcnam).chiều cao tường = (8+12).3,6= 72 (m3) Thể tích nhà vệ sinh tầng là: Vwc = 5.(Vwcnu +Vwcnam).chiều cao tường = 5.(8+12).3,2 = 320 (m3) Lưu lượng không khí cần hút cho tịa văn phịng: Lwc = (72+320).5 = 1960 (m3/h) = 544,44 (l/s) = 0,54 (m3/s) Với cách bố trí tầng miệng gió hút thể “Bản vẽ mặt hệ thống thơng gió”, phụ lục [3] Cả tịa ta có 36 miệng gió hút, lượng khơng khí cần hút miệng là: 544,44 36 = 15,12 (l/s) Rõ ràng đoạn ống dài từ quạt đến miệng gió hút tầng có chiều dài lớn có tổn thất áp suất lớn nhất, ta tiến hành tính trở kháng đoạn để xác định cột áp quạt Với l = 21,3 (m), xem “bản vẽ kiến trúc”, phụ lục 103 Tính tương tự chọn quạt cấp gió tươi, ta ∆p = 74,6 (Pa) Chọn quạt: MU6, có thơng số kỹ thuật suất 2700 m3/h, cột áp 78 Pa, hiệu suất 47% theo bảng 7.22 TL [1]/tr330 104 CHƯƠNG CÁC BIỆN PHÁP THI CÔNG LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH VÀ CÔNG TÁC BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA 7.1 CÁC BIỆN PHÁP THI CÔNG LẮP ĐẶT Việc thi công lắp đặt hệ thống điều hịa khơng khí cần tn thủ tiêu chuẩn điều hà khơng khí nước tiêu chuẩn khác có liên quan 7.1.1 Lắp đặt hệ thống điện Hệ thống điện cấp nguồn: bao gồm tủ cấp nguồn động lực cho toàn thiết bị thuộc hệ thống ĐHKK Tủ điện tổng cấp nguồn ba pha cho dàn nóng Từ tủ điện hệ thống dây cáp cấp điện cho máy điều hòa theo lộ riêng chạy song song với hệ thống ống dẫn môi chất để thuận lợi cho việc lắp đặt sau tránh nhầm lẫn với thiết bị điện khác điện chiếu sáng, cứu hỏa… Các quạt thơng gió, quạt có cơng tắc điều chỉnh riêng để tắt mở cần thiết Hệ thống điện điều khiển: sử dụng laoij điều khiển từ xa có dây Nguyên lý điều khiển công suất hệ thống, việc vận hành, quản lý hệ thống thuận lợi nhờ sử dụng điều khiển chỗ Người sử dụng phịng thay đổi thơng số nhiệt độ, tốc độ gió, hướng gió phù hợp với yêu cầu cá nhân 7.1.2 Lắp đặt dàn nóng dàn lạnh Các dàn nóng dàn lạnh phải lắp đặt theo yêu cầu ghi vẽ, địi hỏi cơng tác thi cơng phải thực nghiêm túc Lắp đặt dàn nóng: Các cục dàn nóng chế tạo nguyên cụm nhà máy vận chuyển thang máy lên phòng đặt máy thiết kế Trong trình lắp đặt phải ý đảm bảo yêu cầu kỹ thuật vị trí lắp đạt, khoảng cách dàn nóng để đảm bảo hiệu làm việc hệ thống Lắp đặt dàn lạnh: Các dàn lạnh treo ty treo trần kiểm tra cân cẩn thận Sau treo dàn lạnh theo vị trí thiết kế thi ta tiến hành đường ống ga ống nước ngưng, đay điện động lực, dây điều khiển theo yêu cầu kỹ thuật 105 Hệ thống thơng gió vệ sinh: Hệ thống quạt hút khí thải bao gồm quạt hút, hệ thống kênh dẫn khí, miệng hút khí thải bố trí trần nhà vệ sinh cho đảm bảo điều kiện thơng gió thẩm mỹ 7.2 QUY TRÌNH THỬ KÍN ĐƯỜNG ỐNG DẪN MƠI CHẤT CỦA HỆ THỐNG VRV- A Mục đích: Kiểm tra phát rò rỉ bên đường ống sau lắp đặt; Kiểm tra khả chịu áp lực đường ống, đặc biệt mối hàn Yêu cầu: Cần tiến hành thử kín sau làm xong hồn chỉnh cơng tá lắp đặt thiết bị đường ống hệ, trước hút chân không cần thử ẩm hệ thống; Cần tiến hành trình tự bước với áp suất thời gian giữ áp suất quy trình nêu; Thử cách nạp Nito vào hệ thống Phương pháp thử: Tăng áp giữ áp theo ba bước: Bước 1: nâng áp suất lên kg/cm2 trì thời gian phút Kiểm tra xác định chỗ rò lớn, Bước 2: nâng áp lên 15 kg/cm2 trì thời gian tối thiểu phút hơn, xác định chỗ rò lớn Bước 3: nâng áp lên 25 kg/cm2 giữ áp thời gian khoảng 24 giờ, kiểm tra chỗ rò nhỏ Kiểm tra giảm áp: Trong thời gian giữu áp hệ thống kín tuyệt đối, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật áp suất phải trì mức ấn định không phép tụt áp; Nếu áp suất bị giảm dần tức có vết rị rỉ, phải tìm vết rị rỉ đánh dấu, sử lý cố 7.3 CÔNG TÁC VẬN HÀNH Để trì hoạt động tồn hệ thống, đạt chế độ nhiệt ẩm theo yêu cầu, tránh cố đáng tiếc xảy Người vận hành người có kiến 106 thức VRV Khi vân hành phải tuân thủ quy định an tồn lao đơng Trước vận hành hệ thống kiểm tra bơm, quạt tháp giải nhiệt, cho bơm quạt tháp giải nhiệt chạy trước sau cho dàn nóng chạy Vận hành máy nén: dấu hiệu làm việc bình thường máy máy chạy êm khơng rung, khơng có tiếng kêu lạ, thân máy nóng đều, khơng bị rị rỉ ga, dầu qua mối nối, mặt bích Vận hành thiết bị tự động: Rờ le nhiệt độ: rờ le nhiệt độ phải đóng ngắt kịp thời, xác Chú ý giữ tiếp điểm để tiếp xúc tốt cho bầu cảm biến nhiệt Ống mao dẫn va bầu cảm biến ln kín để đảm bảo khơng bị rị rỉ mơi chất Van điện từ: yêu cầu van điện từ phải đóng mở ổn định theo dịng điện, đảm bảo đóng phải thật kín Sự hoạt động xác van điện từ đảm bảo hoạt động toàn hệ thống 7.4 CÔNG TÁC BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA Công tác bỏa dưỡng hệ thống công tác thiếu với hệ thống máy móc dù đơn giản hay phức tạp Việc bảo dưỡng giúp cho hệ thống làm việc hiệu hơn, tiết kiệm lương, tăng tuổi thọ thiết bị, đặc biệt sớm phát hư hỏng để sưa chữa kịp thời Hệ thống điều hịa khơng VRV-WII DAIKIN hệ thống thông minh, tất hoạt động thiết bị hệ thống nối với thống máy vi tính để giám sát, kiểm trá hoạt động thiết bị nhanh chóng báo động cố cách xác hiệu làm giảm đáng kể thời gian khắc phục cố Hệ thống cần kiểm tra thông số làm việc như: áp suất làm việc, dòng điện, độ nhiệt, độ lạnh định kỳ tháng lần Các dàn lạnh bố trí phịng điều hịa phận trực tiếp trao đổi nhiêt, xử lý khơng khí cấp vào phòng điều hòa Các dàn lạnh cần bảo dưỡng tháng lần bao gồm công việc như: lau rửa phin lọc, kiểm tra thông số: lưu lượng gió, nhiệt độ gió cấp gió hồi 107 Bảng 1: Mã cố hệ thống điều hòa VRV- A Mã lỗi Phạm vi cố Hiện tượng hỏng hóc A1 Dàn lạnh Lỗi board mạch A3 Dàn lạnh Sự cố đường bơm nước xả(bơm kẹt hỏng) A6 Dàn lạnh Quạt Dàn lạnh bị kẹt mạch bảo vệ dòng làm việc A7 Dàn lạnh Lỗi mơ tơ đảo gió kẹt,hỏng AJ Dàn lạnh Do đặt board mạch C4 Dàn lạnh Lỗi cảm biến nhiệt đường ga lỏng C9 Dàn lạnh Do cẩm biến nhiệt độ đường hồi gió E0 Dàn nóng Mạch bảo vệ q dịng q nhiệt E3 Dàn nóng Lỗi bảo vệ áp suất cao làm việc E4 Dàn nóng Lỗi bảo vệ áp suất thấp làm việc E9 Dàn nóng Lỗi van tiết lưu điện tử bị hỏng F3 Dàn nóng Lỗi nhiệt độ đầu nén block khơng bình thường H9 Dàn nóng Lỗi cảm biến nhiệt độ đường gió ngồi J3 Dàn nóng Lỗi cảm biến nhiệt độ đầu nén khơng biinihf thường J6 Dàn nóng Lỗi cảm biến nhiệt dàn trao đổi nhiệt khơng bình thường PJ Dàn nóng Lỗi cài đặt board mạch khơng có liệu IC U0 Hệ thống Lỗi áp suất đầu hút thấp U1 Hệ thống Lỗi ngược pha U4 Hệ thống Lỗi mạch truyền tín hiệu dàn nóng dàn lạnh U5 Hệ thống Lỗi mạch truyền tín hiệu điều khiển dây dàn lạnh U8 Hệ thống Lỗi cài đặt điều khiển điều khiển phụ U9 Hệ thống Lỗi mạch truyền tín hiều dàn nóng hệ thống UA Hệ thống Lỗi cài đặt sai hệ đơn vị hệ đổi UC Hệ thống Lỗi cài đặt nhiều địa cho cài đặt trung tâm 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí – PGS.TS Nguyễn Đức Lợi, năm 2009 Thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí VRV – PSG.TS Nguyễn Đức Lợi, năm 2009 Tiêu chuẩn thơng gió – điều hịa khơng khí – TCVN 5687 : 2010 ASHRAE Standard 62.1 2010 Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality http://www.daikintech.co.uk/Data/VRV-Indoor/FXMQ-P/20192017/FXMQ-P7VEB9_Databook_EEDEN17-210.pdf 109 PHỤ LỤC Bản vẽ sơ đồ nguyên lý hệ thống ĐHKK Bản vẽ mặt hệ thống ĐHKK Bản vẽ mặt hệ thống thơng gió Bản vẽ mặt sân thượng hệ thống ĐHKK thơng gió Bản vẽ kiến trúc Bản vẽ 3D hệ thống ĐHKK thông gió 110 ... không khí, rửa khí - Hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm phịng, điều chỉnh gió tươi, gió hồi phân phối khơng khí, điều chỉnh suất lạnh điều khiển báo hiệu bảo vệ toàn hệ thống Hệ thống. .. HIỂU CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ 2.1.1 Hệ thống điều hòa cục Máy điều hòa cục gồm có hai loại máy điều hịa cửa sổ máy điều hòa tách suất lạnh đến kW (24.000Btu/h) Đây loại máy điều hòa nhỏ,... 2.2 CHỌN HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ (ĐHKK) Trên thực tế công trình lớn tịa nhà này, thường sử dụng hai hệ thống ĐHKK là: - Hệ thống điều hịa trung tâm nước giải nhiệt nước gió - Hệ thống điều hịa