(Đồ án tốt nghiệp) tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí water chiller cho khách sạn HILTON GARDEN IN – tại thành phố đà nẵng

GI Ớ I THI Ệ U CÔNG TRÌNH

Gi ớ i thi ệu sơ lượ c v ề công trình

Khách sạn Hilton Garden inn – tại Quận Sơn Trà Thành phốĐà Nẵng Toàn bộ công trình là một toàn nhà có 20 tầng cao 60 m và diện tích 7750 m 2 được chia làm nhiều khu vực:

Tầng 1 là tầng hầm giữ xe

Tầng 2 được dùng làm đại sảnh và phòng lễ tân

Tầng 3 – 20 là các phòng ngủcho khách có 8 phòng đơn và 2 phòng đôi

Hình 1.1: Mặt bằng của tầng 2

GI Ớ I THI Ệ U V Ề ĐIỀ U HÒA KHÔNG KHÍ

Vai trò c ủa điề u hòa không khí

❖ Khái niệm vềđiều hòa không khí

- Điều hòa không khí là thiết bị kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trong không gian kín Ngoài ra điều hòa không khí còn kiểm soát áp lực đồng thời xử lý mức nhiệt độ và độ ẩm của không khí trong phòng

Tên đề tài :TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ WATER CHO KHÁCH SẠN

HILTON GARDEN IN – TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Thiên Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Thị Hồng Nhung Trang 4

- Điều hòa không khí còn có nghĩa là điều tiết không khí xung quanh vị trí thiết bị được lắp đặt Điều tiết không khí còn là một ngành khoa học nghiên cứu tạo ra phương pháp bằng cách sử dụng công nghệ, thiết bị nhằm tạo ra và duy trì môi trường không khí phù hợp với nhu cầu của con người

- Điều hòa không khí ởđây bao gồm những tính năng: điều hòa nhiệt độ, độ ẩm, lưu thông tuần hoàn không khí, lọc bụi và thành phần gây hại đến sức khỏe con người

❖ Vai trò và ứng dụng

- Điều hòa không khí tạo ra và giữ ổn định các thông số trạng thái của không khí trongkhông gian hoạt động của con người luôn nằm ởvùng cho phép, đểcho con người luôn cảm thấy dễ chịu nhất

- Ngoài ra điều hòa không khí đáp ứng việc đảm bảo các thông số trạng thái của không khí theo điều kiện của công nghệ sản xuất.

Ảnh hưở ng c ủa môi trường không khí đến con ngườ i

Hình 1.3 Ảnh hưởng của môi trường không khí đến con người

Cơ thể con người có khả năng tự điều hòa thân nhiệt để thích nghi với môi trường sống và thay đổi theo thời gian trong ngày, hoạt động của cá nhân Nhiệt độcơ thể con người nằm trong phạm vi 36,5 độ C đến 37,1 độ C và nhiệt độ trung bình sẽ rơi vào khoảng 36,8 độ C Trong quá trình vận động cơ thê con người luôn tỏa ra nhiệt lượng qtỏa Nhiệt lượng do cơ thể tỏa ra phù thuộc vào cường độ vận động Để duy trì thân nhiệt, cở thể luôn trao đổi nhiệt với môi trường theo hai hình thức như sau :

-Truyền nhiệt từcơ thểcon người vào môi trường xung quanh theo ba cách: dẫn nhiệt, đối lưa và bức xạ Nói chung nhiệt lượng trao đổi theo hình thức truyền nhiệt phụ thuộc vào độ chênh nhiệt độ giữa cơ thểvà môi trường xung quanh Lượng nhiệt trao đổi này gọi là nhiệt hiện, kỹ hiệu qh

- Tỏa ẩm: có thể xảy ra trong mọi phạm vi nhiệt độ và khi nhiệt độ môi trường càng cao thì cường độ tỏa ẩm càng lớn Nhiệt năng của cơ thể được thải ra ngoài cùng với hơi nước dưới dạng nhiệt ấn, nên lượng nhiệt này được gọi là nhiệt ấm, ký hiệu

Ngay cả khi nhiệt độ môi trường lớn hơn 37°C, cơ thểcon người vẫn thải được nhiệt ra môi trường thông qua hình thức tỏa ẩm, đó là thoát mồhôi Người ta đã tính được rằng cử thoát 1 g mồ hôi thì có thể thải được một lượng nhiệt xấp xỉ 2500J Nhiệt độ càng cao, độ ẩm môi trường cùng bé thì mức độ thoát mồ hôi càng nhiều Nhiệt ẩn có giá trị càng cao khỉ hình thức thải nhiệt bằng truyền nhiệt không thuận lợi

Tổng nhiệt lượng truyền nhiệt và tỏa ẩm phải đảm bảo luôn bằng lượng nhiệt do cơ thể sản sinh ra qtỏa =qh+ qw Đây là một phương trình cân bằng động, giá trị của mỗi một đại lượng trong phương trình có thểthay đổi tuỳ thuộc vào cường độ vận động, nhiệt độ, độẩm, tốc độ chuyển động của không khi môi trường xung quanh

Khi nhiệt độ không khí xung quanh giảm xuống, cường độ trao đổi nhiệt đối lưu giữa cơ thểvà môi trường sẽtăng lên, Cường độ càng tăng nếu độ chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt cơ thể và không khí càng tăng, nếu độ chênh lệch này càng lớn thì nhiệt lượng từcơ thể mất đi càng lớn và đến một lúc nào đó sẽ có cảm giác ớn lạnh Việc giảm nhiệt độ các bề mặt xung quanh sẽlàm gia tăng cường độtrao đổi nhiệt bằng bức xạ, ngược lại nếu nhiệt độ các bề mặt xung quanh tiến gần đến nhiệt độcơ thể thì thành phần trao đổi bằng bức xạ sẽ giảm đi rất nhanh

Các nghiên cứu đả chỉ ra rằng đa số con người sẽ cảm thấy dễ chịu trong vùng nhiệt độ khoảng 22 – 27 o c

2 Độẩm tương đối: Độ ẩm tương đối có ảnh hưởng lớn đến khảnăng thoát mồ hôi vào trong môi trường không khí xung quanh Quá trình này chỉ có thể xảy ra khi ϕ < 100% Độẩm càng thấp thì khả năng thoát mồ hôi càng lớn, cơ thể sẽ cảm thấy dễ chịu Độ ẩm quá cao, hay quá thấp đều không tốt đối với con người

- Độ ẩm cao: Khi độ ẩm tăng lên khả năng thoát mồ hôi kém, cơ thể cảm thấy rất nặng nề, mệt mỏi và dễ gây cảm cúm Người ta nhận thấy ở một nhiệt độ và tốc độ gió không đổi khi độ ẩm lớn khả năng bốc mồ hôi chậm hoặc không thể bay hơi được, điều đó làm cho bề mặt da có lớp mồ hôi nhớp nháp

- Độẩm thấp: Khi độẩm thấp mồi hôi sẽbay hơi nhanh làm da khô, gây nứt nẻ chân tay, môi vv … Như vậy độ ẩm quá thấp cũng không tốt cho cơ thể Độ ẩm thích hợp đối với cơ thể con người nằm trong khoảng tương đối rộng ϕ= 60÷ 75%

Tốc độ không khí xung quanh có ảnh hưởng đến cường độ trao đổi nhiệt và trao đổi chất (thoát mồ hôi) giữa cơ thể với môi trường xung quanh, ngoài ra nó còn tạo điều kiện cung cấp oxy.Khi tốc độ lớn, cường độtrao đổi nhiệt ẩm tăng lên Vì vậy khi đứng trước gió ta cảm thấy mát và thưởng da khô hơn nơi yên tĩnh trong cùng điều kiện về độ ẩm và nhiệt độ

Khi nhiệt độ không khí thấp, tốc độ quá lớn thì cơ thể mất nhiệt gây cảm giác lạnh

Tốc độ gió thích hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ gió, cường độlao động, độ ẩm, trạng thái sức khoẻ của mỗi người…

Khi nhiệt độ phòng tháp cân chọn tốc độ gió nhỏ, tránh gây cảm giác lạnh

Trong kỹ thuật điều hoà không khi ta chỉ quan tâm tới tốc độ không khí trong vùng | làm việc (vùng dưới 2m kể từ sàn nhà) Đây là vùng mà mọi hoạt động của con người đều xảy ra trong đó.

Bụi ảnh hưởng đến con người dưới các góc độ:

- Ảnh hưởng đến thị giác – đau mắt hột;

- Ảnh hưởng đến hệ hô hấp – bệnh lao;

- Ảnh hưởng hệ tiêu hóa;

- Ảnh hưởng đến cảm giác của con người

- Nguồn gốc hữu cơ : thuốc lá, sợi dệt, nông sản, thực phẩm;

- Nguồn gốc vô cơ : xi măng, amian, bông thủy tỉnh, đất, đá …

Tác hại của bụi phụ thuộc vào bản chất, nồng độ và kích thước của bụi Kích thước càng nhỏ thì càng có hại vì nó tồn tại trong không khí lâu hơn, khảnăng sâm nhạp vào cơ thể sâu hơn và rất khó khử bụi

5 Nồng độ các chất độc hại

Trong quá trình sống sản xuất và sinh hoạt, trong không khí có thể có lẫn những

(1.1) chất độc hại như NH3 và Clo…là những chất rất có hại đến sức khoẻcon người

Các chất độc hại ảnh hưởng đến con người dưới nhiều góc độ: mù mắt, tăng nhịp tim, khó thở, ửng đỏ mặt, mất trí nhớ, mất điều khiển W…

Mức độảnh hưởng phụ thuộc vào:

- Bản chất của chất độc;

- Nồng độ của chất độc trong không khí;

Khí CO2 không phải là chất độc nhưng sụ tồn tại nhiều của nó trong không khí sẽ làm giảm nồng độ O2 Khí CO2thường gặp do hoạt động của con người thải ra

Lưu lượng không khí cần thiết để thải khí CO2

Vkk = v co2 α−β (1.2) VCO2 là lượng CO2 do 01 người thải ra trong 1 giờ, m3/h.người

β là nồng độ CO2 cho phép % thểtích Thường chọn β = 0,15%

α là nongò độ thể tích CO2 có trong không khí vào , chọn α = 0,03% Đểđánh giá mức độ ô nhiễm người ta dựa vào nồng độ CO2 có trong không khí

Bảng 1.1: Ảnh hưởng nồng độ CO2 trong không khí

0.07 Chấp nhận được ngây cả khi có nhiều người trong phòng

0,10 Nồng độcho phép trong trường hợp thông thường

0,15 Nồng độ cho phép khi dùng tính toán thông gió

4÷5 Hệ thần kinh bị kích thích gây ra thở sâu và nhịp thở gia tăng Nếu hít thở trong môi trường này kéo dài có thể gây ra nguy hiểm

8 Nếu thở trong môi trường này kéo dài 10 phút thì mặt đỏ bừng và đau đầu

≥ 18 Hết sức nguy hiểm có thể dẫn đến tử vong

Phân loại hệ thống điều hòa không khí

Điều hòa không khí đa dạng về thiết kếvà đáp ứng nhiều không gian khác nhau vì thế chúng có cách phân loại dựa trên nhiều tiêu chí Hệ thống này được phân loại như sau

Hệ thống điều hòa không khí cấp 1: Hệ thống này có khảnăng duy trì các thông số vi khí hậu bên trong với mọi phạm vi thông số ngoài trời, ngay cả ở những thời điểm khắc nghiệt nhất trong năm về mùa hè lẫn mùa đông.

Hệ thống điều hòa không khí cấp 2: Hệ thống này có khảnăng duy trì các thông số vi khí hậu bên trong với sai số nhỏ hơn 200 giờtrong 1 năm tức tương đương khoảng 8 ngày trong 1 năm Điều đó có nghĩa trong 1 năm ở những ngày khắc nghiệt nhất về mùa hè và mùa đông hệ thống có thể có sai số nhất định, nhưng sốlượng những ngày đó cũng chí xấp xỉ 4 ngày trong một mùa

Hệ thống điều hòa không khí cấp 3: Hệ thống này có khả năng duy trì các thông số tính toán trong nhà với sai số nhỏhơn 400 giờtrong 1 năm.

Hệ thống điều hòa theo các cấp được lựa chọn tùy theo mục đích và nhu cầu sử dụng, dựa trên thực tế của từng công trình xây dựng khác nhau Tuy nhiên, hệ thống điều hòa không khí cấp 3 thường được ứng dụng nhiều hơn vì có độ phù hợp cao nhất

Theo đặc điểm khâu xử lý nhiệt ẩm: điều hòa cục bộ, điều hòa phân tán, điều hòa trung tâm

Theo phương pháp xử lý nhiệt ẩm: điều hòa kiểu khô, điều hòa kiểu ướt

2 Đặc điểm và phạm vi sử dụng điều hòa không khí

Hệ thống kiểu cục bộ Điều hòa không khí cục bộ là máy điều hòa gồm các máy cục bộđơn chiếc, được lắp đặt cho các điều hòa đơn lẻ Đây là loại nhỏ, có tuổi thọtrung bình cao, giá thành tương đối rẻ, dễ dàng lắp đặt và sửa chữa Đây là hệ thống điều hòa không khí trong một phạm vi hẹp, thường chỉ một phòng riêng độc lập hoặc một vài phòng nhỏ Ởđây ta chỉ quan tâm đến máy điều hòa hai mảnh vì nó được sử dụng phổ biến trong thực tế hơn hai loại còn lại

Hệ thống điều hòa gồm 2 loại chính là máy điều hòa cửa sổ và máy điều hòa tách năng suất lạnh

• Máy diều hòa cửa sổ

Máy điều hòa cửa sổ là máy điều hòa có công suất, kích thước và khối lượng nhỏ nhất trong tất cả các loại máy điều hòa trên thịtrường hiện nay

Cấu trúc bao gồm: dàn ngưng, dàn bay hơn, máy nén, quạt giải nhiệt, quạt gió lạnh, phin lọc gió, các thiết bịđiều khiển, điều chỉnh tựđộng, khử mùi Máy loại này có công suất nhỏ từ 7000, 9000 12000, 18000 và 24000Btu/h

- Nhỏ gọn, dễ lắp đặt, sửa chữa, bảo dưỡng, vận hành

Giá thành tính trung bình cho một đơn vị công suất lạnh thấp

- Chi phí đầu tư và vận hành thấp

- Công suất thấp không thích hợp cho các công trình lớn

- Không sử dụng được cho các phòng nằm sâu trong công trình

- Mẫu mã không đa dạng: khảnăng tuần hoàn gió hạn chế

Hình 1.4 Máy điều hòa không khí dạng cửa sổ

Hình 1.5 Cấu tạo máy điều hòa không khí cửa sổ

1 – Dàn nóng; 2 – Máy nén ; 3 – Động cơ quạt; 4 – Quạt dàn lạnh 5 – Dàn lạnh; 6 – Lưới lọc;7 – Cửa hút gió lạnh; 8 – Cửa thổi gió; 9 –Tường nhà

Hình 1.5 Trình bày cấu tạo bên trong của một máy điều hòa dạng cửa sổ Bình thường dàn lạnh đặt phía bên trong phòng, dàn nóng nằm phía ngoài Quạt dàn nóng và dàn lạnh đồng trục và chung động cơ Quạt dàn lạnh thường là quạt dạng ly tâm kiểu lồng sóc cho phép tạo lưu lượng và áp lực lớn để có thể thổi gió đi xa, hoạt động êm Riêng quạt dàn nóng là kiểu hướng trục do cần lưu lượng lớn, không cần cột áp lớn Ở giữa máy có vách ngăn cách khoang dàn lạnh và khoang dàn nóng

Gió trong phòng được hút vào cửa hút nằm ở giữa phía trước máy và được đưa vào dàn lạnh làm mát và thổi ra cửa gió đặt phía trên hoặc bên cạnh Cửa thổi gió có các cánh hướng gió có thể chuyển động qua lại nhằm điều chỉnh hướng gió tới các vị trí bất kỳ trong phòng

Không khí giải nhiệt dàn nóng được lấy ở hai bên hông của máy Khi quạt hoạt động gió tuần hoàn vào bên trong và được thổi qua dàn nóng và sau đó ra ngoài Khi lắp đặt máy điều hòa cửa sổ cần lưu ý đảm bảo các cửa lấy gió nhô ra khỏi tưởng một khoảng cách nhất định không được che lấp các cửa sổ lấy gió

• Máy điều hòa kiểu rời Để khắc phục nhược điểm của máy điều hòa cửa số là không thể lắp đặt cho các phòng nằm sâu trong công trình và sự hạn chế về kiểu mẫu, người ta chế tạo ra máy điều hòa kiểu rời, ở đó dàn lạnh và dàn nóng được tách thành hai khối

Máy điều hòa rời gồm hai cụm: dàn nóng và dàn lạnh được bố trí tách rời nhau Nối liên kết giữa hai cụm là các ống đồng dẫn gas và dây điện điều khiển Máy nén thường đặt ở bên trong cụm dàn nóng, điều khiển làm việc của máy từ dàn lạnh thông qua bộ điều khiển có dây hoặc điều khiển từ xa

1) Dàn lạnh (indoor unit): được đặt bên trong phòng, là dàn trao đổi nhiệt kiểu ống đồng cánh nhôm Dàn lạnh được trang bị quạt ly tâm (lồng sóc) Dàn lạnh có nhiều dạng khác nhau cho phép người sử dụng có thể lựa chọn phù hợp với kết cấu tỏa nhà và không gian lắp đặt Dàn lạnh thường có đường nước ngưng, các ống thoát nước ngưng phải có độ dốc nhất định để nước ngưng có thể chảy kiệt và không đọng lại trên đường ống gây đọng sương Ông nước ngưng thường là ống PVC và có bọc mút cách nhiệt nhằm tránh đọng sương bên ngoài

2) Dàn nóng (04 outdoor unit): cũng là dàn trao đổi nhiệt kiểu ống đồng cánh nhôm, có quạt kiểu hướng trục, Dàn nóng có cấu tạo cho phép lắp đặt ngoài trời mà không cần che nắng che mưa Tuy nhiên cần tránh nơi có nắng gắt và bức xạ trực tiếp từ mặt trời, vì như vậy sẽ làm giảm hiệu quả làm việc của máy

3) Ống dẫn gas: liên kết dàn nóng và dàn lạnh là một cặp ống dịch lỏng và gas, Kích cỡ ống được ghi rõ trong các tài liệu kỹ thuật của máy hoặc căn cứ vào các đầu nổi của máy, Ông dịch nhỏ hơn ống gas Khi sử dụng máy điều hòa chỉ có chế độ làm lạnh thì các ống dẫn khi lắp đặt nên kẹp vào nhau đểtăng hiệu quả làm việc của máy Ngoài ra cũng bọc mút cách nhiệt

TÍNH NHI Ệ T TH Ừ A Q T

Dòng nhiệt do máy móc, thiết bị tỏa ra Q 1

- Q11 : Nhiệt thừa do động cơ điện, nếu không có động cơ điện trong phòng Q11 = 0

- Q12 : Nhiệt thừa từ các thiết bị,

- Công thức tính: Q12 = ∑N i × Ktt × Kdt , với:

- Ni : Công suất của thiết bị thứ i

- Ktt : Hệ số tính toán – tỉ số công suất thực và công suất định mức, nếu không có thông tin thì chọn Ktt = 1

- Kdt : Hệ số đồng thời, nếu không có thông tin thì chọn Kdt = 1

- Từ Tầng 3 –20 là đều có 10 phòng, 8 phòng đơn và 2 phòng đôi các thiết bị đều sẽ giống nhau hết

- Thiết bị điện: Máy Tính (150W ), Tivi ( 160W )

Bảng 2.1 Nhiệt do máy móc, thiết bị tỏa ra Q1

Bảng tổng nhiệt do máy móc thiết bị (chỉ tính từ tầng 1-6 và tầng 20,21)

Nhi ệ t do ngu ồ n sáng nhân t ạ o

- qs: Công suất chiếu sáng heo yêu cầu cho 1m 2 diện tích sàn Tra bảng 3.2 [1] trang 54

Bảng 2.3 Nhiệt do nguồn sáng nhân tạo Q2

Bảng tổng nhiệt do nguồn sáng nhân tạo (chỉ tính từ tầng 1-6 và tầng 20,21)

Nhi ệt do ngườ i t ỏ a ra Q 3

Với: q: Nhiệt tỏa ra từ một người, trang bảng 3.5 trang 57 tl[1], [w/người] n: Sốngười trong phòng điều hòa Dựa trên TCVN về phân bố mật độngười của bộ xây dựng [4]

Kdt: Hệ số không tác dụng không đồng thời, tra bảng 3.4 tl[1]

Bảng 2.5 Nhiệt do người tả ra Q3

Bảng tổng nhiệt do ngưởi (chỉ tính từ tầng 1-6 và tầng 22,23)

Nhiệt do sảng phẩm mang vào Q 4

- G4: Lưu lượng sản phẩm mang vào , kg/s

- Cp: Nhiệt dung riêng của sản phẩm, kj/kg.k

- W4: Lượng ẩm tỏa ra ( nếu có ) trong một đơn vị trời gian, kg/s

- ro: Nhiệt ẩn hóa hơi của nước ro = 2500kJ/kg

Tổn thất nhiệt dạng này chi có trong xí nghiệp, nhà máy, ởđó, trong không gian điều hòa thường xuyên và liên tục đưa vào và đưa ra các sản phẩm có nhiệt độcao hơn nhiệt đọtrong phòng Nhưng đay là khách sạn nên Q4 = 0

Nhi ệ t t ỏ a ra t ừ b ề m ặ t thi ế t b ị nhi ệ t Q 5

Q5 = aw.Fw.(tw-tT).10 -3 ,kw (2.5) Với: aw ~ 10W/m 2 K: Hệ số tỏa nhiệt từ bề mặt nóng vào không khí trong phòng

Fw: Diện tích bề mặt thiết bị tw, tT: Nhiệt độ vách và nhiệt độ không khí trong phòng

Nếu trong không gian điều hòa có thiết bịtrao đổi nhiệt, chẳng hạn như lò sưởi, thiết bị sấy, ống dẫn hơi… thì có thêm tổn thất nhiệt từ bề mặt nóng của phòng Tuy nhiên trên thực tế ít xảy ra vì khi điều hòa thì các thiết bịnày ngưng hoạt động.Thông thường, Q5

2.1.6 Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời trong phòng Q6

Nhiệt bức xạ mặt trời

Có thể coi mặt trời là một quả cầu lửa khổng lồ với đường kính trung bình 1,39.10 km và cách xa Trái đất 150.10% km Nhiệt độ bề mặt của mặt trời khoảng 6000 K, trong khi ở tâm đạt đến 8 + 40.10$ K

Tuỳ thuộc vào thời điểm trong năm mà khoảng cách từ mặt trời đến Trái đất thay đổi, mức thay đổi xê dịch trong khoảng 41,7% so với khoảng cách trung bình nói trên

Do ảnh hưởng của bầu khí quyển, lượng bức xạ mặt trời giảm đi khả nhiều Có nhiều yếu tốảnh hưởng tới bức xạ mặt trời như mức độ nhiễm bụi, mây mù, thời điểm trong ngày và trong năm, địa điểm nơi lắp đặt công trình, độ cao của công trình so với mặt nước biển, nhiệt độ đọng sương của không khí xung quanh và hướng của bề mặt nhận bức xạ

Nhiệt bức xạđược chia ra làm ba thành phần: - Thành phần trực xa: nhận nhiệt trực tiếp từ mặt trời;

- Thành phần tán xạ: nhiệt bức xạ chiếu lên các đối tượng xung quanh làm nóng chung và các vật đỏ bức xạ gián tiếp lên kết cấu bao che

- Thành phần phản chiếu từ mặt đất

Do nhiệt bức xạ mặt trời phụ thuộc vào thời điểm trong ngày nên trong các tính toán chúng ta chấp nhận tính theo thời điểm mà bức xạ mặt trời lên kết cấu là lớn nhất Giá trịđó phụ thuộc vào hướng của kết cấu bao che

2.6.2 Nhiệt bức xạ qua kính Q61

Do các phòng bên trong đều được lắp kính bao quanh, nên chịu bức xạ của mặt trời khá lớn Đa số các cửa kính đều thẳng đứng theo kiến trúc của tòa nhà Bức xạ mặt trời tác động vào một mặt tường thẳng đứng, nghiêng hoặc ngang là liên tục thay đổi Mặt kính quay hướng Đông là nhận nhiệt bức xạ là lớn nhất 8h ÷ 10h và kết thúc vào 12h

Mặt kính quay hướng tây nhận bức xạ cực đại từ 15h ÷ 17h Vì vậy mức độ bức xạ phụ thuộc rất lớn vào thời gian cường độvà hướng bức xạ Lượng nhiệt bức xạnày xác định gần đúng theo kinh nghiệm:

Với: nt: Hệ sốtác động tức thời

Q ’ 61: Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng [w]

Fk: Diện tích bề mặt cửa sổ có khung kim loại, [m 2 ]

R: Bức xạ mặt trời qua kính vào trong phòng, [W/m 2 ] Giá trị của R phụ thuộc vào vĩ độ, tháng, hướng của kính, cửa sổ, giờ trong ngày

K: Hệ số hiệu chỉnh kểđến ảnh hưởng, K = ɛc.εds.εmm.εkh.εm.εr ε c : Hệ sốảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển tính theo công thức:

H: là độcao tương đối của vị trí lắp đặt kính trong toàn công trình cần tính toán [m]

Hệ số này sẽthay đổi khi tính vị trí các tầng khác nhau, ởđây sẽ tính trung bình các tầng với bằng 1 cao hơn mực nước biển 10m

Như vậy tính toán chung cho các cửa sổ các tầng với hệ số εc là:

 = + H εds - Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ chênh giữa nhiệt độ đọng sương của môi trường không khí trong vùng lắp đặt so với nhiệt độđọng sương của không khí trên mặt nước biển là 20°C, do có nhiệt độ đọng sương lớn nên Eas giảm và được tính theo công thức:

Nhiệt độ đọng sương mùa hè là ts = 25.4°C

 = + − εmm: Hệ số ảnh hưởng của mây mù, khi trời không mây n = 1, khi trời có mấy chọn ẩm m = 0.85; εkh: Hệ số ảnh hưởng của khung kim loại : M = 1.1; ε m : Hệ số kinh phụ thuộc vào màu sắc, kiểu loại kính khác kinh cơ bản Kính được sử dụng là kính chống nắng màu xám, dày 6mm nên εm = 0,73 ε r : Hệ số mặt trời kế đến ảnh hưởng của kính cơ bản khi có màn che bên trong Do tất cảcác phòng đều được trang bị rèm che (màn che loại Metalon 310/2) có εr = 1, R trong công thức (2.1) được thay bằng nhiệt bức xạ vào phòng khác kính cơ bản R được công thức:

RN: Bức xạ mặt trời đến bên ngoài mặt kính, [W/m 2 ].

RT: Bức xạ mặt trời qua kính vào trong không gian điều hòa, [W/m 2 ] Đà Nẵng nằm ở bán cầu Bắc, vĩ độ 20 tra bảng 3.8 [b] trang 64, ta được

RT = RTmax = 514 W/m 2 vào tháng 5 và tháng 7

R = R = = W/m 2 α k , τ k , α m , pm: Lần lượt là hệ số hấp thụ, xuyên qua, phản xạ của kính và màn che Kính trong được sử dụng là kính chống nắng và màu và dày 6mm (khác với kính cơ bản) khung nhôm, bên trong có rèm che màu trung bình,

Tra bảng 3.7 [1] trang 61 đặc tính bức xạ và hệ số của các loại kính εm, ta được: α k = 0,51 τ k = 0,44 pk = 0,05 ε m = 0,73 τ m = 0,23 pm= 0,48 α m = 0,29 ε r = 0,58

K: Hệ số hiệu chỉnh đối với phòng có rèm che:

Tra bảng 3.11 trang 70: với hệ thống điều hòa hoạt động 24h/24h, gs = 500kg/m 2 , ta được hệ sốtác động tức thời nt lớn nhất có màn che bên trong vào lúc 2h chiều là nt 0.85

Bảng 2.7 Nhiệt hiện qua bức xạ kính Q61 tại từng tầng

Hệ số tác dụng đồng thời nt

Bảng tổng nhiệt Nhiệt hiện qua bức xạ kính Q61 tại từng tầng (chỉ tính từ tầng 1-6 và tầng 20,21)

2.6.3 Nhiệt bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che Q62

Dưới tác dụng của các tia bức xạ mặt trời, bề mặt ngoài cùng của kết cấu bao che sẽ dần dần nóng lên do bức xạ nhiệt Lượng nhiệt này sẽ truyền ra môi trường một phần, phần còn lại sẽ dẫn nhiệt vào bên trong và truyền cho không khí trong phòng bằng đối lưu và bức xạ Quá trình truyền này sẽcó độ chậm trễ nhất định Mức độ chậm trễ phụ thuộc vào bản chất kết cấu tường, độ dày mỏng

Thông thường người ta bỏqua lượng nhiệt bức xạ truyền qua tường.Q62 = 0

2.1.7 Nhiệt do lọt không khí vào phòng

Khi có độ chênh áp suất trong nhà và bên ngoài sẽ có hiện tượng rò rỉ không khí Việc này luôn luôn kèm theo tổn thất nhiệt

Nói chung tính tổn thất nhiệt do rò rỉthường rất phức tạp do khó xác định chính xác lưu lượng không khí rò rỉ Mặt khác các phòng có điều hòa thường đòi hỏi phải kín Phần không khí rò rỉ có thể coi là một phần khí tươi cung cấp cho hệ thống:

Q7 = G7.(IN-IT) = G7 Cp(tN – tT) + G7.ro(dN – dT) (2.7)

G7: Lưu lượng không khí rò rỉ, kg/s;

IN, IT: Entanpi của không khí bên ngoài và bên trong phòng, kJ/kg; tN, tT: Nhiệt độ của không khí tính toán trong nhà và ngoài trời, °C; dN, dT: Dung ẩm của không khí tính toán trong nhà và ngoài trời, g/kg.kk

Nhiệt do lọt không khí vào phòng

Khi có độ chênh áp suất trong nhà và bên ngoài sẽ có hiện tượng rò rỉ không khí Việc này luôn luôn kèm theo tổn thất nhiệt

Nói chung tính tổn thất nhiệt do rò rỉthường rất phức tạp do khó xác định chính xác lưu lượng không khí rò rỉ Mặt khác các phòng có điều hòa thường đòi hỏi phải kín Phần không khí rò rỉ có thể coi là một phần khí tươi cung cấp cho hệ thống:

Q7 = G7.(IN-IT) = G7 Cp(tN – tT) + G7.ro(dN – dT) (2.7)

G7: Lưu lượng không khí rò rỉ, kg/s;

IN, IT: Entanpi của không khí bên ngoài và bên trong phòng, kJ/kg; tN, tT: Nhiệt độ của không khí tính toán trong nhà và ngoài trời, °C; dN, dT: Dung ẩm của không khí tính toán trong nhà và ngoài trời, g/kg.kk

Tuy nhiên, lưu lượng không khí rò rỉ Lọ thường không theo quy luật và rất khó xác định, phụ thuộc vào độ chênh lệch áp suất, vận tốc gió, kết cấu khe hở cụ thể, số lần đóng mở cửa… Vì vậy trong các trường hợp này có thể xác định theo kinh nghiệm:

 : Hệ số kinh nghiệm tra bảng 3-14 trang 76 TL Đối với các phòng nhiều người qua lại thì bổ sung thêm

Vc: Lượng không khí lọt qua cửa khi 1 người đi qua , m 3 /người tra bảng 3,15 trang 76

TL Bảng 2.9 Nhiệt do lọt không khí vào phòng Q7

Bảng tổng nhiệt do lọt không khí vào phòng Q7 tại từng tầng (chỉ tính từ tầng 1-6 )

Nhi ệ t truy ề n qua k ế t c ấ u bao che Q 8

Người ta chia ra hai tổn thất

- Tổn thất do truyền nhiệt qua tường, mái, trần và sàn (tầng trên) Q81

- Tổn thất do truyền nhiệt nền Q82

Tổng tổn thất truyền nhiệt:

Q8 = Q81 + Q82 (2.8) 2.1.8.2Nhiệt truyền qua tường trần và sàn tầng trên

K: Hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che,

F: Diện tích bề mặt kết cấu bao che, Δt = tN – tT: Độ chênh lệch nhiệt độ giữa bên ngoài vào bên trong phòng Δt = 34,5 – 25 = 9,5 o k Φ: Hệ số xết đến vịtrí vách ngăn,

Kt: Hệ số truyền nhiệt tương ứng của tường, W/m 2 K

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Thiên Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Thị Hồng Nhung Trang 22 αN : Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài tưởng, αN = 23,3 W/m 2 K α T : Hệ số tỏa nhiệt phía trong tòa nhà, α T = 10 W/m 2 K δi: Độ dày lớp vật liệu thứ I của cấu trúc tường, m λ i : Hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu thứ I của cấu trúc tường, W/mK

- Đối với tường bao trực tiếp tiếp xúc với môi trường không khí bên ngoài thì φ = 1

- Nếu ngăn cách với không khí bên ngoài qua một phòng đệm không điều hoà thì φ 0,7;

- Nếu ngăn cách với không khí bên ngoài qua hai phòng đệm không điều hoà thì φ 0,4;

- Nếu tường ngăn với phòng điều hoà thì φ = 0

Tra bảng 3-19 TL[1], Gạch thông thường với vữa nặng: δ = 1800 kg/m 2 ; λ = 0,7 W/mk,

Vữa xi măng và vữa trát xi măng δ = 1800 kg/m 2 ; λ = 0,8 W/mK,

Bảng 2.11 Nhiệt truyền qua tường Q81

Bảng tổng nhiệt truyền qua trường Q81 tại từng tầng (chỉ tính từ tầng 1-6 và tầng 21)

Bảng 2.12 Tổng nhiệt truyền qua tường Q81t

Tra bảng 3-19 TL[1], Bê tông cốt thép : δ = 2400 kg/m 2 ; λ = 1,33 W/mk,

Vữa xi măng và vữa trát xi măng δ = 1800 kg/m 2 ; λ = 0,8 W/mK,

Trần ởđây là trần của tầng 2 và 20, được đổ bê tông cốt thép, phía trên tầng 20 là tầng đặt máy và tầng dưới tầng 2 là hầm dưx xe không có điều hòa nên có thể coi là phòng đệm tiếp xúc với không khí bên ngoài có hệ sốφ = 0,7

Bảng 2.13 Nhiệt truyền qua nền Q81n

Bảng 2.14 Tổng nhiệt truyền qua nền Q81n

2.1.8.2 Nhiệt truyền qua nền đất Q82

Nhiệt truyền qua nền đất của tầng 1 nó sẽ = 0 tại tầng 1 là tầng hầm dữ xe nên sẽ không có điều hòa chỉ có cấp gió tươi và hút gió ra ngoài nên sẽ không truyền nhiệt qua nền đất Q82 = 0

Tổng nhiệt thừa của các tầng chỉ tầng 1-6 và 21, 22

TÍNH TOÁN Ẩ M TH Ừ A W

Lượng ẩm thừa do con người tỏa ra W 1

Lượng ẩm thừa do con người tỏa ra xác định bằng công thức:

Trong đó: n: Sốngười trong phòng điều hòa (người) gn: Lượng ẩm do 1 người tỏa ra 1đơn vị thời gian, g/h Tra bảng 3.21 trang 85 TL

Bảng 2.13 Lượng ẩm thừa do người tỏa ra W1

Bảng tổng lượng nhiệt thừa do người tỏa ra W1 tại từng tầng (chỉ tính từ tầng 1-6 và tầng

Bảng 2.14 Lượng nhiệt thừa do người tỏa ra W1

Lượng ẩm bay hơi từ các sản phẩm W 2

Khi đưa các sản phẩm ướt vào phòng sẽ có một lượng hơi nước bốc vào phòng: ngược lại nếu đưa sản phẩm khô thì nó sẽ hút ẩm Thành phần ẩm thừa chỉ có trong công nghiệp Do đó W 2 = 0.

Lượng ẩm do bay hơi đoạn nhiệt từ sàn W 3

Trong trường hợp này, nền các phòng của khách sạn thường lót gạch men nên lượng ẩm bay hơi từ sản có thể bỏ qua, W3 = 0.

L ượng ẩm do hơi nước nóng mang vào W 4

Trong các phòng khách sạn thì không có rò rỉhơi nóng nên W 4 = 0

Tính t ổng lượ ng ẩ m th ừ a W

Trong đó W: Tổng các lượng ẩm tỏa ra trong phòng (kg/s)

KI ỂM TRA ĐỘ D ỌNG SƯƠNG

Mục đích của của việc kiểm tra đọng sương là để tránh hiện tượng nước đọng lại trên các bề mặt vách (tường, trần, mái…) làm mất vệ sinh thẩm mỹ cũng như tuổi thọ kết cấu của công trình

Như đả biết khi nhiệt độ vách tw thấp hơn nhiệt độ đọng sương của không khí tiếp xúc với nó thì sê xảy ra hiện tượng đọng sương trên vách đó Khi xảy ra đọng sương trên vách thì hệ số truyền nhiệt k ngày càng tăng, hiện tượng đọng sương ngày càng nhiều hơn Ẩm ngày càng thấm sâu vào các lớp vật liệu làm vách, nhẹ cũng sinh nấm mốc, bám rêu, lâu dần gây nứt nẻlàm hư hỏng kết cấu xây dựng, làm mục trần thạch cao trang trí, chạm chập các thiết bịđiện tửvà làm hư hỏng các thiết bị nội thất bên dưới Vậy cần thiết tránh không để xảy ra đọng sương trên vách Tuy nhiên do xác định nhiệt đọ vách nên người ta quy điều kiện đọng sương về 2 dạng như sau:

Hình 2.1 Phân bố nhiệt độ bên trong và bên ngoài các mùa

- Về mùa hè: Mùa hè ta thực hiện chếđộ điều hòa (làm lạnh), nhiệt độ không khí bên ngoài lên hơn nhiệt độ không khí bên trong Khi đó ở bên trong nhiệt độvách luôn cao hơn nhiệt độ không khí trong phòng và nhiệt độđọng sương của nó (t T W  t T t T S ) nên trên vách trong không thể có hiện tượng đọng sương

- Về mùa đông: Nhiệt độ không khí bên trong sẽ lớn hơn nhiệt độ không khí bên ngoài cho nên có thể xảy ra hiện tượng đọng sương Nhưng tại Đà Nẵng thì nhiệt độ về mùa đông sẽ không có thấp đến mức có hiện tượng đọng sương, nên cũng khoog có hiện tượng đọng sương mùa đông

3 CHƯƠNG 3: THIỆT LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒĐIỀU HÒA KHÔNG

CÁC CƠ SỞ THI Ế T L ẬP SƠ ĐỒ ĐIỀ U HÒA KHÔNG KHÍ

❖ Mục đích thiết lập sơ đồđiều hoà không khí

Thiết lập sơ đồ điều hòa không khí là xác định các quá trình thay đổi trạng thái của không khí trên đồ thị 1-d nhằm mục đích xác định các khâu cần xửlý và năng suất của nó đểđạt được trạng thái không khí cần thiết trước khi cho thổi vào phòng

❖ Các cơ sở để thiết lập sơ đồ điều hoà không khí

Các Sơ đồđiều hòa không khí được thiết lập trên các cơ sởsau đây:

2) Điều kiện khí hậu địa phương nơi lắp đặt công trình, để chọn thông số tính toán ngoài trời: tN = 37,7 và φ T = 77% b) Yêu cầu về tiện nghi hoặc công nghệ sản xuất, để chọn thông số tính toán bên trong công trình: : tT = 25 và φ T = 65 c) Kết quả tính cân bằng nhiệt, cân bằng ẩm và chất độc hại của công trinh, tức phải biết trước QT, WT và GT cho mỗi khu vực thuộc công trình, điều đó đồng nghĩa với việc đã xác định được trước hệ số tia của quá trình thay đổi trạng thái của không khí sau khi thối vào phòng T T

=W d) Điều kiện về vệ sinh và an toàn cho sức khoẻ của con người

1 Điều kiện về nhiệt độ không khí thổi vào phòng

2 Điểu kiện về cung cấp gió tươi

- Việc thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí được tiến hành đối với mùa hè và mùa đông nhưng ở Việt Nam ta mùa đông không lạnh lắm nên không cần lập sơ đồ mùa đông như vậy ta chỉ lặp sơ đồ mùa hè

- Tùy điều kiện cụ thể, ma có thể chọn một trong các loại sơ đồsau đây: thẳng tuần hoàn một cấp, tuần hoàn hai cấp, có phun ẩm bổ sung

- Sơ đồ thẳng có nhược điểm rất lớn về kinh tế là ta sẽ tổn thất toàn bộlượng nhiệt của không khí từ trong nhà thải ra ngoài nên việc không tận dụng hồi nhiệt sẽ tốn kém hơn nhiều Với sơ đồ tuần hoàn hai cấp tuy có thể tận dụng được lượng nhiệt nhiều nhất từ không khí thải ra, từđó giảm được năng suất lạnh và năng suất làm khô nhỏ nhất có thể so với các sơ đồ khác, đồng thời so với sơ đồ tuần hoàn một cấp lại giảm bớt được thiết bị sấy khống khí cấp 2 Tuy nhiên hệ thống phải thêm buồng hòa trộn thứ 2 và đường trích gió đến buồng hòa trộn này Còn sơ đồ tuần hoàn một cấp cũng tận dụng được nhiệt lượng từ không khí thải nên giảm được năng suất lạnh và năng suất làm khô so với sơ đồ thẳng nhưng lại không bằng sơ đồ tuần hoàn hai cấp Đối với công trình này ta chỉ xử lý nhiệt độ, không xửlý độẩm Như vậy chi phí lắp đặt và vận hành của hệ thống sẽ giảm hơn so với hệ thống tuần hoàn hai cấp

- Qua phân tích trên ta thấy sơ đồ tuần hoàn một cấp đáp ứng đủ yêu cầu và chi phí đầu tư, vận hành tối ưu hơn các phương án còn lại nên chọn sơ đồ tuần hoàn một cấp để áp dụng tính toán cho công trình này.

TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀ U HÒA KHÔNG KHÍ

Sơ đồ tuần hoàn một cấp

- Để tận dụng lượng nhiệt từ không khí thải người ta sử dụng sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng hệ thống điều hòa không khí

Hình 3.1 Nguyên lý làm việc của sơ đồ tuần hoàn 1 cấp Trong đó: 1-van điều chỉnh, 2-cửa hồi gió, 3-buồng hòa trộn, 4-thiết bị xử lý nhiệt ẩm, 5-quạt, 6-kênh gió, 7-miệng thổi gió, 8-không gian phòng, 9-miệng hút, 10-kênh gió hồi, 11 quạt hồi gió, 12-cửa thải gió

- Nguyên lý làm việc: Không khí bên ngoài trời có trạng thái N(tN, φ N ) với lưu lượng GN qua cửa lấy gió có van điều chỉnh I, được đưa vào buồng hòa trộn 3 để hòa trộn với không khí hồi có trạng thái T với lưu lượng GT qua cửa hồi gió 2 Hỗn hợp hòa trộn có trạng thái C sẽđược đưa đến thiết bị xử lý nhiệt ẩm 4, tại đây nó được xử lý theo một chương trình cài sẵn đến trạng thái ) và được quạt 5 vận chuyển theo kênh gió 6 vào phòng 8 Không khí sau khi ra khỏi miệng thổi 7 có trạng thái V vào phòng nhận nhiệt thừa QT , ẩm thừa WT và tự thay đổi trạng thái tử V đến T Sau đó một phần không khí được thải ra ngoài qua cửa thải 12 và một phần lớn được quạt thổi gió 11 hút về qua các miệng hút 9 theo kênh hồi gió 10.

- Ưu điểm: Tận dụng nhiệt của không khí tái tuần hoàn nên năng suất lạnh và năng suất làm khô giảm so với sơ đồ thẳng

- Nhược điểm: sơ đồ có tái tuần hoàn không khí hệ thống đòi hỏi phải có thiết bị sấy không khí cấp II để sấy nóng không khí khi không thoảmãn điều kiện vệ sinh dẫn đến chi phí đấu tư tăng

- Sơ đồđược ứng dụng rộng rãi nhất vì hệ thống tương đối đơn giản, đảm bảo được các yêu cầu vệ sinh, vận hành không quá phức tạp và có tính kinh tếcao Sơ đồnày được sủ dụng cho cả hệ thống điều hòa tiện nghi lẫn công nghệ như: trung tâm hội nghị, nhà hàng- khách sạn, phân xưởng sản xuất, siêu thị

Xác định các điểm nút trên đò thì I -d

Hình 3.2 Biểu diễn sơ đồ tuần hoàn một cấp trên đồ thị I – d

- Hình 3.2 Biểu diễn các quá trình của sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp trên đồ thị i- d, bao gồm trạng thái không khí ngoài trời N, trạng thái bên trong phòng T, trạng thái hòa trộn C, trạng thái xử lý nhiệt ẩm O và trạng thái trước khi thổi vào phòng V

- Đặc điểm của các quá trình biểu diễn trên đồ thị:

+ Quá trình NO là quá trình xử lý không khí diễn ra ở thiết bị xử lý không khí Trạng thái O cuối quá trình xửlý không khí có độẩm rất cao, gần trạng thái bão hòa ϕ0 = 90 ÷ 95% (ở đây ta chọn ϕ0 = 95% )

+ Quá trình OV là quá trình không khí nhận nhiệt khi dẫn qua hệ thống đường ống Vì đường ống dẫn gió rất kín nên không có trao đổi ẩm với môi trường, mà chỉ có nhận nhiệt, đó là quá trình gia nhiệt đẳng dung ẩm Vì tất cả các đường ống dẫn không khí lạnh đều bọc cách nhiệt nên tổn thất này không đáng kể, có thể coi V ≡ O

+ Quá trình VT là quá trình không khí tựthay đổi trạng thái khi nhận nhiệt thừa và ẩm thừa Điểm V là giao của đường εT = QT/WT đi qua điểm T với đường φ0 = 95%.

- Từ những đặc điểm trên ta có thể xác định các điểm nút như sau:

+ Các điểm: N (tN = 37,7 o C, φ N = 77%), T(tT = 25 o C, φ T = 65%) đã xác định theo các thông số tính toán ban đầu Tra đồ thị I-d của không khí ẩm có áp suất B = 745 mmHg ta được: Điểm N: dN = 24 g/kgkk , IN = 95,7 kJ/kgkk Điểm T: dT = 9,3 g/kgkk , IT = 47,9 kJ/kgkk

+ Điểm hòa trộn C nằm trên đoạn NT và vịtrí được xác định theo tỉ lệ hòa trộn như sau:

GN Lưu lượng gió tươi cần cấp được xác định theo điều kiện vệ sinh, kg/s

G Lưu lượng gió tổng tuần hoàn qua thiết bị xử lý không khí, kg/s

GT Lưu lượng gió tái tuần hoàn qua thiết bị xử lý không khí, kg/s

+ Điểm V ≡ O là giao điểm của đường thẳng εT = QT/WT đi qua điểm T với đường φ 95%

Iv = 40,4kJ/kg dv = 9,8 g/kgkk

Nếu nhiệt độ tại điểm O không phù hợp điều kiện vệ sinh thì phải tiến hành xử lý không khí đến điểm V thỏa mãn điều kiện vệ sinh, tức là tV ≥ t T – a (a = 10 o C nếu hệ thống điềuhòa không khí thổi từ trên xuống a = 7 o C nếu nếu hệ thống điều hòa không khí thổi từdướilên) Khi đó các điểm O và V được xác định như sau: Từ T kẻđường song song với ε = QT/WT cắt tV = tT– a tại V.

Công th ức xác định năng suấ t thi ế t b ị

- Năng suất cấp gió vào phòng:

- Vk: Lượng không khí tươi cần cung cấp cho 1 người trong 1 đơn vị thời gian (m 3 /h) Tra bảng 2.8 trang 37 TL [1] ta có Vk = 25 m 3 /h.người (β = 0,15)

- p = 1,2 kg/m 3 Khối lượng riêng của không khí

- Năng suất lạnh của thiết bị xử lý không khí:

- Năng suất làm khô thiết bị xử lý:

Bảng 3.1 Bảng tổng kết các thông số

Tầng Phòng QT kw n Người

IC kJ/kg dc g/kg

Bảng 3.2 Tổng kết các thông số theo tầng 1-6 và 21, 22

IC kJ/kg dc g/kg

4 CHƯƠNG 4 TÍNH CHỌN MÁY VÀ THIỆT BỊ TRONG HỆ THỐNG

Chương này nhằm tính chọn các thiết bị của hệ thống như máy lạnh, FCU, AHU …

CH Ọ N HÃNG S Ả N XU Ấ T

Bảng 4.1 Hãng cung cấp thiết bị hệ thống HVAC

Hệ thống Thiết bị Hãng sản xuất

Water Chiller Cụm chiller Carrier

Water Chiller AHU/FCU Carrier

Water Chiller Cooling Tower Liangchi

CH Ọ N HÌNH TH Ứ C GI Ả I NHI Ệ T CHO CHILLER

- Ta so sánh 2 hình thức giải nhiệt để phân tích chọn hình thức giải nhiệt thích hợp:

Bảng 4.2 So sánh giải nhiệt bằng nước và bằng gió Hình thức giải nhiệt Ưu điểm Nhược điểm

- Trao đổi nhiệt tốt nên giải nhiệt hiệu quả hơn

- Không có quạt nên độồn nhỏ

- Ít phụ thuộc thời tiết nên giải nhiệt hiệu quảhơn.

- Cần có hệ thống dẫn nước làm mát như bơm, tháp giải nhiệt,

- Cần thêm diện tích lắp đặt vì có thêm tháp giải nhiệt

- Không cần hệ thống dẫn nước tốn kém, phức tạp

- Thích hợp ở những nơi khó khăn về nguồn nước

- Trao đổi nhiệt kém nên hiệu quả giải nhiệt thấp hơn

- Cần đăt máy ở vị trí thông thoáng nên tốn diện tích

- Quạt có công suất lớn nên gây tiếng ồn lớn

- Phụ thuộc thời tiết nên giải nhiệt không ổn định

- Đây là công trình có yêu cầu vềmôi trường làm việc, chất lượng cao do đó đòi hỏi hệ thống ĐHKK hoạt động có tính ổn định cao, không phụ thuộc vào điều kiện khí hậu bên ngoài tác động và là mật đô sử dụng cao, đồng thời khu vực phòng đặt máy có thể bố trí được cụm máy chiller nên lựa chọn hệ thống Water Chiller giải nhiệt bằng nước cho công trình này.

CH Ọ N MÁY CHILLER

- Mỗi hãng sản xuất ĐHKK đều có ghi năng suất lạnh của máy trên catalog, đó là năng suất lạnh danh định mà các hãng thiết kế theo tiêu chuẩn quốc tế ASHRAE của Mỹ Đối với các máy lớn thường có catalog với bảng năng suất lạnh ở các chếđộ vận hành khác nhau Khi đó có thểtra được năng suất lạnh thực tế từ bảng - Mỗi hãng sản xuất ĐHKK đều có ghi năng suất lạnh của máy trên catalog, đó là năng suất lạnh danh định mà các hãng thiết kế theo tiêu chuẩn quốc tế ASHRAE của Mỹ Đối với các máy lớn thường có catalog với bảng năng suất lạnh ở các chếđộ vận hành khác nhau Khi đó có thểtra được năng suất lạnh thực tế từ bảng

Bảng 4.3 Công suất lạnh tính toán của khách sạn

Stt Mô tả Đơn vị Công suất

1 Tổng công suất tính toán kW 7448,385

3 Tổn thất trên đường ống % 10%

4 Công suất tính toán kW 7448,39

6 Công suất Chiller tính toán kW

- Nếu không có bảng qui đổi trong catalog thì ta có thể qui đổi từ năng suất lạnh yêu cầu thành năng suất lạnh danh định yêu cầu Q0Nmin (là năng suất lạnh danh định tối thiểu mà máy phải đạt được để đảm bảo điều kiện vi khí hậu tính toán) theo công thức sau

Trong đó: a1 – là hệ số hiệu chỉnh do sai lệch nhiệt độ ngưng tụ (hay gián tiếp là nhiệt độ không khí ngoài nhà hoặc nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng) α2 – là hệ số hiệu chỉnh do sai lệch nhiệt độ bay hơi (hay gián tiếp là nhiệt độ không khí vào dàn lạnh hoặc nhiệt độnước lạnh ra khỏi dàn bay hơi) α3– là hệ số hiệu chỉnh do sai lệch chiều dài đường ống ga và chênh lệch độ cao giữa dàn nóng và dàn lạnh

- Hệ sốα 1 phụ thuộc vào nhiệt độ vào, ra của nước giải nhiệt ở mỗi vùng khí hậu khác nhau thì sẽ khác nhau Công trình đặt tại Đà Nẵng nên ta chọn sơ bộ nhiệt độ nước giải nhiệt vào tw1 = 32 o C; nhiệt độ nước giải nhiệt ra tw2 = tw1 + 5 o C = 37 o C Hệ sốα 1 phụ thuộc vào nhiệt độ nước làm mát ra ta chọn 7 o C Từ đó ta tra đồ thị tham khảo hình 5.15 và 5.16 (trang 204, TL2) được α 1 = 0,965; α 2 = 1 và α 3 = 0 đối với water chiller

- Ta chọn máy Chiller có công suất lạnh danh định Q0 ≥ Q0Nmin Dựa theo catalog máy Chiller của hãng Carrier ta chọn model mã 19XR-6R614T5LGH52 có thông số kĩ thuật như bảng:

Bảng 4.4 Thông sốkĩ thuật máy Chiller 30RB-250 Mode Cooling capacity

KW Ton Flow Drop Conneection Flow Drop Conneection l/s kpa mm l/s kpa mm

Hình 4.1 Máy Chiller hãng Carier – 19XR-6R614T5LGH52

- Lựa chọn phương án sử dụng lắp đặt 1 máy hay 2 máy lạnh Chiller cho công trình thì ta dựa vào tính phù hợp và điều kiện, yêu cầu vận hành của công trình khi sử dụng hệ thống ĐHKK trong sản xuất làm việc Đặc điểm của công trình trong khi vận hành sản xuất có thể có những ngày hoạt động liên tục 3 ca mỗi ngày (không quá nhiều) cần thiết có hệ thống ĐHKK hoạt động tốt, ổn định thường xuyên đểđảm bảo tiến độ, năng suất làm việc của công nhân, kĩ sư làm việc trong nhà máy Nhưng dựa trên đặc thù của ngành sản xuất linh kiện vỏ máy bay và để tiết kiệm tối đa chi phí đầu tư thì ta lựa chọn phườn án lắp đặt sử dụng 3 cụm máy chiller Trong trường hợp xảy ra sự cố thì tùy vào mức độ nghiêm trọng để xem xét có dừng hệ thống hay không để khắc phục, mà trong thời gian hệ thống ĐHKK dừng hoạt động tuy có ảnh hưởng tới việc sản xuất trong nhà máy nhưng không mức độ không lớn Do đó vẫn có thể làm việc trong khi chờ khắc phục sửa chữa hệ thống ĐHKK.

CH Ọ N FCU/AHU

Bộ thiết bị xử lý không khí FCU là loại dùng nước lạnh gồm: giàn ống trao đổi nhiệt, quạt, hộp hút, lọc không khí, máng nước ngưng và vỏ bảo vệ…

Khi chọn FCU (Fan Coil Unit) cho các phòng cần đảm bảo năng suất lạnh của dàn làm việc với điều kiện thực phải lớn hơn (hoặc bằng) tải lạnh xác định được cho phòng đó

Các FCU là các thiết bị trao đổi nhiệt, năng suất lạnh phụ thuộc vào nhiệt độ nước lạnh, nhiệt độ không khí vào ra và hệ số truyền nhiệt qua vách trao đổi nhiệt

Căn cứvào năng suất lạnh, năng suất gió, kích thước không gian của chúng để chọn loại FCU thích hợp Đặc biệt các FCU được bố trí trong khoảng trống giữa trần giả và trần bê tông cốt thép có không gian hẹp về chiều cao nên cần phải đặc biệt chú ý đến kích thước H (độ cao) của FCU

Cũng giống như FCU thì AHU/PAU có nguyên lý như FCU nhưng có đặc điểm khác FCU về công năng, công suất kích thước

- Cũng giống như chọn máy Chiller thì việc chọn FCU cũng dựa vào năng suất lạnh ở chếđộ làm việc thực tế Năng suất lạnh danh định trong catalog của FCU được cho theo chếđộ làm việc sau:

+ Nhiệt độ nước lạnh vào 7 o C và ra 12 o C với lưu lượng nước danh định cho bằng 85% lưu lượng max

+ Nhiệt độ không khí trong nhà 25 o C (tư = 17,5 o C) – Để tính năng suất lạnh danh định cần thiết của FCU ta sử dụng công thức:

= a a ,kW (4.2) Trong đó: a1 – là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độnước lạnh vào dàn ; a2 – là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ không khí trong phòng ;

Q0N–là năng suất lạnh danh định cần thiết nhỏ nhất của FCU ,kW ;

Q0yc–là năng suất lạnh yêu cầu của FCU ,kW

- Ta có điều kiện thực tế nhiệt độ nước lạnh vào dàn FCU là 7oC, nhiệt độ của không khí trong phòng là 25 o C Từđó ta xác định các hệ sốα1 và α2 theo đồ thị 5.22 và 5.23 [TL2/tr 213] A1 = 1 và α 2 = 0,95

- Ta chọn những loại dàn lạnh FCU của hãng Carier như sau:

Hình 4.2 FCU giấu trần nối ống gió Carrier

-Trao đổi nhiệt hiệu quả cao

Vật liệu ống đồng có chất lượng cao, vói cánh tản nhiệt bằng nhôm hiệu quảtrao đổi nhiệt cao Hơn nữa, đường ống nối với đường nước được phủ kim loại giảm thiểu thiểu sự biến dạng trong quá trình vận chuyển và lắp đặt

Thiết bị kiểm tra cân bằng tĩnh và động của moto quạt, kết hợp với cách nhiệt và cách âm chất lượng cao tạo cho thiết bịđộồn cực thấp

Tiêu chuẩn ESP từ 0pa-30Pa-60Pa-80Pa-130Pa phù hợp với ứng dụng khác nhau -Dễ dàng bảo trì

FCU trang bịđộng cơ điện chất lượng cao với ổ trục độồn thấp không yêu cầu bôi trơn ,do đó giảm tối thiểu thời gian bảo trì Cánh quạt và động cơ có thể dễ dàng tháo lắp khi làm sạch bộ trao đổi nhiệt Bộ lọc hiệu quả cao hơn so với bộ lọc bình thường, có thể kéo dài tuổi thọ của sản phẩm

Khay hứng nưóc ngưng tụtrên dàn trao đổi nhiệt có khảnăng cách nhiệt và đựoc hàn kín để hứng nước ngưng tụdàn trao đổi nhiệt đồng thời cách nhiệt với môi trường bên ngoài

Hình 4.3 AHU Carrier -AHU là từ viết tắt có tên tiếng Anh là Air Handling Unit, dịch ra có nghĩa là khối xử lý không khí Đây thực chất chính là một hệ thống gồm có các thiết bị xử lý không khí, thiết bịtrao đổi nhiệt và ống gió mềm dẫn khí, Chức năng của các thiết bị này sẽđược kết hợp cùng với nhau để giúp cho hệ thống điều hòa chiller trung tâm hoạt động tốt hơn.-Nói cách khác thì AHU chính là thiết bị trao đổi nhiệt được dùng trong hệ thống HVAC hoặc các xưởng công nghiệp Một sốnơi có yêu cầu khắt khe về phòng sạch như: ngành mỹ phẩm, dược phẩm, công nghệ điện tử…cũng đưa AHU vào sử dụng Hiện nay hệ thống AHU được sử dụng phổ biến trong các toà nhà thương mại, các trung tâm thương mại có hệ thống chiller trung tâm…

-AHU được chia làm 2 loại khác nhau đó là AHU chạy nước và loại AHU gas lạnh trực tiếp Mỗi loại có đặc điểm riêng, cụ thểnhư sau:

+AHU loại dùng nước: loại này bao gồm có dàn trao đổi nhiệt thường được sử dụng đểtrao đổi nhiệt ở giữa nước lạnh đi qua ống đồng Không khí thổi qua quạt ly tâm, hệ thống điều khiển gồm có cảm biến độ ẩm, nhiệt độ, van ba ngã actuator và chiller… Khi nhiệt độ trong phòng lớn hơn nhiệt độ đặt thì lúc này van 3 ngã sẽ mở cho nước lạnh chảy qua dàn trao đổi nhiệt cho tới khi nhiệt độ giảm xuống nhiệt độ đặt thì van 3 ngã mới đóng lại, lúc này nước lạnh sẽ chảy qua đường bypass rồi về thiết bị làm lạnh nước

+AHU loại dùng gas lạnh trực tiếp: gồm có dàn trao đổi nhiệt đểtrao đổi nhiệt giữa gas lạnh đi qua ống đồng và không khí thổi qua nó thông qua lực hút của quạt ly tâm

Bảng 4.5 Bảng lựa chọn FCU

Mô tả Công suất lạnh kW

KW lượLưu ng gió M3/H lượLưu ng nước l/s

CH Ọ N THÁP GI Ả I NHI Ệ T

Do mặt bằng tầng kỹ thuật của tòa nhà rộng và có vị trí thuận lợi, ta bố trí tháp giải nhiệt bên trên tầng kỹ thuật Ta đã chọn ở trên 2 máy lạnh chiller nên sẽ chọn 2 tháp giải nhiệt tương ứng với 2 chiller đã chọn

Bảng 4.6 Bảng tính chọn công suất tháp giải nhiệt Tính chọn thiết bị Cooling Tower – 32/37 o C

Nhiệt độ nhiệt kế ướt WB 28,5 o C

Lưu lượng nước cần giải nhiệt D 8934 1/phut

Hình 4.4 Tháp giải nhiệt vuông Liangchi Dựa vào catalog của hãng LIANG CHI chọn tháp giải nhiệt với thông kỹ thuật được trình bày như sau đây

Bảng 4.7 Bảng thông số kỹ thuật của tháp giải nhiệt

Mode Flow Dimension Piping Dimension

Nominal Reality H WxL Inlet Outlet Drain Overflow Make

LPM LPM mm mmxmm up

10860 8981 4825 4780x8190 125Ax8 200Ax4 50Ax4 50AX4 32Ax4 Đặc điểm thiết kế:

- Nhằm ngăn ngừa nước bẩn thâm nhập vào trong thiết bị thành những vật cản, lâu dần làm suy yếu tính dẫn nhiệt của máy, rất khó khắc phục

- Nhằm ngăn ngừa những cặn bẩn trong máy chủ tạo thành tắc nghẽn trong đường ống

- Ngăn chặn việc rò rỉkhí độc, làm giảm sự ô nhiễm môi trường

- Tiết kiệm điện, duy trì hiệu suất hoạt động lâu dài và hiệu quảhơn cho máy móc.

- Tiết kiệm nước, làm giảm lượng hao hụt và tổn thất do nước bắn ra ngoài

5 CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG ĐƯỜNG THÔNG GIÓ

Mục đích nhằm xác định kích thước các đường ống gió: gió cấp, gió hồi, gió tươi, gió thải, hệ thống thông gió sự cố ; tính chọn các miệng thổi, miệng hút, tính chọn quạt gió.

GI Ớ I THI Ệ U V Ề ĐƯỜ NG Ố NG

- Trong hệ thống điều hòa không khí, đường ống dẫn không khí được chia làm một số loại chính như sau:

+ Đường ống cung cấp không khí (Supply Air Duct – SAD): Không khí sau khi đã làm lạnh được dẫn qua hệ thống đường ống cấp gió vào phòng cần điều hòa Nếu dàn lạnh được đặt ngay trong phòng thì không khí lạnh được dẫn qua ống mềm đến miệng thổi để cấp gió vào phòng

+ Đường ống cấp gió tươi (Fresh Air Duct)Việc cấp gió tươi cho không gian điều hòa được thực hiện theo 2 cách:

• Cấp gió tươi trực tiếp vào phòng không khí tươi được quạt hút từ bên ngoài qua các bộ lọc và được làm lạnh sơ bộ sau đó theo hệ thống kênh dẫn gió vào các phòng

• Cấp gió tươi thông qua hệ thống điều hòa: khí tươi sau khi được quạt hút vào sẽ được đưa trực tiếp hoặc hòa trộn với gió hồi sau đó đưa đến các IU để làm lạnh rồi mới cấp vào phòng

Trong công trình này khí tươi được hút vào buồng hòa trộn ởcác AHU để hòa trộn với gió hồi sau đó được làm lạnh đến nhiệt độ yêu cầu rồi cấp vào phòng

+ Đường ống thải gió (Exhaust Air Duct) trong không gian điều hòa ở những khu vực có phát sinh chất độc hại hay mùi hôi khó chịu như WC hay nhà bếp thì ta phải bố trí các kênh hút gió để hút các chất này ra ngoài tránh gây ô nhiễm cho không gian điều hòa Trong công trình không có khu nhà bếp nên để thông gió cho các phòng vệ sinh ta sử dụng các hệ thống đường ống hút xuyên tường thổi ra ngoài

+ Đường ống gió sự cố bao gồm hệ thông hút khói khi có sự cố xảy ra, hệ thống tạo áp trong buồng thang thoát hiểm cho người trong khu vực co sư có cháy có thể di tản ra bên ngoài thông qua các cầu thang này

L Ự A CH ỌN PHƯƠNG PHÁP THIẾ T K Ế VÀ TÍNH TOÁN ĐƯỜ NG Ố NG GIÓ

Mục đích thiết kế

- Trong hệ thống ĐHKK, hệ thống kênh gió có chức năng dẫn và phân phối gió tới các nơi khác nhau tuỳ theo yêu cầu

- Yêu cầu về thiết kế hệ thống kênh gió đảm bảo:

• Tổn thất nhiệt nhỏ, ít gây ồn

• Trở lực đường ống bé

• Đường ống gọn, đẹp và không làm ảnh hưởng mỹ quan công trình

• Chi phí đầu tư và vận hành thấp

• Tiện lợi cho người sử dụng, phân phối gió đều

- Lựa chọn tốc độkhông khí trên đường ống liên quan đến nhiều yếu tố: khi chọn tốc độ cao thì đường ống nhỏ, chi phí đầu tư và vận hành thấp nhưng trở lực hệ thống lớn và độ ồn do khí động của dòng không khí chuyển động cao Ngược lại, khi tốc độ thấp thì đường ống lớn, chi phí đầu tư và vận hành lớn, lắp đặt khó khăn nhưng trở lực bé.

Gi ớ i thi ệ u và ch ọn phương pháp tính toán

1) Phương pháp ma sát đồng đều: Thiết kế hệ thống đường ống gió sao cho tổn thất áp suất trên 1m chiều dài đường ống đều nhau trên toàn tuyến ống, ở bất cứ tiết diện nào và bằng tổn thất trên 1m chiều dài đoạn ống chuẩn Đây là phương pháp sử dụng phổ biến nhất, nhanh và tương đối chính xác Phương pháp này cho phép xác định bất cứđoạn ống nào trên mạng mà không cần phải biết kích thước các đoạn trước, rất phù hợp với thực tế thi công tại các công trường

- Trong đồ án này ta chọn phương pháp ma sát đồng đều để tính toán thiết kế hệ thống cấp gió lạnh Phương pháp này cũng đảm bảo tốc độ giảm dần và thường hay được sử dụng cho kênh gió tốc độ thấp với chức năng cấp gió, hồi gió và thải gió Có hai hướng lựa chọn để thiết kế:

• Cách 1: Chọn tiết diện đoạn đầu nơi gần quạt làm tiết diện điển hình, chọn tốc độ chuyển động không khí thích hợp cho đoạn đó Từ đó xác định kích thước đoạn điển hình, tổn thất ma sát trên 1m chiều dài của đoạn ống điển hình Giá trị tổn thất đó được coi là chuẩn trên toàn tuyến ống

• Cách 2: Chọn tổn thất áp suất hợp lý và giữ nguyên giá trị đó trên toàn bộ hệ thống kênh gió Trên cơ sởlưu lượng từng đoạn đã biết tiến hành xác định kích thước từng đoạn

- Tuy nhiên, cách 2 có nhược điểm là lựa chọn tổn thất thế nào là hợp lý Nếu chọn tổn thất bé thì kích thước đường ống lớn thì chi phí đầu tư tăng, nhưng nếu chọn tốc độ lớn sẽ gây ồn, chi phí vận hành tăng Trên thực tếngười ta chọn cách thứ nhất vì tốc độ gió cho ở các bảng là các thông số đã được xác định dựa trên tính toán kinh tế kĩ thuật đã cân nhắc đến các yếu tố nêu trên

- Đặc điểm của phương pháp ma sát đồng đều:

+ Ưu điểm là thiết kế nhanh, người thiết kế không bắt buộc phải tính toán tuần tự từ đầu tuyến ống đến cuối mà có thể tính bất cứđoạn ống nào tuỳý, điều này có ý nghĩa trên thực tế thi công ở công trường

+ Phương pháp này cũng đảm bảo tốc độ giảm dần dọc theo chiều chuyển động, có độ tin cậy cao hơn phương pháp giảm dần tốc độ

+ Không đảm bảo phân bốlưu lượng đều trên toàn tuyến nên các miệng thổi cần phải bốtrí thêm van điều chỉnh

- Các bước thiết kế theo cách thứ nhất:

+ Chọn tốc độ cho tiết diện đoạn ống đầu tiên ω1

➢ Lựa chọn tốc độgió đi trong ống

• Tốc độ gió tại các miệng thổi, miệng hút trong không gian điều hòa lấy định hướng như sau:

• Miệng thổi đặt tại vùng làm việc: ω = 0,3 ÷ 0,75m/s

• Miệng thổi đặt trên cao 2 ÷ 3m: ω = 1,5 ÷ 3m/s

• Miệng thổi đặt trên cao trên 3m: ω = 3 ÷ 4m/s

• Tốc độ gió tại cửa lấy gió tươi: ω = 2 ÷ 4m/s (đối với nhà dân dụng, công cộng)

• Tốc độ gió cửa thải gió: ω = 3 ÷ 6m/s (đối với nhà dân dụng, công cộng)

• Tốc độ tại ống gió chính: ω = 3,5 ÷ 6,1m/s (đối với nhà ở); ω = 5 ÷ 8m/s (đối với công trình công cộng); ω = 6 ÷ 11m/s (đối với nhà xưởng công nghiệp)

• Tốc độ gió tại ống gió nhánh: ω = 3 ÷ 5m/s (đối với nhà ở); ω = 3 ÷ 7m/s (đối với công trình công cộng); ω 4 ÷ 9m/s (đối với nhà xưởng công nghiệp)

+ Dựa vào lưu lượng và tốc độđã chọn tính kích thước đoạn ống điển hình, diện tích tiết diện F1, kích thước các cạnh a1, b1

+ Xác định đường kính tương đương dtđ đoạn ống điển hình theo bảng 9.9 (T216/TL1) hoặc theo công thức:

+ Từlưu lượng, đường kính tương đương xác định tổn thất áp suất cho 1 m ống tiết diện điển hình Δp1 theo đồ thị hình 9.11 ( T215/TL [1] ) Giá trị đó được cố định cho toàn tuyến ống

+ Trên cơ sở tổn thất áp suất chuẩn Δp1, tính kích thước các đoạn còn lại dựa vào lưu lượng đã biết Người ta nhận thấy với điều kiện tổn thất áp suất không đổi thì với một tỷ lệ % lưu lượng so với tiết diện điển hình sẽ có tỷ lệ phần trăm tương ứng về tiết diện Đểquá trình tính toán được dễ dàng và thuận tiện người ta đã xây dựng mối quan hệ tỷ lệ % tiết diện so với đoạn ống điển hình theo tỷ lệ % lưu lượng cho ở bảng 9.7 (T211/TL[1] )

+ Xác định tỷ lệ% lưu lượng của các đoạn ống theo tiết diện điển hình:

+ Căn cứ vào bảng 9.7 xác định tỷ lệ % về tiết diện kF I của các đoạn ống

+ Xác định kích thước của các đoạn ống theo tỷ lệ % so với tiết diện đoạn ống điển hình

+ Xác định trở lực của toàn bộđường ống là cơ sởđể tính cột áp yêu cầu của quạt: cb ms p p p

  =  +  ,Pa Trong đó: Δp ms – là trở lực ma sát trên đường ống Pa Δpcb – là trở lực cục bộ khi không khí đi qua các co, giảm Pa

+ Trở lực ma sát được xác định theo công thức:

Trong đó: l – chiều dài đoạn ống, m Δp1 – tổn thất áp suất trên 1 m chiều dài ống (Pa/m) xác định theo đường kính tương đương của mặt cắt ống gió và đồ thị 9.11 (tr215/TL1) ;

− ξ hệ số ma sát cục bộ của phụ kiện

− ρ khối lượng riêng của không khí

–ω tốc độnước đi trong ống, m/s

• Trở kháng cục bộ cút hình chữ nhật:

Itđ - chiều dài tương đương của cút chữ nhật, m (xác định theo bảng 7.5 tr304/TL2) Δp1 - tổn thất áp suất trên 1 m chiều dài ống, Pa/m (xác định theo đồ thị 9.11 tr215/TL1)

• Trở kháng cục bộ của tê, nhánh, thu,

 = , Pa (5.2) Trong đó: n – hệ số cột áp động xác định theo bảng 7.7 đến 7.10 (tr306/TL2) p(ω2) – cột áp động theo tốc độ gió ra khỏi chi tiết ống gió (Pa) xác định theo bảng 7.6 (tr305/TL2)

- Căn cứ vào mặt bằng bố trí các miệng thổi gió nhằm đảm bảo phân bố gió đều

- Xác định lưu lượng gió cho mỗi miệng thổi:

VMT–lưu lượng gió của một miệng thổi, m 3 /s;

V –lưu lượng gió yêu cầu trong không gian điều hòa, m 3 /s;

- Căn cứ vào lưu lượng và quãng đường đi từ miệng thổi đến vùng làm việc tiến hành tính toán kích thước miệng thổi hoặc chọn miệng thổi thích hợp sao cho đảm bảo tốc độ trong vùng làm việc đạt yêu cầu

- Thực tếngười ta căn cứvào quãng đường từ vị trí miệng thổi đến điểm tốc độ gió tại tâm là 0,25 m/s Căn cứvào quãng đường và lưu lượng gió ta có thể chọn kích thước miệng thổi thích hợp

- Tiết diện 1 cửa gió được tính như sau:

V – lưu lượng gió của 1 miệng thổi, m3 /s ω – tốc độ gió thổi vào phòng hoặc tốc độ gió hồi

- Nhiệm vụ của quạt trong hệ thống điều hòa không khí:

+ Tuần hoàn, vận chuyển và lưu thông không khí từ thiết bị xửlý không khí đến không gian điều hòa và ngược lại

+ Tuần hoàn gió cho dàn bay hơi làm lạnh không khí cưỡng bức, các dàn lạnh dùng chất tải lạnh để làm lạnh không khí cưỡng bức

+ Cấp gió tươi, xả gió thải, thông gió, đảm bảo áp suất dương cho đường thoát nạn nhà cao tầng,…

- Công suất quạt gió được xác định như sau q

V ‒ lưu lượng gió tươi cần thiết, m3 /s

∆p‒ tổn thất áp suất, Pa

Tính toán thông gió t ầ ng h ầ m

Hơn bất kỳ phòng nào khác, tầng hầm là nơi ẩm thấp, dễ trở thành 1 “kho” chứa các mùi khó chịu, là nơi sinh sôi của nấm mốc và các chất ô nhiễm khác Chúng ta thường chứa các hóa chất gia dụng, các đồđạc linh tinh, các thành phần khác như sơn, sản phẩm tẩy rửa từ ô tô xe máy Các chất này lan ra môi trường không khí và có thể tích tụ lại tạo ra 1 môi trường độc hại, ô nhiễm

Vì vị trí tầng hầm là dưới mặt đất nên các hơi ẩm từtrong đất thấm qua nền, tường bao che Lượng ẩm này sẽ tiếp xúc với luồng không khí ấm hơn ở trong hầm, sự tiếp xúc này có thể tạo ra ngưng tụ Nếu nồng độ quá cao, sựngưng tụ quá mức sẽ tạo ra mùi ẩm mốc khó chịu Nếu gặp điều kiện ẩm ướt hơn, các bào tử nấm mốc có thể phát triển thành các loại nấm mốc độc hại

Tính toán lưu lượng thông gió tầng hầm Đối với công trình này có 2 tầng hầm B1, B2, B3 và theo TCVN 5687:2010 thì chọn bội số tuần hoàn cho thông gió cơ khí tầng hầm là 6 (bình thường)/9(có cháy) theo công thức

G = V.BSTH, m 3 /h (5.6) − G: Lưu lượng thông gió, m 3 /h

− BSTH: Bội số tuần hoàn, lần/h

Bảng 5.1 Tính toán lưu lượng thông gió tầng hầm

Thông số tính toán Lương lựu tính toán Bình thường [lần/h]

Tính toán, lựa chọn miệng gió

Chọn miệng thổi cho hệ thống hút khói này là miệng gió sọt trứng với tổng là 14 miệng tương ứng mỗi miệng có lưu lượng là 1850m3/h/miệng Với công thức mục 5.2.2 và tốc độ qua miệng gió xác định kích thước mỗi miệng là 800x450

Tầng zone Hệ thống Miệng gió Sốlượng

Hầm dũ xe 1 Hút khói 1000×500 16

Tính toán, lựa chọn quạt

Chọn quạt cho hệ thống hút khói tầng hầm với thông sốnhư sau

- Cột áp: 500 Pa – Chọn loại quạt là: Quạt hướng trục 2 tốc độ

Tính toán hệ thống cấp gió tươi

Mục đích của thông gió và cấp gió tươi là để cải thiện chất lượng không khí bên trong không gian Cung cấp không khí trong sạch, giàu dưỡng khí cho con người trong không gian sinh hoạt của họ

Hình 5.2 Sơ đồ mô tả việc thông gió và cấp gió tươi cho một ngôi nhà

Tính toán lưu lượng gió tươi cần thiết

- TCVN 5687 – 2010: Tiêu chuẩn thiết kế hệ thống điều hoà không khí, thông gió

- Tiêu chuẩn ASHRAE 62 12010 Tiêu chuẩn cấp gió tươi

Lưu lượng gió tươi tính toán theo công thức

− Vi: Lưu lượng gió cần thiết cho một người, m3/h/người

Bảng 5.3 Tính toán lưu lượng cấp gió tươi cho khách sạn

Stt Mô tả Diện tích

Thông số thông gió (khí tươi m 3 /h)

Tính toán h ệ th ố ng thông gió s ự c ố

Mục tiêu của bất kì hệ thống điều áp nào cũng là giữ cho khói và khí độc cách xa lối thoát hiểm để cho người trong vùng cháy đó có thể thoát hiểm hoặc tìm nơi trú ẩn an toàn

− An toàn cho con người: Bảo vệ tính mạng con người trong những trường hợp có hỏa hoạn bằng những lối thoát hiểm hoặc những nơi ẩn nấp tạm thời được điều áp − Chống lửa: Để cho những thao tác chống lửa phát huy hiệu quả thì những trục thang máy hay cầu thang bộ cần phải được duy trì chênh áp để ngăn cản việc xâm nhập của khói từ tầng bị cháy khi tầng bị cháy có hay không có hệ thống điều hòa

− Bảo vệ tài sản: Sự lây lan của khói vào trong những khu vực mà ởđó chứa thiết bị có giá trị, phương tiện xử lí dữ liệu và thiết bịkhác mà đặc biệt nhạy cảm khi có khói, thiệt hại cần phải được hạn chế

− TCVN 5687:2010: Thông gió- Điều hòa không khí - Tiêu chuẩn thiết kế (Ventilation

− QCVN 06:2010/BXD: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn cháy cho nhà và công trình (Vietnam Building Code on Fire Safety of Buildings)

− BS EN 12101-6:2005: Smoke and heat control system, Part6: Specification for pressure differential systems - Kits

6 CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG NƯỚC

Mục đích của việc thiết kếđường ống dẫn nước là trên cơ sở biết lưu lượng nước chảy trong ống ta tính đường kính ống, tốc độ nước và tổng trở kháng thuỷ lực của đường ống Khi biết lưu lượng nước và tổng trở kháng có thểtính được công suất của bơm và tính chọn bơm cho hệ thống.

TÍNH CH ỌN ĐƯỜ NG Ố NG D Ẫ N

- Ta chọn FCU có công suất lạnh 6,1 kW làm chuẩn trong việc tính toán

- Ta chọn nhiệt độ của nước vào nước ra của dàn lạnh là: tw1=7 0 C; tw2 = 12 0 C Khi đó

∆t = 5 0 C công thức tính lưu lượng nước o p N

+ Qo: năng suất lạnh thực tế, kW;

+ Cp: nhiệt dung riêng của nước, Cp = 4,2 kJ/kg.K;

+ ΔtN: độ chênh nhiệt độnước vào - ra, ΔtN = 5K

- Ta chọn FCU có công suất lạnh 6,1 kW làm chuẩn trong việc tính toán

- Ta chọn nhiệt độ của nước vào nước ra của dàn lạnh là: tw1=7 0 C; tw2 = 12 0 C Khi đó

- Lưu lượng nước chạy trong ống: o p N

G N = = = [kg/s] công thức tính lưu lượng thể tích

+ ρ: khối lượng riêng của nước, ρ = 1000 kg/m 3 ;

+ GN: lưu lượng nước, kg/s

- Thay số vào ta được:

- Chọn tốc độ nước tối ưu đi trong ống, tốc dộ của nuớc chuyển động trong đường ống phụ thuộc 2 yếu tố:

+ Ðộồn do nuớc gây ra: Khi tốc độcao độồn lớn, khi tốc độ nhỏ kích thuớc đuờng ống lớn nên chi phí tăng

+ Hiện tuợng ăn mòn : Trong nuớc có lẫn cặn bẩn như cát và các vật khác, khi tốc độ cao khảnăng ăn mòn rất lớn

Bảng 6.1 Tốc độnước trên đường ống khuyên dùng (Bảng 6.4 Tr279,TL[2])

Tên đề tài TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ WATER CHO KHÁCH SẠN HILTON

GARDEN IN – TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

Trường hợp Tốc độ mức nước (m/s) Đầu đẩy của bơm Đầu hút của bơm 2,4 ÷ 3,6

1,2 ÷ 2,1 Đường xả 1,2 ÷ 2,1 Ống góp 1,2 ÷ 4,5 Đường hướng lên 0,9 ÷ 3,0

Các trường hợp thông thường 1,5 ÷ 3,0

- Nhưng đối với ống nước lạnh thì chọn thông số tính toán đương ống chiller theo ASHRAE như sau:

Hình 6.1 Chọn tốc độ thiết kếđường ống chille

- Trên cơ sởlưu lượng và tốc độ trên từng đoạn ống, ta tiến hành xác định đường kính trong của ống theo công thức sau:

V- Lưu lượng thể tích chuyển động qua ống, m3 /s ; ρ - Khối lượng riêng của nước , kg/m3 ; d - Đường kính trong của ống, m ; ω - Tốc độ nước chuyển động trong ống , m/s;

- Đường kính ống thép áp dụng theo tiêu chuẩn và sự hỗ trợ của phần mềm Pipe Flow Wizard để xác định đường kính của các tuyến ống chiller

Hình 6.2 Phần mềm Pipe Flow Wizzard

- Từ kết quả nhận được từ phần mềm ta chọn đường kính ống chiller phù hợp Đối với ống thép sử dụng cho đường ống chiller là ống thép theo SCH40 với quy cách như bảng sau

Bảng 6.2 Quy cách ống thép SCH40

Schedule Weight OD Thick ID

T Ổ N TH Ấ T TH Ủ Y L ỰC TRÊN ĐƯỜ NG ỐNG NƯỚ C L Ạ NH

- Tổn thất áp suất của nước chảy trong ống là đại lượng để chọn được bơm có cột áp thích hợp cho hệ thống Khi nước chảy trong ống thì có 2 dạng trở lực chính đó là ma sát theo chiều dài đường ống và trở kháng cục bộ tại các van và phụ kiện như co, cút, tê, đột thu, đột mở…Ngoài tổn thất áp suất còn có tổn thất hình học, tổn thất do động năng…, tuy nhiên tổn thất áp suất chiếm phần lớn trong hệ thống đường ống

+ Tổn thất áp suất do ma sát với chiều dài ống l (m) là:

+ Tổn thất áp suất cục bộ tính theo hệ số trở lực cục bộ:

− ξ: hệ số ma sát cục bộ của phụ kiện

− ρ: khối lượng riêng của nước, thường lấy 998kg/m3

− ω: tốc độnước đi trong ống, m/s

CH Ọ N MÁY

- Ta chọn 3 bơm nước lạnh hệ thống Chiller Trong đó 2 bơm chạy và 1 bơm dự phòng

- Thông thường các đường ống mới lắp đặt bao giờcũng có tổn thất áp suất nhỏhơn so với tính toán bởi vậy lưu lượng đạt cao hơn và công suất yêu cầu của động cơ cũng lớn hơn Vì vậy bơm ly tâm được chọn có cột áp đúng như tính toán và không tính thêm hệ số an toàn Nếu tính thêm hệ số an toàn thì lưu lượng sẽ quá lớn, khi vận hành phải điều chỉnh lưu lượng hoặc cho bypass một phần, điều đó sẽ gây quá tải động cơ. a) Tính chọn bơm nước lạnh

- Năng suất bơm nước lạnh: Qnl = 190 l/s = 0,19 m 3 /s

- Trở lực của bơm nước lạnh: ∆P nl = 69,3 mH2O

- Công suất điện tiêu thụ của bơm (chọn bơm ly tâm có η = 0,8):

Bảng 6.3 Thông số kỹ thuật bơm nước lạnh

Thông số Giá trị Đơn vị

=> Tổng trở lực đường ống nước lạnh:

∆Pnl= ∆P ms + ∆P cb = 693 KPa = 69,3mH2O

=> Tổng trở lực đường ống giải nhiệt:

∆Pnl= 1.1(∆P ms + ∆Pcđ+ Hđ – Hh ) = 1.1(354KPa +37 mH2O -32 mH2O) = 44.5 mH2O

Với chiều cao đầu đẩy bơm giải nhiệt Hđ 7 mH2O, đầu hút Hh 2 mH2O nên độ chênh chiều cao cột áp do chiều của tháp giải nhiệt là 5m b,Tính chọn bơm nước giải nhiệt

- Năng suất bơm nước giải nhiệt: Qgn = 223 l/s = 0,223 m 3 /s

- Trở lực của bơm nước giải nhiệt : ∆P gn = 44.5 mH2O

=  = Bảng 6.4 Thông số kỹ thuật bơm nước giải nhiệt

CH Ọ N CÁC THI Ế T B Ị PH Ụ

Ch ọ n bình dãn n ở

- Bình dãn nở là bình chứa nước dùng đểđiều tiết sự dãn nở nhiệt của nước trong hệ thống khi nước có sựthay đổi nhiệt độ Bình phải có thểtích đủ lớn để chứa được lượng nước dãn nở của toàn hệ thống khi nhiệt độ của nước thay đổi trong khi vận hành cũng như dừng Ngoài ra nó còn có thêm nhiệm vụ cấp nước bổ sung cho hệ thống

- Bình dãn nở chỉ sử dụng cho các hệ thống nước kín Bình dãn nởđược chia thành 2 loại khác nhau theo cấu tạo và nguyên tắc làm việc là bình dãn nở hở và bình dãn nở kín a, Phân tích chọn loại bình dãn nở

- Bình dãn nở hở: là bình có lỗ thông với không khí ngoài trời, nên áp suất làm việc của phía hút hệ thống luôn bằng áp suất khí quyển Bình dãn nở hở thường được sử dụng cho hệ thống nước lạnh điều hòa không khí và các hệ thống nước lớn Bình có cấu tạo đơn giản, rẻ tiền, không chịu áp lực, dễ vận hành nên được sử dụng rộng rãi Bình được đặt ở vị trí cao nhất trong hệ thống và cao hơn dàn lạnh ít nhất là 0,9 m

- Bình dãn nở kín: là bình không có lỗ thông với không khí ngoài trời, nên áp suất làm việc của hệ thống khác với áp suất khí quyển, do đó bình cần có áp kếđể theo dõi áp suất hệ thống Bình dã nởkín thường được sử dụng cho các hệ thống nước nóng

=> Vì hệ thống đường ống nước chiller của tòa nhà là nước lạnh cung cấp cho hệ thống ĐHKK đặt trong phòng máy riêng biệt ở tầng 1 nên ta lựa chọn bình giãn nở kiểu hở lắp đặt cho hệ thống Ví trí đặt bình dãn nởở phía trên phòng máy Chiller b, Tính chọn kích thước bình dãn nở

Vdn - thể tích bình dãn nở, lít ;

Vn - thểtích nước trong hệ thống, lít ; β - hệ số dãn nở của nước theo nhiệt độ

- Một cách gần đúng thểtích nước trong hệ thống được tính theo công thức tr3/TL [3] :

Trong đó: Q o - là năng suất lạnh của máy Chiller, kW

- Đểđơn giản người ta thường lấy β = 6 % (tr309/TL[3])

=> Vậy ta chọn bình dãn nở có dung tích 10 m 3 cho hệ thống đường ống chiller.

Tính toán nướ c c ấ p b ổ sung cho tháp gi ả i nhi ệ t

Cách tính thực tế : Lấy bằng 1% tổng nước đi qua tháp giải nhiệt = nước bốc hơi (0.8- 1.1%) + nước văng ( 0.1-0.2%)

− B1: Tình tổng công suất lạnh trong hệ thống

− B2: Tính công suất chiller = 0.75*Tổng công suất lạnh

− B3: Tính công suất tháp giải nhiệt : =1.2*Công suất chiller

−B4: Lưu lượng qua tháp giải nhiệt: = CS tháp/4.186/DeltaT ( Nếu CS là kW thì lưu lượng ra L/s )

−B5: Lưu lượng bốc hơi = 1% lưu lượng qua tháp giải nhiệt

Bảng 6.5 Lưu lượng nước bù cho thấp giải nhiệt LƯU LƯỢNG NƯỚC BÙ CHO THÁP GIẢI NHIỆT KHỐI 23T

Tổng công suất lạnh 7450 kW

Tổng công suất lạnh chiller 5587.5 kW

Tổng công suất tháp giải nhiệt 6705 kW

Lưu lượng tuần hoàn qua tháp giải nhiệt 824 m3 /h

Phần trăm lưu lượng bù nước cho tháp 1 %

Lưu lượng bù nước cho tháp trong 1 giờ 8.24 m 3 /h

Số giờ hoạt động trong ngày 16 giờ

Lưu lượng bù nước trong 1 ngày 131.84 m3/ngày

Chọn bồn cấp nước bổ sung cho tháp giải nhiệt có thể tích 50 m 3

Chọn bơm cấp nước bổ sung cho tháp giải nhiệt

- Năng suất bơm nước bổ sung Qbs = 0,0023 m 3 /s

- Cột áp của bơm nước bổ sung : ∆Pbs = 10mH2O

=  = Bảng 6.6 Thông số kỹ thuật bơm nước bổ sung tháp giải nhiệt

Khách sạn Hilton graden gồm sảnh lễtân và đặc biệt nhiều phòng ngủ, các phòng này không thểlúc nào cũng được sử dụng Từ những đặc điểm đó ta chọn hệ thống điều hòa không khí water chiller cho khách sạn là thích hợp Ngoài việc đảm bảo các chỉ tiêu nhiệt độ, độ ẩm, độ ồn, độ trong sạch thì nó còn giúp tiết kiệm chi phí do các phòng có thể hoạt động riêng lẻ với nhau

Trong trường hợp này khách sạn là nơi dùng để nghỉ ngơi, không có các chất độc hại nên việc lựa chọn sơ đồ tuần hoàn một cấp là hợp lý vừa đảm bảo sức khỏe của con người và tiết kiệm được lượng nhiệt thoát ra ngoài

Từ kết quả tính nhiệt thừa và ẩm thừa, ta lựa chọn các FCU, AHU và chiller cho các phòng của công trình Ởđây là khách sạn cao cấp, đòi hỏi tính thẩm mỹ cao, khách sạn có trần giả nên ta lựa chọn loại âm trần nối ống gió hồi sau cho các phòng phù hợp với diện tích, chức năng, mục đích mà vẫn đảm bảo được tính thẩm mỹ của khách sạn Vị trí lắp đặt các FCU, AHU và chiller được chỉ ra trên bản vẽ thiết kế thi công đảm bảo an toàn, thuận tiện cho việc thông gió và công nhân lắp đặt

Hệ thống thông gió được thiết kếtheo phương pháp ma sát đồng đều, vận chuyển đầy đủkhông khí đến các dàn lạnh đểtránh trường nhiệt độ không khí trong phòng Gió tươi sẽ hòa trộn với gió hồi và cấp vào phòng nên đảm bảo phân bốđều

Các miệng thổi, miệng hút được tính chọn và bố trí trên bản vẽ thi công phù hợp để cung cấp gió và thu hồi gió đều cho các phòng

[1] PGS.TS.Võ Chí Chính - Giáo trình điều hòa không khí - NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội - 2005;

[2] Nguyễn Đức Lợi - Giáo trình thiết kế hệ thống điều hòa không khí - Nhà xuất bản giáo dục - 2009;

[3] TS Đinh Văn Thuận, PGS.TS Võ Chí Chính - Tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí hiện đại - NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội - 2003;

[4] Các tiêu chuẩn, quy chuẩn thiết kế: TCVN 5687-2010, QCVN 06-2020, QCVN 09-

[5] Handbook - ASHRAE POCKET GUIDE for Air Conditioning, Heating, Ventilation, Refrigeration – 9th Edition

[6] Catalogue Chiller của hãng Carrier

[7] Catalogue VRV, Multi của hãng Daikin

Tiêu đề	Tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí water chiller cho khách sạn HILTON GARDEN IN – tại thành phố Đà Nẵng
Tác giả	Nguyễn Đình Thiên Mã
Người hướng dẫn	ThS. Nguyễn Thị Hồng Nhung
Trường học	Đại học Đà Nẵng
Chuyên ngành	Công nghệ kỹ thuật nhiệt
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	71
Dung lượng	1,46 MB