Giáo trình Tính toán và thiết kế sơ bộ hệ thống máy lạnh và điều hòa không khí (Nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí Cao đẳng)

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI LÊ THỊ THU HẰNG (Chủ biên) NGUYỄN ĐỨC NAM – NGUYỄN THỊ NGUYỆT GIÁO TRÌNH TÍNH TỐN, THIẾT KẾ SƠ BỘ HỆ THỐNG MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ Nghề: Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2021 LỜI NĨI ĐẦU Giáo trình Tính toán thiết kế sơ hệ thống máy lạnh điều hịa khơng khí biên soạn thơng qua Hội đồng sư phạm Nhà trường Nội dung biện soạn ngắn gọn, dễ hiểu, súc tích Các kiến thức tồn giáo trình có mối liên hệ logic, chặt chẽ Khi biên soạn giáo trình chúng tơi cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến môn học phù hợp với đối tượng sử dụng gắn nội dung lý thuyết với vấn đề công việc thực tế Nội dung giáo trình biên soạn gồm: Chương 1: Tính tốn xác định phụ tải lạnh Chương 2: Thiết kế lắp đặt sơ hệ thống máy lạnh Chương 3: Tính tốn xác định phụ tải hệ thống điều hồ khơng khí Chương 4: Thiết kế lắp đặt sơ hệ thống điều hồ khơng khí Cuốn giáo trình biên soạn dựa theo nội dung tài liệu tham khảo Mặc dù có nhiều cố gắng giáo trình chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Chúng tơi mong nhận ý kiến đóng góp để giáo trình chỉnh sửa ngày hồn thiện Mọi góp ý xin gửi Khoa điện Trường CĐN Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội Xin trân trọng cám ơn! Hà Nội, ngày tháng năm Chủ biên: MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC Chương Tính tốn xác định phụ tải lạnh 1.1 Xác định kết cấu hộ dùng lạnh 1.2 Tính tốn phụ tải lạnh 15 1.3 Tính cách nhiệt, cách ẩm, kiểm tra đọng sương, đọng ẩm vách 21 1.4 Xác định phụ tải máy nén phụ tải thiết bị, chọn máy nén thiết bị 28 Chương Thiết kế lắp đặt sơ hệ thống máy lạnh 48 2.1 Bố trí, xếp thiết bị, xây dựng vẽ sơ đồ nguyên lý chi tiết cụm máy thiết bị toàn hệ thống 48 2.2 Chọn vật liệu, đường kính ống, van loại thiết bị khác cho hệ thống 54 2.3 Tổng hợp kết 63 2.4 Gia công, lắp đặt vỏ cách nhiệt 65 2.5 Lắp đặt hệ thống máy lạnh dựa theo sơ đồ nguyên lý hệ thống máy lạnh 78 Chương Tính tốn xác định phụ tải hệ thống điều hồ khơng khí95 3.1 Xác định kết cấu hộ ĐHKK: 95 3.2 Tiêu chuẩn vệ sinh an tồn, chọn cấp điều hịa xác định thơng số tính tốn nhà, ngồi trời 97 3.3 Tính nhiệt thừa, ẩm thừa, kiểm tra đọng sương 107 3.4 Xây dựng sơ đồ ĐHKK, biểu diễn q trình xử lý khơng khí đồ thị I - d t - d, xác định công suất lạnh/nhiệt, suất gió hệ thống 129 Chương Thiết kế lắp đặt sơ hệ thống điều hồ khơng khí 144 4.1 Chọn máy thiết bị cho hệ thống ĐHKK: Máy nén, AHU, FCU, dàn nóng, dàn lạnh, bơm, quạt, tháp giải nhiệt, 144 4.2 Bố trí thiết bị, tính tốn xác định kích thước hệ thống nước, khơng khí 162 4.3 Tính tốn đường ống, cách nhiệt, cách ẩm đường ống gió, nước lạnh, tính thiết kế lắp đặt hệ thống tiêu âm 170 4.4 Tính tốn, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho hệ thống ĐHKK185 TÀI LIỆU THAM KHẢO 194 CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: Tính tốn thiết kế sơ hệ thống máy lạnh điều hịa khơng khí Mã mơn học: MH 20 Thời gian môn học: 90 Kiểm tra: giờ) (Lý thuyết 45 giờ; Thực hành 39 giờ; I Vị trí, tính chất mơn học - Vị trí : Mơn học bố trí học sau mơn học, mô đun kỹ thuật sở, mô đun chuyên môn nghề như: lạnh bản, sở kỹ thuật nhiệt lạnh điều hịa khơng khí, hệ thống máy lạnh cơng nghiệp, hệ thống điều hịa khơng khí - Tính chất: Là mơn học sở ngành, thuộc môn học bắt buộc II Mục tiêu môn học - Trình bày phương pháp tính tốn tải lạnh, thiết lập sơ đồ hệ thống lạnh, lựa chọn máy thiết bị trang bị cho hệ thống - Trình bày phương pháp tính tốn tải hệ thống ĐHKK, thiết lập sơ đồ hệ thống sơ đồ nguyên lý ĐHKK, tính tốn, lựa chọn máy thiết bị trang bị cho hệ thống - Tính sơ công suất, số lượng, chủng loại máy thiết bị, thiết kế thể sơ đồ lắp nối hệ thống vẽ - Tính tốn sơ nhiệt thừa, ẩm thừa, xác định công suất lạnh, suất gió hệ thống, xác định số lượng, chủng loại máy thiết bị Thiết kế thể sơ đồ lắp nối hệ thống cung cấp điện - Thiết kế mô hình mơ - Rèn luyện khả tư duy, tinh thần làm việc theo nhóm III Nội dung môn học Thời gian TT Tên chương, mục Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiện, thảo luận, tập Thi/ Kiểm tra Chương 1: Tính tốn xác định phụ tải lạnh 16 10 Chương 2: Thiết kế lắp đặt sơ hệ thống máy lạnh 29 13 14 Chương 3: Tính tốn xác định 16 phụ tải hệ thống điều hồ khơng khí 10 Chương 4: Thiết kế lắp đặt sơ hệ thống điều hồ khơng khí 12 15 Cộng 29 90 45 39 Chương Tính tốn xác định phụ tải lạnh Mục tiêu - Xác định kết cấu hộ dùng lạnh, kích thước, kết cấu, mặt kho lạnh đơn chiếc, tổ hợp - Xác định đối tượng cần làm lạnh, kiểu làm lạnh, phụ tải máy nén trang thiết bị - Tính tốn cách nhiệt, cách ẩm, kiểm tra đọng sương, đọng ẩm vách - Rèn luyện tính cẩn thận, xác khoa học Nội dung 1.1 Xác định kết cấu hộ dùng lạnh 1.1.1 Xác định diện tích xây dựng, kích thước, số lượng loại phịng/ kích thước kho bảo quản/ bể nước đá Thể tích kho lạnh xác định theo biểu thức: Ta có: E = V gv , Suy ra: V  E , m3 gv Trong đó: E - Dung tích kho lạnh, gv - Định mức chất tải, tấn/m3 tra bảng sau Bảng 1.1 - Tiêu chuẩn chất tải hệ số thể tích số sản phẩm bảo quản lạnh Tiêu chuẩn chất tải gv, t/m3 Hệ số tính thể tích a Thịt bị đơng lạnh 1/4 0,4 0,88 1/2 0,3 1,17 1/4 1/2 0,35 Thịt cừu đông lạnh 0,28 1,25 Thịt lợn đông lạnh 0,45 0,78 Gia cầm đơng lạnh hịm gỗ 0,38 0,92 Sản phẩm bảo quản Cá đơng lạnh hịm gỗ cactơng 0,45 0,78 Thịt thăn hịm cactơng 0,7 0,5 Mỡ hộp cactông 0,8 0,44 Trứng hộp cactông 0,27 1,3 0,6  0,65 0,58  0,54 0,45 0,78 Mỡ hộp cactông 0,7 0,5 Trứng ngăn cactông 0,26 1,35 Thịt hộp ngăn gỗ 0,38 0,92 Giò ngăn gỗ 0,3 1,17 Thịt đông lạnh ngăn gỗ ngăn cactông 0,44 0,79 0,38 0,92 Nho cà chua khay 0,3 1,17 Táo lê ngăn gỗ 0,31 1,03 Cam, qt hộp mỏng ngăn gỗ, cactơng 0,32 1,09 0,3 1,17 Hành tây khô 0,3 1,03 Cà rốt 0,32 1,09 Dưa hấu, dưa bở 0,4 0,87 Bắp cải 0,3 1,17 Đồ hộp hòm gỗ cactơng Cam, qt ngăn gỗ mỏng KHI SẮP XẾP TRÊN GIÁ Thịt gia lạnh kết đông giá treo côngtenơ 5,5 Ghi chú: Tiêu chuẩn chất tải khối lượng khơng bì sản phẩm khơng bao bì khối lượng bao bì sản phẩm có bao bì Để tính tốn thể tích buồng cấp đơng dùng tiêu chuẩn chất tải theo mét chiều dài giá treo 0,25 t/m Nếu dùng xe đẩy có giá treo dùng chất tải theo diện tích m2 Mỗi m2có thể xếp 0,6 đến 0,7 t (tương đương 0,17 t/m3) Tiêu chuẩn chất tải thiết bị lạnh, kho lạnh thương nghiệp tiêu dùng nhỏ nhiều so với tiêu chuẩn chất tải kho lạnh giới thiệu trên, thường đạt từ 100 đến 300 kg/m2 diện tích kho lạnh tùy theo loại hàng, cách bao gói xắp xếp hàng giá * Xác định diện tích chất tải: Diện tích chất tải buồng lạnh F, m2 xác địnhqua thể tích buồng lạnh chiều cao chất tải: F V , m2 h Trong đó: F - Diện tích chất tải diện tích hàng chiếm trực tiếp, m2 h - Chiều cao chất tải, m Chiều cao chất tải chiều cao lô hàng chất kho, chiều cao phụ thuộc vào bao bì đựng hàng, phương tiện bốc dỡ Chiều cao h tính chiều cao buồng lạnh trừ phần lắp đặt dàn lạnh treo trần khoảng không gian cần thiết để chất hàng dỡ hàng Chiều cao chất tải phụ thuộc vào chiều cao thực tế h1 kho Chiều cao h1 xác định chiều cao phủ bì kho lạnh trừ hai lần chiều dầy cách nhiệt trần kho lạnh: h1 = H - 2 , m + H - Là chiều cao phủ bì kho lạnh, m Chiều cao phủ bì H kho lạnh sử dụng thường thiết kế theo kích thước tiêu chuẩn sau: 3000, 3600, 4800, 6000 mm Tuy nhiên, cần thay đổi điều chỉnh theo yêu cầu thực tế +  - Là chiều dày cách nhiệt, Chiều cao chất tải h, m tính chiều cao thực tế kho h1 trừ khoảng hở cần thiết phía trần để lưu thơng khơng khí khoảng khơng gian cần thiết để chất hàng dỡ hàng Xác định tải trọng trần tính tốn theo định mức chất tải chiều cao chất tải giá treo móc treo trần : Tải trọng nền, trần xác định theo công thức: gf ≥ gv.h Trong đó: gf - Là tải trọng nền, trần, tấn/m2 gv - Định mức chất tải, tấn/m3 h - Chiều cao chất tải, m * Xác định diện tích lạnh cần xây dựng: Diện tích lạnh cần xây dựng xác định theo công thức sau: Fl = F (m2) βF Trong đó: Fl - diện tích lạnh cần xây dựng, m2  F - hệ số sử dụng diện tích buồng chứa, tính đường diện tích lơ hàng, lơ hàng cột, tường diện tích lắp đặt thiết bị dàn bay hơi, quạt  F phụ thuộc vào diện tích buồng lấy theo bảng 1.2 Bảng 1.2 - Hệ số sử dụng diện tích theo thể tích buồng lạnh F Diện tích buồng lạnh, m2 Đến 20 0,5  0,6 Từ 20 đến 100 0,7  0,75 Từ 100 đến 400 0,75  0,8 Hơn 400 0,8  0,85 Qua bảng 1.2 thấy buồng lạnh rộng hệ số sử dụng diện tích lớn bố trí hợp lý lối đi, lô hàng thiết bị Xác định số phòng lạnh cần xây dựng: Số lượng phịng lạnh cần xây dựng xác định qua cơng thức sau: Z  Fl f Trong đó: Fl - diện tích lạnh cần xây dựng, m2 Z - số phịng lạnh tính tốn xây dựng f - diện tích buồng lạnh quy chuẩn, m2 Diện tích buồng lạnh quy chuẩn tính theo hàng cột quy chuẩn cách 6m nên f cở 36 m2 Các quy chuẩn khác bội số 36 m2 Trong tính tốn, diện tích lạnh lớn diện tích ban đầu 10  15%, chọn Z số nguyên + Lưu lượng nước nóng Trong đó: Qk, Q0 QSI - Cơng suất nhiệt bình ngưng, cơng suất lạnh bình bay cơng suất gia nhiệt khơng khí, kW Δtn, ΔtNL, ΔtNN - Độ chênh nhiệt độ nước vào bình ngưng, bình bay sấy Thường Δt ≈ ÷ 0C Cp - Nhiệt dung riêng nước, Cp ≈4186 J/kg 0C Dọc theo tuyến ống lưu lượng thay đổi cần phải thay đổi tiết diện đường ống cách tương ứng - Chọn tốc độ nước đường ống: Tốc độ nước chuyển động đường ống phụ thuộc yếu tố Bảng 2.2: Tốc độ nước đường ống - Xác định đường kính tương đương đường ống Để vận chuyển khơng khí người ta sử dụng nhiều loại ống gió: Chữ nhật, vng, van, trịn Tuy nhiên để tính tốn thiết kế đường ống gió thơng thường người ta xây dựng giãn đồ cho ống dẫn trịn Vì cần qui đổi tiết diện loại tiết diện tròn tương đương, cho tổn thất áp suất cho đơn vị chiều dài đường ống tương đương nhau, điều kiện lưu lượng gió khơng thay đổi Đường kính tương đương xác định theo cơng thức tra bảng Để thuận lợi cho việc tra cứu lựa chọn, người ta lập bảng xác định đường kính tương đương đường ống dạng chữ nhật 180 Đường kính tương đương tiết diện chữ nhật xác định theo công thức sau : a, b cạnh chữ nhật, mm Tuy tổn thất giống tiết diện ống không giống S' = a x b > S = π x dtđ2 / - Đường kính tương đương ống ô van: A - Tiết diện ống ô van: A = π x b2 / + b(a - b) a, b cạnh dài cạnh ngắn ô van, mm p Là chu vi mặt cắt: p = π.b + 2(a-b), mm + Xác định tổn thất áp suất Có cách xác định tổn thất áp lực đường ống: - Phương pháp xác định theo công thức - Xác định theo đồ thị - Phương pháp xác định theo công thức : ΣΔp = ΣΔpms + ΣΔpcb 4.3.2 Tính tốn cách nhiệt, cách ẩm đường ống gió đường ống nước lạnh a Vật liệu cách nhiệt Các vật liệu cách nhiệt dùng hệ thống lạnh có nhiệm vụ hạn chế dịng nhiệt truyền từ ngồi mơi trường có nhiệt độ cao vào phòng lạnh, 181 đường ống hay thiết bị làm việc nhiệt độ thấp nhiệt độ môi trường qua vách ống, vỏ thiết bị hay kết cấu bao che phịng lạnh, bể lạnh Chính dịng nhiệt gây nên tổn thất lạnh, tăng tiêu hao lượng, chi phí vốn đầu tư, chi phí vận hành, Để phát huy tác dụng, chiều dày lớp cách nhiệt phải tính tốn theo hai điều kiện sau: 1- Vách kết cấu bao che, ống dẫn hay thiết bị không đọng sương 2- Tổng chi phí cho đơn vị lạnh thấp Chi phí để có đơn vị công suất lạnh (W, kW, kcal/h, ) gồm chi phí vốn đầu tư chi phí vận hành Cách nhiệt dày, chi phí vốn đầu tư cho cách nhiệt lớn, tổn thất lạnh phí vận hành lại giảm (u cầu cơng suất lạnh phát ra, tiêu thụ điện cho động máy nén, bơm, quạt chi phí khác hơn) Ngược lại, cách nhiệt mỏng chi phí đầu tư giảm lạnh tổn thất nhiều chi phí vận hành lại tăng Vì vậy, chiều dày cách nhiệt phải xác định theo điều kiện tối ưu tổng hợp: tổng chi phí vốn chi phí vận hành nhỏ * Vật liệu cách nhiệt thường dùng: Polystirol (Styropo), Polyurethane, Polyvinylclorit, nhựa phenol, nhựa phormadehit, thuỷ tinh, khống b Vật liệu cách ẩm Do nhiệt độ mơi trường bên kho lạnh chênh lệch, nên áp suất nước mơi trường bên ngồi lớn áp suất nước buồng lạnh dẫn đến ln có dịng ẩm từ ngồi vào buồng lạnh, gặp nhiệt độ thấp buồng lạnh, ẩm ngưng đọng lại kết cấu cách nhiệt làm giảm khả cách nhiệt, gây nấm mốc thối rữa cho vật liệu cách nhiệt Vật liệu cách ẩm thường dùng: Bitum, giấy dầu, nilông, màng nhựa, màng nhơm, vải thuỷ tinh có sơn qt, tơn - Ngun tắc bố trí lớp cách ẩm: Để cách ẩm đạt hiệu cao người ta phải bố trí lớp cách ẩm vị trí hợp lý để phát huy tác dụng + Nếu tính từ phía nóng vào phía lạnh vị trí lớp cách nhiệt lớp cách ẩm bên + Lớp cách ẩm không cần dầy, cần vài mm, phải liên tục, không nứt, đứt quãng tạo thành cầu thấm ẩm 182 + Khơng bố trí lớp cách ẩm nằm lớp cách nhiệt để ẩm lớp cách nhiệt (nếu có) vào buồng lạnh dễ dàng Trường hợp khơng thể ví dụ đường ống có vách vật liệu cách ẩm hồn tồn việc bọc chống ẩm địi hỏi phải thật nghiêm ngặt + Đường kính lớp cách nhiệt đường kớnh ngồi đường ống gió, đường nước lạnh * Yêu cầu chiều dày lớp vật liệu cách nhiệt: + Vách kết cấu bao che khơng đọng sương: + Vách ngồi đọng sương nhiệt độ bề mặt vách nhỏ nhiệt độ đọng sương, nhiệt độ nhỏ chiều dày lớp cách nhiệt nhỏ chiều dày lớp vật liệu cách nhiệt phải đủ lớn + Giá thành đơn vị lạnh nhỏ Giá thành đơn vị lạnh bao gồm nhiều yếu tố, có chi phí cho cơng tác cách nhiệt, giá thành vật liệu cách nhiệt cao, thường chiếm tới 20 40% giá thành xây dựng nên thiết kế với chiều dày lớp vật liệu cách nhiệt q lớn 4.3.3 Tính tốn thiết kế lắp đặt hệ thống tiêu âm Tiếng ồn tập hợp âm có cường độ tần số khác xếp khơng có trật tự, gây khó chịu cho người nghe, cản trở người làm việc nghỉ ngơi a Các nguồn gây ồn Nguồn ồn gây cho khơng gian điều hịa có nguồn gốc sau: - Nguồn ồn động quạt, động cơ, máy lạnh đặt phòng gây - Nguồn ồn khí động dịng khơng khí - Nguồn ồn từ bên ngồi truyền vào phịng + Theo kết cấu xây dựng + Theo đường ống dẫn khơng khí + Theo dịng khơng khí + Theo khe hở vào phịng - Nguồn ồn khơng khí miệng thổi b Cách khắc phục - Chọn thiết bị có độ ồn nhỏ: Khi chọn máy điều hoà, dàn lạnh, FCU, AHU cần lưu ý độ ồn nó, tránh sử dụng thiết bị có độ ồn lớn 183 - Bọc tiêu âm cụm thiết bị: Trong nhiều trường hợp người ta chọn giải pháp bọc tiêu âm cụm thiết bị Chẳng hạn FCU, AHU quạt thơng gió công suất lớn lắp đặt laphông gây ồn khu vực nên người ta thường bọc cách âm cụm thiết bị - Thường xuyên bôi trơn cấu chuyển động để giảm ma sát giảm độ ồn - Đặt thiết bị bên ngồi phịng - Dịng khơng khí chuyển động với tốc độ cao tạo tiếng ồn Vì thiết kế phải chọn tốc độ hợp lý - Đối với phòng đặc biệt, người thiết kế xây dựng phải tính tốn cấu trúc cho nguồn ồn không truyền theo kết cấu xây dựng vào phòng, cách tạo khe lún, không xây liền dầm, liền trục với phịng tạo chấn động - Một trường hợp hay gặp động cơ, bơm máy lạnh đặt sàn cao Để khử rung động động tạo lan truyền theo kết cấu xây dựng làm ảnh hưởng tới phòng dưới, người ta đặt cụm thiết bị lên bệ qn tính đặt lị xo giảm chấn Qn tính vật nặng sức căng lò xo khử hết chấn động động gây - Đối với FCU, AHU quạt dạng treo, thường người ta treo giá có đệm cao su lị xo - Các ống dẫn gió, dẫn nước nối với quạt bơm cấu chuyển động cần lưu ý tới việc khử chấn động lan truyền từ động theo đường ống Trong trình hoạt động chấn động từ thiết bị truyền vào phịng tạo độ ồn định Để khử chấn động truyền theo đường người ta thường sử dụng đoạn ống nối mềm cao su - Do kênh dẫn gió dẫn trực tiếp từ phịng máy đến phịng, nên âm truyền từ gian máy tới phòng, từ phòng đến phòng Để khử độ ồn truyền theo dịng khơng khí người ta sử dụng hộp tiêu âm, đoạn ống tiêu âm Trong kỹ thuật điều hồ người ta có giải pháp bọc cách nhiệt bên đường ống Lớp cách nhiệt lúc ngồi chức cách nhiệt cịn có chức khử âm - Để ngăn ngừa phải làm phịng kín, đặc biệt phịng u cầu độ ồn khắt khe Khi tốc độ khơng khí miệng thổi lớn, gây ồn Vì phải chon tốc độ khơng khí miệng thổi hợp lý 184 c Thiết bị tiêu âm Trong kỹ thuật điều hoà khơng khí người ta thường sử dụng thiết bị tiêu âm nhằm giảm âm phát từ thiết bị dịng khơng khí chuyển động truyền đến khu vực xung quanh đặc biệt truyền vào phòng Đối với thiết bị nhỏ quạt, FCU AHU người ta bọc kín thiết bị hộp tiêu âm để hút hết âm phát xạ từ thiết bị không để chúng lan truyền chung quanh Đối với AHU lớn, phòng máy Chiller người ta đặt phịng máy kín có bọc cách âm Đối với dịng khơng khí người ta sử dụng hộp tiêu âm đặt đường Các hộp tiêu âm có nhiệm vụ hút hết âm lan truyền theo dịng khơng khí chuyển động Dưới trình bày cấu tạo hộp tiêu âm đặt đường ống Hình 2.28: Cấu tạo hộp tiêu âm Cấu tạo hộp tiêu âm gồm lớp sau (kể từ ngồi) : - Lớp tơn có đực lỗ Φ6, a=20mm - Lớp vải mỏng - Lớp bơng hút âm - Lớp tơn vỏ ngồi Hộp tiêu âm định hình nhờ khung gỗ bao quanh Độ dày D lớp thuỷ tinh nằm khoảng 100 ÷ 300mm Độ dày lớn khả hút âm tốt 4.4 Tính tốn, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho hệ thống ĐHKK Thông thường mạch điện điển hình hệ thống ĐHKK giải nhiệt nước, phân cụm sơ đồ gồm: - Mạch điện - Mạch điện điều khiển quạt - Mạch điện điều khiển máy nén (gồm mạch khóa liên động bơm nước giải nhiệt – có ) - Mạch tự động bảo vệ 185 4.4.1 Mạch điện động lực hệ thống lạnh Hình 2.29 : Mạch điện động lực hệ thống lạnh Các thiết bị mạch điện động lực bao gồm: - MCCB - Aptomat - CT: Biến dòng - MC: Tiếp điểm khởi động từ cuộn chạy máy nén - MD - Tiếp điểm khởi động từ mạch tam giác - MS - Tiếp điểm khởi động từ mạch - OCR - Rơle nhiệt - M - Môtơ ; P – Bơm (Pump); F – Quạt (Fan) - A – Ampekế - Dây điện loại Đối với động máy nén trình khởi động diễn sau: Khi nhấn nút START mạch điều khiển, khơng có cố cuộn dây khởi động từ (MC) có điện đóng tiếp điểm thường mở MC mạch động lực Trong khoảng giây (đặt rơ le thời gian), cuộn dây khởi động từ (MS) có điện tiếp điểm thường mở MS mạch động lực đóng Lúc máy chạy theo sơ đồ sao, dòng khởi động giảm đáng kể Sau thời gian đặt, rơ le thời gian tác động ngắt điện cuộn (MS) đóng điện cho cuộn (MD), tương ứng tiếp điểm mạch động lực, MD đóng MS mở Máy chuyển từ sơ đồ nối sang sơ đồ tam giác 186 - Đối với thiết bị có cơng suất nhỏ bơm, quạt dịng khởi động nhỏ nên không cần khởi động theo sơ đồ – tam giác máy nén 4.4.2 Mạch khởi động - tam giác Hình 2.30 : Mạch khởi động - tam giác Các ký hiệu mạch điện: - MC, MS MD – Cuộn dây khởi động từ sử dụng đóng mạch chính, mạch mạch tam giác mô tơ máy nén - AX - Rơ le trung gian - T - Rơ le thời gian Khi hệ thống dừng cuộn dây rơ le trung gian (AX) khơng có điện, tiếp điểm thường mở trạng thái hở nên cuộn dây (MC), (MD), (MS) khơng có điện Khi nhấn nút START để khởi động máy, hệ thống khơng có cố áp suất cao, áp suất dầu, áp suất nước, nhiệt tất tiếp điểm thường đóng HPX, OPX, WPX, OCR trạng thái đóng Dòng điện qua cuộn dây rơ le trung gian (AX) Khi cuộn dây (AX) có điện nhờ tiếp điểm thường đóng AX mắc nối tiếp với tiếp điểm MCX nên tự trì điện cho cuộn AX Tiếp điểm thường mở MCX đóng khơng có cố áp suất nước bơm giải nhiệt máy nén bơm giải nhiệt dàn ngưng (xem mạch bảo vệ áp suất nước) Khi cuộn (AX) có điện, tiếp điểm thường mở AX thứ hai đóng mạch điện cho cuộn dây khởi động từ (MC) (MS) (MD) Trong thời gian giây đầu (thời gian thay đổi tuỳ ý) rơ le thời gian T có điện bắt đầu đếm thời gian, mạch cuộn dây khởi động từ (MS) có điện, máy chạy theo sơ đồ nối sao, cuộn (MD) khơng có điện 187 Sau thời gian đặt giây, tiếp điểm rơ le thời gian nhảy đóng mạch cuộn (MD) mạch cuộn (MS) điện Kết máy chuyển từ sơ đồ nối sang tam giác Do cuộn dây (MC) nối với cặp tiếp điểm thường mở MS, MD nối song song nên dù máy có chạy theo sơ đồ cuộn (MC) có điện Khi xảy nhiệt (do máy nóng hay dịng điện q lớn) cấu lưỡng kim rơ le nhiệt OCR nhảy đóng mạch điện đèn báo hiệu cố (L1) báo hiệu cố đồng thời cuộn (AX) điện đồng thời khởi động từ mô tơ máy nén điện máy dừng Nếu xảy cố áp suất dầu, áp suất cao áp suất nước, nhấn nút STOP cuộn (AX) điện máy nén dừng 4.4.3 Mạch điện điều khiển hệ thống lạnh Hình 2.31: Mạch điện điều khiển hệ thống lạnh Mạch giảm tải sơ đồ hình 10-14 sử dụng để giảm tải trường hợp sau: - Khi khởi động chạy theo sơ đồ Y, dòng khởi động lớn nên bắt buộc giảm tải - Khi vận hành phụ tải lớn, người vận hành muốn giảm tải tay - Lúc chạy bình thường (chế độ tam giác Δ) áp suất hút thấp, hệ thống hoạt động không hiệu qủa nên máy chuyển sang chế độ giảm tải Khi giảm tải, cuộn dây van điện từ (SV) có điện mở thơng đường dầu tác động lên cấu giảm tải máy nén để giảm tải 188 Công tắc xoay COS sơ đồ điều khiển cho phép lựa chọn chế độ giảm tải tay MANUAL (ngay lập tức), chế độ giảm tải tự động AUTO ngắt mạch giảm tải OFF 4.4.4 Mạch bảo vệ áp suất nước q dịng bơm, quạt giải nhiệt Hình 2.32: Mạch bảo vệ áp suất nước dòng bơm, quạt giải nhiệt * Điều khiển chạy bơm quạt: Để chạy bơm quạt giải nhiệt thực theo hai chế độ: - Chế độ tay: Bật cơng tắc COS sang vị trí MAN, khơng có cố áp suất nước cố dòng bơm quạt (tiếp điểm WPX OCR đóng) cuộn dây khởi động từ bơm, quạt có điện đóng điện cho mơ tơ bơm, quạt - Chế độ tự động: Bật công tắc COS sang vị trí AUT chế độ tự động bơm quạt khởi động với máy nén Sau nhấn nút START mạch khởi động cố cuộn (AX) có điện, đồng thời đóng tiếp điểm AX cấp điện cho cuộn dây khởi động từ (MCP1), (MCP2), (MCCF1) (MCCF2) bơm, quạt giải nhiệt bơm, quạt hoạt động Khi thiết bị bơm giải nhiệt máy nén, bơm quạt giải nhiệt dàn ngưng khơng làm việc cuộn (MCX) điện, mạch khởi động máy nén điện ngừng máy nén 189 * Bảo vệ dòng bơm, quạt giải nhiệt: Khi thiết bị gồm bơm giải nhiệt máy nén, bơm giải nhiệt quạt giải nhiệt dàn ngưng bị dòng, rơ le nhiệt nhảy khỏi vị trí thường đóng đóng mạch điện cuộn dây rơ le trung gian (AUX) đèn (L5) sáng báo cố Cuộn dây cố (AUX) đóng mạch chng báo hiệu cố (hình 10- ), đồng thời cuộn dây rơ le trung gian (MCX) điện Tiếp điểm thường mở mạch khởi động nhả ra, cuộn (AX) điện máy dừng Khi tính tốn, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho hệ thống ĐHKK hoàn toàn phụ thuộc vào việc lựa chọn hệ thống ĐHKK, phụ thuộc vào việc chọn máy thiết bị hệ thống Thông thường mạch điện điển hình hệ thống ĐHKK giải nhiệt nước, phân cụm sơ đồ gồm: - Mạch điện - Mạch điện điều khiển quạt - Mạch điện điều khiển máy nén (gồm mạch khóa liên động bơm nước giải nhiệt – có ) - Mạch tự động bảo vệ Bài tập: Thiết kế lắp đặt sơ hệ thống điều hòa khơng khí cục Quy trình tiêu chuẩn thực công việc: Thiết bị - dụng cụ Tiêu chuẩn thực 0Chọn máy thiết Bản vẽ sơ đồ thiết bị, bị cho hệ thống catalog máy, ĐHKK: Máy nén, thiết bị liên quan AHU, FCU, dàn nóng, dàn lạnh, bơm, quạt, tháp giải nhiệt, Chọn máy nén, AHU, FCU, dàn nóng, dàn lạnh, bơm, quạt, tháp giải nhiệt, cho hệ thống phù hợp, chuẩn xác theo tính tốn theo catalog 0Bố trí thiết bị, tính Sơ đồ bố trí hệ thống tốn xác định kích nước, hệ thống gió, thước hệ thống giấy bút nước, khơng khí Bố trí tính tốn xác định số lượng, đặc tính thiết bị xử lý nước khơng khí cho hệ thống ĐHKK đúng, kinh tế TT Tên cơng việc 0Tính tốn đường Bảng biểu tra đường Xác định kích thước ống, cách nhiệt, kính tương đương, trở đường ống, cách nhiệt, 190 cách ẩm đường lực đường ống, vật liệu ống gió, nước cách nhiệt, cách ẩm, lạnh, tính thiết tiêu âm, giấy bút kế lắp đặt hệ thống tiêu âm cách ẩm đường ống gió, nước lạnh đúng, phù hợp với sơ đồ hệ thống Chọn lắp đặt hệ thống tiêu âm đạt tiêu chuẩn 0Tính toán, thiết kế Sơ đồ mạch điện , giấy Thể mạch điện hệ thống cung cấp bút cho hệ thống ĐHKK đúng, điện cho hệ thống hệ thống hoạt động ĐHKK 0Kết thúc Thiết kế sơ hệ thống ĐHKK Giấy bút Hướng dẫn cách thức thực công việc Hướng dẫn Tên công việc Chọn máy thiết bị cho hệ thống ĐHKK: Máy nén, AHU, FCU, dàn nóng, dàn lạnh, bơm, quạt, tháp giải nhiệt, Bố trí thiết bị, tính tốn xác định kích thước hệ thống nước, khơng khí: - Yêu cầu kỹ thuật Chọn máy nén, AHU, FCU, dàn nóng, dàn lạnh, bơm, quạt, tháp giải nhiệt, phù hợp, chuẩn xác theo catalog theo tính toán - Trang thiết bị (Đủ vẽ sơ đồ thiết bị,, catalog máy, thiết bị liên quan) - Yêu cầu kỹ thuật + Bố trí thiết bị xử lý nước khơng khí cho hệ thống ĐHKK + Tính tốn xác định số lượng, đặc tính thiết bị xử lý nước khơng khí cho hệ thống ĐHKK - Trang thiết bị: Sơ đồ bố trí hệ thống nước, hệ thống gió, giấy bút Tính tốn đường ống, cách nhiệt, cách ẩm đường ống gió, nước lạnh, tính - Yêu cầu kỹ thuật + Xác định kích thước đường ống, cách nhiệt, cách ẩm đường ống gió, nước lạnh đúng, phù hợp với sơ đồ hệ thống + Chọn lắp đặt hệ thống tiêu âm đạt tiêu chuẩn 191 thiết kế lắp đặt - Trang thiết bị: Bảng biểu tra đường kính tương đương, trở hệ thống tiêu lực đường ống, vật liệu cách nhiệt, cách ẩm, tiêu âm, giấy âm bút Tính tốn, thiết - u cầu kỹ thuật kế hệ thống cung + Thể mạch điện cho hệ thống ĐHKK đúng,phù cấp điện cho hệ hợp thống ĐHKK + Hệ thống hoạt động - Trang thiết bị: Sơ đồ mạch điện, giấy bút Thể được: Sơ đồ thiết bị, Sơ đồ bố trí hệ thống nước, hệ thống gió, Sơ đồ mạch điện hệ thống ĐHKK Kết thúc Những lỗi thường gặp cách khắc phục TT Hiện tượng Nguyên nhân Cách phòng ngừa Khơng chọn Do tính tốn cơng suất Kiểm tra tính lại cẩn máy nén, AHU, thiết bị sai thận FCU, dàn nóng, dàn lạnh, bơm, quạt, tháp giải nhiệt theo catalog Không cách nhiệt, Do tính tốn chọn Kiểm tra tính lại cẩn cách ẩm đủ cho vật liệu sai, thiếu thận đường ống gió nước lạnh Hệ thống điện Do vẽ sơ đồ sai, thiếu hệ thống ĐHKK khơng hoạt động Kiểm tra tính vẽ lại * Bài tập thực hành học viên: Các tập áp dụng, ứng dụng kiến thức: Thực hành theo chương trình Bài thực hành giao cho nhóm, nhóm tối đa sinh viên * Yêu cầu đánh giá kết học tập: Thực hành: + Chọn máy nén, AHU, FCU, dàn nóng, dàn lạnh, bơm, quạt, tháp giải nhiệt theo catalog phù hợp với tính tốn 192 + Tính tốn xác định đường kính ống gió, ống nước hệ thống điều hồ khơng khí + Thể sơ đồ hệ thống ĐHKK, sơ đồ hệ thống nước, sơ đồ hệ thống gió sơ đồ mạch điện hệ thống Lý thuyết: + Vận dụng cơng thức tính, tra bảng biểu, catalog máy thiết bị + Sau tính tốn xác định máy thiết bị đường kính ống, trả lời thêm câu hỏi giáo viên 193 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1- Phạm Văn Tùy – Nguyễn Đức Lợi - Kỹ thuật lạnh sở – NXB Giáo dục, Hà Nội, 1996 2- Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy, Đinh Văn Thuận – Kỹ thuật lạnh ứng dụng NXB Giáo dục, Hà Nội 1995 3- Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy – Máy thiết bị lạnh NXB Giáo dục, Hà Nội 1999 - Nguyễn Đức Lợi – Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 1999 5- Đinh Văn Thuận, Võ Chí Chính – Hệ thống máy thiết bị lạnh NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2007 194 ... phụ 47 Chương Thiết kế lắp đặt sơ hệ thống máy lạnh Mục tiêu: - Thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống máy lạnh; - Chọn đường ống, van thiết bị phụ khác hệ thống máy lạnh; - Rèn luyện tính cẩn thận,... máy thiết bị trang bị cho hệ thống - Trình bày phương pháp tính tốn tải hệ thống ĐHKK, thiết lập sơ đồ hệ thống sơ đồ ngun lý ĐHKK, tính tốn, lựa chọn máy thiết bị trang bị cho hệ thống - Tính sơ. .. 4.4 Tính toán, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho hệ thống ĐHKK185 TÀI LIỆU THAM KHẢO 194 CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: Tính tốn thiết kế sơ hệ thống máy lạnh điều hịa khơng khí