Lời đầu tiên cho phép em được gửi tới toàn thể Thầy Cô trong bộ môn Công Nghệ Nhiệt Lạnh Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM lời cảm ơn chân thành nhất. Trong suốt quãng thời gian vừa qua, nhờ sự dạy dỗ tận tình của các Thầy, Cô giúp em trang bị những kiến thức quí báu về ngành nghề cũng như kiến thức sống bổ ích. Em cũng xin được gửi tới Thầy Bùi Ngọc Hùng lời tri ân đặc biệt. Thầy đã tận tình hướng dẫn em trong quá trình thực hiện đề tài luận văn này. Em cũng vô cùng cảm ơn các anh chị tại công ty Cơ Nhiệt Điện Lạnh Bách Khoa đã tạo điều kiện cho em tiếp xúc với những kiến thức thực tế rất bổ ích trong quá trình thực hiện đề tài luận văn này.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH -o0o LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ CHO NHÀ MÁY DƯỢC NHẤT NHẤT GVHD : TS BÙI NGỌC HÙNG SVTH : NGUYỄN ĐẮC TUẤN LỚP : CK07NH MSSV : 20702763 TP HCM, Tháng 6/2013 Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA Số : / BKĐT Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Độc Lập –Tự Do – Hạnh Phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHOA : Cơ Khí BỘ MƠN : Công Nghệ Nhiệt Lạnh HỌ VÀ TÊN: NGUYỄN ĐẮC TUẤN NGÀNH: Kỹ Thuật Nhiệt Lạnh MSSV: 20702763 LỚP: CK07NH Đầu đề luận văn: Thiết kế hệ thống điều hòa khơng khí cho nhà máy dược Nhất Nhất Nhiệm vụ (yêu cầu nội dung số liệu ban đầu): - Tìm hiểu chung điều hịa khơng khí phịng - Tìm hiểu cơng trình nhà máy dược Nhất Nhất - Tính tốn tải lạnh - Tính tốn chọn lựa thiết bị hệ thống: máy nén, bình bay hơi, bình ngưng tụ, AHU, tháp giải nhiệt, bơm - Tính tốn thiết kế hệ thống đường ống dẫn nước khơng khí hệ thống - Cân chỉnh hệ thống - Số liệu ban đầu: Thơng số ngồi trời: t = 351oC, = 655% Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 18/02/2013 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 31/05/2013 Họ tên người hướng dẫn TS Bùi Ngọc Hùng Phần hướng dẫn Toàn luận văn Nội dung yêu cầu LVTN thông qua Bộ môn Ngày……tháng……năm 20… CHỦ NHIỆM BỘ MƠN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) GS.TS Lê Chí Hiệp TS Bùi Ngọc Hùng PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN: Người duyệt (chấm sơ bộ): Đơn vị: Ngày bảo vệ: Điểm tổng kết: Nơi lưu trữ luận văn: TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam KHOA : CƠ KHÍ Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH Ngày … tháng… năm…… PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP (Dành cho giáo viên hướng dẫn) Họ tên sinh viên: NGUYỄN ĐẮC TUẤN MSSV: 20702763 Ngành: Kỹ Thuật Nhiệt Lạnh Lớp: CK07NH Đề tài: Thiết kế hệ thống điều hòa khơng khí cho nhà máy dược NHẤT NHẤT Giáo viên hướng dẫn: TS BÙI NGỌC HÙNG Tổng quát thuyết minh: Số trang : 186 Số chương :9 Số tài liệu tham khảo : Nhận xét giáo viên hướng dẫn: Đề nghị: Được bảo vệ: Bổ sung thêm để bảo vệ: Không bảo vệ: Đánh giá chung (bằng chữ: Giỏi, khá, trung bình):………… Điểm:……… Ký tên TS Bùi Ngọc Hùng Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam KHOA : CƠ KHÍ Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH Ngày … tháng… năm… PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP (Dành cho giáo viên phản biện) Họ tên sinh viên: NGUYỄN ĐẮC TUẤN MSSV: 20702763 Ngành: Kỹ Thuật Nhiệt Lạnh Lớp: CK07NH Đề tài: Thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí cho nhà máy dược NHẤT NHẤT Giáo viên phản biện: Tổng quát thuyết minh: Số trang : 186 Số chương :9 Số tài liệu tham khảo : Nhận xét giáo viên phản biện: Đề nghị: Được bảo vệ: Bổ sung thêm để bảo vệ: Không bảo vệ: Đánh giá chung (bằng chữ: Giỏi, khá, trung bình):………… Điểm:……… Ký tên …………………………… Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS Bùi Ngọc Hùng LỜI CẢM ƠN Lời cho phép em gửi tới tồn thể Thầy Cơ môn Công Nghệ Nhiệt Lạnh Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM lời cảm ơn chân thành Trong suốt quãng thời gian vừa qua, nhờ dạy dỗ tận tình Thầy, Cô giúp em trang bị kiến thức quí báu ngành nghề kiến thức sống bổ ích Em xin gửi tới Thầy Bùi Ngọc Hùng lời tri ân đặc biệt Thầy tận tình hướng dẫn em trình thực đề tài luận văn Em vô cảm ơn anh chị công ty Cơ Nhiệt Điện Lạnh Bách Khoa tạo điều kiện cho em tiếp xúc với kiến thức thực tế bổ ích trình thực đề tài luận văn Bên cạnh em xin gửi lời cảm ơn đến cha mẹ, người thân bạn bè tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành luận văn Trong trình thực đề tài luận văn dù em cố gắng không khỏi có thiếu sót Vì em mong nhận ý kiến đóng góp chân thành từ Thầy Cơ để em hồn thiện đề tài tốt Đó kinh nghiệm quí báu, giúp ích cho em đường nghiệp sau Một lần em xin gửi tới q Thầy Cơ lời cảm ơn chân thành lời chúc sức khỏe Tp Hồ Chí Minh, tháng 6/2013 Sinh viên thực Nguyễn Đắc Tuấn SVTH: Nguyễn Đắc Tuấn Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS Bùi Ngọc Hùng TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật kỹ thuật lạnh nói chung kỹ thuật điều hịa khơng khí nói riêng ngày phát triển ứng dụng rộng rãi sống Đặc biệt lĩnh vực điều hòa tiện nghi tịa nhà cao ốc, văn phịng, sở y tế, bệnh viện, nhà máy dược thiếu điều hịa khơng khí Một đề tài điều hịa khơng khí nhà máy sản xuất dược liệu cung cấp cho ta thơng tin có u cầu thiết kế khác với cơng trình khác cao ốc, văn phịng Nội dung tóm tắt bao gồm: + Phần 1: Giới thiệu sơ cơng trình yêu cầu ngành sản suất dược việc thiết kế hệ thống điều hòa khơng khí cho nhà máy dược Khái niệm phịng cấp Lợi ích phịng cấp Gỉải năm vấn đề để đạt phòng cấp nhiệt độ, độ ẩm, áp suất phòng, độ vấn đề nhiễm chéo + Phần 2: Giới thiệu tổng qt cơng trình yêu cầu thiết kế cho nhà máy dược Tập trung phân tích, tính tốn, đánh giá lựa chọn phương án thiết kế, thiết bị phù hợp Tiến hành thi công lắp đặt, vận hành kiểm tra hiệu theo quy trình SOP cho với tiêu chuẩn dẫn nhà thiết kế nhằm mang lại hiệu cao, tiết kiệm lượng tránh tổn thất khơng cần thiết cho cơng trình.Trình tự bước phân tích tính tốn cụ là: Chọn phương án thiết kế ( hệ thống điều hịa khơng khí trung tâm, mơi chất lạnh, chất tải lạnh, máy nén, …) Tính tốn phụ tải lạnh cho cơng trình ( dùng phương pháp Carrier ) Lực chọn thiết bị ( tháp giải nhiệt, dàn lạnh, chiller…) Tính tốn, thiết kế đường ống gió Tính tốn, thiết kế đường ống nước SVTH: Nguyễn Đắc Tuấn Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS Bùi Ngọc Hùng DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1 Mặt bố trí phòng Hình 2.1 Yếu tố phòng 19 Hình 2.2 Phân bố áp xuất nhà máy dược 20 Hình 2.3 Các lọc HEPA 23 Hình 2.4 Các thiết bị bảo hộ cho người 24 Hình 3.1 Hệ VRV với kiểu dàn lạnh khác 27 Hình 3.2 Khơng gian bố trí hệ thống nhỏ gọn 28 Hình 3.3 Cụm Water Chiller hãng TRANE 29 Hình 3.4 Cụm Water Chiller giải nhiệt gió 30 Hình 3.5 Cụm Water Chiller giải nhiệt nước 31 Hình 3.6 Nguyên lý chuyển động piston xy lanh 36 Hình 3.7 Máy nén piston 36 Hình 3.8 Máy nén trục vít 37 Hình 3.9 Máy nén rotor 38 Hình 3.10 Máy nén xoắn ốc 38 Hình 3.11 Máy nén ly tâm 39 Hình 3.12 Máy nén loại kín 39 Hình 3.13 Máy nén loại nửa kín 40 Hình 3.14 Máy nén loại hở 40 Hình 3.15 Sơ đồ ngun lý chu trình nhiệt có máy nén sử dụng van tiết lưu 42 Hình 3.16 Đồ thị T-S lg p-i chu trình nhiệt có máy nén sử dụng van tiết lưu 42 Hình 3.17 Sơ đồ ngun lý chu trình nhiệt có bình hồi nhiệt 43 Hình 3.18 Đồ thị T-S lg p-i chu trình nhiệt có bình hồi nhiệt 44 Hình 5.1 Sơ đồ bình ngưng giải nhiệt nước 106 Hình 5.2 Đồ thị T-S lg p-i chu trình nhiệt có bình hồi nhiệt 107 Hình 5.3 Chiller nước hãng TRANE dòng Series RTM 116 Hình 5.4 Chiller gió hãng TRANE dịng Series STM 117 SVTH: Nguyễn Đắc Tuấn Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS Bùi Ngọc Hùng Hình 6.1 Sơ đồ nguyên lý gió loại 119 Hình 6.2 Các trạng thái khơng khí ẩm loại đồ thị t-d 120 Hình 6.3 Sơ đồ lắp đặt coil nóng coil lạnh 121 Hình 6.4 Sơ đồ nguyên lý gió loại 121 Hình 6.5 Các trạng thái khơng khí ẩm loại đồ thị t-d 122 Hình 6.6 Sơ đồ nguyên lý gió loại 123 Hình 6.7 Các trạng thái khơng khí ẩm loại đồ thị t-d 123 Hình 7.1 Nguyên lý trao đổi nhiệt khơng khí nước 137 Hình 7.2 Bố trí dàn xử lý khơng khí AHU 137 Hình 7.3 Q trình gia nhiệt khơng khí đồ thị t-d 138 Hình 7.4 Catalogue AHU hãng TRANE 146 Hình 7.5 Ống thép đen bọc cách nhiệt foam 149 Hình 7.6 Sơ đồ bố trí đường ống nước 150 Hình 7.7 Tổn thất áp suất qua bình bay loại B1 – pass 152 Hình 7.8 Đồ thị thơng số kỹ thuật bơm hãng DISCFLO 154 Hình 7.9 Sơ đồ đường nước gia nhiệt cho AHU-KNLDD 155 Hình 7.10 Tổn thất áp suất qua bình ngưng tụ loại B1 – pass 156 Hình 7.11 Đồ thị thơng số kỹ thuật bơm hãng DISCFLO 157 Hình 7.12 Sơ đồ nguyên lý tháp giải nhiệt 158 Hình 7.13 Cấu tạo tháp giải nhiệt 159 Hình 7.14 Tháp giải nhiệt hãng Liangchi 161 Hình 8.1 Tơn tráng kẽm – dùng để gia cơng ống gió 164 Hình 8.2 Ống gió đưa cơng trình 165 Hình 8.3 Ống gió 166 Hình 8.4 Quạt gió 167 Hình 8.5 Miệng gió gắn trần 167 Hình 8.6 Miệng gió gắn tường 168 Hình 8.7 Mũi phun 168 Hình 8.8 Miệng thổi khe 168 SVTH: Nguyễn Đắc Tuấn Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS Bùi Ngọc Hùng Hình 8.9 Miệng thổi xoắn 169 Hình 8.10 Van điều chỉnh lưu lượng gió 169 Hình 8.11 Van chặn lửa 170 Hình 8.12 Hộp tiêu âm 170 Hình 9.1 VCD dạng trịn dạng vng 177 Hình 9.2 VAV lắp vào hệ thống ống gió 177 Hình 9.3 Đo áp suất tĩnh áp suất tổng 178 Hình 9.4 Sơ đồ cấp gió vào phịng AHU 179 Hình 9.5 Chụp đo lưu lượng gió 179 Hình 9.6 Máy đo vận tốc gió 180 Hình 9.7 Ví dụ sơ đồ hệ đường ống gió cấp 181 Hình 9.8 Đặt đồng hồ đo áp suất phịng 183 Hình 9.9 Giá trị chênh áp thể đồng hồ 183 Hình 9.10 Máy đo nồng độ bụi 184 Hình 9.11 Máy đo nhiệt độ độ ẩm 184 SVTH: Nguyễn Đắc Tuấn Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: TS Bùi Ngọc Hùng DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Thơng số phịng, tiêu môi trường Bảng 2.1 Giới hạn nồng độ hạt bụi theo tiêu chuẩn GMP 22 Bảng 4.1 Giá trị hệ số đặc trưng kính phẳng che 48 Bảng 4.2 Giá trị phòng 50 Bảng 4.3 Giá trị gs 50 Bảng 4.4 Giá trị Q1 tính cho phịng 50 Bảng 4.5 Giá trị Q21 tính cho phịng 52 Bảng 4.6 Giá trị Q22 tính cho phòng 54 Bảng 4.7 Giá trị Q3 tính cho phòng 56 Bảng 4.8 Giá trị Q4 tính cho phòng 64 Bảng 4.9 Giá trị Q5 tính cho phịng 73 Bảng 4.10 Giá trị Q6 tính cho phịng 82 Bảng 4.11 Giá trị Q7 tính cho phịng 88 Bảng 4.12 Giá trị Q8 tính cho phịng 97 Bảng 4.13 Tổng phụ tải nhiệt phòng 97 Bảng 5.1 Thông số trạng thái chu trình nhiệt với mơi chất lạnh R134a 110 Bảng 5.2 Thông số trạng thái chu trình nhiệt tiêu chuẩn với mơi chất lạnh R134a 113 Bảng 5.3 Thông số Chiller gió 110 Bảng 5.4 Thông số Chiller nước 110 Bảng 6.1 Phân bố AHU,FCU theo phòng 124 Bảng 6.2 Bảng thông số AHU, FCU 133 Bảng 7.1 Kết tính tốn thơng số gió tươi, gió hồi 138 Bảng 7.2 Kết tính tốn gió coil lạnh 140 Bảng 7.3 Kết tính tốn gia nhiệt coil nóng 143 Bảng 7.4 Kết tính tốn đường kính ống coil lạnh, coil nóng 147 Bảng 7.5 Tổn thất áp suất ma sát đường ống lạnh 151 SVTH: Nguyễn Đắc Tuấn Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Chương Tính tốn phụ tải lạnh GVHD: TS Bùi Ngọc Hùng TĨNH 168 169 170 171 CHIẾT XUẤT, SẤY PHUN CẮT RỬA, SAO TẨM HÀNH LANG RD HÀNH LANG 153.47 RD-13 RD-14 HL-RD HL-01 172 A LOCK QC-04 173 KHO MT QC-05 174 H.LỰC KS QC-06 175 HỦY MT QC-07 176 CHUẨN BỊ MT QC-08 177 RỬA QC-09 178 NỒI HẤP QC-10 179 TỦ ẤM QC-11 180 A LOCK QC-12 181 TĐ QC-13 182 THỬ ĐỘ NGHIỄM KHUẨN QC-14 183 PACK-LAB QC-15 184 LƯU MẪUĐỘ ỔN ĐỊNH QC-16 185 THIẾT BỊ QC-17 186 THIẾT BỊ QC-18 187 CÂN QC-20 188 RỬA QC-21 189 P TN HÓA QC-22 190 KHO HC QC-23 191 192 193 CHẤT CHUẨN TIẾP NHẬN MẪU KHO THÀNH PHẨM 1130.3 195 DÁN NHÃN RA CHAI PM-45 SVTH: Nguyễn Đắc Tuấn 750.3 32.93 1044 31.67 1044 17.78 1044 1.83 0.14 412.59 300 346.03 139.37 300 101.09 40.72 - 188.70 76.00 150 522 0.94 161.74 65.15 150 522 0.90 134.78 54.29 150 522 10.86 513.22 206.71 150 522 11.39 118.20 47.61 150 522 0.84 149.30 60.13 150 522 0.88 180.40 72.66 150 522 20.93 68.95 27.77 - 20.10 73.87 29.75 150 522 0.78 150 522 1.31 750 2454 4.50 0.97 490.8 1.94 490.8 21.94 490.8 20.95 183.74 371.66 278.75 15 10 10 20 20 - 922.75 371.66 150 922.75 371.66 150 217.99 87.80 150 225.50 1361.0 90.83 300 981.6 1.60 548.20 900 2944.8 5.75 225.50 90.83 - 225.50 90.83 - 225.50 90.83 7604 62 9331.2 1115 59 14455 58 1433.3 QC-25 PM-95 30 1044 300 922.75 QC-24 ĐÓNG GÓI CẤP 30 300 93.96 692.06 194 1.88 233.28 1024.3 456.19 WH-03 455.29 300 20 20 10 10.32 0.32 150 490.8 0.96 3,758.4 450 1472.4 5,822.3 4,500 14724 41.37 577.33 450 1472.4 51.93 48 1,526 24.14 Trang 103 Chương Tính tốn phụ tải lạnh KHO NGUN LIỆU TÂN DƯỢC KHO NGUN LIỆU ĐƠNG DƯỢC ĐĨNG GĨI CẤP 196 197 198 WH-13 200 IN NHÃN MD-14' 201 VĂN PHÒNG PM-96 202 PHÒNG IN PM-97 203 PHÒNG IN PM-98 204 XẾP HỘP PM-99 205 XẾP HỘP PM-100 206 207 208 209 210 HÀNH LANH PM2 211 HÀNH LANH PM3 6013.1 6267 74 6041.9 2171.5 PM-90 MD-13 PHÒNG RỬA DỤNG CỤ SẠCH PHÒNG NGHĨ HÀNH LANH PM1 4845 49 WH-22 ĐÓNG GÓI CẤP 199 750.3 GVHD: TS Bùi Ngọc Hùng 379.6 120.8 24.03 - 14.74 2,433.5 874.66 1,500 4908 1,500 4908 9.45 78.72 300 981.6 1.68 330.74 133.21 300 981.6 1.75 330.74 133.21 300 981.6 1.75 330.74 133.21 300 981.6 1.75 330.74 133.21 450 1472.4 2.39 330.74 133.21 450 1472.4 2.39 330.74 133.21 - 0.46 330.74 133.21 - 0.46 330.74 2368.8 133.21 - 0.46 1506 22 954.11 - 4.83 1,226.7 - 4.27 1812 72 2702 5.04 3045.6 1920.6 13356 0.8 - 172933 5.26 HL-PM2 Q tổng 195.44 PM-103 HL-PM3 - 619.51 PM-102 750.3 2250 96 10 1538.0 PM-101 HL-PM1 2,421.9 773.60 53795.3 36 49350 1206 1,127 2757.2 10.07 1,649.33 VẬY TỔNG TẢI LẠNH CỦA CƠNG TRÌNH LÀ: Q Qn 1649.33 kW n 1 SVTH: Nguyễn Đắc Tuấn Trang 104 Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Chương Tính chu trình nhiệt & chọn Chiller GVHD: TS Bùi Ngọc Hùng CHƯƠNG TÍNH TỐN CHU TRÌNH NHIỆT VÀ CHỌN CHILLER SVTH: Nguyễn Đắc Tuấn Trang 105 Chương Tính chu trình nhiệt & chọn Chiller GVHD: TS Bùi Ngọc Hùng 5.1 CHỌN NHIỆT ĐỘ THIẾT KẾ CỦA TÁC NHÂN LẠNH TẠI CÁC TRẠNG THÁI 5.1.1 Nhiệt độ sôi: Ta chọn nhiệt độ sôi cho tác nhân lạnh R134a to = 4oC 5.1.2 Nhiệt độ ngưng tụ: Ta sử dụng dàn ngưng giải nhiệt nước có sơ đồ sau Hình 5.1 Sơ đồ bình ngưng giải nhiệt nước Nhiệt độ ngưng tụ tk, nhiệt độ nước giải nhiệt bình ngưng tw1, tw2 Đối với tháp giải nhiệt, chênh lệch nhiệt độ nước vào nhiệt độ nước khỏi tháp thường chọn là: tw = tw2 – tw1 = (2 6)oC (trang 50, [5]) Ta chọn tw =5oC Nhiệt độ nước khỏi tháp: tw1 = tư + (3 5)oC (trang 51, [5]) Trong tư nhiệt độ nhiệt kế ướt Tìm nhiệt độ tư từ đồ thị t-d khơng khí ẩm biết trạng thái khơng khí ngồi trời tN = 35oC N = 65% SVTH: Nguyễn Đắc Tuấn Trang 106 Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Chương Tính chu trình nhiệt & chọn Chiller GVHD: TS Bùi Ngọc Hùng Ta tìm tư = 29oC, suy ra: tw1 = tư + (3 5)oC = 33oC Nhiệt độ nước vào tháp giải nhiệt: tw2 = tw1 + tw = 33 +5= 38oC Tính nhiệt độ ngưng tụ tk Chọn độ chênh nhiệt độ nhiệt độ ngưng tụ nhiệt độ nước bình ngưng t 3o C (trang 52, [5]) Ta xác định nhiệt độ ngưng tụ t k : t t k - tw2 = 3oC t k = tw2 + = 38+3 = 41oC Vậy tk = 410C - Chọn độ lạnh tác nhân lạnh bình ngưng 3oC - Chọn độ lạnh tác nhân lạnh bình hồi nhiệt 8oC Phương trình cân nhiệt bình hồi nhiệt i3' i3" i1' i1 Từ phương trình ta tính độ q nhiệt mơi chất lạnh 5.2 TÍNH TỐN CHU TRÌNH NHIỆT Hình 5.2 Đồ thị T-S lg p-i chu trình nhiệt có bình hồi nhiệt SVTH: Nguyễn Đắc Tuấn Trang 107 Chương Tính chu trình nhiệt & chọn Chiller GVHD: TS Bùi Ngọc Hùng Điểm 1: Hơi bão hịa khơ Ta có - t1 = t0 = 4oC Tra phần mềm CoolPack ta được: - p1 = po = 3,3765 bar - i1 = 399,5 kJ/kg - s1= 1,7199 kJ/kg.K - v1" = 0,0604 m3/kg Điểm 3: Lỏng sơi Ta có - t3 = tk = 41oC Tra phần mềm CoolPack ta được: - p3 = pk = 10,439 bar - i3 = 257,66 kJ/kg - s3 = 1,1943 kJ/kg.K - v3" = 0,0193 m3/kg Điểm 3':Lỏng chưa sơi Ta có - t3' = t3 – 3oC = 38oC Tra phần mềm CoolPack ta được: - p3' = p3 = 10,439 bar - i3' = 253,18 kJ/kg - s3' = 1,1802 kJ/kg.K - v3'" = 0,0189 m3/kg Điểm 3”:Lỏng chưa sơi Ta có - t3" = t3'– 8oC = 30oC Tra phần mềm CoolPack ta được: - p3"= p3 = 10,439 bar SVTH: Nguyễn Đắc Tuấn Trang 108 Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Chương Tính chu trình nhiệt & chọn Chiller GVHD: TS Bùi Ngọc Hùng - i3" = 241,46 kJ/kg - s3" = 1,1426 kJ/kg.K - v3"" = 0,0176 m3/kg Điểm 4:Hơi bão hòa ẩm Ta có - t4 = t1 = 4oC - p4 = p1 = 3,3765 bar - i4 = i3" = 241,46 kJ/kg Tra phần mềm CoolPack ta được: - s4 = 1,1496 kJ/kg.K - v4" = 0,0604 m3/kg -Độ khô x = 0,18 Điểm 1’:Hơi nhiệt - i1' = i3' – i3" + i1 = 411,22 kJ/kg - p1' = p1 = 3,3765 bar Tra phần mềm CoolPack ta được: - t1' = 16,51oC - s1' = 1,7612 kJ/kg.K - v1'" = 0,0640 m3/kg Điểm 2:Hơi nhiệt - s2 = s1' = 1,7612 kJ/kg.K - p2 = pk = 10,439 bar Tra phần mềm CoolPack ta được: - t2 = 56,13oC - i2 = 436,15 kJ/kg - v2" = 0,0214 m3/kg SVTH: Nguyễn Đắc Tuấn Trang 109 Chương Tính chu trình nhiệt & chọn Chiller GVHD: TS Bùi Ngọc Hùng Bảng 5.1 Thông số trạng thái chu trình nhiệt với mơi chất lạnh R134a Nhiệt độ Áp suất Entanpy Entropy Thể tích riêng Độ khơ Điểm t, 0C p, bar v", m3/kg x 3.3765 399.5 1.7199 0.0604 1' 16.51 3.3765 411.22 1.7612 0.0640 - 56.13 10.439 436.15 1.7612 0.0214 - 41 10.439 257.66 1.1943 0.0193 3' 38 10.439 253.18 1.1802 0.0189 - 3" 30 10.439 241.46 1.1426 0.0176 - 4 3.3765 241.46 1.1496 0.0604 0.18 i, kJ/kg s, kJ/kgK 5.3 TÍNH CHỌN CHILLER: 5.3.1 Chọn số chiller cho hệ thống: Tổng cơng suất lạnh cơng trình 1649 kW Do kể thêm tổn thất lạnh đường ống thiết bị, tải toàn cơng trình gần xảy đồng thời, nên tổng cơng suất lạnh cơng trình tính lại là: = 1649 1.1 = 1814.27 Ta chọn chiller vì: - Mỗi chiller có tải thiết kế phần hai tải thiết kế cơng trình Nếu chiller có trục trặc, khơng tiếp tục làm việc cơng suất chiller cịn lại tạm đủ để đáp ứng tạm thời cho toàn tịa nhà - Với chiller cấp điều chỉnh tải cụm chiller nhuyễn có chiller giúp tiết kiệm lượng vận hành - Với chiller cơng suất máy nén nhỏ khởi động gây sụt áp - Tuy nhiên dùng nhiều chiller có số nhược điểm giá thành cao hơn, vận hành phức tạp hơn, bảo trì nhiều hơn, tốn nhiều không gian lắp đặt hơn,… Như ta dùng chiller cho hệ thống lạnh cơng trình thiết kế SVTH: Nguyễn Đắc Tuấn Trang 110 Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Chương Tính chu trình nhiệt & chọn Chiller GVHD: TS Bùi Ngọc Hùng 5.3.2 Tính chọn máy nén: (hướng dẫn trang 100, [3]) - Công suất lạnh chiller: Qo = Q/2 = 907.13 kW - Lưu lượng tác nhân lạnh tuần hoàn: = = − 907.13 = 5.74 399,5 − 241,46 / - Công suất đoạn nhiệt máy nén: = ( − ) = 5.74 (436,15 − 411,22) = 143,1 - Công suất bình ngưng: = + = 907,13 + 143,1 = 1050,23 - Hệ số làm lạnh lý thuyết: 907,13 = 6,3 143,1 - Thể tích hút vào máy nén: = = = = 5.74.0,064 = 0,367 / = 367 / - Năng suất lạnh thể tích: i1 i4 399,5 241, 46 2469, kJ m3 v1' 0, 064 qv - Hệ số thị thể tích: i P Pd Po Ph Po Ph C K Po P Po o Chọn: C = 0,05 Ph = Pd = 0,1 bar Suy ra: i 3, 3765 0,1 10, 439 0,1 3, 3765 0,1 0, 05 3, 3765 3, 3765 3, 3765 i 0,863 - Hệ số tổn thất không thấy được: w ' To 273 0,882 Tk 41 273 SVTH: Nguyễn Đắc Tuấn Trang 111 Chương Tính chu trình nhiệt & chọn Chiller GVHD: TS Bùi Ngọc Hùng - Hệ số lưu lượng máy nén: i w ' 0, 761 - Thể tích chuyển dời: = λ = 0.367 = 0,482 0.761 / - Hiệu suất thị: i w ' b.to 0,882 0,0025.4 0,892 Với R134a chọn b = 0,0025 - Công suất thị: = η = , , = 160,4 - Công suất ma sát: N m Vh Pm 102 0,482.0,5.102 24,1 kW Với Pm chọn 0,5 bar - Công suất hiệu dụng: Ne Ni Nm 160, 24,1 184,5 kW - Công suất trục máy nén truyền động trực tiếp: N = Ne = 184,5 kW - Hệ số làm lạnh thực tế: Ke Qo 907,13 4,9 N e 184,5 Do máy nén làm việc chế độ thực tế khác chế độ tiêu chuẩn nên ta phải quy đổi sang điều kiện tiêu chuẩn để lựa chọn máy nén cho phù hợp Ta quy đổi theo công thức sau: qvtc tc Q Qo qv tc o Trong đó: Q otc - suất lạnh theo tiêu chuẩn Qo – suất lạnh tính tốn qvtc - suất lạnh riêng thể tích điều kiện tiêu chuẩn SVTH: Nguyễn Đắc Tuấn Trang 112 Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Chương Tính chu trình nhiệt & chọn Chiller GVHD: TS Bùi Ngọc Hùng qv – suất lạnh riêng thể tích tính tốn tc – hệ số lưu lượng điều kiện tiêu chuẩn - hệ số lưu lượng tính tốn Điều kiện tiêu chuẩn: - Nhiệt độ sơi tác nhân lạnh: to = 5oC - Nhiệt độ ngưng tụ tác nhân lạnh: tk = 35oC - Nhiệt độ nhiệt tác nhân lạnh: tqn = 15oC - Nhiệt độ lạnh tác nhân lạnh: tql = 30oC Các thông số điểm chu trình ứng với điều kiện tiêu chuẩn tính tương tự trên, liệt kê bảng sau: Bảng 5.2 Thơng số trạng thái chu trình nhiệt tiêu chuẩn với môi chất lạnh R134a Nhiệt độ Áp suất Entanpy Entropy Thể tích riêng Độ khơ Điểm t, 0C p, bar i, kJ/kg s, kJ/kgK v", m3/kg x 3.4963 400.07 1.71935 0.0580 1' 15 3.4963 409.49 1.75262 0.0611 - 47.41 8.8682 429.76 1.75262 0.0248 - 35 8.8682 248.75 1.1661 0.0229 3' 30 8.8682 241.46 1.14258 0.0221 - 3.4963 241.46 1.14912 0.05801 0.18 - Năng suất lạnh 1kg tác nhân lạnh điều kiện tiêu chuẩn: qotc i1 i4 400, 07 241, 46 158, 61 kJ kg - Năng suất lạnh riêng thể tích điều kiện chuẩn: qotc 158, 61 q 2594,63 kJ m3 v1' 0, 0611 tc v - Tỉ số nén: SVTH: Nguyễn Đắc Tuấn Trang 113 Chương Tính chu trình nhiệt & chọn Chiller GVHD: TS Bùi Ngọc Hùng pk 8,8682 2, 54 po 3, 4963 - Hệ số lưu lượng máy nén tiêu chuẩn: = 0,85 - Năng suất lạnh tính tốn quy đổi sang suất tiêu chuẩn: Qotc 1065 kW - Để phịng ngừa q tải, cơng suất động phải lấy dự phịng 10 ÷12% Vậy ta chọn máy nén có Năng Suất Lạnh là: Qoch 1,1.Qotc 1,1.1065 1171.5 kW 333,19 lạnh - Cơng suất bình ngưng: Qk Qoch Qoch i2 i1' 1479, kW i1 i4 - Nhiệt độ nước vào bình ngưng: tw1 = 33oC - Nhiệt độ nước khỏi bình ngưng: tw2 = 38oC - Nhiệt độ nước trung bình bình ngưng: tw tw1 t w 35, 5o C Tra bảng 25, trang 413, [4] - Khối lượng riêng nước: w = 993,8 kg/m3 - Nhiệt dung riêng nước: cw = 4,174 kJ/kgK - Lưu lượng nước giải nhiệt cho bình: Gw Qk 1479,6 70,9 kg s cw t w 4,174.(38 33) Chọn Chiller: Dựa vào catalogue hãng TRANE ta chọn chiller có: -2 Chiller gió Cơng suất 579,96 kW SVTH: Nguyễn Đắc Tuấn Trang 114 Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Chương Tính chu trình nhiệt & chọn Chiller GVHD: TS Bùi Ngọc Hùng - Chiler nước công suất 984,48 kW - Chiler nước công suất 984,48 kW dự phịng Bảng 5.3 Bảng thơng số Chiller gió Số Thiết lượng bị (cái) Công suất lạnh (kW) Công suất nóng (kW) Nhiệt Nguồn độ cấp nước vào lạnh (kW) vào (độ C) Nhiệt độ nước lạnh (độ C) Nhiệt Lưu độ lượng nước nước nóng lạnh vào (l/s) (độ C) Nhiệt độ nước nóng (độ C) Lưu Khối lượng Nguồn cấp lượn Loại nước (V/Ph/Hz) g (l/s) (Kg) CH-03 579.96 475.83 243.9 11.7 20.73 40 50 11.49 400/3/50 Gió 5699 CH-04 579.96 475.83 243.9 11.7 20.73 40 50 11.49 400/3/50 Gió 5699 Bảng 5.4 Bảng thông số Chiller nước Số Thiết lượng bị (cái) Công suất lạnh (kW) Nhiệt Công Nguồn độ suất cấp nước nóng vào lạnh (kW) (kW) vào (độ C) Nhiệt độ nước lạnh (độ C) Nhiệt Nhiệt Lưu độ độ lượng nước nước nước giải giải lạnh nhiệt nhiệt (l/s) vào (độ C) (độ C) Lưu Khối lượng Nguồn cấp Loại lượng nước (V/Ph/Hz) (Kg) (l/s) CH-01 984.48 - 201.8 12 33.47 33 38 57.16 380/3/50 Nước 7062 CH-02 984.48 - 201.8 12 33.47 33 38 57.16 380/3/50 Nước 7062 SVTH: Nguyễn Đắc Tuấn Trang 115 Chương Tính chu trình nhiệt & chọn Chiller GVHD: TS Bùi Ngọc Hùng Hình 5.3 Chiller nước hãng TRANE dòng Series RTM SVTH: Nguyễn Đắc Tuấn Trang 116 Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Chương Tính chu trình nhiệt & chọn Chiller GVHD: TS Bùi Ngọc Hùng Hình 5.4 Chiller gió hãng TRANE dịng Series RTM SVTH: Nguyễn Đắc Tuấn Trang 117