Luận văn tốt nghiệp thiết kế hệ thống điều hòa không khí và cấp thoát nước cho villa alan house

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ VÀ CẤP THOÁT NƯỚC CHO VILLA ALAN HOUSE Họ tên sinh viên : NGUYỄN THỊ THU VUI Ngành : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT Niên khóa : 2013-2017 TP.Hồ Chí Minh, Tháng 10/2016 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ VÀ CẤP THOÁT NƯỚC CHO VILLA ALAN HOUSE Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ THU VUI Khóa luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp Kỹ sư ngành Công nghệ kỹ thuật nhiệt Giáo viên hướng dẫn: ThS NGUYỄN THANH DŨNG Tháng 10/2016 i TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TPHCM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ - CƠNG NGHỆ ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC - - Ngày … tháng … năm 20 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHOA: CƠ KHÍ CƠNG NGHỆ BỘ MƠN: CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH Họ tên sinh viên: NGUYỄN THỊ THU VUI MSSV: 13137162 Tên đề tài:“Thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí cấp nước cho Villa Alan House” Nhiệm vụ giao (ghi rõ nội dung phải thực hiện): - Phân tích lựa chọn hệ thống phù hợp cho cơng trình - Tính tốn phụ tải - Tìm hiểu phần mềm VRV IV - Thiết kế hệ thống - Tính tốn thiết kế cấp nước cho cơng trình Ngày giao: Ngày hoàn thành: Họ tên người hướng dẫn: ThS NGUYỄN THANH DŨNG Nội dung hướng dẫn: Nội dung u cầu khóa luận thơng qua Bộ môn Ngày… tháng … năm 2016 Trưởng Bộ Môn Người hướng dẫn Ký tên, ghi rõ họ tên PHẦN DÀNH CHO KHOA: - Người duyệt: - Ngày bảo vệ: ii LỜI CẢM ƠN Em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy ThS Nguyễn Thanh Dũng trực tiếp hướng dẫn, theo sát, động viên tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em q trình hồn thành đề tài tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM thầy cô Khoa Cơ Khí-Cơng Nghệ tận tình truyền đạt kiến thức năm em học tập Với vốn kiến thức tiếp thu q trình học khơng tảng cho q trình nghiên cứu khóa luận mà hành trang để em bước vào đời cách vững tự tin Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Bộ môn Nhiệt Lạnh, đặc biệt thầy TS.Nguyễn Thanh Hào giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức quý báu cần thiết cho công việc sau Gửi lời cảm ơn đến tập thể lớp DH13NL học tập gắn bó suốt thời gian vừa qua Chúc người hoàn thành tốt báo cáo tốt nghiệp Và cuối cùng, em xin chúc quý thầy cô dồi sức khỏe thành công nghiệp giảng dạy Trong trình thực đề tài cịn nhiều thiếu sót, mong nhận đóng góp ý kiến q thầy để đề tài hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn TP.Hồ Chí Minh, ngày 03 tháng 10 năm 2016 Sinh viên thực Nguyễn Thị Thu Vui iii TÓM TẮT Ứng dụng kỹ thuật điều hịa khơng khí cấp thoát nước phổ biến Luận văn đưa phương pháp tối ưu để tính tốn thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí cấp nước hồn chỉnh Đồng thời đề cập đến số công nghệ xu hướng thiết kế Từ định hướng luận văn vào “Thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí cấp nước cho Villa Alan House” với nội dung bao gồm chương: Chương I: Mở đầu Chương II: Tổng quan Chương III: Kết thảo luận Chương IV: Kết luận kiến nghị iv MỤC LỤC TRANG TỰA i LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT iv MỤC LỤC v DANH SÁCH CÁC HÌNH x DANH SÁCH CÁC BẢNG Chương 1 MỞ ĐẦU xi 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích 1.3 Đối tượng .1 1.4 Nội dung 1.5 Phương pháp 1.5.1 Phương pháp thu thập số liệu 1.5.2 Phương pháp xử lý số liệu .2 1.6 Giới hạn – phạm vi Chương TỔNG QUAN 2.1 3 Tổng quan điều hịa khơng khí 2.1.1 Khái niệm điều hịa khơng khí 2.1.2 Lịch sử hình thành phát triển điều hịa khơng khí 2.1.3 Tầm quan trọng điều hịa khơng khí 2.1.4 Ảnh hưởng trạng thái khơng khí đến người .5 2.2 Tổng quan cơng trình 2.2.1 Vị trí địa lý cơng trình 2.2.2 Quy mơ cơng trình 2.2.3 Đặc điểm kiến trúc cơng trình 2.3 Lựa chọn cấp điều hịa cho cơng trình v 2.4 Lựa chọn thông số tính tốn .8 2.4.1 Chọn thơng số khí hậu .8 2.4.2 Chọn thơng số tính tốn khơng khí nhà 2.4.3 Chọn thơng số tính tốn khơng khí ngồi nhà 2.5 Phân tích lựa chọn phương án thiết kế 2.5.1 Máy điều hịa khơng khí hai cục 2.5.2 Máy điều hòa kiểu ghép 2.5.3 Hệ thống điều hịa khơng khí kiểu VRV 10 2.5.4 Hệ thống điều hoà khơng khí kiểu Water Chiller 10 2.5.5 Lựa chọn hệ thống điều hịa khơng khí cho cơng trình 11 2.6 Tổng quan hệ thống cấp thoát nước nhà 11 2.6.1 Hệ thống cấp nước nhà 11 2.6.1.1 Nhiệm vụ hệ thống cấp nước nhà 11 2.6.1.2 Phân loại hệ thống cấp nước nhà 11 2.6.1.3 Các phận hệ thống cấp nước nhà 12 2.6.2 Hệ thống thoát nước nhà .12 2.6.2.1 Nhiệm vụ hệ thống thoát nước nhà 12 2.6.2.2 Phân loại hệ thống thoát nước nhà 12 2.6.2.3 Các phận hệ thống nước nhà 13 2.6.3 Đặc điểm cơng trình .13 Chương 14 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 14 Tính tốn tải nhiệt cơng trình .14 3.1.1 Nhiệt xạ qua kính Q11 14 3.1.2 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che 18 3.1.2.1 Nhiệt truyền qua mái xạ 3.1.2.2 Nhiệt truyền qua vách Q22 .19 3.1.2.3 Nhiệt truyền qua Q23 23 3.1.3 : Q21 18 Nhiệt tỏa máy móc thiết bị điện 23 3.1.3.1 Nhiệt tỏa đèn chiếu sáng Q31 23 vi 3.1.3.2 3.1.4 Nhiệt tỏa máy móc Q32 24 Nhiệt ẩn người tỏa Q4 25 3.1.4.1 Nhiệt người tỏa Q4h .25 3.1.4.2 Nhiệt ẩn người tỏa Q4â 26 3.1.5 Nhiệt nhiệt ẩn gió tươi mang vào QhN QâN 26 3.1.6 Nhiệt nhiệt ẩn gió lọt Q5h Q5â 27 3.1.7 Các nguồn nhiệt khác Q6 28 3.1.8 Xác định phụ tải lạnh .29 3.2 Thành lập tính tốn sơ đồ điều hịa khơng khí 31 3.3 Tính tốn thơng số sơ đồ điều hịa khơng khí tuần hồn cấp 32 3.3.1 Điểm gốc hệ số nhiệt SHF 32 3.3.2 Hệ số nhiệt phòng RSHF 3.3.3 Hệ số nhiệt tổng GSHF 3.3.4 Hệ số vòng 3.3.5 Hệ số nhiệt hiệu dụng ESHF 3.3.6 Nhiệt độ đọng sương thiết bị 36 3.3.7 Nhiệt độ khơng khí sau dàn lạnh 36 3.3.8 Xác định điểm ẩm đồ 37 3.3.9 Lưu lượng khơng khí qua dàn lạnh 38 32 .33 ( Bypass Factor ) 35 35 3.3.10 Tính kiểm tra suất lạnh hệ thống .39 3.4 Lựa chọn thiết bị cho hệ thống .40 3.4.1 Lựa chọn dàn lạnh 40 3.4.2 Lựa chọn dàn nóng 42 3.4.3 Chọn chia gas dàn lạnh (refnet) 43 3.4.3.1 Chọn chia gas dàn lạnh tính từ phía dàn nóng 43 3.4.3.2 Chọn chia gas cho dàn lạnh 43 3.4.4 Chọn chia gas dàn nóng 44 3.4.5 Lựa chọn đường kính ống gas 45 vii 3.4.5.1 Chọn ống cho dàn nóng 45 3.4.5.2 Chọn cỡ ống nối chia gas với dàn lạnh .45 3.4.5.3 Chọn cỡ ống nối chia gas dàn lạnh .46 3.4.6 3.5 Tính tốn hệ thống cấp gió tươi .47 3.4.6.1 Tính tốn đường ống cấp gió tươi 47 3.4.6.2 Tính chọn Louver 48 3.4.6.3 Tính tổn thất áp suất đường ống gió tươi 48 3.4.6.4 Tính chọn quạt cấp gió tươi 49 Thiết kế hệ thống cấp nước lạnh 50 3.5.1 Tính tốn lưu lượng nước cấp 50 3.5.2 Thiết kế hệ thống ống nước cấp .52 3.5.2.1 Đường ống nước cấp .52 3.5.2.2 Tính tốn đường kính ống nước cấp nối với bể chứa 53 3.5.3 3.6 Tính tốn chọn bơm nước cấp 54 Thiết kế hệ thống cấp nước nóng 56 3.6.1 Tính tốn lưu lượng nước nóng sử dụng tức thời 56 3.6.2 Thiết kế đường kính ống cấp nước nóng 56 3.7 Thiết kế hệ thống nước thải 57 3.7.1 Thiết kế bể lắng nước thải 57 3.7.2 Thiết kế hệ thống ống nước thải 58 3.7.3 Thiết kế hệ thống ống thơng khí 59 Chương 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 4.1 Kết luận 60 4.2 Kiến nghị 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 PHỤ LỤC 63 viii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Ý nghĩa ĐHKK Điều hịa khơng khí N Ngoài nhà (0C) T Trong nhà (0C) I Ethanpy (kJ/kg.kkk) d Ẩm dung (g/kg.kkk) tb Trung bình TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam VRV "Variable Refrigerant Volume" hệ thống điều hòa trung tâm FCU "Fan coil unit" dàn lạnh hệ thống lạnh AHU "AIR handling unit" dàn lạnh hệ thống lạnh hN Nhiệt (W) âN Nhiệt ẩn (W) SHF "Sensible Heat Fator" Hệ số nhiệt RSHF " Room Sensible Heat Fator" Hệ số nhiệt phòng GSHF " Grand Sensible Heat Fator" Hệ số nhiệt hiên tổng ESHF " Effective Sensible Heat Fator" Hệ số nhiệt hiệu dụng PS "Pipe Shaft" hộp gen kỹ thuật hay lỗ thơng tầng ix đường kính ống thơng khí 50 Các phịng cịn lại tính tương tự thể vẽ thiết kế Tính đường kính ống thơng khí đứng : - Hệ thống nước thải số (PS1) có tổng phụ tải 37, đường kính ống nước thải đứng 100 chiều dài đường ống thơng khí 22 m, nên theo bảng 4.5 [4, 80] ta chọn đường kính ống thơng khí đứng 65 - Hệ thống nước thải số (PS2) có tổng phụ tải 22, đường kính ống nước thải đứng 80 chiều dài đường ống thơng khí 14 m, nên theo bảng 4.5 [4, 80] ta chọn đường kính ống thơng khí đứng 50 70 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Sau trình thực đồ án tốt nghiệp em rút kết luận sau: để tiến hành thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí cấp nước ta phải thực bước sau:  Bước 1: Tìm hiểu đặc điểm cơng trình, từ xác định u cầu điều hịa, lựa chọn thơng số tính tốn nhà  Bước 2: Lập sơ đồ cân nhiệt, tính tốn nhiệt thừa, suất lạnh lưu lượng gió cấp cho phịng  Bước 3: Chọn máy từ thơng số tính tốn chọn dàn lạnh VRV, chọn dàn nóng, số thiết bị phụ kiện …  Bước 4: Tính tốn thiết kế hệ thống cấp gió tươi: lưu lượng gió, tổn thất, chọn quạt …  Bước 5: Tính tốn lưu lượng nước nóng lạnh sử dụng cho tịa nhà Từ đó, chọn bồn chứa hệ thống cấp nước nóng sử dụng lượng mặt trời  Bước 6: Tính tốn đường ống nước  Bước 7: Kiểm tra Đây nội dung hoàn thành đề tài em, thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí cấp nước Villa Alan House 4.2 Kiến nghị 71 Tính tốn thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí cấp nước phải kết hợp lý thuyết thực tiễn, để tăng hiệu kinh tế bảo đảm vệ sinh môi trường sức khỏe người sử dụng Hiện tượng nóng cục dàn nóng thải mơi trường cần có phương pháp xử lý tận dụng nguồn nhiệt thải Hệ thống cấp nước từ nhà máy thủy lực cho cơng trình chứa nhiều Clo, gay mùi khó chịu khơng tốt cho sức khỏe, nên cải thiện nguồn nước cấp từ nhà máy phương pháp: hóa học, than hoạt tính, sục khí ozon… Hệ thống nước thải cần phải kiểm tra cửa thăm thường xuyên để kịp thời phát cố sửa chữa 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đức Lợi Hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí NXB Khoa học Kỹ thuật, 2005 [2] Võ Chí Chính Giáo trình điều hịa khơng khí NXB Khoa học & Kỹ thuật Hà Nội, 2005 [3] Nguyễn Thanh Hào Thiết kế hệ thống thơng gió điều hịa khơng khí NXB Đại học Quốc Gia TP.Hồ Chí Minh [4] Nguyễn Thanh Hào Thiết kế hệ thống cấp nước cơng trình NXB Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh [5] Nguyễn Đức Lợi Thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí VRV NXB Giáo dục Việt Nam, 2010 [6] TCVN 5687 : 2010 Thơng gió – Điều hịa khơng khí – Tiêu chuẩn thiết kế [7] TCVN 9359 : 2012 Nền nhà chống nồm – Thiết kế thi công [8] https://pinsolar.net/bang-ke-cong-suat-tieu-thu-thiet-bi-dien-gia-dung [9] Catalog VRV IV Daikin 73 PHỤ LỤC A Phần mềm VRV IV Daikin Ra mắt Nhật Bản vào năm 1982, hệ thống VRV đón nhận nồng nhiệt thị trường giới suốt 30 năm qua Hệ thống VRV trải qua nhiều hệ đến cuối năm 2013, Daikin thức mắt dịng sản phẩm VRV IV với ưu điểm vượt bật đáp ứng quy mô cơng trình đồng thời nâng cao khả tiết kiệm điện năng, tiện nghi dễ dàng lắp đặt Hệ thống VRV IV mở rộng dãy sản phẩm với kiểu kết nối lên đến 60 Hp, đặc trưng tính tiết kiệm điện sản phẩm có hệ số COP cao cơng nghệ tiên tiến Hệ thống dễ dàng lắp đặt thiết kế gọn nhẹ tiện nghi đặt trưng độ ồn thấp Cùng với đời hệ thống VRV IV, Daikin cung cấp cho người sử dụng phần mềm VRV IV để chọn dàn nóng, dàn lạnh… Phần mềm VRV IV cải tiến phần mềm trước ta xuất sơ đồ nguyên lý file autocad Sau tính tốn tải lạnh, lựa chọn dàn lạnh đặt không gian điều hòa thiết kế hệ thống gas việc chạy chương trình VRV IV giúp ta xác định kích thước đường ống gas theo ý đồ thiết kế Dưới bước sử dụng phần mềm VRV IV : 74 Hình A.1 - Giao diện sau khởi động VRV IV Hình A.1 giao diện mặc định VRV IV sau khởi động Trước tiên cần phải khai báo thông tin dự án vào cửa sổ bên giao diện.Tùy theo mục (Tab) mà phần mềm cung cấp cho ta kiểu giao diện khác Phải khai báo đầy đủ xác mục Indoor Units Outdoor Units hình A.1.Trong đó: Indoor Units mục (Tab) cho phép lựa chọn dàn lạnh theo chế độ tay (bật chế độ Manual Selection) chế độ tự động (tắt chế độ Manual Selection) Outdoor Units mục (Tab) cho phép lựa chọn dàn nóng tương ứng với dàn lạnh chọn mục Indoor Units 75 Hình A.2 - Thư viện dàn lạnh Hình A.3 - Lựa chọn loại dàn lạnh 76 Hình A.4 - Lựa chọn model dàn lạnh Trong hình A.3 A.4 thể model dàn lạnh Có loại dàn lạnh : Dàn lạnh loại âm trần, loại treo trần ( dương trần, áp trần ), dạng treo tường dạng đặt sàn Ví dụ FXMQ25PVE: - FX : Kí hiệu dàn lạnh VRV - M : Kiểu dàn lạnh : C : Giấu trần cassette hai hướng thổi F : Giấu trần cassette bốn hướng thổi D : Giấu trần có ống gió loại mỏng K : Giấu trần cassette hướng thổi ( lắp góc phịng ) U : Treo trần cassette ( dương trần, áp trần ) S : Giấu trần có ống gió M : Giấu trần nối ống gió hồi sau H : Kiểu treo trần ( dương trần, áp trần ) A : Kiểu gắn tường 77 L : Kiểu đặt sàn N : Kiểu giấu sàn - Q : Môi chất lạnh R410A - 25 : Chỉ số suất lạnh ( Làm tròn theo 100 kcal/h = 0,1163 kW Ở nhà sản xuất lấy số suất lạnh 20 tương ứng với 2000 kcal/h = 2,3 kW) Bảng A.1 - Chỉ số suất lạnh dàn lạnh Chỉ số 20 25 32 40 kW 2,3 2,9 3,7 4,7 5,8 7,3 8,3 9,3 11,6 14,5 23 - P : Cấp thiết kế - VE : Ký hiệu điện yêu cầu 50 63 71 80 100 VE : pha 220 240 V, 50 Hz ; 220 V, 60 Hz V1 : pha 220 240 V, 50Hz 125 200 250 28,8 Hình A.5 - Nhập dàn lạnh vào hệ thống 78 Hình A.6 - Thư viện dàn nóng 79 Hình A.7 - Lựa chọn dàn nóng Hình A.8 - Kết nối dàn nóng với dàn lạnh 80 Hình A.9 - Lựa chọn vị trí dàn nóng so với dàn lạnh Cần ý lựa chọn vị trí dàn nóng so với dàn lạnh hình A.9 là: đặt cao so với dàn lạnh, đặt ngang so với dàn lạnh đặt thấp so với dàn lạnh Việc kết nối dàn lạnh với dàn nóng giao diện hình A.8 thực cách kéo thả (drap and drop) dàn lạnh vào dàn nóng Theo chức phân loại dàn nóng : loại chiều lạnh, hai chiều nóng lạnh thu hồi nhiệt Ví dụ RXQ14TY1: - RX : Chức dàn nóng RX : Một chiều lạnh RXY : Hai chiều nóng lạnh REY : Thu hồi nhiệt - Q : Môi chất R410A - 14 : Công suất dàn nóng (14HP) - T : Loại COP cao - Y1: Ký hiệu nguồn điện Y1 : pha 380-415V, 50Hz YL : pha 380V, 60Hz 81 Hình A.10 - Sơ đồ đường ống gas Hình A.11 - Sơ đồ điện 82 Hình A.12 - Điều khiển trung tâm Hình A.13 - Xuất kết B Lắp đặt dàn lạnh Ta chọn dàn lạnh VRV hãng Daikin nên việc lắp đặt phải tuân thủ quy tắc hãng để đảm bảo kỹ thuật Chiều cao tối thiểu trần giả trần thật 335mm Để đảm bảo cho việc lắp đặt thiết bị, đường ống bảo trì 83 Hình B.1 - Lắp đặt dàn lạnh Hình B.2 - Lắp đặt ống thoát nước ngưng C - Ngun tắc bố trí dàn nóng Nền móng đặt máy cần đủ vững để chịu trọng lượng máy Nền móng cần phải phẳng để chống rung ồn từ máy phát - Không gian xung quanh máy phải đủ rộng cho việc lắp đặt đường ống gas, đường điện công tác bảo trì, bảo dưỡng - Dàn nóng khơng lắp gần nơi xảy hỏa hoạn vị trí rị rỉ khí dễ cháy - Phải bảo đảm dù ống xả có bị tắc vị trí lắp máy khơng bị hư hại nước - Dàn nóng phát tiếng ồn nên chọn vị trí lắp đặt cho tiếng ồn rung ảnh hưởng đến người - Cần đảm bảo cửa hút gió xả gió dàn ngưng khơng hướng diện vào hướng gió mùa tự nhiên Gió thổi trực tiếp vào cửa hút gió làm cho dàn nóng vận hành trục trặc Nếu cần phải có chắn gió Ví dụ lắp dàn nóng cơng trình quay biển phải tránh hướng gió biển thổi vào - Do biến tần phát sóng AM nên gây nhiễu thiết bị vơ tuyền ti vi, máy tính cá nhân… Cần thiết phải bố trí dàn nóng dàn lạnh cách xa vị trí thiết bị vơ tuyến 1,5 m 84