Tính toán phụ tải và lựa chọn thiết bị cho hệ thống điều hòa không khí tầng 2, 4, 6 tòa nhà văn phòng trương quốc dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN PHỤ TẢI VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ TẦNG 2, 4, TÒA NHÀ VĂN PHÒNG TRƯƠNG QUỐC DUNG Sinh viên thực hiện: TRẦN ĐĂNG KHOA Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT Niên khóa: 2018 - 2022 Tháng 06/2022 TÍNH TỐN PHỤ TẢI VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ TẦNG 2, 4, TỊA NHÀ VĂN PHÒNG TRƯƠNG QUỐC DUNG Tác giả TRẦN ĐĂNG KHOA Luận văn đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp Kỹ sư Ngành Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Nam Quyền tháng 06 năm 2022 i TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TPHCM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ - CÔNG NGHỆ - ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC - Ngày … tháng … năm 20… NHIỆM VỤ TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP KHOA: CƠ KHÍ CƠNG NGHỆ BỘ MƠN: CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH Họ tên sinh viên: Trần Đăng Khoa , MSSV: 18137024 Tên tiểu luận: Tính tốn phụ tải lựa chọn thiết bị cho hệ thống điều hịa khơng khí tầng 2, 4, tịa nhà văn phịng Trương Quốc Dung Nhiệm vụ giao (ghi rõ nội dung phải thực hiện): - Tìm hiểu chung hệ thống điều hịa khơng khí thơng gió - Khảo sát cơng trình - Tính tốn phụ tải - Lựa chọn thiết bị - Lập vẽ thiết kế Ngày giao: 14/3/2022 Ngày hoàn thành: Họ tên người hướng dẫn: ThS Nguyễn Nam Quyền Nội dung hướng dẫn Nội dung yêu cầu tiểu luận thông qua Bộ môn Ngày tháng năm 20 Trưởng Bộ Môn Người hướng dẫn Ký tên, ghi rõ họ tên ThS Nguyễn Nam Quyền PHẦN DÀNH CHO KHOA: - Người duyệt: - Ngày bảo vệ: ii CẢM TẠ Lời đầu tiên, em chân thành cảm ơn giảng viên hướng dẫn ThS Nguyễn Nam Quyền ln tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, tạo điều kiện để em có hội tìm hiểu, trao đổi kiến thức liên quan giúp em vững để hoàn thành tiểu luận Em chân thành cảm ơn cố vấn học tập lớp DH18NL ThS Lê Quang Giảng hỗ trợ, quan tâm, tạo điều kiện tốt cho em tập thể lớp trình học tập Em chân thành cảm ơn quý giảng viên Khoa Cơ khí Cơng nghệ trường Đại học Nơng Lâm TP.Hồ Chí Minh truyền đạt kiến thức kinh nghiệm cho em suốt năm học vừa qua Cảm ơn bạn lớp DH18NL anh chị khóa ln giúp đỡ em q trình học tập Cuối lời, em kính chúc giảng viên hướng dẫn ThS Nguyễn Nam Quyền, cố vấn học tập lớp DH18NL ThS Lê Quang Giảng, tồn thể giảng viên Khoa Cơ khí Cơng nghệ trường Đại học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh, anh chị khóa tập thể lớp DH18NL nhiều sức khỏe, thành công sống Trong q trình thực tiểu luận cịn nhiều thiếu sót, mong nhận nhận xét ý kiến q thầy để hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn Thành phố Thủ Đức, ngày 30 tháng 06 năm 2022 Sinh viên thực Trần Đăng Khoa iii TĨM TẮT Đề tài: “Tính tốn phụ tải lựa chọn thiết bị cho hệ thống điều hịa khơng khí tầng 2,4,6 tịa nhà văn phịng Trương Quốc Dung” thực từ ngày 14 tháng 03 năm 2022 đến ngày 30 tháng 06 năm 2022 gồm có chương với nội dung tóm tắt sau: CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU Đặt vấn đề, trình bày mục đích nghiên cứu, giới thiệu đối tượng nghiên cứu, nội dung thực từ nhận nhiệm vụ CHƯƠNG : TỔNG QUAN Giới thiệu tổng quan hệ thống điều hịa khơng khí thơng gió Giới thiệu tổng quan cơng trình thực nghiên cứu CHƯƠNG : NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Trình bày nội dung thực theo yêu cầu nhiệm vụ giao phạm vi tiểu luận Nêu rõ sơ lý thuyết phương pháp nghiên cứu tiểu luận CHƯƠNG : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Tính tốn tải hai phương pháp phương pháp Carrier phần mềm Trace700 để so sánh thực chọn thiết bị cho công trình CHƯƠNG : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận kiến nghị giải pháp hữu ích iv MỤC LỤC CẢM TẠ iii TÓM TẮT iv MỤC LỤC v MỤC LỤC HÌNH viii MỤC LỤC BẢNG x DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT xi CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Nội dung thực CHƯƠNG TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan điều hịa khơng khí thơng gió 2.1.1 Khái niệm điều hịa khơng khí thơng gió 2.1.2 Lịch sử hình thành 2.1.3 Tầm quan trọng 2.1.4 Phân loại hệ thống 2.2 Tổng quan cơng trình 2.2.1 Vị trí cơng trình 2.2.2 Quy mô cơng trình 2.2.3 Bản vẽ kiến trúc cơng trình CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11 3.1 Nội dung 11 3.1.1 Lựa chọn cấp điều hịa cho cơng trình 12 3.1.2 Lựa chọn hệ thống điều hịa cho cơng trình 12 3.1.3 Lựa chọn sơ đồ làm lạnh 13 3.1.4 Điều kiện thiết kế nhà 13 3.1.5 Điều kiện thiết kế nhà 14 3.2 Phương pháp nghiên cứu 15 v 3.2.1 Phương pháp Carrier 15 3.2.2 Phần mềm Trace700 19 3.2.3 Dùng phần mềm VRV Xpress 25 3.2.4 Tính tốn chọn kích thước ống gió louver gió tươi 29 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 4.1 Kết theo phương pháp Carrier 30 4.1.1 Nhiệt xạ qua kính Q11 30 4.1.2 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q2 33 4.1.2.1 Nhiệt truyền qua mái Q21 33 4.1.2.2 Nhiệt truyền qua vách Q22 33 4.1.2.3 Nhiệt truyền qua sàn Q23 35 4.1.3 Nhiệt tỏa máy móc Q3 36 4.1.4 Nhiệt ẩn người tỏa Q4 37 4.1.5 Nhiệt ẩn gió tươi mang vào QN 38 4.1.6 Nhiệt ẩn gió lọt Q5h Q5â 38 4.1.7 Các nguồn nhiệt khác Q6 39 4.1.8 Xác định phụ tải lạnh Q0 39 4.2 Kết theo phần mềm Trace700 42 4.2.1 Thiết lập thông số ban đầu 42 4.2.2 Nhập liệu chi tiết cơng trình 43 4.2.3 Kết tính tải phần mềm Trace700 51 4.3 So sánh kết tính tốn phụ tải 53 4.4 Lựa chọn thiết bị hệ thống 53 4.4.1 Chọn dàn lạnh 53 4.4.2 Chọn thêm phụ kiện cho dàn lạnh 55 4.4.3 Tính chọn ống gió 56 4.4.4 Chọn VCD (Volume control damper) 55 4.4.5 Tính chọn louver gió tươi 56 4.4.6 Chọn dàn nóng phần mềm VRV Xpress 56 vi 4.4.7 Chọn chia ga phần mềm VRV Xpress 60 4.4.8 Chọn ống ga phần mềm VRV Xpress 61 4.4.9 Chọn ống nước ngưng 62 4.4.10 Chọn bọc cách nhiệt cho ống ga ống nước ngưng 63 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 5.1 Kết luận 64 5.2 Kiến nghị 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC 1: BẢN VẼ THIẾT KẾ 67 PHỤ LỤC 2: HÌNH ẢNH THỰC TẾ TẠI CƠNG TRÌNH 68 vii MỤC LỤC HÌNH Hình 2.1 Vị trí cơng trình Hình 2.2 Cơng trình q trình xây dựng Hình 2.3 Bản vẽ mặt tầng Hình 3.1 Minh họa hệ thống VRV 12 Hình 3.2 Sơ đồ tính nguồn nhiệt nhiệt ẩn phương pháp Carrier 15 Hình 3.3 Giao diện phần mềm Trace700 20 Hình 3.4 Thiết lập đơn vị đo mở rộng đồ 20 Hình 3.5 Cập nhật thời tiết khu vực cơng trình 21 Hình 3.6 Tạo mẫu thơng tin 22 Hình 3.7 Thơng tin cần nhập cho phòng 22 Hình 3.8 Chọn hệ thống phân phối gió 23 Hình 3.9 Chỉ định phịng vào hệ thống phân phối gió 23 Hình 3.10 Chọn mục cần tính tốn 24 Hình 3.11 Chọn mục cần xem kết 24 Hình 3.12 Giao diện phần mềm VRV Xpress 25 Hình 3.13 Thiết lập thông số cần dùng 25 Hình 3.14 Chọn hệ thống 26 Hình 3.15 Chọn dàn lạnh nhập thông số thiết kế 27 Hình 3.16 Nhập thơng số thiết kế kết nối dàn lạnh với dàn nóng 27 Hình 3.17 Chọn vị trí nhập chiều cao chênh lệch 28 Hình 3.18 Phần mềm xuất tên chia ga kích thước ống ga 28 Hình 4.1 Thiết lập đơn vị đo mở rộng đồ 42 Hình 4.2 Cập nhật thời tiết khu vực cơng trình 42 Hình 4.3 Khai báo thơng tin 43 Hình 4.4 Chọn khu vực thời tiết ứng với vị trí cơng trình 43 Hình 4.5 Nhập thơng số nguồn nhiệt bên 44 Hình 4.6 Nhập thơng số gió 45 Hình 4.7 Nhập nhiệt độ thiết kế 45 Hình 4.8 Chọn kết cấu cơng trình 46 Hình 4.9 Tổng hợp lại thơng số thiết lập 46 viii Hình 4.10 Nhập thơng số tường 47 Hình 4.11 Các thơng số phịng 48 Hình 4.12 Thơng số mái che 48 Hình 4.13 Thơng số tường bao 49 Hình 4.14 Thơng số nhiệt bên phịng 49 Hình 4.15 Thơng số gió 50 Hình 4.16 Thơng số vách ngăn sàn 50 Hình 4.17 Chọn hệ thống phân phối gió 51 Hình 4.18 Chỉ định hệ thống thơng gió cho phịng 51 Hình 4.19 Kết tính tốn phịng 52 Hình 4.20 Kết tính tốn cho phịng 52 Hình 4.21 Dàn lạnh loại âm trần thổi đa hướng 53 Hình 4.22 Bộ nạp gió loại khoang có ống nối chữ T 55 Hình 4.23 Ống gió kiểu trịn xoắn 57 Hình 4.24 VCD loại trịn điều chỉnh tay vặn 56 Hình 4.25 Louver vng 56 Hình 4.26 Chọn thông tin dàn lạnh phần mềm 57 Hình 4.27 Điều chỉnh số lượng dàn lạnh 58 Hình 4.27 Kết nối chọn thơng số thiết kế dàn nóng 58 Hình 4.28 Chọn vị trí đặt dàn nóng nhập chiều cao so với dàn lạnh 59 Hình 4.29 Dàn nóng ghép 59 Hình 4.30 Thơng số dàn nóng RXQ18TANYM 60 Hình 4.31 Tên chia ga kích thước ống ga đoạn xuất 61 Hình 4.32 Bộ chia ga 61 Hình 4.33 Ống đồng dẫn ga 62 Hình 4.34 Ống xả nước ngưng với nhiều kích thước 62 Hình 4.35 Bọc cách nhiệt Insuflex 63 ix Bảng 4.7 Thông số dàn lạnh Model FXDQ100AVM Nguồn điện FXFQ125AVM 1-pha, 220-240 V/220-230 V, 50/60 Hz Công suất làm lạnh kW 11,2 14 Điện tiêu thụ kW 0,158 0,178 Vỏ máy Thép mạ kẽm Lưu lượng gió (5 cấp) m3/phút 32/29/26/23/21 33/30,5/28/25,5/21 Độ ồn (5 cấp) dB(A) 43/40,5/37,5/35/33 44/41,5/39/36,5/33 Kích thước (Cao/Rộng/Dài) 298x840x840 Lỏng Ống kết nối Hơi Ø9,5 Ø15,9 mm VP25(Đường kính ngồi, 32 Nước xả đường kính trong, 25) Số lượng dàn lạnh để đáp ứng cho nhu cầu khơng gian sử dụng điều hịa, đảm bảo công suất lạnh thống kê theo bảng 4.8 Bảng 4.8 Thống kê số lượng dàn lạnh đảm bảo công suất cho khơng gian Tầng Phịng Phụ tải phòng (kW) 45,37 10,76 45,37 10,76 45,37 10,76 Model dàn lạnh FXFQ125AVM FXFQ100AVM FXFQ100AVM FXFQ125AVM FXFQ100AVM FXFQ100AVM FXFQ125AVM FXFQ100AVM FXFQ100AVM Công suất dàn lạnh (kW) 14 11,2 11,2 14 11,2 11,2 14 11,2 11,2 Số lượng dàn lạnh Cơng suất lạnh phịng(kW) 1 1 47,6 11,2 47,6 11,2 47,6 11,2 Tổng số lượng dàn lạnh có model FXFQ125AVM Tổng số lượng dàn lạnh có model FXFQ100AVM 12 54 4.4.2 Chọn thêm phụ kiện cho dàn lạnh Để đảm bảo cung cấp lượng oxi cần thiết, mang lại thoải mái, lành cho người khơng gian điều hịa cần cấp khí tươi từ bên ngồi vào cho khơng gian Với đặc điểm thiết kế loại dàn lạnh kiểu Cassette âm trần đa hướng thổi cho phép chọn thêm phụ kiện để tăng cường khả hút khơng khí từ bên ngồi vào khơng gian điều hịa Vì vậy, chọn thêm phụ kiện cho dàn lạnh nạp gió tươi loại khoang có ống nối chữ T với model KDDP55B160K theo catalogue Daikin VRV IV S Series [3] phù hợp với loại dàn lạnh chọn Hình 4.22 Bộ nạp gió loại khoang có ống nối chữ T 4.4.4 Chọn VCD (Volume control damper) Để đảm bảo cho lưu lượng khơng khí tươi máy hút vào nằm khoảng 10% lưu lượng khí tối đa dàn lạnh, tránh việc lượng khí hút vào nhiều làm tăng tiếng ồn vận hành ảnh hưởng đến việc điều hòa nhiệt độ Chọn thêm VCD loại tròn điều chỉnh tay vặn gắn kèm vào ống gió 55 Hình 4.24 VCD loại trịn điều chỉnh tay vặn 4.4.5 Tính chọn louver gió tươi Tính tiết diện ống gió có cơng thức: Llouver , m2 vlouver α Flouver = Trong đó: Llouver = Lmaxdl 60.10 33 = 60.10 = 0,055 m3/s (model FXFQ125AVM) Chọn Vlouver = 3,5 m/s theo [7] α – Hệ số thực tế chọn α = 70% 0,055 Nên Flouver = = 0,022m2 mà √0,022 = 0,148m 3,5.70% Tương tự với máy có model FXFQ100AVM, chọn louver có kích thước phù hợp 150x150 Hình 4.25 Louver vng 4.4.3 Tính chọn ống gió Tính tiết diện ống gió có cơng thức: A= Trong đó: Q= Lmaxdl 60.10 = 33 60.10 Q = , m2 v = 0,055 m3/s (FXFQ125AVM) Chọn v = 7m/s theo [7] A – Tiết diện ống gió, m2 56 Nên A = 0,055 = 0,0785m2 mà A = πd2 4𝐴 nên d = √ 𝜋 4.0,0785 =√ 𝜋 = 0,1 m Tương tự với máy FXFQ100AVM, chọn ống gió kiểu trịn xoắn có kích thước Ø100 Hình 4.23 Ống gió kiểu trịn xoắn 4.4.6 Chọn dàn nóng phần mềm VRV Xpress Dựa theo dàn lạnh với model chọn, nhập thông tin số lượng dàn lạnh theo thiết kế vào phần mềm VRV Xpress hãng Daikin hình 4.26 4.27 Chỉ thực chọn cho tầng thiết kế tầng giống nhau, từ suy số lượng dàn nóng, chia ga, kích thước ống ga tầng cịn lại Hình 4.26 Chọn thông tin dàn lạnh phần mềm 57 Hình 4.27 Điều chỉnh số lượng dàn lạnh Kết nối chọn thông số thiết kế phù hợp cho dàn nóng mục Outdoor Units để phần mềm xuất tên dàn nóng cần chọn hình 4.27 4.28 Hình 4.27 Kết nối chọn thơng số thiết kế dàn nóng 58 Hình 4.28 Chọn vị trí đặt dàn nóng nhập chiều cao so với dàn lạnh Theo thông tin phần mềm xuất ra, chọn dàn nóng với model RXQ18TANYM ghép hai dàn nóng thành phần RXQ10TAYM RXQ8TAYM Hình 4.29 Dàn nóng ghép 59 Hình 4.30 Thơng số dàn nóng RXQ18TANYM Bảng 4.9 Thống kê số lượng dàn nóng Tầng Model RXQ18TANYM RXQ18TANYM RXQ18TANYM Dàn nóng thành phần RXQ10TAYM RXQ8TAYM RXQ10TAYM RXQ8TAYM RXQ10TAYM RXQ8TAYM Số lượng Tổng số lượng 1 4.4.7 Chọn chia ga phần mềm VRV Xpress Tại mục Piping, điều chỉnh kiểu kết nối dàn nóng với dàn lạnh đồng thời nhập thông số chiều dài đoạn ống ga mà phần mềm yêu cầu tên chia ga kích thước ống ga xác hình 4.31 60 Hình 4.31 Tên chia ga kích thước ống ga đoạn xuất Bảng 4.10 Các chia ga sử dụng cho công trình Bộ chia ga Tên chia ga Số lượng KHRP26A72T KHRP26A33T BHFP22P100 Bộ chia ga dàn lạnh Bộ chia ga dàn nóng Hình 4.32 Bộ chia ga 4.4.8 Chọn ống ga phần mềm VRV Xpress Nhờ hỗ trợ phần mềm VRV Xpress xuất loại ống ga có kích thước hình 4.31 61 Bảng 4.11 Kích thước ống ga sử dụng cho cơng trình Đường kính ngồi, mm Ống Ống lỏng 15,9 9,5 19,1 12,7 22,2 15,9 28,6 Hình 4.33 Ống đồng dẫn ga 4.4.9 Chọn ống nước ngưng Ống nước ngưng chọn loại ống nhựa uPVC Bình Minh Theo catalogue VRV Daikin IV S Series [3] đường kính ống nước ngưng qua dàn lạnh Ø25, qua dàn lạnh ống nước ngưng tăng lên cấp Ống nước ngưng thơng tầng xuống bể xử lí nước thải tầng hầm có Ø90 Hình 4.34 Ống xả nước ngưng với nhiều kích thước 62 4.4.10 Chọn bọc cách nhiệt cho ống ga ống nước ngưng Các ống ga phải bọc cách nhiệt Insuflex dày 19mm Cịn ống nước ngưng bọc cách nhiệt dày 10mm Hình 4.35 Bọc cách nhiệt Insuflex 63 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Việc tính tốn thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí khn khổ tiểu luận tốt nghiệp chủ yếu dựa sở lý thuyết thiếu kinh nghiệm thực tế Để đảm bảo kết tính tốn thiết kế xác hơn, địi hỏi sinh viên cần tìm hiểu nhiều kinh nghiệm kiến thức thực tế chuyên ngành Sau thời gian tìm hiểu hoàn thành tiểu luận, em rút bước tiến hành đề tài điều hịa khơng khí sau:  Khảo sát thực tế cơng trình  Tìm hiểu, phân tích kiến trúc cơng trình từ lựa chọn thơng số tính tốn ban đầu hệ thống điều hịa thích hợp  Lựa chọn phương án tính tải cho cơng trình  Chọn thiết bị phù hợp với cơng trình  Tiến hành vẽ dựa tính tốn có Cơng trình thiết kế với hệ thống điều hịa khơng khí cấp kiểu VRV phù hợp, tiện ích, đảm bảo kỹ thuật chi phí ổn cho chủ đầu tư Đây lần đầu làm đề tài thực tế, việc tính tốn dựa sở lý thuyết qua học giảng đường tài liệu liên quan chuyên ngành Cùng với giúp đỡ ý kiến tham khảo từ thầy hướng dẫn ThS Nguyễn Nam Quyền để số liệu tính tốn có sở thực tế, có tính khả thi cao 5.2 Kiến nghị Tính tốn thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí cần kết hợp thực tiễn lý thuyết, nhằm đảm bảo hiệu mặt kinh tế, môi trường sức khỏe người sử dụng 64 Cần có phương pháp xử lý tận dụng nguồn nhiệt thải từ dàn nóng để tránh tượng nóng lên cục dàn nóng ảnh hưởng đến môi trường Tăng cường sử dụng dụng nguồn nguyên liệu đảm bảo hiệu suất lượng mặt trời, lượng gió,…để giảm bớt gánh nặng cho mạng lưới điện quốc gia gây biến đổi khí hậu ảnh hưởng tiêu cực tới môi trường 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Theo GS.TS Nguyễn Đức Lợi – Giáo trình Thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí, 2009 – Nhà xuất giáo dục [2] Theo GS.TS Lê Chí Hiệp – Kỹ thuật điều hịa khơng khí – Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [3] Catalogue Daikin VRV IV S Series [4] Theo TCVN 5687 – 2010, Thơng gió – Điều hịa khơng khí – Tiêu chuẩn thiết kế [5] https://pinsolar.net/bang-ke-cong-suat-tieu-thu-thiet-bi-dien-gia-dung [6] Theo phần mềm VRV Xepress [7] Theo TS Nguyễn Thanh Hào - Thiết kế hệ thống thơng gió điều hịa khơng khí 66 PHỤ LỤC 1: BẢN VẼ THIẾT KẾ 67 PHỤ LỤC 2: HÌNH ẢNH THỰC TẾ TẠI CƠNG TRÌNH Hình ảnh thực tế tham gia hỗ trợ nối ống gió cho loại điều hịa kiểu giấu trần nối ống gió cơng trình Hình ảnh thực tế số kiến vị trí kiến trúc đặc biệt cơng trình 68