Đồ án môn học thiết kế hệ thống hệ thống điều hòa không khí cho rạp chiếu phim

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thiết kế hệ thống hệ thống điều hịa khơng khí cho rạp chiếu phim BÙI VĂN TIẾN tien.bv177048@sis.hust.edu.vn Ngành Nhiệt Lạnh Chuyên ngành Công nghệ Lạnh ĐHKK Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Đình Vịnh Bộ mơn: Viện: Cơng nghệ Lạnh ĐHKK Khoa học Công nghệ Nhiệt Lạnh HÀ NỘI, 5/2021 Chữ ký GVHD VIỆN KH&CN NHIỆT-LẠNH Bộ mơn Kỹ thuật lạnh ĐHKK CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ Họ tên sinh viên: Bùi Văn Tiến Nội dung đồ án môn học: Mã số SV: 20177048 Thiết kế hệ thống hệ thống điều hịa khơng khí cho cơng trình với thơng số sau: Khơng gian làm điều hịa: Rạp chiếu phim Kích thước phòng điều hòa (m): 94 (L) * 54 (W) * 8.0 (H) Vị trí cơng trình: Bắc Giang Các thông số khác: Theo thầy hướng dẫn - Các yêu cầu thực hiện: Giới thiệu cơng trình lựa chọn thơng số thiết kế Tính tốn nhiệt ẩm cơng trình Xây dựng sơ đồ điều hịa khơng khí Tính chọn máy, hiệu chỉnh suất lạnh Tính tốn đường ống kỹ thuật: nước, gas, gió… Các vẽ cần thiết: Bao gồm vẽ A3 (đóng quyển) A1 (bảo vệ) Bản vẽ mặt bố trí thiết bị đường ống kỹ thuật Bản vẽ sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hòa Ngày giao đề tài: 23/02/2020 Ngày hoàn thành: Nộp trước ngày bảo vệ đồ án ngày TRƯỞNG BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (ký ghi rõ họ tên) (ký ghi rõ họ tên) Ghi chú: Chiều cao kích thước phịng (H) chiều cao tính từ đến trần giả; Sinh viên chia phịng thành nhiều kích thước khác nhau, nhiên cần thống với thầy hướng dẫn trước tính tốn i LỜI NĨI ĐẦU Trong năm gần đây, với phát triển kinh tế nước, ngành điều hịa khơng khí có bước phát triển vượt bậc, ngày trở nên quen thuộc đời sống sản xuất Ngày nay, điều hịa tiện nghi điều hịa cơng nghệ khơng thể thiếu tòa nhà, khách sạn, siêu thị, dịch vụ du lịch, văn hóa, y tế, thể thao Trong năm qua ngành điều hịa khơng khí (ĐHKK) hỗ trợ đắc lực cho nhiều ngành kinh tế, góp phần để nâng cao chất lượng sản phẩm, đảm bảo quy trình cơng nghệ ngành sợi, dệt, chế biến thuốc lá, chè, in ấn, điện tử, vi điện tử, bưu điện, máy tính, khí xác, hóa học Ở ta thấy tầm quan trọng to lớn ĐHKK Vì việc học tập nghiên cứu, tiến tới thiết kế, chế tạo hệ thống ĐHKK điều cần thiết Nhận thức cần thiết ấy, em thực đồ án thiết kế hệ thống ĐHKK cho rạp chiếu phim với mong muốn củng cố thêm kiến thức tiếp thu thời gian học tập ghế nhà trường, tiếp xúc nhiều với công việc thực tế, thu lượm kinh nghiệm quý báu cho q trình cơng tác sau Trong q trình làm đồ án, cịn hạn chế chun môn kiến thức thân em nên tránh khỏi có thiếu sót cịn mắc phải Em mong nhận bảo góp ý quý thầy cô bạn Nhân đây, em xin gửi lòng biết ơn sâu sắc tới trường đại học Bách khoa Hà Nội, viện Khoa học Công nghệ Nhiệt Lạnh, tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em thực đồ án Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới giảng viên, tiến sĩ Nguyễn Đình Vịnh quan tâm, hướng dẫn nhiệt tình thầy suốt thời gian em thực đồ án Xin chân thành cảm ơn!! Hà Nội, ngày 08/06/2021 Sinh viên thực Bùi Văn Tiến ii MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ii DANH MỤC HÌNH VẼ vi DANH MỤC BẢNG BIỂU vii CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu vị trí đặt cơng trình thiết kế 1.2 Giới thiệu loại hình cơng trình thiết kế 1.3 Lựa chọn cấp điều hịa khơng khí cho cơng trình 1.4 Lựa chọn thông số thiết kế Lựa chọn thơng số thiết kế ngồi nhà Lựa chọn thông số thiết kế phòng điều hòa Lựa chọn thơng số cấp gió tươi CHƯƠNG TÍNH TỐN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CHO PHỊNG KHÁN GIẢ 2.1 Tổng quan phương pháp tính 2.2 Tính nhiệt thừa nhiệt ẩn thừa Nhiệt xạ qua kính Q11 Nhiệt truyền qua mái xạ t : Q21 Nhiệt truyền qua vách Q22 Nhiệt truyền qua Q23 Nhiệt tỏa đèn chiếu sáng Q31 Nhiệt tỏa máy móc Q32 Nhiệt ẩn người tạo Q4 Nhiệt ẩn gió tươi mang vào QhN QâN Nhiệt ẩn gió lọt Q5h Q5â 10 Xác định phụ tải lạnh cho phòng khán giả 11 CHƯƠNG TÍNH TỐN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CHO HÀNH LANG VÀ QUẦY BÁN VÉ 12 3.1 Tổng quan khu vực hành lang quầy bán vé 12 3.2 Tính nhiệt thừa nhiệt ẩn thừa 12 Nhiệt xạ qua kính Q11 12 iii Nhiệt truyền qua mái xạ t : Q21 13 Nhiệt truyền qua vách Q22 13 Nhiệt truyền qua Q23 14 Nhiệt tỏa đèn chiếu sáng Q31 14 Nhiệt tỏa máy móc Q32 15 Nhiệt ẩn người tạo Q4 15 Nhiệt ẩn gió tươi mang vào QhN QâN 16 Nhiệt ẩn gió lọt Q5h Q5â 16 Xác định phụ tải lạnh cho khu vực hành lang 16 CHƯƠNG THÀNH LẬP VÀ TÍNH TỐN SƠ ĐỒ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ 18 4.1 Phân tích, lựa chọn sơ đồ điều hịa khơng khí 18 4.2 Điểm gốc hệ số nhiệt SHF (Sensible Heat Factor) h 19 4.3 Hệ số nhiệt phòng RSHF (Room Sensible Heat Factor) hf 20 4.4 Hệ số nhiệt tổng GSHF (Grand sensible Heat Factor) ht 20 4.5 Hệ số vòng BF (Bypass Factor) 21 4.6 Hệ số nhiệt hiệu dụng ESHF (Effective Sensible Heat Factor) hef 21 4.7 Nhiệt độ đọng sương thiết bị 22 4.8 Nhiệt độ khơng khí sau dàn lạnh 22 4.9 Tính tốn lưu lượng khơng khí qua dàn lạnh 23 4.10 Tính tốn sơ đồ tuần hoàn cấp 23 CHƯƠNG TÍNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ 25 5.1 Giới thiệu hệ thống điều hịa khơng khí 25 Hệ thống điều hịa khơng khí cục RAC (Room Air Conditioner) 25 Hệ thống điều hịa khơng khí tổ hợp gọn (Unitary Package air conditioning system) 26 Hệ thống điều hòa khơng khí trung tâm 26 5.2 Lựa chọn hệ thống điều hịa khơng khí phù hợp 28 5.3 Chọn máy thiết bị 29 Chọn AHU (Air Handling Unit) 29 Chọn máy lạnh trung tâm 31 iv Chọn tháp giải nhiệt 31 CHƯƠNG TÍNH TỐN HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHƠNG KHÍ 33 6.1 Thế hệ thống vận chuyển khơng khí 33 6.2 Các yêu cầu thiết kế 33 6.3 Thiết lập sơ đồ đường ống 33 Lựa chọn cửa gió 33 Lựa chọn phương pháp thiết kế 36 Chọn ống gió mềm 37 Thiết kế hệ thống gió cấp 38 Thiết kế hệ thống gió hồi 41 Thiết kế hệ thống gió tươi 44 6.4 Tính tổn thất đường ống chọn quạt 45 Tổn thất đường ống gió cấp, gió hồi 45 Chọn quạt 48 6.5 Tính toán đường ống nước lạnh 48 Phương pháp tính hệ thống đường ống dẫn nước lạnh 48 Tính tốn kích thước đường ống nước 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC 52 v DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Bản đồ tỉnh Bắc Giang Hình 2.1 Sơ đồ tính nguồn nhiệt nhiệt ẩn theo Carrier Hình 4.1 Sơ đồ tuần hồn khơng khí cấp 18 Hình 4.2 Đồ thị t-d sơ đồ tuần hoàn cấp 19 Hình 4.3 Điểm gốc G ( t  24 o C,   50% )thang chia hệ số nhiệt ẩm đồ 19 Hình 4.4 Hệ số nhiệt phịng hf cách xác định trình biến đổi V-T .20 Hình 4.5 Hệ số nhiệt tổng ht biến đổi khơng khí HV dàn lạnh 21 Hình 6.1 Miệng gió dài hẹp hãng ADF 34 Hình 6.2 Thơng số kỹ thuật số cửa gió dài hẹp 35 Hình 6.3 Tính tốn ống gió Duct Checker 36 Hình 6.4 Thơng số ống mềm AHU 1-2 37 Hình 6.5 Thơng số ống mềm AHU 3-5 38 Hình 6.6 Đường ống gió cấp AHU 1-2 38 Hình 6.7 Đường ống gió cấp AHU 39 Hình 6.8 Đường ống gió cấp AHU 40 Hình 6.9 Đường ống gió cấp AHU 41 Hình 6.10 Đường ống gió hồi AHU 1-2 42 Hình 6.11 Đường ống gió hồi AHU 42 Hình 6.12 Đường ống gió hồi AHU 43 Hình 6.13 Hình dáng côn thu 45 Hình 6.14 Bảng tra hệ số trở lực cục côn đột thu 46 o Hình 6.15 Hình ảnh cút 90 46 Hình 6.16 Trở lực qua rẽ nhánh 47 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Thơng số tính tốn nhà trời Bảng 1.2 Thơng số gió tươi theo khu vực Bảng 2.1 Hệ số tác động tức thời Bảng 2.2 Nhiệt tỏa chiếu sáng phòng khán giả .7 Bảng 2.3 Nhiệt tỏa thiết bị phòng khán giả Bảng 2.4 Nhiện người tỏa phòng khán giả Bảng 2.5 Nhiệt ẩn người tỏa phòng khán giả .9 Bảng 2.6 Lượng nhiệt gió tươi mang vào phịng khán giả 10 Bảng 2.7 Thông số phụ tải lạnh phòng khán giả 11 Bảng 3.1 Nhiệt xạ mặt trời qua kinh vào phòng R 12 Bảng 3.2 Nhiệt xạ mặt trời khu hành lang 13 Bảng 3.3 Hệ số truyền nhiệt kết cấu bao che 14 Bảng 3.4 Nhiệt truyền qua vách tường khu vực hành lang 14 Bảng 3.5 Nhiệt tỏa chiếu sáng khu vực hành lang 15 Bảng 3.6 Nhiệt ẩn người tạo khu hành lang 15 Bảng 3.7 Lượng nhiệt gió tươi mang vào khu vực hành lang 16 Bảng 3.8 Nhiệt gió lọt khu vực hành lang 16 Bảng 3.9 Thông số phụ tải lạnh khu vực hành lang 16 Bảng 3.10 Thông số phụ tải tồn cơng trình 17 Bảng 4.1 Hệ số nhiệt phòng, nhiệt tổng, nhiệt hiệu dụng 24 Bảng 4.2 Lưu lượng gió khu vực 24 Bảng 5.1 Bảng thông số Chiller 31 Bảng 5.2 Thông số tháp giải nhiệt 32 Bảng 6.1 Lưu lượng gió cấp khu vực 34 Bảng 6.2 Lưu lượng gió hồi khu vực 35 Bảng 6.3 Kích thước đường ống gió cấp AHU 1-2 39 Bảng 6.4 Kích thước đường ống gió cấp AHU 39 Bảng 6.5 Kích thước đường ống gió cấp AHU 40 Bảng 6.6 Kích thước đường ống gió cấp AHU 41 Bảng 6.7 Kích thước đường ống gió hồi AHU 1-2 42 Bảng 6.8 Kích thước đường ống gió hồi AHU 43 Bảng 6.9 Kích thước đường ống gió hồi AHU 44 Bảng 6.10 Kích thước đường ống gió tươi 44 o Bảng 6.11 Bảng tra thông số trở lực cục cút 90 .46 Bảng 6.12 Trở lực qua rẽ nhánh 47 Bảng 6.13 Kích thước đường ống nước lạnh 50 vii CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu vị trí đặt cơng trình thiết kế Cơng trình thiết kế xây dựng Bắc Giang Bắc Giang tỉnh trung du thuộc vùng Đông Bắc Bộ, Việt Nam Đây tỉnh nằm quy hoạch vùng thủ đô Hà Nội Bắc Giang chiếm phần lớn diện tích vùng Kinh Bắc xưa có văn hố phong phú, đặc trưng Kinh Bắc, nôi Dân ca Quan họ với 23 làng quan họ cổ UNESCO công nhận Tỉnh lỵ thành phố Bắc Giang, cách trung tâm thủ đô Hà Nội 50 km Điều kiện tự nhiên: Bắc Giang có địa hình trung du vùng chuyển tiếp vùng núi phía bắc với châu thổ sơng Hồng phía nam Tuy phần lớn diện tích tự nhiên tỉnh núi đồi nhìn chung địa hình khơng bị chia cắt nhiều Phía bắc phía đơng nam tỉnh vùng rừng núi cao từ 300m - 900 m Vùng đồi núi thấp đồng trung du nằm kẹp hai dãy núi hình cánh cung cánh cung Đơng Triều phía phía đơng nam và cánh cung Bắc Sơn phía tây - bắc Cánh cung Đơng Triều với dãy núi Yên Tử, cao trung bình 300– 900 m so với mặt biển, đỉnh cao 1.068 m Khí hậu: Tỉnh Bắc Giang nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa khu vực Đơng Bắc Việt Nam, năm có bốn mùa rõ rệt Mùa Đơng có khí hậu khơ, lạnh; mùa Hè khí hậu nóng, ẩm; mùa Xn Độ ẩm trung bình năm 83%, số tháng năm có độ ẩm trung bình 85% Các tháng mùa khơ có độ ẩm khơng khí dao động khoảng 74% - 80% Nhiệt độ trung bình từ 22o 23 C Hình 1.1 Bản đồ tỉnh Bắc Giang 1.2 Giới thiệu loại hình cơng trình thiết kế Loại cơng trình thiết kế rạp chiếu phim nhà Rạp chiếu phim hay rạp chiếu bóng địa điểm, thường tòa nhà để xem phim Đa số rạp chiếu phim có tính thương mại, người xem phái mua vé trước vào Màn ảnh rộng đặt bên khán phòng máy chiếu phim chiếu lên Rạp chiếu phim mà đồ án em đề cập tới nằm tầng tòa nhà tầng, phía khu vui chơi, phía trung tâm thương mại Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5577:2012: Rạp chiếu phim-Tiêu chuẩn thiết kế, ta có số tiêu chuẩn thiết kế rạp chiếu phim 1.3 Lựa chọn cấp điều hịa khơng khí cho cơng trình    Theo tiêu chuẩn 5687-2010 tùy theo mức độ quan trọng cơng trình mà hệ thống điều hịa khơng khí chia làm ba cấp: Cấp 1: Số cho phép không đảm bảo chế độ nhiệt ẩm bên nhà 35h/năm – dùng cho hệ thống ĐHKK cơng trình có cơng dụng đặc biệt quan trọng Cấp 2: Số cho phép không đảm bảo chế độ nhiệt ẩm bên nhà từ 150h/năm đến 200h/năm – dùng cho hệ thống ĐHKK đảm bảo điều kiện tiện nghi nhiệt điều kiện cơng nghệ cơng trình có cơng dụng thông thường công sở, cửa hàng, nhà văn hóa-nghệ thuật, nhà cơng nghiệp Cấp 3: Số cho phép không đảm bảo chế độ nhiệt ẩm bên nhà 350h/năm đến 400h/năm – dùng cho hệ thống ĐHKK cơng trình cơng nghiệp khơng địi hỏi cao chế độ nhiệt ẩm thông số tính tốn bên nhà khơng thể đảm bảo thơng gió tự nhiên hay khí thơng thường khơng có xử lý nhiệt ẩm Do đặc điểm cơng trình rạp chiếu phim khơng u cầu q khắc khe độ đảm bảo điều hòa, nên lựa chọn điều hịa khơng khí cấp để tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu mà đáp ứng yêu cầu khách hàng 1.4 Lựa chọn thông số thiết kế Lựa chọn thông số thiết kế nhà o o Tỉnh Bắc Giang tỉnh miền núi, nằm toạ độ địa lý 21 vĩ độ Bắc, 106 kinh Ðông, cách thủ đô Hà Nội 50 km Phía Bắc giáp tỉnh Lạng Sơn, phía Ðơng giáp tỉnh Quảng Ninh, phía Tây giáp tỉnh Thái Nguyên, phái Nam giáp tỉnh Bắc Ninh Do ta lấy thơng số thiết kế điều hịa khơng khí tính Quảng Ninh      Với điều hòa khơng khí cấp 3, lấy số khơng đảm bảo năm 350h, theo TCVN 5687-2010 ta có thông số sau: Số không đảm bảo: 350, h/năm Hệ số bảo đảm: Kbđ = 0,960 Entanpy không khí: 87,85 kJ/kg o Nhiệt độ: 33 C Độ ẩm: 66,1 %