Đề tài đồ án: Hệ thống cung cấp nước nóng cho chung cư Số liệu ban đầu: Bản vẽ kiến trúc và các thông tin liên quan 2.. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: - Tổng quan và giới t
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP NHIỆT VÀ NGUỒN CẤP NHIỆT
T ỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH KHU CHUNG CƯ
Giới thiệu tổng quan về chung cư
Hình 1.1 Tổng quan về chung cư
Chung cư HATECO, tọa lạc tại trung tâm thủ đô trên trục đường Đại Cồ Việt, là một trong những dự án nổi bật cung cấp các căn hộ mini hoàn thiện với nội thất đầy đủ Dự án cam kết sử dụng vật liệu hoàn thiện từ các thương hiệu uy tín, mang đến cho khách hàng không gian sống tiện nghi và chất lượng.
Vị trí dự án chung cư HATECO
Chung cư HATECO tọa lạc tại vị trí đắc địa trên trục đường Đại Cồ Việt, mang lại lợi thế giao thông thuận lợi cho cư dân Từ đây, việc di chuyển vào các khu vực trung tâm và các tỉnh thành lân cận trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết.
Dự án chung cư HATECO tọa lạc gần các khu đô thị lớn và các tiện ích như chợ, trường học, khu vui chơi giải trí, với cơ sở hạ tầng hiện đại xung quanh, mang đến sự thuận tiện và chất lượng sống cao cho cư dân.
Đại học Bách Khoa Hà Nội
Sân vận động Bách Khoa: 1km
Chung cư HATECO được quy hoạch dưới dạng mini với tổng diện tích khoảng 788 m², sở hữu mặt tiền dài 41,25 m dọc theo đường Đại Cồ Việt.
Dự án HATECO cung cấp các căn hộ hiện đại với tầm nhìn thoáng đãng ra Công viên và những con đường sầm uất Các căn hộ được thiết kế thông minh, tối ưu hóa không gian để đón gió, nắng và ánh sáng tự nhiên cho tất cả các phòng Hệ thống phòng khách với cửa kính lớn mang lại cảm giác thông thoáng, trong khi phòng bếp và phòng ăn liên thông tạo không gian ấm cúng, tiện nghi cho gia đình Khách hàng sẽ hài lòng với thiết kế rộng rãi và ánh sáng tự nhiên tràn ngập trong từng căn hộ.
Dự án chung cư Hateco bao gồm 5 tầng với khu căn hộ chính, cung cấp các căn hộ có diện tích từ 55m2 đến 98m2, mỗi căn hộ có 2 đến 3 phòng ngủ, phù hợp với nhu cầu đa dạng của khách hàng Được xây dựng theo ý tưởng của một thành phố thông minh và hiện đại, dự án chú trọng đến không gian xanh với mật độ lên đến 66%, mang đến môi trường sống xanh và tiện nghi cho cư dân.
Chức năng các tầng của trung cư HATECO:
Tầng 1: gồm có 4 căn hộ và bên cạnh đó là sân chơi ,khu vực để xe
Từ tầng 2 đến tầng 5 là tổ hợp các căn hộ với 9 căn hộ mỗi tầng
Bên cạnh đó ở mỗi tầng sẽ có nới chứa hộp kỹ thuật điện và hộp kỹ thuật nước
B ẢN VẼ MẶT BẰNG CÔNG TRÌNH
Hình 1.3 Mặt bằng tầng điển hình
G IỚI THIỆU CÁC PHƯƠNG ÁN CẤP NHIỆT
Cấp nhiệt bằng lò hơi
Lò hơi là thiết bị sử dụng nhiều loại nhiên liệu như giấy vụn, than củi, trấu, gas, và dầu để đun sôi nước, tạo ra hơi nước mang nhiệt phục vụ cho các nhu cầu công nghiệp Các ứng dụng của lò hơi bao gồm sấy, đun nấu, nhuộm, và cung cấp hơi cho tuabin máy phát điện Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, lò hơi có thể tạo ra nguồn hơi và nhiệt độ với áp suất khác nhau.
Hiện nay lò hơi được phân ra các loại tương ứng với nguồn nhiên liệu sử dụng để sinh hơi trong lò
- Lò hơi đốt than : thường dùng trong các nhà máy, xí nghiệp.
+ Lò hơi đốt than ghi xích.
+ Lò hơi đốt than phun.
+ Lò hơi đốt than tâng sôi.
+ Lò hơi đốt dầu dạng đứng : nhỏ gọn, tiện lợi.
+ Lò hơi đốt dầu dạng nằm : công suất lớn, chịu áp cao.
Thành phần cơ bản của hệ thống cấp nhiệt bằng lò hơi:
- Lò hơi : thân lò, ống nước, ống lửa, vòi phun
- Bể cấp nước cho lò hơi
- Bộ phận sử dụng hơi
- Hệ thống đường ống dẫn hơi và nước, thiết bị điều khiển.
Khách sạn quy mô lớn không nên sử dụng lò hơi đốt than do tính tự động hóa thấp, cần nhân viên trực, chiếm nhiều diện tích và không đảm bảo vệ sinh môi trường Lò hơi đốt gas cũng tiêu tốn năng lượng lớn, an toàn không cao và lắp đặt phức tạp Do đó, hiện nay, nhiều khách sạn lựa chọn lò hơi đốt dầu vì những ưu điểm vượt trội của nó.
Hình 1.4 Cấu tạo lò hơi đốt dầu kiểu ngang
● Bộ điều khiển mực nước cấp và
Bộ điều khiển nước và ngắt khi thiếu nước
● Bộ điều khiển áp suất
● Bộ van ống thuỷ sáng
Hình 1.5 Nguyên lý hoạt động của lò hơi kiểu ngang
Nước được bơm vào nồi hơi qua thiết bị bơm và bộ điều khiển mực nước, trong khi nhiên liệu được đốt cháy trong buồng đốt, tạo ra khói truyền nhiệt cho dàn ống trong Khói sau đó thoát ra ngoài và truyền nhiệt đối lưu cho dàn ống phía ngoài trước khi thoát ra ống khói Khi áp suất nồi hơi đạt mức thích hợp, đầu đốt sẽ điều chỉnh ngọn lửa nhỏ lại, và hơi nước sẽ được dẫn tới ống góp hơi để sử dụng Ưu điểm của hệ thống này bao gồm hiệu suất cao và khả năng điều chỉnh linh hoạt.
+ Khả năng tự động hóa của hệ thống cao
+ Có tác động nhanh tới sự thay đổi của phụ tải
+ Thời gian khởi động của hệ thống ngắn
+ Vấn đề mỹ quan được đảm bảo
+ Chi phí đầu tư ban đầu lớn
Cấp nhiệt bằng bơm nhiệt
Công suất gia nhiệt: 41 kW
Công suất tiêu thụ điện: 9.47 kW
Nhiệt độ nước tối đa: 62 ◦C
Chất làm lạnh hiệu suất cao: R417A/R134A/R407C
Hãng sản xuất máy nén: Copeland – Mỹ
Sản xuất theo Công nghệ hiện đại của Mỹ
Quy trình quản lý chất lượng ISO 9001:2008 Đã đạt tiêu chuẩn xuất khẩu vào châu Âu CE
Công suất: 83 – 125 người (tắm bồn hoặc sử dụng vòi hoa sen)
Hình 1.6 Bơm nhiệt MGS-10HP-5000L
Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý, cấu tạo bơm nhiệt
Hình 1.8 Hệ thống cấp nước nóng trung tâm Megasun phù hợp cho các công trình dân dụng và công nghiệp
Hệ thống cấp nước nóng trung tâm sở hữu nhiều tính năng và ưu điểm vượt trội so với các thiết bị cung cấp nước nóng thông thường như bình nóng lạnh.
Megasun đã ngày càng được ưa chuộng và sử dụng trong các công trình có quy mô lớn bởi những lợi ích sau:
Chỉ tiêu tốn 20% điện năng
MGS-10HP-5000L tiết kiệm 80% điện năng so với các bình nóng lạnh thông thường, chỉ tiêu thụ 20% điện để sản xuất nước nóng Lượng điện năng này chủ yếu được sử dụng cho việc vận hành quạt tản nhiệt và máy nén.
Bảng 1 So Sánh Năng Lượng Sử Dụng Giữa Các Thiết Bị Sản Xuất Nước Nóng
Vẫn hoạt động khi nhiệt độ dưới 5 độ C
Bơm nhiệt hoạt động liên tục suốt cả ngày và đêm, không bị ảnh hưởng bởi thời tiết, có khả năng sản xuất nước nóng lên đến 60 độ C ngay cả khi nhiệt độ ngoài trời dưới 5 độ C Đặc biệt, khi kết hợp với bồn bảo ôn 5000L, bơm nhiệt có thể giữ nước nóng trong 72 giờ, đảm bảo luôn có nước nóng dự trữ Nhờ đó, người dùng không cần bật bơm nhiều lần, giúp tiết kiệm thời gian và điện năng tiêu thụ, mang lại sự thoải mái tối đa.
Máy Megasun MGS-10HP-5000L sở hữu nhiều tính năng thông minh, cho phép người dùng tùy chỉnh các thông số và chế độ gia nhiệt theo nhu cầu Với thời gian gia nhiệt linh hoạt và khả năng hoạt động tự động, thiết bị này không cần công nhân vận hành.
Hệ thống nước nóng Megasun cung cấp giải pháp nước nóng toàn diện cho khách sạn, tòa nhà và công trình với một hệ thống trung tâm duy nhất Giải pháp này giúp tiết kiệm không gian và chi phí, khắc phục tình trạng cần lắp đặt nhiều bình nước nóng cho các ngôi nhà có nhiều phòng.
An toàn, không ô nhiễm môi trường
Sản phẩm không sử dụng để đun nước nóng trực tiếp, giúp giảm thiểu nguy cơ cháy nổ do rò rỉ và chập điện Bên cạnh đó, sản phẩm không phát sinh khí thải độc hại trong quá trình sản xuất nước nóng, góp phần bảo vệ môi trường và nâng cao chỉ số xanh cho công trình.
Chi phí đầu tư thấp
Chi phí đầu tư cho hệ thống cấp nước nóng trung tâm MGS-10HP-5000L thấp hơn so với các sản phẩm nhập khẩu nhờ vào việc sản xuất và lắp ráp trong nước, giúp tiết kiệm chi phí vận chuyển và thuế quan Đặc biệt, thời gian thu hồi vốn của hệ thống rất nhanh, chỉ trong khoảng 16 – 24 tháng, do tiền điện tiết kiệm đủ để bù đắp chi phí đầu tư ban đầu.
Máy được bảo dưỡng tốt thì hệ thống nước nóng này có thể sử dụng lên tới 15 năm.
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NHIỆT VÀ TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH
S Ơ ĐỒ NGUYÊN LÝ
Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống cung cấp nước nóng
Nguyên lý làm việc của hệ thống cung cấp nước nóng
Gia nhiệt cho nước là quá trình bắt đầu bằng việc bơm nước lạnh vào bể nước lạnh, sau đó chuyển nước đến bồn bảo ôn Tại bồn bảo ôn, nước được đưa vào hệ thống bơm nhiệt để gia nhiệt, và cuối cùng, nước nóng sẽ được bơm trở lại bồn bảo ôn.
Nước nóng sẽ được cung cấp đến các thiết bị sử dụng, và nếu nước nóng không được sử dụng hoặc nhiệt độ không đạt yêu cầu, nó sẽ được bơm trở lại bồn bảo ôn để tiếp tục chu trình tuần hoàn.
Hệ thống nước hồi giúp duy trì nhiệt độ nước nóng trong ống dẫn bằng cách tạo ra vòng tuần hoàn nước từ ống cấp nước nóng về bồn bảo ôn Khi nước được để quá lâu, nhiệt độ giảm do tổn thất nhiệt, dẫn đến việc không đủ nước nóng cho sinh hoạt Do đó, việc hồi nước về bồn bảo ôn là biện pháp kỹ thuật cần thiết để đảm bảo nước luôn nóng ở nhiệt độ mong muốn tại vòi nước.
Nếu không có hệ thống hồi, người sử dụng sẽ phải chờ đợi nước lạnh trong ống chảy hết trước khi có thể sử dụng nước nóng, điều này ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng phục vụ của chung cư Do đó, việc lắp đặt hệ thống hồi là rất cần thiết Cuối mỗi nhánh, cần bố trí cụm van hồi khi nhiệt độ thấp hơn t.
40 0 C Để thực hiện việc hồi nước, sử dụng một cụm van hồi tự dộng:
Đo nhiệt độ nước nóng ở cuối mỗi đường ống cấp nước nóng chính và gửi tín hiệu về trung tâm điều khiển Khi nhiệt độ nước trong ống thấp hơn mức chỉ định, van hồi tự động sẽ mở để cho phép nước hồi về.
S Ơ LƯỢC VỀ NHU CẦU DÙNG NƯỚC NÓNG
Nhu cầu cho sinh hoạt
Hiện nay, nhiều người dân sống trong các chung cư cao tầng tại các đô thị lớn Cuộc sống bận rộn cùng nhu cầu sử dụng nước nóng thường xuyên trong sinh hoạt hàng ngày khiến việc cung cấp nước nóng tập trung cho toàn bộ chung cư trở nên cần thiết.
Nước nóng phục vụ cho nhiều nhu cầu thiết yếu như tắm gội, giặt giũ, nấu nướng và vệ sinh nhà cửa Tuy nhiên, nếu mỗi gia đình tự trang bị thiết bị đun nước riêng, chi phí đầu tư ban đầu sẽ rất cao Hơn nữa, việc sử dụng nhiều thiết bị nhỏ lẻ còn tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn, cháy nổ do sự cố điện và gas.
Các chủ đầu tư chung cư nên xem xét đầu tư vào hệ thống cung cấp nước nóng tập trung hiện đại, sử dụng thiết bị đun nước công suất lớn với công nghệ tiên tiến và tiết kiệm điện năng Hệ thống này không chỉ đảm bảo cung cấp đủ nước nóng cho nhu cầu cư dân mà còn mang lại sự tiện lợi, an toàn và tiết kiệm Đây là giải pháp tối ưu để đáp ứng nhu cầu thiết yếu hàng ngày trong cuộc sống hiện đại tại các chung cư.
Đầu tư vào hệ thống cung cấp nước nóng tập trung trong các dự án chung cư cao tầng hiện nay là rất quan trọng Hệ thống này không chỉ nâng cao chất lượng cuộc sống mà còn gia tăng sự hài lòng của cư dân.
T HÔNG SỐ ĐẦU VÀO CHO TÍNH TOÁN
Dựa vào tiêu thuẩn thiết kế của CED engineering, ta áp dụng cho chung cư 5 tầng
Ta có : 40 căn hộ => 160 người
Trung bình: 40gal/người/ngày
Nước nóng yêu cầu mỗi người :
Nhu cầu tối đa hàng giờ liên quan đến việc sử dụng trong ngày
Thời gian kéo dài của giờ cao điểm
Sức chứa lưu trữ liên quan đến việc sử dụng trong ngày
Khả năng sưởi ấm liên quan đến việc sử dụng trong ngày Khu chung cư
Bảng 2 Thông số tính toán thiết kế của CED engineering
Dựa vào Bảng 2 ta tính được lượng nước nóng sử dụng tối đa:
Yêu cầu hàng ngày cho cả toà: 40.160 = 6400 gal/ngày
Lượng nước sử dụng tối đa mỗi giờ trong ngày:
Bảng 3 Theo TCVN-5687-2010-Tiêu-chuẩn-thiết-kế
Từ Bảng 3 chọn hệ số không đảm bảo m là 350 h/năm ( Mùa đông)
Nhiệt độ đầu vào là 15,4 ℃
T ÍNH CHỌN BƠM NHIỆT
Nhiệt lượng cần để tăng 15,4 ℃ lên 55 ℃ trong giờ cao điểm:
Chọn bơm nhiệt và kiểm tra
Từ Bảng 4 Thông số kỹ thuật của một số thiết bị bơm nhiệt, để đáp ứng lượng nhiệt cần cung cấp, ta chọn :
2 bơm nhiệt ASY-250CN có công suất sưởi 95,5 KW.
Như vậy, 2 bơm nhiệt sẽ có công suất 95,5x.21 > 187,64 KW.
Hai bơm nhiệt này được nối trực tiếp với bồn bảo ôn chứa nước nóng sử dụng.
- Tính kiểm tra lưu lượng :
2 bơm nhiệt MGS-25HP(H) lưu lượng thu được trong 1 h = 2 x 2050 A00 lít.Tổng lưu lượng = 4100 lít > 3611,43 lít ( Thỏa mãn điều kiện )
Bảng 4 Thông số kỹ thuật của một số thiết bị bơm nhiệt
T ÍNH CHỌN BÌNH LƯU TRỮ NƯỚC NÓNG ( BỒN BẢO ÔN )
Nhu cầu sử dụng 3611,43 l/h = 1,003 kg/s ở 55 ℃
Dựa vào công thức hệ số hoà trộn: 40 55−15 −15 , , 4 4 = 0,62
Lượng nước sử dụng ở 55 ℃ chiếm 70% bể
Lượng nước lưu trữ ( dung tích tối đa của bể chứa) : 5824 0 , 7 , 89 = 8321,27 l
Bảng 5 Thông số bồn bảo ôn
T ÍNH CHỌN BƠM
- Công suất bơm ly tâm:
1000.0 , 75 = 114,76 (W) Với n = 0,75 là hiệu suất bơm
- Công suất động cơ của bơm:
- Ta tiến hành chọn bơm có công suất là 140,52 (W)
- Công suất của bơm: 140,52 W < 200 W Thỏa mãn
- Cột áp làm việc của bơm: = 29,2 m < 30 m Thỏa mãn
Công suất 200W Điện áp 220V/1pha/50Hz
Tổng cột áp hút đẩy tối đa 30m
Nhiệt độ nước tối đa