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 ận Lu n vă KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP n uả Q ịk tr in THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ VÀ CẤP h THOÁT NƯỚC CHO VILLA ALAN HOUSE h an Họ tên sinh viên : NGUYỄN THỊ THU VUI Ngành : CƠNG 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 THỐT NƯỚC CHO VILLA ALAN HOUSE Sinh viên thực hiện: Lu ận NGUYỄN THỊ THU VUI n vă uả Q Khóa luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu n cấp Kỹ sư ngành tr h in ịk Công nghệ kỹ thuật nhiệt h an Giáo viên hướng dẫn: ThS NGUYỄN THANH DŨNG Tháng 10/2016 i TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TPHCM CỘNG HÒA 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 Lu Tên đề tài:“Thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí cấp nước cho Villa ận Alan House” vă Nhiệm vụ giao (ghi rõ nội dung phải thực hiện): n - Phân tích lựa chọn hệ thống phù hợp cho cơng trình uả Q - Tính tốn phụ tải - Tìm hiểu phần mềm VRV IV n - Thiết kế hệ thống tr h Ngày hoàn thành: in Ngày giao: ịk - Tính tốn thiết kế cấp nước cho cơng trình Nội dung hướng dẫn: h an Họ tên người hướng dẫn: ThS NGUYỄN THANH DŨNG Nội dung yêu cầu khóa luận thông 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 Khoa Cơ Khí-Cơng Nghệ tận tình truyền đạt kiến thức năm em học tập Với vốn kiến thức tiếp thu trình học khơng tảng cho q trình nghiên cứu khóa luận mà cịn hành trang để em Lu bước vào đời cách vững tự tin ận Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Bộ môn Nhiệt Lạnh, đặc biệt thầy vă TS.Nguyễn Thanh Hào giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức quý báu n cần thiết cho công việc sau uả Q 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 n Và cuối cùng, em xin chúc quý thầy cô dồi sức khỏe thành công ịk tr nghiệp giảng dạy in Trong trình thực đề tài cịn nhiều thiếu sót, mong nhận đóng h góp ý kiến quý thầy để đề tài hồn thiện Em xin chân thành cảm h an 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 nước phổ biến Luận văn đưa phương pháp tối ưu để tính tốn thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí cấp nước hoàn 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 Lu cấp thoát nước cho Villa Alan House” với nội dung bao gồm chương: ận Chương I: Mở đầu Chương II: Tổng quan vă Chương III: Kết thảo luận n Chương IV: Kết luận kiến nghị n uả Q h in ịk tr h an 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 ận Lu Chương 1 MỞ ĐẦU xi Đặt vấn đề 1.2 Mục đích 1.3 Đối tượng .1 1.4 Nội dung 1.5 Phương pháp n vă 1.1 n uả Q tr Phương pháp thu thập số liệu 1.5.2 Phương pháp xử lý số liệu .2 in Giới hạn – phạm vi h 1.6 ịk 1.5.1 TỔNG QUAN 2.1 h an Chương Tổng quan điều hòa 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 công 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 thơng số tính tốn .8 2.4.1 Chọn thông 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 hồ khơng khí kiểu Water Chiller 10 Lu 2.5.5 ận 2.6 Lựa chọn hệ thống điều hịa khơng khí cho cơng trình 11 Tổng quan hệ thống cấp thoát nước nhà 11 Hệ thống cấp nước nhà 11 vă 2.6.1 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 uả Q Hệ thống thoát nước nhà .12 n 2.6.2 n 2.6.1.1 tr 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 h in Đặc điểm cơng trình .13 Chương 14 h an 2.6.3 ịk 2.6.2.1 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 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 ận Lu 3.2 Điểm gốc hệ số nhiệt SHF 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 không khí qua dàn lạnh 38 n vă 3.3.1 32 32 Q uả .33 n ( Bypass Factor ) 35 h in ịk tr 35 h an 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 Lu Tính tốn lưu lượng nước cấp 50 3.5.2 Thiết kế hệ thống ống nước cấp .52 uả 3.6 Tính tốn chọn bơm nước cấp 54 Q 3.5.3 Tính tốn đường kính ống nước cấp nối với bể chứa 53 n 3.5.2.2 Đường ống nước cấp .52 vă 3.5.2.1 ận 3.5.1 Thiết kế hệ thống cấp nước nóng 56 Tính tốn lưu lượng nước nóng sử dụng tức thời 56 3.6.2 Thiết kế đường kính ống cấp nước nóng 56 ịk tr Thiết kế hệ thống nước thải 57 in 3.7 n 3.6.1 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 h 3.7.1 60 h an Chương 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 Ý nghĩa ĐHKK Điều hòa khơng khí N Ngồi 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 ận Lu Chữ viết tắt "Fan coil unit" dàn lạnh hệ thống lạnh AHU vă 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 thông tầng "AIR handling unit" dàn lạnh hệ thống lạnh n n uả Q h in ịk tr h an 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 ận Lu 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 n vă n uả Q h in ịk tr h an 70 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Lu 4.1 Kết luận ận Sau trình thực đồ án tốt nghiệp em rút kết luận sau: để tiến hành n sau: vă thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí cấp nước ta phải thực bước uả Q  Bước 1: Tìm hiểu đặc điểm cơng trình, từ xác định u cầu điều hịa, lựa chọn thơng số tính tốn nhà n  Bước 2: Lập sơ đồ cân nhiệt, tính tốn nhiệt thừa, suất lạnh ịk tr lưu lượng gió cấp cho phịng in  Bước 3: Chọn máy từ thơng số tính tốn chọn dàn lạnh VRV, h chọn dàn nóng, số thiết bị phụ kiện … chọn quạt … h an  Bước 4: Tính tốn thiết kế hệ thống cấp gió tươi: lưu lượng gió, tổn thất,  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 Lu cố sửa chữa ận n vă n uả Q h in ịk tr h an 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 thông gió điều hịa khơng khí NXB Đại học Quốc Gia TP.Hồ Chí Minh Lu [4] Nguyễn Thanh Hào Thiết kế hệ thống cấp nước cơng trình NXB Đại ận học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh [5] Nguyễn Đức Lợi Thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí VRV NXB Giáo dục n vă Việt Nam, 2010 Q [6] TCVN 5687 : 2010 Thơng gió – Điều hịa khơng khí – Tiêu chuẩn thiết kế uả [7] TCVN 9359 : 2012 Nền nhà chống nồm – Thiết kế thi công n [8] https://pinsolar.net/bang-ke-cong-suat-tieu-thu-thiet-bi-dien-gia-dung h in ịk tr [9] Catalog VRV IV Daikin h an 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 dòng sản phẩm VRV IV với ưu điểm vượt bật đáp ứng quy mơ cơng trình đồng thời Lu nâng cao khả tiết kiệm điện năng, tiện nghi dễ dàng lắp đặt ận Hệ thống VRV IV mở rộng dãy sản phẩm với kiểu kết nối lên đến 60 Hp, đặc vă trưng tính tiết kiệm điện sản phẩm có hệ số COP cao cơng nghệ n tiên tiến Hệ thống dễ dàng lắp đặt thiết kế gọn nhẹ tiện nghi đặt trưng độ uả Q 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 n tiến phần mềm trước ta xuất sơ đồ nguyên lý file autocad tr ịk Sau tính tốn tải lạnh, lựa chọn dàn lạnh đặt khơng gian điều in hịa thiết kế hệ thống gas việc chạy chương trình VRV IV h giúp ta xác định kích thước đường ống gas theo ý đồ thiết kế h an Dưới bước sử dụng phần mềm VRV IV : 74 ận Lu n vă uả Q n Hình A.1 - Giao diện sau khởi động VRV IV tr ịk Hình A.1 giao diện mặc định VRV IV sau khởi động Trước tiên cần in phải khai báo thông tin dự án vào cửa sổ bên giao diện.Tùy theo chúng h ta mục (Tab) mà phần mềm cung cấp cho ta kiểu giao diện Outdoor Units hình A.1.Trong đó: h an khác Phải khai báo đầy đủ xác mục Indoor Units 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 ận Lu n vă uả Q n Hình A.2 - Thư viện dàn lạnh h in ịk tr h an Hình A.3 - Lựa chọn loại dàn lạnh 76 ận Lu n vă uả Q n Hình A.4 - Lựa chọn model dàn lạnh tr Trong hình A.3 A.4 thể model dàn lạnh Có loại dàn lạnh : ịk Dàn lạnh loại âm trần, loại treo trần ( dương trần, áp trần ), dạng treo tường dạng - FX : Kí hiệu dàn lạnh VRV - M : Kiểu dàn lạnh : C : Giấu trần cassette hai hướng thổi h an Ví dụ FXMQ25PVE: h in đặt sàn 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 63 71 80 100 125 200 250 28,8 ận Lu - 50 240 V, 50 Hz ; 220 V, 60 Hz V1 : pha 220 240 V, 50Hz n vă VE : pha 220 n uả Q h in ịk tr h an Hình A.5 - Nhập dàn lạnh vào hệ thống 78 ận Lu n vă uả Q n Hình A.6 - Thư viện dàn nóng h in ịk tr h an 79 Hình A.7 - Lựa chọn dàn nóng ận Lu n vă n uả Q h in ịk tr Hình A.8 - Kết nối dàn nóng với dàn lạnh h an 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 Lu RXY : Hai chiều nóng lạnh ận REY : Thu hồi nhiệt Q : Môi chất R410A - 14 : Cơng suất dàn nóng (14HP) - T : Loại COP cao - Y1: Ký hiệu nguồn điện n vă - h in ịk tr YL : pha 380V, 60Hz n uả Q Y1 : pha 380-415V, 50Hz h an 81 Hình A.10 - Sơ đồ đường ống gas ận Lu n vă n uả Q h in ịk tr Hình A.11 - Sơ đồ điện h an 82 Hình A.12 - Điều khiển trung tâm ận Lu n vă n uả Q B Lắp đặt dàn lạnh in ịk tr Hình A.13 - Xuất kết Ta chọn dàn lạnh VRV hãng Daikin nên việc lắp đặt phải tuân thủ quy tắc h h an 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 nước ngưng C Nền móng đặt máy cần đủ vững để chịu trọng lượng máy Nền Lu - Ngun tắc bố trí dàn nóng Khơng gian xung quanh máy phải đủ rộng cho việc lắp đặt đường ống gas, vă - ận móng cần phải phẳng để chống rung ồn từ máy phát Dàn nóng khơng lắp gần nơi xảy hỏa hoạn vị trí rị rỉ khí uả dễ cháy Q - n đường điện cơng tác bảo trì, bảo dưỡng 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 n - in Cần đảm bảo cửa hút gió xả gió dàn ngưng khơng hướng diện h - ịk tr hưởng đến người h an 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