TỔNG QUAN
Tổng quan công trình, lựa chọn hệ thống điều hòa
Công trình cần được thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió là một Phòng hội thảo nằm tại thành phố Hà Nội Công trình Phòng hội thảo có tầm quan trọng đặc biệt với các khu vực hành chính, là nơi tổ chức các buổi hội thảo, địa điểm giao lưu và tọa đàm giữa các cá nhân và tổ chức, vì vậy lượng người tham gia lớn đòi hỏi trong một diện tích vừa phải đòi hỏi việc điều hòa và thông gió cần đảm bảo tiện nghi.
Hà Nôi là thủ đô của nước ta, là trung tâm chính trị kinh tế văn hóa lớn nhất của cả nước, nằm ở tọa độ: 210 05 vĩ tuyến Bắc, 1050 87 kinh tuyến Đông, trong vùng tam giác châu thổ sông Hồng, đất đai mầu mỡ, trù phú được che chắn ở phía Bắc - Đông Bắc bởi dải núi Tam Đảo và ở phía Tây - Tây Nam bởi dãy núi
Ba Vì - Tản Viên, khoảng cách là 50km.
Khí hậu Hà Nội tiêu biểu cho vùng Bắc Bộ với đặc điểm của khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm, mùa hè nóng, mưa nhiều và mùa đông lạnh, ít mưa Mùa nóng kéo dài từ tháng 5 tới tháng 9, kèm theo mưa nhiều, nhiệt độ trung bình 28,1 °C
Từ tháng 11 tới tháng 3 năm sau là khí hậu của mùa đông với nhiệt độ trung bình 18,6 °C Cùng với hai thời kỳ chuyển tiếp vào tháng 4 và tháng 10, thành phố có đủ bốn mùa xuân, hạ, thu và đông.
1.1.2 Bố trí công năng công trình
Công trình cần thiết kế và thi công nằm tại tầng 1 – Trung tâm hội thảo, bao gồm 3 phòng hội thảo, 1 phòng làm việc và phòng quản lý
Khu vực dưới mặt sàn 1 là tầng hầm, khu vực để xe cho các nhân viên và khách mời tham dự hội thảo Vậy nên dưới sàn tầng 1 là khu vực không có điều hòa.
Khu vực trên tầng 1 là tầng 2 – Khu vực tổ hợp văn phòng dành cho các đơn vị hành chính Vậy nên trên tầng 1 là khu vực có điều hòa.
Bảng 1-1 Các thông số cơ bản về diện tích, chiều cao, số người trong phòng
Tên phòng Diện tích (m ) 2 Chiều cao (m) Số người
(Phòng hội thảo trung bình) 230 3.6 180
(Phòng hội thảo trung bình)
Khu trưng bày sản phẩm 320 3.6 180
Phòng quản lý và làm việc 105 3.6 10
Lựa chọn các thông số tính toán
1.2.1 Chọn các thông số thiết kế trong công trình
Theo yêu cầu tiện nghi có thể chọn theo trong tài liệu [3] Các thông số vi khí hậu thích ứng với các trạng thái lao động khác nhau của con người được giới thiệu trong tài liệu [3]:
Theo trong tài liệu [3], các thông số vi khí hậu thích ứng với các trạng thái lao động khác nhau của con người được giới thiệu trong phụ lục A (trang 47), trong đó t là nhiệt độ, φ là độ ẩm tương đối và ω là tốc độ của không khí trong phòng. Đối với khu vực phòng hội thảo (lao động vừa), nhiệt độ không khí t =T1 22
0C, độ ẩm không khí T1 = 60%, tốc độ gió ω = 1.5 m/s Tra đồ thị t-d ta được dT1 = 0,0099g/kg. Đối với khu vực phóng làm viêc (lao động nhẹ), nhiệt độ không khí t = T3 23
0C, Độ ẩm không khí T3 = 60%, tốc độ gió ω = m/s Tra đồ thị t-d ta được d 1 T3
= 0,01053 g/kg. Đối với khu vực hành lang (lao động nhẹ ), nhiệt độ không khí t =T1 25 0 C, độ ẩm không khí T1 = 65%, tốc độ gió ω = m/s Tra đồ thị t-d ta được d = 1 T1
1.2.2 Chọn các thông số thiết kế ngoài công trình
Hệ thống điều hòa không khí cần thiết kế ở đây là hệ thống điều hòa không khí tiện nghi Địa điểm công trình tại Hà Nội
Với mục đích sử dụng của công trình cũng như yêu cầu điều hòa không khí là tiện nghi ta lựa chọn thiết kế hệ thống điều hòa không khí cấp 3, tức là hệ thống phải duy trì được các thông số trong nhà ở phạm vi sai lệch không quá 400h một năm Với công trình này ta chọn số giờ chênh lệch không đảm bảo nhiệt độ là: 400 h/năm và tính cho mùa hè.XBảng 1
-2 Các thông số thiết kế trong nhà và ngoài trời Điểm t, C o , % Vận tốc gió ω , m/s d, g/kg
1.2.3 Tiêu chuẩn gió tươi và thông gió
Dựa trên các số liệu phụ lục F, phụ lục G của tài liệu [3] ta có:XBảng 1
-3 Bảng thông số gió tươi tính toán các khu vực
Khu vực Lượng không khí tươi cần cấp,
Lựa chọn phương án thiết kế
Khu vực phòng hội thảo có diện tích khá rộng, vì vậy việc lựa chọn quá nhiều máy lạnh lắp đặt trong phòng sẽ gây bất tiện mỗi khi cần sửa chữa hay bảo trì Phương án tối ưu ở đây là sử dụng hệ thống AHU (Air Handling Unit) và FCU (Fan Coil Unit) cho các khu vực phù hợp:
- AHU được sử dụng để cấp gió và hồi gió cho khu vực 3 phòng hội trường chính
- AHU và FCU sẽ được nhận chất tải lạnh từ Water Chiller đặt tại phóng kỹ thuật Chiller được giải nhiệt bằng tháp giải nhiệt nước đặt tại khu vực bên ngoài ở phía sau công trình.
TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM
Đại cương
Phương pháp tính tải lạnh Carrier chỉ khác phương pháp truyền thống ở cách xác định năng suất lạnh Q mùa hè và năng suất lạnh mùa đông bằng cách o tính riêng tổng nhiệt hiện thừa Q và nhiệt ẩn thừa Q của mọi nguồn nhiệt tỏa vàht at thẩm thấu tác động vào phòng điều hòa:
Tính nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa (Tính ví dụ cho Phòng Hội thảo 1).9
2.2.1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q 11
Bức xạ mặt trời cực đại vào 8 đến 9 giờ ở hướng Đông và 4 đến 5 giờ chiều ở hướng Tây Các cửa kính hướng Bắc hay hướng Nam thì bức xạ sẽ hạn chế hơn Khi các cửa có rèm che, chớp, ô văng để che nắng thì rõ ràng bức xạ vào phòng sẽ giảm đáng kể Tuy nhiên, bức xạ qua kính là rất phức tạp, không đồng thời và khó xác định một cách chính xác Biểu thức sau đây chỉ để xác định gần đúng theo kính nghiệm nhiệt bức xạ qua kính:
PT 2.2 nt – hệ số tác dụng tức thời
– bức xạ tức thời qua kính vào phòng.
F – diện tích bề mặt kính cửa có khung thép, nếu là khung gỗ lấy bằng 0,85F, m 2
RT – nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào trong phòng, W/ m 2 c– hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển, được tính theo công thức:
H – độ cao so với mặt nước biển ds– hệ số kể đến ảnh hưởng của độ chênh giữa nhiệt độ đọng sương của không khí quan sát được so với nhiệt độ đọng sương của không khí ở trên mặt nước biển là 20 C, được xác định theo công thức: o
PT 2.5 mm – hệ số ảnh hưởng của mây mù, trời quang mm =1, trời mây mù mm =0,85 kh – hệ số ảnh hưởng của khung, khung gỗ lấy kh =1, khung kim loại kh =1,17 m – hệ số kính, phụ thuộc màu sắc và kiểu loại kính khác với kính cơ bản. r – hệ số mặt trời, kể đến ảnh hưởng của kính cơ bản khi có màn che bên trong kính, khi không có màn che r =1 Nếu khác kính cơ bản thì tính:
Từ các công thức tính toán ở trên ta có thể áp dụng để tính nhiệt bức xạ qua cửa kính ở phòng hội thảo với các thông số sau đây:
- Hà Nội thuộc vĩ độ 21.
- Tra bảng 4.2 tài liệu [1] ta được RTmax,N = 470 W/m , R2 = 82 W/m ,
RTmax,Đ = 505 W/m , R 2 Tmax,T = 505 W/m 2 vào những ngày nóng nhất trong các tháng mùa hè.
- Hiệu chỉnh về chiều cao c : Hà Nội có độ cao trung bình so với mực nước biển là 15 mét:
- Hiệu chỉnh nhiệt độ đọng sương: ta có nhiệt độ đọng sương tra theo các điều kiện ở chương 1 là 25 C o
- Xét điều kiện trời không mây: mm =1
- Khung bằng kim loại: kh =1,17
- Do không có màn che nên:
- Tra bảng 4.3 ở tài liệu [1] với kính trong, phẳng dày 6mm ta được: m 0,94
Tra bảng 4.7 ở tài liệu [1] với g 0 kg/m sàn, tại hướng Nam hệ số tức s 2 thời lớn nhất n = 0,82 và hướng Bắc hệ số tức thời lớn nhất n = 0,98 t t
Cụ thể, ta tính toán với Phòng hội thảo loại 1 như sau:
- Phòng hội thảo loại 1 có 3 cửa kính với kích thước 3x1.4 mxm => Fkính ,6 m 2
- Cửa kính đối diện với hướng nam , tra bảng 4.2 tài liệu [1] ta được
- Tra bảng 4.7 ở tài liệu [1] với g 0 kg/m sàn, tại hướng Nam hệ số s 2 tức thời lớn nhất n = 0,82t
Ta có kết quả tính cho các phòng tương tự như bảng sau:
Bảng 2-4 Nhiệt hiện bức xạ qua kính
2.2.2 Nhiệt hiện truyền qua mái Q 21
Vì phía trên của tầng 1 là tầng 2 – khu vực văn phóng làm việc (là khu vực có điều hòa), khi đó = 0 và Q = 0.21
2.2.3 Nhiệt hiện truyền qua vách Q 22
Nhiệt truyền qua vách cũng gồm 2 thành phần:
- Do chênh lệch giữa nhiệt độ trong nhà và ngoài trời.
- Do bức xạ từ mặt trời vào vách tuy nhiên phần nhiệt này được coi bằng không khi tính toán.
Nhiệt truyền qua vách cũng được tính toán bằng công thức quen thuộc:
- Q là nhiệt truyền qua tường 221
- Q là nhiệt truyền qua cửa ra vào 222
- Q là nhiệt truyền qua cửa sổ 223
- k là hệ số truyền nhiệt của các loại vách: tường, cửa,… i
- ∆ti là hiệu nhiệt độ trong và ngoài kết cấu bao che, K Đối với tường và cửa kính phòng điều hòa tiếp xúc trực tiếp với ngoài trời thì: ∆t = t ti N T
Vách tiếp xúc trực tiếp giữa 2 không gian phòng điều hòa và giữa hành lang với phòng điều hòa chọn: ∆t = 0 K1i
Hệ số truyền nhiệt của tường được xác định theo công thức: i
- K là hệ số truyền nhiệt.
- 1 là hệ số tỏa nhiệt bên ngoài khi tường tiếp xúc với không khí ngoài trời Lấy 1 = 20 W/m K theo tài liệu [1] 2
- 2 là hệ số tỏa nhiệt bên trong phòng 2 W/m K theo tài liệu [1] 2
- i là độ dày lớp thứ i, m.
- i là hệ số dẫn nhiệt của lớp thứ I, W/mK.
2.2.3.2 Nhiệt truyền qua cửa ra vào
- Q là nhiệt truyền qua cửa ra vào, W
- k là hệ số truyền nhiệt qua cửa, W/m K 2
- F diện tích cửa ra vào, m 2
- t hiệu chênh lệch nhiệt độ ngoài trời và trong nhà, K
2.2.3.3 Nhiệt truyền qua kính cửa sổ
- Q là nhiệt truyền qua cửa ra sổ, W
- K là hệ số truyền nhiệt qua cửa sổ, W/m K 2
- t hiệu chênh lệch nhiệt độ ngoài trời và trong nhà, K
Từ những công thức trên ta có thể áp dụng tính toán lượng nhiệt truyền qua vách đối với những thông số sau đây:
Diện tích mỗi cửa gỗ ra vào: F = 3,75 mc 2
Diện tích mỗi cửa sổ kính: F = 4,2 mk 2
Tra bảng 4.11 tài liệu [1] ta tìm được hệ số dẫn nhiệt như sau:
Gạch rỗng xây với vữa nhẹ t = 220mm t = 0,58 (W/mK).
2 lớp vữa ximang và vữa trai ximang mỗi lớp v %mm v = 0,93 (W/mK). Tra bảng 4.12 tài liệu [1] ta có hệ số truyền nhiệt của cửa ra vào gỗ độ dày 40mm k = 2,23 W/m Kc 2
Tra bảng 4.13 tài liệu [1] ta có hệ số truyền nhiệt của cửa sổ kính 2 lớp dày 20mm: k = 2,89 W/m Kk 2
- Đối với phòng hội thảo loại 1, vách tiếp xúc trực tiếp giữa 2 không gian phòng điều hòa và giữa hành lang với phòng điều hòa chọn: ∆t = 0 K1 i nên ta coi nhiệt truyền qua các vách này coi như không có Xét mặt tường tiếp xúc với có 3 cửa sổ làm bằng kính diện tích là 12,6m => ta 2 dễ dàng tính được Ft0,6 m , từ các thông số đã có, ta tính được Q22 2 của phòng hội thảo loại 1 như sau :
Tính tương tự các phòng còn lại ta có bảng sau:
Bảng 2-5 Nhiệt truyền qua vách Q 22
NHIỆT HIỆN TRUYỀN QUA VÁCH Q22
STT Tên phòng Ft Fc Fk k tường k cửa k kính Q22 m2 m2 m2 W/m2K W/m2K W/m2K W
2.2.4 Nhiệt hiện truyền qua nền Q 23
Nhiệt truyền qua nền cũng được tính toán theo công thức:
Hình 3-4 Sơ đồ tuần hoàn không khí cấp 1 cho phòng hội thảo loại 1
CHƯƠNG 4 TÍNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU
4.1 Giới thiệu và lựa chọn hệ thống điều hòa không khí
Hiện nay, trên thế giới cũng như tại Việt Nam, có rất nhiều phương án điều hòa không khí có thể áp dụng đối với mọi loại công trình Các phương án này đều có những ưu, nhược điểm và thích hợp đối với mỗi loại công trình khác nhau Với công suất của công trình, thì có các phương án lựa chọn sau: a Phương án điều hòa không khí trung tâm tải lạnh bằng nước (Chiller)
Là hệ thống điều hoà không khí gián tiếp, sử dụng máy làm lạnh nước (Water Chiller) và các dàn làm lạnh không khí bằng nước lạnh FCU (Fan coil unit) hoặc AHU (Air Handling Unit), khô hoặc ướt (dàn ống xoắn hoặc dàn phun, đôi khi còn gọi hệ kín và hệ hở), thiết bị ngưng tụ giải nhiệt nước hoặc gió Hệ thống ống dẫn nước lạnh có thể là loại hai ống, hệ hồi ngược, hệ ba ống hoặc hệ bốn ống. Ưu điểm:
- Thích hợp với các công trình công suất lớn, có hệ số sử dụng đồng thời lớn, mặt bằng cần điều hoà rộng;
- Đảm bảo được tất cả các thông số về nhiệt độ, độ ẩm, khí sạch;
- Hệ thống hoạt động rất ổn định, gần như không xảy ra các hiện tượng rò rỉ gas, gây ô nhiễm môi trường.
- Hệ thống lớn tương đối cồng kềnh, cần khoảng không gian trên trần giả nhiều để đi ống.
- Vì dùng nước làm chất tải lạnh nên về mặt nhiệt động, tổn thất exergy lớn hơn
- Vấn đề cách nhiệt đường ống nước lạnh và cả khay nước ngưng khá phức tạp, đặc biệt do đọng ẩm vì độ ẩm ở Việt Nam quá cao.
- Lắp đặt khó khăn, đòi hỏi công nhân vận hành lành nghề, cần định kỳ sửa chữa bảo dưỡng máy lạnh và các dàn AHU, FCU.
- Đặc biệt đối với các tòa nhà văn phòng có hệ số làm việc đồng thời thấp, nhu cầu sử dụng từng phòng khác nhau, việc vận hành phải đơn giản (người làm việc trong phòng tự vận hành theo nhu cầu) thì hệ thống điều hòa chiller này khó có thể đáp ứng được và hiệu quả kinh tế sẽ thấp. b Phương án điều hòa trung tâm thông minh VRV/VRF Điều hoà biến tần VRV/VRF là loại một dàn nóng kết hợp với nhiều dàn lạnh bằng một cặp ống đồng, được điều khiển bằng biến tần cho phép kết nối tới 60 dàn lạnh khác nhau về công suất và chủng loại như: cassette, âm trần, áp trần, treo tường, đặt sàn đáp ứng được mọi yêu cầu về nội thất của toà nhà Hệ thống tuyến tính sử dụng hệ thống điều khiển để gia tăng sự điều chỉnh nhờ máy nén biến tần nhằm đưa ra các bước điều chỉnh công suất xuống nhỏ nhất và cung cấp sự điều chỉnh chính xác trong cả khu vực lớn nhỏ Do vậy, có thể điều khiển riêng rẽ tới 60 dàn lạnh với tỷ lệ lên tới 130% so với công suất của dàn nóng Nhờ vào công nghệ biến tần, điều hoà VRV/VRF cho phép điều chỉnh năng suất lạnh tới 65 bước Vì vậy, điện năng tiêu thụ có thể giảm tỷ lệ với năng xuất lạnh giúp cho điện năng tiêu thụ ở mức tối thiểu nhất. Ưu điểm:
- Điều khiển riêng biệt, hệ thống điều khiển đa dạng, tiên tiến, đơn giản đã có kết nối BMS cấp cao.
- Tiết kiệm năng lượng và không gian lắp đặt, khả năng điều chỉnh rộng và linh hoạt, thích hợp với các công trình có hệ số sử dụng đồng thời nhỏ.
- Dễ sử dụng, độ tin cậy cao
- Thi công lắp đặt, vận hành đơn giản, thời gian lắp đặt ngắn.
- Khoảng cách giữa dàn nóng và dàn lạnh lớn (150m)
- Có chức năng tự chẩn đoán giúp công việc kiểm tra và phát hiện các sự cố nhanh chóng và chính xác.
- Không thích hợp với công trình có không gian điều hoà quá lớn.
- Chi phí mua sắm thiết bị rất cao;
- Chi phí thi công, lắp đặt cao; chi phí cho đường ống gas, gas bổ sung lớn.
- Do chung một hệ thống nên khi xảy ra sự cố sẽ ảnh hưởng đến cả hệ thống. c Phương án điều hòa cục bộ Điều hòa cục bộ là các loại máy điều hoà nhỏ năng suất lạnh nhỏ, có dàn bay hơi làm lạnh không khí trực tiếp và dàn ngưng tụ giải nhiệt gió kiểu một cụm hoặc tách (hai hoặc nhiều cụm), một chiều hoặc hai chiều nóng lạnh Đây là các loại máy nhỏ, hoạt động hoàn toàn tự động, lắp đặt, vận hành, bảo trì, bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng, tuổi thọ trung bình, độ tin cậy lớn, giá thành rẻ, rất thích hợp với các phòng và căn hộ nhỏ, tiền điện thanh toán riêng biệt. Ưu điểm:
- Điều khiển riêng biệt, hệ thống điều khiển đa dạng, tiên tiến, đơn giản phù hợp với nhu cầu riêng rẽ.
- Tiết kiệm năng lượng và không gian lắp đặt, khả năng điều chỉnh rộng và linh hoạt, thích hợp với các công trình có hệ số sử dụng đồng thời nhỏ.
- Dễ sử dụng, độ tin cậy cao
- Thi công lắp đặt, vận hành đơn giản, thời gian lắp đặt ngắn.
- Có chức năng tự chẩn đoán giúp công việc kiểm tra và phát hiện các sự cố cơ bản một cách nhanh chóng và chính xác.
- Chi phí đầu tư thấp.
- Không thích hợp với công trình có không gian điều hoà quá lớn, đòi hỏi công suất lạnh lớn như hội trường, phân xưởng, nhà hàng, tòa nhà cao tầng, khách sạn.
- Khó bố trí trong kiến trúc do vị trí dàn nóng yêu cầu diện tích nhiều, gây ảnh hưởng kiến trúc chung của tòa nhà, khu vực.
- Không có hệ thống quản lý điều khiển tập trung, hệ thống giám sát kết nối với tòa nhà.
- Không tiết kiệm năng lượng khi vận hành trong tòa nhà có hệ số hoạt động đồng thời thấp.
4.1.2 Lựa chọn hệ thống cho công trình
Do công trình bao gồm các phóng hội thảo, khu văn phóng, triển lãm,… chủ yếu làm việc trong giờ hành chính nên hệ số hoạt động đồng thời cao, mặt bằng điều hòa rộng, yêu cầu hệ thống ổn định, làm việc lâu dài nên em sẽ chọn phương án sau:
- Sử dụng cụm Watter chiller giải nhiệt nước , kết hợp sử dụng các indoor unit là AHU cho các loại phòng hội thảo , khu trưng bày
4.2 Tính chọn thiết bị và hiệu chỉnh năng suất lạnh
4.2.1 Tính chọn máy lạnh làm lạnh giải nhiệt nước Water Chiller
Năng suất lạnh tiêu chuẩn của Water Chiller xác định theo:
- Nhiệt độ nước lạnh vào bình bay hơi t = 7 C (ra t = 1212 o
- Nhiệt độ nước giải nhiệt ra được xác định theo nhiệt độ môi trường tại thành phố Hà Nội :
Nhiệt độ nước giải nhiệt vào: t = t + 3 = 27,7 +3 = 30,7 Cw1 ư o
Nhiệt độ nước giải nhiệt ra: t = t +5 = 30,7 + 5 = 35,7 Cw2 w1 o
Với điều kiện nhiệt độ nước giải nhiệt vào t = 30,7 C và nhiệt độ nước lạnh ra w1 o khỏi bình bay hơi t = 7 C, nên ta lấy Dựa theo catalog Water Chiller Model 12 o
RTWD của hãng Trane, ta lựa chọn 2 máy Water Chiller với Unit Size 90 với công suất lạnh là 366.5 kW.
Hình 4-5 Bảng thông số chế độ làm việc của Water Chiller Trane RWTD unit size 60
4.2.2 Tính chọn Giải nhiệt cho Water Chiller Để giải nhiệt cho Water Chiller, với công trình này chúng ta có thể nhân nhắc một trong các phương án sau:
Phương án 1: Sử dụng hồ nước để giải nhiệt cho Water Chiller
Hồ nước vừa có tác dụng làm tô điểm cho khung cảnh của không gian bên ngoài khu vực hội thảo, vừa được sử dụng để giải nhiệt cho Chiller, giúp tối ưu hóa không gian Bên cạnh đó, trên hồ nước được lắp những vòi phun vừa có tác dụng tạo ra những buổi nhạc nước đẹp mắt, vừa có tác dụng tăng cường trao đổi nhiệt giữa nước và không khí.
Tuy nhiên, phương án này còn khá mới, và chưa được nhiều nơi áp dụng. Phương án 2: Sử dụng tháp giải nhiệt nước Ưu điểm:
- Thích hợp với những công trình lớn
- Phải có không gian rộng để lắp tháp giải nhiệt, đầu tư hệ thống đường ống, bơm…
THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
Thành lập sơ đồ tuần hoàn không khí cấp 1
4.1 Giới thiệu và lựa chọn hệ thống điều hòa không khí
Hiện nay, trên thế giới cũng như tại Việt Nam, có rất nhiều phương án điều hòa không khí có thể áp dụng đối với mọi loại công trình Các phương án này đều có những ưu, nhược điểm và thích hợp đối với mỗi loại công trình khác nhau Với công suất của công trình, thì có các phương án lựa chọn sau: a Phương án điều hòa không khí trung tâm tải lạnh bằng nước (Chiller)
Là hệ thống điều hoà không khí gián tiếp, sử dụng máy làm lạnh nước (Water Chiller) và các dàn làm lạnh không khí bằng nước lạnh FCU (Fan coil unit) hoặc AHU (Air Handling Unit), khô hoặc ướt (dàn ống xoắn hoặc dàn phun, đôi khi còn gọi hệ kín và hệ hở), thiết bị ngưng tụ giải nhiệt nước hoặc gió Hệ thống ống dẫn nước lạnh có thể là loại hai ống, hệ hồi ngược, hệ ba ống hoặc hệ bốn ống. Ưu điểm:
- Thích hợp với các công trình công suất lớn, có hệ số sử dụng đồng thời lớn, mặt bằng cần điều hoà rộng;
- Đảm bảo được tất cả các thông số về nhiệt độ, độ ẩm, khí sạch;
- Hệ thống hoạt động rất ổn định, gần như không xảy ra các hiện tượng rò rỉ gas, gây ô nhiễm môi trường.
- Hệ thống lớn tương đối cồng kềnh, cần khoảng không gian trên trần giả nhiều để đi ống.
- Vì dùng nước làm chất tải lạnh nên về mặt nhiệt động, tổn thất exergy lớn hơn
- Vấn đề cách nhiệt đường ống nước lạnh và cả khay nước ngưng khá phức tạp, đặc biệt do đọng ẩm vì độ ẩm ở Việt Nam quá cao.
- Lắp đặt khó khăn, đòi hỏi công nhân vận hành lành nghề, cần định kỳ sửa chữa bảo dưỡng máy lạnh và các dàn AHU, FCU.
- Đặc biệt đối với các tòa nhà văn phòng có hệ số làm việc đồng thời thấp, nhu cầu sử dụng từng phòng khác nhau, việc vận hành phải đơn giản (người làm việc trong phòng tự vận hành theo nhu cầu) thì hệ thống điều hòa chiller này khó có thể đáp ứng được và hiệu quả kinh tế sẽ thấp. b Phương án điều hòa trung tâm thông minh VRV/VRF Điều hoà biến tần VRV/VRF là loại một dàn nóng kết hợp với nhiều dàn lạnh bằng một cặp ống đồng, được điều khiển bằng biến tần cho phép kết nối tới 60 dàn lạnh khác nhau về công suất và chủng loại như: cassette, âm trần, áp trần, treo tường, đặt sàn đáp ứng được mọi yêu cầu về nội thất của toà nhà Hệ thống tuyến tính sử dụng hệ thống điều khiển để gia tăng sự điều chỉnh nhờ máy nén biến tần nhằm đưa ra các bước điều chỉnh công suất xuống nhỏ nhất và cung cấp sự điều chỉnh chính xác trong cả khu vực lớn nhỏ Do vậy, có thể điều khiển
TÍNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
Giới thiệu và lựa chọn hệ thống điều hòa không khí
Hiện nay, trên thế giới cũng như tại Việt Nam, có rất nhiều phương án điều hòa không khí có thể áp dụng đối với mọi loại công trình Các phương án này đều có những ưu, nhược điểm và thích hợp đối với mỗi loại công trình khác nhau Với công suất của công trình, thì có các phương án lựa chọn sau: a Phương án điều hòa không khí trung tâm tải lạnh bằng nước (Chiller)
Là hệ thống điều hoà không khí gián tiếp, sử dụng máy làm lạnh nước (Water Chiller) và các dàn làm lạnh không khí bằng nước lạnh FCU (Fan coil unit) hoặc AHU (Air Handling Unit), khô hoặc ướt (dàn ống xoắn hoặc dàn phun, đôi khi còn gọi hệ kín và hệ hở), thiết bị ngưng tụ giải nhiệt nước hoặc gió Hệ thống ống dẫn nước lạnh có thể là loại hai ống, hệ hồi ngược, hệ ba ống hoặc hệ bốn ống. Ưu điểm:
- Thích hợp với các công trình công suất lớn, có hệ số sử dụng đồng thời lớn, mặt bằng cần điều hoà rộng;
- Đảm bảo được tất cả các thông số về nhiệt độ, độ ẩm, khí sạch;
- Hệ thống hoạt động rất ổn định, gần như không xảy ra các hiện tượng rò rỉ gas, gây ô nhiễm môi trường.
- Hệ thống lớn tương đối cồng kềnh, cần khoảng không gian trên trần giả nhiều để đi ống.
- Vì dùng nước làm chất tải lạnh nên về mặt nhiệt động, tổn thất exergy lớn hơn
- Vấn đề cách nhiệt đường ống nước lạnh và cả khay nước ngưng khá phức tạp, đặc biệt do đọng ẩm vì độ ẩm ở Việt Nam quá cao.
- Lắp đặt khó khăn, đòi hỏi công nhân vận hành lành nghề, cần định kỳ sửa chữa bảo dưỡng máy lạnh và các dàn AHU, FCU.
- Đặc biệt đối với các tòa nhà văn phòng có hệ số làm việc đồng thời thấp, nhu cầu sử dụng từng phòng khác nhau, việc vận hành phải đơn giản (người làm việc trong phòng tự vận hành theo nhu cầu) thì hệ thống điều hòa chiller này khó có thể đáp ứng được và hiệu quả kinh tế sẽ thấp. b Phương án điều hòa trung tâm thông minh VRV/VRF Điều hoà biến tần VRV/VRF là loại một dàn nóng kết hợp với nhiều dàn lạnh bằng một cặp ống đồng, được điều khiển bằng biến tần cho phép kết nối tới 60 dàn lạnh khác nhau về công suất và chủng loại như: cassette, âm trần, áp trần, treo tường, đặt sàn đáp ứng được mọi yêu cầu về nội thất của toà nhà Hệ thống tuyến tính sử dụng hệ thống điều khiển để gia tăng sự điều chỉnh nhờ máy nén biến tần nhằm đưa ra các bước điều chỉnh công suất xuống nhỏ nhất và cung cấp sự điều chỉnh chính xác trong cả khu vực lớn nhỏ Do vậy, có thể điều khiển riêng rẽ tới 60 dàn lạnh với tỷ lệ lên tới 130% so với công suất của dàn nóng Nhờ vào công nghệ biến tần, điều hoà VRV/VRF cho phép điều chỉnh năng suất lạnh tới 65 bước Vì vậy, điện năng tiêu thụ có thể giảm tỷ lệ với năng xuất lạnh giúp cho điện năng tiêu thụ ở mức tối thiểu nhất. Ưu điểm:
- Điều khiển riêng biệt, hệ thống điều khiển đa dạng, tiên tiến, đơn giản đã có kết nối BMS cấp cao.
- Tiết kiệm năng lượng và không gian lắp đặt, khả năng điều chỉnh rộng và linh hoạt, thích hợp với các công trình có hệ số sử dụng đồng thời nhỏ.
- Dễ sử dụng, độ tin cậy cao
- Thi công lắp đặt, vận hành đơn giản, thời gian lắp đặt ngắn.
- Khoảng cách giữa dàn nóng và dàn lạnh lớn (150m)
- Có chức năng tự chẩn đoán giúp công việc kiểm tra và phát hiện các sự cố nhanh chóng và chính xác.
- Không thích hợp với công trình có không gian điều hoà quá lớn.
- Chi phí mua sắm thiết bị rất cao;
- Chi phí thi công, lắp đặt cao; chi phí cho đường ống gas, gas bổ sung lớn.
- Do chung một hệ thống nên khi xảy ra sự cố sẽ ảnh hưởng đến cả hệ thống. c Phương án điều hòa cục bộ Điều hòa cục bộ là các loại máy điều hoà nhỏ năng suất lạnh nhỏ, có dàn bay hơi làm lạnh không khí trực tiếp và dàn ngưng tụ giải nhiệt gió kiểu một cụm hoặc tách (hai hoặc nhiều cụm), một chiều hoặc hai chiều nóng lạnh Đây là các loại máy nhỏ, hoạt động hoàn toàn tự động, lắp đặt, vận hành, bảo trì, bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng, tuổi thọ trung bình, độ tin cậy lớn, giá thành rẻ, rất thích hợp với các phòng và căn hộ nhỏ, tiền điện thanh toán riêng biệt. Ưu điểm:
- Điều khiển riêng biệt, hệ thống điều khiển đa dạng, tiên tiến, đơn giản phù hợp với nhu cầu riêng rẽ.
- Tiết kiệm năng lượng và không gian lắp đặt, khả năng điều chỉnh rộng và linh hoạt, thích hợp với các công trình có hệ số sử dụng đồng thời nhỏ.
- Dễ sử dụng, độ tin cậy cao
- Thi công lắp đặt, vận hành đơn giản, thời gian lắp đặt ngắn.
- Có chức năng tự chẩn đoán giúp công việc kiểm tra và phát hiện các sự cố cơ bản một cách nhanh chóng và chính xác.
- Chi phí đầu tư thấp.
- Không thích hợp với công trình có không gian điều hoà quá lớn, đòi hỏi công suất lạnh lớn như hội trường, phân xưởng, nhà hàng, tòa nhà cao tầng, khách sạn.
- Khó bố trí trong kiến trúc do vị trí dàn nóng yêu cầu diện tích nhiều, gây ảnh hưởng kiến trúc chung của tòa nhà, khu vực.
- Không có hệ thống quản lý điều khiển tập trung, hệ thống giám sát kết nối với tòa nhà.
- Không tiết kiệm năng lượng khi vận hành trong tòa nhà có hệ số hoạt động đồng thời thấp.
4.1.2 Lựa chọn hệ thống cho công trình
Do công trình bao gồm các phóng hội thảo, khu văn phóng, triển lãm,… chủ yếu làm việc trong giờ hành chính nên hệ số hoạt động đồng thời cao, mặt bằng điều hòa rộng, yêu cầu hệ thống ổn định, làm việc lâu dài nên em sẽ chọn phương án sau:
- Sử dụng cụm Watter chiller giải nhiệt nước , kết hợp sử dụng các indoor unit là AHU cho các loại phòng hội thảo , khu trưng bày
Tính chọn thiết bị và hiệu chỉnh năng suất lạnh
4.2.1 Tính chọn máy lạnh làm lạnh giải nhiệt nước Water Chiller
Năng suất lạnh tiêu chuẩn của Water Chiller xác định theo:
- Nhiệt độ nước lạnh vào bình bay hơi t = 7 C (ra t = 1212 o
- Nhiệt độ nước giải nhiệt ra được xác định theo nhiệt độ môi trường tại thành phố Hà Nội :
Nhiệt độ nước giải nhiệt vào: t = t + 3 = 27,7 +3 = 30,7 Cw1 ư o
Nhiệt độ nước giải nhiệt ra: t = t +5 = 30,7 + 5 = 35,7 Cw2 w1 o
Với điều kiện nhiệt độ nước giải nhiệt vào t = 30,7 C và nhiệt độ nước lạnh ra w1 o khỏi bình bay hơi t = 7 C, nên ta lấy Dựa theo catalog Water Chiller Model 12 o
RTWD của hãng Trane, ta lựa chọn 2 máy Water Chiller với Unit Size 90 với công suất lạnh là 366.5 kW.
Hình 4-5 Bảng thông số chế độ làm việc của Water Chiller Trane RWTD unit size 60
4.2.2 Tính chọn Giải nhiệt cho Water Chiller Để giải nhiệt cho Water Chiller, với công trình này chúng ta có thể nhân nhắc một trong các phương án sau:
Phương án 1: Sử dụng hồ nước để giải nhiệt cho Water Chiller
Hồ nước vừa có tác dụng làm tô điểm cho khung cảnh của không gian bên ngoài khu vực hội thảo, vừa được sử dụng để giải nhiệt cho Chiller, giúp tối ưu hóa không gian Bên cạnh đó, trên hồ nước được lắp những vòi phun vừa có tác dụng tạo ra những buổi nhạc nước đẹp mắt, vừa có tác dụng tăng cường trao đổi nhiệt giữa nước và không khí.
Tuy nhiên, phương án này còn khá mới, và chưa được nhiều nơi áp dụng. Phương án 2: Sử dụng tháp giải nhiệt nước Ưu điểm:
- Thích hợp với những công trình lớn
- Phải có không gian rộng để lắp tháp giải nhiệt, đầu tư hệ thống đường ống, bơm…
Do công trình của chúng ta có sẵn không gian lắp đặt rộng rãi ở phía sân vườn, không bị ảnh hưởng nhiều về yếu tố ngoại cảnh, nên vì vậy Dự án sẽ sử dụng phương án tháp giải nhiệt nước cho Water Chiller
Ta lựa chọn 2 tháp giải nhiệt cho 2 Chiller công suất 366.5 kW
Ta có: 366.5 kW = 104 tons lạnh (RT)
Do năng suất lạnh của một máy làm lạnh nước water chiller là 104 TR nên lưu lượng nước tiêu chuẩn của tháp phải là: 104 13 lit/phút = 1352 lít/phút Với nhiệt độ nước giải nhiệt vào (nước ra khỏi tháp):
Nhiệt độ nước giải nhiệt ra (nước vào tháp):
Ta lựa chọn được 2 tháp giải nhiệt LBC100 với lưu lượng mỗi tháp là 807 lít/phút
Hình 4-6 Lựa chọn hiệu chỉnh tháo giải nhiệt theo nhiệt độ ( Catalogue tháp giiar nhiệt của hãng Liangchi )
4.2.3 Tính chọn AHU , dàn lạnh cho các phóng
Việc lựa chọn AHU có nhiều cách khác nhau, chúng ta có thể lựa chọn theo AHU có sẵn, hoặc đặt nhà sản xuất theo yêu cầu thiết kế riêng cho công trình của mình, sau đây là một số cách chọn AHU cho một dự án:
- Lưa chọn AHU hợp khối (Packaged AHU): rất phổ biến trong các tòa nhà nhỏ và trung tâm thương mại, chuyên dùng lắp mái nhà AHU hợp khối bao gồm quạt, giàn nóng lạnh, bộ lọc và cửa gió lắp trong vỏ Thường trong vỏ có máy nén khí điều hòa không khí và thiết bị sưởi ấm bằng gas, cuộn dây sưởi ấm điện hoặc giàn nóng Thiết bị thường phục vụ vùng nhiệt độ duy nhất, nhưng cũng có loại AHU khối lượng không khí biến đổi lớn (VAV) phục vụ nhiều hộp đấu nối (nhiều vùng nhiệt) Do cấu tạo gọn nhẹ và chi phí ban đầu thấp, nên dù AHU hợp khối hiệu suất thấp và yêu cầu bảo trì nhiều, nhưng vẫn sử dụng rộng rãi với hiệu suất và độ tin cậy đang dần được cải thiện Chúng có công suất từ vài nghìn cfm đến hơn 30,000 cfm.
- Lựa chọn Modular AHU: cho phép người dùng lựa chọn các bộ phận riêng rẽ theo các modun nằm trong vỏ có cùng cấu trúc và mặt cắt ngang Người sử dụng có thể lựa chọn loại vỏ, quạt, bộ lọc, giàn nóng lạnh, và phụ kiện theo các lựa chọn khác nhau Modun được lắp ráp tại nhà máy và vận chuyển riêng lẻ, lắp đặt tại chỗ Modun có độ linh hoạt và đáp ứng hầu hết các yêu cầu xử lý không khí.
- Lựa chọn AHU tùy chọn (Custom AHU): theo cấu hình khách hàng yêu cầu Đây là loại có chất lượng cao nhất và thường sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp hoặc cơ quan, nơi yêu cầu lưu lượng cao, kiểm soát nhiệt độ chặt chẽ và môi trường làm việc khắc nghiệt AHU tùy chọn được thiết kế mô phỏng với máy nén không khí, ống gió và khu vực làm việc, thậm chí cả các thiết bị như máy bơm hoặc bộ trao đổi nhiệt Đây là kiểu AHU đắt nhất, loại có độ bền lâu nhất.
4.2.3.1 Tính chọn AHU cho phóng hội thảo loại 1
Với phóng hội thảo loại 1, với nhu cầu công suất lạnh Q = 294.209 KW, lưu pht1 lượng gió thổi vào phòng là 20.182 m /h Năng suất lạnh thực tế còn phụ thuộc 3 và các hệ số hiệu chỉnh
Do nước lạnh vào dàn là 7 C => Nhiệt độ không khí trong phòng là 22 C => O O Vậy năng suất lạnh thực tế Q = 355 KWpht1
Ta lựa chọn đặt hàng thiết kế AHU tùy chọn phù hợp với phóng có các thông số chính như sau:
Bảng 4-20 Thông số của AHU cho Phòng Hội thảo loại 1
Thông số Khối lượng Đơn vị
Cột áp tĩnh ngoài 235 Pa
Năng suất lạnh tổng 355 kW
Năng suất lạnh hiện 125 kW
4.2.3.2 Tính chọn AHU cho 1 Phòng hội thảo loại 2
Với phóng hội thảo loại 2, với nhu cầu công suất lạnh 1 phòng là Q = 115,896 pht2
W, lưu lượng gió thổi vào phóng là 7139 m /h Năng suất lạnh thực tế còn phụ 3 thuộc và các hệ số hiệu chỉnh
Do nước lạnh vào dàn là 7 C => Nhiệt độ không khí trong phòng là 22 C => O O Vậy năng suất lạnh thực tế Q = 140 KWpht2
Ta lựa chọn đặt hàng thiết kế AHU tùy chọn phù hợp với 2 phòng hội thảo loại 2 có các thông số chính như sau:
Bảng 4-21 Thông số của AHU cho Phòng hội thảo loại 2
Thông số Khối lượng Đơn vị
Cột áp tĩnh ngoài 206 Pa
Năng suất lạnh tổng 280 kW
Năng suất lạnh hiện 95.2 kW
4.2.3.3 Tính chọn AHU cho Khu vực trưng bày
Với Khu trưng bày, với nhu cầu công suất lạnh QKTB = 137,474 KW, lưu lượng gió thổi vào phóng là 20.070 m /h Năng suất lạnh thực tế còn phụ thuộc và các 3 hệ số hiệu chỉnh
Do nước lạnh vào dàn là 7 C => Nhiệt độ không khí trong phòng là 22 C => O O Vậy năng suất lạnh thực tế Q = 165 KWtb
Ta lựa chọn đặt hàng thiết kế AHU tùy chọn phù hợp với phóng có các thông số chính như sau:
Bảng 4-22 Thông số của AHU cho khu trưng bày
Thông số Khối lượng Đơn vị
Cột áp tĩnh ngoài 156 Pa
Năng suất lạnh tổng 165 kW
Năng suất lạnh hiện 78 kW
4.2.3.4 Tính chọn AHU cho khu vực hành lang
Với Phòng làm việc, Phòng họp, Phòng quản lý, với nhu cầu công suất lạnh QKHL
= 81,641 KW , lưu lượng gió thổi vào phóng là 10.450m /h Năng suất lạnh thực 3 tế còn phụ thuộc và các hệ số hiệu chỉnh
Do nước lạnh vào dàn là 7 C => Nhiệt độ không khí trong phòng là 25 C => O O Vậy năng suất lạnh thực tế QKHL = 91 KW
Ta lựa chọn đặt hàng thiết kế AHU tùy chọn phù hợp với phóng có các thông số chính như sau
Bảng 4-23 Thông số AHU cho khu vực hành lang
Thông số Khối lượng Đơn vị
Cột áp tĩnh ngoài 211 Pa
Năng suất lạnh tổng 91 kW
Năng suất lạnh hiện 44 kW
4.2.3.5 Tính chọn dàn lạnh cho phòng làm việc
Vì diện tích của phòng làm việc tương đối bé, và thời gian sử dụng của các phòng không phải là đồng thời nên ta chọn các dàn FCU âm trầm nối ống gió cho phòng này
Với phòng làm việc với nhu cầu công suất lạnh QLV = 15.219 KW , lưu lượng gió thổi vào phóng là 2786 m /h Năng suất lạnh thực tế còn phụ thuộc và các hệ số 3 hiệu chỉnh
Do nước lạnh vào dàn là 7 C => Nhiệt độ không khí trong phòng là 23 C => O O Vậy năng suất lạnh thực tế Q = 18.11 KWpht1
Ta lựa chọn 1 dàn FCU cho phòng làm việc mã 42DC-018 với các thông số chi tiết như sau :
Hình 4-7 Bảng thông số FCU cho phòng làm việc
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG NƯỚC
Phương pháp tính toán
Việc tính toán đường ống nước về cơ bản cần :
- Lưu lượng nước trong mỗi nhánh và trong các ống chính.
- Vận tốc của nước chảy trong ống.
- Độ dài của từng đoạn ống.
Việc tính toán thiết kế đường ống nước nhằm xác định kích thước đường kính ống dẫn và xác định trở kháng thuỷ lực của toàn tuyến ống (là tuyến có trở lực lớn nhất, lấy đó làm cơ sở để chọn bơm nước).
Có thể dùng phương pháp hệ số trở kháng hoặc phương pháp đồ thị để xác định tổn thất áp suất.
Lựa chọn hệ thống đường ống
Hiện nay có rất nhiều cách bố trí hệ thống đường ống nước như hệ 2 đường ống, 3 đường ống, 4 đường ống, hệ hồi ngược…Mỗi một cách bố trí đều có những ưu nhược điểm riêng Vì vậy với đặc điểm của công trình ta thấy hệ thống
2 đường ống và hệ hồi ngược là có khả năng ưu việt và tiện dụng nhất.
Hệ hai đường ống: là hệ thống đơn giản nhất, gồm ống góp mắc song song còn các FCU mắc nối tiếp giữa hai ống Vào mùa hè không sưởi ấm, nồi hơi không hoạt động, chỉ có vòng tuần hoàn nước lạnh hoạt động để làm lạnh phòng Nước lạnh bơm qua các FCU để thu nhiệt của không khí trong không gian điều hòa rồi thải ra ngoài qua tháp giải nhiệt Vào mùa đông chỉ có vòng tuần hoàn nước nóng hoạt động, nước nóng được bơm từ nồi hơi để cấp nhiệt cho các dàn FCU để sưởi phòng.
Hệ thống này có ưu điểm là đơn giản, chi phí vật liệu nhỏ, nhưng có nhược điểm lớn là khó cân bằng áp suất bơm giữa các dàn vì nước có xu hướng chỉ đi tắt qua các dàn đặt gần Do đó, cần đặt van điều chỉnh để cân bằng áp suất, chia đều nước cho các dàn.
Hệ hồi ngược là hệ thống được cải tiến từ hệ 2 đường ống, ở đây bố trí thêm một ống hồi ngược nên đảm bảo cân bằng áp suất tự nhiên trong toàn bộ các dàn vì tổng chiều dài đường ống qua các dàn là bằng nhau Tuy nhiên nhược điểm của hệ thống này là tốn thêm đường ống, giá thành cao hơn.
Với các phân tích trên, em chọn hệ thống 2 đường ống để thiết kế.
Tính toán đường kính ống
Hệ thống đường ống nước chiller thường là ống thép đen, tuy nhiên ống nhựa PPR cũng đang được sử dụng để thay thế cho ống thép đen Ở đây, em sử dụng ống thép đen cho đồ án này.
Dựa vào bảng tốc độ nước khuyên dùng bảng 6.4, 6.6 tài liệu (1) kết hợp với phần lưu lượng của thiết bị ta có:
Ví dụ với Đoạn 1 – Zone 1, có lưu lượng là 0,7 l/s, lựa chọn tốc độ trong ống là v
= 1,5 m/s ta tính được tiết diện ống:
Theo catalogue ống thép đen Hòa Phát, chọn kích thước đường ống như sau: Đường kính danh nghĩa
- do Đường kính trong – di
Khối lượng 1 m ống mm - mm mm mm Kg/m
Tính toán tương tự em có bảng sau:
Bảng 4-24 Tính toán đường ống nước chiller tới indoor unit
Tính toán đ ường ốống nướ c l nh ạ
Phòng/ Khu vực Đoạn l/s m/s Đường kính (m) Đường kính danh định (mm)
Bảng 4-25 Tính toán đường ống nước chiller trong phóng máy
Vận tốc Đường kính Đường kính danh định l/s m/s mm mm
Bình ngưng tụ Ống cấp/hồi 26.9 2 0.131 150 Ống góp 53.8 2.5 0.166 200
Bình bay hơi Ống cấp/hồi 25.8 2 0.128 150 Ống góp 51.6 2.5 0.162 200
Bơm cấp Đầu hút bơm 1 25.8 1.5 0.148 150 Đầu hút bơm 2 25.8 1.5 0.148 150 Đầu hút bơm 3 (dự phòng) 25.8 1.5 0.148 150 Ống góp hút 51.6 2 0.181 200 Đầu đẩy bơm 1 25.8 2.5 0.115 125 Đầu đẩy bơm 2 25.8 2.5 0.115 125 Đầu đẩy bơm 3 (dự phòng) 25.8 2.5 0.115 125 Ống góp đẩy 51.6 2 0.181 200
Bơm giải nhiệt Đầu hút bơm 1 15 1.5 0.113 125 Đầu hút bơm 2 15 1.5 0.113 125 Đầu hút bơm 3 (dự phòng) 15 1.5 0.113 125 Ống góp hút 30 2 0.138 150 Đầu đẩy bơm 1 15 1.5 0.113 125 Đầu đẩy bơm 2 15 1.5 0.113 125 Đầu đẩy bơm 3 (dự phòng) 15 1.5 0.113 125 Ống góp đẩy 30 2 0.138 150
Tính toán đường ống bypass chiller
Từ catalogue của chiller ta có lưu lượng nước tối thiểu của máy chiller là 7,1 l/s Như vậy, Lbypass = 7,1 l/s
Chọn tốc độ trong ống bypass là 1,5 m/s, sử dụng công thức ta có:
Từ catalogue ống thép đen Hòa Phát em chọn được ống bypass DN80.
Tính toán tổn thất trên đường ống
Để đơn giản hóa việc tính toán tổn thất áp suất trên đường ống nước, em sử dụng phương pháp đồ thị Mặc dù phương pháp này có sai số do việc người dùng đo, nhiệt độ nước trung bình trong đồ thị là 20 C o
Tổn thất áp suất tổng được tính như sau:
PT 5.1 Trong đó: p – tổn thất áp suất tổng, Pa; pms – tổn thất ma sát đường ống, Pa; pcb – tổn thất áp suất cục bộ, Pa;
Ta chọn đường ống để tính tổn thất là đoạn có chiều dài lớn nhất với tổn thất cục bộ lớn nhất Khi đó, đoạn em chọn sẽ được đánh dấu trong bản vẽ.
Tính ví dụ với đoạn E1-F1 có lưu lượng V = 4,8 l/s, D = 65 mm dựa vào đồ thị i
Hình 6.5 tài liệu (1) trang 231 xác định được pl = 350 Pa/m.
Chiều dài đường ống là L = 12 m, pms = 350.12 = 4200 Pa.
Tổng chiều dài tương đương:
Tổn thất áp suất tổng:
Tính toán tương tự, ta sẽ tính được trở lực lớn nhất trên đường ống
Bảng 4-26 Tính toán trở lực đường ống nước lạnh
Tính toán đường ốống nướ c l nh trênạ Đoạn Lưu lượng Đường kính danh định
Chiều dài ống Vân tốc Cút 90
P l/s mm m m/s Chiếc Chiếc Chiếc Pa
Tổng trở lực trên đường ống nước lạnh: 0,296 bar = 2.96 mH O 2
Tính chọn bơm
Đối với bơm nước lạnh, em sẽ sử dụng bơm biến tần do sử dụng van 2 ngả điều chỉnh được lưu lượng nước cấp cho FCU, AHU khi tải thay đổi liên tục, điều này sẽ tiết kiệm được chi phí năng lượng hơn là dùng van 3 ngả sử dụng bơm không biến tần Còn bơm nước giải nhiệt chiller thì do lưu lượng đi giải nhiệt là không đổi nên không cần thiết phải lắp bơm biến tần, khi đó quạt biến tần sẽ là lựa chọn tối ưu hơn.
Theo catalogue Chiller Trane trên thì với lựa chọn 2 Chiller có tổng lưu lượng nước qua bình ngưng tụ là 58,1 l/s, tổng lưu lượng nước qua bình bay hơi là 57,9 l/s Mà lưu lượng thực tế cấp là 53,8 l/s Như vậy có nghĩa là Chiller chỉ hoạt động 93%.
Tính chọn bơm nước lạnh
Lưu lượng nước của bình bay hơi Chiller theo catalogue là 37 l/s.
Cột áp tổng của bơm được tính theo:
Trong đó h , h , h , hđ h bh FCU lần lượt là tổn thất áp suất trên đường ống đẩy, ống hút, trong bình bay hơi và trong các dàn lạnh FCU hoặc AHU (Lưu ý: phải tính tổng trở lực cả trên đường cấp và hồi trên đường ống).
Do dự tính là em sử dụng 2 bơm chính để đảm bảo công suất, ngoài ra thêm 1 bơm dự phòng ghép song song với yêu cầu lưu lượng và cột áp mỗi bơm: L 26,9 l/s, H = 11,52 mH O.2
Công suất động cơ bơm:
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHÔNG KHÍ
Lựa chọn cửa gió
Đối với không gian phóng hội thảo, khu trưng bày, khu văn phòng, trần giả ở đây sử dụng trần tấm, kích thước cơ bản là 600x600 mm Vì vậy, để phù hợp với trần giả, đảm bảo tính thẩm mỹ em lựa chọn cửa gió có kích thước mặt 600x600 mm cho các không gian này Với khu vực hành lang em sử dụng cửa gió thanh dài 1200x400.
Ta chọn miệng gió khuếch tán vuông SKD do hãng Starduct sản xuất với kích thước mặt 600x600, vận tốc gió ra là 3 m/s, lưu lượng 1903 m /h cho khu vực 3 này.
Hình 6-8 Miệng gió khuếch tán
Hình 6-9 Lựa chọn miệng gió phù hợp
Lưu lượng không khí cần cấp cho cho phòng : 5606 l/s.
Chọn số cửa cấp được bố trí là: 12 cửa.
Lưu lượng thực qua mỗi cửa cấp:
Ta chọn miệng gió khuếch tán vuông SKD do hãng Starduct sản xuất với kích thước mặt 600x600, vận tốc gió ra là 2 m/s, lưu lượng 1152 m3/h cho khu vực này.
Lưu lượng không khí cần cấp cho cho 2 phòng hội thảo số 2 : 1804 l/s. Chọn số cửa cấp được bố trí là: 6 cửa.
Lưu lượng thực qua mỗi cửa cấp:
Ta chọn miệng gió khuếch tán vuông SKD do hãng Starduct sản xuất với kích thước mặt 600x600, vận tốc gió ra là 3 m/s, lưu lượng 1903 m3/h cho khu vực này.
Lưu lượng không khí cần cấp cho cho phòng : 5575 l/s.
Chọn số cửa cấp được bố trí là: 10 cửa.
Lưu lượng thực qua mỗi cửa cấp:
Ta chọn miệng gió khuếch tán vuông SKD do hãng Starduct sản xuất với kích thước mặt 600x600, vận tốc gió ra là 2 m/s, lưu lượng 1152 m3/h cho khu vực này.
Lưu lượng không khí cần cấp cho cho phòng : 774 l/s.
Chọn số cửa cấp được bố trí là: 3 cửa.
Lưu lượng thực qua mỗi cửa cấp:
Ta chọn miệng gió khuếch tán khe hẹp SLD do hãng Starduct sản xuất với kích thước mặt 1200x354, vận tốc gió ra là 1 m/s, lưu lượng 910 m3/h cho khu vực này.
Hình 6-10 Miệng gió khuếch tán khe hẹp
Hình 6-11 Lựa chọn miệng gió phù hợp
Lưu lượng không khí cần cấp cho cho khu : 2903 l/s.
Chọn số cửa cấp được bố trí là: 12 cửa.
Lưu lượng thực qua mỗi cửa cấp:
Ta chọn miệng gió nan sọt trứng do hãng Starduct sản xuất với kích thước mặt600x600, vận tốc gió ra là 1 m/s, lưu lượng 1296 m3/h cho khu vực này.
Hình 6-12 Miệng gió nan đôi
Hình 6-13 Lựa chọn miệng gió phù hợp
Lưu lượng không khí hồi của phòng : 1023 l/s. Chọn số cửa hồi được bố trí là: 4 cửa.
Lưu lượng thực qua mỗi cửa hồi:
Ta chọn miệng gió nan sọt trứng do hãng Starduct sản xuất với kích thước miệng 600x600, vận tốc cổ là 0.8 m/s, lưu lượng 1036 m3/h cho 2 phòng hội thảo số 2 này.
Lưu lượng không khí hồi của phòng : 304 l/s.
Chọn số cửa hồi được bố trí là: 2 cửa.
Lưu lượng thực qua mỗi cửa hồi:
Ta chọn miệng gió nan sọt trứng do hãng Starduct sản xuất với kích thước miệng 600x600, vận tốc cổ là 1.5 m/s, lưu lượng 1944 m3/h cho khu vực này. Lưu lượng không khí hồi của phòng : 4325 l/s.
Chọn số cửa hồi được bố trí là: 8 cửa.
Lưu lượng thực qua mỗi cửa hồi:
Ta chọn miệng gió nan sọt trứng do hãng Starduct sản xuất với kích thước miệng 600x600, vận tốc cổ là 0,9 m/s, lưu lượng 1296 m3/h cho khu vực này. Lưu lượng không khí hồi của phòng : 690 l/s.
Chọn số cửa hồi được bố trí là: 2 cửa.
Lưu lượng thực qua mỗi cửa hồi:
Ta chọn miệng gió khuếch tán khe hẹp SLD do hãng Starduct sản xuất với kích thước mặt 1200x354, vận tốc cổ là 0,6 m/s, lưu lượng 910 m3/h cho khu vực này.
Hình 6-14 Miệng gió khuếch tán khe hẹp
Hình 6-15 Lựa chọn miệng gió phù hợp
Lưu lượng không khí tổng cần hồi : 2431 l/s.
Chọn số cửa cấp được bố trí là: 12 cửa.
Lưu lượng thực qua mỗi cửa cấp:
Tính toán kích thước đường ống gió
6.2.1.1 Phòng hội thảo số 1 Ở đây em sử dụng phần mềm Duct Checker Pro để tính toán ống gió cứng.
Ví dụ đối với đường ống B1-C1 có: Lưu lượng máy: 4773 l/s, tổn thất áp suất: 0.88 Pa/m Nhấp 2 thông số trên vào rồi dựa vào đường kính tương đương, ta tìm được kích thước ống có tổn thất áp suất càng gần 1 Pa/m càng tốt (thỏa mãn phương pháp ma sát đồng đều)
Hình 6-16 Sử dụng phần mềm Duct Size để tính đường ống gió
Như vậy, ta tìm được đoạn ống chính có kích thước là 900x600 mm Tính tương tự các đoạn còn lại có bảng sau:
Bảng 6-27 Tính toán đường ống gió cấp phòng hội thảo số 1
Bảng 6-28 Tính toán đường ống gió hồi cho phòng hội thảo số 1
Bảng 6-29 Tính toán đường ống gió cấp phòng hội thảo số 2.1 và 2.2
Bảng 6-30 Tính toán đường ống gió hồi cho phòng hội thảo số 2.1 và 2.2
Bảng 6-31 Tính toán đường ống gió cấp cho khu trưng bày
Bảng 6-32 Tính toán đường ống gió hồi cho khu trưng bày
Bảng 6-33 Tính toán đường ống gió tươi cho AHU khu hành lang
Bảng 6-34 Tính toán đường ống gió hồi cho AHU hành lang
Các loại van phổ biến trên đường ống gió
- Van điều chỉnh lưu lượng (VCD)
Van gió giúp chúng ta có thể điều chỉnh được lưu lượng đi qua ống gió bằng cách thay đổi tiết diện đi qua van VCD này Các cánh bên trong van gió sẽ thay đổi được góc độ tùy ý Thường các góc này sẽ được điều chỉnh bằng tay Van VCD thường áp dụng cho các hệ thống hút thải WC, các hệ thống cấp gió.
Hình 6-17 Van gió VCD (Volume control damper)
Van FD hoạt động dựa trên sự quá nhiệt của phần tử đặt trên van Khi nhiệt độ van gió trên 70 độ, phần tử này sẽ tự động tan chảy làm van bị đóng sập hoàn toàn, không cho khói cũng như nguồn lửa đi qua van nữa Van FD thường được lắp đặt trên ống gió ở các khu vực như từ không gian này sang không gian khác, từ vùng cháy này sang vùng cháy khác, ở các vị trí ống gió qua tường, vách ngăn cháy.
Ngày nay, các loại van trên có thể được điều khiển thông qua động cơ và được lấy tín hiệu từ phòng điều khiển để hoạt động.
Tính toán trở lực đường ống
Từ phương pháp đã nêu ở đầu chương, em tính được các bảng sau:
Bảng 6-35 Tính trở lực đường ống gió cấp cho phòng hội thảo 1 Đ NG ỐỐNG GIÓ CẤỐP PHTL1ƯỜ Đo nạ Tên L uư lượng Kích thước ốống T nổ thấốt
T nổ thấốt T NGỔ trên 1 m chiêều dài ốống ma sát c c bụ ộ l/s mm mm Pa/m m Pa Pa Pa
Bảng 6-36 Tính trở lực đường ống gió hồi cho phòng hội thảo 1 Đ NG ỐỐNG GIÓ HỐỒI PHTL1ƯỜ Đo nạ Tên
L uư lượng Kích thước ốống
T nổ thấốt trên 1 m chiêều dài
T NGỔ l/s mm mm Pa/m m Pa Pa Pa
Tính toán tưởng tự với các phòng còn lại, ta sẽ tính được trở lực trên đường ống gió cấp và đường ống gió hồi để phục vụ cho việc chọn quạt.
