nghiên cứu giải pháp thông gió làm mát đoạn nhiệt áp lực dương để chống nóng, cải thiện môi trường

ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BÁO CÁO NGHIỆM THU TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THÔNG GIÓ LÀM MÁT ĐOẠN NHIỆT ÁP LỰC DƢƠNG ĐỂ CHỐNG NÓNG, CẢI THIỆN MÔI TRƢỜNG CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI (Ký tên) CƠ QUAN QUẢN LÝ CƠ QUAN CHỦ TRÌ (Ký tên/đóng dấu xác nhận) (Ký tên/đóng dấu xác nhận) THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 9 NĂM 2009 TÓM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THÔNG GIÓ LÀM MÁT ĐOẠN NHIỆT ÁP LỰC DƢƠNG ĐỂ CHỐNG NÓNG, CẢI THIỆN MÔI TRƢỜNG LAO ĐỘNG Môi trƣờng lao động ở đa số các khu công nghiệp, các cơ sở sản xuất đang bị ô nhiễm với nhiều mức độ khác nhau. Kết quả khảo sát cho thấy có tới 66% cơ sở sản xuất bị ô nhiễm nhiệt. Đa số các đoanh nhiệp cha có các hệ thống thông gió chống nóng hoặc có nhƣng chƣa hợp lý nên công nhân luôn phải làm việc trong môi trƣờng có nhiệt độ cao, nóng bức. Vào mùa hè có những khu vực nhiệt độ không khí trong nhà xƣởng cao hơn nhiệt độ không khí ngoài trời từ 5 – 8 0 C. Làm việc với cƣờng độ cao, thời gian làm việc kéo dài trong môi trƣờng làm việc khắc nghiệt nhƣ trên đã ảnh hƣởng nghiêm trọng tới sức khoẻ của ngƣời công nhân, giảm năng suất lao động. Một số giải pháp kỹ thuật khử nhiệt nhƣ: - Thông gió tự nhiên - Thông gió cơ khí (thổi, hút không làm mát đoạn nhiệt). - Thông gió cơ khí dùng phƣơng pháp làm mát đoạn nhiệt. - Cao hơn nữa là dùng hệ thống điều hoà không khí. Thông gió tự nhiên hoặc cơ khí: nhiệt độ không khí trong nhà xƣởng cao hơn nhiệt độ không khí bên ngoài. Phƣơng án điều hoà không khí: chi phí đầu tƣ, chi phí vận hành, bảo trì, rất cao. Hợp lý nhất là dùng phƣơng pháp thông gió làm mát đoạn nhiệt vì phƣơng pháp này có chi phí đầu tƣ nhỏ, chi phí vận hành thấp, chi phí điện năng chỉ bằng 1/10 - 1/15 so với sử dụng máy lạnh nên có ý nghĩa rất lớn về tiết kiệm năng lƣợng. Trong thông gió làm mát đoạn nhiệt thì phạm vi ứng dụng của phƣơng pháp thông gió làm mát đoạn nhiệt áp suất dƣơng rộng hơn nhiều so với phƣơng pháp làm mát đoạn nhiệt áp suất âm. Vì vậy “ Nghiên cứu giải pháp thông gió làm mát đoạn nhiệt áp lực dương để chống nóng, cải thiện môi trường lao động “ là thiết thực và rất cần thiết. SUMMARY OF RESEARCH CONTENT RESEARCH ON POSITIVE PRESSURE ADIABATICC COOLING VENTILATION FOR HEAT RESISTANTS AND WORK ENVIRONMENT IMPROVEMENT Work environment in most of industrial areas, enterprises are polluted with different levels. Survey results have shown up to 66% of enterprises is heat polluted. Most enterprises do not install heat protective ventilation system, or installed systems are not appropriate. So workers are working in the hot and oppressive environment. In the summer, inside temperature is higher than outside from 5 – 8 oC in many workshops. Working with high intensity, a long time in polluted environment seriously affect to worker health and reduce their labor capacity. Currently, some technical heat resistant solutions are applied, such as: - Natural ventilation; - Mechanical ventilation (un-adiabatic); - Mechanical ventilation (adiabatic); and higher - Air conditioning. Natural or mechanical ventilations: inside temperature is still higher than outside temperature. Air conditioning: investment and operation costs are very high. Therefore, most appropriate solution is adiabatic cooling ventilation as its investment and operation costs are low. Specially, its electrical cost equal just 1/15 - 1/20 to air conditioning so it is very meaningful in term of energy saving. Application of positive pressure adiabatic cooling system is common than negative pressure one. Hence, this report focuses on researching a positive pressure adiabatic cooling ventilation solution to resist heat and improve work environment. MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 1. Tên đề tài 1 2. Mục tiêu của đề tài 1 3. Nội dung nghiên cứu 1 3.1. Nội dung thực hiện giai đoạn 1 1 3.2. Nội dung nghiên cứu đề tài đã hoàn thành 2 4. Sản phẩm của đề tài 4 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 5 1.1. Nghiên cứu, ứng dụng trên thế giới 5 1.2. Nghiên cứu, ứng dụng tại Việt Nam. 10 CHƢƠNG 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 14 2.1.Nội dung : làm lạnh đoạn nhiệt 14 2.1.1. Các khái niệm cơ bản về trao đổi nhiệt và trao đổi ẩm khi bốc hơi chất lỏng 14 2.1.1.1. Hiện tƣợng bốc hơi và cơ chế của quá trình bốc hơi 14 2.1.1.2. Một số đặc điểm về trao đổi nhiệt và trao đổi ẩm khi tiếp xúc trực tiếp giữa không khí và bề mặt nƣớc 16 2.1.2.Phƣơng trình trao đổi nhiệt giữa không khí với nƣớc và phƣơng trình biến dổi trạng thái không khí khi tiếp xúc với nƣớc 22 2.1.2.1. Phƣơng trình trao dổi nhiệt cơ bản giữa không khí và nƣớc 22 2.1.2.2. Quá trình biến đổi trạng thái không khí khi tiếp xúc trực tiếp với nƣớc và phƣơng trình vi phân – Tia quá trình của làm lạnh đoạn nhiệt 26 2.1.3.Thông gió làm mát và quá trình bốc hơi đoạn nhiệt 29 2.1.3.1. Sử dụng quá trình bốc hơi đoạn nhiệt để xử lý không khí ngoài về mùa hè 29 2.1.3.2. Lập các quá trình thông gió (xử lý không khí ) bằng làm lạnh đoạn nhiệt 31 2.2. Nội dung : Nghiên cứu thực nghiệm thiết bị làm mát đoạn nhiệt áp lực dƣơng 35 2.2.1. Đối tƣợng thí nghiệm 35 2.2.2. Sơ đồ thiết bị thí nghiệm 36 2.2.3. Nguyên lý làm việc của thiết bị thí nghiệm 37 2.2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu 37 2.2.5. Nội dung cần đạt 37 2.2.6. Kết quả thực nghiệm 38 2.3. Nội dung : Một số sơ đồ làm mát đoạn nhiệt áp lực dƣơng – Lắp đặt kiểm nghiệm thực tế sản xuất. 40 2.3.1. Một số sơ đồ thông gió áp lực dƣơng 40 2.3.1.1 Thiết bị lắp đặt gắn tƣờng 40 2.3.1.2. Thiết bị làm mát đặt trên mái - thổi trực tiếp xuống không gian phía dƣới 45 2.3.1.3.Thiết bị treo ở tƣờng ngoài 45 2.3.1.4.Thiết bị nối với ống dẫn không khí 46 2.3.2. Lắp đặt kiểm nghiệm hiệu quả làm mát hệ thống thông gió làm mát đoạn nhiệt áp lực dƣơng tại cơ sở sản xuất. 47 55 56 3.2.1. Kết quả đo lƣu lƣợng qua tấm giấy 57 3.2.1.1. Kết quả đo lƣu lƣợng qua tấm giấy mắt nhỏ 57 3.2.1.2. Kết quả đo lƣu lƣợng qua tấm giấy mắt lớn 64 3.2.2. Hiệu quả làm mát của thiết bị làm mát đoạn nhiệt áp lực dƣơng 72 3.2.2.1. Kết quả đo lƣu lƣợng qua tấm giấy mắt nhỏ 72 3.2.2.2. Kết quả đo lƣu lƣợng qua tấm giấy mắt lớn 79 3.2.3. Từ kết quả thí nghiệm đƣợc ghi trong bảng 3.1 đến bảng 3.30 ta rút ra kết luận 87 3.2.4. Từ kết quả thí nghiệm đƣợc ghi trong bảng 3.31 đến bảng 3.60 ta rút ra kết luận 87 3.3. Nội dung 3: Một số sơ đồ thông gió làm mát đoạn nhiệt áp lực dƣơng- lắp đặt kiểm nghiệm thực tế 90 3.4. Đánh giá hiệu quả kinh tế của hệ thống làm mát đoạn nhiệt áp lực dƣơng 92 3.4.1. Tính toán chi phí đầu tƣ 92 3.4.2. Tính toán chi phí vận hành 93 3.5. Hƣớng dẫn sử dụng thiết bị 94 96 96 97 DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT TCVN Tiêu chuẩn nhà nƣớc Việt Nam t nhiệt độ không khí t 1 nhiệt độ không khí trƣớc khi vào thiết bị làm mát đoạn nhiệt t 2 nhiệt độ không khí sau thiết bị làm mát đoạn nhiệt t ƣ nhiệt độ ƣớt t s nhiệt độ điểm sƣơng t bm nhiệt độ bề mặt t vlv nhiệt độ vùng làm việc độ ẩm tƣơng đối của không khí 1 độ ẩm tƣơng đối của không khí trƣớc khi vào thiết bị làm mát đoạn nhiệt 2 độ ẩm tƣơng đối của không khí sau thiết bị làm mát đoạn nhiệt DANH SÁCH BẢNG SỐ TÊN BẢNG SỐ LIỆU TRANG 2. 1 kết quả đo đạc thông số môi trƣờng bên trong phân xƣởng Công ty Linh Phong khi hệ thống làm mát đoạn nhiệt áp lực dƣơng không hoạt động. Ngày đo 12/3/2009 48 2.2 kết quả đo đạc thông số môi trƣờng bên trong phân xƣởng Công ty CP Linh Phong khi hệ thống làm mát đoạn nhiệt áp lực dƣơng không hoạt động. Ngày đo 16/3/2009 48 2.3 kết quả đo đạc thông số môi trƣờng bên trong phân xƣởng Công ty CP Linh Phong khi hệ thống làm mát đoạn nhiệt áp lực dƣơng không hoạt động. Ngày đo 18/3/2009 49 2.4 kết quả đo đạc thông số môi trƣờng bên trong phân xƣởng Công ty CP Linh Phong khi hệ thống làm mát đoạn nhiệt áp lực dƣơng hoạt động. Ngày đo 12/3/2009 50 2.5 kết quả đo đạc thông số môi trƣờng bên trong phân xƣởng Công ty CP Linh Phong khi hệ thống làm mát đoạn nhiệt áp lực dƣơng hoạt động. Ngày đo 16/3/2009 50 2.6 kết quả đo đạc thông số môi trƣờng bên trong phân xƣởng Công ty CP Linh Phong khi hệ thống làm mát đoạn nhiệt áp lực dƣơng không hoạt động. Ngày đo 18/3/2009 51 2.7 Kết quả đo đác thông số môi trƣờng bên trong và ngoài Trung tâm trái cây quốc gia – Cái Bè - Tiền Giang. 52 3.1 hiệu quả làm mát của thiết bị làm mát đoạn nhiệt áp lực dƣơng loại giấy aircoolpad 590; tốc độ quạt 250 v/ph 57 3.2 hiệu quả làm mát của thiết bị làm mát đoạn nhiệt áp lực dƣơng loại giấy aircoolpad 590; tốc độ quạt 300v/ph 57 3.3 hiệu quả làm mát của thiết bị làm mát đoạn nhiệt áp lực dƣơng loại giấy aircoolpad 590; tốc độ quạt 350 v/ph 58 3.4 hiệu quả làm mát của thiết bị làm mát đoạn nhiệt áp lực dƣơng loại giấy aircoolpad 590; tốc độ quạt 400 v/ph 58 3.5 hiệu quả làm mát của thiết bị làm mát đoạn nhiệt áp lực dƣơng loại giấy aircoolpad 590; tốc độ quạt 450 v/ph 59 3.6 hiệu quả làm mát của thiết bị làm mát đoạn nhiệt áp lực dƣơng loại giấy aircoolpad 790; tốc độ quạt 250 v/ph 59 3.7 hiệu quả làm mát của thiết bị làm mát đoạn nhiệt áp lực dƣơng loại giấy aircoolpad 790; tốc độ quạt 300 v/ph 60 3.8 Lƣu lƣợng không khí qua thiết bị khi tốc độ quạt 350v/ph, giấy aircoolpad 590 (giấy mắt nhỏ), chiều dày tấm làm mát = 70mm 60 3.9 Lƣu lƣợng không khí qua thiết bị khi tốc độ quạt 400v/ph, giấy aircoolpad 590 (giấy mắt nhỏ), chiều dày tấm làm mát = 70mm 61 3.10 Lƣu lƣợng không khí qua thiết bị khi tốc độ quạt 450v/ph, giấy aircoolpad 590 (giấy mắt nhỏ), chiều dày tấm làm mát = 70mm 61 3.11 Lƣu lƣợng không khí qua thiết bị khi tốc độ quạt 250v/ph, giấy aircoolpad 590 (giấy mắt nhỏ), chiều dày tấm làm mát = 100mm 62 3.12 Lƣu lƣợng không khí qua thiết bị khi tốc độ quạt 300v/ph, giấy aircoolpad 590 (giấy mắt nhỏ), chiều dày tấm làm mát = 100mm 62 3.13 Lƣu lƣợng không khí qua thiết bị khi tốc độ quạt 350v/ph, giấy aircoolpad 590 (giấy mắt nhỏ), chiều dày tấm làm mát = 100mm 63 3.14 Lƣu lƣợng không khí qua thiết bị khi tốc độ quạt 400v/ph, giấy aircoolpad 590 (giấy mắt nhỏ), chiều dày tấm làm mát = 100mm 63 3.15 Lƣu lƣợng không khí qua thiết bị khi tốc độ quạt 450v/ph, giấy aircoolpad 590 (giấy mắt nhỏ), chiều dày tấm làm mát = 100mm 64 3.16 Lƣu lƣợng không khí qua thiết bị khi tốc độ quạt 250v/ph, giấy aircoolpad 790 (giấy mắt lớn), Chiều dày tấm làm mát = 50mm 64 3.17 Lƣu lƣợng không khí qua thiết bị khi tốc độ quạt 300v/ph, giấy aircoolpad 790 (giấy mắt lớn), chiều dày tấm làm mát = 50mm 65 3.18 Lƣu lƣợng không khí qua thiết bị khi tốc độ quạt 350v/ph, giấy aircoolpad 790 (giấy mắt lớn), chiều dày tấm làm mát = 50mm 65 3.19 Lƣu lƣợng không khí qua thiết bị khi tốc độ quạt 400v/ph, giấy aircoolpad 790 (giấy mắt lớn), chiều dày tấm làm mát = 50mm 66 3.20 Lƣu lƣợng không khí qua thiết bị khi tốc độ quạt 450v/ph, giấy aircoolpad 790 (giấy mắt lớn), chiều dày tấm làm mát = 50mm 66 3.21 Lƣu lƣợng không khí qua thiết bị khi tốc độ quạt 250v/ph, giấy aircoolpad 790 (giấy mắt lớn), Chiều dày tấm làm mát = 70mm 67 3.22 Lƣu lƣợng không khí qua thiết bị khi tốc độ quạt 300v/ph, giấy aircoolpad 790 (giấy mắt lớn), chiều dày tấm làm mát = 70mm 67 3.23 Lƣu lƣợng không khí qua thiết bị khi tốc độ quạt 350v/ph, giấy aircoolpad 790 (giấy mắt lớn), chiều dày tấm làm mát = 70mm 68 3.24 Lƣu lƣợng không khí qua thiết bị khi tốc độ quạt 400v/ph, giấy aircoolpad 790 (giấy mắt lớn), chiều dày tấm làm mát = 70mm 68 3.25 Lƣu lƣợng không khí qua thiết bị khi tốc độ quạt 450v/ph, giấy aircoolpad 790 (giấy mắt lớn), chiều dày tấm làm mát = 70mm 69 3.26 Lƣu lƣợng không khí qua thiết bị khi tốc độ quạt 250v/ph, giấy aircoolpad 790 (giấy mắt lớn), Chiều dày tấm làm mát = 100mm 69 3.27 Lƣu lƣợng không khí qua thiết bị khi tốc độ quạt 300v/ph, giấy aircoolpad 790 (giấy mắt lớn), chiều dày tấm làm mát = 100mm 70 3.28 Lƣu lƣợng không khí qua thiết bị khi tốc độ quạt 350v/ph, giấy aircoolpad 790 (giấy mắt lớn), chiều dày tấm làm mát = 100mm 70 3.29 Lƣu lƣợng không khí qua thiết bị khi tốc độ quạt 400v/ph, giấy aircoolpad 790 (giấy mắt lớn), chiều dày tấm làm mát = 100mm 71 3.30 Lƣu lƣợng không khí qua thiết bị khi tốc độ quạt 450v/ph, giấy aircoolpad 790 (giấy mắt lớn), chiều dày tấm làm mát = 100mm 71 3.31 Hiệu quả làm mát của thiết bị khi tốc độ quạt 250v/ph, giấy 72 aircoolpad 590 (giấy mắt nhỏ), chiều dày tấm làm mát = 50mm 3.32 Hiệu quả làm mát của thiết bị khi tốc độ quạt 300v/ph, giấy aircoolpad 590 (giấy mắt nhỏ), chiều dày tấm làm mát = 50mm 72 3.33 Hiệu quả làm mát của thiết bị khi tốc độ quạt 350v/ph, giấy aircoolpad 590 (giấy mắt nhỏ), chiều dày tấm làm mát = 50mm 73 3.34 Hiệu quả làm mát của thiết bị khi tốc độ quạt 400v/ph, giấy aircoolpad 590 (giấy mắt nhỏ), chiều dày tấm làm mát = 50mm 73 3.35 Hiệu quả làm mát của thiết bị khi tốc độ quạt 450v/ph, giấy aircoolpad 590 (giấy mắt nhỏ), chiều dày tấm làm mát = 50mm 74 3.36 Hiệu quả làm mát của thiết bị khi tốc độ quạt 250v/ph, giấy aircoolpad 590 (giấy mắt nhỏ), chiều dày tấm làm mát = 70mm 74 3.37 Hiệu quả làm mát của thiết bị khi tốc độ quạt 300v/ph, giấy aircoolpad 590 (giấy mắt nhỏ), chiều dày tấm làm mát = 70mm 75 3.38 Hiệu quả làm mát của thiết bị khi tốc độ quạt 350v/ph, giấy aircoolpad 590 (giấy mắt nhỏ), chiều dày tấm làm mát = 70mm 75 3.39 Hiệu quả làm mát của thiết bị khi tốc độ quạt 400v/ph, giấy aircoolpad 590 (giấy mắt nhỏ), chiều dày tấm làm mát = 70mm 76 3.40 Hiệu quả làm mát của thiết bị khi tốc độ quạt 450v/ph, giấy aircoolpad 590 (giấy mắt nhỏ), chiều dày tấm làm mát = 70mm 76 3.41 Hiệu quả làm mát của thiết bị khi tốc độ quạt 250v/ph, giấy aircoolpad 590 (giấy mắt nhỏ), chiều dày tấm làm mát = 100mm 77 3.42 Hiệu quả làm mát của thiết bị khi tốc độ quạt 300v/ph, giấy aircoolpad 590 (giấy mắt nhỏ), chiều dày tấm làm mát = 100mm 77 3.43 Hiệu quả làm mát của thiết bị khi tốc độ quạt 350v/ph, giấy aircoolpad 590 (giấy mắt nhỏ), chiều dày tấm làm mát = 100mm 78 3.44 Hiệu quả làm mát của thiết bị khi tốc độ quạt 400v/ph, giấy aircoolpad 590 (giấy mắt nhỏ), chiều dày tấm làm mát = 100mm 78 [...]... trỡnh bc hi nc 16 2.2 Chiều dòng nhiệt và dòng ẩm ứng với nhiệt độ bề mặt 19 của n-ớc (tbm) 2.3 Phạm vi biến đổi trạng thái không khí khi tiếp xúc với n-ớc 27 2.4 Sơ đồ thiết bị làm lạnh không khí bằng phun n-ớc tuần hoàn 30 (ngăn phun) 31 2.5 Biểu diễn quá trình làm lạnh đoạn nhiệt trên biểu đồ I-d 2.6 Sơ đồ nguyên lý thiết bị (hệ thống) thông gió và làm mát đoạn 32 nhiệt (a) và lập quá trình xử lý... đoạn nhiệt trên biểu đồ I-d 2.6 Sơ đồ nguyên lý thiết bị (hệ thống) thông gió và làm mát đoạn 32 nhiệt (a) và lập quá trình xử lý t-ơng ứng trên biểu đồ I-d(b) 2.7 Sơ đồ nguyên lý thiết bị (hệ thống) thông gió có hoà trộn một 34 phần không khí ngoài và không khí qua ngăn phun (a) và lập quá trình xử lý t-ơng ứng trên biểu đồ I-d (b) 2.8 S thớ nghim cỏc ch lm vic ca thit b lm mỏt on 36 nhit ỏp lc dng... trao i nhit m l tm m bng si thng t vt liu xenlulụ hay nha Thit b ny s lớ (lm lnh) khụng khớ bờn ngoi hoc bờn trong nh (tun hon) tu theo v trớ lp t 8 Không khí nóng Tia n-ớc nhỏ Tấm giấy -ớt Không khí mát Bơm Khay chứa n-ớc Quạt Hỡnh 1.1 Evaporative cooler - Thit b evaporative cooler nh trờn hin nay ang c s dng v sn xut nhiu Trung Quc thụng giú cho nh xng, vn phũng vi tờn gi l Evaporative air conditioner . Trong thông gió làm mát đoạn nhiệt thì phạm vi ứng dụng của phƣơng pháp thông gió làm mát đoạn nhiệt áp suất dƣơng rộng hơn nhiều so với phƣơng pháp làm mát đoạn nhiệt áp suất âm. Vì vậy “ Nghiên. NĂM 2009 TÓM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THÔNG GIÓ LÀM MÁT ĐOẠN NHIỆT ÁP LỰC DƢƠNG ĐỂ CHỐNG NÓNG, CẢI THIỆN MÔI TRƢỜNG LAO ĐỘNG Môi trƣờng lao động ở đa số các khu. động. Một số giải pháp kỹ thuật khử nhiệt nhƣ: - Thông gió tự nhiên - Thông gió cơ khí (thổi, hút không làm mát đoạn nhiệt) . - Thông gió cơ khí dùng phƣơng pháp làm mát đoạn nhiệt. - Cao