đồ án kỹ thuật điện cơ Thiết kế hệ thống thông gió bao gồm hút khí thải và cấp gió tươi cho căn hộ gia đình và văn phòng làm việc

Trong phạm vi bài tiểu luận này nhằm thiết kế hệ thống thông gió bao gồm hút khí thải và cấp gió tươi cho căn hộ gia đình và văn phòng làm việc.. Nhóm có nhiệm vụ khảo sát thực tế kích t

Trang 1

Upload by http://www.povn.info

1

Danh sách nhóm 3:

1 Nguyễn Văn Bảo

2 Nguyễn Thiên Bửu

Nhận xét của Giáo viên:

………

Trang 2

2

MỤC LỤC

a & b

Lời mở đầu 3

Chương 1:Tổng quan về các hệ thống thông gió 4

Chương 2: Giới thiệu về hệ thống 10

1 Ống dẫn không khí 10

2 Quạt 23

Chương 3: Tính toán thiết kế hệ thống và thiết kế quạt 27

1 Giới thiệu về hệ thống thông gió đang khảo sát và thiết kế 27

2 Tính toán thiết kế hệ thống và thiết kế quạt 28

Phần 1: Tính toán quạt cấp không khí 30

Phần 2: Tính toán quạt hút không khí 39

Tài liệu tham khảo 47

Trang 3

Với mục đích củng cố kiến thức đã học và ứng dụng vào thực tiễn, tiểu luận môn học về khảo sát, tính toán, thiết kế quạt cho một hệ thống cụ thể trong sản xuất hoặc trong đời sống là hết sức quan trọng và cần thiết

Trong phạm vi bài tiểu luận này nhằm thiết kế hệ thống thông gió bao gồm hút khí thải và cấp gió tươi cho căn hộ gia đình và văn phòng làm việc

Nhóm có nhiệm vụ khảo sát thực tế kích thước căn hộ, số người ở và làm việc, các thiết bị phát sinh nhiệt thừa, các thông số về nhiệt độ và độ ẩm trong không gian cần thông gió, sau đó tính chọn lưu lượng gió để đáp ứng nhu cầu khử ẩm, lượng nhiệt thừa, các khí thải (chủ yếu là CO2); chọn vị trí phân bố miệng gió hút và miệng gió cấp, chọn kích thước ống gió phù hợp với từng phòng trong căn hộ Từ

đó, tính tổn thất cột áp động và tĩnh, tính chọn quạt và thiết kế cấu trúc cơ bản của quạt

Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng bài tiểu luận chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, chúng em mong nhận được nhiều ý kiến của thầy cô và các bạn

Nhóm 3 Lớp DHNL 4 LT Nguyễn Văn Bảo 08899391 Nguyễn Thiên Bửu 08896121

Trang 4

4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG THÔNG GIÓ

a & b Một trong những vấn đề cơ bản mà người thiết kế hệ thống điều hòa không khí cần phải chú ý là việc thông gió cho không gian cần điều hòa

Hệ thống điều hòa không khí – thông gió nhằm tạo ra môi trường thuận lợi cho các hoạt động của con người và thiết lập các điều kiện phù hợp với công nghệ sản xuất, chế biến, bảo quản máy móc thiết bị

Như chúng ta đã biết, không gian cần điều hòa là không gian tương đối kín, trong không gian đó có thể có sự hiện diện của nhiều người và nhiều loại vật dụng khác nhau Bên cạnh ảnh hưởng của bụi bặm và các vật thể li ti có sẵn trong không khí thì chính người và các vật dụng đã nói là nguyên nhân gây ra sự ô nhiễm trong không gian cần điều hòa, trong đó sự hiện diện của con người và các hoạt động của con người trong không gian đó là nguyên nhân chủ yếu: do hít thở, do hút thuốc lá,

do những loại mùi khác nhau từ cơ thể tỏa ra… Đây chính là nguồn gốc làm gia tăng lượng CO2, CO, một vài loại vi khuẩn, các loại nấm gây bệnh và một số loại khí độc khác trong không gian cần điều hòa

Để làm cho không khí trong không gian cần điều hòa trong lành hơn, bớt ô nhiễm hơn, cần thiết phải thực hiện kĩ thuật thông gió Trong điều hòa không khí,

có thể hiểu thông gió là biện pháp kĩ thuật nhằm thay đổi một bộ phận không khí trong không gian đó bằng một lượng không khí tươi tương ứng lấy từ bên ngoài Tất nhiên, để hạn chế bụi bặm và các vật thể li ti khác cần thiết phải sử dụng các biện pháp lọc và làm sạch không khí tươi trước khi đưa nó vào không gian cần điều hòa

Khi nói đến sự ô nhiễm của không khí, người ta thường nghĩ đến ngay nồng

độ CO2 có trong không khí Ngoài ra, chúng ta còn phải lưu ý đến việc khử các loại mùi khác nhau phát ra từ cơ thể con người Thông thường, trong kĩ thuật điều hòa không khí, nồng độ CO2 cho phép dùng để tính toán thông gió là 0.15 % thể tích

Trang 5

5

Ngoài ra, cần hạn chế tiếng ồn đến mức thấp nhất có thể Bất cứ một hệ thống điều hòa không khí nào cũng có các bộ phận gây ồn ở một mức độ nhất định như máy nén, bơm, quạt; các ống dẫn khí; các miệng thổi không khí Đối với văn phòng làm việc thì mức độ ồn cho phép là 50 dB nhưng nên chọn là 45 dB (theo bảng 1.7/18 [3]) Trong mọi trường hợp, nếu độ ồn lớn hơn 90dB thì có thể nguy hại cho thính giác khi phải tiếp xúc lâu với môi trường đó

Các hệ thống điều hòa không khí – thông gió thường thấy nhất là:

1 Điều hòa không khí – thông gió cho căn hộ, nhà hàng, khách sạn:

Trang 6

6

2 Điều hòa không khí – thông gió cho phân xưởng sản xuất:

3 Thông gió cho tầng hầm các tòa nhà cáo tầng:

Thông gió cho tầng hầm nhằm giảm nhiệt độ ở tầng này ,

vì thông thường tầng hầm chứa rất nhiều xe nên nhiệt độ thường cao, rất dễ xảy ra trường hợp cháy nổ Hoặc nếu trong trường hợp xảy ra cháy cũng có hệ thống hút khói kịp thời

Trang 7

7

4 Hút bụi xử lí ô nhiễm môi trường cho ngành bao bì, sơn, giấy, in:

5 Hút bụi xử lí ô nhiễm môi trường cho ngành đúc, gia công kim loại:

Trang 8

8

6 Hút bụi xử lí ô nhiễm môi trường cho ngành chế biến gỗ - trang trí nội thất:

7 Hút bụi gỗ xưởng đóng pallet:

Trang 10

10

Trang 11

11

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG

a & b

Các thành phần của hệ thống thông gió bao gồm:

1 ỐNG DẪN KHÔNG KHÍ

1.1 Các khái niệm cơ bản về ống dẫn không khí

Ống dẫn không khí là một trong các phương tiện dùng để vận chuyển và phân phối không khí đến nơi yêu cầu Về mặt cấu tạo, hệ thống ống dẫn không khí bao gồm một số đoạn ống ghép nối tiếp với nhau, có hoặc không có rẽ nhánh; tiết diện ống có thể hình tròn, hình chữ nhật, hình vuông hoặc một tiết diện bất kì nào khác Trong hệ thống, người ta dùng quạt để làm không khí chuyển động, có thể là quạt hướng trục nếu áp lực yêu cầu là thấp £ 30 mmH2O (300 N/m2

) hoặc là quạt li tâm nếu áp lực yêu cầu cao ³ 30 mmH2O Đường ống dẫn không khí từ quạt cấp không khí tươi từ bên ngoài vào không gian cần thông gió được gọi là ống cấp gió tươi, còn đường ống dẫn không khí từ bên trong không gian cần thông gió ra bên ngoài gọi là ống hút khí thải

Khi thiết kế ống dẫn không khí, cần chú ý một số yêu cầu sau:

* Ít gây tiếng ồn

* Tổn thất áp suất trên đường ống ít

*Chiếm diện tích không gian ít và đảm bảo các yêu cầu về kĩ thuật và

mĩ thuật

Trang 12

12

* Có cấu tạo hợp lí, dễ lắp đặt và giá thành thích hợp

Ngoài ra cần lưu ý một số vấn đề khác như:

* Độ trong sạch của không khí

* Phương pháp khống chế nhiệt độ và độ ẩm của không khí

* Vấn đề thông gió, phân phối gió và các tốc độ chuyển động của không khí trong khu vực cần cung cấp

Hình: Ống gió dạng tròn

Hình: ống gió dạng chữ nhật

Trang 13

13 Hình: các dạng co cút của hệ thống ống

Trang 14

14

Trang 15

15

Trang 17

17

Trang 18

18

Trang 19

19

Trang 21

21

Trang 22

22

1.2 Phân loại ống dẫn không khí

1.2.1 Phân loại theo tốc độ:

Căn cứ theo tốc độ chuyển động của không khí bên trong ống dẫn mà người

ta chia ống dẫn không khí làm hai loại: loại tốc độ cao và loại tốc độ thấp

Hệ thống điều hòa không khí cho phòng ở, hội trường khách sạn, nhà hàng…

Thấp

< 12.7 m/s Chọn 6¸11.2 m/s

< 10.2 m/s Chọn 7.6¸9.2 m/s

Bảng phân loại ống dẫn không khí theo tốc độ

Thông thương các ống hút khí thải được thiết kế ở tốc độ thấp và thường nhỏ hơn tốc độ ống cấp, cho dù ống cấp gió tươi có tốc độ cao hay thấp

1.2.2 Phân loại theo áp suất

* Loại áp suất thấp: < 95mmH2O

* Loại áp suất trung: 95¸172mm H2O

* Loại áp suất cao: 172¸380mm H2O

Trong trường hợp này, áp suất được hiểu là áp suất tổng của hệ thống

1.3 Lựa chọn tốc độ chuyển động của không khí trong ống dẫn

Để đảm bảo các yêu cầu của thông gió cần xác định lưu lượng gió cần thiết qua hệ thống và đi vào không gian cần thông gió Tùy theo việc lựa chọn tốc

độ của không khí trong hệ thống àm kích thước của ống dẫn sẽ to hay nhỏ, ngoài ra lựa chọn tốc độ không khí trong hệ thống phải kể đến chi phí vận hành hệ thống và

độ ồn cho phép

Hệ thống ống dẫn không khí loại tốc độ cao tất nhiên sẽ làm kích thước ống dẫn nhỏ lại, chi phí vật tư ít hơn, tuy nhiên chi phí vận hành sẽ cao hơn do động cơ quạt có công suất lớn hơn, tiêu tốn điện năng nhiều hơn Ngược lại, chọn tốc độ nhỏ hơn nên kích thước ống lớn hơn nhưng chi phí vận hành sẽ giảm đi và độ ồn cũng bớt đi một phần nào đó

Trang 23

23

1.4 Miệng thổi và miệng hút:

Miệng thổi là thiết bị cuối cùng trên đường ống gió cấp có nhiệm vụ cung cấp và khếch tán gió vào phòng Sau đó, không khí được hút qua miệng hút tái tuần hoàn về thiết bị xử lí không khí hoặc thải bỏ ra ngoài

Miệng thổi và miệng hút cũng được phân ra nhiều loại khác nhau tùy thuộc hình dáng, vị trí lắp đặt, tác dụng phân bố không khí, tốc độ không khí…

Miệng thổi và miệng hút có rất nhiều dạng khác nhau

a) Theo hình dạng

- Miệng thổi tròn

- Miệng thổi chữ nhật, vuông

- Miệng thổi dẹt

- Miệng dạng khe, ghi hoặc băng

b) Theo cách phân phối gió

- Miệng thổi khuyếch tán

- Miệng thổi có cánh điều chỉnh đơn và đôi

- Miệng thổi kiểu lá sách

- Miệng thổi kiểu chắn mưa

Trang 24

24

- Miệng thổi nhôm đúc

- Miệng thổi nhựa

Yêu cầu của miệng thổi và miệng hút

- Có kết cấu đẹp, hài hoà với trang trí nội thất công trình , dẽ dàng lắp đặt và tháo

dỡ

- Cấu tạo chắc chắn, không gây tiếng ồn

- Đảm bảo phân phối gió đều trong không gian điều hoà và tốc độ trong vùng làm việc không vượt quá mức cho phép

- Trở lực cục bộ nhỏ nhất

- Có van diều chỉnh cho phép dễ dàng điều chỉnh lưu lượng gió Trong một số trường hợp miệng thổi có thể điều chỉnh được hướng gió tới các vị trí cần thiết trong phòng

- Kích thước nhỏ gọn và nhẹ nhàng, được làm từ các vật liệu đảm bảo bền đẹp và không rỉ

- Kết cấu dễ vệ sinh lau chùi khi cần thiết

Trang 25

25

Hình: các vị trí miệng gió

2 QUẠT

Quạt là máy vận chuyển không khí hoặc các khí khác khi áp suất (chiều cao

áp lực) không lớn hơn 1500 mmH2O

Quạt được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kĩ thuật và đời sống, đặc biệt trong ngành năng lượng Có rất nhiều thiết kế quạt, máy xả và thổi các loại chất khí với năng suất và cột áp đa dạng: năng suất từ 4.5x103 đến 900x103

m3/h, cột áp trên 1000 mmH2O Theo đặc tính của dòng người ta chia ra thành hai loại quạt: quạt li tâm và quạt hướng trục

2.1 Quạt li tâm

2.1.1 Định nghĩa và nguyên lí làm việc

Quạt li tâm làm việc theo nguyên lí li tâm Khi roto quay, áp suất tại tâm

quạt nhỏ, không khí đi vào tâm quạt và được

cấp thêm năng lượng nhờ lực li tâm Khi làm

việc, roto hút không khí dọc theo trục nhờ lực li

tâm đưa ra quanh vỏ quạt và đẩy gió ra theo hướng thẳng góc với trục quạt

Quạt li tâm có ưu điểm là nâng được áp suất không khí cao, ít ồn hơn quạt hướng trục Để tiện cho việc lắp đặt theo yêu cầu sử dụng, người ta sản xuất quạt li tâm có hai chiều quay với các giá đỡ khác nhau Nếu roto của quạt quay theo chiều kim đồng hồ ta có loại quạt quay phải và ngược lại là quạt quay trái

Trang 26

* Quạt áp lực trung bình: 100¸300 mmH2O

* Quạt áp lực cao: 300¸1500 mmH2O Tuy nhiên, dựa theo định luật tỉ lệ đối với quạt mà người ta có thể thay đổi

số vòng quay của quạt từ loại này sang loại kia

2.1.2.2 Phân loại theo hệ số cao tốc (tỉ tốc)

* Quạt quay chậm: ns = 100¸200 vòng/phút

* Quạt quay vừa: ns = 200¸600 vòng/phút

* Quạt quay nhanh: ns = 600¸1200 vòng/phút

* Quạt quay đặc biệt nhanh: ns = 1200¸4000 vòng/phút 2.1.2.3 Phân loại theo theo mục đích sử dụng quạt

* Quạt không khí thông thường (quạt thông thoáng khí)

* Quạt khói lò không khí nóng, lạnh (trong máy sấy, lò đốt)

* Quạt hút bụi (môi trường làm việc bụi)

* Quạt vận chuyển (vận chuyển vật liệu rời)

2.1.3 Ứng dụng

Quạt li tâm được sử dụng rộng rãi trong các

ngành công nghiệp và xây dựng

đô thị Quạt li tâm dùng để thông

gió các nhà cao tầng, các trạm

phân xưởng sản xuất, hút và xả

các chất độc sinh ra trong quá

trình sản xuất, đặc biệt là ở các

phân xưởng và nhà máy hóa chất

Trang 27

27

2.2 Quạt hướng trục

2.2.1 Định nghĩa và đặc điểm chung của quạt hướng trục

Quạt hướng trục nhận luồng không khí vào và đẩy gió ra theo cùng hướng với trục quạt Quạt hướng trục thuộc về loại quạt đẩy, tỉ tốc loại nhanh (ns> 1000 vòng/phút) và được ứng dụng để truyền một thể tích khí tương đối lớn khi áp suất nhỏ hơn so với quạt li tâm

Ở quạt hướng trục luồng không khí chuyển động song song với trục, vì vậy vận tốc vòng thực tế không biến đổi, nghĩa là đối với luồng nhỏ u1 = u2 (u1 vận tốc vòng của guồng ở cửa vào, u2 vận tốc vòng của guồng ở cửa ra) Như vậy, lực li tâm không tham gia vào sự làm việc của quạt Chính vì vậy, loại quạt này chỉ cho

áp lực nhỏ hơn quạt li tâm Các cánh quạt quay trong một vỏ quạt, gió khi gặp lực cản của vật có thể dội ngược làm giảm hiệu suất quạt

2.2.2 Phân loại quạt hướng trục

* Quạt hướng trục cánh dài là quạt có tĩnh áp thấp Quạt loại này được dùng trong việc thông gió các phòng

* Quạt hướng trục trong ống Dt/Dn > 0.3

* Quạt hướng trục có cánh hướng dòng Dt/Dn > 0.4

Áp suất của quạt hướng trục cho tầng cánh nằm trong giới hạn 300Pa Để có áp suất cao hơn, người ta thiết kế quạt hướng trục bao gồm hai tầng cánh

2.2.3 Ứng dụng

Quạt hướng trục chủ yếu sử dụng trong các ngành y tế và xây dựng: thông gió các ngôi nhà, các hầm và các đường hầm (lò tuy – nen)…Gần đây có xu

Trang 28

28 hướng sử dụng quạt hướng trục để hút khói lò trong những nhà máy điện công suất lớn

Trang 29

29

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG và THIẾT KẾ QUẠT

a & b

1 Giới thiệu về hệ thống thông gió đang khảo sát và thiết kế

Khu văn phòng – nhà ở đang khảo sát thiết kế nằm ở tầng 1, có diện tích tổng cộng của không gian cần điều hòa là 205 m2, chiều cao chung trung bình là 4m Đây là khu văn phòng của một công ty kết hợp với nhà ở của giám đốc công ty

ẩm và khử nồng độ CO2

Trang 30

30

2 Tính toán thiết kế hệ thống và thiết kế quạt

Bảng thống kê các số liệu khảo sát thực tế tại căn hộ gia đình

STT Tên Phòng Diện

tích m2

Số người Số đèn Số thiết bị khác Ghi chú

1 Phòng Ngủ 7.8 x

6.46

2 x 125W

8 x 36W

1 máy tính 400W

Có hút thuốc

2 Nhà Bếp 6.46 x

6.167

4 x 125W

6 x 36W

*1 bếp từ 2 kW

* 1tủ lạnh 115W

* 1 lò viba 1000W

Có hút thuốc

3 Phòng Tắm 3.52 x

2.62

1 x 125W

2 x 36W

1 máy nước nóng 2000W

1 máy tính 400W

8 máy tính 8 x 400W

6 Phòng Làm

Việc 2 7.8 x 5.4

14 x 125W

15 x 36W

2 máy tính 2 x 400W

7 Phòng Vệ

Sinh 4.3 x 1.6

2 x 125W

2 x 36W

Các thông số cần tính toán cho quạt là:

+ Lưu lượng không khí qua quạt: Q (m3

/s)

+ Cột áp toàn phần của quạt: H (mmH2 O)

+ Công suất động cơ của quạt: N (kW)

+ Số vòng quay của quạt: n (rpm – Revolution per minutes: vòng trên phút)

+ Hiệu suất của quạt: h

Định dạng
Số trang	52
Dung lượng	5,57 MB