Đồ án thiết kế điều hòa không khí cho xưởng may

Đồ án môn học thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho phân xưởng may sử dụng Water Chiller giải nhiệt gió, AHU. Phân xưởng nằm tại Quảng Bình. Diện tích sử dụng 2100 m2. Bản vẽ được đính kèm dưới đây.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NHIỆT – LẠNH ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TIỆN NGHI CHO XƯỞNG MAY Sinh viên thực : Nguyễn Xuân Đạt Lớp : Kỹ thuật Nhiệt – Lạnh 02 K57 Số hiệu sinh viên : 20120246 Giáo viên hướng dẫn : Th.S Trịnh Viết Thiệu Hà Nội - 2016 MỤC LỤC GVHD: ThS Trịnh Viết Thiệu Viện KH & CN Nhiệt – Lạnh CHƯƠNG MÔ TẢ CÔNG TRÌNH VÀ LỰA CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 1.1 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH Xưởng sản xuất công ty may ABC Đồng Hới – Quảng Bình xây dựng diện tích 2880 mét vuông cao mét với tầng sản xuất gồm: xưởng cắt, xưởng may, xưởng – đóng gói, kho vải, kho thành phẩm Ngoài có phòng điều hành sản xuất: phòng Giám Đốc, phòng Chuyên gia, phòng Nghiệp vụ, phòng Kiểm tra chất lượng, khu vệ sinh Xưởng xây dựng với kết cấu bê tông cốt thép, hướng cửa hướng Đông Nền đổ bể tông cốt thép lát gạch granito Dưới đất Mặt phục vụ sản xuất văn phòng làm việc cán nhân viên công ty Mái đổ bê tông cốt thép, tầng mái bố trí bể nước tháp giải nhiệt cho hệ thống điều hòa không khí Khu sản xuất khu văn phòng có trần giả thạch cao, khoảng không gian trần giả có chiều cao mét Tường bao xung quanh tường bao gạch xây 300mm có trát vữa Hệ thống chiếu sáng đèn điện, kết hợp ánh sáng tự nhiên từ cửa sổ làm kính khung nhôm có rèm che, tránh ánh nắng trực tiếp rọi vào phân xưởng Giữa phân xưởng hành lang tạo không gian đệm ngăn cách vách gạch xây 100mm có trát vữa Diện tích không giản sử dụng điều hòa phân xưởng thống kê bảng 1.1: Bảng 1.1 Thống kê diện tích sử dụng điều hòa tòa nhà Ký hiệu Diện tích Số Chiều STT Phòng (Phân xưởng) phòng, phân F người cao (m) xưởng (m2) (n) Xưởng may X1 1214 3,5 320 Kho thành phẩm, kho 20 K1 581 3,5 nguyên liệu Khu văn phòng Tổng P1 266 3,5 20 - 2089 - 360 SVTH: Nguyễn Xuân Đạt Lớp: KT NL02 K57 GVHD: ThS Trịnh Viết Thiệu Bảng 1.2 Thống kê diện tích tường, cửa, kính phòng (xưởng) sử dụng điều hòa Diện tích F (m2) STT Phòng (Phân xưởng) Tường bao Cửa Vách Kính Phòng Ngoài Phòng Ngoài đệm trời đệm trời 54 215 Xưởng may 268 Kho nguyên liệu, kho thành phẩm 367 175,5 48 45 24 Khu văn phòng 137 140 15 48 12 71 1.2 LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 1.2.1 Chọn cấp điều hòa Qua phân tích đặc điểm xưởng may mặc ta chọn điều hòa không khí cấp lý sau: - Các sản phẩm may mặc không đòi hỏi nghiêm ngặt nhiệt độ độ ẩm quanh năm, số lượng công nhân viên chức xưởng lớn thường xuyên thay đổi việc trì tính xác thông số nhiệt ẩm nhà với phạm vi nhiệt độ trời khó - Việc lựa chọn điều hòa cấp cấp chi phí đầu tư lắp đặt vận hành hệ thống lớn, lãng phí so với mức độ quan trọng công trình 1.2.2 Chọn thông số tính toán nhà Thông số tính toán nhà theo yêu cầu: - tT = 24 °C; - ϕT = 55% Tra đồ thị I – d ta được: - Entapy: IT = 50,2 kJ/kg; - Nhiệt độ nhiệt kế ướt tưT = 17,80 °C; - Nhiệt độ đọng sương: tsT = 14,62 °C; - Độ chứa ẩm: dT = 10,37 g/kg Đối với hành lang, để tránh chênh lệch nhiệt độ lớn vùng gây nhiệt đột ngột cho người dẫn đến bị choáng không đảm bảo sức khỏe ta chọn không gian hành lang làm không gian đệm với nhiệt độ độ ẩm sau: - tĐ = 30°C; Viện KH & CN Nhiệt – Lạnh - ϕT = 55% Tra đồ thị I – d ta được: - Entapy: IĐ = 67,75 kJ/kg; - Độ chứa ẩm: dĐ = 14,95 g/kg 1.2.3 Chọn thông số tính toán trời Thông số tính toán trời tN chọn theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687 – 2010 Đối với hệ thống điều hòa không khí cấp trạng thái không khí trời chọn với độ sai lệch m = 400 h/năm sau: Vào mùa hè tN =36,0 °C; ϕN = 51,0 % Tra đồ thị I – d ta được: IN = 85,59kJ/kg; tưN = 27,28 °C; tsN = 24,75 °C; dN = 17,76 g/kg Vào mùa đông tN = 13,9; ϕN = 90,8 % Tra đồ thị I – d ta được: IN = 36,58 kJ/kg; tưN = 12,92 °C; tsN = 12,45 °C; dN = 8.98 g/kg 1.2.4 Gió tươi Gió tươi lượng gió cần thiết cấp cho không gian điều hòa để đảm bảo ôxy cho người hoạt động bình thường đơn vị tính m3/h/người m3/h/m2sàn Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687-2010 lượng gió tươi cho người công trình văn phòng, công sở 25 - 30 m3/h/người 1.2.5 Độ ồn cho phép, hàm lượng chất độc hại cháy nổ Độ ồn yếu tố quan trọng gây ô nhiễm môi trường nên độ ồn cần khống chế, theo bảng 1.6 tài liệu [1] mức ồn cực đại cho phép 55 dB Hàm lượng chất độc hại, bụi, cháy nổ tuân theo tiêu chuẩn Việt Nam 1.3 MỤC TIÊU THIẾT KẾ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ, THÔNG GIÓ CHO TOÀN NHÀ Hệ thống điều hòa không khí lắp đặt phân xưởng phải thỏa mãn điều kiện cho người lao động thoải mái, đồng thời chế độ bảo quản sản phẩm phải nằm giới hạn tiêu chuẩn Như suất lao động đảm bảo sản phẩm không bị ẩm mốc suốt trình sản xuất bảo quản Hệ thống điều hòa không khí lắp đặt để phục vụ tất xưởng sản xuất phòng điều hành, bao gồm: Kho nguyên liệu, kho thành phẩm, xưởng may, khu văn phòng SVTH: Nguyễn Xuân Đạt Lớp: KT NL02 K57 GVHD: ThS Trịnh Viết Thiệu CHƯƠNG TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM VÀ LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ MÙA HÈ 2.1 TÍNH TOÁN NHIỆT-ẨM THỪA 2.1.1 Tính cân nhiệt Xác định nguồn nhiệt toả vào phòng từ nguồn nhiệt khác người, may móc, chiếu sáng, rò lọt không khí, xạ mặt trời, thẩm thấu qua kết cấu bao che Theo biểu thức 3.1 tài liệu [1] ta có phương trình cân nhiệt: Qt = Qtoả + Qtt Qt - nhiệt thừa phòng Qtoả - nhiệt toả phòng Qtt - nhiệt thẩm thấu từ vào qua kết cấu bao che chênh lệch nhiệt độ Qtoả = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8 Q1- nhiệt toả từ máy móc; Q2- nhiệt toả từ đèn chiếu sáng; Q3- nhiệt toả người; Q4- nhiệt toả từ bán thành phẩm; Q5- nhiệt toả từ thiết bị trao đổi nhiệt; Q6- nhiệt toả xạ mặt trời qua cửa; Q7- nhiệt toả xạ mặt trời qua bao che; Q8- nhiệt toả dò lọt không khí qua cửa; Qtt = Q9 + Q10 + Q11 + Qbs Q9- nhiệt thẩm thấu qua vách; Q10- nhiệt thẩm thấu qua trần (mái); Q11- nhiệt thâm thấu qua nền; Qbs – nhiệt tổn thất bổ sung gió hướng vách 2.1.1.1 Nhiệt toả từ máy móc: Q1 Trong xưởng may thực tế có nhiều loại máy móc, thiết bị tỏa nhiệt khác Nhưng đồ án để tính toán mức đơn giản ta quy 02 loại máy móc thiết bị văn phòng gồm máy tính, máy in thiết bị sản xuất máy may công nghiệp Viện KH & CN Nhiệt – Lạnh a Nhiệt tỏa từ thiết bị văn phòng Đối với thiết bị văn phòng ta lấy số máy tính số người phòng phòng có máy in Công suất tỏa nhiệt thiết bị điện tử lấy công suất điện thiết bị Công suất máy tính 250 W, máy in 100 W Vậy nhiệt tỏa thiết bị văn phòng tính theo biểu thức: Q1vp = 250.n + 100 (W), với - n = số người văn phòng b Nhiệt toả từ thiết bị sản xuất Theo biểu thức 3.12 tài liệu [1], ta có Q1mm=∑Nđc.Ktt.Kđt.( - 1+ KT ) , W - Nđc công suất động máy may - Kpt hệ số phụ tải, tỷ số công suất thực máy công suất động lắp đặt, Kpt = Nff/Nđc - Kđt hệ số đồng thời, Kđt = ∑Niτi/∑ Niτ - η hiệu suất làm việc thực đông máy may - KT hệ số thải nhiệt Hầu hết động làm việc chế độ biến động thành lấy KT =1 Trường hợp động quạt gió mà động phòng, ống gió bên lấy K T = 0.1; bơm có động phòng, ống nước bên lấy KT =0.2; Công suất may may công nghiệp Nđc = 250W Hệ số phụ tải chọn Ktt= 0.8, suy hệ số hiệu Khc = Chọn hệ số đồng thời Kđt= 0.9 Với động có công suất ≤ 500 W ta lấy gần ηđc= 0.75 η = 0,75.1 = 0,75 Hệ số thải nhiệt KT= Vậy Q1mm=∑Nmm.Ktt.Kđt.( - 1+ KT ) =∑Nmm.0,8.0,9.(1/0,75 - +1) = 0,96.∑Nđc Ví dụ tính toán cho phòng cụ thể: - Phòng nghiệp vụ (P3) có 10 người, có 10 máy tính 01 máy in Q1P3 = 250.n + 100 = 250.10 + 100 = 2600 W - Tổng nhiệt tỏa khu văn phòng (4 phòng, 19 người) Q1VP = 250.19 + 4.100 = 5150 W =5,15 kW - Phân xưởng may X1 có 320 người, người sử dụng 01 máy may để làm việc có 320 máy may công nghiệp Khi nhiệt tỏa máy may là: Q1mm = 320.0,96.250 = 76800 W - Đối với kho sản phẩm, kho nguyên liệu coi xưởng may sử dụng hai xe nâng điện có công suất 8kW xe Vậy nhiệt tỏa động xe 16 kW SVTH: Nguyễn Xuân Đạt Lớp: KT NL02 K57 GVHD: ThS Trịnh Viết Thiệu Bảng 2.1 Nhiệt tỏa từ máy móc Q1, W Phân xưởng, X1 K1 phòng Q1 W 76800 16000 Tổng Q1 = 97950 W P1 5150 2.1.1.2 Nhiệt toả từ đèn chiếu sáng Q2 Nhiệt tỏa từ đèn chiếu sáng cho Q2 = 130 kW 2.1.1.3 Nhiệt toả từ người Q3 Nhiệt người toả tính số lượng người phòng nhân với nhiệt lượng người toả Q3=n.q ,kW - q nhiệt toả từ người(w/người) xác định theo bảng 3.1 tài liệu [1] - n số người không gian điều hòa May mặc thường coi lao động trung bình Tại nhiệt độ điều hòa 24 °C ta có q = 171 W/người Do phân xưởng may đa phần phụ nữ nên lượng nhiệt người phụ nữ toả lượng nhiệt người đàn ông nhân với hệ số 0.85 Tại 02 kho xưởng may coi lao động nặng, ta có q = 250W/người Khu văn phòng coi có trạng thái tĩnh q = 84W/người Do xưởng may đa phần phụ nữ nên lượng nhiệt người phụ nữ toả lượng nhiệt người đàn ông nhân với hệ số 0.85 Do xưởng may đa phần phụ nữ nên lượng nhiệt người phụ nữ toả lượng nhiệt người đàn ông nhân với hệ số 0.85 Bảng 2.2 Nhiệt tỏa người Q3, W Phân xưởng, X1 K1 P1 phòng Q3 W 46512 5000 1680 Tổng Q3 = 53192 W 2.1.1.4 Nhiệt toả từ bán thành phẩm Q4 Q4 = vải không thu hay tỏa nhiệt 2.1.1.5 Nhiệt toả từ thiết bị trao đổi nhiệt Q5 Q5 = phòng không bố trí thiết bị trao đổi nhiệt Viện KH & CN Nhiệt – Lạnh 2.1.1.6 Nhiệt toả từ xạ mặt trời qua kính Q6 Nhiệt tỏa từ xạ mặt trời qua kính tính theo biểu thức gần Q6 = Isđ.Fk.τ1.τ2.τ3.τ4 ,kW Isd :cường độ xạ mặt trời lên mặt đứng, phụ thuộc hướng địa lý, W/m2 Theo bảng 3.3 tài liệu [1] có + Hướng Đông/Tây Isđ = 590 W/m2 + Hướng Bắc Isđ = 143 W/m2 + H.20ướng Nam Isđ = W/m2 - Fk : diện tích cửa kính chịu xạ tạ thời điểm tính toán, m2 - τ1 : hệ số suốt kính Chọn kính lớp τ1 = 0.9 - τ2 : hệ số bám bẩn Chọn kính lớp mặt đứng τ2 = 0.8 - τ3 : hệ số khúc xạ Chọn kính lớp khung kim loại τ3 = 0.75 - τ4 : hệ số tán xạ che nắng Chọn với kính có rèm che τ4 = 0.7 X1 K1 P1 Bảng 2.3 Nhiệt xạ mặt trời vào phòng Q6 Diện tích kính Fk (m2) Q6 (W) Đông Tây Nam Bắc 0 0 0 24 1112 60,59 0 11582 Tổng Q6 = 12694 W 2.1.1.7 Nhiệt toả xạ mặt trời qua kết cấu bao che Q7 a Tính toán hệ số truyền nhiệt cho kết cấu bao che Thành phần nhiệt tỏa vào phòng xạ mặt trời qua làm cho kết cấu bao che nóng mức bình thường, chủ yếu tính cho mái Nhiệt tỏa chênh lệch nhiệt độ không khí nhà nhà tính theo Qtt (Nhiệt thẩm thấu) Ta sử dụng biểu thức gần 3.20 tài liệu [1]: s Q7=0,055.k.F.εsI kW Trong đó: - εs = 0,61 Tra vật liệu Fibro xi măng sau 12 tháng sử SVTH: Nguyễn Xuân Đạt Lớp: KT NL02 K57 GVHD: ThS Trịnh Viết Thiệu dụng theo bảng 4.10 tài liệu [1]; - Is = 941 W/m2, theo bảng 3.3 tài liệu [1]; - F diện tích bề mặt mái chịu xạ, m2; - k hệ số truyền nhiệt qua mái Hệ số truyền nhiệt qua mái, tường trần tính theo công thức sau: k= ( 1 + ∑ Ri + ) αT αN αN = 20 W/m2K (theo tài liệu [1]) hệ số tỏa nhiệt không khí phía nhà α T =10 W/m2.K (theo tài liệu [1]) hệ số tỏa nhiệt không khí phía nhà δi Ri= λ i (m2.K/W) nhiệt trở lớp vật liệu có chiều dày δ i (m) có hệ số dẫn nhiệt λ i Kết cấu mái gồm nhiều lớp cách nhiệt ghép nối tiếp với nhau: Hình 2.1 Kết cấu mái xưởng may 1- Lớp bê tông cốt thép dày δ = 100mm Theo bảng 4.11 tài liệu [1] ta có λ = 1,55 W/mK; 2- Lớp không khí dày δ2 = 1000mm; 3- Lớp trần giả thạch cao có δ3 = 12mm Theo bảng 4.11 tài liệu [1] ta có λ3 = 0,23 W/mK; Vì lớp không khí có tính chống nóng lên coi lớp không khí tĩnh có trao đổi nhiệt đối lưu Vì vậy, muốn xác định λ ta cần xác định nhiệt ododj bề mặt lớp không khí tw1 tw2 nhiệt độ trung bình tf = (tw1 + tw2)/2 10 Viện KH & CN Nhiệt – Lạnh - Chọn kích thước đoạn đầu: 650x425 mm x mm; Sử dụng công thức tính đường kính tương đương tiết diện chữ nhật ta tìm dtd = 571 mm; - Dựa vào lưu lượng G1 = 15000 m3/h = 4167 l/s dtđ = 571 mm tra đồ thị 6.4 tài liệu [3] ta tổn thất Δp1 = Pa/m Thiết kế đoạn ống Trên sở tỷ lệ phần trăm lưu lượng đoạn ta xác định tỷ lệ phần trăm diện tích nó, xác định kích thước a x b đoạn xác định tốc độ thực Bảng 4.9 Kết tính toán thông số đường ống gió cấp khu Văn phòng Đoạn AHU -1 1-2 2-3 3-4 4-5 % m3/s % m2 a, mm b, mm Tốc độ thực m/s 100 4,17 100 0,274 650 425 15,08 71,4 42,9 28,6 14,3 2,98 1,79 1,19 0,60 77 60 36,5 20,5 0,21 0,16 0,10 0,06 500 500 400 300 425 325 250 200 14,01 10,99 11,90 9,92 Lưu lượng Tiết diện Kích thước b Đường ống gió hồi Tính toán tương tự ta có Δp1 = 1,2 Pa/m Bảng 4.10 Kết tính toán thông số đường ống gió hồi khu Văn phòng % 100 m3/s 3,75 % 100 m2 0,41 a, mm 825 b, mm 500 Tốc độ thực m/s 9,09 80 3,00 84,5 0,35 825 425 8,56 2’-3’ 40 1,50 57 0,23 675 350 6,35 3’-4’ 20 0,75 27 0,11 500 225 6,67 Đoạn AHU -1’ 1’-2’ Lưu lượng Tiết diện Kích thước c Xác định tổn thất áp suất đường ống gió 38 SVTH: Nguyễn Xuân Đạt Lớp: KT NL02 K57 Viện KH & CN Nhiệt – Lạnh Bảng 4.12 Kết tính toán tổn thất áp suất cục ống gió cấp khu văn phòng Đoạn tốc độ thực, m/s ρ AHU1 15,08 1,2 1-2 14,01 1,2 2-3 10,99 1,2 11,90 1,2 3-4 4-5 9,92 Tên thiết bị ξ Δpcb, Pa cút 90 côn thu Tiêu âm côn thu cút 90 côn thu 0,150 0,036 0,036 0,150 0,045 20,5 4,9 50 4,2 10,9 3,2 côn thu 0,046 3,9 1,2 miệng thổi 15 Tổng tổn thất Δp = ΣΔpcb + ΣΔpms = 246 Pa Chiều dài, m Δpms 9,7 38,8 32 12,5 50 2,1 8,4 Bảng 4.12 Kết tính toán tổn thất áp suất cục ống gió hồi khu văn phòng tốc độ thực, m/s 9,1 ρ Tên thiết bị ξ Δpcb, Pa 1,2 côn thu 0,032 1,6 9,1 1,2 Cút 90 0,19 9,4 1’-2’ 8,6 1,2 côn thu 0,041 2’-3’ 3’-4’ 6,3 1,2 côn thu 0,14 6,7 1,2 Miệng hút Đoạn AHU-1’ Chiều dài, m Δpms 15 18 1,8 12,3 14,76 3,4 11 13,2 15 3,5 4,2 Tổng tổn thất ΔP = ΣΔpcb + ΣΔpms = 81 Pa 39 SVTH: Nguyễn Xuân Đạt Lớp: KT NL02 K57 Viện KH & CN Nhiệt – Lạnh CHƯƠNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG DẪN NƯỚC 5.1 HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG DẪN NƯỚC 5.1.1 Chọn hệ thống đường ống dẫn nước Trong hệ thống Điều hòa trung tâm nước có hệ thống đường ống nước lạnh (đường cấp, đường hồi), bao gồm: hệ thống ống, tê, cút phụ kiện khác Hệ thống làm nhiệm vụ tải nước lạnh từ máy làm lạnh nước tới dàn trao đổi nhiệt khí – nước để làm lạnh không khí tới nhiệt độ yêu cầu thiết kế Hệ thống đường ống lạnh phân ra: - Hệ thống đường ống: hệ thống đơn giản gồm đường ống mắc song song, dàn trao đổi nhiệt mắc nối tiếp hệ thống ống - Hệ thống hồi ngược: cải tiến từ hệ ống, có thêm đường ống hồi ngược nên đảm bảo cân áp suất tự nhiên hệ thống - Hệ đường ống đường ống: nhằm mục đích đồng thời sử dụng nóng lạnh cho khách sạn 4, công trình quan trọng Căn vào đặc điểm công trình xưởng may: sử dụng dàn AHU, không quan trọng sưởi ấm mùa đông ta lựa chọn hệ thống đường ống 5.1.2 Vật liệu đường ống Theo bảng 7-1 tài liệu [3] ta chọn vật liệu ống dẫn nước lạnh chiller thép đen 5.1.3 Van phụ kiện Van sử dụng để đóng mở điều chỉnh dòng nước tay hay tự động nhợ thiết bị tự động kiểu điện từ, lò xo, thủy lực Các loại van thường sử dụng là: - Van khóa: sử dụng để khóa chặn cách li AHU khỏi hệ thống tiến hành thay thế, bảo dưỡng, sửa chữa; - Van chiều: cho phép dòng chảy theo chiều định, thường đặt trước bơm; - Van cầu, van góc, van Y: dùng để đóng, mở điều chỉnh lưu lượng Nó đóng mở nhanh van khóa - Van cân bằng: dùng để cân dòng chảy cân áp suất nhánh đường ống nước 40 SVTH: Nguyễn Xuân Đạt Lớp: KT NL02 K57 Viện KH & CN Nhiệt – Lạnh 5.1.4 Sự giãn nở nhiệt loại đường ống Trong trình làm việc nhiệt độ nước thay đổi khoảng tương đối rộng, nên cần lưu ý tới giãn nở nhiệt đường ống để có biện pháp ngăn ngừa thích hợp Để bù giãn nở kỹ thuật điều hòa người ta sử dụng đoạn ống chữ U, chữ Z chữ L 5.1.5 Giá đỡ đường ống Để treo đỡ đường ống người ta thường sử dụng loại sắt chữ L sắt chữ U làm giá đỡ Các giá đỡ phải đảm bảo chắn, dễ lắp đặt đường ống có độ hợp lý 5.2 TÍNH TOÁN ĐƯỜNG ỐNG DẪN NƯỚC VÀ CHỌN BƠM 5.2.1 Lưu lượng nước yêu cầu 5.2.1.1 Lưu lượng nước lạnh Lưu lượng nước lạnh qua bình bay 01 máy tính theo biểu thức: GNLm = , kg/s Trong đó:  Qo: công suất lạnh bình bay 01 máy Qo = 451,7 kW;  Δto: độ chênh nhiệt độ nước vào bình bay hơi, Δto = K;  Cp: nhiệt dung riêng nước, Cp = 4,186 kJ/(kg.K) Khi ta có GNLm = = 21,58 kg/s = 21,6 l/s Lưu lượng nước lạnh hệ thống GNL = 2.21,6 = 43,2 l/s 5.2.1.2 Lưu lượng nước ngưng Lưu lượng nước ngưng tính toán bảng 2.15: Wn = 0,1117 kg/s = 0,1117 l/s 5.2.2 Chọn tốc độ nước đường ống Tốc độ nước chuyển động đường ống phụ thuộc hai yếu tố: - Độ ồn nước gây Khi tốc độ cao độ ồn lớn, tốc độ nhỏ kích thước đường ống lớn phí tăng Hiện tượng ăn mòn Trong nước có lẫn cặn bẩn cát vật khác, tốc độ cao khả ăn mòn lớn Theo bảng 7.7 tài liệu [3] ta có tốc độ nước đường ống sau: - Đầu đẩy bơm: 2,4 ÷ 3,6 m/s; Đầu hút bơm: 1,2 ÷ 2,1 m/s; Các trường hợp thông thường: 1,5 ÷ m/s 41 SVTH: Nguyễn Xuân Đạt Lớp: KT NL02 K57 Viện KH & CN Nhiệt – Lạnh 5.2.3 Xác định đường kính ống dẫn Trên sở lưu lượng tốc độ đoạn ống, ta tiến hành xác định đường kính ống: d= ,m Trong đó: - V – lưu lượng thể tích nước chuyển động qua đoạn ống tính, m3/s ω – tốc độ nước chuyển động ống Bảng 5.1 Đường kính ống dẫn tổn thất ma sát đường ống Đoạn ống Góp – AHU2 AHU2 – AHU1 AHU1 AHU3 ống góp đầu hút ống góp đầu đẩy V, l/s ω, m/s d, mm dy, mm di, mm ωthực, m/s Δp, pa/ m Chiều dài ΔPms, pa 43,2 2,5 148,3 150 154,1 2,3 300 13 3900 28,9 2,5 121,3 125 128,2 2,2 300 1,8 540 56,4 50 62,7 1,6 450 78 35100 43,2 1,5 191,5 200 202,7 1,3 - - - 43,2 165,8 150 154,1 2,3 - - - Tổng tổn thất ma sát đường cấp 40440 5.2.4 Tính tổn thất áp suất đường ống nước lạnh Hiện có phương pháp để tính toán tổn thất áp suất đường ống nước phương pháp hệ số trở kháng phương pháp đồ thị Ở đồ án sử dụng phương pháp đồ thị để tính toán, phương pháp không xác phương pháp hệ số trở kháng ưu điểm tính toán, ngắn gọn sai số không lớn Tổn thất áp suất hệ thống là: ∆P = ∆Pc + ∆Ph + ∆Pbh + ∆PAHU Trong đó: - ∆Pc tổn thất áp suất đường ống cấp 42 SVTH: Nguyễn Xuân Đạt Lớp: KT NL02 K57 Viện KH & CN Nhiệt – Lạnh - ∆Ph tổn thất áp suất đường ống hồi - ∆Pbh tổn thất áp suất qua bình bay - ∆PAHU tổn thất áp suất qua AHU 5.2.4.1 Tổn thất áp suất đường ống cấp Tổn thất áp suất đường ống cấp ∆Pc = ∆Pms + ∆Pcb Trong đó: - ∆Pms tổn thất áp suất ma sát - ∆Pcb tổn thất áp suất cục qua tê, cút … Từ vẽ mặt sơ đồ nguyên lý ta thấy đường ống dài hệ thống nước lạnh từ Chiller đến AHU3 khu văn phòng Nên ta tính toán với đường ống Bảng 5.2 Tổn thất cục qua van phụ kiện Đoạn ống Trước bơm Bơm - Chiller Chiller AHU2 AHU2 AHU1 AHU1 AHU3 Dy Loại thiết bị Số lượng ltd, m Δp 125 Phin lọc chữ Y Van cổng 1 23,38 1,83 200 200 ΔPcb, Pa 4676 366 12,19 600 7314 2 2 1,37 3,05 2,743 18,29 600 600 600 600 822 3660 3291,6 10974 1,37 4,88 4,27 600 300 300 1644 2928 1281 90 90 150 Van chiều loại lật Van cổng Cút 90 T thu 0,25d Phim lọc chữ Y Van cân Van cổng Cút 90 T thu 0,25d 125 T thu 0,25d 3,66 300 1098 50 Cút 90 1,52 450 3420 Tổng tổn thất cục 41475 43 SVTH: Nguyễn Xuân Đạt Lớp: KT NL02 K57 Viện KH & CN Nhiệt – Lạnh Vậy tổng tổn thất đường cấp ∆Pc = ∆Pms + ∆Pcb = 40440 +41475 = 81915 pa 5.2.4.2 Tổn thất đường ống hồi Vì đường hồi đường cấp mắc song song nên tổn thất tổn thất ma sát đường hồi đường cấp Tổn thất cục đường ống hồi tổn thất cục đường cấp tính từ ống góp chiller AHU3 ΔPh = ΔPms + ΔPcb, chiller – AHU3 = 40440 + (2928 + 1281 +1098 + 3420) = 49167 Pa 5.2.4.3 Tổn thất qua bình bay Theo catalog máy Water chiller ta có: Dàn bay hơi: - Lưu lượng nước nhỏ 5,9 l/s; ΔP = 17,7 kPa - Lưu lượng nước lớn 37,1 l/s; ΔP = 105,8 kPa Vậy lưu lượng nước 21,6 l/s ta nội suy giá trị ΔPbh = 62 kPa 5.3.4.4 Tổn thất qua dàn trao đổi nhiệt AHU Đối với dàn trao đổi nhiệt AHU, tổn thất áp suất qua dàn trao đổi nhiệt thường dao động từ 48 kPa đến 60kPa (theo [7]) Vì AHU khu văn phòng loại có công suất nhỏ (102kW) ta lấy giá trị cho ΔPAHU = 50 kPa Vậy, tổn thất áp suất hệ thống nước lạnh là: ∆P = ∆Pc + ∆Ph + ∆Pbh + ∆PAHU ∆P = 81915 +49167 + 62000 + 50000 = 243082 ≈ 243 kPa 5.2.5 Chọn bơm nước lạnh Bơm nước lạnh có nhiệm vụ tuần hoàn nước làm lạnh máy Water Chiller tới dàn trao đổi nhiệt AHU để làm lạnh không khí Bơm nước sử dụng hệ thống điều hòa thường bơm ly tâm để đáp ứng cột áp, lưu lượng Bơm nước lạnh phải thỏa mãn suất cột áp tổng hệ thống Bơm làm việc gần điểm tối đa tốt suốt trình vận hành Một điều cần phải ý độ ồn bơm nhỏ tốt, điều hòa tiện nghi độ ồn đường ống nước khó khắc phục Muốn có độ ổn thấp bơm phải có tốc độ nhỏ, phải đáp ứng suất cột áp yêu cầu Vì số lượng máy Water chiller chọn 02 máy nên ta chọn 02 bơm nước lạnh Lưu lượng nước tổng 43,2 l/s Cột áp ta nhân với hệ số an toàn 1,1 ta có ΔP = 44 SVTH: Nguyễn Xuân Đạt Lớp: KT NL02 K57 Viện KH & CN Nhiệt – Lạnh 243.1,1 = 267 kPa = 27,2 mH2O AHU3 đặt cao độ 3m so với bơm nên cột áp cần đạt bơm Hbơm = 27,2 + = 30,2m Sử dụng phần mềm chọn bơm hãng Grundfos ta chọn bơm NKGE 10080-160/150 số lượng 02 bơm chọn thêm 01 bơm để dự phòng Thông số kỹ thuật bơm trình bày bảng Bảng 5.3 Thông số kỹ thuật bơm nước lạnh STT Mô tả thiết bị Model 10 Lưu lượng Cột áp Tốc độ vòng quay Đường kính ống đẩy Đường kính ống hút Nguồn điện Công suất động Hiệu suất bơm Khối lượng Thông số x NKGE 100-80160/150 43,2 27,2 2920 DN 80 DN 100 x 380-50Hz 7,5 78,8 244 Đơn vị l/s mH2O Vòng/phút mm mm kW % kg 45 SVTH: Nguyễn Xuân Đạt Lớp: KT NL02 K57 Viện KH & CN Nhiệt – Lạnh Hình 5.1 Bơm Grundfos NKGE 100-80-160/150 46 SVTH: Nguyễn Xuân Đạt Lớp: KT NL02 K57 Viện KH & CN Nhiệt – Lạnh KẾT LUẬN Nội dung đồ án môn học em thiết kế hệ thống điều hòa không khí tiện nghi cho Xưởng may, sử dụng hệ thống điều hòa không khí Water Chiller Để hoàn thành đồ án em tiến hành bố trí vẽ mặt xây dựng, tìm hiểu đặc điểm công trình từ xác định yêu cầu với điều hòa, lựa chọn thông số tính toán hợp lý để thiết kế hệ thống điều hòa không cho công trình Mặc dù cố gắng tìm hiểu học hỏi kiến thức thực tế hạn chế nên đồ án tránh khỏi thiếu sót Em mong thầy bảo giúp đỡ để em bổ sung, khắc phục điểm thiếu sót tích lũy thêm kinh nghiệm có ích cho công việc sau Em xin chân thành cảm ơn thầy Trịnh Viết Thiệu thầy Nguyễn Đình Vịnh giúp đỡ tạo điều kiện để em hoàn thành đồ án 47 SVTH: Nguyễn Xuân Đạt Lớp: KT NL02 K57 Viện KH & CN Nhiệt – Lạnh TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] Nguyễn Đức Lợi, Hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hòa không khí, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội-2011 [2] Đặng Quốc Phú – Trần Thế Sơn – Trần Văn Phú, Truyền nhiệt, Nhà xuất giáo dục, 1999 [3] Đinh Văn Thuận – Võ Chí Chính, Tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí đại, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội - 2003 [4] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687-2010: Thông gió – điều hòa không khí – tiêu chuẩn thiết kế Hà Nội 2010 [5] Catalogue hãng: Daikin, Grundfos [6] Các tài khóa luận khóa trước [7] Các website www.dac-hvac.com; www.voer.edu.vn 48 SVTH: Nguyễn Xuân Đạt Lớp: KT NL02 K57 Viện KH & CN Nhiệt – Lạnh PHỤ LỤC 1.Toán đồ xác định tổn thất áp suất mét ống 49 SVTH: Nguyễn Xuân Đạt Lớp: KT NL02 K57 Viện KH & CN Nhiệt – Lạnh 2.Hệ số ξ cút tiết diện chữ nhật 3.Hệ số ξ côn tiết diện chữ nhật đột mở 4.Hệ số ξ côn thu đột thu 50 SVTH: Nguyễn Xuân Đạt Lớp: KT NL02 K57 Viện KH & CN Nhiệt – Lạnh 5.Bảng xác định tỷ lệ phần tram tiết diện theo phương pháp ma sát đồng 51 SVTH: Nguyễn Xuân Đạt Lớp: KT NL02 K57 Viện KH & CN Nhiệt – Lạnh 6.Tổn thất áp suất (Pa/m) ống dẫn thép đen Schedul 40 52 SVTH: Nguyễn Xuân Đạt Lớp: KT NL02 K57