Tiểu Luận ĐHKK đề tài GIẢI PHÁP NHIỆT NGHIÊN CỨU

Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh Nhóm Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh Nhóm Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata Nhóm KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH MÔN : ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ  Đề tài: GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Nhóm MSSV Hồ Minh Quân 07726491 Đỗ Văn Tuấn 07738561 Phạm Thanh Quyện 07745911 Phạm Như Nhiên 07700631 Nguyễn Văn Tuấn 07705171 Nguyễn Thành Tâm 07710651 TP Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng năm 201 GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata MỤC LỤC GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh Nhóm Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata Nhóm LỜI NÓI ĐẦU Nước ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa hè tương đối nóng n ực có đ ộ ẩm cao Cùng với phát triển đất nước, đời sống nhân dân ngày cải thiện nâng cao, nhu cầu việc tạo ều ki ện vi khí h ậu thích hợp cho người công sở, văn phòng, xí nghi ệp nhà c nhân dân… trở nên cấp thiết Hiện hầu hết quan, xí nghiệp, công s đ ều s dụng hệ thống điều hòa không khí từ công suất nhỏ, trung bình đ ến l ớn lớn Có thể nói thiết bị điều hòa không khí trở thành m ột thi ết b ị quan trọng ngày mà người tiếp xúc sử dụng Được tìm hiểu hệ thống điều hòa không khí công trình Vinadata dịp để chúng em tiếp xúc, tìm hiểu học h ỏi m ột h ệ th ống Chiller l ớn Ti ểu luận dừng lại việc tìm hiểu, nghiên cứu Catalogue s ố thi ết b ị phân tích đặc điểm hệ thống đường ống hệ thống Tuy nhiên, ti ểu luận không tránh khỏi sai sót hạn chế mặt ki ến th ức kinh nghiệm thực tế nhóm thực hiện, nhóm mong góp ý cô bạn Nhóm thực GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata Nhóm Phần I: THÁP GIẢI NHIỆT I.1 Giới thiệu nguyên tắc hệ thống điều hòa trung tâm giải nhiệt nước, hệ thống nước giải nhiệt bình ngưng Hệ thống điều hòa trung tâm giải nhiệt nước hệ thống sử dụng n ước lạnh 7ºC để làm lạnh không khí qua dàn trao đổi nhiệt FCU AHU I.1.1 Nguyên tắc hệ thống điều hòa trung tâm giải nhiệt nước Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước hệ thống bơm thường bố trí phía tầng hầm tầng trệt, tháp giải nhiệt đặt tầng thượng Trái lại máy làm lạnh nước giải nhiệt gió thường đặt tầng thượng Nước lạnh làm lạnh bình bay xuống 7ºC bơm nước lạnh đưa đến dàn trao đổi nhiệt FCU AHU Ở n ước thu nhi ệt c không khí nóng phòng, nóng lên đến 12ºC lại bơm đẩy bình bay để tái làm lạnh xuống 7ºC, khép kín vòng tuần hoàn nước lạnh Đối v ới hệ thống nước lạnh kín (không có dàn phun) cần phải có thêm bình dãn n đ ể bù nước hệ thống dãn nở thay đổi nhiệt độ Nếu so sánh diện tích lắp đặt ta thấy hệ thống có máy làm lạnh nước giải nhiệt nước tốn thêm diện tích lắp đặt tầng (hoặc tầng thượng) Nếu dùng hệ thống với máy làm lạnh giải nhiệt gió dùng VRV sử dụng diện tích vào mục đích khác làm gara ôtô chẳng hạn I.1.1.1 Ưu điểm hệ thống trung tâm giải nhiệt nước GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata - Nhóm Có vòng tuần hoàn an toàn nước nên không s ợ ngộ độc tai n ạn rò rỉ môi chất lạnh ngoài, - nước hoàn toàn không độc Hình I.1: Hệ thống điều hòa trung tâm hại Có thể khống chế nhiệt ẩm giải nhiệt nước không gian điều hòa theo phòng riêng lẻ, ổn đ ịnh trì - điều kiện vi khí hậu tốt Thích hợp cho tòa nhà khách s ạn, văn phòng v ới m ọi chi ều cao - kiểu kiến trúc, không phá vỡ cảnh quan Ống nước so với ống gió nhỏ nhiều tiết kiệm nguyên vật - liệu xây dựng Có khả xử lí độ không khí cao, đáp ứng yêu cầu đề c ả v ề - độ bụi bẩn, tạp chất, hóa chất mùi… Ít phải bảo dưỡng, sửa chữa… Năng suất lạnh gần không bị hạn chế So với hệ thống VRV, vòng tuần hoàn môi chất lạnh đơn giản nhiều nên dễ kiểm soát I.1.1.2 Nhược điểm hệ thống trung tâm giải nhiệt nước - Vì dùng nước làm chất tải lạnh nên mặt nhiệt đ ộng, tổn th ất Exergy - lớn hơn… Cần phải bố trí hệ thống lấy gió tươi cho FCU Vấn đề cách nhiệt đường ống nước lạnh khay nước ngưng phức - tạp đặc biệt đọng ẩm độ ẩm Việt Nam cao Lắp đặt khó khăn Đòi hỏi công nhân vận hành lành nghề Cần định kì sửa chữa bảo dưỡng máy lạnh dàn FCU Trong hệ thống điều hòa trung tâm phận quan tr ọng hệ th ống máy làm lạnh nước hay gọi Chiller Máy tổ h ợp hoàn ch ỉnh nguyên cụm Tất công tác lắp ráp, thử bền, thử kín, nạp gas ti ến hành nhà máy chế tạo nên chất lượng cao Người sử dụng ch ỉ cần n ối v ới hệ thống nước giải nhiệt hệ thống nước lạnh máy vận hành GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata Nhóm I.1.2 Hệ thống nước giải nhiệt bình ngưng Hệ thống nước giải nhiệt gồm có tháp giải nhiệt (Cooling Tower), b ơm nước giải nhiệt hệ thống nước tuần hoàn từ bình ngưng tới tháp ngược l ại Về nguyên tắc, hệ thống điều hòa trung tâm nước với máy làm lạnh giải nhi ệt nước sử dụng nước giếng nước thành phố lần không tái tuần hoàn xu hướng sử dụng nước tái tuần hoàn với tháp giải nhiệt l ớn ưu điểm tháp giải nhiệt sau: - Nước ngày khan tiết kiệm tới mức tối đa, mà tháp gi ải - nhiệt có khả tiết kiệm nước cao Các dàn ngưng tụ kiểu tưới kiểu dàn ngưng tụ ki ểu bay tỏ - hiệu quả, cồng kềnh thiếu tính sản xuất hàng loạt Các tổ hợp máy làm lạnh nước giải nhiệt gió cồng kềnh không th ể ứng dụng cho máy lạnh công suất lớn lớn ều ki ện v ận - chuyển chuyên chở Một lí khác tháp giải nhiệt có hiệu qu ả cao, kích th ước gọn nhẹ, hình thức đẹp, chịu mưa nắng, độ tin cậy cao, tu ổi th ọ lớn áp dụng tiến khoa học kĩ thuật nhất, thích h ợp v ới việc lắp đặt tầng thượng tòa nhà Vì lí nên hệ thống điều hòa không khí gi ải nhi ệt n ước người ta sử dụng tháp giải nhiệt để làm mát bình ngưng h ệ th ống l ạnh máy điều hòa không khí I.2 Tháp giải nhiệt I.2.1 Định nghĩa - Nước làm mát sử dụng để giải nhiệt cho bình ngưng Ví dụ như: thiết bị điều hoà không khí, trình sản xuất phát ện GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata Nhóm Hình I.2: Tháp giải nhiệt hãng Liang Chi Tháp giải nhiệt thiết bị sử dụng để giảm nhi ệt độ dòng nước cách trích nhiệt từ nước thải khí Tháp gi ải nhi ệt t ận dụng bay nhờ nước bay vào không khí thải khí quy ển Kết là, phần nước lại làm mát đáng kể (Hình I.2) Tháp gi ải nhi ệt làm giảm nhiệt độ nước thấp so với thi ết b ị ch ỉ s dụng không khí để loại bỏ nhiệt, tản nhiệt ô tô, s d ụng tháp giải nhiệt mang lại hiệu cao mặt lượng chi phí Hình I.3: Giản đồ hệ thống nước làm mát GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata Nhóm I.2.2 Cấu tạo nguyên tắc hoạt động Hình I.4: Cấu tạo tháp giải nhiệt Động quạt gió Vỏ tháp (khung thân tháp) Chắn bụi lọc nước Dàn phun nước Khối đệm Cửa không khí vào Bể nước Đường nước lạnh cấp để làm mát bình ngưng Đường nước nóng từ bình ngưng đưa vào dàn phun để làm mát xuống nhờ không khí ngược chiều từ lên 10 Phin lọc nước 11 Phễu chảy tràn 12 Van xả đáy 13 Đường nước cấp với van phao PI Áp kế I.2.2.1 Các phận tháp giải nhiệt 1- Quạt: Cả quạt hướng trục quạt ly tâm sử dụng tháp gi ải nhiệt Thông thường quạt hướng trục sử dụng thông gió quạt ly tâm quạt hướng trục sử dụng để thông gió cưỡng tháp Tùy theo kích thước, sử dụng quạt hướng trục cố định hay độ nghiêng cánh biến đổi Quạt với cánh nghiêng điều chỉnh không tự động s d ụng dải kW rộng quạt điều chỉnh để luân chuy ển lưu lượng khí mong muốn mức tiêu thụ lượng thấp Cánh nghiêng biến đổi tự động thay đổi lưu lượng khí theo điều kiện tải thay đổi GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh 10 Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata Nhóm II.1.3.1 Các thông số chuẩn tháp vuông Rinki Bảng II.4: Bảng thông số chuẩn tháp vuông Rinki II.1.3.2 Vật liệu tiêu chuẩn Bảng II.5: Bảng vật liệu tiêu chuẩn tháp vuông Rinki Tên phận Dạng truyền thông Động Vật liệu tiêu chuẩn Tên phận Vật liệu tiêu chuẩn TRK 100-1250 Tấm tản nhiệt Thép mạ kẽm Dây đai thang Vỏ Tấm chắn nước Đáy tháp Bể nhận nước Lưới lọc nước Tấm nhựa PVC Quạt TEFC 380/3HP/50Hz Thang Lưới bảo vệ Giá đỡ mô tơ Hợp kim nhôm Ống thép mạ kẽm Thép mạ kẽm GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh 34 Composit (FRP) Composit (FRP) Composit (FRP) Composit (FRP) Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata II.2 Tháp giải nhiệt hãng Shinwa Hình II.6: Hình tháp vuông Shinwa GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh 35 Nhóm Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata Hình II.7: Cấu tạo Cổ tháp vuông Shinwa Hình II.8: Các phận cách lắp đặt cổ tháp vuông Shinwa GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh 36 Nhóm Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata II.2.1 Các thông số chuẩn Bảng II.6: Các thông số chuẩn tháp vuông SHINWA GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh 37 Nhóm Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata Nhóm II.2.2 Kích thước đường ống kết nối quạt tháp Shinwa Bảng II.7: Bảng tra kích thước đường ống kết nối quạt tháp Shinwa GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh 38 Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata II.3 Tháp giải nhiệt hãng Liang Chi II.3.1 Tháp vuông Liang Chi Hình II.9: Cấu tạo tháp vuông Liang Chi GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh 39 Nhóm Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata II.3.1.1 Các thông số chuẩn tháp vuông Liang Chi Bảng II.8: Bảng thông số chuẩn tháp vuông Liang Chi GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh 40 Nhóm Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata II.3.1.2 Kích thước đường ống kết nối tháp Liang Chi Bảng II.9: Bảng kích thước đường ống kết nối tháp Liang Chi GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh 41 Nhóm Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata II.3.2 Tháp tròn Liang Chi Hình II.10: Hình tháp tròn Liang Chi II.3.2.1 Các thông số chuẩn tháp tròn Liang Chi Bảng II.10: Bảng thông số chuẩn tháp tròn Liang Chi GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh 42 Nhóm Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata Nhóm Phần III: NGHIÊN CỨU CÔNG TRÌNH VINADATA Công trình Vinadata sử dụng hệ thống điều hòa trung tâm giải nhiệt nước III.1 Tính chọn tháp giải nhiệt - Ứng với Chiller ta chọn tháp giải nhiệt, v ậy có tháp hoạt động luân phiên tháp dự phòng Lưu lượng tháp theo tính toán G = Q0 13 = 360 13 = 4680 (l/phút) = 78(l/s) - Nhiệt độ nước vào tháp 37ºC Nhiệt độ nước khỏi tháp 32ºC Nhiệt độ bầu ẩm chọn tba= 27ºC Tra Catalogue tháp giải nhiệt theo lưu lượng nước vào tháp (cách tra tham khảo toán ví dụ phía trên) ta chọn loại tháp có l ưu l ượng l ớn h ơn ho ặc 4680(l/phút) 78(l/s) Từ ta chọn tháp với công suất gi ải nhi ệt 400RT với thông số hãng sau: GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh 43 Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata Nhóm Bảng III.1: Bảng so sánh thông số loại tháp có công suất 400RT Model Hãng Rinki Liang Chi Mã hiệu FRK-400 TRK-400 LBC-400 LRC-200-2C LRC-400 Shinwa SDC-400ASD Water flow (Lít/ Phút) 5200 5200 5200 5200 5200 Air flow (m3/ Phút) 2600 4320 2600 1340 2600 Trọng lượng Khô Ướt (kg) (kg) 2110 4080 3300 7700 2171 6811 1960 5560 1990 5510 (HxD); (LxWxH) (mm) 4340x5600 4410x5320x3420 3890x5180 3180x4970x3730 4780x4170x4825 5200 2600 1990 3570x4300x2770 5770 Kích thước Bảng III.2: Bảng so sánh đường ống kết nối loại tháp có công su ất 400RT Model Hãng Rinki Liang Chi Shinwa Mã hiệu Đường ống kết nối (mm) Nước FRK-400 TRK-400 LBC-400 LRC-200-2C LRC-400 Nước vào 200 125 200 125 125 Xả đáy Qs 200 200 200 200 200 Xả tràn 80 80 100 50 50 80 80 50 50 50 32 40 50 32 32 SDC-400ASD 150 150 50 50 32 Từ bảng thông số ta chọn tháp SDC-400ASD Đây tháp hãng Shinwa, tháp vuông, cụm, với ưu ểm sau V ới lưu lượng gió qua tháp th ấp 2600m3/phút, kích thước quạt nhỏ, kích thước tháp gọn nhẹ LxWxH = 3570x4300x2770, trọng lượng khô 1990kg làm việc 5770kg Các thông số tháp SDC-400ASD + Công suất 400RT + Lưu lượng Q = 5200 l/phút = 0,09 m3/s + Đường ống nước từ Chiller đến tháp từ tháp Chiller: ∅150 + Đường ống xả đáy xả tràn: ∅50 + Đường ống châm nước nhanh châm nước tự động: ∅32 GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh 44 Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata Nhóm III.2 Tính toán đường ống tháp giải nhiệt: - Tháp giải nhiệt sử dụng công trình Vinadata loại tháp đôi (2 cells) Như ứng với tháp có 10 đường ống kết nối: ống tháp (Inlet), ống khỏi tháp (Outlet), ống xả đáy, ống xả tràn ống - châm nước Đường ống Header tháp: Chọn vận tốc Header m/s Đường kính ống Header d= 4.Q = π v 4.0,09 = 0,195 m π Hình III.1: Sơ đồ kết nối kích thước đường ống Chọn d = 200 mm Vận tốc ống Header lúc v = 2,87 m/s Từ ống Header chia làm nhánh để kết nối v ới tháp (vì tháp đôi) M ỗi nhánh có đường kính 150 mm, lưu lượng 0,045 m3/s, vận tốc 2,55 m/s GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh 45 Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata Nhóm III.2.1 Đường ống gom (Header) tháp Chọn vận tốc Header m/s Đường kính ống Header: d= 4.Q = π v 4.3.0, 09 = 0,338 m π Chọn d = 300 mm Vận tốc ống Header lúc v = 3,82 m/s Hình III.2: Sơ đồ kết nối đường ống 1: Ống nước từ Chiller đến tháp (Header tháp) 2: Ống Header tháp 3: Ống nước cấp nhanh 4: Ống nước cấp tự động 5: Ống nước cấp bổ sung cho tháp 9: Ống nước xả đáy 6: Ống nước từ tháp đến Chiller 10: Ống nước xả tràn 7: Ống nước từ tháp đến Chiller (Header tháp) 11: Ống nước từ Chiller tháp 8: Ống nước để cân lưu lượng nước tháp III.2.2 Đường ống nước cấp cho tháp giải nhiệt - Đường cấp nước tự động có van cửa thường mở (Gate Valve Normally Open) bổ sung lượng nước định trình giải nhiệt tháp GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh 46 Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata Nhóm Đường cấp nước nhanh có van cửa thường đóng (Gate - Valve Normally Close) đề phòng trường hợp cố xảy ra, đường ống nước cấp tự động không cung cấp đủ lượng nước cho tháp Hai đường nước cấp nhanh đường nước cấp tự động gom lại đường ống, gọi ống góp (Header) để dẫn vào đường ống nhánh c m ỗi tháp Trên đường ống nhánh vào tháp có thêm van cửa (Gate Valve) dùng đ ể sửa chữa tháp phận sau nối mềm (Flexible Connector) dùng đ ể giảm chấn động đường ống, bảo vệ ống đường nối vào tháp III.2.3 Đường ống nước xả tháp giải nhiệt Có đường xả: - Xả đáy gồm nối mềm (Flexible Connector) van cửa (Gate Valve) - dùng trường hợp vệ sinh đáy tháp Xả tràn van có nối mềm (Flexible Connector), l ượng n ước cấp cho tháp dư, nước thoát đường ống Hai đường ống góp lại vào hệ thống nước thải thoát n ước mưa III.2.4 Đường ống nước từ Chiller tháp (CDWR) Theo thứ tự đường ống từ ống gom (Header) vào tháp có van cầu (Globe Valve), van điện từ đóng mở ngã (Motorized On-Off Two Way Valve), van b ướm (Butterfly Valve), nối mềm (Flexible Connector) III.2.5 Đường ống nước từ tháp sau giải nhiệt lại Chiller (CDWS) Theo thứ tự từ tháp ra: nối mềm (Flexible Connector), van bướm (Butterfly Valve), van điện từ ngã (Motorized On-Off Two Way Valve), van cầu (Globe Valve) Trên đường ống này, bên tháp có lược rác (để tránh rác, c ặn, bẩn vào bơm Chiller) Tháp công trình Vinadata có thêm ống n ước k ết n ối v ới đ ường ống x ả đáy tháp lại với (lắp trước van cửa) Mục đích để cân l ượng nước tháp GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh 47 Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata Nhóm Tài liệu tham khảo Giáo trình điều hòa không khí tác giả PGS.TS Võ Chí Chính Nhà xuất khoa học kĩ thuật Hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hòa không khí tác gi ả Nguyễn Đức Lợi Nhà xuất khoa học kĩ thuật Hướng dẫn sử dụng lượng hiệu ngành công nghiệp Châu Á – www.energyefficiencyasia.org Catalogue tháp giải nhiệt hãng RINKI Catalogue tháp giải nhiệt hãng SHINWA Catalogue tháp giải nhiệt hãng LIANG CHI Trang web www.nhietlanhvietnam.net Trang web www.hvacr.vn Trang web www.google.com.vn 10 Công trình Vinadata GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh 48 ... 13 Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata Nhóm Hình I.5: Tháp giải nhiệt đối lưu dòng ngang Hình I.6: Tháp giải nhiệt đối lưu dòng ngược  Tháp giải nhiệt đối lưu cưỡng Tháp giải. .. Thanh Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata MỤC LỤC GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh Nhóm Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata Nhóm LỜI NÓI ĐẦU Nước ta có khí hậu nhiệt. .. Tâm Thanh Tiểu luận ĐHKK: Tháp giải nhiệt & công trình Vinadata Nhóm Phần I: THÁP GIẢI NHIỆT I.1 Giới thiệu nguyên tắc hệ thống điều hòa trung tâm giải nhiệt nước, hệ thống nước giải nhiệt bình