ĐỒ ÁN HỌC PHẦN ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Đồ án học phần CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÔN ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Giới thiệu chung môn kĩ thuật điều hòa không khí Kĩ thuật điều hòa không khí kĩ thuật tạo trì điều kiện vi khí hậu thích hợp với người công nghệ trình sản xuất Các thông số cần trì điều hòa là: - Nhiệt độ không khí; - Độ ẩm không khí; - Sự lưu thông tuần hoàn không khí; - Độ (chất bụi, chất độc hại, tạp chất, …) - Tiếng ồn; Ta chia điều hòa không khí thành loại: - Điều hòa không khí tiện nghi: tăng thoải mái, lành không gian sống người; - Điều hòa không khí cho công nghệ, gia công, chế biến….; - Điều hòa nhiệt độ: tạo nhiệt độ yêu cầu; Điều hòa không khí giới : Ngay từ thời cổ đại, người biết đốt lửa để sưởi ấm vào mùa đông dung quạt hay tìm hang động mát mẻ để tránh nóng vào mùa hè Mãi đến năm 1845, bác sĩ người Mỹ: John Gorrie chế tạo thành công máy nén khí để điều hòa không khí cho bệnh viện tư ông Chính điều làm ông tiếng khắp giới đưa vào lịch sử kĩ thuật điều hòa không khí Năm 1894, công ty Linde xây dựng hệ thống điều hòa không khí máy lạnh chạy môi chất Amoniac ( NH ) dùng làm lạnh khử ẩm vào mùa hè Năm 1901, công trình khống chế nhiệt độ 280 C với độ ẩm thích hợp cho phòng hòa nhạc Mante Carlo khánh thành Không khí đưa qua buồng phun nước với nhiệt độ nước 100 C đưa vào phòng Năm 1904, trạm điện thoại Hamburg trì nhiệt độ 230 C , 70% Năm 1910, công ty Borsig xây dựng hệ thống điều hòa không khí Koeln Rio de Janerio Các công trình khống chế nhiệt độ chưa đạt hoàn thiện chưa đáp ứng yêu cầu kĩ thuật cần thiết Nhưng từ lúc bắt đầu hình thành xu hướng điều hòa : Điều hòa tiện nghi cho nhà ở, văn phòng, khách sạn,…và điều hòa công nghệ cho chu trình sản xuất công ty dược phẩm, điện tử, nhà máy dệt, sợi,… Năm 1911, Carrier lần cắt nghĩa tính chất nhiệt không khí phương pháp xử lý để trạng thái không khí yêu cầu Một yếu tố quan trọng điều hòa không khí môi chất lạnh luôn phát triển tối ưu khả lạnh phù hợp với môi trường Năm 1930, công ty hóa chất tên Dupont de Numours Co (Kinetic Chemicals) Wilmington (Mỹ) sản xuất môi chất lạnh có tên thương mại Freon GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần phù hợp với yêu cầu điều hòa không khí Và sau này, khoa học kĩ thuật phát triển người ta nhận hợp chất Freon chứa hợp chất CFC có ảnh hưởng lớn tới việc phá hủy tầng Ozon số môi chất bị cấm sử dụng số nước giới, không mà ngành Điều Hòa Không Khí bị kiềm hãm mà ngày tìm hiểu nghiên cứu thêm Từ năm 1921, kĩ thuật điều hòa không khí có bước nhảy vọt Carrier chế tạo thành công máy nén ly tâm, môi chất Dicloetylen ( C2 H 2Cl2 ) Diclometan (CH 2Cl2 ) ứng dụng vào nhiều ngành nghề khác nhau, đặc biệt vào năm 1944-1945 điều hòa không khí đưa vào ngành hàng không Mỹ, phát triển tới mức phương tiện giao thông vận chuyển hành khách ,hiện đại cố gắng lắp đặt điều hòa không khí Và Điều hòa không khí phát triển máy bơm nhiệt, dạng máy lạnh sử dụng vào mùa đông để sưởi ấm Nhiệt cấp thiết bị ngưng tụ thay thiết bị bay dùng để làm mát Ngày nay, chất lượng sống ngày nâng cao lên nên đa số hộ gia đình trang bị hệ thống điều hòa không khí tiện lợi, nhỏ gọn rẻ tiền Khi máy điều hòa không khí hai chiều (bơm nhiệt) ngày sử dụng rộng rãi Sự phát triển điều hòa không khí Việt Nam Việt nam nước có khí hậu nóng ẩm nên điều hòa hông khí có ý nghĩa lớn người sản xuất Kinh tế nước ta ngày phát triển, hội nhập với kinh tế giới thành viên WTO Nên đòi hỏi tiện nghi trọng Đặc biệt điều hòa không khí ngày phát triển đa dạng Hiện tất cao ốc, văn phòng, nhà ở, chung cư cao cấp,…đều lắp đặt hệ thống điều hòa không khí Một số hệ thống điều hòa không khí nước ta để đảm bảo thông số: nhiệt độ, độ ẩm, gió tươi vào mùa hè có tính sưởi ấm vào mùa đông Nhưng đặc điểm khí hậu việt nam, miền bắc có mùa rõ rệt (xuân, hạ, thu, đông) miền nam có mùa (nắng, mưa) nên miền bắc hệ thống điều hòa không khí sử dụng hệ thống bơm nhiệt để làm lạnh vào mùa hè sưởi ấm vào mùa đông, miền nam hệ thống điều hòa không khí chủ yếu dùng để làm lạnh Trừ công trình khách sạn lớn đến người nước nhiều nên cần lắp đặt hệ thống bơm nhiệt cho công trình GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM, CẤU TRÚC CỦA CÔNG TRÌNH, PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 Giới thiệu công trình: Công trình “Trung tâm thương mại văn phòng Dragon Tower” công trình thiết kế cho việc bán hàng trung tâm thương mại, văn phòng làm việc, mua bán, giao dịch, kinh doanh,….Công trình xây với quy mô 12 tầng có kiến trúc đại đẹp mắt a) Khảo sát mặt : Trung tâm thương mại văn phòng Dragon Tower xây dựng khu vực đường Nguyễn Hữu Thọ, Quận 7, Thành Phố Hồ Chí Minh Mặt trước tòa nhà hướng Tây, mặt sau hướng Đông, mặt bên trái hướng Bắc, bên phải hướng Nam Tòa nhà tọa lạc gần khu nhà cao cấp Phú Mỹ Hưng nơi nơi có nhiều công trình tầm cỡ thành phố xây dựng Tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển trung tâm thương mại văn phòng Công trình xây dựng mặt rộng 3000 m có mặt tiền hướng theo phía tây cao 80m kể tầng mái Ngoài trang thiết bị đại công trình có kiến trúc đẹp, góp phần tạo nên tổng thể kiến trúc hài hòa góp phần với phát triển thành phố Tòa nhà phân thành nhiều tầng chia làm khu vực trung tâm thương mại văn phòng cho thuê Mỗi tầng tòa nhà có hành lang, ta coi phòng đệm thiết kế điều hòa Tòa nhà thiết kế cầu thang thang máy nối liền với tầng, thang tầng thương mại Tầng tầng lửng: Khu thương mại; Tầng 2-11: Văn phòng cho thuê; Tầng 12 : Văn phòng cho thuê; Trung tâm thương mại, hoạt động từ 8h-23h ngày Đối với văn phòng, hoạt động từ lúc 7h -20h ngày Vì nơi hoạt động kinh doanh, buôn bán nên hệ thống điều hòa nơi quan trọng cần hoạt động liên tục, để đảm bảo đạt yêu cầu tiện nghi Theo nhiệm vụ đồ án nhóm tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho tầng 12 (tầng giáp với tầng mái sân thượng) với công văn phòng cho thuê hệ thống giải nhiệt nước cho bình ngưng chiller Đặc điểm cấu trúc: - Tường: bố trí bao quanh phòng, dùng ngăn cách cô lập không gian điều hòa với môi trường bên GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần Hình 2-1 : Cấu trúc tường - Trần : giáp với tầng mái sân thượng Hình 2-2: Cấu trúc trần - Kính: bao quanh toàn mặt tòa nhà dày 12mm - Cửa kính dày b) Thông số bảng vẽ: Tên phòng Kí hiệu Diện tích ( m ) R1 175 R2 150 R3 150 R4 368.75 Văn phòng R5 304.8 R6 156.25 R7 150 R8 216 T1(WC Nam) 75 Phòng vệ sinh T2 ( WC Nữ ) 112.5 Phòng kĩ thuật M 108 Phòng kho W 37.5 Phòng để thức ăn F 18 Thang máy T 72 Bảng 2-1: Kí hiệu tên diện tích phòng GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần Hình 2-3: Mô tả vị trí phòng 2.2 Chọn thông số thiết kế : a) Chọn thông số thiết kế nhà : Do tính chất khu vực địa lý TP Hồ Chí Minh mùa đông nên đồ án tính thiết kế cho mùa hè Đối với văn phòng làm việc thông số thiết kế để phục vụ nhu cầu tiện nghi người Yêu cầu tiện nghi thiết kế theo tiêu chuẩn Việt nam TCVN 5687-1992 nhiệm vụ đồ án Mùa hè: Nhiệt độ không khí nhà: tT = 220 C Độ ẩm tương đối nhà: ϕT = 60% Từ thông số ta dựa vào đồ thị I-d không khí ẩm ta tính thông số thiết kế nhà: Các thông số nhà Nhiệt độ ( C ) Độ ẩm (%) Dung ẩm (g/kgkk) Entanpi (kJ/kg) 22 60 10 47,4 Bảng 2-2 : Các thông số tính toán nhà cho hệ thống ĐHKK cấp Theo nhiệm vụ đồ án lượng gió tươi cung cấp cho người 3l / s.ng b) Tốc độ không khí : Tốc độ không khí xung quanh có ảnh hưởng tới cường độ trao đổi nhiệt thoát mồ hôi cư thể với môi trường xung quanh Vì vậy, đứng nơi có GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần tốc độ gió cao ta thấy da mau khô mát so với đứng nơi gió vận tốc nhỏ nhiệt độ độ ẩm Khi tốc độ không khí lớn, nhiệt độ thấp gây cảm giác lạnh, tốc độ không khí tùy thuộc vào nhiệt độ gió, trạng thái sức khỏe, cường độ làm việc, độ ẩm Thông thường tốc độ gió tiện nghi chọn từ 0,25-0,3 m/s c) Chọn thông số thiết kế: Theo nhiệm vụ đồ án ta chọn thông số trời sau: - Nhiệt độ trời: t N = 350 C - Độ ẩm tuyệt đối trời: ϕ N = 80% Dựa vào đồ thị I-d ta xác định thông số nhà mùa nóng: Thông số trời Dung ẩm Nhiệt độ ( C ) Độ ẩm (%) Entanpi (kJ/kg) (g/kgkk) 35 80 29 109,65 Bảng 2-3: Các thông số tính toán trời cho hệ thống ĐHKK cấp 2.3 Phương án thiết kế: Vì tòa nhà có trung tâm thương mại văn phòng nên ta chọn hệ thống điều hòa không khí “ hệ thống điều hòa trung tâm nước “ Đây hệ thống sử dụng nước lạnh để làm lạnh không khí thông qua AHU hay FCU Nước làm lạnh đến o C sau qua dàn trao đổi nhiệt , nước thu nhiệt không khí nóng phòng làm tăng nhiệt độ nước lên 12 o C sau đưa trở thiết bị bay để tái làm lạnh đến o C thực chu trình khép kín vòng tuần hoàn nước lạnh Với hệ thống điều hòa trung tâm nước gồm có phần sau: Hệ thống làm lạnh nước: - Water Chiller; - Hệ thống đường ống dẫn nước lạnh tới AHU/FCU; - Hệ thống van, bơm đường ống nước lạnh điều khiển hệ thống; Hệ thống giải nhiệt nước: - Tháp giải nhiệt; - Hệ thống đường ống dẫn nước làm mát tới bình ngưng chiller; - Hệ thống van, bơm đường ống nước giải nhiệt; Hệ thống phân phối không khí: - Đường ống gió cấp hồi; - Hệ thống van, damper, thiết bị điều khiển lưu lượng; Hệ thống dàn lạnh lắp đặt phòng Ở đồ án này, nội dung trình bày gồm có phần sau: - Tính toán suất lạnh; - Chọn AHU tính toán thiết kế hệ thống đường ống gió cấp hồi; - Chọn tháp giải nhiệt, bơm nước tháp giải nhiệt đường ống tuần hoàn nước cấp đến bình ngưng tháp giải nhiệt; GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần 2.4 Lí để chọn hệ thống điều hòa không khí giải nhiệt trung tâm nước thay hệ thống điều hòa không khí VRV/VRF: - Không có không gian để bố trí dàn nóng cho VRV/VRF; - Thích hợp cho tòa nhà lớn, phù hợp với kiểu kiến trúc; - Vì sử dụng môi chất tải lạnh nước nên không sợ tai nạn ngộ độc hay rò rỉ môi chất lạnh ; - Tiết kiệm môi chất lạnh, nước rẻ nhiều so với gas lạnh; - Năng suất lạnh không bị hạn chế; Một số bất lợi sử dụng hệ thống ĐHKK giải nhiệt trung tâm nước so với hệ thống điều hòa không khí VRV/VRF: - Nhược điểm lớn tính tiền điện cho tầng, phòng riêng lẻ ; - Lắp đặt khó khăn, cần phải định kì bảo dưỡng sửa chữa máy lạnh dàn trao đổi nhiệt; GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM THEO PHƯƠNG PHÁP CARRIER Khi bỏ qua tổn thất lạnh dòng không khí lạnh qua quạt qua đường ống dẫn, suất lạnh máy điều hòa cần phải có Q0 xác định : Q0 = Q = Qh + Qa (3.1) Trong đó: Q - tổng nhiệt thừa Qh - tổng nhiệt Qa -tổng nhiệt ẩn; Nhiệt nhiệt hiệu nhiệt độ gây nên, nhiệt ẩn nhiệt bay nước gây nên Tổng nhiệt Qh : Qh = Qhf − QhN (3.2) Với: Qhf -tổng nhiệt phòng cần điều hòa tỏa ra; QhN -tổng nhiệt không khí bên đưa vào; Tương tự ta có tổng nhiệt ẩn Qa : Qa = Qaf + QaN (3.3) Với: Qaf -tổng nhiệt ẩn phòng tỏa ra; QaN -tổng nhiệt ẩn không khí từ trời đưa vào; Khi tính toán mùa hè, tổng nhiệt thừa Q > Q = Qo suất máy lạnh điều hòa cần có Tính toán mùa đông Q < Q = Qsa suất sưởi ấm 3.1 Nhiệt Qh 3.1.1 Tính tổng nhiệt phòng điều hòa Qhf : Ta có: Qhf = Q1 + Q2 + Q3 (3.4) Q1 - Nhiệt xạ mặt trời vào phòng (Qua kính, mái nhà); Q2 - Nhiệt truyền qua kết cấu bao che phòng (tường, ); Q3 - Nhiệt tỏa từ nguồn nhiệt phòng; 3.1.1.1 Nhiệt xạ mặt trời Q1 Ta có: Q1 = Q11 + Q12 (3.5) Trong đó: Q11 - Nhiệt xạ qua kính; Q12 - Nhiệt xạ mái; Nhiệt xạ qua kính Q11 : a) Nhiệt xạ qua kính thực tế làm nóng không khí phòng Q11 : GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần Q11 = nt Q11' (3.6) Với: Q11- Nhiệt xạ tức thời lớn qua kính vào phòng; nt - Hệ số tác dụng tức thời tích nhiệt kết cấu bao che (strorage load factor, solar heat gain through) cho bảng tài liệu [1] Q11' = A.Rmax ε c ε ds ε mm ε kh ε m ε r = A.Rmax k , (W) (3.7) Với: A - Diện tích kính, m Nếu khung gỗ A = 0,85 A' ( A' -diện tích cửa), khung kim loại A = A' , trang 18 tài liệu [1]; Rmax - Nhiệt xạ mặt trời lớn ngày qua kính vào phòng, W / m2 ,giá trị nhiệt xạ qua kính phụ thuộc vào ngày R, W / m2 , tra 1-5 trang 19 tài liệu [1]; ε c - Hệ số kể đến ảnh hưởng độ cao công trình so với mặt nước biển, thông thường giá trị nhỏ ta bỏ qua ( ε c = ); ε ds - Hệ số ảnh hưởng nhiệt độ đọng sương t s = 310 C tính khác với nhiệt độ đọng sương không khí mặt nước biển lấy 200 C , trang 18 tài liệu [1]; ε ds = + ( ts − 20 ) 0,13 = + (31 − 20) 0,13 = 1,143 10 10 (3.8) Với: ε mm - Hệ số ảnh hưởng mây mù, tính ta lấy trường hợp lớn lúc trời mây nên ε mm = ; ε kh - Hệ số ảnh hưởng vật liệu làm khung cửa kính, khung gỗ ε kh = , khung kim loại ε kh = 1,17 ; ε m - Hệ số kính phụ thuộc vào màu sắc đọ dày kính dùng khác kính bảng, tra 1-7 trang 26 tài liệu [1]; ε r - Hệ số mặt trời kể đến ảnh hưởng kính có rèm che, ta tính kéo rèm lên nên ε r = (coi rèm che); Bảng 3-1: Hệ số xét tới ảnh hưởng xạ qua kính Hệ số xét tới ảnh hưởng xạ qua kính εc Độ cao ε ds 1.143 Độ chênh lệch nhiệt độ ε mm Độ che phủ mây mù ε kh 1.17 Ảnh hưởng khung kính εm 0.58 Hệ số kính εr Hệ số mặt trời Hệ số k 0.7756 Ta có từ công thức 3.6 3.7 suy : ⇒ Q11 = nt A.R.0, 7756(W) GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần Hướng 10 Bảng 3-2 : Bảng tính Rmax hệ số tức thời Rmax ( W/m2) Hệ số tức Diện tích Tháng Thời gian R max thời lúc kính 16h 517 0.32 222.2 16 517 0.36 293.3 12 12 378 0.2 54.1 158 0.72 131 Đông Tây Nam Bắc Nằm 12 789 ngang Vậy ta chọn R theo Rmax hướng tây với R=517 W/m K lúc 16h tháng tháng - Hướng Đông với R=35 W/m K - Hướng Nam với R=41 W/m K - Hướng Bắc với R=35 W/m K Bảng 3-3 :Tính toán kết xạ nhiệt qua kính Diện tích kính theo hướng Tên phòng Kí hiệu Đông Tây Nam Bắc R1 48.4 42.7 R2 40.8 0 R3 40.8 0 R4 64.6 102.5 42.7 Văn phòng R5 15.2 60.8 45.6 R6 42.7 0 42.7 R7 40.8 0 R8 58.9 0 Kết tính toán Kí Đô Q11 (kW ) Tên phòng Tây Nam Bắc hiệu ng Văn phòng R1 0.000 6.987 0.000 0.835 7.822 R2 0.000 5.890 0.000 0.000 5.890 R3 0.000 5.890 0.000 0.000 5.890 R4 0.561 14.79 0.272 0.000 15.630 R5 0.132 8.777 0.000 0.891 9.801 R6 0.371 0.000 0.835 1.206 R7 0.354 0.000 0.000 0.354 GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần 41 Hình 7-2: Sơ đồ cấp gió qua AHU-2 Tính tiết diện thực vận tốc thực qua đoạn B-C với lưu lượng VB −C = 1198, 783 l / s suy % lưu lượng từ công thức (7.2) tài liệu [2]: k BL−C = VB −C 1198, 783 100% = 100% = 14, 66% V1 8179, 402 Tra bảng (9.49) tài liệu [2] ta lấy k BF−C = 21,16% Kích thước đoạn ống B-C theo tiết diện % đoạn ống điển hình theo công thức (7.3) tài liệu [2] FB −C = k BF−C F1 = 21,16%.1, 0224 = 0, 2163 ( m ) Với tiết diện ta tra bảng (9.5) tài liệu [2] ta chọn tiết diện đoạn ống B-C 550mm x 400mm nên tiết diện thực đoạn ống 0,22 m m vận tốc thực qua đoạn ống B-C 5,449 m/s Tương tự ta có bảng tính toán tiết diện vận tốc đoạn ống lại: Bảng 7-2: Tiết diện vận tốc đường ống từ AHU-2 Tiết Cỡ ống Vận tốc Đoạn Lưu lượng diện thực ống gió, l/s ống, mm x mm m/s m2 A-B 8179.402 1700x600 1.02 8.019 B-C 1198.783 550x400 0.22 5.449 C-D 599.3914 300x400 0.12 4.995 D-D' 299.6957 225x300 0.0675 4.440 C-E 599.3914 300x400 0.12 4.995 E-E' 299.6957 225x300 0.0675 4.440 B-F 299.6957 300x225 0.0675 4.440 F-F' 149.8479 225x150 0.3375 0.444 B-H 124.335 200x150 0.03 4.144 GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần H-H' B-J J-G J-K K-1 K-2 K-L L-1 L-2 J-M M-N N-P N-O O-1 O-2 N-Q Q-1 Q-2 M-U U-R R-R' U-S S-1 S-2 U-T T-T' 42 62.16739 6556.588 248.691 1206.477 402.1591 402.1591 402.1591 201.0796 201.0796 5101.420 1697.352 424.3379 848.6759 212.169 212.169 424.3379 212.169 212.169 3404.069 1134.69 567.3448 1702.034 283.6724 283.6724 567.3448 283.6724 125x125 1500x600 300x200 550x400 300x300 300x300 300x300 225x200 225x200 1400x500 700x400 350x275 500x350 250x200 250x200 350x275 250x200 250x200 1000x500 700x300 400x300 700x400 300x225 300x225 400x300 300x225 0.15625 0.9 0.06 0.22 0.09 0.09 0.09 0.045 0.045 0.7 0.28 0.09625 0.175 0.05 0.05 0.09625 0.05 0.05 0.5 0.21 0.12 0.28 0.0675 0.0675 0.12 0.0675 0.398 7.285 4.145 5.484 4.468 4.468 4.468 4.468 4.468 7.288 6.062 4.409 4.850 4.243 4.243 4.409 4.243 4.243 6.808 5.403 4.728 6.079 4.203 4.203 4.728 4.203 7.2 Tính tổn thất đường ống gió: Tổng trở lực đoạn ống có chiều dài lớn sở để chọn quạt dàn lạnh: ∆p = ∆pô + ∆pmc + ∆pmh + ∆pBH Với : ∆pô - tổn thất áp suất đường ống không khí (cấp hồi); ∆pmc - tổn thất áp suất miệng cấp với miệng cấp Pa/miệng, ∆pmc = Pa ; ∆pmh - tổn thất áp suất miệng hồi, ∆pmh = 11 Pa ; ∆pBH - tổn thất áp suất qua dàn bay hơi, ∆pBH = 12,8 kPa ; Tổn thất áp suất đường ống không khí: Tổn thất áp suất đường ống dẫn xác định: ∆pô = ∆pôc + ∆pôh đây: ∆pôc - tổn thất đường ống cấp; GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần 43 ∆pôh - tổn thất đường ống hồi; ∆pôc = ∆pm + ∆pc Ta có: ∆pôh = ∆pm + ∆pc ∆pm , ∆pc : tổn thất ma sát, cục đường ống cấp, đường ống hồi a) Tổn thất ma sát xác định: ∆pm = l.∆p1 Với: l- chiều dài đoạn ống, m; ∆p1 tổn thất ứng với 1m chiều dài, Pa/m; Vì công trình hồi trần nên ∆pm = Sơ đồ đường ống: Đoạn ống A-B B-C C-G G-L L-P P-U U-Z Z-1 Bảng 7-3: Tổn thất ma sát đường ống cấp AHU 1: Đường Chiều Dài, kính, Vận Tổn thất Tổng tổn m mm tốc, m/s Pa/m thất, Pa 4.777 1253 8.032 0.47 2.25 1180 8.275 0.5 2.50 12 1092 7.045 0.45 5.40 12 991 7.003 0.45 5.40 11.7 872 6.585 0.5 5.85 719 5.621 0.45 3.15 1.69 420 4.216 0.52 0.88 299 4.216 1.1 3.30 Tổng tổn thất ma sát qua đoạn ống 28.72 Bảng 7-4: Tổn thất ma sát đường ống cấp AHU 2: Đường Tổn Đoạn Chiều kính tương Vận thất Tổng tổn ống Dài, m đương, mm tốc, m/s Pa/m thất, Pa A-B 21.537 1069 8.019 0.6 12.92 B-J 19.851 1011 7.285 0.43 8.54 J-M 9.797 886 7.288 0.6 5.88 M-U 6.687 762 6.808 0.6 4.01 U-S 8.334 573 6.079 0.7 5.83 S-1 3.504 283 4.203 0.85 2.98 Tổng tổn thất ma sát qua đoạn ống 40.16 b) Tổn thất cục bộ: Là trở lực sinh nơi mà dòng chảy (khí, lỏng) bị xáo trộn (tốc độ dòng chảy bị thay đổi trị số lẫn hướng chuyển động) Ta có: GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần ∆pcb = ε 44 ρ ω , Pa Với: ∆pcb - tổn thất trở lực cục bộ, Pa; ε - Hệ số trở lực cục bộ; ρ - Khối lượng riêng không khí Đối với không khí phạm vi điều hòa không khí ρ ≈ 1, kg / m3 ; ω - Tốc độ gió qua chi tiết tính toán, m/s Xét đoạn ống dài từ quạt dàn lạnh AHU 1: Bảng 5-5: Tổn thất cục đoạn ống từ AHU-1: Exilon Vận Tổng tổn Đoạn Chi tiết Bảng tra ε tốc, ω thất, ∆pcb A-B Silencer 7.5 140.00 Catalogue-MP B-C Đột thu 0.05 8.032 1.94 (1-23)[1]-50 Cánh hướng C-G 2.23 (1-22)[1]-47 dòng Đoạn ống chia nhánh không đối 0.25 7.045 7.44 (1-25)[1]-51 xứng Đoạn rẽ nhánh 0.43 7.045 12.81 Bảng(9.25)[2] Đoạn rẽ nhánh 0.4 7.045 11.91 Bảng(9.25)[2] VCDx2 36.00 Catalogue-VCD G-L Đột thu 0.05 7.045 1.49 (1-23)[1]-50 Đoạn rẽ nhánh 0.455 7.003 13.39 Bảng(9.25)[2] Đoạn rẽ nhánh 0.43 7.003 12.65 Bảng(9.25)[2] VCDx2 36.00 Catalogue-VCD L-P Đột thu 0.05 7.003 1.47 (1-23)[1]-50 Đoạn rẽ nhánh 0.57 6.585 14.83 Bảng(9.25)[2] Đoạn rẽ nhánh 0.436 6.585 11.34 Bảng(9.25)[2] VAV 44.00 Catalogue-VAV VCDx2 36.00 Catalogue-VCD P-U Đột thu 0.05 6.585 1.30 (1-23)[1]-50 Đoạn rẽ nhánh 0.57 5.265 9.48 Bảng(9.25)[2] Đoạn rẽ nhánh 0.52 5.265 8.65 Bảng(9.25)[2] VCDx2 36.00 Catalogue-VCD U-Z Đột thu 0.045 5.625 0.85 (1-23)[1]-50 Đoạn ống rẽ Z-1 nhánh chữ Y đối 0.3 5.625 5.70 (1-25)[1]-51 xứng CatalogueVan bướm Valve Tổng tổn thất cục 450.47 GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần 45 Xét đoạn ống dài từ quạt dàn lạnh AHU 2: Bảng 7-6: Tổn thất cục đoạn ống từ AHU-2: Tổng Exilon Vận tổn thất, Đoạn Chi tiết Bảng tra ε tốc, ω ∆p cb A-B Silencer Đoạn rẽ nhánh Đoạn rẽ nhánh 0.487 0.515 8.019 8.019 VCDx2 B-J J-M M-U Đoạn ống chia nhánh không đối xứng Đoạn rẽ nhánh Đoạn rẽ nhánh Cút 90 độ Đột thu Đoạn ống rẽ nhánh chữ Y đối xứng 36.00 U-S S-1 Catalogue-MP Bảng(9.25)[2] Bảng(9.25)[2] CatalogueVCD 0.25 8.019 9.65 (1-25)[1]-51 0.28 0.289 0.25 0.04 7.285 7.285 7.285 7.285 8.92 9.20 7.96 1.27 Bảng(9.25)[2] Bảng(9.25)[2] Bảng(9.11)[2] (1-23)[1]-50 0.3 7.288 9.56 (1-25)[1]-51 46.00 CatalogueVAV VAV Đoạn ống chia nhánh không đối xứng Đoạn ống rẽ nhánh chữ Y đối xứng 140.00 18.79 19.87 0.35 6.808 9.73 (1-23)[1]-49 0.3 6.079 6.65 (1-25)[1]-51 5.00 CatalogueValve Van bướm Tổng tổn thất cục 328.60 7.3 Chọn quạt: Chọn quạt cho AHU có lưu lượng 10923,076 l/s có cột áp: ∆p ≥ ∆pô + ∆pmc + ∆pmh + ∆pBH = (28, 72 + 450, 47) + + 11 + 12800 =13, 296 (kPa) Quạt AHU chọn với hệ số an toàn, η = 1,1 ; ∆p = 1,1.13, 296 = 14, 625( kPa) Chọn quạt cho AHU có lưu lượng 8179,402 l/s có cột áp: ∆p ≥ ∆pô + ∆pmc + ∆pmh + ∆pBH = (40,16 + 328, 6) + + 11 + 12800 =13,185(kPa) Quạt AHU chọn với hệ số an toàn, η = 1,1 ; GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần 46 ∆p = 1,1.13, 296 = 14,504 ( kPa) 7.4 Chọn thiết bị đường ống gió: 7.4.1 Chọn miệng gió cấp hồi: Hệ thống ta chọn AHU nên ta cần sử dụng miệng gió để cấp cho phòng Để đảm bảo gió lạnh đưa công suất nên ta phải chọn loại miệng gió khác cho phòng khu vực Dựa vào Catalogue Diffuser hãng Reetech lưu lượng gió qua miệng gió ta tính diện tích cần thiết a) Chọn miệng gió cấp: Hình 7-3: Miệng gió cấp vuông thổi hướng Hình 7-4: Miệng cấp gió hẹp V F = (m ) v Theo sơ đồ cấp gió cho phòng ta có lưu lượng không khí qua miệng gió Bảng 7-6: Thống kê miệng gió tầng 15: Số lượng miệng Lưu lượng/mỗi gió miệng Phòng L (l/s) Vuông Dài dẹp Vuông Dài dẹp 2529.37 316.171 R1 12 105.3905 1816.73 302.789 R2 100.9297 GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần R3 R4 R5 R6 R7 R8 F T 47 1816.73 4760.23 3404.06 1697.35 1206.47 1498.47 10 24 12 12 248.691 124.335 302.789 100.9297 264.457 88.15249 283.672 94.55746 212.169 70.72299 201.079 67.02652 149.847 49.94928 124.345 31.0836 Chọn tiết diện miệng gió dựa vào lưu lượng vận tốc thổi khỏi miệng gió, ta chọn vận tốc ban đầu khỏi miệng gió 3,5m/s để tính diện tích miệng gió: Miệng gió phòng 1: V 316,17 Miệng vuông: F = v = 3,5.1000 = 0, 09033 (m ) Cạnh miệng gió: A = F = 0, 09033 = 0,3(m) Vậy ta chọn miệng gió cạnh Vuông MC4 300mmx300mm hãng Asli Loại miệng gió có hướng thổi V 316,17 Tính lại vận tốc khỏi miệng gió: v = F ' = 0, 09.1000 = 3,513(m / s) Tương tự ta có bảng tính chọn miệng gió cho phòng khác: Phòng R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 Bảng 7-7: Chọn miệng gió cho phòng: Miệng gió vuông hướng Miệng gió hẹp L=1,2m thổi Tiết diện Vận tốc Loại Lưu lượng tối mmxmm m/s miệng gió đa CMH 300x300 3.51 Slot 435 300x300 3.36 Slot 435 300x300 3.36 Slot 435 300x300 2.94 Slot 325 300x300 3.15 Slot 435 250x250 3.39 Slot 275 250x250 3.22 Slot 275 200x200 3.75 Slot 215 GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần F T 48 200x200 100x100 3.11 3.11 0 0 b) Chọn miệng gió hồi: Hình 7-5: Miệng gió hồi Miệng gió hồi lắp thẳng vào la phông phòng, có nhiệm vụ đưa không khí sau bị ô nhiễm nhận nhiệt ẩm quay trở AHU phần hồi lưu lại, giảm tổn thất nhiệt, tiết kiệm lượng Với lưu lượng tổng AHU là: 19102,477 lít/s nên ta chọn 48 miệng gió hồi chia cho phòng Lưu lượng qua miệng gió là: 398 lít/s Chọn miệng gió hồi 350mm x 350mm, suy vận tốc qua miệng hồi là: 3,25 m/s Chọn miệng gió hồi hãng Reetech 7.4.2 VCD (Volume control damper): Thiết bị đóng mở, điều chỉnh lưu lượng gió qua nhánh Hình 7-6: VCD- hãng Reetech GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần 49 7.4.3 Chọn VAV cho hệ thống thông gió: Hình 7-7: VAV- Hãng Asli a) Sơ lược chung hệ thống VAV VAV- hệ thống “thay đổi lưu lượng gió” nhằm thực trình giảm tải cho hệ thống, cách xác mức độ tải Và hệ thống VAV điều khiển tự động cảm biến nhiệt độ hay hệ thống BAS Building automation system tòa nhà b) Nguyên lý hoạt động: Hệ thống VAV điều khiển cảm biến Cảm biến nhiệt độ đặt không gian cần điều hòa, có nhiệm vụ so sánh nhiệt độ phòng với nhiệt độ cài đặt Khi có thay đổi nhiệt độ, cảm biến xuất tín hiệu điện để damper đóng mở tăng giảm tiết diện miệng gió mà lưu lượng cấp thay đổi, đảm bảo tải hành Ngoài ra, VAV có trang bị cảm biến lưu lượng dạng áp suất vi sai, damper đóng/mở áp suất tĩnh đường ống bị thay đổi Cảm biến áp suất vi sai cảm nhận thay đổi để tác động tới biến tần quạt AHU làm thay đổi tần số, dẫn đến thay đổi tốc độ quạt qua AHU, lưu lượng giảm GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần 50 Hình 7-8: Cấu tạo VAV Hình 7-9: Nguyên lí hoạt động damper c) Lưu lượng gió qua VAV: Bảng 7-8: Lưu lượng không khí qua VAV đoạn ống từ AHU-1: Đoạn Lưu lượng VAV ống (l/s) C-D VAV-1 3173.490 G-I VAV-2 1057.830 G-H VAV-3 528.915 L-N VAV-4 1211.157 L-M VAV-5 605.578 P-Q VAV-6 1211.157 P-R VAV-7 605.578 L-P VAV-8 2529.371 Bảng 7-9: Lưu lượng không khí qua VAV đoạn ống từ AHU-2: Đoạn ống VAV Lưu lượng (l/s) B-C VAV-1 1198.7828 J-K VAV-2 1206.477 M-N VAV-3 1697.352 M-U VAV-4 3404.069 7.5 Bọc cách nhiệt lắp đặt đường ống gió a) Bọc cách nhiệt đường ống gió: Trên thị trường có loại vật liệu cách nhiệt khác khau, phong phú đa dạng cho khách hàng lựa chọn theo chất lượng, giá cả, phù hợp với công trình GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần 51 Cách nhiệt cho ống Cách nhiệt dạng Băng cách nhiệt Keo cách nhiệt Hình 7-10: Các loại cách nhiệt thông dụng Cách nhiệt để tránh tổn thất nhiệt, đường ống thường bọc lớp cách nhiệt thủy tinh, hay stirofor, bên bọc lớp giấy bạc chống cháy phản xạ nhiệt Để tránh chuột làm hư hỏng người ta bọc thêm lớp tôn lưới sắt mỏng Loại đường ống Bọc cách nhiệt Bảng 7-10: Quy định bọc cách nhiệt Cấp gió Hồi gió Khí tươi Có Có Không Thông gió Không Chiều dày thủy tinh cách nhiệt phụ thuộc vào kích thước đường ống tính đường ống Nói chung đường ống cấp gió cần bọc cách nhiệt dày đường hồi gió Đường ống lớn bọc cách nhiệt dày Chiều dày cách nhiệt nằm khoảng 20-75mm GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần 52 Hình 7-11: Chi tiết bọc cách nhiệt đường ống gió b) Lắp đặt treo đường ống gió: Hình 7-12: Chi tiết cách treo đường ống gió - Các ty ren cố định tường Ticke giãn nở; - Kích thước ống gió nên chọn lựa theo tiêu chuẩn để thuận tiện cho việc chế tạo; - Các đường ống gió có độ dài khác độ dài tối đa cho phép khác nhau; 7.6 Thông gió cho Toilet: Do đồ án không yêu cầu lập hệ thống thông gió cho toilet nên nhóm không đề cập tới Mà thông gió trực tiếp khỏi phòng quạt hướng trục cho hai phòng T-1 T-2 để tạo áp suất phòng vệ sinh áp suất âm Đường ống thông gió làm nhiệm vụ đưa không khí từ nhà vệ sinh quạt hút thông qua miệng hút đặt toilet thải bên Vị trí đặt miệng hút sau cho hút tối đa không khí phòng vệ sinh GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần 53 - Đối với phòng vệ sinh: lưu lượng gió 5÷15 lần/h Chọn lần/h - Miệng hút: chọn miệng gió thường (GVS), vị trí lắp đặt nhà vệ sinh có vận tốc gió 3.5m/s, hiệu suất Với phòng vệ sinh T-1 có diện tích 75 m nên lưu lượng cần thải là: V= 7.75.3,5 = 0,51 (m3 / s) 3600 Với phòng vệ sinh T-2 có diện tích 112,5 m nên lưu lượng cần thải là: V= 7.112,5.3,5 = 0, 765 (m3 / s ) 3600 Vì cần đưa gió thẳng nên ta cần lắp phòng quạt hướng trục gắng tường trực tiếp đưa không khí nên không cần lắp miệng gió đường ống GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần 54 Chương 8: TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 8.1 Tổng kết: Thông tin đồ án: Tên đồ án: “Thiết kế tính toán hệ thống điều hòa không khí cho tầng 15Dragon Tower” Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Thị Tâm Thanh Nhóm làm đề tài: Nguyễn Tất Đông Nguyễn Quý Hạo Thời gian thực hiện: tháng Mục tiêu thực hiện: Tính toán suất lạnh cần thiết công trình Lựa chọn thiết bị cần thiết cho công trình Bản vẽ vị trí lắp đặt thiết bị cần thiết hệ thống vào công trình Nội dung chính: Gồm có phần để đánh giá thực mục tiêu đề - Tổng quan môn điều hòa không khí: để người đọc có nhìn chung môn điều hòa không khí Cũng lịch sử đời phát triển ngành - Khảo sát đặc điểm cấu trúc công trình: để đưa đánh giá, nhận xét tạo hướng phát triển công trình Như việc lắp đặt, lựa chọn hệ thống lạnh cần thiết tối ưu cho công trình - Tính cân nhiệt ẩm cho công trình: để tính suất lạnh cần thiết cho công trình, với tải lạnh ta chọn thiết bị phù hợp, tránh gây lãng phí hay thiếu hụt suất lạnh - Tính toán sơ đồ điều hòa cấp: để tiết kiệm suất lạnh khỏi môi trường ta sử dụng khí hồi lưu để giảm giảm suất lạnh đi, bổ xung lượng không khí tươi làm lạnh để cấp cho người phòng - Chọn máy thiết bị cho mạng lưới: chọn thiết bị cho hệ thống lạnh dựa vào suất lạnh lưu lượng cần thiết công trình Và thiết bị phụ công trình - Tính toán đường ống nước cấp gió: để xác định tiết diện ống vận tốc không khí ống Từ suy trở lực qua ống - Lắp đặt hệ thống: đưa số lưu ý chung cho việc lắp đặt vẽ cho hệ thống Kết đạt được: - Tính toán suất lạnh cần thiết cho công trình Với nawg suất lạnh cần đáp ứng là: 255,8 kW - Ta chọn thiết bị phù hợp với công trình dựa catalogue hãng đưa sản phẩm Chọn Chiller làm lạnh nước có công suất làm lạnh354 tons, giải nhiệt nước Chọn tháp giải nhiệt với công suất giải nhiệt 400 tons GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần 55 - Vẽ công trình thiết bị khổ giấy A3 với kích thước cần tính tỉ lệ với công trình Những chưa đạt được: - Chưa có sản phẩm ứng dụng - Tính toán dựa sở lý thuyết, chưa thể ứng dụng vào thực tế - Thiết kế sơ xài chưa có kinh nghiệm thực tiễn thiết kế - Thiếu hệ thống quan trọng khác hệ thống điện, điều khiển tự động,… 8.2 Hướng phát triển đề tài: Vì đề tài môn học nên sơ xài nhiều lỗi nhóm chưa có kinh nghiệm thực tế.Mục đích hướng phát triển đề tài cố gắng hoàn thành thiếu sót hay chưa làm đồ án Những phần phát triển sau làm cho đồ án hoàn thiện đồ án: - Tính thiết lập quy trình vận hành tối ưu - Thiết kế hệ thống cấp điện cho hệ thống điều hòa như: hệ thống động lực, hệ thống điều khiển, hệ thống bảo vệ cố,… - Thiết kế hệ thống thông gió tầng hầm toilet - Thiết kế hệ thống tạo áp cầu thang hệ thống cứu hỏa - Nghiên cứu, thiết kế hệ thống quản lý tòa nhà hệ thống BMS nhằm tập trung hóa, đơn giãn hóa giám sát, tối ưu hóa hiệu suất hiệu suất hoạt động tòa nhà tiết kiệm lượng Đến thời điểm ngày 27-11-2011 đồ án hoàn thành, không tránh khỏi sai sót GVHD: Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo ... SVTH:Nguyễn Tất Đông– Nguyễn Quý Hạo Đồ án học phần 2.4 Lí để chọn hệ thống điều hòa không khí giải nhiệt trung tâm nước thay hệ thống điều hòa không khí VRV/VRF: - Không có không gian để bố trí dàn nóng... hệ thống điều hòa không khí tiện lợi, nhỏ gọn rẻ tiền Khi máy điều hòa không khí hai chiều (bơm nhiệt) ngày sử dụng rộng rãi Sự phát triển điều hòa không khí Việt Nam Việt nam nước có khí hậu... 1944-1945 điều hòa không khí đưa vào ngành hàng không Mỹ, phát triển tới mức phương tiện giao thông vận chuyển hành khách ,hiện đại cố gắng lắp đặt điều hòa không khí Và Điều hòa không khí phát