THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐHKK DẠNG WATER CHILLER

Đặc điểm Hệ điều hòa cục bộ Hệ điều hòa tổ hợp gọn Hệ điều hòa trung tâm nước Tên gọi Máy điều hòa cửa sổ Máy điều hòa tách2 hoặc nhiều cụm Máy điều hòa tách 2 và nhiều cụm đ ến 60 kw Má

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

BỘ MÔN: ĐỒ ÁN CHUYÊN NGHÀNH NHIỆT LẠNH

oOo

-ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐHKK DẠNG WATER CHILLER

GVHD : NGUYỄN TIẾN CẢNH

TP Hồ Chí Minh Tháng 11 Năm 2010

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

BỘ MÔN: ĐỒ ÁN CHUYÊN NGHÀNH NHIỆT LẠNH

TP Hồ Chí Minh Tháng 11 Năm 2010

TP.HCM, ngày tháng năm 2010

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

TP.HCM, ngày tháng năm 2010

Trang CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÀM LẠNH NƯỚC WATER

CHILLER 1

1.1.Cấu tạo của hệ thống WATER COOLED CHILLER 6

Gồm 2 phần chính 6

Phần 1: Cụm chiller tuần hoàn môi chất lạnh 6

1.2.NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 11

chương ii: KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM, CẤU TRÚC CỦA CÔNG TRÌNH PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 12

2.1 Giới thiệu công trình 12

2.2 Chọn các thông số thiết kế 13

2.2.1 Chọn thông số thiết kế trong nhà 13

2.2.2 Chọn thông số thiết kế ngoài nhà 14

2.3 Đối tượng nghiên cứu 17

2.3.1 Chất tải lạnh 17

2.4 Phương pháp thiết kế 17

2.4.1 Tính cân bằng nhiệt ẩm 17

2.4.2 Tính chọn máy và thiết bị 18

2.4.2.1 Chọn máy làm lạnh nước giải nhiệt nước 18

2.4.2.2 Tính chọn thiết bị 19

2.4.3.3 Tính đường ống dẫn nước lạnh và đường ống dẫn gió 20

2.4.3.4 Tính toán thiết kế hệ thống đường ống nước 20

2.4.3.4 Tính chọn bơm nước 22

2.4.3.5 Tính thiết kế hệ thống đường ống gió 23

CHƯƠNG III: TÍNH NHIỆT TẢI 24

3.1 Tính nhiệt hiện thừa - nhiệt ẩn thừa 24

3.1.1 Nhiệt bức xạ qua kính Q11. 24

3.1.2 Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ do t: Q21 26

3.1.3.1 Nhiệt hiện truyền qua tường Q22t 27

3.1.4 Nhiệt hiện tỏa do đèn chiếu sáng Q31. 29

3.1.6 Nhiệt hiện tỏa do máy móc Q32 30

3.1.7 Nhiệt hiện và ẩn do ngưới toả ra Q4 30

3.1.7.1 Nhiệt hiện do người toả ra 30

3.1.7.2 Nhiệt ẩn do người toả ra: 31

3.1.8 Các nguồn nhiệt khác 31

3.1.9 Xác định phụ tải lạnh 32

3.2.Tính chọn AHU 34

Chương IV:THIẾT LẬP SƠ ĐỒ TỔNG THỂ CỦA 36

HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ, TÍNH VÀ 36

CHỌN MỘT SỐ THIẾT BỊ 36

4.1 Thiết lập tính toán sơ đồ 36

4.1.1 Thành lập sơ đồ điều hoà không khí 36

4.1.2 Sơ đồ điều hoà không khí tuần hoàn 1 cấp 36

4.1.3 Các bước tính toán sơ đồ tuần hoàn một cấp 37

4.1.3.1 Điểm gốc G và hệ số nhiệt hiện 39

4.1.3.2 Hệ số nhiệt hiện phòng 39

4.1.3.3 Hệ số nhiệt hiện tổng 39

4.1.3.4 Hệ số đi vòng bypass (BF) 40

4.1.3.5 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (hef) 40

4.1.3.6 Nhiệt độ đọng sương của thiết bị 40

4.1.3.7 Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh 40

4.2 Xác định năng suất lạnh thực 42

4.3 Chọn máy làm lạnh nước giải nhiệt nước (water cooled water chiller) 42

4.3.1 Năng suất lạnh 42

4.3.2 Chọn máy 42

Chương V: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG DẪN NƯỚC LẠNH VÀ ĐƯỜNG ỐNG PHÂN PHỐI KHÍ 44

5.1 Tính đường ống dẫn nước lạnh 44

5.1.2 Tính chọn ống dẫn nước 44

5.1.3 Tính chọn bơm 46

CHƯƠNG VI :THI CÔNG LẮP ĐẶT 49

6.1 Kiểm tra sơ bộ trước khi lắp ráp: 49

6.2 Vị trí lắp đặt của Chiller: 49

6.3 Ảnh hưởng của Chiller đến môi trường xung quanh: 49

6.4 Mặt bằng lắp đặt: 49

6.5 Thiết bị nâng cẩu và các dụng cụ lắp đặt: 50

6.6 Lắp đặt hệ thống Chiller: 50

6.7 Cách lắp đặt Tháp giải nhiệt như sau: 55

6.8 Lắp đặt ống gió 56

6.8.1 Cách nhiệt cho đường ống gió: 56

6.8.2 LẮP ĐẶT ĐƯỜNG ỐNG NƯỚC: 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

Em xin gửi lời cảm ơn đến nhà trường ,các Thầy cô đã tận tình giảng dạy

và không ngừng giúp đỡ em trong suốt những năm học qua, để em có được kiếnthức như ngày hôm nay Đặc biệt hơn nữa là thầy NGUYỄN TIẾN CẢNH đãtrực tiếp hướng dẫn em làm đồ án này

Mặc dù đã hết sức cố gắng nhung do lượng kiến thức có hạn nên đồ áncòn nhiều sai sót mong thầy cô bỏ qua

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn !

Ngày 30 tháng 11năm 2010Sinh viên thực hiệnNGUYỄN MINH ĐÀM HUỲNH VĂN THANH

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÀM LẠNH

NƯỚC WATER CHILLER

Hệ thống làm lạnh chiller là hệ thống làm lạnh gián tiếp Làm lạnh nước rồinước được làm lạnh đi các AHU(air handling unit) hoặc FCU(Fan Coil Unit) lấynhiệt của không khí cần làm mát để đi các phòng (hay nói cách khác nước đượclàm chất tải lạnh)

AIR COOLED CHILLER: Giải nhiệt bằng không khí ( Hệ thống này sửdụng dàn ngưng để trao đổi nhiệt Vì thế dàn ngưng phải được cẩu lên trên caomới có thể trao đôi nhiệt tốt được)

WATER COOLED CHILLER: Giải nhiệt bằng nước(Hệ thống này giảinhiệt bằng nước vì thế sử dụng bình ngưng và có thêm thiết bị là tháp giải nhiệtnước ngưng)

- Có vòng tuần hoàn an toàn là nước nên không sợ ngộ độc hoặc tai nạn do

rò rỉ môi chất lạnh ra ngoài, vì nước hoàn toàn không độc hại

- Có thể khống chế nhiệt ẩm trong không gian điều hòa theo từng phòngriêng rẽ, ổn định và duy trì các điều kiện vi khí hậu tốt nhất

- Thích hợp cho các tòa nhà như khách sạn, văn phòng với mọi chiều cao

và mọi kiến trúc không phá vỡ cảnh quan

- Ống nước so với ống gió nhỏ hơn nhiều do đó tiết kiệm được nguyên vậtliệu làm ống

- Có khả năng xử lý không khí với độ sạch cao, đáp ứng mọi yêu cầu đề ra

cả về độ sạch bụi bẩn, tạp chất hóa chất và mùi

- Năng suất lạnh gần như không bị hạn chế

- So với hệ thống VRV, vòng tuần hoàn nước lạnh đơn giản hơn nên rất dễkiểm soát

+ Nhược điểm

- Vì dùng nước tải lạnh nên về mặt nhiệt động, tổn thất Execgy lớn hơn…

- Cần phải bố trí hệ thống lấy gió tươi cho các FCU

- Lắp đặt khó khăn

- Đòi hỏi công nhân vận hành lành nghề

- Việc cách nhiệt đường ống nước lạnh và cả khay nước ngưng khá phứctạp đặc biệt do đọng ẩm vì độ ẩm ở Việt Nam quá cao

- Cần định kỳ bảo dưỡng, sửa chữa máy lạnh và các FCU

- Hệ thống bơm nước lạnh, đường ống lớn hơn ống gas

Bảng so sánh các hệ thống điều hòa cục bộ ,tổ hợp gọn và trung tâm nước hệ thống diều hòa không khí có máy nén cơ.

Đặc điểm Hệ điều hòa cục

bộ

Hệ điều hòa tổ hợp gọn Hệ điều hòa trung

tâm nước Tên gọi Máy

điều hòa cửa sổ

Máy điều hòa tách(2 hoặc nhiều cụm)

Máy điều hòa tách 2 và nhiều cụm( đ

ến 60 kw)

Máy điều hòa nguyên cụm lắp máy(đến

60 kw)

Máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước( đ ến 770kw)

Máy điều hòa VRV đến 770kw hoặc hơn

Hệ thống điều hòa làm lạnh nước giải nhiệt gió

Hệ thống điều hòa làm lạnh nước giải nhiệt nước

Năng suất

lạnh Q0

Đến 2 tấn lạnh = 7kw: =24000 btu/

h

3 đến 100 tấn lạnh( 10÷ 350 kw

360 đến 1200000 btu/h

Lớn hơn 1000 tấn lạnh

350kw, 2400000 btu/h

Cấu tạo

thiết bị bay

hơi

Làm lạnh khong khí trực tiếp

Làm lạnh không khí trực tiếp Làm lạnh nước

Thiết bị

ngưng tụ

Giải nhiệt gió Giải nhiệt gió Giải

nhiệt nước

Giải nhiệt gió

Giải nhiệt gió

Giải nhiệt nước Máy nén Piston kín roto

lăn, tấm trượt kín

Piston( kín nữa kín , hở), roto lăn tám trượt (kín ) xoắn óc (kín) trục vít)

Piston hở ,nữa kín , tucbin hở ,nữa

xoán ốc kín kín Thiết bị tiết

lưu

ống mao ống mao, valve tiết lưu Valve tiết lưu

Bơm nhiệt ½ chiều ½ chiều 1 chiều ½ chiều ½ chiều ½

Không Không Tháp

giải nhiệt bằng nước Phương

Nhà cao tầng, văn phòng, khách sạn…đặc biệt cần khống chế độ

ẩm , Vấn đề

cung cấp

gió

Có cửa lấy gió tươi

Không có cửa lấy gió tươi phải

có quạt thông gió

Có cửa lấy gió tươi Không có

cửa lấy gió tươi phải có quạt thông gió

FCU không có cử lấy gió tươi AHU có thể có cử lấy gió tươi Nếu không có phải có quạt thông gió Điều chỉnh

nhiệt độ

phòng

Nhiệt độ giao động lớn do khó phân phối gió đều

Nhiệt độ phòng giao động trung bình nếu

có hệ thống phân phối gió tốt hơn

Khả năng diều chỉnh nhiệt độ tốt nhất ổn định nhất

là sử lí gió bằng AHU

Độ ồn

trong nhà

ồn trả trong

Không ồn trong nhà ồn ngoài

ồn trong nhà cần có tiêu âm trên đường

Không

ồn trong

Không ồn trong nhà ồn ở dàn

nhà và ngoài nhà

nhà ống hút và cấp nếu

dùng cho tiện nghi

nhà ồn trên tầng thượng

Bảo dưởng định kì ít thường xuyên hơn

Chuẩn đoán bệnh tự động

Ít phải bảo dưởng sủa chữa nhất chủ yếu bảo dưởng choFCU

phòng máy nếu càn phai bảo ồn

và cách âm

Không cần

Phòng máy đạt ở tầng thượng

Phòng máy đạt ở tầng thượng hoặc tầng hầm Lắp đặt Dể

dàng tuy phải đục một khoảng tường bằng kích thước may

Dể dàng

Dể dàng tuy vẩn phải đục tường

Khó hơn vì phải có phòng máy

Phưc tạp

vì phải lắp dặt đường ống dẩn môi chất

và hệ điều khiển phức tap

Phức tạp nhất vì phải lấp đặt đường ống nước lạnh và nước giải nhiệt

Không thể tính

từng hộ

tiêu thụ

động dàn lạnh Vốn dầu tư Thấp

1.1.Cấu tạo của hệ thống WATER COOLED CHILLER

Gồm 2 phần chính.

Phần 1: Cụm chiller tuần hoàn môi chất lạnh.

Hình 1 Sơ đồ cụm chiller

-Máy nén:Có chức năng nén áp môi chất lên áp suất và nhiệt độ cao.Môi chất

được clape hút về dưới dạng hơi áp thấp.Và được đẩy đi với dạng hơi áp caonhiệt độ cao

ó nhiều loại máy nén(pittông, xoắn ốc,scroll ) Dưới đây em xin giới thiệu

về máy nén piston

+Cấu tạo:Gồm Động cơ.pistong trục khuỷu, thanh truyền,xi lanh

Hình 2:Cấu tạo máy nén pittông

-Bình ngưng:

Chức năng chính.: Nhận môi chất nhiệt độ cao áp suất cao từ máy nén (bìnhtách dầu) rồi trao đổi nhiệt đối lưu với nước làm mát( Thải nhiệt ra môi trường)rồi ngưng lại môi chất với thể lỏng áp suất cao

Cấu tạo: Gồm một hệ thống ống cooling coil đặt trong một bình để trao đổinhiệt với nước, các hệ thống van

-Bình bay hơi:

Chức năng chính: trao đổi nhiệt với nước từ đó làm lạnh nước xuống nhiệt

độ từ 5-7độ Sau đó nước lạnh được đưa đi các AHU và FCU Trao đổi nhiệt nhưbình ngưng

+Cấu tạo:

Có nhiều loại trong như: Bình bay hơi ống vỏ kiểu ngập, nhưng ở đây môichất lại ở ngoài còn nước được làm lạnh thì lại ở trong hệ thống ống cooling coil

Bình bay hơi chùm ống thẳng môi chấy sôi trong ống còn nước được làm lạnh thì

Bộ phận tiết lưu nằm giữa bình bay hơi và bình ngưng tụ

+Cấu tạo:

Có 3 loại chính thường được sử dụng

-Van điều chỉnh bằng tay

-Van tiết tự động nhờ sự quá nhiệt hơi hút về máy nén, gọi tắt là van tiết lưunhiệt, thường được sử dụng trong các hệ thống lạnh trung bình hoặc lớn,ngoài ra

nó còn được sử dụng cho cả hệ thống tủ lạnh nhỏ như tủ lạnh thương nghiệp vàmáy điều hòa không khí(chiller thường được sử dụng van tiết lưu loại này).-Ống mao còn gọi là ống mao dẫn hoặc capile là dạng thiết bị tiết lưu cố định.Thường được sử dụng trong tủ lạnh gia đình, máy hút ẩm hoặc máy điều hòa giađình

+Ngoài ra còn có các bộ phận thiết bị phụ:

-Bình tách dầu:

Chức năng chính: Tách dầu bụi ra khỏi dòng hơi môi chất nhiệt độ cao và

áp suất cao Tránh hiện tượng tắc dầu trên dàn bay hơi

+Cấu tạo: Hoạt động trên nguyên lý thay đổi hướng tốc độ của dòng môichất và dựa vào khối lượng riêng của dầu và môi chất dựa vào một tấm chặnhoặc là dẫn dòng môi chất đi theo hình ziczac qua ống làm mát dầu.Ngoài ra còn

có hệ thống tách dầu dựa vào nước

Ngoài hệ thống làm thay đổi hướng chuyển động của môi chất còn có thêm

hệ thống làm mát dầu

-Bình tách lỏng:

Chức năng chính: Tách bụi lỏng ra khỏi hơi môi chất để môi chất hút vềmáy nén dưới dạng hơi áp thấp Tránh hiên tượng va đập thủy lực vào máy nén.+Cấu tạo và nguyên lý hoạt động: Hoạt động dựa trên nguyên lý giảm tốc

độ của dòng hơi môi chất Tốc độ có thể hạ xuống (0,5m/s) từ đó bụi lỏng và hơi

sẽ tách riêng ra.hơi về máy nén Bụi lỏng bao gồm bụi lỏng của môi chất chưabay hơi và bụi lỏng của dầu qua hệ thống tiết lưu trong bình tách lỏng

Phần 2:Cấu tạo của hệ thống nước lạnh và hệ thống trao đổi nhiệt của không khí:

-AHU(air handling chiller):

Chức năng chính: là nơi trao đổi nhiệt với không khí trong phòng từ đâykhông khí được làm mát sẽ được thổi đi các phòng làm mát

+Nguyên lý hoạt động và cấu tạo

Hình 3:AHU

Một hệ thống dàn ống cooling coil được bơm nước lạnh vào trao đổi nhiệtvới không khí được làm mát.

Gồm một quạt li tâm: Để thổi và hút không khí

Ngoài ra còn gồm hệ thống trong đường không khí hồi và một miệng hút đườngkhông khí tươi

-Bình giãn nở và cấp nước bổ sung:

Chức năng chính:Cân bằng áp suất nước vào các AHU và FC, ngoài ra trong quátrình vận hành sẽ có sự tổn thất về nước làm lạnh, bình sẽ có chức năng thêmnước

+Cấu tạo và nguyên lý hoạt động: Khi hoạt động sẽ có sự dãn nở thể tíchcủa nước lạnh vì thế sẽ có sự sủi bọt khí chính vì thế bình giãn nở sẽ có van xả ápsuất và van nước cấp cùng với bình chứa

-Tháp giải nhiệt nước ngưng:

Hình 4:tháp giải nhiệt nướcChức năng chính: Giải nhiệt nước ngưng rồi đưa nước được giải nhiệt vàobình ngưng trao đổi nhiệt với môi chất trong bình ngưng Từ đó tăng hiệu quảtrao đổi nhiệt của môi chất

+Nguyên lý hoạt động và cấu tạo: Có nhiều kiểu tháp giải nhiệt Dựa vàonguyên lý thoát hơi nóng của nước mà xây dưng lên cấu tạo của nước(VD: nhưnước nóng ở một cốc to rót ra các cốc nhỏ thì sẽ nhanh làm lạnh hơn)

Gồm:

-Lưới: Để che chắn bụi bẩn rác vào tháp giải nhiệt.

Hệ thống phun sương: Đưa nước thành các tia nhỏ.

Hệ thống mao: Làm tăng diện tích trao đổi nhiệt

-Quạt: Lấy nhiệt từ nước.

Hệ thống bơm: Dùng để hút nước từ bình ngưng và bơm vào các tháp giảinhiệt

Hệ thống bơm và đường ống:

Có các hệ thống bơm nước giải nhiệt và hệ thống bơm nước lạnh Tùy vàocông suất của công trình mà chọn các hệ thống bơm khác nhau(thường được sửdụng van 3 ngả)

1.2.NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG.

Hình 5 Cụm chiller

-Trong cụm chiller: Máy nén nén môi chất nên áp suất và nhiệt độ cao qua

bình tách dầu để tách các bụi dầu còn bám trong môi chất Môi chất sau khi đượcnén ở dạng hơi với nhiệt độ và áp suất cao qua bình ngưng được trao đổi nhiệtvới nước lạnh trong bình ngưng (Thải nhiệt ra nước) Môi chất sẽ ngưng lại ởdạng lỏng áp suất cao Môi chất lỏng ở nhiệt độ cao qua hệ thống tiết lưu sẽ được

làm áp suất giảm môi chất ở dạng lỏng áp thấp Môi chất lỏng áp thấp sẽ lên bìnhbay hơi Bình bay hơi lấy nhiệt của nước cần làm lạnh trao đổi nhiệt với môi chấtlạnh ở nhiệt độ bay hơi t0 Hơi áp thấp sẽ được hút về máy nén qua bình tách lỏng

để tách các bụi lỏng chưa bay hơi Nước lạnh từ một bình 9-110C được hút từ cácAHU sau đó sẽ được đưa vào bình bay hơi làm lạnh xuống 5-70C Nước đượclàm lạnh lại về một bình chứa từ bình chưa này nước sẽ đi các AHU và FCU đểtrao đổi nhiệt với không khí cần làm mát ở các AHU sẽ có các miệng gió hồi vàmiệng gió tươi nhằm hạ nhiệt độ của không khí cần làm lạnh xuống từ đó giảmđược hiệu suất làm lạnh

Nước giải nhiệt bình ngưng sẽ được hút ra khỏi bình ngưng ra tháp giảinhiệt

Không khí sau khi được AHU lấy nhiệt thì đi vào các miệng thổi qua hệthống quạt hướng tâm vào các đường ống đã được bọc cách nhiệt bằng bông thủytinh

Hệ thống điều khiển bao gồm cảm biến nhiệt được lắp ở các đường gió hồi

chương ii: KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM, CẤU TRÚC CỦA

CÔNG TRÌNH PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1 Giới thiệu công trình.

Công trình VINA GAME Tân Bình được thiết kế bao gồm khối, văn

phòng làm việc, giao dịch, kinh doanh … Công tình được xây dựng với quy mô

có kiến trúc đẹp và hiện đại

Đặc điểm cấu trúc.

- Tường

Cấu trúc xây dựng của tường như sau:

N-không khí bên ngoài

T-không khí bên

Vữa Gạch

2.2 Chọn các thông số thiết kế.

2.2.1 Chọn thông số thiết kế trong nhà.

Do tính chất khu vực địa lý tp HCM không có mùa lạnh nên ở đồ án này chỉtính, thiết kế hệ thống lạnh cho mùa hè

- Nhiệt độ và độ ẩm

Đối với các văn phòng làm việc thì các thông số thiết kế được chọn theoyêu cầu tiện nghi của con người Yêu cầu tiện nghi được chọn theo tiêu chuẩnViệt Nam TCVN 5687-1992

+ Mùa hè:

- Nhiệt độ không khí trong nhà: tT = 250C

- Độ ẩm tương đối trong nhà :  = 65%

Từ các thông số trên, dựa trên đồ thị i-d của không khí ẩm, ta tìm được cácthông số còn lại:

- Entanpi: IT = 60 kJ/kg

- Độ chứa hơi: dT = 14 g/kg không khí khô

Bảng 2.1 Các thông số thiết kế trong nhà

- Gió tươi và hệ số thay đổi không khí.

Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687 - 1992, lượng gió tươi cho một ười một giờ đối với phần lớn các công trình là 20 m3/h Tuy nhiên lượng gió tươikhông được thấp hơn 10% lượng gió tuần hoàn Như vậy việc chọn gió tươi phảiđáp ứng được 2 điều kiện sau:

ng Đạt tối thiểu 20 m3/h.người

-Đạt tối thiểu lưu lượng gió tuần hoàn

Trong đó lưu lượng gió tuần hoàn bằng thể tích phòng nhân với hệ số thayđổi không khí

-Hệ số thay đổi không khí:

Phòng làm việc, văn phòng: 3 - 8 m3/h/(m3/phòng)

Thông số

Nhiệt độ 0C Độ ẩm %

EntanpikJ/kg Độ chứa ẩm g/kg

- Độ ồn cho phép

Độ ồn được coi là một yếu tố quan trọng gây ô nhiễm môi trường nên nócần được khống chế, đặc biệt đối với một số công trình đặc biệt như phòngstudio, phòng ghi âm … Độ ồn cho phép được Bộ Xây dựng Việt Nam đã ban

bố tiêu chuẩn về tiếng ồn 20 TCN 175 – 90 quy định về mức ồn cho phép

- Tốc độ không khí

Tốc độ không khí xung quanh có ảnh hưởng đến cường độ trao đổi nhiệt vàthoát mồ hôi giữa cơ thể với môi trường xung quanh Khi tốc độ lớn, cường độtrao đổi nhiệt, ẩm tăng lên Vì vậy khi đứng trước gió ta cảm thấy mát và thường

da khô hơn nơi yên tĩnh trong cùng điều kiện về độ ẩm và nhiệt độ

Khi nhiệt độ không khí thấp, tốc độ quá lớn thì cơ thể mất nhiệt gây cảmgiác lạnh Tốc độ gió thích hợp tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ gió, cường

độ lao động, độ ẩm, trạng thái sức khỏe… Thông thường tốc độ gió tiện nghiđược lấy trong khoảng 0,07 - 0,21m/s

2.2.2 Chọn thông số thiết kế ngoài nhà

Theo mức độ quan trọng của công trình, điều hoà không khí được chia làm

3 cấp như sau :

Điều hoà không khí cấp 1: Là điều hoà tiện nghi có độ tin cậy cao nhất,

duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà trong giới hạn cho phép không phụthuộc vào những biến động khí hậu cực đại ngoài trời của cả mùa hè và mùađông đã ghi nhận được trong nhiều năm

Điều hoà không khí cấp 2: Là điều hoà tiện nghi có độ tin cậy trung bình,

duy trì được các thông số vi khí hậu trong nhà với phạm vi sai lệch không quá200h trong một năm khi có biến động khí hậu cực đại ngoài trời của cả mùa hè

và mùa đông

Điều hoà không khí cấp 3: Là điều hoà tiện nghi có độ tin cậy thấp, duy trì

được các thông số vi khí hậu trong nhà với phạm vi sai lệch không quá 400 htrong 1 năm khi có biến động khí hậu cực đại ngoài trời của cả mùa hè và mùađông

-Điều hoà không khí cấp 1 tuy có mức độ tin cậy cao nhất nhưng chi phíđầu tư, lắp đặt, vận hành rất lớn nên chỉ sử dụng cho những công trình điều hoà

d o

-Trên thực tế, đối với hầu hết các công trình như điều hoà không khí kháchsạn, văn phòng, nhà ở, siêu thị, hội trường, thư viện…chỉ cần chọn điều hoà cấp

3 Điều hoà cấp 3 tuy độ tin cậy không cao nhưng đầu tư không cao nên thườngđược sử dụng cho các công trình trên

Hình 10 :đồ thị không khí id của không khí ẩm

Qua việc giới thiệu và phân tích các đặc điểm của công trình VINAGAMETân Bình cho thấy: Đây là một tòa nhà sử dụng chủ yếu làm văn phòng làm việcnên đòi hỏi chế độ nhiệt ẩm không khắc khe nên phương án cuối cùng được lựachọn là điều hoà không khí cấp 3

Thông số ngoài nhà được chọn cho điều hoà cấp 3 theo tiêu chuẩn ViệtNam TCVN 5687 - 1992 biểu diễn trên đồ thị i-d của không khí ẩm Điều kiệnkhí hậu lấy theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4088 - 85

Bảng 2.2 Các thông số thiết kế ngoài nhà

Cấp ĐHKK Mùa nóng Mùa lạnh

Nhiệt độ, 0C Độ ẩm, % Nhiệt độ, 0C Độ ẩm, %Cấp 3 ttbmax N = 13-15 ttbmin N = 13-15

Trong đó

ttbmax : Nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất

ttbmin : Nhiệt độ trung bình của tháng lạnh nhất.

Độ ẩm lúc 13 - 15h của tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất ghi nhận theoTCVN 4088 - 1985

Thông số tính toán ngoài trời cho khu vực Tp HCM như sau:

2.3 Đối tượng nghiên cứu.

Từ các hệ thống điều hòa không khí và từ phương án chọn thiết kế của em

Đối tượng nghiên cứu trong đồ án này của em là hệ thống điều hòa không khí

water chiller

2.3.1 Chất tải lạnh.

Chất tải lạnh là chất trung gian nhận nhiệt của đối tượng cần làm lạnhchuyển tới thiết bị bay hơi cấp cho môi chất lạnh sôi Chất tải lạnh đôi khi cònđược gọi là môi chất lạnh thứ cấp

Có nhiều loại chất tải lạnh khác nhau Nhưng một trong những chất tải lạnhđáp ứng được yêu cầu, tính chất cần thiết và được sử dụng rộng rải nhất hiện naylà: nước, nước muối và các hợp chất hữu cơ

Trong đồ án thiết kế này, Chất tải lạnh mà em đã chọn cho hệ thống lànước

Vì nước là chất tải lạnh lý tưởng, nó đáp ứng hầu hết các yêu cầu đề ra.Nhược điểm duy nhất của nước là nó đông đặc ở 0oC, như vậy để đảm bảo an

toàn nhiệt độ sôi môi chất không được thấp hơn 5oC và như vậy nhiệt độ buồnglạnh cũng không được xuống thấp hơn 5oC

2.4 Phương pháp thiết kế.

2.4.1 Tính cân bằng nhiệt ẩm.

Để duy trì được các thông số trong phòng, cần phải khử được lượng nhiệtthừa và lượng ẩm thừa từ các nguồn khác nhau thải vào phòng Điều kiện cânbằng nhiệt ẩm là vào mùa hè máy lạnh phải đủ công suất để cân bằng với nhiệttổn thất qua kết cấu bao che, nhiệt sinh ra do người, máy, đèn chiếu sáng, do ròlọt không khí , qua bức xạ mặt trời, do lượng gió tươi mang vào…và cần phảitính năng suất gió thổi vào, gió hồi, gió tươi, nhiệt độ thổi vào, nhiệt độ các thànhphần

Có rất nhiều phương pháp tính cân băng nhiệt ẩm khác nhau để xác địnhnăng suất lạnh yêu cầu khác nhau Đồ án này em xin trình bày phương pháp tínhcân bằng nhiệt ẩm bằng phương pháp Carrier

Theo phương pháp của Carrier ta có: Qo = Qt = Qht + Qât.

Sau khi xác định đuợc phụ tải lạnh ta xác định các thông số trạng thái không khí

2.4.2 Tính chọn máy và thiết bị.

Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật nên hệ thốngđiều hòa không khí phần lớn đã được chế tạo thành các tổ hợp nguyên cụm hoànchỉnh hoặc các tổ hợp gọn vừa đảm bảo chất lượng, tuổi thọ, độ tin cậy cao của

hệ thống, đơn giản được hầu hết các công việc thiết kế tính toán riêng lẻ các bộphận rời rạc như máy nén, thiết bị ngưng tụ, bay hơi, tiết lưu

Cũng giống như hệ thống lạnh, năng suất lạnh của một hệ thống hoặc mộtmáy điều hòa không khí không phải cố định mà luôn luôn thay đổi theo điều kiệnmôi trường, nghĩa là năng suất lạnh của máy điều hòa nhiệt độ tăng khi nhiệttrong phòng tăng và nhiệt độ ngoài nhà giảm và ngược lại giảm khi nhiệt độtrong phòng giảm và nhiệt độ ngoài nhà tăng Tóm lại Q0 = f(t0, tk)

Khi chọn máy điều hòa không khí cần thỏa mãn các vấn đề sau đây:

+Phải chọn máy có đủ năng suất lạnh yêu cầu ở đúng chế độ làm việc đãtính toán Ngoài ra đôi khi cần có năng suất lạnh dự trữ Tổng năng suất lạnh củamáy chọn phải lớn hơn hoặc bằng năng suất lạnh tính toán ở chế độ làm việc thực

tế đã cho Ta phải tính như vậy là vì năng suất lạnh thực tế của một máy điều hòakhông phải cố định như giá trị ghi trên mác máy.

+Phải chọn máy có năng suất gió đạt yêu cầu thiết kế Năng suất gió trongcatalog máy phải bằng hoặc lớn hơn năng suất gió tính toán

2.4.2.1 Chọn máy làm lạnh nước giải nhiệt nước.

Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước (water cooled water chiller) thường cónăng suất lạnh tiêu chuẩn ở chế độ nhiệt độ như sau:

- Nhiệt độ nước lạnh vào và ra khỏi bình bay hơi: tl1 = 12oC , tl2 = 7oC

- Nhiệt độ nước giải nhiệt vào và ra khỏi bình ngưng: tw1 = 30oC, tw2 = 35oC.Việc chọn máy làm lạnh nước có ý nghĩa rất quan trọng đối với hệ thốngđiều hòa không khí trung tâm nước Nó không những có ảnh hưởng đến năngsuất lạnh của hệ thống mà còn ảnh hưởng đến giá thành của một đơn vị lạnh Do

đó việc chọn nhiệt độ nước lạnh và nước giải nhiệt sao cho phù hợp và tối ưu làrất quan trọng

2.4.2.2 Tính chọn thiết bị.

Tính chọn tháp giải nhiệt.

Trong hệ thống điều hoà không khí giải nhiệt bằng nước bắt buộc phải sử dụng tháp giải nhiệt Tháp giải nhiệt được sử dụng để giải nhiệt nước làm mát bình ngưng trong

hệ thống lạnh máy điều hoà không khí

Cấu tạo gồm : Thân và đáy tháp bằng nhựa composit Bên trong có các

khối sợi nhựa, ống phun nước, quạt hướng trục Hệ thống ống phun nuớc quayxung quanh trục khi có nước phun Mô tơ quạt đặt trên đỉnh tháp Xung quanhphần thân còn có các tấm lưới , có thể dễ dàng tháo ra để vệ sinh đáy tháp, chophép quan sát tình hình nước trong tháp nhưng vẫn ngăn cản rác có thể rơi vàobên trong tháp Thân tháp được lắp từ một vài tấm riêng biệt, các vị trí lắp tạothành gân tăng sức bền cho thân tháp Phần dưới đáy tháp có các ống nước sau :Ống nước vào, ống nước ra, ống xả cặn, ống cấp nước bổ sung và ống xả tràn Khi chọn tháp giải nhiệt người ta căn cứ vào công suất giải nhiệt Côngsuất đó được căn cứ vào mã hiệu của tháp

Việc tính toán tháp giải nhiệt rất phức tạp, thường người ta chọn theocatalog của máy.

Chọn AHU.

Các AHU (Air Handling Unit) là thiết bị trao đổi nhiệt Năng suất lạnh phụthuộc vào nhiệt độ nước lạnh, nhiệt độ không khí vào ra và hệ số truyền nhiệt quavách trao đổi nhiệt

Q0 = k.F.tln

Năng suất lạnh của AHU được cho theo điều kiện tiêu chuẩn của nhà chếtạo, thường là nhiệt độ không khí vào dàn tT = 270C, tTƯ = 19.50C, nhiệt độ nướcvào dàn 7oC và ra 12oC và lưu lượng nước danh định cũng như lưu lượng giódanh định cho từng loại dàn cụ thể

Khi chọn AHU cho các phòng, cần đảm bảo năng suất lạnh của dàn làmviệc với điều kiện thực phải lớn hơn hoặc bằng tải lạnh xác định được cho phòng

đó Khi có catolog kỹ thuật ta dễ dàng tra được năng suất lạnh thực

2.4.3.3 Tính đường ống dẫn nước lạnh và đường ống dẫn gió.

2.4.3.4 Tính toán thiết kế hệ thống đường ống nước

Trong các kỹ thuật điều hoà không khí có sử dụng các loại đường ống nướcnhư sau :

- Đường ống nước giải nhiệt cho các thiết bị ngưng tụ

- Đường ống nước lạnh để làm lạnh không khí

- Đường ống nước nóng và hơi bão hoà để sưởi ấm không khí

- Đường ống nước ngưng

Trong hệ thống điều hòa không khí trung tâm nước có hệ thống đường ốngnước lạnh Nếu máy làm lạnh nước loại giải nhiệt nước thì hệ thống có thêm hệđường ống nước giải nhiệt Hệ thống đường ống nước bao gồm hệ thống ống,van, tê, cút, các phụ kiện khác và bơm

Hệ thống nước làm lạnh có nhiệm vụ tải lạnh từ bình bay hơi tới các phòngvào mùa hè để làm lạnh phòng

Hệ thống nước giải nhiệt (còn gọi là nước làm mát) có nhiệm vụ tải nhiệt từbình ngưng lên tháp giải nhiệt để thải nhiệt vào môi trường.

Mục đích của việc tính toán ống dẫn nước là xác định kích thước hợp lý củađường ống, xác định tổng tổn thất trở lực và chọn bơm Để làm được điều đó cầnphải biết trước lưu lượng nước tuần hoàn Lưu lượng đó được xác định từ cácphương trình trao đổi nhiệt

Hệ thống đường ống dẫn nước

Các vấn đề được quan tâm chủ yếu trong việc thiết kế lắp đặt vận hànhđường ống là vật liệu, phạm vi ứng dụng, sự bù dãn nở đường ống, chống rungđộng, các loại phụ kiện như: tê, cút, các van và đặc biệt là tốc độ nước và tổnthấp áp suất ma sát, cục bộ … vì chúng ảnh hương đến tuổi thọ, việc bảo trì, bảodưỡng, giá thành của công trình cung như giá vận hành của hệ thống

Vật liệu đường ống : Người ta sử dụng nhiều loại vật liệu khác nhau làm

đường ống cụ thể như sau :

Các loại ống thép đen thường được sử dụng để dẫn nước có nhiều loại với

độ dày mỏng khác nhau Theo mức độ dày người ta chia ra làm nhiều mức khácnhau từ Schedul 10 đến Schedul 160 Trên bảng 2.5 các loại ống ký hiệu ST làống có độ dày tiêu chuẩn, các ống XS là loại ống có chiều dày rất lớn

Bảng 2.5 : Đặc tính của đường ống thép.

Đường kính danh nghĩa Đường

kính trong mm

Đường kính ngoài mm

Áp suất làm việt

9,2457,6412,5210,6415,789

13,17613,17617,14517,14521,336

1361145815

4080408040

Đường ống đồng được chia ra các loại K, L, M và DWV Loại K có bề dày lớn nhất, loại DWV là mỏng nhất Thực tế hay sử dụng loại L Bảng 2.5 trình bàycác đặc tính kỹ thuật của một số loại ống đồng khác nhau

127

DWV DWV DWV DWV DWV DWV

32,89 39,14 51,84 77,089 101,828 126,517

34,925 41,275 53,975 79,375 104,775 130,185

Bảng2.6: Mức độ giãn nở đường ống

Sự giãn nở vì nhiệt của các loại đường ống

Trong quá trình làm việc nhiệt độ của nước luôn thay đổi trong một khoảntương đối rộng, nên cần lưu ý tới sự giãn nở vì nhiệt của đường ống để có cácbiện pháp ngăn ngừa thích hợp

Giá đỡ đường ống

Để treo đỡ đường ống người ta thường sử dụng các loại sắt chữ L hoặc sắt

U làm giá đỡ Các giá đỡ phải đảm bảo chắc chắn, dễ lắp đặt đường ống và cókhẩu độ hợp lý Khi khẩu độ nhỏ thì số lượng giá đỡ tăng, chi phí tăng Nếu khẩu

độ lớn đường ống sẽ võng, không đảm bảo chắc chắn Vì thế người ta qui địnhkhoảng cách giữa các giá đỡ Khoảng cách này phụ thuộc vào kích thước đườngống, đường ống càng lớn khoảng cách cho phép càng lớn

2.4.3.4 Tính chọn bơm nước.

Nhiệm vụ của bơm nước là tuần hoàn nước lạnh từ bình bay hơi đến cácdàn trao đổi nhiệt AHU hoặc buồng phun rửa khí (bơm nước lạnh) hoặc tuầnhoàn nước giải nhiệt từ bình ngưng đến tháp giải nhiệt (bơm nước giải nhiệt).Bơm nước sử dụng trong hệ thống điều hòa không khí thường là bơm litâm, nhiệt độ làm việc từ 50C đến 700C

Để chọn được bơm thích hợp với hệ thống thì khi tính toán ta phải dựa vàocác đặc tính của bơm như: Năng suất bơm, cột áp tĩnh, cột áp động, hiệu cột áptĩnh, công suất động cơ bơm, hiệu suât bơm, các đường đặc tính bơm và chiềucao hút của bơm

2.4.3.5 Tính thiết kế hệ thống đường ống gió.

Ta biết rằng, hệ thống điều hòa không khí là kết hợp của nhiều khâu khácnhau như: thông gió, xử lý không khí (làm lạnh, sưởi ấm, hút ẩm, gia ẩm, làmsạch… ), ở các thiết bị chuyên dùng sau đó không khí được quạt vận chuyển quađường ống gió, phân phối vào không gian điều hòa qua miệng thổi, miệngkhuếch tán rồi quay về ống gió hồi trở lại buồng xử lý không khí Nếu tất cả cáckhâu khác là tốt, riêng khâu vận chuyển và phân phối gió, gió hồi làm không tốtthì toàn bộ hệ thống điều hòa không khí sẽ không có hiệu quả

Việc thiết kế hệ thống gió cũng như tổ chức trao đổi nhiệt ẩm trong phòng

ta phải nghiên cứu cụ thể các yêu cầu cho từng vị trí phát nhiệt, phát ẩm để cógiải pháp đúng đắn, tiết kiệm năng lượng

Để tính toán chọn một hệ thống ống gió ta có hai phương pháp tính chọnống gió khác nhau, theo em tính toán hệ thống ống gió bằng phương pháp Đồ thị

và thiết kế đường ống gió theo phương pháp ma sát đồng đều là tốt nhất

CHƯƠNG III: TÍNH NHIỆT TẢI

Nguyên lý cơ bản của Điều hoà không khí là cấp không khí có trạng tháikhông khí thích hợp sau khi đã được xử lý nhiệt - ẩm vào phòng để khử nhiệtthừa và ẩm thừa trong phòng và bằng cách đó giữ cho nhiệt độ và độ ẩm củakhông khí bên trong phòng ổn định ở mức đã chọn tuỳ theo yêu cầu tiện nghihoặc công nghệ

3.1 Tính nhiệt hiện thừa - nhiệt ẩn thừa.

Do số lượng phòng nhiều và không đồng loạt nên không thể trình bày cácbước tính toán cân bằng nhiệt ẩm cho từng phòng một nên ở đây chỉ trình bàyphương pháp, công thức tính toán đồng thời giải thích chi tiết từng thành phần,cách tra số liệu ở bảng nào, sách tham khảo nào Tòa nhà gồm 4 tầng với mỗitầng là một không gian sử dụng khác nhau nên em chỉ tính toán chi tiết cho một

số phòng hoặc từng tầng một làm ví dụ, các phòng còn lại tính toán tương tựbằng cách lập bảng trong chương trình Excel và kết quả tính toán của từng phòngđược lập trong các bảng ở các phụ lục ghi kết quả tính toán nhiệt

3.1.1 Nhiệt bức xạ qua kính Q 11.

Với các công trình xây dựng hiện đại kính được sử dụng rất nhiều, ngoàiviệc để lấy ánh sáng tự nhiên kính còn được sử dụng như một cách trang trí đểtăng vẻ đẹp, tính hiện đại của công trình Công trình Siêu thị Nhà hàng Vănphòng cho thuê Cầu Dứa với tất cả các cửa, cửa sổ đều là cửa kính Kính đượcdùng là loại kính trong phẳng ( khác kính cơ bản) dầy 6mm không có Tất cả cáccửa sổ đều có phương thẳng đứng

Nhiệt hiện bức xạ qua kính được xác định theo biểu thức sau: