8 3 chương 3 lựa chọn phương án thiết kế

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG GVHD: TS BÙI NGỌC HÙNG LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN CHU TRÌNH NHIỆT 3.1 Lựa chọn phƣơng án thiết kế 3.1.1 Tìm hiểu hệ thống lạnh dùng cho cơng trình lớn Hệ thống điều hòa khơng khí có nhiệm vụ điều khiển kiểm sốt thơng số để đảm bảo cho khơng gian điều hòa đáp ứng đƣợc nhu cầu thiết kế bao gồm việc đảm bảo: nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch, áp suất, độ nhiễm chéo (đối với nhà máy dƣợc)… Để đáp ứng cho nhu cầu khơng gian điều hòa, lại phải dùng nhiều thiết bị khác nhƣ muốn khống chế độ ẩm việc làm lạnh tách ẩm không đáp ứng đƣợc, ta phải dùng thêm thiết bị khác nhƣ bánh xe hút ẩm, chất hút ẩm…Lại có cơng trình điều hòa cần thiết kế đáp ứng tiêu chuẩn lƣợng, lại phát sinh thêm vấn đề tiết kiệm lƣợng cho hệ thống, chẳng hạn nhƣ việc dùng bánh xe hồi nhiệt, bình trao đổi nhiệt, bình trữ lạnh, sử dụng lƣợng mặt trời làm nóng nƣớc thay dùng điện trở…Sự đa dạng hệ thống điều hòa số lƣợng thiết bị mà kết hợp thiết bị để đáp ứng đƣợc yêu cầu thiết kế Do đó, việc lựa chọn hệ thống thích hợp cho cơng trình công việc cần đƣợc cân nhắc phải đƣợc thực ngƣời có kinh nghiệm lĩnh vực thiết kế hệ thống điều hòa khơng khí Tuy nhiên, để đơn giản hóa vấn đề, phân loại chọn hệ thống phù hợp dựa vào số đặc điểm sau đây: 3.1.1.1 Hệ thống điều hòa trung tâm nƣớc Hệ thống điều hòa trung tâm nƣớc làm lạnh nƣớc xuống nhiệt độ từ đến độ C Nƣớc lạnh đƣợc hệ thống bơm phân phối đến dàn trao đổi nhiệt AHU FCU Khơng khí đƣợc quạt hút thổi qua dàn lạnh này, trao đổi nhiệt với nƣớc giảm nhiệt độ, sau đƣợc đƣa vào khơng gian điều hòa Hệ thống điều hòa trung tâm nƣớc có hai dạng chủ yếu hệ thống giải nhiệt nƣớc (Water cooled chiller) hệ thống giải nhiệt gió (Air cooled chiller) Đối với cơng trình có phụ tải nhiệt lớn, nên ƣu tiên phƣơng án giải nhiệt nƣớc để đảm bảo hệ thống đáp ứng đƣợc phụ tải cơng trình SVTH: ĐINH TẤN PHÚC – MSSV: 21202779 40 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI NGỌC HÙNG Hình 3.1 Chiller giải nhiệt gió (Air Cooled Chiller) Hình 3.2 Chiller giải nhiệt nước (Water cooled Chiller) SVTH: ĐINH TẤN PHÚC – MSSV: 21202779 41 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI NGỌC HÙNG Hình 3.3 Sơ đồ thiết bị Chiller giải nhiệt nước Một hệ thống điều hòa khơng khí trung tâm nƣớc bao gồm: - Thiết bị làm lạnh nƣớc ( Water Cooled Chiller) để dẫn đến thiết bị trao đổi nhiệt - Các dàn trao đổi nhiệt (AHU, FCU, ) có nhiệm vụ làm làm lạnh (hay sƣởi ấm có) dòng khơng khí để đƣa vào khơng gian cần điều hòa - Tháp giải nhiệt có nhiệm vụ làm mát dòng nƣớc giải nhiệt cho bình ngƣng Chiller Đối với hệ thống điều hòa trung tâm nƣớc giải nhiệt gió khơng cần tháp giải nhiệt - Hệ thống ống nƣớc bao gồm: + Ống cấp nƣớc lạnh từ bình bay Chiller đến dàn trao đổi nhiệt (CWHS / F Chilled Water Supply/ Flow) + Ống cấp nƣớc lạnh từ dàn trao đổi nhiệt trở bình bay Chiller (CWHR Chilled Water Return) + Ống nƣớc giải nhiệt từ tháp giải nhiệt vào bình ngƣng Chiller (CWS / F – Cooling Water Supply/ Flow) + Ống nƣớc giải nhiệt từ bình ngƣng Chiller vào tháp giải nhiệt (CWR – Cooling Water Return) SVTH: ĐINH TẤN PHÚC – MSSV: 21202779 42 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI NGỌC HÙNG - Hệ thống bơm nƣớc gồm bơm nƣớc lạnh (nóng có), bơm nƣớc giải nhiệt - Hệ thống van cho đƣờng ống nƣớc - Hệ thống ống gió bao gồm: + Hệ thống ống gió tƣơi từ bên ngồi qua dàn trao đổi nhiệt vào phòng (Outside Air Duct) + Hệ thống ống gió lạnh thổi vào phòng (Supply Air Duct) + Hệ thống ống gió hồi từ phòng trở hòa trộn với gió tƣơi (Return Air Duct) + Hệ thống ống gió thải tử phòng bên ngồi (Exhaust Air Duct) - Hệ thống điều khiển thông số nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ CO2… (BMS – Building Management System) - Hệ thống điều chỉnh lƣu lƣợng gió cấp, gió hồi: VAV – Variable Air Volume (chỉ dùng cho hệ thống sử dụng AHU), van chỉnh gió OBD (Opposite Blade Damper), VCD-Variable Control Damper, CAV – Control Air Volume… - Hệ thống phân phối gió miệng thổi để cấp gió vào phòng nhƣ hồi thải gió ngồi - Hệ thống lọc khử trùng khơng khí - Hệ thống giảm âm tiêu âm - Bình giãn nở (cần hệ thống kín) để chống vỡ đƣờng ống nhiệt độ nƣớc ống thay đổi Các công trình sử dụng hệ trung tâm nƣớc để điều hòa khơng khí thƣờng phải có tầng kỹ thuật đặt dƣới tầng hầm tầng cơng trình để đặt thiết bị bơm, chiller Tầng thƣợng thƣờng nơi đặt hệ thống tháp giải nhiệt Bình bay Chiller nơi môi chất lạnh nhận nhiệt từ nƣớc bay bay hơi, nƣớc sau qua bình bay Chiller đƣợc làm lạnh xuống nhiệt độ khoảng 5÷7 0C sau đƣợc bơm nƣớc lạnh đƣa đến dàn trao đổi nhiệt Tại đây, khơng khí đƣợc quạt hút qua dàn ống có cánh, nhả nhiệt cho nƣớc lạnh giảm nhiệt độ, sau đƣợc cấp vào phòng thơng qua hệ thống ống gió miệng gió Nƣớc lạnh sau trao đổi nhiệt với khơng khí tăng nhiệt độ lên đến 10÷12 0C đƣợc bơm nƣớc đƣa bình bay để làm lạnh xuống trở lại 5÷7 0C Vòng tuần hồn tiếp tục cách khép kín nhƣ - Ƣu điểm hệ thống điều hòa trung tâm nƣớc: + Do dùng nƣớc làm chất tải lạnh nên hệ thống an toàn, trƣờng hợp vỡ đƣờng ống nƣớc không gây nguy hiểm cho ngƣời SVTH: ĐINH TẤN PHÚC – MSSV: 21202779 43 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI NGỌC HÙNG + Khả đáp ứng tải cao giúp cho hệ trung tâm nƣớc thích hợp với cơng trình lớn lớn + Vòng tuần hồn mơi chất lạnh đơn giản + Thích hợp cho cơng trình cần khống chế độ ẩm, độ hệ thống kết hợp với thiết bị lọc, hồi nhiệt, thiết bị tách ẩm… cơng trình u cầu độ ồn thấp nhƣ phòng studio, phòng thu…do gió lạnh cấp vào phòng qua miệng gió, hệ thống dàn trao đổi nhiệt đặt xa phòng (trƣờng hợp hệ thống khơng dùng dàn lạnh FCU) + Tuổi thọ Chiller cao máy nén hoạt động tốc độ vòng quay thấp Một Chiller trung bình có thời gian sử dụng lên đến 20 năm - Nhƣợc điểm hệ thống điều hòa trung tâm nƣớc: + Việc lắp đặt khó khăn, cần nhiều nhân lực + Khi cần tính tiền riêng biệt khu vực khác nhau, cần lắp thêm thiết bị đo lƣu lƣợng nƣớc (Flow meter) để xác định mức độ sử dụng điều hòa, khốn tiền theo mét vng sàn nhiên điều thực tế lại khơng thể xác đƣợc + Đối với vùng khí hậu có độ ẩm cao, khả bay nƣớc nên hiệu suất tháp giải nhiệt giảm đáng kể Hoặc vùng thiếu nƣớc nơi khơng có nguồn nƣớc việc dùng tháp giải nhiệt gây tốn chi phí sử dụng nƣớc làm tắt nghẽn đƣờng ống nƣớc không đảm bảo vệ sinh + Nƣớc hệ thống cần đƣợc châm hóa chất chống ăn mòn để bảo vệ đƣờng ống Đối với hệ thống cần làm lạnh nƣớc dƣới 0C phải thêm Glycol để giảm nhiệt độ đóng băng chất tải lạnh, tránh gây tắc vỡ đƣờng ống nƣớc, Glycol có giá thành khơng rẻ việc châm thêm Glycol làm giảm hệ số trao đổi nhiệt đối lƣu chất tải lạnh 3.1.1.2 Hệ thống điều hòa khơng khí VRV Hệ thống điều hòa VRV cơng nghệ độc đáo hãng điều hòa khơng khí Nhật Bản Daikin (những sản phẩm tƣơng tự hãng khác đƣợc gọi VRF – Variable Refrigerant Flow) Về tổng quan, hệ thống sử dụng dàn nóng kết nối với nhiều dàn lạnh thông qua hệ thống ống dẫn môi chất lạnh HFC Về nguyên lý hoạt động hệ thống VRV khơng khác so với máy lạnh cục thông thƣờng, nhiên điểm đặc biệt hệ thống khả kết nối nhiều dàn lạnh vào dàn nóng khả sử dụng số lƣợng lớn dàn nóng Đồng thời với việc chiều dài ống gas lớn giúp cho hệ thống đáp ứng đƣợc nhu cầu cơng trình cao tầng - Ƣu điểm hệ thống VRV: + Dải cơng suất rộng Tính đến thời điểm năm 2016, hệ thống VRV Daikin phát triển đến hệ VRV IV Với VRV IV, số dàn nóng có dải công suất rộng, từ 6, 8, 10,…,60 HP (28 loại với bƣớc công suất 2HP) Số dàn lạnh đa dạng với 15 loại dàn SVTH: ĐINH TẤN PHÚC – MSSV: 21202779 44 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI NGỌC HÙNG lạnh khác nhau, loại lại có mức cơng suất khác Điều giúp cho khách hàng có hội lựa chọn thiết bị phù hợp với đặc điểm khơng gian Hình 3.4 Sồ hệ thống điều hòa khơng khí VRV + Hệ thống VRV đƣợc cải tiến liên tục, cho khả làm việc ngày hiệu Các hệ thống VRV IV , IV-S có hệ số COP cao, khoảng 4,41 với dàn nóng 6HP + Tiết kiệm khơng gian lắp đặt hệ thống VRV cần khu vực sân thƣợng để đặt dàn nóng Ngồi dàn nóng hoạt động êm, nên không ảnh hƣởng đến không gian môi trƣờng xung quanh + Thời gian thi công nhanh, lắp đặt đơn giản + Đƣờng ống gas có kích thƣớc nhỏ nên khơng chống nhiều diện tích lắp đặt, hệ thống ống phức tạp nhƣng lại đơn giản cho hệ khác nhƣ Phòng cháy chữa cháy, hệ điện nặng, điện nhẹ… + Khả tính tiền điện riêng biệt Do phòng đƣợc bố trí riêng dàn lạnh nên việc tính tiền điện dựa số cơng tơ mét phòng + Khả điều khiển, tự động hóa hệ thống VRV đa dạng nhƣ: điều khiển trung tâm, điều khiển cục phòng, hệ thống điều khiển có dây, khơng dây, điều khiển tắt mở đồng loạt hay hẹn giờ… + Hệ thống có chức sƣởi ấm vào mùa đông nhờ vào việc xoay van ba ngã đƣợc điều khiển từ hệ thống tự động SVTH: ĐINH TẤN PHÚC – MSSV: 21202779 45 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI NGỌC HÙNG + Hệ VRV có sử dụng thiết bị xử lý khơng khí nhƣ AHU, PAU - Nhƣợc điểm hệ thống VRV + Thƣờng dùng cho cơng tình lớn Còn cơng trình cực lớn, hệ thống khơng đảm bảo tải đƣợc Hệ VRV có giới hạn số dàn lạnh theo hệ thống điều khiển + Công tác bảo trì bảo dƣỡng vấn đề hệ VRV + Vì dùng gas lạnh để làm chất tải nhiệt gây vấn đề môi trƣờng mà gây nguy hiểm hệ thống bị xì, bể ống + Với suất lạnh nhƣ nhau, hệ thống VRV có chi phí cao so với hệ thống trung tâm nƣớc 3.1.2 Lựa chọn phƣơng án thiết kế Trên sở phân tích phƣơng thức hoạt động hai hệ thống điều hòa trung tâm nƣớc hệ VRV Daikin, nhƣ ƣu nhƣợc điểm hệ thống, đồng thời xem xét yếu tố khách quan nhƣ điều kiện môi trƣờng, chi phí ban đầu, cơng cơng trình, tổng tải lạnh, ta chọn hệ thống trung tâm nƣớc cho cơng trình Tropicana lý cụ thể sau: - Cơng trình có diện tích điều hòa lớn Phần trung tâm thƣơng mại có tổng diện tích điều hòa 21 466 m2, khách sạn với tổng diện tích 32 172 m2 Nhƣ tổng diện tích khơng gian cần điều hòa 53 638 m2 - Khu trung tâm thƣơng mại hoạt động liên tục 16/24 giờ, khu vực khách sạn có phần sảnh hoạt động 24/24, phòng khách sạn ln trạng thái hoạt động chờ hoạt động Khu vực khách sạn cần tính tiền điều hòa tổng cho phòng nên việc sử dụng hệ thống VRV để tính tiền điện cho phòng khơng thực cần thiết - Khí hậu Nha Trang mát mẻ nên vấn đề sử dụng hệ VRV có chiều lạnh sƣởi thật không cần thiết Dựa vào lý trên, ta thấy việc sử dụng hệ trung tâm nƣớc lựa chọn hoàn toàn hợp lý Về bản, hệ thống điều hòa trung tâm nƣớc Water Chiller sử dụng cho cơng trình bao gồm thành phần nhƣ sau: + Thiết bị làm lạnh nƣớc Water Chiller giải nhiệt nƣớc + Tháp giải nhiệt + Bơm nƣớc lạnh, bơm nƣớc giải nhiệt + Hệ thống van, thiết bị kèm để vận hành điều chỉnh hệ thống + Dàn trao đổi nhiệt AHU cho phòng diện tích lớn SVTH: ĐINH TẤN PHÚC – MSSV: 21202779 46 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI NGỌC HÙNG + Dàn trao đổi nhiệt FCU cho khu vực diện tích trung bình nhỏ + Bộ xử lý khơng khí + Hệ thống ống gió (gió tƣơi, gió cấp, gió hồi, gió thải) + Hệ thống ống nƣớc lạnh + Miệng gió phân phối + Gas lạnh 3.1.2.1 Lựa chọn tác nhân lạnh Đối với hệ Chiller nay, đa phần sử dụng mơi chất lạnh nhƣ: R410A, R134A Nhìn chung, tác nhân lạnh phải đáp ứng đƣợc yêu cầu mặt nhiệt động, hóa lý, tính an tồn môi trƣờng, ngƣời hiệu kinh tế - Tác nhân lạnh R410A: + Là loại tác nhân lạnh thuộc nhóm HFC + Khơng gây cháy nổ + Khơng ăn mòn vật liệu chế tạo máy + Có tính chất nhiệt động tốt + Hòa tan tốt dầu bơi trơn + Ít gây ảnh hƣởng tới mơi trƣờng tác nhân lạnh khác + Giá thành cao - Tác nhân lạnh R134A + Là loại tác nhân lạnh thuộc nhóm HFC + Sinh khí độc tiếp xúc trực tiếp với lửa + Có tính chất nhiệt động tốt + Ít gây ảnh hƣởng tới môi trƣờng Trong thực tế, việc lựa chọn tác nhân lạnh phụ thuộc nhiều vào hãng sản xuất máy lạnh Tính an tồn, tính kinh tế, kỹ thuật ln đƣợc cân nhắc kỹ lƣỡng trƣớc lựa chọn tác nhân lạnh cho thiết bị Đối với hệ thống chiller cho cơng trình, ta chọn tác nhân lạnh R134A 3.1.2.2 Lựa chọn chất tải lạnh Đối với hệ thống chiller, ta dùng chất tải lạnh nƣớc lý sau: - Nƣớc chất an tồn, khơng độc hại cho ngƣời bị rò rỉ SVTH: ĐINH TẤN PHÚC – MSSV: 21202779 47 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI NGỌC HÙNG - An toàn với đƣờng ống - So với gas lạnh, nƣớc có giá rẻ nhiều - So với khơng khí, ẩn nhiệt hóa nƣớc lớn nên tính chất nhiệt động rõ ràng tốt - Chất tải lạnh nƣớc phù hợp với thiết bị trao đổi nhiệt AHU, FCU, khơng khí Nếu dùng khơng khí làm chất tải lạnh thiết bị phải cồng kềnh 3.1.3 Bố trí hệ thống AHU, FCU cho cơng trình AHU, FCU, thực dàn trao đổi nhiệt khơng khí – nƣớc lạnh khơng khí – gas lạnh Đối với cơng trình, dàn dàn trao đổi nhiệt khơng khí – nƣớc lạnh Nhìn chung cấu tạo thiết bị giống nhau, nƣớc lạnh dàn ống có cánh, gió đƣợc quạt gắn thiết bị thổi qua dàn coil giảm nhiệt độ, sau đƣa vào phòng Tuy nhiên phạm vi sử dụng công dụng thiết bị lại có khác biệt AHU (Air Handling Unit) – Bộ xử lý khơng khí - loại dàn trao đổi nhiệt có cơng suất lớn nhiều so với FCU AHU thƣờng đƣợc sử dụng cho khơng gian phòng có diện tích lớn, cần lƣợng khơng khí tƣơi mát, khơng đƣợc q dơ bẩn AHU có gắn lọc bên AHU thƣờng sử dụng để cung cấp khơng khí lạnh cho khu vực rộng lớn đến khu vực có điều kiện điều hòa hệ thống dùng AHU kèm với điều chỉnh gió VAV (Varibale Air Volume), có chức đóng mở cánh bƣớm để tăng giảm lƣu lƣợng gió cấp vào phòng Lƣợng đóng mở nhiều phụ thuộc vào điều kiện không gian điều hòa, đƣợc ghi nhận cảm biến nhiệt độ áp suất, CO2 truyền xử lý đặt VAV Ƣu điểm phƣơng pháp điều khiển xác điện tử AHU có nhƣợc điểm hệ thống ống gió cồng kềnh, cần có phòng kỹ thuật riêng để đặt AHU hay việc thi cơng phức tạp khó khăn Giá thành AHU lớn nhiều so với FCU FCU (Fan Coil Unit) – Dàn lạnh trao đổi nhiệt FCU chạy gas chạy nƣớc tùy vào yêu cầu thiết kế Công suất FCU thấp nhiều so với AHU, với khơng gian điều hòa, để đảm bảo suất lạnh cần dùng nhiều FCU Cũng lý đó, mà FCU thƣờng đƣợc dùng cho khu vực có diện tích nhỏ hơn, khơng q u cầu độ khơng khí (trừ phòng sạch, phòng thuốc…) với khơng gian rộng, khó thiết kế hệ thống đƣờng ống nƣớc cho nhiều FCU Ƣu điểm FCU nhỏ gọn, không cồng kềnh, việc thi công lắp đặt đơn giản Tuy nhiên FCU đặt phòng gây ồn nên thƣờng đƣợc sử dụng trung tâm thƣơng mại, cửa hàng nơi mà sôi động, náo nhiệt Tuy vậy, FCU hầu hết chạy êm nhẹ nhàng, độ ồn thấp nên thƣờng đƣợc dùng khu vực phòng ngủ, phòng khách gia đình Hệ thống FCU thƣờng khơng thể điều chỉnh lƣu lƣợng khơng khí cấp vào phòng xác nhƣ AHU dùng VAV nên FCU thƣờng không đƣợc sử dụng phòng có u cầu chênh áp nhƣ phòng sạch, phòng sản xuất thuốc, linh kiện điện tử… SVTH: ĐINH TẤN PHÚC – MSSV: 21202779 48 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI NGỌC HÙNG PAU viết tắt cụm từ Primary Air Unit – thiết bị xử lý khơng khí sơ Đúng nhƣ tên gọi nó, thiết bị xử lý gió tƣơi trƣớc cấp vào AHU, FCU vào khơng gian điều hòa Ở PAU có hệ thống lọc để loại bỏ tác nhận nhiễm khơng khí nhƣ bụi, khí độc… Ngồi ra, có nhiệm vụ làm lạnh sơ khơng khí tƣơi cấp vào AHU, FCU để giảm tải cho thiết bị PAU đƣợc sử dụng cho với AHU FCU, kèm theo Bánh xe hồi nhiệt để tận dụng nhiệt từ gió thải để làm lạnh gió tƣơi Việc bố trí PAU phụ thuộc nhiều vào yếu tố lợi ích kinh tế mà cơng trình khơng u cầu gắt gao độ nhƣ nhà máy dƣợc Khi bố trí PAU, AHU, FCU giảm đƣợc phần tải, dẫn đến kích cỡ thiết bị nhỏ đi, hệ thống phụ kiện van, đồng hồ đo…giảm kích thƣớc Với số lƣợng lớn dàn AHU, FCU số tiền tiết kiệm đƣợc cho phụ kiện không nhỏ Do lựa chọn PAU bánh xe hồi nhiệt thực chất giải pháp mang tính kinh tế cao Hình 3.5 Một AHU điển hình Hình 3.6 Một FCU điển hình SVTH: ĐINH TẤN PHÚC – MSSV: 21202779 49 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI NGỌC HÙNG Hình 3.7 Một PAU điển hình Từ đánh giá chức đặc điểm dàn trao đổi nhiệt, ta chọn thiết bị trao đổi nhiệt cho khu vực cơng trình nhƣ sau: - Các khu vực rộng lớn, đông ngƣời nhƣ Sảnh (tầng trệt), Khu vực ăn uống, Siêu thị, Hội trƣờng bố trí AHU - Các khu vực lại bố trí FCU, kể phần sảnh phòng khách sạn - Khơng sử dụng PAU mà dùng quạt cấp gió tƣơi trực tiếp vào thiết bị 3.2 Tính tốn chu trình nhiệt 3.2.1 Lựa chọn chu trình nhiệt Do đặc điểm cơng trình điều hòa tiện nghi, làm lạnh sâu nhƣ kho lạnh nên ta không cần dùng máy nén hai cấp Do đó, cơng trình, ta chọn chu trình làm lạnh cấp dùng máy nén Môi chất lạnh sử dụng R134A nhƣ chọn Hình 3.5 hình 3.6 trình bày sơ đồ chu trình nhiệt Chiller giải nhiệt nƣớc không sử dụng nhiệt lạnh Từ bình bay hơi, gas lạnh R134A có nhiệt độ bay t0 áp suất bay p0, nhận nhiệt từ nƣớc sôi, chuyển sang trạng thái bão hòa khơ x=1 (điểm 1) Còn nƣớc bình bay nhả nhiệt nên giảm nhiệt độ Hơi gas R134A từ trạng thái đƣợc hút vào máy nén nén đẳng nhiệt (theo lý thuyết) đến điểm 2’ trạng thái nhiệt có nhiệt độ ngƣng tụ tk áp suất ngƣng tụ pk Hơi R134a áp suất nhiệt độ cao đƣợc đƣa qua bình ngƣng Tại đây, gas nhả nhiệt cho nƣớc ngƣng ngƣng tụ lại trạng thái lỏng sôi (nhiệt độ tk , áp suất ngƣng tụ pk) khỏi bình ngƣng R134a lỏng sối sau qua thiết bị tiết lƣu tiết lƣu đẳng Entropy để đƣa áp suất bay p0 nhiệt độ bay t0 trạng thái Lỏng R134a lại nhận nhiệt từ nƣớc bay Chu trình lại tiếp tục SVTH: ĐINH TẤN PHÚC – MSSV: 21202779 50 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI NGỌC HÙNG Hình 3.8 Sơ đồ chu trình nhiệt Chiller Hình 3.9 Chu trình nhiệt Chiller đồ thị T-s 3.2.2 Chọn nhiệt độ thiết kế tác nhân lạnh nƣớc trạng thái - Nhiệt độ sôi sôi tác nhân lạnh Đối với hệ thống Chiller làm lạnh nƣớc, để tránh tƣợng nƣớc đóng băng gây tắc vỡ ống coil bình bay hơi, ta chọn nhiệt độ nƣớc khỏi bình bay phải lớn 00C Đối với hệ thống cần nhiệt độ nƣớc thấp hơn, cần pha trộn Glycol vào nƣớc với tỷ lệ thích hợp tùy theo yêu cầu hệ thống đặc điểm thiết bị để giảm nhiệt độ hỗn hợp xuống dƣới 00C Đối với cơng trình, ta chọn chất tải lạnh nƣớc có nhiệt độ đơng đặc 00C, nhiệt độ sơi tác nhân lạnh t0 = 20C - Nhiệt độ nƣớc lạnh vào khỏi bình bay hơi: Nhiệt độ nƣớc khỏi biết bị bay thƣờng cao nhiệt độ sơi tác nhân lạnh từ 3÷5 ºC, đó, ta chọn nhiệt độ nƣớc bình bay tl1 = t0 + = 70C Độ chênh nhiệt độ nƣớc vào khỏi Chiller thƣờng ºC, nhiệt độ nƣớc vào bình bay tl2 = 120C - Nhiệt độ nƣớc lạnh vào dàn trao đổi nhiệt AHU, FCU SVTH: ĐINH TẤN PHÚC – MSSV: 21202779 51 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI NGỌC HÙNG Trong phần tính tốn tải lạnh, ta có sử dụng hệ số đồng thời Các hệ số thể mức tải lạnh cực đại thiết bị trao đổi nhiệt khơng đồng thời với Do thời điểm định, công suất Chiller dƣ chút Lƣợng dƣ ta xem nhƣ bù lại tổn thất nhiệt đƣờng ống dẫn nƣớc lạnh Do đó, ta coi nhiệt độ nƣớc lạnh vào dàn trao đổi nhiệt với nhiệt độ nƣớc vào Chiller Nhiệt độ nƣớc vào dàn trao đổi nhiệt: tvFCU/AHU = tl2 = ºC Nhiệt độ nƣớc vào dàn trao đổi nhiệt: trFCU/AHU = tl1 = 12 ºC - Nhiệt độ nƣớc vào khỏi tháp giải nhiệt Theo tài liệu [1], trang 22, ta có: + Nhiệt độ nƣớc khỏi tháp giải nhiệt tw1 nhiệt độ nƣớc vào bình ngƣng lớn nhiệt độ nhiệt kế ƣớt khơng khí ngồi trời từ đến ºC + Nhiệt độ nƣớc khỏi bình ngƣng nhiệt độ nƣớc vào tháp giải nhiệt tw2 lớn nhiệt độ nƣớc vào tháp giải nhiệt ºC Do đó: tw1 = tƣN + = 30,5 + = 33,5 ºC tw2 = tw1 + = 33,5 + = 38,5 ºC - Nhiệt độ ngƣng tụ môi chất lạnh: Theo tài liệu [1] trang 22, nhiệt độ ngƣng tụ tk cao nhiệt độ nƣớc khỏi tháp giả nhiệt khoảng ºC Do đó: tk = tw2 + = 38,5 + = 43,5 ºC 3.2.3 Tính tốn chu trình nhiệt Ta có điểm trạng thái đồ thị T-s nhƣ sau: Hình 3.10 Chu trình nhiệt Chiller đồ thị T-s SVTH: ĐINH TẤN PHÚC – MSSV: 21202779 52 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI NGỌC HÙNG Trạng thái 1: Hơi môi chất lạnh trạng thái bão hòa khơ trƣớc vào máy nén p1 = p0= 3,148 bar t1 = tk = ºC s1 = 0,9303 kJ/kg.K i1 = 251,6 kJ/kG Trạng thái 2’: Hơi môi chất lạnh trạng thái nhiệt sau khỏi máy nén để vào bình ngƣng p2’ = pk= 11,16 bar t2’ = tk = 47,97 ºC s2’ = s1 = 0,9303 kJ/kg.K i2’ = 277,9 kJ/kG Trạng thái 2: Hơi môi chất lạnh trạng thái bão hòa khơ p2 = pk= 11,16 bar t2 = tk = 43,5 ºC s2 = 0,9141 kJ/kg.K i2 = 272,7 kJ/kG x2= Trạng thái 3: Hơi môi chất lạnh trạng thái lỏng sôi sau khỏi bình ngƣng trƣớc vào thiết bị tiết lƣu p3 = pk= 11,16 bar t3 = tk = 43,5 ºC s3 = 0,4113 kJ/kg.K i3 = 113,5 kJ/kG x2= Trạng thái 4: Hơi môi chất lạnh trạng thái bão hòa ẩm sau khỏi thiết bị tiết lƣu vào thiết bi bay p4 = p0 = 3,148 bar t4 = t0 = ºC SVTH: ĐINH TẤN PHÚC – MSSV: 21202779 53 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS BÙI NGỌC HÙNG s4 = 0,4285 kJ/kg.K i4 = i3 = 113,5 kJ/kG Năng suất lạnh riêng: q0 = i1 – i4 = 251,6 – 113,5 = 138,1 kJ/kg Công nén đoạn nhiệt chu trình: w = i2’ – i1 = 277,9 – 251,6 = 26,3 kJ/kg Năng suất giải nhiệt riêng bình ngƣng: qk = i2’ – i3 = 277,9 – 113,5 = 164,4 kJ/kg Hệ số làm lạnh: COP = q0 w = 138,1 26,3 = 5,25 SVTH: ĐINH TẤN PHÚC – MSSV: 21202779 54 ... trƣớc vào thiết bị tiết lƣu p3 = pk= 11,16 bar t3 = tk = 43, 5 ºC s3 = 0,41 13 kJ/kg.K i3 = 1 13, 5 kJ/kG x2= Trạng thái 4: Hơi mơi chất lạnh trạng thái bão hòa ẩm sau khỏi thiết bị tiết lƣu vào thiết. .. 33 ,5 + = 38 , 5 ºC - Nhiệt độ ngƣng tụ môi chất lạnh: Theo tài liệu [1] trang 22, nhiệt độ ngƣng tụ tk cao nhiệt độ nƣớc khỏi tháp giả nhiệt khoảng ºC Do đó: tk = tw2 + = 38 , 5 + = 43, 5 ºC 3. 2 .3. .. kỹ thuật đƣợc cân nhắc kỹ lƣỡng trƣớc lựa chọn tác nhân lạnh cho thiết bị Đối với hệ thống chiller cho cơng trình, ta chọn tác nhân lạnh R 134 A 3. 1.2.2 Lựa chọn chất tải lạnh Đối với hệ thống chiller,