MỤC LỤCLỜI CẢM ƠN2CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ81.1. Sự hình thành và phát triển của kỹ thuật điều hòa không khí81.1.1. Lịch sử phát triển của kỹ thuật điều hòa không khí81.1.2. Sự phát triển kỹ thuật điều hòa không khí ở Việt Nam81.2. Mục đích – ý nghĩa của điều hòa không khí9CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH VÀ CHỌN THÔNG SỐ BAN ĐẦU112.1. Giới thiệu công trình112.1.1. Kiến trúc112.1.2. Đặc điểm kết cấu122.2. Chọn thông số ban đầu122.2.1. Thông số ngoài nhà122.2.2. Thông số trong nhà13CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM153.1. Lựa chọn phương pháp tính toán153.2. Tính nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa153.2.1. Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q11153.2.2. Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ Q21183.2.3. Nhiệt hiện truyền qua vách Q22193.2.4. Nhiệt hiện truyền qua nền Q23223.2.5 Nhiệt hiện tỏa do đèn chiếu sáng Q31223.2.6 Nhiệt hiện do máy móc tỏa Q32233.2.7 Nhiệt hiện và ẩn do người tỏa Q4243.2.8 Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào QhN và QaN253.2.9 Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt Q5h và Q5a263.3 Xác định phụ tải lạnh263.4. Kiểm tra đọng sương trên vách28CHƯƠNG 4 THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ294.1. Sơ đồ tuần hoàn một cấp294.2. Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (Room Sensible Heat Factor) εhf324.3. Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (Grand Sensible Heat Factor) εht334.4. Hệ số đi vòng εBF (Bypass Factor)344.5. Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (Effective Sensible Heat Factor) εhef344.6. Nhiệt độ đọng sương của dàn lạnh354.7. Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh36CHƯƠNG 5 TÍNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ385.1. Phân tích lựa chọn hệ thống385.1.1. Hệ thống điều hòa không khí VRF (Variable Refrigerant Flow)385.1.2. Hệ thống điều hòa trung tâm nước415.2. Lựa chọn hệ thống điều hòa44CHƯƠNG 6 CÔNG NGHỆ TÍCH TRỮ LẠNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ466.1. Giới thiệu về công nghệ tích trữ lạnh466.2. Phân loại hệ thống tích trữ lạnh476.3. Các phương pháp và công nghệ trữ lạnh516.3.1. Phương pháp trữ lạnh516.3.2. Công nghệ tích trữ lạnh546.4. Chọn sơ đồ tích trữ lạnh ứng dụng cho hệ thống điều hòa không khí64CHƯƠNG 7 TÍNH CHỌN MÁY CHO HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ657.1. Phân tích chọn bồn trữ lạnh667.2. Chọn bồn trữ lạnh727.3. Chọn máy chiller757.4. Chọn tháp giải nhiệt777.5. Chọn AHU và FCU787.6. Tính chọn thiết bị trao đổi nhiệt cho hỗn hợp Ethylene Glycol – nước (EGW) và nước80CHƯƠNG 8 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG GIÓ828.1. Tính chọn cửa gió828.2. Tính toán thiết kế đường ống gió838.2.1. Tính toán đường ống gió cấp838.2.2. Tính toán đường ống gió hồi858.2.3. Tính toán cấp gió tươi858.3. Chọn quạt gió tươi85CHƯƠNG 9 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG NƯỚC879.1 Tính toán đường ống nước cấp và hồi879.2. Tính toán đường ống nước giải nhiệt889.3. Tính toán đường ống hệ thống bồn trữ lạnh899.4. Tổn thất áp suất919.4.1. Tổn thất áp suất đối với đường ống nước lạnh919.4.2. Tổn thất áp suất đối với đường ống nước giải nhiệt939.4.3. Tổn thất áp suất của đường ống EGW949.5. Tính chọn bơm979.5.1. Tính chọn bơm nước lạnh979.5.2. Tính chọn bơm nước giải nhiệt989.5.3. Tính chọn bơm Ethylene glycol999.6. Tính chọn đường ống nước ngưng1019.7. Tính chọn bình dãn nở104
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc - ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Họ tên: Lê Viết Hiến… Khóa: 57…….Ngành: Kỹ thuật nhiệt Khoa/ Viện: Viện KH&CN Nhiệt – Lạnh Đề tài đồ án: Thiết kế hệ thống điều hòa khơng khí trung tâm Water Chiller cho Nhà máy sản xuất bao bì màng nhôm - APP Số liệu ban đầu: Bản vẽ kiến trúc thông tin liên quan Nội dung phần thuyết minh tính tốn: - Tổng quan giới thiệu cơng trình; - Tính tốn nhiệt ẩm thừa cho cơng trình; - Tính chọn máy điều hòa khơng khí; - Tính tốn hệ thống cung cấp khơng khí; - Tính tốn hệ thống ống nước, nước ngưng; - Tính tốn hệ thống đường ống kỹ thuật khác Các vẽ đồ thị (trích từ đồ án, phóng to): - Sơ đồ nguyên lý; - Mặt điều hòa khơng khí Ngày giao đề tài đồ án: 05/09/2016 Ngày sinh viên phải hoàn thành đồ án: 04/01/2017 TRƯỞNG BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Ngày bảo vệ: … Điểm HD:… Điểm duyệt:… Điểm BV:… Điểm chung:… Chủ tịch hội đồng (Ký ghi rõ họ tên) SVTH: LÊ VIẾT HIẾN Ngày … tháng … năm 2017 Sinh viên hoàn thành nộp toàn đồ án cho Bộ môn Trưởng môn (Ký ghi rõ họ tên) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN SVTH: LÊ VIẾT HIẾN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đồ án tự tính tốn, thiết kế nghiên cứu hướng dẫn thầy giáo Th.S Hồ Hữu Phùng Để hồn thành đồ án này, tơi sử dụng tài liệu ghi mục tài liệu tham khảo, ngồi khơng sử dụng tài liệu khác mà không ghi Nếu sai, xin chịu hình thức kỷ luật theo quy định Hà Nội, ngày 02 tháng 01 năm 2017 Sinh viên thực Lê Viết Hiến SVTH: LÊ VIẾT HIẾN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .2 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ 1.1 Sự hình thành phát triển kỹ thuật điều hòa khơng khí .8 1.1.1 Lịch sử phát triển kỹ thuật điều hòa khơng khí 1.1.2 Sự phát triển kỹ thuật điều hòa khơng khí Việt Nam 1.2 Mục đích – ý nghĩa điều hòa khơng khí .9 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CƠNG TRÌNH VÀ CHỌN THƠNG SỐ BAN ĐẦU 11 2.1 Giới thiệu cơng trình 11 2.1.1 Kiến trúc 11 2.1.2 Đặc điểm kết cấu 12 2.2 Chọn thông số ban đầu .12 2.2.1 Thơng số ngồi nhà 12 2.2.2 Thông số nhà 13 CHƯƠNG TÍNH TỐN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM 15 3.1 Lựa chọn phương pháp tính tốn 15 3.2 Tính nhiệt thừa nhiệt ẩn thừa .15 3.2.1 Nhiệt xạ qua kính Q11 15 3.2.2 Nhiệt truyền qua mái xạ Q21 .18 3.2.3 Nhiệt truyền qua vách Q22 19 3.2.4 Nhiệt truyền qua Q23 22 3.2.5 Nhiệt tỏa đèn chiếu sáng Q31 22 3.2.6 Nhiệt máy móc tỏa Q32 23 3.2.7 Nhiệt ẩn người tỏa Q4 24 3.2.8 Nhiệt ẩn gió tươi mang vào QhN QaN 25 SVTH: LÊ VIẾT HIẾN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.2.9 Nhiệt ẩn gió lọt Q5h Q5a .26 3.3 Xác định phụ tải lạnh 26 3.4 Kiểm tra đọng sương vách .28 CHƯƠNG THÀNH LẬP VÀ TÍNH TỐN SƠ ĐỒ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ 29 4.1 Sơ đồ tuần hoàn cấp 29 4.2 Hệ số nhiệt phòng RSHF (Room Sensible Heat Factor) εhf 32 4.3 Hệ số nhiệt tổng GSHF (Grand Sensible Heat Factor) εht .33 4.4 Hệ số vòng εBF (Bypass Factor) 34 4.5 Hệ số nhiệt hiệu dụng ESHF (Effective Sensible Heat Factor) εhef.34 4.6 Nhiệt độ đọng sương dàn lạnh 35 4.7 Nhiệt độ khơng khí sau dàn lạnh .36 CHƯƠNG TÍNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ 38 5.1 Phân tích lựa chọn hệ thống .38 5.1.1 Hệ thống điều hòa khơng khí VRF (Variable Refrigerant Flow) .38 5.1.2 Hệ thống điều hòa trung tâm nước 41 5.2 Lựa chọn hệ thống điều hòa .44 CHƯƠNG CÔNG NGHỆ TÍCH TRỮ LẠNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ .46 6.1 Giới thiệu cơng nghệ tích trữ lạnh 46 6.2 Phân loại hệ thống tích trữ lạnh 47 6.3 Các phương pháp công nghệ trữ lạnh 51 6.3.1 Phương pháp trữ lạnh .51 6.3.2 Cơng nghệ tích trữ lạnh 54 6.4 Chọn sơ đồ tích trữ lạnh ứng dụng cho hệ thống điều hòa khơng khí .64 SVTH: LÊ VIẾT HIẾN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG TÍNH CHỌN MÁY CHO HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ 65 7.1 Phân tích chọn bồn trữ lạnh .66 7.2 Chọn bồn trữ lạnh .72 7.3 Chọn máy chiller .75 7.4 Chọn tháp giải nhiệt 77 7.5 Chọn AHU FCU 78 7.6 Tính chọn thiết bị trao đổi nhiệt cho hỗn hợp Ethylene Glycol – nước (EGW) nước 80 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG GIĨ 82 8.1 Tính chọn cửa gió 82 8.2 Tính tốn thiết kế đường ống gió .83 8.2.1 Tính tốn đường ống gió cấp 83 8.2.2 Tính tốn đường ống gió hồi 85 8.2.3 Tính tốn cấp gió tươi 85 8.3 Chọn quạt gió tươi 85 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG NƯỚC 87 9.1 Tính tốn đường ống nước cấp hồi 87 9.2 Tính tốn đường ống nước giải nhiệt 88 9.3 Tính toán đường ống hệ thống bồn trữ lạnh 89 9.4 Tổn thất áp suất 91 9.4.1 Tổn thất áp suất đường ống nước lạnh 91 9.4.2 Tổn thất áp suất đường ống nước giải nhiệt 93 9.4.3 Tổn thất áp suất đường ống EGW .94 9.5 Tính chọn bơm 97 9.5.1 Tính chọn bơm nước lạnh 97 9.5.2 Tính chọn bơm nước giải nhiệt 98 SVTH: LÊ VIẾT HIẾN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 9.5.3 Tính chọn bơm Ethylene glycol .99 9.6 Tính chọn đường ống nước ngưng 101 9.7 Tính chọn bình dãn nở 104 SVTH: LÊ VIẾT HIẾN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ 1.1 Sự hình thành phát triển kỹ thuật điều hòa khơng khí 1.1.1 Lịch sử phát triển kỹ thuật điều hòa khơng khí Vào năm 218 đến 222, hồng đế Varius Avitus thành Rome cho người đắp núi tuyết vườn thượng uyển để hướng gió mát thổi vào cung điện Vào năm 1845, bác sĩ Jonh Gorrie người Mỹ chế tạo máy nén khí để điều hòa khơng khí cho bệnh viện tư ơng Chính điều ơng trở nên tiếng giới vào lịch sử điều hòa khơng khí Năm 1911, Carrier lần xây dựng ẩm đồ khơng khí ẩm cắt nghĩa tính chất nhiệt động khơng khí ẩm phương pháp xử lí để đạt trạng thái khơng khí theo u cầu Kỹ thuật điều hòa khơng khí bắt đầu chuyển có bước nhảy vọt đáng kể, đặc biệt vào năm 1921 tiễn sĩ Willis H Carrier phát minh máy lạnh ly tâm Điều hòa khơng khí thực lớn mạnh tham gia vào nhiều lĩnh vực khác như: + Điều hòa khơng khí cho nhà máy cơng nghiệp + Điều hòa khơng khí cho trại điều dưỡng, bệnh viện + Điều hòa khơng khí cho cao ốc, nhà hát lớn + Điều hòa khơng khí cho sinh hoạt khác người… + Đến năm 1932, tồn hệ thống điều hòa khơng khí chuyển sang sử dụng môi chất R12 1.1.2 Sự phát triển kỹ thuật điều hòa khơng khí Việt Nam Cùng với phát triển kinh tế đất nước khoảng 10 năm nay, thành phố lớn phát triển lên hàng loạt cao ốc, nhà hàng, khách sạn, rạp chiều phim, biệt thự sang trọng, nhu cầu tiện nghi người thành phố tăng cao, hệ thống điều hòa khơng khí trung tâm chiếm lĩnh tất SVTH: LÊ VIẾT HIẾN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP cao ốc văn phòng, khách sạn, nhà hàng, nhà hát, rạp chiếu bong, hội trường, phòng học đạt tiêu chuẩn quốc tế, trung tâm mua sắm, hệ thống siêu thị… Khi sống người dân ngày cải thiện đáng kể nhu cầu máy điều hồ khơng khí trở nên cấp thiết điều kiện khí hậu ngày nóng lên toàn giới Trong điều kiện ngành cơng nghiệp Dược Phẩm nước nhà có bước phát triển mạnh số lượng chất lượng ngành điều hồ khơng khí lại có chỗ đứng Khi mà từ ngày 18/11/2004 Bộ Y Tế ban hành định việc triển khai áp dụng nguyên tắc sản xuất thuốc đạt chuẩn GMP-WHO phép sản xuất thuốc chữa bệnh loạt nhà máy Dược phải thay đổi công nghệ với điều kiện khắt khe mơi trường sản xuất, ngành điều hồ khơng khí cho nhà máy Dược hẳn có chỗ đứng vững Sự chiếm lĩnh ngành Điều hòa khơng khí minh chứng rõ ràng vị trí quan trọng ngành điều hòa khơng khí sinh hoạt hoạt động, cho thấy ngành lạnh Việt Nam ngày phát triển mạnh mẽ phục vụ cho nhiều mục đích sử dụng 1.2 Mục đích – ý nghĩa điều hòa khơng khí Nước ta có khí hậu tương đối phức tạp, miền Bắc từ đèo Hải Vân trở có mùa rõ rệt, mùa hè nóng ẩm, mùa đơng lại giá rét có có Tuyết số nơi Ở miền Trung miền Nam lại nóng ẩm quanh năm Chính ln làm cho người cảm giác thoải mái làm việc nghỉ ngơi kèm theo mệt mỏi, dễ mắc bệnh đường hô hấp ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người Kỹ thuật điều hòa khơng khí giải tốt vấn đề Điều hòa khơng khí ngành kỹ thuật có khả tạo khơng gian điều hòa mơi trường khơng khí sạch, có nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc gió nằm phạm vi ổn định phù hợp với thích nghi thể người điều kiện sinh hoạt làm việc cụ thể khác Nó tạo cảm giác thỏa mái sảng SVTH: LÊ VIẾT HIẾN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khoái cho người, khơng nóng mùa hè, khơng lạnh giá mùa đơng, cung cấp đủ dưỡng khí lành, bảo vệ sức khỏe, phát huy suất lao động người Hiện cơng trình xây dựng như: Các công sở, khách sạn, nhà hàng, siêu thị, nhà hát, trung tâm vui chơi giải trí, nhà ở… trang bị hệ thống điều hòa khơng khí Ngồi mục đích tạo điều kiện tiện nghi cho thể người, điều hòa khơng khí nhằm phục vụ cho nhiều q trình cơng nghệ khác Cùng với q trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước, ngành nghề ngày phát triển mở rộng kéo theo phát triển kỹ thuật điều hòa khơng khí Một số ngành sản xuất có cơng nghệ đặc biệt đòi hỏi phải có chế độ nhiệt độ, độ ẩm, độ khơng khí phù hợp Điều có kỹ thuật điều hòa khơng khí có khả đáp ứng Ngành khí xác c tạo dụng cụ đo lường, dụng cụ quang học… yêu cầu nhiệt độ độ ẩm, độ khơng khí …Còn nhiều qui trình cơng nghệ đòi hỏi phải áp dụng kỹ thuật điều hòa khơng khí sản xuất hiệu SVTH: LÊ VIẾT HIẾN 10 - Phương pháp hệ số trở kháng - Phương pháp đồ thị Trong đồ án ta sử dụng phương pháp đồ thị Phương pháp sau: Căn vào lưu lượng, vận tốc đương kính ống ta xác định tổn thất áp suất ma sát 1m chiều dài đoạn ống, tổn thất cục phụ kiện van quy đổi chiều dài tương đương Tổn thất áp suất toàn hệ thống: ∆P = ∆Pms + ∆Pcb , Pa Trong đó: ∆Pms – tổn thất áp suất ma sát hệ thống đường ống, Pa; ∆Pcb – tổn thất áp suất cục hệ thống đường ống, Pa 9.4.1 Tổn thất áp suất đường ống nước lạnh - Tổn thất ma sát: ∆Pms = L ∆Pl , Pa Trong đó: L – Chiều dài đoạn ống, m ; ∆Pl – tổn thất ma sát đoạn ống mét chiều dài, Pa/m Bảng 9.5: Tổn thất ma sát đường ống nước lạnh Đoạn ống Bơm –A A – AL1 AL1-A1 A1-A2 A2-A3 A3-A4 A4-A5 A5-A6 A6-A7 A7-A8 L (m) 4,2 1,5 2,35 4,68 4,8 5,92 8,84 4,61 6,74 3,1 V (l/s) 72,62 72,62 72,1 68,89 62,5 59,29 52,9 47,14 40,75 34,99 Dy (mm) 200 200 200 200 200 200 200 200 200 150 ωl (m/s) 2,29 2,29 2,29 2,17 1,98 1,88 1,66 1,5 1,28 1,9 ∆Pl (Pa/m) 254,4 254,4 254,4 227,6 190,1 172,6 135,1 111,1 81,4 249,2 ∆Pms (Pa) 381,60 597,84 1065,17 912,48 1021,79 1194,28 512,17 548,64 772,52 1409,10 A8-A9 A9-B B-C C-B11 B11-B12 7,7 2,45 4,1 47,35 6,1 29,23 150 27,36 150 11,31 100 7,31 90 5,36 65 Σ∆Pms (Pa) 1,62 1,51 1,34 1,1 1,57 183 159,4 206 164,3 489,7 390,53 381,60 844,60 7779,61 2987,17 20729,02 Do đường ống cấp ống hồi có kích thước hình dạng ống giống nhau, nên trở lực ma sát toàn đường ống ∆PMS= Σ∆Pms=2.20729,02 = 41458,04 Pa - Tổn thất cục Do hình dạng ống kích thước ống đầy ống hút tương đối giống ông hút ống đẩy việc bố trí van khác loại, số lượng Tuy có khác loại van, cút, giảm đến Chiller chênh lệch khơng đáng kế Vì ta tính tốn tổn thất cục đường đẩy bao gồm van, cút, giảm có thêm đường hút Để đảm bảo tổn thất đạt giá trị dư Sử dụng Bảng 6.8[1].Tổn thất áp suất cục tính theo chiều dài tương đương ltđ, m số loại van phụ kiện Kết hợp với tổn thất áp suất 1m ống ta tìm tổn thất cục đường ống nước lạnh theo công thức: ∆Pcb = Ltđ ∆Pl ,Pa Trong đó: Ltđ – Chiều dài tương đương van phụ kiện, m ; ∆Pl – tổn thất ma sát đoạn ống mét chiều dài, Pa/m Kết tính tốn đoạn ống trình bày bảng phụ lục Tổng trở lực cục đoạn ống đường ống đẩy nước lạnh ∆Pcb = 48632,12 Pa Vậy tổng trở lực cục đường ống ∆PCB = 2.∆Pcb = 2.48632,12= 97264,24 Pa Trở lực cục AHU B12 tra theo catalog máy: ∆PCBAHU = 36400 Pa Vậy tổng trở lực toàn đường ống nước ∆P=∆PMS+∆PCB+∆PCBch+∆PCBAHU = 175122,3 Pa = 17,86 mH2O 9.4.2 Tổn thất áp suất đường ống nước giải nhiệt - Tổn thất ma sát ∆Pms = L ∆Pl ,Pa Trong đó: L – Chiều dài đoạn ống, m ; ∆Pl – tổn thất ma sát đoạn ống mét chiều dài, Pa/m Kết tính tốn tổng hợp bảng sau: Bảng 9.6: Tổn thất ma sát đường ống nước giải nhiệt L V Dy ω1 ∆Pl ∆Pms (m) (lít/s) (mm) (m/s) (Pa/m) (Pa) Pumb -ống 0,5 30 150 1,61 195,4 97,7 ống - máy 2,7 30 200 1,86 178,3 481,41 máy - D 30 150 1,61 195,4 1172,4 D - D1 16,9 60 200 1,86 178,3 3013,27 D1- tháp 4,8 30 150 1,61 195,4 937,92 Σ∆Pms (Pa) 5702,7 Do đường ống cấp ống hồi có kích thước hình dạng ống giống nhau, nên trở lực ma sát toàn đường ống Đoạn Ống ∆PMS= Σ∆Pms=2.5702,7 = 11425,4 Pa - Tổn thất cục Sử dụng bảng 6.8[1] Tổn thất áp suất cục tính theo chiều dài tương đương ltđ, m số loại van Kết hợp với tổn thất áp suất 1m ống tìm tổn thất cục đường ống nước giải nhiệt theo công thức sau: ∆Pcb = Ltđ ∆Pl ,Pa Kết tính tốn tổng hợp bảng … phụ lục Tổng trở lực cục đoạn ống đường ống đẩy nước giải nhiệt là: ∆Pcbô = 37549,27 Pa Vậy trở lực cục đường ống nước giải nhiệt ∆PCB=2.∆Pcbô=2.37549,27 = 75098,54 Pa Trở lực cục bình ngưng tụ Chiller tra theo catalogue máy ∆PCBch = 28 ft H2O = 83694 Pa Vậy tổng trở lực toàn đường ống nước là: ∆P=∆PMS+∆PCB+∆PCBch = 170217,94 Pa= 17,36 mH2O 9.4.3 Tổn thất áp suất đường ống EGW Hệ bơm EGW chiller - Tổn thất ma sát ∆Pms = L ∆Pl ,Pa Trong đó: L – Chiều dài đoạn ống, m ; ∆Pl – tổn thất ma sát đoạn ống mét chiều dài, Pa/m Kết tính tốn tổng hợp bảng sau: Bảng 9.7: Tổn thất ma sát đường ống EGW hệ chiller Đoạn ống V (l/s) L (m) Dy (mm) ω (m/s) Δpl (Pa/m) ΔPl hiệu chỉnh (Pa/m) ∆Pms (Pa) Ống góp 41 9,76 200 1,306 85,32 104,52 1020,11 Ống nhánh vào/ra chiller Ống nhánh vào/ra bơm Ống nhánh vào/ra bồn Lên TBTĐN 1262,15 20,5 4,47 125 1,629 230,5 282,36 20,5 1,6 125 1,629 230,5 282,36 13,67 0,8 100 1,582 284,4 348,39 41 21,12 200 1,306 85,32 104,52 451,78 278,71 2207,46 5220,21 Σ∆Pms (Pa) Do đường ống cấp ống hồi có kích thước hình dạng ống giống nhau, nên trở lực ma sát toàn đường ống ∆PMS= Σ∆Pms=2.5220,21= 10440,42 Pa - Tổn thất cục Tương tự cách tính tốn phần a) b) , tổn thất cục hệ bơm EGW chiller bao gồm: Tổn thất cục tính theo chiều dài tương đương đường dung dịch EGW: ∆PCB=2.∆Pcbơ=2.59676,19 = 119352,38 Pa Trở lực cục bình bay chiller tra theo catalog máy: ∆PCBch = 30 ft H2O = 89672 Pa Trở lực cục bồn trữ lạnh ∆PcbBTL = 86296 Pa Trở lực cục thiết bị trao đổi nhiệt ∆PcbTĐN = 157960 Pa Vậy tổng trở lực toàn đường ống nước là: ∆P=∆PMS+∆PCB+∆PCBch + ∆PcbBTL +∆PcbTĐN = 463720 Pa= 47,3 mH2O Hệ bơm EGW hệ thống bồn trữ lạnh - Tổn thất ma sát ∆Pms = L ∆Pl ,Pa Trong đó: L – Chiều dài đoạn ống, m ; ∆Pl – tổn thất ma sát đoạn ống mét chiều dài, Pa/m Kết tính toán tổng hợp bảng sau: Bảng 9.8: Tổn thất ma sát đường ống EGW hệ thống bồn trữ lạnh Dy (mm) ω (m/s) Δpl (Pa/m) 41 Chiều dài m 13,25 200 1,306 85,32 ΔPl hiệu chỉnh (Pa/m) 104,52 Ống nhánh vào/ra bơm 20,5 1,6 125 1,629 230,5 282,36 Ống nhánh vào/ra bồn 13,67 0,8 100 1,582 284,4 348,39 Lên TBTDN 41 21,12 200 1,306 85,32 104,52 Đoạn ống L l/s Ống góp ΔPms (Pa/m) 1384,89 451,78 278,71 2207,46 Σ∆Pms (Pa) 4322,84 Do đường ống cấp ống hồi có kích thước hình dạng ống giống nhau, nên trở lực ma sát toàn đường ống ∆PMS= Σ∆Pms=2.4322,84 = 8645,68 Pa - Tổn thất cục Tương tự cách tính tốn phần a) b) , tổn thất cục hệ bơm EGW bồn bao gồm: Tổn thất cục tính theo chiều dài tương đương đường dung dịch EGW: ∆PCB=2.∆Pcbô=2.59676,19 = 119352,38 Pa Trở lực cục bồn trữ lạnh ∆PcbBTL = 86296 Pa Trở lực cục thiết bị trao đổi nhiệt ∆PcbTĐN = 157960 Pa Vậy tổng trở lực toàn đường ống nước là: ∆P=∆PMS + ∆PCB + ∆PcbBTL + ∆PcbTĐN = 365254 Pa= 37,25 mH2O 9.5 Tính chọn bơm 9.5.1 Tính chọn bơm nước lạnh Bơm nước lạnh có nhiệm vụ tuần hồn nước lạnh làm lạnh bình bay tới FCU/AHU tòa nhà để làm lạnh khơng khí Bơm nước lạnh sử dụng hệ thống điều hòa khơng khí thường bơm ly tâm Bơm ly tâm có ưu điểm có cột áp lớn, cung cấp nước cho tòa nhà cao tầng dễ dàng Bơm nước lạnh chọn phải thỏa mãn yêu cầu suất cột áp tổng hệ thống Trong suốt trình vận hành bơm làm việc gần điểm có hiệu suất tối đa tốt Một điều tiếng ồn bơm nhỏ tốt, đặc biệt điều hòa khơng khí tiện nghi Chọn bơm cho cơng trình có bơm dự phòng, lưu lượng bơm cần đáp ứng là: Vb = 72,62/2 = 36,31 l/s = 130,72 m3/h Do q trình tính tốn tổn thất áp suất đường ống ta bỏ qua số thiết bị có tổn thất nhỏ tổn thất tra theo tiêu chuẩn thực tế có sai khác sau thời gian vận hành tổn thất tăng lên nên để đảm bảo cột áp bơm đáp ứng ta chọn dự phòng 10% Vậy cột áp bơm là: ∆P = 17,86 + 17,86.0,1 = 19,65 mH2O Ta có lưu lượng V = 130,72 m3/h, cột áp ∆P = 19,65 mH2O Tra catalog hãng Grundfos ta chọn bơm NB 65-125/144, 50Hz Bảng 9.9: Thông số kỹ thuật bơm nước lạnh TT Mô tả thiết bị Model Lưu lượng Cột áp Tốc độ quay Đường kính đầu đẩy Đường kính đầu hút Nguồn điện Công suất động Số liệu NB65-125/144, 50Hz 133 20,34 2956 65 80 380-415V-3Ph-50Hz 11 Đơn Vị Khối lượng 138 kg m3/h mH2O rpm mm mm kW Kết luận: Ta chọn bơm có bơm dự phòng 9.5.2 Tính chọn bơm nước giải nhiệt Dự kiến chọn bơm nước giải nhiệt có bơm dự phòng Lưu lượng bơm: Vb = 30 l/s = 108 m3/h Cột áp chọn bơm: ∆P = 17,36 + 17,36.0,1 = 19,1 mH2O Tra catalog hãng Grundfos ta chọn bơm NB80 – 250/247, 50Hz Bảng 9.10: Thông số kỹ thuật bơm nước giải nhiệt TT Mô tả thiết bị Model Lưu lượng Cột áp Tốc độ quay Đường kính đầu đẩy Số liệu NB80 – 250/247, 50Hz 108 19,15 1465 80 Đơn Vị m3/h mH2O rpm mm Đường kính đầu hút Nguồn điện Cơng suất động Khối lượng 100 380V-3Ph-50Hz 7,5 1,55 mm kW kg Kết luận: Ta chọn bơm có bơm dự phòng 9.5.3 Tính chọn bơm Ethylene glycol Hệ bơm EGW cho chiller Dự kiến chọn bơm có bơm dự phòng Mỗi bơm có: Lưu lượng bơm: Vb = 20,5 l/s = 73,8 m3/h Cột áp chọn bơm: ∆P = 47,3 + 47,3.0,1 = 52,03 mH2O Tra catalog hãng Grundfos ta chọn bơm NB 50 – 200/210, 50Hz Bảng 9.11: Thông số kỹ thuật bơm EGW cho chiller TT Mô tả thiết bị Model Lưu lượng Cột áp Tốc độ quay Đường kính đầu đẩy Đường kính đầu hút Nguồn điện Cơng suất động Số liệu NB50 – 200/210, 50Hz 75,9 55,19 2940 50 65 380V-3Ph-50Hz 18,5 Đơn Vị Khối lượng 160 kG m3/h mH2O rpm mm mm kW Kết luận: Ta chọn bơm có bơm dự phòng Hệ bơm EGW cho bồn trữ lạnh Dự kiến chọn bơm đo có bơm dự phòng Mỗi bơm có: Lưu lượng bơm: Vb = 20,5 l/s = 73,8 m3/h Cột áp chọn bơm: ∆P = 37,25 + 37,25.0,1 = 40,98 mH2O Tra catalog hãng Grundfos ta chọn bơm NB 80 – 400/365, 50Hz Bảng 9.12: Thông số kỹ thuật bơm cho hệ thống bồn trữ lạnh TT Mô tả thiết bị Model Số liệu NB80 – 400/365, 50Hz Đơn Vị Lưu lượng Cột áp Tốc độ quay Đường kính đầu đẩy Đường kính đầu hút Nguồn điện Công suất động 77,2 44,91 1470 80 100 380V-3Ph-50Hz 22 m3/h mH2O rpm mm mm Khối lượng 352 kG kW Kết luận: Ta chọn bơm có bơm dự phòng 9.6 Tính chọn đường ống nước ngưng Nước ngưng lượng nước mà AHU/FCU làm ngưng tụ lượng ẩm khơng khí tươi mang vào phòng, người tỏa khơng khí rò lọt Lượng nước ngưng ẩm khơng khí tươi mang vào ngưng tụ tính cơng thức: L1=1,2.LN.(dN-dT).3,6/1000 , l/h (6.6) Trong đó: LN – Lưu lượng khí tươi cấp vào phòng, l/s; dN – Độ chứa khơng khí ngồi trời, g/kg; dT – Độ chứa khơng khí nhà, g/kg Lượng nước ngưng ẩm người tỏa bị ngưng tụ W1= n.qn/1000 , l/h Trong đó: n- Số người có phòng qn- Lượng ẩm tỏa người,g/h Theo bảng 3.5 [1] qn =185g/h.người Lượng nước ngưng khơng khí rò lọt mang vào phòng: W2 = 1,2.ξ.Vf.(dN – dT)/1000 , l/h Trong đó: Vf – thể tích phòng, m3; (6.7) ξ – hệ số lọt khơng khí vào phòng giờ, 1/h (tra bảng 2.3[5]) dN – Độ chứa khơng khí ngồi trời, g/kg dT – Độ chứa khơng khí nhà, g/kg Tổng lượng nước ngưng mà dàn lạnh AHU/FCU ngưng tụ là: Lngưng = L1 + W1 + W2, l/h (6.8) Bảng 9.13: Lượng nước ngưng phòng 20 20 20 20 dT (g/kg ) 13,4 13,4 13,4 13,4 1,48 0,65 1,16 0,32 58,1 20 12,7 0,43 77,6 38,8 48,5 48,5 194 48,5 58,2 20 20 20 20 20 20 20 13,4 13,4 13,4 13,4 13,4 12,7 13,4 2540 20 398,4 20 LN (l/s) dN (g/kg) 223,1 97 174,6 48,5 ξ (1/h) Vf (m3) W2 (l/h) n qn W1 (l/h) Lngưng (l/h) 0,35 0,35 0,35 0,55 22,06 9,81 17,16 3,31 23 10 18 185 185 185 185 4,26 1,85 3,33 0,93 32,68 14,43 25,47 5,62 0,7 1,43 185 1,3 4,56 0,52 0,26 0,32 0,32 1,29 0,36 0,39 7959,6 3537,6 6190,8 759 232,87 7320 2640 1056 1980 4455 371,25 3483 0,35 0,42 0,55 0,4 0,35 0,7 0,35 20,29 8,78 4,6 6,27 12,35 2,28 9,65 5 20 185 185 185 185 185 185 185 1,48 0,74 0,93 0,93 3,7 0,93 1,11 11,8 20,9 1939,5 0,5 9,54 30 185 56,6 11,8 3,29 445,5 0,7 3,07 48 185 8,88 23,98 10,63 6,91 8,58 21,58 4,74 12,42 156,1 26,06 L1 l/h Theo tài liệu hướng dẫn lắp đặt VRVIII Daikin ta có bảng chọn kích thước đường ống xả theo phương ngang phương thẳng đứng Bảng 9.14: Bảng thơng số đường kính xả nước ngưng nằm ngang Đường Kính Ø21 Lượng nước ngưng (l/h) Độ dốc 1:50 39 Độ dốc 1:100 27 Lưu ý Không sử dụng ống Ø27 70 50 góp Ø34 125 88 Ø49 247 175 Ø60 473 334 Sử dụng ống góp Bảng 9.15: Bảng thơng số đường kính xả nước ngưng thẳng đứng Đường kính ống (mm) Lưu lượng nước ngưng (l/h) Ø21 220 Ø27 410 Ø34 730 Ø49 1440 Ø60 2760 Ø76 5710 Ø90 8280 Lưu ý Khơng sử dụng ống góp Sử dụng ống góp chung Dựa vào bảng catalogue AHU FCU, ta chọn: Đường kính ống xả ngưng từ AHU/FCU Ø21, đường kính ống xả góp tối thiểu Ø34 cho mặt đứng mặt ngang hệ thống Đối với mặt ngang ta thiết kế ống có độ dốc 1% 9.7 Tính chọn bình dãn nở Bình dãn nở dụng có mục đích tạo thể tích dự trữ nhằm điều hòa ảnh hưởng dãn nở nhiệt nước gây Ngồi bình có chức bổ sung nước cho hệ thống trường hợp bị rò rỉ, bình dãn nở có tác dụng xả khí Để phù hợp với đặc điểm kiến trúc cơng trình, ta dùng bình dãn nở kiểu kín Thể tích bình giãn nở tính cho hệ thống đường ống nước theo cơng thức sau: Vbgn = β.Vn, m3 (6.15) Trong đó: β - phần trăm dãn nở nước, tra bảng 6.13 tr290 [1],% Vn- thể tích tồn nước chứa hệ thống, m3 Vbgn- thể tích tối thiểu bình dãn nỡ, m3 Thể tích nước đường ống tính sau: Vđường ống=(Πd2.l)/4, m3 Trong đó: d – đường kính đoạn ống,mm l – chiều dài tương ứng đường kính ống, m Thể tích tồn nước chứa hệ thống: Vn= VΣAHU + VΣFCU + Vđường Ống Trong đó: VΣAHU – Thể tích nước tồn AHU hệ thống, m3 VΣFCU – Thể tích nước toàn FCU hệ thống, m3 VĐường Ống – Thể tích nước tồn đường ống, m3 Theo catalog AHU/FCU Chiller ta có: VΣAHU + VΣFCU = 0,05 m3 Thể tích đường ống đoạn tổng kết bảng 6.11 Bảng 9.16: Thể tích nước đoạn ống Đướng kính ống Chiều dài đoạn ống Thể tích nước mm mm m3 25 85476 0,04 40 63319 0,08 50 121875 0,24 65 110687 0,37 90 104492 0,66 100 32139 0,25 125 47336 0,58 150 173532 3,07 200 88746 2,79 Tổng thể tích nước ống 8,08 Thể tích tồn nước hệ thống là: Vn = VΣAHU + VΣFCU + Vđường Ống = 0,05 + 8,08 = 8,13 m3 Hệ thống điều hòa có làm lạnh vào mùa hè, khơng có sưởi ấm mùa đông nên nhiệt độ làm việc phạm vị thấp 4,5oC cao 30 oC Suy theo bảng 6.13 [1], lấy độ dãn nở nước β = 0,7% Vậy thể tích tối thiểu bình dãn nở Vbgn = β.Vn = 0,7.8,13/100 = 0,057 m3 Ta chọn bình giãn nở nước có dung tích 0,06 m3 Tương tự cách chọn bình giãn nở nước, ta chọn bình giãn nở cho dung dịch EGW Bảng 9.17: Thể tích EGW đoạn ống Đướng kính ống mm 100 Chiều dài đoạn ống mm 8114 125 28206 200 59963 Tổng thể tích nước ống Thể tích EGW bồn trữ lạnh: VΣBTL = 3.1,32 = 3,96 m3 Thể tích EGW chiller: VΣchiller = 0,0722 m3 Thể tích EGW thiết bị trao đổi nhiệt: VΣTĐN = 840.5,5.3,14.0,03512/4 = 4,47 m3 Thể tích tồn EGW hệ thống VEGW = Vđường ống + VΣBTL + VΣchiller + VΣTĐN = 10,8 m3 Thể tích nước m3 0,06 0,35 1,88 2,29 Sử dụng phần mềm ESP hãng Bell & Gossett, với thể tích EGW 10,8 m ta chọn bình dãn nở tích 0,12 m3 ` TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đức Lợi Hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hòa khơng khí Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2011 Nguyễn Đức Lợi Hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hòa khơng khí Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2007 Bùi Hải, Dương Đức Hồng, Hà Mạnh Thư Thiết bị trao đổi nhiệt Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2001 Hà Đăng Trung, Nguyễn Quân Cơ sở kỹ thuật điều hòa khơng khí Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2005 Nguyễn Thị Thùy Vi Tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu tiết kiệm lượng bồn trữ lạnh Đại học Đà Nẵng Đà Nẵng 2011 Nguyễn Thế Bảo, Trương Hồng Anh Nghiên cứu khả dùng công nghệ tích trữ lạnh dạng băng tan chảy bên ngồi ống hệ thống điều hòa khơng khí trung tâm Tạp chí phát triển khoa học cơng nghệ, tập 10, số 02 - 2007 Mark MacCraken, P.E., Member ASHRAE Energy storage providing for a low – carbon future ASHRAE Journal September 2010 Ethylene glycol heat transfer – fluid: Freezing point, viscosity, specific gravity and specific heat of ethylene glycol based heat – transfer fluids or brines http://www.engineeringtoolbox.com 10 The MEGlobal Group of Companies Ethylene Glycol Product Guide 2008 11 Cristopia Energy Systems Technical manual France 2000 12 Trane Product Catalog and IOM 13 Kuen Ling Ice storage A/C Systems 14 Internet ... ly tâm Điều hòa khơng khí thực lớn mạnh tham gia vào nhiều lĩnh vực khác như: + Điều hòa khơng khí cho nhà máy cơng nghiệp + Điều hòa khơng khí cho trại điều dưỡng, bệnh viện + Điều hòa khơng khí. .. khơng khí ngồi nhà dùng cho thiết kế hệ thống điều hòa khơng khí chia thành cấp: I, II III - Cấp I với số cho phép không đảm bảo chế độ nhiệt ẩm bên nhà m = 35 h/năm – dùng cho hệ thống điều hòa. .. hàng, siêu thị, nhà hát, trung tâm vui chơi giải trí, nhà ở… trang bị hệ thống điều hòa khơng khí Ngồi mục đích tạo điều kiện tiện nghi cho thể người, điều hòa khơng khí nhằm phục vụ cho nhiều q