Giáo trình Thiết kế và lắp đặt hệ thống điều hòa không khí (Ngành Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí)

UBND TỈNH HẢI PHỊNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠNG NGHIỆP HẢI PHỊNG Giáo trình: Thiết kế lắp đặt hệ thống điều hịa khơng khí Chun ngành: Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí (Lưu hành nội bộ) HẢI PHỊNG MỤC LỤC Trang Lời nói đầu Bài1 Tính tốn xác định phụ tải hệ thống điều hồ khơng 10 Xác định kết cấu hệ điều hồ khơng khí 13 Tiêu chuẩn vệ sinh an toàn, chọn cấp điều hồ xác định thơng số tính tốn nhà, trời 14 Tính nhiệt thừa, ẩm thừa, kiểm tra đọng sương 18 Xây dựng sơ đồ điều hồ khơng khí, biểu diễn qua trình xử lý khơng khí đồ thị I – D, xác định cơng suất lạnh/nhiệt,năng suất gió hệ thống 35 Bài Thiết kế lắp đặt sơ hệ thống điều hồ khơng khí 46 Chọn máy thiết bị cho hệ thống điều hồ khơng khí: máy nén, AHU, FCU, dàn nóng, dàn lạnh, bơm, quạt, tháp giải nhiệt 46 Bố trí thiết bị, tính tốn xác định kích thước hệ thống nước, khơng khí 68 Tính tốn đường ống, cách nhiệt, cách ẩm đường ống gió, nước lạnh, tính thiết kế lắp đặt hệ thống tiêu âm 70 Tài liệu tham khảo GIÁO TRÌNH: THIẾT KẾ SƠ BỘ HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ MỤC TIÊU MƠ ĐUN - Nắm phương pháp tính tốn tải hệ thống điều hịa khơng khí(ĐHKK) thiết lập sơ đồ hệ thống sơ đồ ngun lý ĐHKK, tính tốn, lựa chọn máy thiết bị trang bị cho hệ thống - Tính sơ nhiệt thừa, ẩm thừa, xác định cơng suất lạnh, suất gió hệ thống, xác định số lượng, chủng loại máy thiết bị Thiết kế thể sơ đồ lắp nối hệ thống ĐIỀU KIỆN ĐỂ HỌC MÔ ĐUN - Học sau học xong môn kỹ thuật sở, môn học sở kỹ thuật nhiệt lạnh điều hồ khơng khí, mơ đun điện, mô đun bổ trợ, mô đun chuyên nghành như: lạnh bản, hệ thống điều hồ khơng khí cục bộ, hệ thống điều hồ khơng khí trung tâm, điện tử chuyên nghành - Tính chất: ứng dụng kiến thức học để tập giải nhiệm vụ cụ thể giao ĐỀ CƯƠNG NỘI DUNG MƠ ĐUN Tính tốn xác định phụ tải hệ thống điều hồ khơng khí Thiết kế lắp đặt sơ hệ thống điều hồ khơng khí HỌC LIỆU - Máy thiết bị lạnh: Nhà xuất giáo dục: Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ - Thơng gió điều hồ khơng khí: : Nhà xuất giáo dục - Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ - Giáo trình, sổ tay thiết kế, tiêu chuẩn nhà nước liên quan BÀI 1: TÍNH TỐN XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI HỆ THỐNG ĐIỀU HỒ KHƠNG KHÍ MÃ BÀI: MĐ 27-01 I MỤC TIÊU CỦA BÀI - Xác định kết cấu hộ ĐHKK: Xác định kích thước, kết cấu ngăn che, mặt không gian ĐHKK - Xác định công khơng gian ĐHKK Tiêu chuẩn vệ sinh an tồn, chọn cấp điều hịa xác định thơng số tính tốn nhà, ngồi trời - Tính nhiệt thừa, ẩm thừa, kiểm tra đọng sương - Xây dựng sơ đồ ĐHKK, biểu diễn q trình xử lý khơng khí đồ thị I-d t-d, xác định công suất lạnh nhiệt, suất gió hệ thống II NỘI DUNG BÀI HỌC Mở đầu Xác định kết cấu hộ điều hịa khơng khí Tiêu chuẩn vệ sinh an tồn, chọn cấp điều hịa xác định thơng số nhà, ngồi trời Tính nhiệt thừa, ẩm thừa, kiểm tra đọng sương Xây dựng sơ đồ điều hòa khơng khí, biểu diễn q trình sử lý khơng khí đồ thị i-d t-d, xác định suất suất gió hệ thống Mở đầu Lịch sử phát triển điều hịa khơng khí Ngay từ thời cổ đại, người biết đốt lửa sưởi ấm vào mùa đơng dùng quạt tìm vào hang đơng mát mẻ vào mùa hè Hồng đế thành Rơm Varius Avitus trị năm 218 đến 222 cho đắp núi tuyết vườn thượng uyển để mùa hè thưởng ngoạn gió mát thổi vào cung điện Trong “The Origins of Air Conditioning” nhắc đến nhiều tài liệu tham khảo giới thiệu nhiều hình vẽ mơ tả thử nghiệm điều hồ khơng khí ví dụ, Agricola mơ tả cơng trình bơm khơng khí xuống giếng mỏ để cung cấp khí tươi điều hồ nhiệt độ cho cơng nhân mỏ vào năm 1555 Nhà bác học thiên tài Leonardo de Vinci thiết kế chế tạo hệ thống thơng gío cho giếng mỏ Anh, Humphrey Davy trình quốc hội dự án cải thiện khơng khí tồ nhà quốc hội Năm 1845, bác sĩ người Mỹ John Gorrie xhế tạo máy lạnh nén khí để điều hồ khơng khí cho bệnh viện tư ông Chính kiện làm cho ông tiếng giới vào lịch sử kỹ thuật điều hồ khơng khí Năm 1850, nhà thiên văn học Piuzzi Smith người Scotland lần đưa dự án điều hồ khơng khí phong máy lạnh nén khí Sự tham gia nhà bác học tiếng Rankine làm cho đề tài trở nên nghiêm túc mà cịn đơng đảo người quan tâm theo dõi Bắt đầu từ năm 1860 Pháp, F.Crré đưa ý tưởng điều hồ khơng khí cho phịng đặc biêt cho nhà hát Theo C.Linde, vào thời điểm năm 1890 sau đó, người ta chưa hiểu yêu cầu vệ sinh khơng khí người khả kinh tế mà ngành kỹ thuật tạo ra,tuy khơng có khó khăn mặt kỹ thuật Năm 1894, Cty Linde xây dựng hệ thống điều hồ khơng khí máy lạnh amoniac cách dùng để làm lạnh khử ẩm khơng khí mùa hè Dàn lạnh đặt trần nhà, khơng khí đối tự nhiên, khơng khí lạnh tự xuống phía mật độ lớn Máy lạnh đặt tầng hầm Năm 1901, cơng trình khống chế nhiệt độ 28 oC với độ ẩm thích hợp cho phịng hồ nhạc Monte Carlo khánh thành Khơng khí đưa qua buồng phun nước với nhiệt độ nước 10oC cấp vào phòng Năm 1904, trạm điện thoại Hamburg trì nhiệt độ mùa hè 23oC độ ẩm 70% Năm 1910 Cty Borsig xây dựng hệ thống điều hoà khơng khí Koeln Rio de Janeiro Các cơng trình chủ yếu khống chế nhiệt độ, chưa đạt hoàn thiện đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cần thiết Những từ lúc bắt đàu hình thành xu hướng điều hồ khơng khí tiện nghi cho phịng vaf điều hồ cơng nghệ phục vụ nhu cầu sản xuất Đúng vài thời điểm này, nhân vật quan trọng đưa ngành điều hoà khơng khí Mỹ nói riêng tồn giới nói chung đến bước phát triển rực rỡ, Willis H.Carrier Chính ơng người đưa định nghĩa điều hồ khơng khí kết hợp sưởi ấm, làm lạnh, gia ẩm, hút ẩm, lọc rửa không khí, tự động trì khống chế trạng thái khơng khí khơng đổi phục vụ cho u cầu tiện nghi công nghệ Năm 1911, Carrier lần xây dựng ẩm đồ khơng khí ẩm cắt nghiã tính chất nhiệt khơng khí ẩm phương pháp xử lý để đạt trạng thái khơng khí u cầu( Trans Amer Soc Mech Engineers, Bd 33(1911) p 1005) ông người đầu việc xây dựng sở lý thuyết phát minh, sáng chế, thiết kế chế tạo thiết bị hệ thống điều hồ khơng khí ông cống hiến trọn đời cho ngành điều hồ khơng khí trở thành ơng tổ vĩ đại ngành Mỗi hệ thống điều hồ khơng khí bao gồm máy lạnh( nguồn nước lạnh 10oC đủ dùng) Do hệ thống điều hồ khơng khí thường phuc vụ cho phịng có người ở, cac khu dân cư đơng đúc thành phố, khu công nghiệp nên vấn đề sử dụng môi chất lạnh quan trọng cần lựa chọn cẩn thận Amoniac diôxit sunfua độc hại có mùi khó chịu nên khơng sử dụng CO2 không độc áp suất ngưng tụ cao Carrier thiết kế máy lạnh với máy nén ly tâm, môi chất dicloêtylen diclomêtan Ban đầu, hai môi chất tạm thời đáp ứng số yêu cầu đề Trong trình phát triển, kỹ thuật điều hồ khơng khí thúc đẩy ngành khác phát triển, đặc biệt thúc đẩy ngành công nghiệp hố chất tìm tịi mơi chất lạnh Năm 1930, Lần hãng Du Pont de Nemours Co (Kinetic Chemicals) Wilmington (Mỹ) sản xuất loạt môi chất lạnh với tên thương mại Freon phù hợp với yêu cầu điều hoà khơng khí Chỉ từ điều hồ khơng khí có bước nhảy vọt nước Mỹ trở thành nước có ngành cơng nghiệp điều hồ khơng khí lớn giới Ngồi việc điều hồ khơng khí tiện nghi cho phịng có người nhà ở, nhà hàng, nhà hát, rạp chiếu phim, hội trường, phòng họp, khách sạn, trường học, văn phịng mà Châu Âu coi xa xỉ sang trọng việc điều hồ cơng nghệ cúng cơng nhận Điều hồ cơng nghệ bao gồm nhiều lĩnh vực sản xuất khác có sợi dệt, thuốc lá, in ấn phim ảnh, dược liệu, đồ da, quang học, điện tử, khí xác loạt phịng thí nghiệm khác ví dụ, điều hồ khơng khí giếng mỏ phát triên mạnh mẽ đảm bảo sức khoẻ nâng cao hiệu suất lao động công nhân nhiều Mỹ, từ năm 1945, điều hồ khơng khí ngành đường sắt phát triển đến mức khơng cịn toa xe chở người mà khơng điều hồ Cơng ty đường sắt Bantimore-Ohio-đã có toa tàu điều hồ khơng khí nước đá từ năm 1884 Đến năm 1929 toa tàu điều hoà máy lạnh amoniac, năm1930 máy lạnh metyncnorid đến ngày 24-5-1931, đồn tàu điều hồ khơng khí tồn chạy đoạn New York-Washington vào hoạt động Trước năm 1932 máy lạnh kiểu amoniac, máy nén kéo động xăng Nhưng từ năm 1932, tồn hệ thống điều hồ khơng khí chuyển sang sử dụng môi chất freon R12 Những thành tựu đáng kể lĩnh vực thuộc chương trình “Train of Tomorrow” hãng Frigidaire Dayton Ohio Hãng Carrier phát triển máy lạnh ejectơ để điều hồ khơng khí cho tầu hoả nguồn lấy trực tiếp từ đầu tầu, chương trình khơng đạt kết ngày đầu máy nước thay đầu máy diesel đầu máy chạy điện Mặc dù việc điều hồ khơng khí máy lạnh phát triển nhanh chóng, việc điều hồ khơng khí tầu hoả nước đá sử dụng nhiều năm sau tính chất đơn giản Các đá 150 kg cung cấp trạm tiếp đá đảm bảo việc điều hồ khơng khí cho đoạn đường, việc điều hồ khơng khí nước đá ứng dụng rộng rãi tầu thuỷ Điều hồ khơng khí cho máy bay (đặc biệt buồng lái) trở nên quan trọng Tốc độ máy bay cao, buồng lái nóng Tuy độ cao lớn, khơng khí lạnh, khơng khí đập vào vỏ ngồi, động biến thành nhiệt làm cho máy bay bị bao trùm lớp khơng khí nóng Hơn nữa, phải đảm bảo áp suất khong máy áp suất mặt đất nên phải nén không khí lỗng ngồi máy bay để cung cấp cho khoang Quá trình nén làm cho nhiệt độ khơng khí tăng nên đáng kể Trên máy bay thường có hệ thống nén khí turbin để cung cấp khí nén cho động phản lực nên chu trình lạnh nén khí để điều hồ khơng khí phù hợp cần trang bị thêm máy dãn nở turbin phù hợp hiệu với thiết bị trao đổi nhiệt thích hợp có hệ thống điều hồ khơng khí hồn chỉnh Điều hồ khơng khí cịn tác động mạnh mẽ đến phát triển bơm nhiệt, loại máy lạnh dùng để sưởi ấm mùa đông Bơm nhiệt thực máy lạnh với khác biệt mục đích sử dụng Gọi máy lạnh người ta sử dụng hiệu ứng lạnh thiết bị bay gọi bơm nhiệt sử dụng nguồn nhiệt lấy từ thiết bị ngưng tụ Bơm nhiệt đàu tiên William Thomson (Lord Kelvin) sáng chế năm 1852 Theo tính tốn lý thuyết, bơm nhiệt nén khí ơng đạt hệ số nhiệt  =30 (nghĩa bỏ công nén 1kW/h cấp cho máy nén ta thu 30 kW/h nhiệt tương đương để sưởi ấm phòng) với độ chênh nhiệt độ nguồn nóng lạnh 10oC Nguồn lạnh nước 10oC nguồn nóng khơng khí sưởi trrong phòng 20oC Tuy vậy, việc phát triển bơm nhiệt trải qua thời gian dài Lý giá thành thiết bị bơm nhiệt, giá điện giá vận hành đắt Ngày loại máy điều hồ khơng khí chiều ( bơm nhiệt) trở thành phổ biến thông dụng Xác định kết cấu hệ điều hịa khơng khí 1.1 Xác định kích thước, kết cấu ngăn che, mặt khơng gian điều hịa khơng khí Việc quan trọng tính tốn thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí phân tích đầy đủ tính chất cơng trình cần điều hịa : kích thước, mặt khơng gian cần điều hịa…ta chọn hệ thống điều hịa thích hợp, đạt hiệu kinh tế cao vốn đầu tư thiết bị giá vận hành, bão dưỡng, sữa chữa Ngồi ta cịn đáp ứng yêu cầu thẩm mỹ cồng trình, đảm bảo cảnh quan xung quanh, bảo vệ môi trường, hạn chế tiếng ồn ảnh hưởng khác cuả cơng trình tới mơi trường xung quanh Cơng trình cần nêu số đặc điểm sau đây: - Đặc điểm khí hậu vùng xây dựng cơng trình - Quy mơ cơng trình, đặc điểm kiến trúc, hướng xây dựng… - Tầm quan trọng điều hịa khơng khí cơng trình, chọn cấp điều hòa phù hợp - Đặc điểm mặt xây dựng cơng trình - Cảnh quan mơi trường xung quanh - Đặc điểm mực đích sử dụng 10 - Đặc điểm trang bị nội thất - Đặc điểm nguồn nhiệt chiếu sáng, động cơ, máy tính, quạt, - Đặc điêm kết cấu bao che nhiệt tổn thất tòa nhà - Đặc điểm thay đổi tải lạnh, tải nhiêt cơng trình - Đặc điểm vận hành sử dụng thiết bị điều hịa Ví dụ: Cơng trình điều hồ nhà làm việc báo nhân dân số 71 –Hàng Trống –Hà Nội Toà nhà tầng, phía mặt tiền tồ nhà quay mặt hướng Nam mặt lại quay hướng Đơng, hướngTây, hướngBắc Với tầng tồn nhà thiết kế có phịng nhỏ có diện tích 125m2, văn phịng ngăn cách tường gạch Mỗi tầng có sảnh rộng tầng lưu thông với hai cầu thang hai thang máy Để tạo môi trường làm việc thoả mái, tiện nghi cho văn phòng làm việc khơng gian dễ chịu thống mát sảnh tồ nhà có trang bị hệ thống điều hồ cho tất phòng sảnh tầng 1.2 Xác định cơng khơng gian điều hịa khơng khí Năng suất lạnh khơng gian cần điều hịa xác định biểu thức: Q0 = G.q0, kw (1-1) G- lưu lượng khối lượng môi chất lạnh qua máy nén, kg/s q0- suất lạnh riêng khối lượng, kJ/ kg; q0= i1-i4, kJ/ kg (1-2) i1,i4- entanpy môi chất lạnh cửa vào thiết bị bay G=   d Vtt  = Vlt = s.z.n , kg/s (1-3) v1 v1 v1 Vtt- thể tích thực tế mơi chất lạnh nén qua máy nén tính theo trạng thái hút, m3/s - hệ số cấp hiệu suất thể tích máy nén; v1- thể tích riêng mơi chất lạnh hút vào máy nén, m3/kg; Vlt- thể tích hút lý thuyết máy nén, gọi thể tích quét pittong, m /s; d- đường kính pittong, m; s- khoảng chạy pittong, m; z- số lượng pittong, cái; n- số vòng quay trục khuỷu, vòng/giây Tiêu chuẩn vệ sinh an tồn, chọn cấp điều hịa xác định thơng số tính tốn nhà, ngồi trời 2.1 Tiêu chuẩn vệ sinh an toàn, chọn cấp điều hịa 2.1.1 Tiêu chuẩn vệ sinh an tồn * gió tươi hệ số thay đổi khơng khí Theo tiêu chuẩn việt nam TCVN 5687-1992, lượng gió tươi cho người phần lớn công trình 20 m3/người.h 11 Tuy nhiên lượng gió tươi khơng thấp 10% lượng gió tuần hồn Ví dụ phịng điều hịa có lưu lượng gió tuần hồn 1000 m 3/h số người có 3, lượng gió tươi cần thiết x 20 = 60 m 3/h, phải tự động tăng lượng gió tươi lên đạt 10% 1000 m3/h 60 m3/h Như việc lựa chọn lượng gió tươi phải đáp ứng điều kiện: - Đạt tối thiểu 20 m3/h người - Đạt tối thiểu 10% lưu lượng gió tuần hồn Trong lưu lượng gió tuần hồn thể tích phịng nhân với hệ số thay đổi khơng khí Bảng 1.1 Lưu lượng gió tươi hệ số thay đổi khơng khí theo tiêu chuẩn CHLB Đức Gió tươi Hệ số thay đổi Tên phịng m /h.người khơng khí m3/h (m3phịng) Cửa hàng ăn uống, restaurant - khơng hút thuốc 20-30 - có hút thuốc 30-50 Phịng làm việc, văn phịng 3-8 Rạp hát, rạp chiếu bóng( khơng hút thuốc) 20-30 5-6 Thư viện, kho 4-8 Trường học 3-6 Bệnh viện - Phòng ngủ 5-10 - Phòng giải phẩu 60 5-8 - Phòng hộ sinh, thai sản 100 - Phòng dịch tễ 170 đến 10 Phòng in vẽ 10-15 Bếp khách sạn, bếp lớn 10-20 Phòng phun sơn 20-50 Bảng (1.1) giới thiệu số giá trị định hướng gió tươi hệ số thay đổi khơng khí số loại khơng gian điều hịa Trong hệ số thay đổi khơng khí ( cịn gọi bội số tuần hồn) lưu lượng gió tuần hồn (m3/h) chia cho thể tích phịng (m3) * Chọn độ ồn cho phép Bảng 1.2 Độ ồn cho phép theo tiêu chuẩn đức Tên phòng Giờ ngày Độ ồn cực đại cho phép, dB Cho phép Nên chọn Bửnh nhân, trại điều 6-12 35 30 dưỡng 22-6 30 30 12 Phương pháp phục hồi áp suất tĩnh sử dụng cho ống cấp gió, khơng sử dụng cho ống hồi Về thực chất nội dung phương pháp phục hồi áp suất tĩnh giống phương pháp lý thuyết , nhiên người ta vào đồ thị để xác định tốc độ đoạn ống Các bước tính thiết kế: Bước 1: - Chọn tốc độ hợp lý đoạn ống khỏi quạt ù1 tính kích thước đoạn ống Bước 2: Xác định tốc độ đoạn sau - Xác định tỉ số Ltđ/Q0,61 dựa vào tính tốn đồ thị cho đoạn ống đầu Trong Ltđ - Chiều dài tương đương đoạn đầu gồm chiều dài thực đường ống cộng với chiều dài tương đương tất cút Q - lưu lượng gió đoạn đầu - Dựa vào tốc độ đoạn đầu ự1 tỷ số a = Ltđ/Q0,61 theo đồ thị hình xác định tốc độ đoạn ống , độ sau đoạn rẽ nhánh thứ ự2 - Xác định kích thước đoạn ống thứ F2 = L2/ ự2 Bước 3: Xác định tốc độ kích thước đoạn xác định với đoạn thứ * Đặc điểm phương pháp phục hồi áp suất tĩnh - Đảm bảo phân bố lưu lượng hệ thống khơng cần van điều chỉnh - Tốc độ cuối tuyến ống thấp nên đảm bảo độ ồn cho phép - Khối lượng tính tốn tương đối nhiều - Kích thước đường ống lớn cách tính khác đoạn rẽ nhánh, phí đầu tư cao Ví dụ 2: Thiết kế hệ thống đường ống dẫn gió cho hệ thống đường ống gió gồm miệng thổi , miệng có lưu lượng gió 0,9 m3/s Kích thước đoạn hình (2.28) Hình 2.28 Sơ đồ đường ống 75 * Xác định thông số đoạn đầu - Lựa chọn tốc độ đoạn AB: ự1 = 12 m/s - Lưu lượng gió: Q1 = x 0,9 = 3,6 m3/s - Tiết diện đoạn đầu: F1 = 3,6/12 = 0,3m2 - Kích thước cạnh 600 x 500mm - Tra bảng ta có đường kính tương đương: dtđ = 598 mm - Tổn thất cho 1m ống: 0,4 Pa/m * Xác định tốc độ kích thước đoạn tiếp - Tỷ số a= L/Q0,61 : L1/Q0,61 = 49 / 76280,61= 0,211 - Xác định ự2 theo đồ thị với ự2 =7628 FPM L/Q0,61 = 0,211: ự2 = 2000 FPM * Xác định đoạn tương tự bước 3.1.2 Tính tốn thiết kế đường ống nước Trong kỹ thuật điều hồ khơng khí có sử dụng loại đường ống nước sau: - Đường ống nước giải nhiệt cho thiết bị ngưng tụ; - Đường ống nước lạnh để làm lạnh khơng khí; - Đường ống nước nóng bão hồ để sưởi ấm khơng khí mùa đơng; - Đường ống nước ngưng Mục đích việc tính tốn ống dẫn nước xác định kích thước hợp lý đường ống, xác định tổng tổn thất trở lực chọn bơm Để làm điều cần phải biết trước lưu lượng nước tuần hồn Lưu lượng xác định từ phương trình trao đổi nhiệt a) Vật liệu đường ống Người ta sử dụng nhiều loại vật liệu khác làm đường ống cụ thể sau : Các loại ống thép đen thường sử dụng để dẫn nước có nhiều loại với độ dày mỏng khác Theo mức độ dày người ta chia làm nhiều mức khác từ Schedul 10 đến Schedul 160 Trên bảng (2.15) loại ống ký hiệu ST ống có độ dày tiêu chuẩn, ống XS loại ống có chiều dày lớn b)Tốc độ nước Trong tiêu chuẩn nga, tốc độ nước thường quy định đến 2m/s, nước muối đến 1m/s, tài liệu phương tây Anh, Mỹ tốc độ nước ống tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể đầu xả bơm, đầu hút, óng góp hồi, ống góp phân phối, phụ thuộc vào vận hành năm để tránh sói mịn phụ thuộc vào đường ính ống 76 Bảng 2.17 Tốc độ khuyên dùng Bảng 2.18 Tốc độ nước tối đa để giảm sói mịn Giờ vận hành Tốc độ nước, năm, h/năm m/s 1500 4,5 2000 4,2 3000 4,0 4000 3,6 6000 3,0 8000 2,4 Ứng dụng Phạm vi tốc độ m/s Đầu đẩy bơm 2,4-3,6 Đầu hút bơm 1,2-2,1 ống xả nước 1,2-2,1 ống góp phân phối 1,2-4,5 ống đứng lên 0,9-3,0 ứng dụng chung 1,5-3,0 Nước thành phố 0,9-2,1 c) Tính tốn đường ống dẫn nước * Lưu lượng nước yêu cầu Lưu lượng nước yêu cầu xác định tuỳ thuộc trường hợp cụ thể - Nếu nước sử dụng để giải nhiệt bình ngưng máy điều hoà: Gn= Qk ( 2-25) C p t k Gnl= Q0 ( 2-26) C p t - Lưu lượng nước lạnh : - Lưu lượng nước nóng Gnn= Qsi ( 2-27) C p t nn Qk, Q0 Qsi - Cơng suất nhiệt bình ngưng, cơng suất lạnh bình bay cơng suất gia nhiệt khơng khí, kW; ∆tn, ∆tnl, ∆tnn - Độ chênh nhiệt độ nước vào bình ngưng, bình bay sấy Thường ∆t = 3ữ50C Cp - Nhiệt dung riêng nước, Cp = 4186 J/kg.K Dọc theo tuyến ống lưu lượng thay đổi cần phải thay đổi tiết diện đường ống cách tương ứng Bảng 2.19 Lưu lượng tốc độ khuyên dùng nước với cỡ ống khác Đường kính ống đồng ống thép danh nghĩa Dy In Mm Lưu Tốc Lưu Tốc Lưu Tốc Lưu Tốc lượng độ, lượng độ lượng độ, lượng độ tối m/s tối đa, m/s tối m/s tối đa, m/s thiểu,l/s l/s thiểu,l/s l/s ẵ 15 0,13 0,58 0,11 0,64 3/4 20 0,13 0,34 0,30 0,73 0,11 0,30 0,26 0,70 77 1 1/4 1/2 2 1/2 3 1/2 25 32 40 50 60 70 80 90 125 150 200 0,30 0,53 1,04 1,70 2,96 5,19 7,41 10,4 17,0 25,9 44,5 0,46 0,49 0,67 0,70 0,82 0,91 0,98 1,07 1,13 1,16 1,16 0,53 1,19 1,70 3,33 5,19 8,89 12,6 17,0 29,6 45,2 88,9 0,82 1,07 1,13 1,40 1,43 1,58 1,65 1,77 1,95 2,01 2,32 0,26 0,52 0,89 1,48 2,96 4,82 6,67 9,63 - 0,43 0,58 0,64 0,64 0,82 0,91 0,94 1,07 - 0,56 0,96 1,48 2,96 5,57 8,15 11,1 15,6 - 0,91 1,07 1,10 1,25 1,55 1,58 1,58 1,70 - * Chọn tốc độ nước đường ống Tốc độ nước chuyển động đường ống phụ thuộc yếu tố : - Độ ồn nước gây Khi tốc độ cao độ ồn lớn , tốc độ nhỏ kích thước đường ống lớn phí tăng - Hiện tượng ăn mịn : Trong nước có lẫn cặn bẩn cát vật khác , tốc độ cao khả ăn mòn lớn * Xác định đường kính ống dẫn Trên sở lưu lượng tốc độ đoạn ống tiến hành xác định đường kính ống sau: d= 4.V ; m (2-28)   V- Lưu lượng thể tích nước chuyển động qua đoạn ống tính, m3/s V= L/ủ L - Lưu lượng khối lượng nước chuyển động qua ống, kg/s ủ - Khối lượng riêng nước, kg/m3 ự- Tốc độ nước chuyển động ống, lựa chọn theo bảng (2.17), m/s * Xác định tổn thất áp suất Có cách xác định tổn thất áp lực đường ống - Phương pháp xác định theo công thức - Xác định theo đồ thị + Xác định tổn thất áp suất theo công thức Tổn thất áp lực xác định theo công thức:  P   pcb +  pcb (2-29) Trong đó: 78 ∆Pcb=    =  l cb   (2-30) d 2 l   p ms =  (2-31) d Hệ số trở lực ma sát - Khi chảy tầng Re = ự.d/v < 2.103 , ta có:  64 (2-32) Re - Khi chảy rối Re > 104, ta có:  (2-33) (1,82 log Re 1,64) Hệ số ma sát cục lấy theo bảng 2.20 Bảng 2.20 Hệ số ma sát cục + Xác định tổn thất áp suất theo đồ thị Ngoài cách xác định theo công thức, thực tế người ta hay sử dụng phương pháp đồ thị Các đồ thị thường xây dựng tổn thất áp suất cho 1m chiều dài đường ống Khi biết ba thông số : Lưu lượng nước tuần hồn (L/s), đường kính ống (mm) tốc độ chuyển động (m/s) Thông thường biết trước lưu lượng chọn tốc độ xác định kích thước ống tổn thất áp suất cho 1m ống Hình 2.29 Tổn thất áp suất ống dẫn thép đen 79 Hình 2.30 Tổn thất áp suất ống dẫn nước đồng Hình 2.31 Tổn thất áp suất đường ống dẫn nước plastic d Lắp đặt đường ống dẫn nước Khi lắp đặt hệ thống đường ống nước cần lưu ý bố trí cho trở lực nhánh ống nhau, muốn cần bố trí cho tổng chiều dài nhánh Trên hình (2.32) trình bày sơ đồ đường dẫn nước lạnh cung cấp cho FCU AHU Ở hình (2.32a), ta thấy chiều dài nhánh ABGHA, ABCFGHA ABCDEFGHA khơng nhau, trở lực nhánh không Sơ đồ gọi sơ đồ đường quay trực tiếp Đây sơ đồ đơn giản, dễ lắp đặt tổng chiều dài đường ống nhỏ Tuy nhiên trở lực không nên cần lắp đặt van điều chỉnh để điều chỉnh lượng nước cấp cho nhánh 80 Ở hình (2.32b) sơ đồ đường quay không trực tiếp, trường hợp chiều dài đường nhánh đến FCU AHU Các FCU (AHU) có đường cấp nước dài đường hồi nước ngắn ngược lại Cần lưu ý trở lực FCU nên sử dụng sơ đồ khơng trực tiếp Nếu FCU có trở lực khác mặt kinh tế nên chọn sơ đồ loại trực tiếp , lúc cần sử dụng biện pháp khác để hiệu chỉnh cần thiết Một biện pháp mà người ta hay áp dụng sử dụng van cầu đường hút Hình 2.32 Các loại sơ đồ bố trí đường ống Trên hình (2.33) trình bày hai trường hợp lắp đặt đường ống theo sơ đồ không trực tiếp, phương án thường áp dụng cho hệ thống kín Hình (2.33a) trình bày minh họa ứng với trường hợp FCU bố trí với độ cao khác hình (2.33b) trường hợp FCU bố trí độ cao Trong trường hợp việc cần ý bố trí đường ống cho nhánh nhau, người thiết kế cần lưu ý tới cột áp tĩnh cột nước tạo nên Theo cách bố trí quảng đường cho tất FCU gần cột áp tĩnh nhau, đảm bảo phân bố nước đến nhánh Hình 2.33 Cách bố trí đường ống cấp FCU 81 3.2 Tính tốn cách nhiệt, cách ẩm đường ống gió đường ống nước lạnh Sau lắp đặt hoàn chỉnh tuyến ống, cho tiến hành cơng tác bảo ơn tồn đường ống gió Tất vật liệu bảo ơn chọn có hệ số truyền nhiệt nhỏ 0,036w/m.K 24oC Tất phần bảo ơn hở phịng máy, ngồi trời bọc ngồi lớp tơn tráng kẽm hay thép trắng bảo vệ Trước thực công tác bảo ôn phải tiến hành kiểm tra thử kín đường ống Cơng việc thực theo trình tự: - Đo ướm, cắt bơng thuỷ tinh cho vừa khổ ống - Dán đinh để găm giữ lớp bảo ơn - Đính bơng thuỷ tinh vị trí - Quấn dây nilơng giữ thủy tinh - Điền đày khoảng trống bơng thuỷ tinh nhựa nóng chảy (chú ý khoảng trống có độ rộng > 5mm) - Quấn lớp vật liệu chống cháy vải thuỷ tinh hay nhôm dát Tiêu chuẩn độ dày lớp bảo ôn cách nhiệt : + Đối với đường ống cấp gió lạnh : 50mm + Đối với đường ống cấp lạnh khu vực điều hoà : 25mm 3.3 Tính tốn thiết kế lắp đặt hệ thống tiêu âm 3.3.1 Khái niệm Tiếng ồn tập hợp âm có cường độ tần số khác xếp khơng có trật tự, gây khó chịu cho người nghe, cản trở người làm việc nghỉ ngơi a) Các đặc trưng âm Đặc trưng nguồn âm bao gồm đại lượng sau: Công suất âm thanh, áp suất âm, cường độ, độ vang vọng, tần số, tốc độ hướng - Năng lượng âm thanh, cường độ âm thanh, ngưỡng nghe ngưỡng chói tai Nguồn âm phát lượng dạng âm Năng lượng âm đo Watt Mức lượng âm 10-12 W coi ngưỡng nghe thấy tai người trẻ bình thường cảm nhận Độ ồn coi có giá trị dB (deciben) Giá trị độ ồn tương ứng với lượng âm cho Năng lượng âm nguồn âm hình dung theo bảng Công suất nguồn âm đo trực tiếp mà tính tốn từ kết đo áp suất Ta hình dung mặt cầu bao quanh nguồn gây ồn (nguồn đặt tâm mặt cầu), tất lượng phát từ nguồn ồn xuyên qua bề mặt cầu Công suất nguồn âm qua đơn vị diện tích bề mặt cầu gọi cường độ âm 82 thanh, biểu diễn w/m2 Cường độ âm tỷ lệ nghịch với khoảng cách từ bề mặt đến tâm nguồn âm Âm dao động học lan truyền hình thức sóng mơi trường đàn hồi, khơng phải sóng đến tai gây cảm giác âm Cường độ âm nhỏ sóng âm xác định mà tai người nghe thấy gọi ngưỡng nghe Âm có tần số khác giá trị ngưỡng nghe khác Cường độ âm lớn mà tai người chịu gọi ngưỡng chói tai Như ngưỡng nghe giới hạn ngưỡng chói tai giới hạn cường độ âm ứng với tần số mà tai người cảm nhận chịu đựng Bảng 2.21 Tiêu chuẩn độ ồn b) Tần số độ vang dội (loudness) âm Âm lan truyền mơi trường dạng sóng Chênh lệch vị trí phía gọi biên độ coi độ vang nguồn âm Mỗi âm đặc trưng tần số dao động sóng âm Tần số số lần dao động giây đo Hz Bình thường tai người cảm thụ âm có tần số từ 2020.000 Hz c) Mức cường độ âm L (dB) Mức cường độ âm xác định theo công thức: 83 L= 10lg I , Db (2.34) I0 I - Cường độ âm xét, W/m2 I0 - Cường độ âm ngưỡng nghe: I0 = 10-12 W/m2 d) Mức áp suất âm (dB) Mức áp suất âm xác định theo công thức: Lp= 10.lg P ,dB (2.35) P0 p - áp suất âm thanh, Pa p0 - áp suất âm ngưỡng nghe: p0 = 2.10-5 Pa e) Mức to âm (Fôn) Mức to âm sức mạnh cảm giác âm gây nên tai người, khơng phụ thuộc vào áp suất âm mà phụ thuộc vào tần số âm Tần số thấp tai người khó nhận thấy Người ta xác định mức to âm đo băng Fơn, có giá trị mức áp suất âm âm chuẩn có mức to với âm Đối với âm chuẩn, mức to ngưỡng nghe Fơn, ngưỡng chói tai 120 Fơn Các âm có giá trị áp suất âm tần số cao mức to lớn f) Dải tần số âm Cơ quan cảm giác người không phản ứng với độ tăng tuyệt đối tần số âm mà theo mức tăng tương đối Khi tần số tăng gấp đơi độ cao âm tăng lên tơng, gọi ốcta tần số Người ta chia tần số âm thành nhiều dải, giới hạn lớn gấp đơi giới hạn Tồn dải tần số âm mà tai người nghe chia ốcta tần số có giá trị trung bình 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16.000 Các dải ốc ta tần số cụ thể sau: Bảng 2.22 Các dãi ốcta STT Dãi ốcta, Hz Tần số trung bình Hz 45-90 63 90-180 125 180-355 250 355-710 500 710-1400 1000 1400-2800 2000 2800-5600 4000 5600-11200 8000 11200-22400 1600 84 3.3.2 Ảnh hưởng độ ồn Tiếng ồn có ảnh hưởng nhiều đến sức khoẻ người Mức độ ảnh hưởng tuỳ thuộc vào giá trị độ ồn Bảng (2.23) đưa số liệu mức độ ảnh hưởng độ ồn tới sức khoẻ người Bảng 2.23 Ảnh hưởng độ ồn Mức ồn Tác dụng lên người nghe dBA - Ngưỡng nghe thấy 100 - Bắt đầu làm biến đổi nhịp tim 110 - Kích thích mạnh màng nhĩ 120 - Ngưỡng chói tai 130-135 - Gây bệnh thần kinh, nôn mửa làm yếu xúc giác 140 bắp 150 - Đau chói tai, gây bệnh trí, điên 160 - Nếu nghe lâu thủng màng tai 190 - Nếu nghe lâu nguy hiểm - Chỉ nghe thời gian ngắn nguy hiểm 3.3.3 Độ ồn cho phép cơng trình Bằng thực nghiệm người ta lập họ đường cong thể mức ồn cho phép tiếng ồn dải rộng ốcta tần số Những đường gọi đường NC (Noise Criteria Curves), thể mức ồn cho phép tiếng ồn dải rộng ốcta tần ( bảng 2.24) 3.3.4 Tính tốn nguồn ồn - Nếu có nhiều nguồn ồn với mức âm L1, L2, Ln mức âm tổng tính theo cơng thức: L = 10.lg∑100,1Li (2.36) - Nếu nguồn ồn có mức âm giống L = L1 + 10lgn (2.37) Dưới mức ồn số thiết bị: a) Độ ồn quạt Tiếng ồn quạt gây phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chủng loại quạt, vận tốc, hãng quạt, chế độ làm việc, trở lực hệ thống, chất môi trường vv Độ ồn quạt gây xác định theo công thức: L = KW + 10.lgV + 20.lgH + C, dB (2.38) KW - Mức cường độ âm riêng (dB) phụ thuộc loại quạt xác định theo bảng (2.25) V - Lưu lượng thể tích qụat, CFM (1 m3 =2120 cfm) H - Cột áp toàn phần quạt, in.WG C - Hệ số hiệu chỉnh lấy theo bảng (2.26) 85 Bảng 2.24 Tiêu chuẩn độ ồn Khu vực Tiêu chuẩn Nc Tư dinh 25 - 30 Nhà cho thuê, chung cư 25 - 30 Hotel, motel a Phòng riêng, phòng ngủ 30 - 35 b Phòng Hội họp, phòng tiệc 25 - 30 c Phòng khánh tiết, hành lang 35 - 40 d Khu vực phục vụ, giúp đỡ 40 - 45 Cơ quan a Phòng điều hành 25 - 30 b Phòng họp 25 - 30 c Phịng riêng 30 - 35 d Diện tích mở 35 - 40 e Phịng máy vi tính 40 - 45 f Phịng ln chuyển cơng cộng 40 - 45 Bệnh viện, nhà điều dưỡng a Phòng riêng 25 - 30 b Phòng điều trị 30 - 35 c Phòng mổ 35 - 40 d Hành lang 35 - 40 e Khu vực công cộng 25 - 30 Nhà thờ Trường học a Phòng giảng, lớp học 25 - 30 b Phòng học mặt mở 30 - 35 Phịng thí nghiệm 35 - 40 Phịng hồ nhạc 10 Nhà hát 11 Phịng thu âm 20 -25 Bảng 2.25 trị số k loại quạt 86 Bảng 2.26 Hệ số hiệu chỉnh Tỷ lệ phần trăm với hiệu suất lớn Hệ số hiệu chỉnh C Db 90 - 100 85 - 89 75 - 84 65 - 74 55 - 64 12 50 – 54 15 b) Độ ồn phát từ máy nén bơm Nếu có catalogue thiết bị tra độ ồn Trong trường hợp khơng có số liệu độ ồn thiết bị nhà sản xuất cung cấp, ta tính theo cơng suất cụ thể sau: - Đối với máy nén ly tâm LpA = 60 + 11.lg(USTR), dBA (2.38) Trong đó: USTR - Tôn lạnh Mỹ: USTR = 3024 kCal/h - Đối với máy nén píttơng LpA = 71 + 9.lg(USTR), dBA (2.39) Khi máy làm việc non tải tăng từ đến 13 dB dải tần khác Nếu cần tính mức áp suất âm Lp tần số trung tâm cộng thêm cơng thức tính LpA giá trị bảng đây: 87 Bảng 2.27 Bảng mức áp suất âm Tần số trung tâm 63 125 250 500 1000 2000 4000 - Máy chiller ly tâm -8 -5 -6 -7 -8 -5 -8 - Máy chiller pittong -19 -11 -7 -1 -4 -9 -14 c) Tiếng ồn khơng khí miệng thổi Tiếng ồn dịng khơng khí miệng thổi phụ thuộc vào tốc độ dịng khơng khí miệng thổi kết cấu Trong catalog miệng thổi có dẫn độ ồn tương ứng với tốc độ đầu Vì thiết kế cần lưu ý không chọn tốc độ lớn Bảng 2.28 Tốc độ đầu miệng thổi Không gian điều hòa Vận tốc FPM m/s Phòng studio 300-500 1,5-2,5 Nhà ở, dinh thự 500-750 2,5-3,8 Nhà cho thuê 500-750 2,5-3,8 Nhà thờ 500-750 2,5-3,8 Phòng khách sạn 500-750 2,5-3,8 Nhà hát truyền thống 500-750 2,5-3,8 Văn phịng riêng có khử ẩm 500-750 2,5-3,8 Văn phịng riêng khơng khử ẩm 500-800 2,5-4,0 Nhà hát rối 1000 5,0 Văn phòng chung 1000-1250 6,35 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn đức Lợi , Sữa chữa máy lạnh điều hồ khơng khí NXB Khoa học kĩ thuật,2006 Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ, Kỹ thuật lạnh ứng dụng.NXB Giáo dục 2007 Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ, Kỹ thuật lạnh ứng dụng NXB Giáo dục 2007 Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ,Máy thiết bị lạnh NXB Giáo dục 2007 Nguyễn Đức Lợi , Tự động hoá hệ thống lạnh NXB Giáo dục 2007 Nguyễn Đức Lợi, Hướng dẫn thiết kế đường ống lạnh NXB Giáo dục 2006 Nguyễn đức Lợi, Hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hồ khơng khí Hà Nội 2007 Nguyễn Đức Lợi.Ga, dầu chất tải lạnh NXB Giáo dục 2006 Nguyễn Đức Lợi, Vũ Diễm Hương, Nguyễn Khắc Xương, Vật liệu kỹ thuật nhiệt - lạnh NXB Giáo dục 1998 10 Nguyễn Đức Lợi, Hà Mạnh Thư,Từ điển kỹ thuật lạnh ĐHKK Anh Việt Pháp NXB Giáo dục,1998 11 Nguyễn Đức Lợi,Phạm Văn Tuỳ.Môi chất lạnh NXB Giáo dục,1998 89 ... nước lạnh, tính thiết kế lắp đặt hệ thống tiêu âm 70 Tài liệu tham khảo GIÁO TRÌNH: THIẾT KẾ SƠ BỘ HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ MỤC TIÊU MƠ ĐUN - Nắm phương pháp tính tốn tải hệ thống điều. .. phụ tải hệ thống điều hồ khơng khí Thiết kế lắp đặt sơ hệ thống điều hồ khơng khí HỌC LIỆU - Máy thiết bị lạnh: Nhà xuất giáo dục: Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ - Thơng gió điều hồ khơng khí: :... đồ điều hồ khơng khí, biểu diễn qua trình xử lý khơng khí đồ thị I – D, xác định cơng suất lạnh/ nhiệt,năng suất gió hệ thống 35 Bài Thiết kế lắp đặt sơ hệ thống điều hồ khơng khí 46 Chọn máy