4. XÂY DỰNG SƠ ĐỒ ĐHKK, BIỂU DIỄN QUÁ TRÌNH XỬ LÝ KHÔNG KHÍ
4.1.2.2. Sơ đồ tuần hoàn một cấp mùa đông:
* Sơ đồ nguyên lý:
Hình1.18: Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp mùa đông
* Nguyên lý hoạt động:
Không khí bên ngoài có trạng thái N(tN, φN) được lấy qua cửa lấy gió có van điều chỉnh (1) được vào buồng hoà trộn (3) . Ở đây nó được hoà trộn với không khí hồi có trạng thái T(tT, φT) để được trạng thái C. Hỗn hợp hoà trộn được đưa vào bộ sấy không khí cấp I để sấy lên trạng thái Ọ Sau đó không khí được quạt (5) thổi vào phòng (8) theo hệ thống kênh gió (6) và miệng thổi (7). Ở trong phòng không khí nhả nhiệt, hấp thụ ẩm thừa và tự thay đổi trạng thái đến trạng thái T(tT, φT). Cuối cùng một phần không khí được thải ra bên ngoài qua cửa thải (12) phần lớn được hồi lạị
* Xác định các điểm nút:
- Các điểm N(tN, φN), T(tT, φT) được xác định theo các thông số tính toán.
- Điểm C được xác định theo tỷ lệ hoà trộn:
- Điểm O là giao của đường ε = εT= QT/WT
đi qua T với đường đẳng dung ẩm qua điểm C.
* Các thiết bị:
Đối với hệ thống hoạt động theo sơ đồ mùa đông cần các thiết bị chính sau: Buồng hoà trộn, Thiết bị sấy cấp I, quạt cấp gió, hệ thống kênh gió miệng thổị
Hình1.19: Biểu diễn sơ đồ tuần hoàn 1 cấp mùa đông trên đồ thị I-d
* Xác định năng suất các thiết bị chính:
- Năng suất gió và - Công suất bộ sấy cấp I
- Sơ đồ tuần hoàn một cấp tận dụng được nhiệt của gió thải nên kinh tế hơn sơ đồ thẳng.
- Đây là sơ đồ thường hay được sử dụng trên thực tế. 4.2. Xác định công suất lạnh/nhiệt, năng suất gió của hệ thống:
Từ các phương trình cân bằng nhiệt, ẩm và chất độc hại ta xác định được phương trình xác định năng suất gió.
- Năng suất gió để thải nhiệt:
T Q T V Q L I I kg/s
- Năng suất gió để thải ẩm:
W W L T T V d d kg/s
- Năng suất gió để thải chất độc hại:
T T Z T V T G G L Z Z Z kg/s
Trong các công thức trên T là trạng thái không khí trong phòng, V là trạng thái không khí trước khi thổi vào phòng.
Khi thiết kế hệ thống điều hoà thường phải đảm bảo 2 thông số nhiệt và ẩm không đổi theo yêu cầu, tức là phải thỏa mãn đồng thời 2 phương trình cân bằng nhiệt và ẩm.
Hay nói cách khác ta có: LQ= LW
Đại lượng εTgọi là hệ số góc tia của quá trình tự thay đổi trạng thái của không khí trong phòng do nhận nhiệt thừa và ẩm thừạ
Như vậy để trạng thái của không khí trong phòng không đổi thì trạng thái không khí thổi vào phòng V(tV, φV) phải luôn luôn nằm trên đường εT= QT/WT đi qua điểm
T(tT, φT).
* Lưu ý:
Trong từng sơ đồ điều hòa không khí, phần tính công suất lạnh/nhiệt, năng suất gió của hệ thống chúng ta đã tính toán cụ thể.
* Các bước và cách thức thực hiện công việc:
1.1. Quy trình và các tiêu chuẩn thực hiện công việc:
TT Tên công việc Thiết bị - dụng cụ Tiêu chuẩn thực hiện
01 Xác định kết cấu hộ ĐHKK: Bản vẽ mặt bằng không gian ĐH, thước mét Xác định kích thước, kết cấu ngăn che, mặt bằng không gian ĐHKK
Xác định công năng các không gian ĐHKK
02 Chọn cấp điều hòa và xác định thông số tính
toán trong nhà, ngoài
trời:
Bảng biểu tra nhiệt độ độ ẩm, giấy bút
Chọn cấp điều hòaphù hợp Chọn thông số tính toán trong nhà, ngoài trời đúng
03 Tính nhiệt thừa, ẩm thừa, kiểm tra đọng sương: Bảng biểu, công thức tính và giấy bút Tính nhiệt thừa đúng Tính ẩm thừa đúng
Kiểm tra đọng sương đúng
04 Xây dựng sơ đồ ĐHKK, biểu diễn quá ĐHKK, biểu diễn quá trình xử lý không khí trên đồ thị I - d, xác định công suất Bảng biểu, công thức tính sơ đồ ĐHKK, đồ thị I - d, giấy bút
Xây dựng sơ đồ ĐHKK, biểu diễn quá trình xử lý không khí trên đồ thị I – d
Xác định công suất lạnh/nhiệt, năng suất gió của hệ thống
lạnh/nhiệt, năng suất gió của hệ thống:
05 Kết thúc Giấy bút Tính toán xác định được phụ tải của hệ thống ĐHKK
1.2. Hướng dẫn cách thức thực hiện công việc:
Tên công việc Hướng dẫn
Xác định kết cấu hộ ĐHKK:
- Yêu cầu về kỹ thuật:
Xác định đúng đặc điểm công trình
Xác định kích thước, kết cấu ngăn che, mặt bằng không gian ĐHKK, công năng các không gian ĐHKK
- Trang thiết bị:
(Đủ bản vẽ không gian ĐH, thước mét cuộn, la bàn) Chọn cấp điều
hòa và xác định thông số tính toán trong nhà,
ngoài trời:
- Yêu cầu về kỹ thuật
Chọn cấp điều hòaphù hợp với đặc điểm công trình
Chọn thông số tính toán trong nhà, ngoài trời đúng với biểu mẫu và an toàn vệ sinh
- Trang thiết bị: Bảng biểu tra nhiệt độ, độ ẩm,giấy bút Tính nhiệt thừa,
ẩm thừa, kiểm tra đọng sương:
- Yêu cầu về kỹ thuật
Tính nhiệt thừa đúng theo các công thức, bảng biểu
Tính ẩm thừa đúng theo các công thức, bảng biểu
Kiểm tra đọng sương đúng, chính xác
- Trang thiết bị: Bảng biểu, công thức tính và giấy bút Xây dựng sơ đồ ĐHKK, biểu diễn quá trình xử lý không khí trên đồ thị I - d, xác định công
- Yêu cầu về kỹ thuật
Xây dựng sơ đồ ĐHKK
Biểu diễn quá trình xử lý không khí trên đồ thị I - d thông qua
hệ số
W
T T
Q
và thông số tính toán trong nhà, ngoài trời đã chọn
suất lạnh/nhiệt, năng suất gió của hệ thống:
- Trang thiết bị: Bảng biểu, công thức tính, sơ đồ ĐHKK, đồ thị I -
d, giấy bút Kết thúc Thống kê các thông số, xác định hệ số W T T Q , công suất lạnh/nhiệt, năng suất gió của hệ thống
1.3. Những lỗi thường gặp và cách khắc phục:
TT Hiện tượng Nguyên nhân Cách phòng ngừa
1 Hệ số không thể hiện được trên I - d
Do tính nhiệt thừa sai Hoặc tính ẩmthừa sai
Kiểm tra và tính lại cẩn thận
2 Không biểu diễn được quá trình xử
lý không khí trên
đồ thị I -- d
Do chọn thông số tính toán trong nhà, ngoài trời
sai hoặc xác định W T T Q sai
Kiểm tra và tính lại cẩn thận
3 Công suất lạnh/ nhiệt, năng suất gió của hệ thống quá nhỏ
Do chọn thông số tính toán trong nhà, ngoài trời sai hoặc xác định W T T Q sai
Kiểm tra và tính lại cẩn thận
BÀI TẬP THỰC HÀNH CỦA HỌC VIÊN
Các bài tập áp dụng, ứng dụng kiến thức: Thực hành theo chương trình Bài thực hành giao cho nhóm, mỗi nhóm tối đa 5 sinh viên
Nguồn lực và thời gian cần thiết để thực hiện công việc: Theo chương trình Kết quả và sản phẩm phải đạt được: Đáp ứng tiêu chuẩn
* Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập:
Thực hành: Tính toán xác định phụ tải hệ thống điều hoà không khí Lý thuyết: Vận dụng công thức tính,tra bảng biểu và đồ thị I-d
Sau khi tính toán và biểu diễn quá trình xử lý không khí trên đồ thị I-d , trả lời thêm 1 hoặc 2 câu hỏi của giáo viên
BÀI 2: THIẾT KẾ LẮP ĐẶT SƠ BỘ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
Mã bài: MĐ ĐL 24- 02 Giới thiệu:
Sau khi tính toán xác định phụ tải hệ thống điều hoà không khí, chung ta tiến hành thiết kế lắp đặt sơ bộ hệ thống điều hoà không khí. Đó là công việc rất quan trọng, cần thiết để chọn máy và thiết bị cho hệ thống ĐHKK.Từ đó có thể chọn được hệ thống điều hòa thích hợp, đạt hiệu quả kinh tế cao cả về vốn đầu tư thiết bị cũng như giá vận hành,bảo dưỡng, sửa chữa sau nàỵ
Mục tiêu:
- Chọn máy và thiết bị cho hệ thống ĐHKK: Máy nén, AHU, FCU, dàn nóng, dàn lạnh, bơm, quạt, tháp giải nhiệt,...
- Bố trí thiết bị, tính toán xác định kích thước hệ thống nước, không khí;
- Tính toán đường ống, cách nhiệt, cách ẩm đường ống gió, nước lạnh, tính và thiết kế lắp đặt hệ thống tiêu âm.
- Cẩn thận, chính xác, khoa học
- Tuân thủ đúng các nguyên tắc về an toàn điện.
-Tổ chức hợp lý nơi học tập và làm việc
1. CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG ĐHKK: MÁY NÉN, AHU, FCU, DÀN NÓNG, DÀN LẠNH, BƠM, QUẠT, THÁP GIẢI NHIỆT:
1.1. Chọn máy lạnh cho hệ thống ĐHKK:
Trên cơ sở xây dựng và tính toán các sơ đồ ĐHKK đã nêu ở phần trên, chúng ta hoàn toàn xác định được công suất yêu cầu của từng thiếtbị có trong hệ thống ĐHKK. Vấn đề được đặt ra trong chương này là: chúng ta phải đi tính chọn các máy và thiết bị như thế nào để phù hợp với các yêu cầu của hệ thống ĐHKK đã lựa chọn. Công việc tính toán máy và thiết bị bao gồm:
- Phân tích lựa chọn hệ thống ĐHKK cho phù hợp với yêu cầu cụ thể cho từng loại công trình.
- Xác định công suất của Máy và thiết bị lạnh vừa lựa chọn khi chúng làm việc ở chế độ thực tế.
* Phân tích lựa chọn hệ thống ĐHKK:
Hệ thống ĐHKK là một tập hợp máy móc, thiết bị, dụng cụ, ... để tiến hành các quá trình xử lí không khí như sưởi ấm, làm lạnh, khử ẩm, gia ẩm, ... điều chỉnh không chế và duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà như nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch, khí tươi, sự tuần hoàn phân phối không khí trong phòng nhằm đáp ứng nhu cầu tiện nghi và công nghệ.
Việc lựa chọn hệ thống điều hòa thích hợp cho công trình là hết sức quan trọng, nó đảm bảo cho hệ thống đáp ứng được đầy đủ những yêu cầu của công trình. Nói chung, một hệ thống ĐHKK thích hợp khi thỏa mãn các yêu cầu do công trình đề ra cả về kỹ thuật, mỹ thuật, môi trường, sự tiện dụng về vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa, độ an toàn, độ tin cậy, tuổi thọ và hiệu quả kinh tế caọ
Ví dụ, khi thiết kế hệ thống ĐHKK cho một tòa nhà hoặc một phân xưởng có năng suất lạnh yêu cầu dưới 100 tấn lạnh (350kW) thì chỉ nên dùng loại tổ hợp gọn mà không dùng loại trung tâm nước. Nhưng đối với một tòa nhà chung cư, dù năng suất lạnh yêu cầu có lớn đến mấy cũng không thể dùng hệ thống trung tâm nước vì ở Việt Nam chưa có thói quen tính tiền điều hòa theo kiểu khoán diện tích vì mức sống còn chưa cao, hơn nữa nhiều gia đình không có thói quen dùng điều hòa, vì vậy tốt hơn hết là để gia đình tự trang bị, sử dụng và tự chịu tiền điện. Ở các nước phương Tây, việc sưởi ấm mùa đông và điều hòa mùa hè thường được tính khoán ngay vào tiền nhà vì các hệ thống cung cấp năng lượng này đều là kiểu trung tâm; nhưng chắc ở Việt Nam, chế độ này còn lâu mới thực hiện được. Do đó các chung cư cao vài chục tầng ở các khu Linh Đàm, Định Công, Trung Hòa vẫn phải thiết kế để các hộ gia đình có điều kiện tự lắp đặt các máy điều hòa cục bộ kiểu cửa sổ, 2 hoặc nhiều cụm kiểu tách tùy chủ hộ.
Các loại hệ thống ĐHKK hiện nay rất đa dạng và phong phú đáp ứng nhiều ứng dụng cụ thể của hầu hết các ngành kinh tế, tuy nhiên để có thể lựa chọn thích hợp các
hệ thống ĐHKK cúng ta cần phải biết được các đặc điểm cấu tạo và nguyên lí làm việc của từng loại hệ thống ĐHKK (phần này sẽ được trình bày chi tiết ở các mục sau). * Xác định công suất thực của hệ thống ĐHKK khi chế độ làm việcthay đổi:
Cũng giống như hệ thống lạnh, năng suất lạnh của hệ thống hoặc một máy ĐHKK không phải cố định mà luôn luôn thay đổi theo điều kiện môi trường, nghĩa là năng suất lạnh của máy điều hòa nhiệt độ tăng khi nhiệt độ trong phòng tăng và nhiệt độ ngoài nhà giảm và ngược lại giảm khi nhiệt độ trog phòng giảm và nhiệt độ ngoài nhà tăng. Nói tóm lại Q0 = f(t0, tk).
Nhà chế tạo thường cho năng suất của máy ĐHKK ở dạng đồ thị và dạng bảng phụ thuộc nhiệt độ trong nhà và bên ngoài trong catalog kỹ thuật. Trong catalog thương mại thường chỉ có năng suất lạnh ở một chế độ tiêu chuẩn nên muốn biết năng suất lạnh ở chế độ khác cần phải tính toán hiệu chỉnh theo chế độ làm việc thực.
Vấn đề hiệu chỉnh và xác định năng suất lạnh thực của các máy điều hòa không
khí thường rất phiền phức vì phải biết trước được rất nhiều các thông số thì mới có thể tính toán được. Do giới hạn của chương trình, chúng tôi không trình bày kỹ phần nàỵ Để đơn giản và dễ sử dụng cho người kĩ thuật trong thực tế, xin giới thiệu phương pháp ước đoán năng suất lạnh thực theo kinh nghiệm.
Phương pháp này dễ dùng và đảm bảo được sai số cho phép.
Trong thực tế, hầu hết trong các catalog của các máy ĐHKK các hãng chế tạo chỉ cho công suất máy ở chế độ làm việc tiêu chuẩn.
- Đối với các máy ĐHKK của Nga và các nước thuộc phe xã hội chủ nghĩa cũ thì chế độ làm việc tiêu chuẩn của máy ĐHKK như sau:
+ Nhiệt độ sôi: t0 = 5C
+ Nhiệt độ qua nhiệt hơi hút: tqn = 15C
+ Nhiệt độ ngưng tụ: tk = 35C
+ Nhiệt độ quá lạnh lỏng: tql = 30C.
- Đối vói các máy ĐHKK của Mỹ - Nhật thì chế độ làm việc tiêu chuẩn như sau: + Nhiệt độ trong nhà khô và ướt: tT = 27C, tư = 19C (đôi khi tư = 19,5C)
+ Nhiệt độ ngoài nhà tk = 35C.
Trên cơ sở các chế độ làm việc tiêu chuẩn của hai dòng máy nêu trên, khi muốn chuyển đổi sang công suất lạnh thực tế khi máy làm việc ở chế độ thực ta có thể áp dụng theo kinh nghiệm sau đây:
- Nhiệt độ bay hơi giảm 1C so với nhiệt độ tiêu chuẩn (nhiệt độ trong phòng giảm 1C) năng suất lạnh thựcgiảm 3,3% so với năng suất lạnh tiêu chuẩn.
- Nhiệt độ ngưng tụ tăng 1C (nhiệt độ ngoài trời tăng 1C) so với nhiệt đô tiêu chuẩn, năng suất lạnh thực giảm 1%.
Ví dụ:
Hãy xác định năng suất lạnh thực tế của một máy ĐHKK của Nga có kí hiệu là P80 môi chất lạnh R22, có năng suất lạnh ở điều kiện tiêu chuẩn Q0TC = 216 kW. Khi
máy làm việc ở chế độ: t0 = 0C, tqn = 10C, tk = 40C, tql = 35C.
Giải:
Áp dụng phương pháp trên ta có:
- Nhiệt độ bay hơi thực t0 = 0C giảm đi so với t0TC là: t0 = 5 - 0 = 5C, vậy
năng suất lạnh giảm đi là Q0 = 5.3,3% = 16,5%.
- Nhiệt độ ngưng tụ thực tk 4C tăng lên so với tkTC là: tk = 40 – 35 = 5C, vậy năng suất lạnh giảm đi là Q0 = 5.1% = 5%.
- Vậy Q0 thực bằng:
Q0thực = [100% - (16,5 + 5)%].Q0TC = 169,56 kW. * Chú ý:
Khi áp dụng các phương pháp trên để tính toán công suất lạnh thực cho loại máy 2 hay nhiều cụm (máy điều hòa tách) thì ngoài việc tính toán công suất lạnh thực tế thay đổi theo nhiệt độ còn phải tính đến ảnh hưởng của đường ống nối gas và độ cao chênh lệch giữa hai cụm dàn nóng và dàn lạnh. Nếu các giá trị đều nằm ngoài giá trị cho phép của nhà chế tạo, thì phải hiệu chỉnh thêm công suất lạnh. Đường ống nối gas và độ cao chênh lệch giữa hai cụm dàn nóng và dàn lạnh càng lớn thì công suất lạnh càng giảm. Hệ số hiệu chỉnh công suất lạnh được cho trong catalog của nhà chế tạọ
Ví dụ: Theo tài liệu của hãng Daikin khi độ dài ống gas dài 30m, độ cao chênh lệch giữa cụm dàn nóng và dàn lạnh từ 0 30m thì năng suất lạnh giảm 7%.
1.1.1. Tính chọn hệ thống ĐHKK kiểu cục bộ:
1.1.1.1. Đặc điểm chung: