4.8.1.1. Lấy số liệu lưu lượng gió tươi
Mục đích cấp gió tươi:
Trong không gian điều hòa, đó là không gian kín nên lượng oxy có thể bị thiếu, đó là nguyên nhân làm cho con người cảm thấy khó thở hay mệt mỏi,…Từ đó có thể thấy, việc cấp gió tươi vào trong không gian điều hòa là việc rất cần thiết để bù cho lượng oxy bị thiếu.
Để kiểm tra kích thước ống gió của mình tính so với thực tế tại công trình thì phải cùng gốc xuất phát, tức là ta sẽ lấy lưu lượng gió ở thực tế công trình rồi tính kiểm tra kích thước ống gió.
Ví dụ xác định lưu lượng gió tươi ở tầng 7 ta làm như sau: - Chia các đoạn ống có kích thước khác nhau thành từng đoạn. - Xác định lưu lượng gió tại mỗi đầu van gió trên bản vẽ.
- Lưu lượng đoạn ống chính bằng tổng các lưu lượng đoạn ống nhánh. - Tiến hành lấy số liệu lưu lượng để tính kích thước rồi so sánh.
64
4.8.1.2. Tính toán kích thước ống gió
Không khí tươi được lấy trực tiếp từ bên ngoài môi trường cấp trực tiếp vào các dàn lạnh trong phòng thông qua các đường ống.
Xác định tiết diện đường ống theo công thức:
3600. td G F v = , (m2 ) (4-10) Trong đó:
- Ftd: Tiết diện đường ống gió (dài × rộng), (m2) - G: Lưu lượng gió đi trong ống, (m3 /h)
- v: Vận tốc gió được chọn đi trong ống, (m/s)
Dựa vào tiết diện ống vừa tính được chọn kích thước ống gió có tiết diện thực tế lớn hơn và gần nhất với tiết diện tính được.
Do quy mô công trình lớn nên nhóm sẽ dùng phần mềm Ductchecker để tính toán. - Sử dụng phần mềm Ductchecker để chọn kích thước ống gió theo phương pháp ma sát đồng đều.
Ví dụ tính toán kích thước ống gió cho đường ống cấp gió tươi đoạn A-F với tổng lưu lượng là 6073 (m3/h) tầng 7 của công trình như sau:
Hình 4.6. Ống cấp gió tươi của tầng 7
- Khởi động phần mềm Duct Checker lên ta chọn tab Duct size để tính kích thước ống gió và chọn propeties ở bước 1 để hiện lên cửa sổ Configs to select DUCT size, sau đó
65 chọn Standard (Low Velocity) Duct [Pa] ở bước 2, giữ nguyên các thông số mặc định mà chỉ nhập vận tốc gió đi trong ống ở bước 3 và tổn thất áp suất là 1pa/m ở bước 4 rồi apply.
Hình 4.7. Cửa sổ khởi động phần mềm Duct Checker
- Ta nhập lưu lượng 6073 ( m3/h) vào và chọn biểu tượng tính CACL như hình.
66 Một dãy kích thước sẽ hiển thị gợi ý. Đây là những kích thước được tính chọn theo tổn thất 1 Pa/m trở xuống như ta đã cài đặt.
Ta chọn kích thước với tiết diện nhỏ nhất trong số đó để tiết kiệm ống gió song phải bám sát tổn thất 1 Pa/m.
Ở đây tôi chọn kích thước 700 x 400 mm. Chúng ta có thể kiểm tra tổn thất ở dòng bên dưới Pa/m sẽ thấy giá trị 0,833 gần 1 Pa/m. Trong trường hợp nếu giá trị này bé quá chúng ta có thể chọn kích thước ống khác để có tổn thất gần 1 Pa/m nhất.
Bảng 4.6. Kích thước đường ống cấp gió tươi cho tầng 7.
Đoạn ống Lưu lượng
(m3/h) Kích thước tính Kích thước theo thực tế Tốc độ (m/s) A-F-B 6073 700 x 400 700 x 400 6,02 B-C 1630 400 x 250 400 x 250 4,53 C-D 1108 300 x 250 300 x 250 4,1 D-E 50 100 x 100 150 x 100 1,39 F-G 4443 700 x 350 700 x 400 5,04 G-H 3550 500 x 350 500 x 400 5,63 H-K 1170 300 x 250 350 x 250 4,33 K-J 105 150 x 100 150 x 100 1,94 Ống nhánh D-1 496 200 x 200 200 x 200 3,44 Ống nhánh B-4 522 250 x 200 250 x 200 2,9 Ống nhánh 4-2 320 200 x 150 200 x 150 2,96 Ống nhánh 4-3 201 150 x 150 150 x 150 2,48 Ống nhánh F-5 75,6 150 x 100 150 x 100 1,4 Ống nhánh F-6 320 200 x 150 200 x 150 2,96 Ống nhánh F-7 277 200 x 150 200 x 150 2,56 Ống nhánh F-8 219 150 x 150 150 x 150 2,7 Ống nhánh G-9 223 150 x 150 150 x 150 2,75 Ống nhánh G-10 68 100 x 100 150 x 100 1,89 Ống nhánh G-11 68 100 x 100 150 x 100 1,89 Ống nhánh G-12 130 150 x 100 150 x 100 2,41
67 Ống nhánh G-13 684 300 x 200 300 x 200 3,17 Ống nhánh G-14 295 200 x 150 200 x 150 2,7 Ống nhánh G-15 68 100 x 100 150 x 100 1,89 Ống nhánh G-16 677 300 x 200 300 x 200 3,13 Ống nhánh H-17 104 150 x 100 150 x 100 1,93 Ống nhánh H-18 533 250 x 200 250 x 200 2,96 Ống nhánh H-19 533 250 x 200 250 x 200 2,96 4.8.1.3. Tính toán tổn thất áp suất
Tổn thất áp suất trên đường ống gió được chia làm 2 phần: ∆𝑃 = ∆𝑃𝑚𝑠 + ∆𝑃𝑐b , (Pa) (4-11)
Trong đó:
∆𝑃𝑚𝑠: Trở kháng ma sát trên đường ống, (Pa)
∆𝑃𝑐𝑏: Trở kháng cục bộ trên các phụ kiện đường ống (tê, cút, gót giày,…), (Pa)
a. Xác định tổn thất ma sát:
Trở kháng ma sát của đoạn ống gió được xác định theo công thức: ΔPms = l.ΔP1 (Pa) (4-12)
Trong đó:
- ΔPms: Tổng thất ma sát trên cả đoạn ống gió, (Pa) - l: Chiều dài đoạn ống gió tính tổn thất, (m)
- ΔP1: Tổn thất ma sát trên một mét ống gió, (Pa/m)
Tổn thất ma sát trên một mét ống gió (ΔP1) của đoạn ống được xác định dựa vào đường kính tương đương và vận tốc gió thực tế đi trong ống. Tuy nhiên, để đơn giản ở đây ta sử dụng phương pháp tổn thất ma sát đồng đều, tính tổn thất ma sát cho chiều dài toàn tuyến ống với tổn thất trên mỗi mét ống là như nhau (thường ΔP1 = 1 Pa/m).
Ví dụ tính toán tổn tất áp suất ma sát trên hệ thống ống gió tươi tầng 7, ta lấy khoảng cách từ trục cấp đến đoạn ống xa nhất, ở đây là 81,55 mét.
Vậy tổn thất ma sát trên trục ống cấp gió tươi tầng 7 được xác định: ΔPms = l.ΔP1 = 81,55×1 = 81,55 Pa
68
b. Xác định tổn thất áp suất cục bộ ΔPcb:
❖ Trở kháng cục bộ của cút
Đối với tổn thất cục bộ qua các điểm nút ta xem như ΔPcb = ΔPms. Khi đó công thức tính tổn thất cục bộ được tính như sau:
ΔPcb = ltd.ΔPi , (Pa) (4-13) Trong đó:
- ΔPcb: Tổn thất áp suất cục bộ qua cút tròn và chữ nhật, Pa
- ltd : Chiều dài tương đương của các phụ kiện. ltd = a.d, xác định theo bảng 7.4 [1] - ΔP1: Trở kháng ma sát trên một mét chiều dài ống, Pa
❖ Tổn thất cục bộ của tê, chẽ nhánh, thu, mở :
- Tổn thất cục bộ qua nhánh tê
ΔPcb = n.p(v2), (Pa) (4-14) Trong đó:
- ΔPcb: Trở kháng cục bộ của tê, chẽ nhánh, thu, mở, (Pa)
- n: Hệ số cột áp động, xác định theo bảng 7.7 đến bảng 7.10 [1] - p: Cột áp động, Pa, được xác định theo bảng 7.6 [1]
Tuy nhiên đối với công trình này số chi tiết xảy ra tổn thất cục bộ có số lượng lớn và một số chi tiết trong giáo trình còn hạn chế về chiều chuyển động dòng không khí và hình dạng chi tiết không phù hợp. Chính vì vậy để thuận tiện cho quá trình tính toán, nhóm sẽ thực hiện việc tính toán tổn thất cục bộ của các chi tiết trên phần mềm ASHRAE Duct Fitting Database.
Ví dụ tính toán tổn thất cục bộ cho đường ống cấp gió tươi tầng 7 như sau:
- Tổn thất qua chạc ba đuôi cá đoạn A-F-B
Khởi động chương trình ASHRAE Duct Fitting Database, sau đó ta chọn Supply
→ Rectangular→Junctions, Diverging→Wye→Symmetrical→Dovetail, rồi ta nhập các thông số sau:
Height (H, mm) 250 Width (Wc, mm) 700 Width (Wb, mm) 400
69 Flow rate (Qc, L/s) 1686
Sau khi nhập xong, ta nhấn Calculate, chương trình sẽ tính ra được ở Pressure Loss (tổn thất áp) của chạc ba đuôi cá đoạn A-F-B là 17 Pa
Hình 4.9. Giao diện ASHRAE Duct Fittng để tính tổn thất áp cho chạc ba đuôi cá
Tượng tự ta tính cho các vị trí chạc ba đuôi cá khác trên bản vẽ.
- Tổn thất qua co 900 đoạn C-D
Khởi động chương trình ASHRAE Duct Fitting Database, sau đó ta chọn Common
→ Rectangular→Elbows→Smooth Radius→Without Vanes rồi ta nhập các thông số sau: Width (W, mm) 300
Height (H, mm) 250 Radius Ratio (r/W) 1 Angle (Theta, degree) 90 Flow rate (Q, L/s) 308
Sau khi nhập xong, ta nhấn Calculate, chương trình sẽ tính ra được ở Pressure Loss (tổn thất áp) của co 90 độ là 2 Pa.
70
Hình 4.10. Giao diện ASHRAE Duct Fittng để tính tổn thất áp cho co 900
Tượng tự ta tính cho các vị trí co khác trên bản vẽ.
- Tổn thất qua đầu giảm B-C
Khởi động chương trình ASHRAE Duct Fitting Database, sau đó ta chọn Supply →
Rectangular→Transitions→Pyramidal, rồi ta nhập các thông số sau: Height (H0, mm) 250 Width (W0, mm) 300 Height (H1, mm) 250 Width (W1, mm) 400 Length (L, mm) 400 Flow rate (Q, l/s) 307
Sau khi nhập xong, ta nhấn Calculate, chương trình sẽ tính ra được ở Pressure Loss (tổn thất áp) của đầu giảm là 1 Pa.
71 Tượng tự ta tính cho các vị trí đầu giảm khác trên bản vẽ.
- Tổn thất qua gót giày D-1
Khởi động chương trình ASHRAE Duct Fitting Database, sau đó ta chọn Supply →
Rectangular→Junctions, Diverging→Tee→ 45 dergree Entry Branch, rồi ta nhập các thông số sau: Height (H, mm) 250 Width (W,mm) 300 Height (Hs, mm) 100 Width (Ws ,mm) 150 Height (Hb, mm) 200 Width (Wb ,mm) 200 Flow rate (Qc, l/s) 219 Flow rate (Qb, l/s) 137
Sau khi nhập xong, ta nhấn Calculate, chương trình sẽ tính ra được ở Pressure Loss (tổn thất áp) của gót giày này là 4 Pa.
Hình 4.12. Giao diện ASHRAE Duct Fittng để tính tổn thất áp cho co gót giày
Tượng tự ta tính cho các vị trí gót giày khác trên bản vẽ.
- Tổn thất qua VCD 150 x 100 với lưu lượng 14 l/s
Khởi động chương trình ASHRAE Duct Fitting Database, sau đó ta chọn Common
→ Rectangular→Dampers→Damper, Butterfly, rồi ta nhập các thông số sau: Height (H, mm) 100
72 Width (W, mm) 150
Angle ( theta, deg) 30 Flow rate (Q, L/s) 14
Sau khi nhập xong, ta nhấn Calculate, chương trình sẽ tính ra được ở Pressure Loss (tổn thất áp) qua VCD này là 2 Pa.
Hình 4.13. Giao diện ASHRAE Duct Fittng để tính tổn thất áp cho van gió VCD.
Tượng tự ta tính cho các van VCD với kích thước và lưu lượng khác.
Bảng 4.7. Tổn thất áp suất cục bộ trên hệ thống gió tươi tầng 7.
Đoạn ống Tên Chi tiết
tổn thất Tổn thất cục bộ (Pa) A-F-B Chạc 3 đuôi cá 17 B-C Đầu giảm 1 C-D Co 900 2
D-E Đầu giảm 5
F-G Đầu giảm 2 G-H Co 900 6 H-K Giảm+co 450 3 K-J Đầu giảm 0 Ống nhánh D-1 Gót giày 4 Ống nhánh B-4 Gót giày 8 Ống nhánh 4-2 Gót giày 6 Ống nhánh 4-3 Giảm 2
73 Ống nhánh F-5 Gót giày 1 Ống nhánh F-6 Gót giày 1 Ống nhánh F-7 Gót giày 1 Ống nhánh F-8 Gót giày 1 Ống nhánh G-9 Gót giày 1 Ống nhánh G-10 Gót giày 1 Ống nhánh G-11 Gót giày 1 Ống nhánh G-12 Gót giày 1 Ống nhánh G-13 Gót giày 11 Ống nhánh G-14 Gót giày 1 Ống nhánh G-15 Gót giày 0 Ống nhánh G-16 Gót giày 11 Ống nhánh H-17 Gót giày 2 Ống nhánh H-18 Gót giày 16 Ống nhánh H-19 Gót giày 16 Tầng 7 VCD 227 Tổng tổn thất cục bộ 348
Vậy tổng tổn thất trên đường ống gió tươi của Tầng 7 là: ∆𝑃 = ∆𝑃𝑚𝑠 + ∆𝑃𝑐b = 81,55 + 348 = 429,55 (Pa)
Với hệ số an toàn là k=1,15 ta có: ∆𝑃 = 429,55 × 1,15= 494 (Pa)