1 - Trần hệ thống 2 - Thanh treo 3 - Đoạn ren 4 - Bu lông + Đai ốc
5 - Thanh sắt đỡ 6 - Bông thủy tinh cách nhiệt 7 - Ống gió 8 - Vít nở
Vật liệu sử dụng chủ yếu là tơn tráng kẽm có bề dày từ 0,5 ÷ 1,2 mm. Đường ống
gió có tiết diện hình chữ nhật được sử dụng phổ biến vì nó phù hợp với kết cấu nhà treo đỡ, chế tạo, dễ bọc cách nhiệt, và đặc biệt các chi tiết phụ như cút, xuyên, chạc 3, chạc 4… dễ chế tạo hơn các tiết diện khác (vuông, trịn, ơ van ).
5.1.3. Phương pháp tính tốn
- Phương pháp ma sát đồng đều:
Thiết kế hệ thống ống gió sao cho tổn thất áp suất trên 1m chiều dài đường ống đều nhau trên toàn tuyến ống, ở bất cứ tiết diện nào và bằng tổn thất trên 1 m chiều dài đoạn ống chuẩn. Đây là phương pháp sử dụng phổ biến nhất, nhanh và tương đối chính xác. Phương pháp này cho phép xác định bất cứ đoạn ống nào trên mạng mà không cần phải biết trước kích thước các đoạn trước, rất phù hợp với thực tế thi công tại các công trường. Phương pháp này thích hợp cho hệ thống tốc độ thấp (phịng ở, khách sạn, hội trường, nhà hàng …) cho cả ống đi, ống về và ống thải.
- Phương pháp tính tốn lý thuyết:
Dựa vào các cơng thức lý thuyết và tính tốn tuần tự kích thước đường ống từ đầu đến cuối tuyến ống sao cho áp suất tĩnh tại các vị trí lắp đặt miệng hút và miệng thổi khơng thay đổi. Đây là phương pháp có thể coi là chính xác nhất, nhưng phức tạp và mất nhiều thời gian.
- Phương pháp giảm dần tốc độ:
Người thiết kế bằng kinh nghiệm của mình chủ động thiết kế giảm dần tốc độ theo
chiều chuyển động của dịng khơng khí trong tuyến ống. Tuy thiết kế nhanh nhưng phụ
6 5 4 3 2 1 7 8
thuộc vào chủ quan của người thiết kế và khó chính xác. Thiết kế theo phương pháp này, hệ thống bắt buộc phải lắp các van điều chỉnh lưu lượng ống gió.
- Phương pháp phục hồi áp suất tĩnh:
Xác định kích thước của ống dẫn sao cho tổn thất áp suất trên đoạn đó đúng bằng độ gia tăng áp suất tĩnh do sự giảm tốc độ chuyển động của khơng khí sau mỗi nhánh rẽ. Phương pháp này tương tự với phương pháp lý thuyết, nhưng ở đây người ta thiết kế chủ yếu sử dụng các đồ thị.
Trong đồ án này ta chọn phương pháp ma sát đồng đều để tính tốn thiết kế hệ thống cấp khí tươi. Phương pháp ma sát đồng đều có ưu điểm là thiết kế rất nhanh, người thiết kế khơng bắt buộc phải tính tốn tuần tự từ đầu tuyến ống đến cuối mà có thể tính bất cứ đoạn ống nào tuỳ ý, điều này có ý nghĩa trên thực tế thi cơng ở cơng trường. Có hai hướng lựa chọn thiết kế:
Cách 1: Chọn tiết diện đoạn đầu nơi gần quạt là tiết diện điển hình, chọn tốc độ chuyển động khơng khí phù hợp với đoạn ống đó. Từ đó xác định đoạn ống có kích thước điển hình, tổn thất ma sát trên 1m chiều dài của đoạn ống điển hình. Giá trị tổn thất đó được coi là chuẩn trên tồn tuyến ống.
Cách 2: Chọn tổn thất áp suất hợp lý và giữ nguyên giá trị đó trên tồn bộ hệ thống đường ống gió. Trên cơ sở từng đoạn lưu lượng đã biết tiến hành xác định kích thước từng đoạn.
Tuy nhiên cách 2 có nhược điểm là lựa chọn tổn thất thế nào là hợp lý. Nếu chọn tổn thất bé thì kích thước đường ống lớn dẫn đến chi phí đầu tư tăng, nhưng nếu chọn tốc độ lớn thì sẽ gây ồn, chi phí vận hành tăng.
Trên thực tế ta chọn cách thứ nhất vì tốc độ gió cho ở các bảng là các thơng số đã được xác định dựa trên tính tốn kĩ thuật đã được cân nhắc bởi các yếu tố nêu ở trên. Sau đây là các bước thiết kế theo cách 1:
Bước 1 : Lựa chọn tiết diện đầu là tiết diện điển hình.
Chọn tốc độ gió cho tiết diện đó và tính kích thước đoạn ống điển hình: Diện tích tiết diện F1, kích thước cạnh a1, b1 và đường kính tương đương dtd .
F1 = V1/ω1 = a1.b1 (5.1)
Xác định đường kính tương đương dtđ đoạn ống điển hình theo bảng 6.4 (Tr164/TL[5]) hoặc theo công thức sau:
dtđ = 1 1 0,625 0,25 1 1 ( . ) 1,3. ( ) a b a b+ , mm (5.2)
Từ lưu lượng và tốc độ tiến hành xác định tổn thất áp suất cho 1 m ống tiết diện
điển hình (dựa vào đồ thị ). Giá trị đó được cố định trên tồn tuyến ống.
Bước 2 : Trên cơ sở tổn thất chuẩn tính kích thước các đoạn cịn lại dựa vào lưu lượng đã biết. Người ta nhận thấy với điều kiện tổn thất áp suất khơng đổi thì với một tỷ lệ % lưu lượng so với tiết diện điển hình sẽ có tỷ lệ % tương ứng về tiết diện. Để q trình tính tốn dễ dàng và thuận tiện người ta xây dựng mối quan hệ tỷ lệ % tiết diện đoạn
ống điển hình theo tỷ lệ % lưu lượng.
Xác định tỷ lệ % lưu lượng của các đoạn ống theo tiết diện điển hình. kiL= Vi
V1.100% (5.3)
Xác định kích thước các đoạn ống theo tỷ lệ % so với tiết diện đoạn ống điển hình F1
Fi =kiL.F1 = ai.bi (5.4)
Bước 3: Tổng trở lực của đoạn ống có chiều dài tổng lớn nhất là cơ sở để chọn quạt dàn lạnh.
∑∆p=(∑L+∑Ltd).Δp1 (5.5)
Trong đó:
∑L – Tổng chiều dài của các đoạn ống trên tuyến đang xét, m.
∑Ltd – Tổng chiều dài tương tương của các tổn thất cục bộ, m.
Δp1 – Tổn thất áp suất trên 1m chiều dài đường ống (giá trị cố định), N/m2.
- Đặc điểm của phương pháp này:
Phương pháp ma sát đồng đều có ưu điểm là thiết kế rất nhanh, người thiết kế khơng bắt buộc phải tính tốn tuần tự từ đầu tuyến ống đến cuối mà có thể tính bất cứ đoạn ống nào tùy ý, điều này có ý nghĩa đến thực tế thi cơng ở công trường.
Phương pháp ma sát đồng đều cũng đảm bảo tốc độ giảm dần dọc theo chiều chuyển động, có độ tin cậy cao hơn phương pháp giảm dần tốc độ.
Không đảm bảo phân bố lưu lượng đều trên toàn tuyến ống nên các miệng thổi cần phân bố thêm van điều chỉnh.
Việc lựa chọn tổn thất cho 1m ống khó khăn. Thường chọn Δp = 0,5 – 1,5 N/m2
cho 1m ống.
Phương pháp ma sát đồng đều được sử dụng rất phổ biến.
5.2. Tính tốn hệ thống đường ống gió theo phương pháp ma sát đồng đều
5.2.1. Tính tốn đường ống gió tươi
Đây là hệ thống điều hịa lớn, khơng làm lạnh sơ bộ khí tươi, khơng khí tươi được lấy trực tiếp từ ngồi mơi trường qua hệ thống ống dẫn vào hịa trộn với gió hồi và được làm lạnh đến nhiệt độ cần thiết rồi cấp vào khơng gian điều hịa. Chọn đường ống dẫn khí có tiết diện là hình chữ nhật và hình vng để thuận lợi cho việc lắp đặt.
Từ các thơng số đã có cho mỗi tầng như:
Tổng lưu lượng gió tươi cần thiết cho từng tầng: Được tính bằng tổng lưu lượng gió tươi cần cấp cho mỗi phịng, đơn vị kg/s
Tốc độ tối ưu: Theo bảng 6.3 trang 162 TL[2] ta chọn tốc độ khơng khí đi trong ống là ω1 = 4.5 m/s.
Chọn tiết diện đầu tiên làm tiết diện điển hình. Lưu lượng gió qua tiết diện ban đầu là: G1 = 0,599 m3/s
Lựa chọn tốc độ khơng khí đi trong ống: Chọn tốc độ ban đầu ω1 = 6 m/s Diện tích đoạn ống đầu là:
f1 = G1/ ω1 = 0,599/4.5= 0,13 m2 (5.6)
Tiết diện đoạn ống đầu là:
axb = 400x250 mm (5.7)
Tính lại tốc độ gió:
ω1 = 0,599/0,088 = 6.8 m/s (5.8)
Theo cơng thức 6.7 trang 163 TL[2] ta có đường kính tương đương: dtd = 1,3. (ab)0,625
(a+b)0,25= 343 mm (5.9)
Trên cơ sở tỉ lệ % lưu lượng của các đoạn ống kế tiếp ta xác định được tỉ lệ % tiết diện của nó theo bảng 6.48 trang 200 TL[2], xác định kích thước axb các đoạn đó, xác định tiết diện thực và tốc độ thực.
Kết quả tính kích thước ống gió chính các tầng được thể hiện trong bảng phụ lục Diện tích ống nhánh:
% lưu lượng ống nhánh = lưu lượng ống nhánh/tổng lưu lượng Tiết diện ống = % tiết diện x tiết diện ống chính
Bảng 5.2 Thống ơng cấp gió tươi
Đoạn Lưu lượng Tiết diện Tốc độ Kích thước
V( m3/s) % % F( m2) 𝜔𝜔( m/s) mm AB 0.599 66 72.5 0.11 4.52 400x250 BC 0.1 11 17.5 0.027 3.7 200x150 BD 0.177 19.5 38 0.058 3.05 300x200 CD 0.1 11 17.5 0.027 3.7 200x150 DE 0.1 11 17.5 0.027 3.7 200x150 DF 0.1 11 17.5 0.027 3.7 200x150 5.3. Chọn miệng thổi, hút
5.3.1. Phân loại miệng thổi
- Theo hình dạng
+Miệng thổi chữ nhật, vng
+Miệng thổi dẹt
- Theo cách phân phối gió
+Miệng thổi khuếch tán
+Miệng thổi có cánh điều chỉnh đơn và đơi
+Miệng thổi kiểu lá sách
+Miệng thổi kiểu chắn mưa
+Miệng thổi có cánh cố định
+Miệng thổi đục lổ
+Miệng thổi kiểu lưới
- Theo vị trí lắp đặt
+Miệng thổi gắn trần
+Miệng thổi gắn tường
+Miệng thổi đặt nền, sàn
5.3.2. Chọn miệng thổi
Đối với cơng trình này ta chọn miệng cấp gió tươi loại lá sách
5.4. Chọn quạt cấp gió tươi
5.4.1. Tính tổn thất áp suất trên đường ống gió
- Tổn thất ma sát
Đối với ống gió, khi sử dụng đồ thị, trở kháng ma sát Δpms có thể tính theo cơng thức:
Δpms = l. Δp1 , Pa (5.10)
Trong đó:
L: chiều dài ống gió, m
Δp1: trở kháng ma sát trên 1 m chiều dài ống, tra trên toán đồ 7.24 trang 373 TL[5] ứng với khơng khí có nhiệt độ 20oC, áp suất p = 1,013 bar (760 mmHg) và vật liệu chế tạo ống là tôn tráng kẽm nhẵn. Tuy nhiên khi nhiệt độ khơng khí dao động từ 0 đến 50oC sai số vẫn có thể bỏ qua.
- Tổn thất cục bộ
Tổn thất cục bộ bao gồm tổn thất tại các vị trí co-cút, tê, đột thu,… Δpcb = n.pđ(ω1)
Trong đó:
n – hệ số cột áp động pđ – áp suất động, Pa
KẾT LUẬN
- Kết luận lựa chọn phương pháp điều hồ cho cơng trình
Vì cơng trính là một khách sạn với nhiều phòng, nếu như ta lắp đặt hệ thống điều hịa VRV thì hợp lý vì các phịng trong khách sạn khơng thể lúc nào cũng trong tình trạng dùng hết phịng được. Nên với đặc điểm của cơng trình khách sạn thì sử dụng hệ thống điều hịa trung tâm VRV khi chỉ một vài phịng dùng điều hịa thì máy lạnh sẽ chạy trong phịng đó các máy cịn lại sẽ khơng hoạt động và nó đảm bảo các chỉ tiêu về độ sạch, nhiệt độ và độ ẩm của khơng khí trong nhà, theo tiêu chuẩn về tiện nghi sức khỏe của con người.
- Kết luận lựa chọn sơ đồ điều hồ khơng khí
Việc chọn sơ đồ điều hồ khơng khí một cấp có hồi nhiệt một phần là hợp lý vì khách sạn là nơi để nghỉ ngơi nên hồn tồn khơng có các chất độc hại nên ta có thể hồi nhiệt để tăng năng suất lạnh.
- Kết luận lựa chọn máy điều hồ cho khách sạn
Vì đây là khách sạn nên yêu cầu thẩm mỹ cao, chiều cao của phịng cho phép ta có trần giả nên lựa chọn giàn lạnh casset, giấu trần nối ống gió là hợp lý nhất vì loại này nhỏ gọn và có độ ồn thấp. Ngồi ra ở những phịng có diện tích nhỏ, khơng thích hợp lắp đặt dàn lạnh dấu trần nối ống gió thì ta sẽ lắp đặt dàn lạnh loại treo tường.
- Tính kiểm tra dàn nóng
Vị trí lắp đặt dàn nóng được chỉ trên bản vẽ thiết kế thi công, điều kiện cụ thể tại công trường và cũng được đảm bảo các yêu cầu sau :
+Các dàn nóng được đặt tại nơi an tồn.
+Các dàn nóng ngồi trời được đặt nơi thơng gió tốt.
+Các dàn nóng được đặt tại tầng mái của tồ nhà.
+Các dàn nóng được đặt trên giá đỡ bêtơng, chân các dàn nóng có lót một tấm đệm cao su chống rung dày 10mm.
- Kết luận lựa chọn đường ống và Refnet
Kích cở của đường ống môi chất được lựa chọn theo nguyên tắc: theo số máy lắp đặt, kích thước đoạn ống sau lấy bằng kích thước của mày có tổng cơng suất của các máy trước.
Việc lựa chọn loại Refnet kết nối tùy thuộc vào cơng suất của dàn nóng và chỉ số năng suất lạnh của các dàn lạnh.
Kích thước của ống nước ngưng được lựa chọn theo lưu lượng nước ngưng tụ, đồng thời khi lắp đặt sẻ có độ dốc của đường ống ngang là 1%. Hệ thống đường ống nước ngưng được lắp đặt hợp lý đảm bảo được yêu cầu thoát nước ngưng.
- Kết luận lựa chọn đường ống gió
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. ThS. Nguyễn Công Vinh. Bài giảng học phần điều hồ khơng khí.
[2]. PGS.TS. Võ Chí Chính (2003). Tính tốn thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí hiện
đại. NXB Khoa học và kỹ thuật.
[3]. (2013). Qui chuẩn kỹ thuật Quốc gia về các cơng trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả. QCVN 09:2013/BXD. Hà Nội.
[4]. (2010). Tiêu chuẩn Quốc gia thơng gió- điều hồ khơng khí tiêu chuẩn thiết kế.
TCVN 5687: 2010. Nhà xuất bản xây dựng.
[5]. GS.TS. Nguyễn Đức Lợi (2005). Hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí. NXB Khoa học và kỹ thuật.