3. TÍNH TỐN ĐƯỜNG ỐNG, CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM ĐƯỜNG ỐNG GIÓ,
3.2. Tính tốn cách nhiệt, cách ẩm đường ống gióvà đường ống nước lạnh:
3.2.1. Vật liệu cách nhiệt:
Các vật liệu cách nhiệt dùng trong hệ thống lạnh có nhiệm vụ hạn chế dòng nhiệt truyền từ ngồi mơi trường có nhiệt độ cao hơn vào phịng lạnh, đường ống hay các thiết bị làm việc ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ môi trường qua vách ống, vỏ thiết bị hay kết cấu bao che của phịng lạnh, bể lạnh. Chính những dịng nhiệt này gây nên tổn thất lạnh, tăng tiêu hao năng lượng, chi phí vốn đầu tư, chi phí vận hành,...
Để phát huy được tác dụng, chiều dày lớp cách nhiệt phải được tính tốn theo hai điều kiện cơ bản sau:
1- Vách ngoài của kết cấu bao che, của ống dẫn hay của thiết bị khơng đọng sương.
2- Tổng chi phí cho một đơn vị lạnh là thấp nhất.
Chi phí để có được một đơn vị cơng suất lạnh (W, kW, kcal/h, ...) gồm chi phí vốn đầu tư và chi phí vận hành.
Cách nhiệt càng dày, chi phí vốn đầu tư cho cách nhiệt càng lớn, nhưng ít tổn thất lạnh nên chi phí vận hành lại giảm (yêu cầu công suất lạnh phát ra, tiêu thụ điện cho động cơ máy nén, bơm, quạt và chi phí khác ít hơn). Ngược lại, cách nhiệt càng mỏng thì chi phí đầu tư giảm nhưng lạnh tổn thất nhiều và chi phí vận hành lại tăng.
Vì vậy, chiều dày cách nhiệt phải được xác định theo điều kiện tối ưu tổng hợp: tổng chi phí vốn và chi phí vận hành là nhỏ nhất.
* Yêu cầu của vật liệu cách nhiệt: - Hệ số dẫn nhiệt nhỏ ( 0) - Khối lượng riêng nhỏ
- Độ thấm hơi nước nhỏ ( 0) - Độ bền cơ học và độ dẻo cao
- Bền ở nhiệt độ thấp và khơng ăn mịn các vật liệu xây dựng tiếp xúc với nó - Khơng cháy hoặc khơng dễ cháy
- Khơng bắt mùi và khơng có mùi lạ
- Không gây nấm mốc, phát sinh vi khuẩn, không bị chuột, sâu bọ đục phá - Không độc hại với cơ thể con người
- Không độc hại với các sản phẩm bảo quản, làm biến chất và giảm chất lượng sản phẩm
- Vận chuyển, lắp ráp, gia công, sửa chữa dễ dàng - Rẻ tiền, dễ kiếm, khơng cần có sự bảo dưỡng đặc biệt
Trong thực tế khó có vật liệu cách nhiệt nào đáp ứng đầy đủ các yêu cầu trên, nên khi chọn vật liệu cách nhiệt cho một cơng trình cần cân nhắc những ưu điểm và nhược điểm cụ thể của nó để quyết định.
Trong các yêu cầu nêu trên chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá vật liệu cách nhiệt là hệ số dẫn nhiệt , giá trị của nó phụ thuộc vào những yếu tố sau:
a, Khối lượng riêng:
Khối lượng riêng của vật liệu cách nhiệt là khối lượng của 1 m3 vật liệu tính cả phần rỗng chứa khí. Khối lượng riêng càng nhỏ thể tích phần rỗng chứa khí càng lớn và hệ số dẫn nhiệt càng nhỏ, nhưng khối lượng riêng nhỏ cũng có nghĩa là vật liệu sẽ có độ bền cơ học thấp. Để đảm bảo độ bền người ta không thể giảm khối lượng riêng xuống quá thấp.
b, Kích thước các lỗ rỗng trong vật liệu cách nhiệt:
Kích thước các lỗ rỗng nhỏ dịng nhiệt đối lưu trong lỗ giảm, hệ số dẫn nhiệt giảm.
c, Nhiệt độ: Thơng thường nhiệt độ giảm thì hệ số dẫn nhiệt giảm. d, Áp suất của chất khí trong lỗ: Càng nhỏ thì hệ số dẫn nhiệt càng nhỏ. e, Độ ẩm:
Là yếu tố rất quan trọng, độ ẩm của vật liệu cách nhiệt tăng sẽ làm giảm khả năng cách nhiệt do nước trong vật liệu cách nhiệt dẫn nhiệt tương đối tốt làm cho hệ số dẫn nhiệt tăng. Cách nhiệt buồng lạnh bao giờ cũng phải đi đôi với cách ẩm.
* Vật liệu cách nhiệt thường dùng: Polystirol (Styropo), Polyurethane, Polyvinylclorit, nhựa phenol, nhựa phormadehit, bơng thuỷ tinh, bơng khống
3.2.2. Vật liệu cách ẩm:
Do nhiệt độ mơi trường bên ngồi và trong kho lạnh chênh lệch, nên áp suất của hơi nước ở mơi trường bên ngồi ln lớn hơn áp suất hơi nước trong buồng lạnh dẫn đến ln có một dịng ẩm đi từ ngoài vào buồng lạnh, khi gặp nhiệt độ thấp trong buồng lạnh, ẩm ngưng đọng lại trong kết cấu cách nhiệt làm giảm khả năng cách nhiệt, gây nấm mốc và thối rữa cho vật liệu cách nhiệt.
Vật liệu cách ẩm thường dùng: Bitum, giấy dầu, nilông, màng nhựa, màng nhôm, vải thuỷ tinh có sơn qt, tơn
3.2.3. Tính chọn:
* Nguyên tắc bố trí lớp cách ẩm:
Để cách ẩm đạt hiệu quả cao nhất người ta phải bố trí lớp cách ẩm ở vị trí hợp lý để nó phát huy được tác dụng.
- Nếu tính từ phía nóng vào phía lạnh thì vị trí lớp cách nhiệt ở trong và lớp cách ẩm bên ngoài.
- Lớp cách ẩm không cần quá dầy, chỉ cần vài mm, nhưng phải liên tục, không nứt, đứt quãng tạo thành các cầu thấm ẩm.
- Khơng bố trí lớp cách ẩm nằm trong lớp cách nhiệt để ẩm trong lớp cách nhiệt (nếu có) có thể thốt vào buồng lạnh được dễ dàng. Trường hợp khơng thể ví dụ như đường ống có vách là vật liệu cách ẩm hồn tồn thì việc bọc chống ẩm địi hỏi phải thật nghiêm ngặt.
- Đường kính trong của lớp cách nhiệt chính là đường kớnh ngoài của đường ống gió, đường nước lạnh
- Yêu cầu đối với chiều dày lớp vật liệu cách nhiệt: a, Vách ngồi của kết cấu bao che khơng được đọng sương:
Vách ngoài đọng sương khi nhiệt độ của bề mặt vách nhỏ hơn nhiệt độ đọng sương, nhiệt độ này càng nhỏ khi chiều dày lớp cách nhiệt nhỏ vì vậy chiều dày của lớp vật liệu cách nhiệt phải đủ lớn.
Giá thành một đơn vị lạnh bao gồm nhiều yếu tố, trong đó có chi phí cho cơng tác cách nhiệt, giá thành vật liệu cách nhiệt khá cao, thường chiếm tới 20 - 40% giá thành xây dựng nên không thể thiết kế với chiều dày lớp vật liệu cách nhiệt q lớn. 3.3. Tính tốn thiết kế lắp đặt hệ thống tiêu âm:
Tiếng ồn là tập hợp những âm thanh có cường độ và tần số khác nhau sắp xếp khơng có trật tự, gây khó chịu cho người nghe, cản trở con người làm việc và nghỉ ngơi.
3.3.1. Các nguồn gây ồn :
Nguồn ồn gây ra cho khơng gian điều hịa có các nguồn gốc sau:
- Nguồn ồn do các động cơ quạt, động cơ, máy lạnh đặt trong phòng gây ra - Nguồn ồn do khí động của dịng khơng khí .
- Nguồn ồn từ bên ngồi truyền vào phịng + Theo kết cấu xây dựng
+ Theo đường ống dẫn khơng khí + Theo dịng khơng khí
+ Theo khe hở vào phịng
- Nguồn ồn do khơng khí ra miệng thổi 3.3.2. Cách khắc phục
a. Nguồn ồn do các động cơ, thiết bị trong phòng:
- Chọn thiết bị có độ ồn nhỏ: Khi chọn các máy điều hoà, các dàn lạnh, FCU, AHU cần lưu ý độ ồn của nó, tránh sử dụng thiết bị có độ ồn lớn.
- Bọc tiêu âm cụm thiết bị: Trong nhiều trường hợp người ta chọn giải pháp bọc tiêu âm cụm thiết bị. Chẳng hạn các FCU, AHU và quạt thơng gió cơng suất lớn khi lắp đặt trên laphông sẽ gây ồn khu vực đó nên người ta thường bọc cách âm cụm thiết bị này.
- Thường xuyên bôi trơn các cơ cấu chuyển động để giảm ma sát giảm độ ồn - Đặt thiết bị bên ngồi phịng
Dịng khơng khí chuyển động với tốc độ cao sẽ tạo ra tiếng ồn. Vì thế khi thiết kế phải chọn tốc độ hợp lý.
c. Nguồn ồn truyền qua kết cấu xây dựng:
- Đối với các phòng đặc biệt, người thiết kế xây dựng phải tính tốn về cấu trúc sao cho các nguồn ồn khơng được truyền theo kết cấu xây dựng vào phịng, bằng cách tạo ra các khe lún, không xây liền dầm, liền trục với các phịng có thể tạo ra chấn động.
- Một trong những trường hợp hay gặp là các động cơ, bơm và máy lạnh đặt trên sàn cao. Để khử các rung động do các động cơ tạo ra lan truyền theo kết cấu xây dựng làm ảnh hưởng tới các phòng dưới, người ta đặt các cụm thiết bị đó lên các bệ quán tính đặt trên các bộ lị xo giảm chấn. Qn tính của vật nặng và sức căng của lị xo sẽ khử hết các chấn động do các động cơ gây ra.
- Đối với các FCU, AHU và quạt dạng treo, thường người ta treo trên các giá có đệm cao su hoặc lị xo.
d. Nguồn ồn truyền theo các ống dẫn gió, dẫn nước vào phịng:
Các ống dẫn gió, dẫn nước được nối với quạt và bơm là các cơ cấu chuyển động cần lưu ý tới việc khử các chấn động lan truyền từ động cơ theo đường ống. Trong quá trình hoạt động các chấn động từ các thiết bị đó có thể truyền vào phịng và tạo ra độ ồn nhất định. Để khử các chấn động truyền theo đường này người ta thường sử dụng các đoạn ống nối mềm bằng cao su
e. Nguồn ồn do truyền theo dịng khơng khí trong ống dẫn:
Do kênh dẫn gió dẫn trực tiếp từ phịng máy đến các phịng, nên âm thanh có thể truyền từ gian máy tới các phòng, hoặc từ phòng này đến phòng kia. Để khử độ ồn truyền theo dịng khơng khí người ta sử dụng các hộp tiêu âm, hoặc đoạn ống tiêu âm.
Trong kỹ thuật điều hồ người ta có giải pháp bọc cách nhiệt bên trong đường ống. Lớp cách nhiệt lúc đó ngồi chức năng cách nhiệt cịn có chức năng khử âm. f. Nguồn ồn bên ngồi truyền theo khe hở vào phịng:
Để ngăn ngừa phải làm phịng kín, đặc biệt các phòng yêu cầu về độ ồn khắt khe.
Khi tốc độ khơng khí ra miệng thổi lớn, có thể gây ồn. Vì vậy phải chon tốc độ khơng khí ra miệng thổi hợp lý.
3.3.3.Thiết bị tiêu âm:
Trong kỹ thuật điều hồ khơng khí người ta thường sử dụng các thiết bị tiêu âm nhằm giảm âm thanh phát ra từ các thiết bị và dịng khơng khí chuyển động truyền đến khu vực xung quanh và đặc biệt là truyền vào phòng.
Đối với các thiết bị nhỏ như các quạt, FCU và AHU người ta bọc kín thiết bị bằng các hộp tiêu âm để hút hết các âm thanh phát xạ từ thiết bị không để chúng lan truyền ra chung quanh
Đối với các AHU lớn, phòng máy Chiller người ta đặt trong các phịng máy kín có bọc cách âm.
Đối với dịng khơng khí người ta sử dụng các hộp tiêu âm đặt trên đường đi. Các hộp tiêu âm này có nhiệm vụ hút hết âm lan truyền theo dịng khơng khí chuyển động. Dưới đây trình bày cấu tạo của hộp tiêu âm đặt trên đường ống.
Hình 2.28: Cấu tạo hộp tiêu âm.
Cấu tạo của hộp tiêu âm gồm các lớp sau đây (kể từ trong ra ngoài) : - Lớp tơn có đực lỗ Φ6, a=20mm
- Lớp vải mỏng - Lớp bông hút âm - Lớp tơn vỏ ngồi
Hộp tiêu âm được định hình nhờ khung gỗ bao quanh . Độ dày D của lớp bông thuỷ tinh nằm trong khoảng 100 ÷ 300mm. Độ dày càng lớn khả năng hút âm càng tốt.
Lớp trong cùng là lớp tơn đục lỗ , các lỗ có tác dụng hút âm thanh, trong một số trường hợp người ta sử dụng lứới sắt hoặc lưới nhựa để thay thế.
4. TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỆ THỐNG ĐHKK: ĐHKK:
Khi tính tốn, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho hệ thống ĐHKK hoàn toàn phụ thuộc vào việc lựa chọn hệ thống ĐHKK, phụ thuộc vào việc chọn máy và thiết bị của hệ thống. Thông thường mạch điện điển hình của hệ thống ĐHKK giải nhiệt bằng nước, phân ra từng cụm trên sơ đồ gồm:
- Mạch điện chính
- Mạch điện điều khiển quạt
- Mạch điện điều khiển máy nén (gồm cả mạch khóa liên động của bơm nước giải nhiệt – nếu có )
- Mạch tự động bảo vệ
Sau đây xin giói thiệu 1 số mạch điện điển hình: 4.1. Mạch điện động lực trong hệ thống lạnh:
Các thiết bị chính trên mạch điện động lực bao gồm: - MCCB - Aptomat
- CT: Biến dòng
- MC: Tiếp điểm khởi động từ cuộn chạy của máy nén - MD - Tiếp điểm khởi động từ mạch tam giác
- MS - Tiếp điểm khởi động từ mạch sao - OCR - Rơle nhiệt
- M - Môtơ ; P – Bơm (Pump); F – Quạt (Fan) - A – Ampekế
- Dây điện các loại
Đối với động cơ máy nén quá trình khởi động diễn ra như sau:
Khi nhấn nút START trên mạch điều khiển, nếu khơng có bất cứ sự cố nào thì cuộn dây khởi động từ (MC) có điện và đóng tiếp điểm thường mở MC trên mạch động lực. Trong khoảng 5 giây đầu tiên (đặt ở rơ le thời gian), cuộn dây khởi động từ (MS) có điện và tiếp điểm thường mở MS của nó trên mạch động lực đóng. Lúc đó máy chạy theo sơ đồ sao, dòng khởi động giảm đáng kể. Sau thời gian đặt, rơ le thời gian tác động ngắt điện cuộn (MS) và đóng điện cho cuộn (MD), tương ứng các tiếp điểm trên mạch động lực, MD đóng và MS mở. Máy chuyển từ sơ đồ nối sao sang sơ đồ tam giác.
- Đối với các thiết bị có cơng suất nhỏ như bơm, quạt dịng khởi động nhỏ nên không cần khởi động theo sơ đồ sao – tam giác như máy nén.
Hình 2.30 : Mạch khởi động sao - tam giác
Các ký hiệu trên mạch điện:
- MC, MS và MD – Cuộn dây khởi động từ sử dụng đóng mạch chính, mạch sao và mạch tam giác của mơ tơ máy nén.
- AX - Rơ le trung gian - T - Rơ le thời gian
Khi hệ thống đang dừng cuộn dây của rơ le trung gian (AX) khơng có điện, các tiếp điểm thường mở của nó ở trạng thái hở nên các cuộn dây (MC), (MD), (MS) khơng có điện.
Khi nhấn nút START để khởi động máy, nếu hệ thống khơng có các sự cố áp suất cao, áp suất dầu, áp suất nước, quá nhiệt thì tất cả các tiếp điểm thường đóng HPX, OPX, WPX, OCR ở trạng thái đóng. Dịng điện đi qua cuộn dây của rơ le trung gian (AX). Khi cuộn dây (AX) có điện nhờ tiếp điểm thường đóng AX mắc nối tiếp với tiếp điểm MCX nên tự duy trì điện cho cuộn AX. Tiếp điểm thường mở MCX đóng khi
khơng có sự cố áp suất nước ở bơm giải nhiệt máy nén và bơm giải nhiệt dàn ngưng (xem mạch bảo vệ áp suất nước).
Khi cuộn (AX) có điện, tiếp điểm thường mở AX thứ hai của nó sẽ đóng mạch điện cho các cuộn dây khởi động từ (MC) và (MS) hoặc (MD). Trong thời gian 5 giây đầu (thời gian này có thể thay đổi tuỳ ý) rơ le thời gian T có điện và bắt đầu đếm thời gian, mạch cuộn dây khởi động từ (MS) có điện, máy chạy theo sơ đồ nối sao, cuộn (MD) khơng có điện.
Sau thời gian đặt 5 giây, tiếp điểm của rơ le thời gian nhảy và đóng mạch cuộn (MD) và mạch cuộn (MS) mất điện. Kết quả máy chuyển từ sơ đồ nối sao sang tam giác.
Do cuộn dây (MC) nối với cặp tiếp điểm thường mở MS, MD nối song song nên dù máy có chạy theo sơ đồ nào thì cuộn (MC) cũng có điện.
Khi xảy ra quá nhiệt (do máy q nóng hay dịng điện q lớn) thì cơ cấu lưỡng kim của rơ le quá nhiệt OCR nhảy và đóng mạch điện đèn báo hiệu sự cố (L
1) báo hiệu sự cố đồng thời cuộn (AX) mất điện và đồng thời các khởi động từ của mô tơ máy nén mất điện và máy dừng.
Nếu xảy ra một trong các sự cố áp suất dầu, áp suất cao hoặc áp suất nước, hoặc nhấn nút STOP thì cuộn (AX) mất điện và máy nén cũng sẽ dừng.
Hình 2.31: Mạch điện điều khiển hệ thống lạnh
Mạch giảm tải trong sơ đồ đã chỉ ra trên hình 10-14 được sử dụng để giảm tải