Năng suất lạnh của dàn nĩng được tính hiệu chỉnh như sau : Q0t = Q0N.α1. α2. α3. α4
Trong đĩ :
α1 – hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ ngồi nhà α2 – hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ trong nhà
α3 – hệ số hiệu chỉnh theo chiều dài đường ống ga và chênh lệch độ cao giữa 2 dàn
α4 – hệ số hiệu chỉnh theo tỷ lệ kết nối dàn lạnh /dàn nĩng Q0Nl/Q0Nn Q0Nl – tổng năng suất lạnh danh định của các dàn lạnh
Q0Nn – năng suất lạnh danh định của dàn nĩng Tính ví dụ cho tầng 3:
Năng suất lạnh yêu cầu Q0yc = 108 kW ta chọn dàn nĩng RXYQ40PAY1(E) năng suất lạnh danh định QoN = 112 kW. Phương án lắp đặt với 12 dàn lạnh FXFQ80MVE năng suất lạnh 9,0 kW.
Với cơng thức trên ở tùy từng trường hợp cĩ thể ứng dụng một cách linh hoạt. Tổng năng suất lạnh yêu cầu của tầng 3 là: Qoyc = 96,708 kW.
Hiệu chỉnh năng suất lạnh theo nhiệt độ trong nhà và ngồi trời(tra bảng 5.9[2, tr.245]. Ta cĩ α1. α2 = 0,97
α3: Hệ số hiệu chỉnh theo chiều dài đường ống gas và chênh lệch độ cao giữa 2 dàn.
Hệ số hiệu chỉnh theo chiều dài đường ống gas và chênh lệch độ cao giữa 2 dàn.
Độ cao giữa 2 dàn là 45 m, dàn nĩng đặt ở trên dàn lạnh Ước tính chiều dài ống gas:
Đoạn L1 (từ dàn nĩng tới refnet đầu tiên): 14 m Đoạn L2 của tất cả các dàn lạnh: 150 m
Chiều dài tương đương L = L1 .0,5+ L2= 14.0,5 + 150 = 157 m α3 = 0,98
Hệ số hiệu chỉnh theo tỷ lệ kết nối dàn lạnh /dàn nĩng Q0Nl/Q0Nn - Tổng năng suất lạnh danh định của các dàn lạnh Q0Nl = 108 kW - Tổng năng suất lạnh danh định của các dàn nĩng Q0Nn =112 kW
Tỷ lệ kết nối dàn lạnh/ dàn nĩng Nn Nl Q Q 0 0 = 112 108 = 0,96
Năng suất lạnh của các dàn lạnh được tính hiệu chỉnh như sau: Đối với dàn lạnh 9 kW :
Q0N = 9.0,97.0,98. 0,96 = 8,2 kW
Tổng năng suất lạnh của các dàn lạnh 8,2 x 12 = 98,4 kW Năng suất lạnh thực của dàn nĩng:
Q0t = 112. 0,97.0,98. 0,96 = 102,2 kW > Q0N = 98,4 kW Q0t = 102,2 kW > Q0N = 98,4 kW thỏa mãn yêu cầu.
Q0N = 98,4 kW > Qoyc = 96,708 kW thỏa mãn yêu cầu.
Như vậy với phương án lựa chọn thiết bị như trên là phù hợp với yêu cầu thiết kế.
5.3. Chọn các thiết bị của hệ thống điều hịa khơng khí 5.3.1. Chọn bộ chia gas
Bộ chia gas là thiết bị khơng thể thiếu dùng để kết nối các đường ống gas và đảm bảo việc phân phối lưu lượng mơi chất tới các dàn lạnh từ dàn đầu tiên tới dàn cuối.
Việc lựa chọn bộ chia gas phụ thuộc vào:
+ Lưu lượng mơi chất tuần hồn và năng suất lạnh của dàn lạnh. + Vị trí lắp đặt bộ chia.
+ Lượng rẽ nhánh.
Để đảm bảo sự đồng đều về cấu trúc và đồng bộ về thiết bị em chọn các bộ chia gas của hãng Daikin.
Dựa theo catalog kỹ thuật ta cĩ thể chọn được các bộ chia gas tương ứng với tiết diện ống. Chi tiết các bộ chia được thể hiện trong bản vẽ sơ đồ nguyên lý hệ thống ĐHKK.
Hình 5.3: Mơ phỏng kết nối bộ gĩp gas và bộ chia gas
Đối với các cụm dàn nĩng (outdoor unit) được sử dụng thì các bộ chia gas được chọn như sau:
Bảng 5.3. Cách chọn bộ chia gas đầu tiên Kiểu dàn nĩng Kiểu bộ chia gas
RXYQ20PAY1(E) KHRP26A72T RXYQ30PAY1(E) KHRP26A73T+KHRP26M73TP RXYQ34PAY1(E) KHRP26A73T+KHRP26M73TP RXYQ40PAY1(E) KHRP26A73T+KHRP26M73TP RXYQ48PAY1(E) KHRP26A73T+KHRP26M73TP RXYQ52PYA1(E) KHRP26A73T+KHRP26M73TP
♦Đối với bộ chia gas khác sau bộ chia gas đầu tiên tính từ dàn nĩng, thì dựa vào tổng chỉ số cơng suất của dàn lạnh và chọn theo bảng 5.6.
Bảng 5.4. Cách chọn bộ chia gas sau bộ chia gas đầu tiên Tổng chỉ số cơng suất mà nĩ phục vụ Bộ chia gas <200 KHRP26A22T 200 <290 KHRP26A33T 290 <640 KHRP26A72T 640 KHRP26A73T Cách lắp đặt bộ chia gas:
- Đối với bộ chia nằm ngang: luơn đặt 2 nhánh ở mặt phẳng nằm ngang. - Đối với bộ chia thẳng đứng: chỉ cần đặt thẳng đứng bộ chia gas.
Hình 5.4. Cách lắp đặt bộ chia gas
5.3.2. Đường ống dẫn mơi chất
Ống dẫn mơi chất là ống đồng phục vụ cho ngành lạnh. Các ống dạng cuộn mềm hoặc ống thẳng cĩ độ cứng trung bình, loại ống phải chịu được nhiệt độ thấp và áp lực làm việc cao. Việc chọn lựa ống đồng phải được thực hiện trên cơ sở xem xét áp suất vận hành của mơi chất lạnh và kích thước các zăc co vào dàn lạnh tất cả các vật liệu chế tạo đường ống phải theo tiêu chuẩn.
Ta chọn chiều dài cũng như tiết diện ống đồng dẫn mơi chất phụ thuộc vào từng vị trí lắp đặt và đường kính của các bộ chia ga đã chọn.
5.3.2.1. Kích cỡ ống đồng kết nối với dàn nĩng
Ống đồng kết nối với dàn nĩng được chọn theo năng suất của dàn nĩng và chiều dài đường ống từ dàn nĩng tới dàn lạnh đầu tiên.
Bảng 5.5. Kích cỡ ống đồng kết nối với dàn nĩng
5.3.2.2. Kích cỡ ống đồng kết nối giữa bộ chia gas và dàn lạnh
Bảng 5.6. Kích cỡ ống đồng kết nối giữa bộ chia gas và dàn lạnh
Cơng suất danh định dàn lạnh Đường ống gas Đường ống lỏng
20 ÷ 28 9,52 6,35
36 ÷ 56 12,7 6,35
71 ÷ 160 15,88 9,52
5.3.2.3. Kích cỡ ống đồng giữa các bộ chia gas
Bảng 5.7. Kích cỡ ống đồng giữa các bộ chia gas
Tổng năng suất lạnh danh định Đường ống gas Đường ống lỏng
≤ 179 12,7 6,35
180 < x ≤ 370 15,88 9,52
371 < x ≤ 539 28,58 15,88
5.3.3. Hệ thống đường ống nước ngưng
Hệ thống đường ống nước ngưng cùng với hệ thống đường ống dẫn mơi chất và hệ thống đường ống giĩ là 3 hệ thống đường ống chính trong một hệ thống điều hịa khơng khí hồn chỉnh. Trong đĩ đường ống dẫn nước ngưng là khơng thể thiếu đối với hệ thống điều hịa trung tâm.
Nhiệm vụ của hệ thống đường ống dẫn nước ngưng:
Đường ống dẫn nước ngưng làm nhiệm vụ thu gom, vận chuyển và thải nước ngưng tại các dàn lạnh ra ngồi đảm bảo cho nước ngưng khơng bị ứ đọng lại các dàn lạnh hoặc cĩ thể rớt ra khơng gian điều hịa làm ảnh hưởng đến chất lượng cơng trình.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống:
Tại các dàn lạnh, gas cĩ nhiệt độ thấp từ dàn nĩng đến chạy bên trong các dàn ống trao đổi nhiệt, khơng khí bên ngồi mơi trường cĩ độ ẩm cao được quạt dàn lạnh hút vào gặp dàn ống trao đổi nhiệt sẽ được làm lạnh đến nhiệt độ yêu cầu rồi thổi vào khơng gian điều hịa. Hơi ẩm trong cĩ khơng khí khi bị làm lạnh sẽ đọng sương lại trên thành ống trao đổi nhiệt, rớt xuống máng hứng nước ngưng của dàn.
Nước ngưng tại các dàn lạnh sẽ được bơm nước ngưng (hoặc là do chênh lệch áp suất thủy tĩnh) đẩy về hệ thống ống dẫn nước ngưng rồi được đưa vào hệ thống đường ống nước thải của tịa nhà.
Do đặc điểm dàn lạnh được trang bị bơm thốt nước ngưng ngay tại hộp máy nên khả năng thốt nước ngưng là khơng bị hạn chế chính vì vậy mà ta cĩ thể lắp đặt đường ống dẫn nước ngưng rất dễ dàng và thuận tiện.
Mỗi một dàn lạnh đã được trang bị một bơm nước thuộc dạng tiêu chuẩn đã được nhà chế tạo tính tốn kỹ lưỡng đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.
Ống dẫn nước ngưng là các ống nhựa PVC và các phụ kiện cũng bằng PVC nên dễ dàng thi cơng và lắp đặt.
Do đặc điểm của nước đi trong đường ống là nước cĩ nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ mơi trường nên với tất cả các đường ống dẫn nước ngưng đều phải được
bọc cách nhiệt và cách ẩm kỹ lưỡng đảm bảo cho khơng cĩ hiện tượng đọng sương bên ngồi ống gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng cơng trình.
Ống nhựa PVC Cách nhiệt
Hình 5.5. Ống dẫn nước ngưng.
5.4. Chọn thiết bị thơng giĩ thu hồi nhiệt HRV
Đặc điểm của hệ thống HRV:
+ Kết hợp điều hịa khơng khí và thơng giĩ:
Hệ thống HRV cĩ chức năng thơng giĩ và thu hồi lượng nhiệt bị mất qua quá trình thơng giĩ. Hệ thống này hạn chế sự thay đổi nhiệt độ phịng do thơng giĩ gây ra, do đĩ luơn duy trì được mơi trường khơng khí chất lượng cao trong nhà.
+ Thiết bị gọn nhẹ:
Với chiều cao 306mm, thiết bị được đặt dễ dàng trong khơng gian bị hạn chế, ví dụ như trên trần giả.
+ Bảo tồn năng lượng:
HRV thu hồi lại năng lượng nhiệt qua quá trình thơng giĩ và hạn chế sự thay đổi nhiệt độ phịng do quá trình thơng giĩ gây ra, do đĩ bảo tồn năng lượng và giảm tải hệ thống điều hịa khơng khí. Theo như tính tốn ở trên, hệ thống điều hịa cĩ tác dụng làm lạnh khơng khí từ tN = 32,8 0C, φN = 66 % xuống tT = 250C, φT = 65% và tư = 19,50C. Khi ta sử dụng thiết bị thơng giĩ HRV thì tải lạnh này sẽ giảm khoảng 30%.
Tự động chuyển chế độ thơng giĩ theo tình trạng hoạt động của máy điều hịa khơng khí. Cĩ thể lấy một ví dụ đơn giản nếu tải lạnh yêu cầu trong phịng điều hịa là Qyc = 2500 W, khi sử dụng thiết bị thơng giĩ HRV thì sẽ giữ lại được khoảng 250 W, như vậy tải điều hịa giảm sẽ giảm khoảng 10%.
Giảm tải điều hịa khơng khí (2%) bằng cách khơng chạy HRV khi khơng khí vẫn sạch ngay sau khi máy điều hịa bật.
+ Vận hành chế độ làm lạnh ban đêm:
Chế độ vận hành làm lạnh khơng khí ban đêm là một chức năng bảo tồn năng lượng, chức năng này sẽ làm việc ban đêm khi các máy điều hịa khơng khí tắt. Do các phịng cĩ chứa thiết bị văn phịng làm cho nhiệt độ phịng tăng lên, chế độ tự làm lạnh ban đêm sẽ làm giảm tải lạnh khi máy điều hịa bật vào buổi sáng. Việc này cũng sẽ giúp tránh cảm giác khơng thoải mái vào buổi sáng mà nguyên nhân là do tích lũy nhiệt trong suốt cả đêm.
Với các ưu điểm nêu trên hệ thống HRV của hãng Daikin được lựa chọn cho cơng trình này.
Đối với tịa nhà này mỗi tầng sẽ được thiết kế lắp đặt 1 hệ thống thơng giĩ thu hồi nhiệt HRV để đảm bảo tính tiện nghi cho mơi trường khơng khí chất lượng cao bên trong khơng gian văn phịng làm việc.
Tính tốn ví dụ cho tầng 3:
Lưu lượng khơng khí tươi cần cho 1 người trong 1 giờ được xác định theo bảng 4.19[TL1-Tr176], tachọn l = 7,5 l/s.người.
l = 7,5 l/s = 27 m3/h
Đối với tầng 3 số người cĩ trong khơng gian điều hịa là n = 65 người, vậy lưu lượng khơng khí tươi cần cấp cho tầng 3 là :
LN = n . l = 65 x 27 = 1755 m3/h
Theo catalog HRV của hãng Daikin ta cĩ thể chọn 1 bộ VAM2000GJVE. Các tầng cịn lại tính tốn tương tự và các hệ thống HRV được chọn trong
Bảng 5.8. Chi tiết chọn hệ thống HRV các tầng
Tầng Số người, n l, m3/h LN, m3/h Model Số lượng
1 48 27 1296 Sảnh 11 27 297 VAM2000GJVE 1 Lửng 35 27 945 VAM1000FAVE 1 2 65 27 1755 VAM2000GJVE 1 3÷7 65 27 1755 VAM2000GJVE 5 8 56 27 1512 VAM2000GJVE 1 9÷12 56 27 1512 VAM2000GJVE 4 13 50 27 1350 VAM1500GJVE 1 14 50 27 1350 VAM1500GJVE 1 15 40 27 1080 VAM1500GJVE 1 16 67 27 1809 HL 12 27 324 VAM2000GJVE 1
Hình 5.6. Hệ thống thu hồi nhiệt HRV
SA (Cấp khí vào phịng) EA (Khí thải ra bên ngồi)
OA (Khí tươi từ bên ngồi)
CHƯƠNG 6
TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN
VÀ PHÂN PHỐI KHƠNG KHÍ
Hệ thống vận chuyển và phân phối khơng khí bao gồm các phần tử sau: - Hệ thống đường ống giĩ.
- Hệ thống các miệng thổi và hút và VCD. - Quạt giĩ.
- Các thiết bị phụ khác.
6.1. Hệ thống đường ống giĩ
Hệ thống đường ống giĩ cĩ chức năng dẫn và phân phối giĩ tới các nơi khác nhau tùy theo yêu cầu. Thiết kế hệ thống đường ống giĩ phải đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau :
- Ít gây ồn.
- Tổn thất nhiệt nhỏ. - Trở lực đường ống bé.
- Đường ống gọn đẹp khơng làm ảnh hưởng tới mỹ quan cơng trình. - Phân phối giĩ đều cho các miệng thổi.
- Chi phí đầu tư thấp.
Tùy theo chức năng hệ thống đường ống giĩ được phân ra làm 3 loại chính: - Hệ thống đường ống giĩ tươi.
- Hệ thống đường ống giĩ thải. - Hệ thống đường ống giĩ hồi.
Cĩ thể thiết kế đường ống giĩ dựa theo 3 phương pháp chủ yếu sau:
- Phương pháp giảm dần tốc độ : là phương pháp đơn giản nhất, tuy nhiên người thiết kế cần cĩ kinh nghiệm thực tế. Để thực hiện được phương pháp này người thiết kế cĩ thể chủ động lựa chọn tốc độ giĩ ở từng đoạn ống từ miệng thổi
của quạt đến đường ống chính, các ống nhánh cho tới miệng thổi khuếch tán vào phịng.
- Phương pháp ma sát đồng đều : là chọn tổn thất áp suất ma sát trên 1 mét ống cho tất cả các đoạn ống đều bằng nhau để tiến hành tính tốn thiết kế đường ống giĩ.
- Phương pháp phục hồi áp suất tĩnh : nội dung chính của phương pháp này là xác định kích thước ống dẫn sao cho tổn thất áp suất trên đoạn đĩ đúng bằng độ gia tăng áp suất tĩnh do sự giảm tốc độ chuyển động của khơng khí sau mỗi nhánh rẽ sử dụng để thiết kế đường ống giĩ đi, khơng dùng để thiết kế ống hồi và phạm vi sử dụng ít.
- Phương pháp ma sát đồng đều ưu việt hơn hẳn phương pháp giảm dần tốc độ vì nĩ khơng cần phải cân bằng đối với các hệ thống đường ống đối xứng. Nếu hệ thống khơng đối xứng, cĩ các nhánh ngắn và nhánh dài thì nhánh ngắn nhất cần phải cĩ van đĩng bớt để hạn chế lưu lượng.
Qua phân tích trên ta chọn phương pháp ma sát đồng đều để thiêt kế hệ thống ống giĩ cho cơng trình là phù hợp nhất. Và chọn tổn thất áp suất là Δp1 = 1 Pa/m.
6.1.1. Tính tốn đường ống giĩ tươi 6.1.1.1. Tốc độ khơng khí đi trong ống
Tốc độ khơng khí đi trong ống là một đại lượng được quan tâm nghiên cứu nhiều. Tốc độ khơng khí cao, cơng suất quạt lớn, độ ồn lớn nhưng nhược điểm là đường ống nhỏ gọn và ngược lại. Khi chọn tốc độ khơng khí phải tính đến độ ồn và tính kinh tế. Tốc độ tại các miệng thổi, miệng hút lấy định hướng như sau : miệng thổi đặt ở vùng làm việc cao 2 – 3 m chọn ω = 1,5 – 3 m/s. Áp suất làm việc cho tất cả các miệng thổi là 3,8 mmH2O. Tốc độ khơng khí đi trong ống giĩ đối với cơng trình văn phịng làm việc được lấy định hướng theo bảng 7.1 và bảng 7.2 [TL1, tr.368 – 369], ω = 6 m/s.
6.1.1.2. Tính tiết diện đường ống giĩ
Đối với cơng trình này, khơng khí tươi được lấy trực tiếp từ ngoài vào hịa trộn với lượng khơng khí tái tuần hoàn từ trong khơng gian điều hịa tại thiết bị thơng giĩ thu hồi nhiệt HRV trước khi được cấp tới các dàn lạnh trong khơng gian điều hịa qua hệ thống ống dẫn. Ống dẫn giĩ được chọn cĩ tiết diện hình vuơng và hình chữ nhật, vật liệu làm ống là tơn tráng kẽm.
Tiết diện của ống giĩ được tính theo cơng thức. F =
L
, m2
L – Lưu lượng khơng khí, m3/s ; ω – tốc độ khơng khí đi trong ống, m/s ;
* Tính tốn thiết kế hệ thống đường ống giĩ cho tầng 3
Tổng lưu lượng giĩ tươi cần cung cấp cho tầng 3 tịa nhà là: Lc = n . l = 65 . 7,5 = 487,5 l/s = 0,4875 m3/s