4.1.1 Hệ số nhiệt hiện phũng RSHF, εhf hf hf hf õf Q ε = Q +Q (4.1)
Qhf - tổng nhiệt hiện của phũng (khụng cú nhiệt hiện của giú tươi), W. Qhf = Q11+ Q21+ Q22+ Q23+ Q31+ Q32+ Q4h (4.2)
Qõf, W- tổng nhiệt ẩn của phũng (khụng cú nhiệt ẩn của giú tươi), W.
Qõf = Q4õ (4.3) Bảng 4.1 Hệ số nhiệt hiện phũng εhf 4.1.2 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF, εht h 0 h ht õ h Q Q Q ε = Q +Q = (4.4)
Qh - tổng nhiệt hiện của phũng (cú kể đến nhiệt hiện của giú tươi), W. Qh = Q11+ Q21+ Q22+ Q23+ Q31+ Q32+ Q4h +Q5h+QhN (4.5)
Qõ - tổng nhiệt ẩn của phũng (cú kể đến nhiệt hiện của giú tươi), W. Qõ = Q4õ +Q5õ+QõN (4.6) Bảng 4.2 Hệ số nhiệt hiện tổng εht 4.1.3 Hệ số đi vũng εBF H H BF H O G G G ε = = G +G (4.7)
GH - lưu lượng khụng khớ đi qua dàn lạnh nhưng khụng trao đổi nhiệt ẩm với dàn, kg/s.
GO - lưu lượng khụng khớ đi qua dàn lạnh cú trao đổi nhiệt ẩm với dàn, kg/s.
G - lưu lượng khụng khớ đi qua dàn lạnh, kg/s. Tra bảng 4.22[1], ta được εBF = 0,14.
4.1.4 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF, εhef
hef hef hef hef aef ef Q Q Q ε = = Q +Q (4.8)
Qhef - nhiệt hiện hiệu dụng của phũng, W.
Qhef = Qhf + εBF .(Q5h+QhN) (4.9)
Qõef - nhiệt ẩn hiệu dụng của phũng, W.
Qõef = Qõf +εBF.(Q5õ+QõN) (4.10)
4.2 THÀNH LẬP SƠ ĐỒ TUẦN HOÀN 1 CẤP
Dựa vào đồ thị d - t của Carrier, ta xỏc định cỏc điểm nỳt trờn sơ đồ tuần hoàn 1 cấp:
T(240C; 65%), N(32,80C; 64%), G(240C; 50%).
Qua T kẻ đường song song với G - εhef cắt đường φ =100% tại S, ta xỏc định được nhiệt độ đọng sương tS.
Qua S kẻ đường song song với G – εht cắt đường NT tại H, ta xỏc định được điểm hũa trộn H.
Qua T kẻ đường song song với G - εhf cắt đường SH tại O. Khi bỏ qua tổn thất nhiệt từ quạt giú và từ đường ống giú ta cú O trựng với V là điểm thổi vào.
Bảng 4.4 Thụng số cỏc điểm nỳt của sơ đồ tuần hoàn 1 cấp cho cỏc tầng Lưu lượng khụng khớ qua dàn lạnh được xỏc định bằng biểu thức:
hef T S BF Q 1,2.(t - t ).(1-e ) L = , l/s (4.11) tH - nhiệt độ khụng khớ trong phũng, 0C. tS - nhiệt độ đọng sương, 0C.
Qhef - nhiệt hiện hiệu dụng của phũng, W.
Năng suất lạnh của hệ thống điều hũa khụng khớ tớnh theo biểu thức:
Q0 = ρ.L.(IH - IV), kW (4.12)
ρ- khối lượng riờng khụng khớ, ρ = 1,2 m3/kg. IH - entanpy khụng khớ điểm hũa trộn H, IH, kJ/kg. IV - entanpy khụng khớ điểm thổi vào phũng V, kJ/kg.
Ta cú bảng lưu lượng khụng khớ qua dàn lạnh và năng suất lạnh tại cỏc tầng.
Bảng 4.5 Lưu lượng khụng khớ qua dàn lạnh và năng suất lạnh tại cỏc tầng.
4.3 TÍNH TOÁN BẰNG PHẦN MỀM TRACE 700
Cỏc thụng số nhập vào phần mềm Trace 700 bao gồm diện tớch tường, diện tớch kớnh bao quanh, diện tớch sàn (Cỏc thụng số này đó cho ở mục 1.2 của chương 1).
Kết quả so sỏnh của phần mềm Trace 700 được thể hiện ở bảng 4.6 (Chi tiết xem tại phụ lục 1).
Bảng 4.6 Kết quả tớnh toỏn của phần mềm Trace 700
* Nhận xột:
Giữa kết quả tớnh bằng tay và kết quả tỡnh bằng phần mềm Trace 700 cú sự chờnh lệch nhưng sự chờnh lệch này là chấp nhận được. Lý do dẫn đến sự chờnh lệch này là do:
- Sự khỏc nhau của nhiệt độ khụng khớ bờn ngoài tỏc động vào khụng gian điều hũa. Ở phần mềm Trace 700 thỡ tN = 360C cũn khi tớnh toỏn bằng tay là tN = 32,80C.
- Sự khỏc nhau trong phương phỏp tớnh bằng tay và phương phỏp tớnh trong phần mềm Trace 700. Trong khi phần mềm Trace 700 việc tớnh toỏn được thực hiện liờn tục trong suốt 8760 giờ của năm, cỏc hệ số hay độ chờnh
lệch nhiệt độ luụn thay đổi. Cũn đối với phương phỏp tớnh bằng tay thỡ những hệ số là luụn luụn là những giỏ trị khụng thay đổi.
CHƯƠNG 5 LỰA CHỌN HỆ THỐNG ĐIỀU HềA KHễNG KHÍ VÀ CHỌN MÁY CHO CễNG TRèNH
5.1 LỰA CHỌN HỆ THỐNG ĐIỀU HềA KHễNG KHÍ
Ngày nay, trờn thế giới hệ thống điều hũa khụng khớ rất phong phỳ và đa dạng, như là hệ thống kiểu cục bộ, hệ thống kiểu trung tõm nước, kiểu VRV… Nhưng ngày nay, khi quỏ trỡnh đụ thị phỏt triển mạnh mẽ, nhiều nhà cao tầng mọc lờn và cỏc trung tõm thương mại ra đời. Thỡ những hệ thống điều hũa khụng khớ phự hợp và được sử dụng nhiều cho cỏc cụng trỡnh xõy dựng lớn ở Việt Nam hiện nay, phải kể đến hệ thống trung tõm nước, hệ thống kiểu VRV…. Mỗi một hệ thống điều hũa khụng khớ trờn cú những tớnh ưu việt, lợi ớch và hiệu quả riờng khi đưa vào họat động.
Với hệ thống kiểu VRV, ưu điểm của nú là một dàn núng cú thể lắp ghộp với nhiều dàn lạnh khỏc nhau về cả kiểu dỏng lẫn cụng suất. Tổng cụng suất suất của cỏc indoor unit cú thể thay đổi từ 50 ữ 130% cụng suất của outdoor
unit. Hệ thống vẫn cú thể vận hành bỡnh thường khi cú một số dàn lạnh bị hỏng hay đang sửa chữa. Hệ thống cú phạm vi nhiệt độ làm việc trong giới hạn rộng, cú hệ thống đường ống nhỏ nờn thớch hợp cho cỏc tũa nhà cao tầng cú khụng gian lắp đặt bộ. Nhược điểm của hệ thống này là giải nhiệt bằng giú nờn hiệu quả chưa cao. Số lượng dàn lạnh hạn chế nờn chỉ thớch hợp cho cỏc hệ thống cụng suất vừa.
Với hệ thống trung tõm nước, ưu điểm của nú là năng suất lạnh dao động lớn từ 5 Tons đến hàng ngàn Tons, phự hợp cho cỏc cụng trỡnh lớn. Hệ thống đường ống nước lạnh gọn nhẹ, cho phộp lắp đặt ở cỏc tũa nhà cao tầng, cụng sở nơi khụng gian lắp đặt ống nhỏ. Cú nhiều cấp giảm tải nờn tiết kiệm năng lượng khi non tải. Nhược điểm của hệ thống là phải cú phũng mỏy riờng, cú người chuyờn trỏch.
Từ những ưu, nhược điểm của cỏc hệ thống điều hũa trờn và đặc điểm của cụng trỡnh lắp đặt, em nhận thấy hệ thống điều hũa khụng khớ phự hợp cho cụng trỡnh là hệ thống trung tõm nước. Vỡ cụng trỡnh là một tũa nhà cao tầng với nhu cầu tiờu thụ lạnh rất lớn. Một trong những mục đớch sử dụng của cụng trỡnh là làm siờu thị nờn sử dụng trung tõm nước là phự hợp. Khụng gian lắp đặt của đường ống của cụng trỡnh khụng lớn, khi sử dụng VRV thỡ buộc phải lắp một số outdoor unit ở lưng chừng tũa nhà cho cỏc tầng dưới do chiều cao của tũa nhà quỏ cao, nếu như vậy sẽ làm mất mỹ quan của cụng trỡnh.
5.2 TÍNH CHỌN MÁY CHO CễNG TRèNH
Việc tớnh chọn mỏy cho cụng trỡnh bao gồm chọn AHU và mỏy làm lạnh nước Chiller. Chiller làm lạnh nước cú hai loại đú là Chiller giải nhiệt bằng nước và Chiller giải nhiệt bằng giú. Việc lựa chọn sử dụng loại Chiller loại nào phụ thuộc vào điều kiện lắp đặt của cụng trỡnh. Do cụng trỡnh khụng cú khụng gian để bố trớ phũng mỏy riờng ở tầng hầm nờn loại Chiller sử dụng cho cụng trỡnh chỉ cú thể là chiller giải nhiệt giú. Cỏc AHU được lắp đặt ở cỏc gian mỏy của từng tầng, Chiller được lắp ở phớa bắc bờn ngoài cụng trỡnh.
Trờn thị trường điều hũa Việt Nam hiện nay cú nhiều sản phẩm của cỏc hóng khỏc nhau. Nổi tiếng hơn cả là cỏc hóng Carrier, Trane, York, Daikin, Hitachi…. Nhưng sản phẩm em lựa chọn cho cụng trỡnh là sản phẩm của hóng Trane. Vỡ đõy là một hóng cú sản phẩm cú mặt nhiều ở Việt Nam và nú cũng đang được ưa chuộng trờn thị trường trong đú cú sản phẩm Chiller và cỏc thiết bị cần thiết là AHU.
5.2.1 Tớnh chọn AHU
Năng suất lạnh của cỏc AHU cho trong catalog kỹ thuật phụ thuộc vào nhiệt độ khụng khớ vào dàn ( gồm nhiệt độ đo bởi nhiệt kế bầu khụ và nhiệt kế bầu ướt), nhiệt độ và lưu lượng nước lạnh vào dàn và tốc độ quạt của dàn. Do vậy để chọn được AHU cú năng suất lạnh phự hợp với tải lạnh yờu cầu. Thỡ chỳng ta cần xỏc định nhiệt độ đo bởi nhiệt kế bầu khụ và nhiệt kế bầu ướt ở điều kiện thực tế của khụng khớ vào dàn (khụng khớ sau khi hũa trộn ở trạng thỏi H). Muốn tỡm được năng suất lạnh thực tế ở điều kiện làm việc thực tế, chỳng ta cần phải tra theo catalog kỹ thuật, sau đú dựng phộp nội suy.
Bảng 5.1 Năng suất lạnh và lưu lượng giú yờu cầu của cỏc tầng
Đối với tầng 1 ta sử dụng 4 AHU, thụng số của mỗi AHU như sau: Khụng khớ vào dàn lạnh của AHU cú nhiệt độ nhiệt kế khụ là 25,90C, nhiệt độ nhiệt kế bầu ướt là 21,40C. Nhiệt độ nước lạnh vào dàn lạnh là 70C và nhiệt độ nước ra là 120C. Năng suất lạnh của dàn lạnh là 216 KW, lưu lượng nước lạnh là 10,5l/s lưu lượng khụng khớ đi qua dàn lạnh là 12,5 m3/s.
Đối với tầng 2 ta sử dụng AHU_BK2 với cỏc thụng số: Khụng khớ vào
dàn lạnh của AHU cú nhiệt độ nhiệt kế khụ là 25,20C, nhiệt độ nhiệt kế bầu
ướt là 20,60C. Nhiệt độ nước lạnh vào dàn lạnh là 70C và nhiệt độ nước ra là 120C. Năng suất lạnh của dàn lạnh là 208,5 KW, lưu lượng nước lạnh là 10l/s,
lưu lượng khụng khớ đi qua dàn lạnh là 15,5 m3/s. Vậy số AHU cần dựng cho tầng 2 là 4 AHU.
Bảng 5.2 Kết quả chọn AHU
5.2.2 Tớnh chọn mỏy làm lạnh nước Chiller
Loại chiller được chọn cho cụng trỡnh là chiller giải nhiệt bằng giú. Để cú cơ sở chọn chiller cho cụng trỡnh đầu tiờn cần xỏc định tổng tải của cỏc khụng gian điều hũa của cụng trỡnh. Từ kết quả tổng hợp khi chọn AHU ở trờn ta cú tổng năng suất lạnh và lưu lượng nước lạnh của cỏc AHU của cụng trỡnh là Q0,y/c = 1698 KW và Vn,y/c = 82 l/s.
Theo catalog kỹ thuật của Trane (phụ lục 3), loại chiller cú model
RTAC250STD, với nhiệt độ nước làm lạnh ra 70C, khi nhiệt độ khụng khớ giải
nhiệt vào là 300C cú năng suất lạnh là 881,5 kW, khi nhiệt độ khụng khớ giải nhiệt vào là 350C cú năng suất lạnh là 826,3 kW. Vậy năng suất lạnh thực của mỏy ở điều kiện thực khi làm việc với nhiệt độ khụng khớ giải nhiệt vào là 32,80C sẽ là:
Q0,thực = 881,5 - (881,5 - 826,3).(32,8 - 30)/(35 - 30) = 850,588 (kW) Số mỏy chiller cần dựng là:
n = Q0,y/c /Q0,thực = 1698/850,588 = 1,99
Vậy để đảm bảo năng suất lạnh yờu cầu, số mỏy chiller được chọn để làm lạnh nước là 2 mỏy.
CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG PHÂN PHỐI NƯỚC LẠNH
6.1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG NƯỚC LẠNH
Hệ thống ống nước lạnh cho cỏc AHU và FCU cú nhiều hệ khỏc nhau. Tuỳ thuộc vào cỏch bố trớ ống nước mà ta cú hệ thống hai ống, hệ hồi ngược, hệ 3 ống và 4 ống.
Hệ thống 2 ống là hệ thống đơn giản nhất, gồm 2 ống gúp, ống gúp nước hồi và ống gúp nước cấp. Cỏc AHU và FCU mắc song song với nhau và mắc nối tiếp giữa hai ống gúp. Ưu điểm của hệ thống này là đơn giản, chi phớ vật liệu nhỏ, nhưng cú nhược điểm lớn là khú cõn bằng ỏp suất bơm giữa cỏc FCU và AHU vỡ nước chỉ cú xu hướng chỉ đi tắt qua cỏc dàn gần nhất.
Để khắc phục nhược điểm trờn của hệ thống 2 ống nước người ta dựng thờm một đường hồi ngược. Nhờ cú ống hồi ngược nờn ỏp suất tại cỏc dàn được cõn bằng tự nhiờn vỡ tổng chiều dài đường ống qua cỏc dàn là bằng nhau. Tuy nhiờn hệ thống này cú nhược điểm là tốn thờm ống nước.
Hệ thống 3 đường ống và hệ thống 4 đường ống sử dụng nhằm mục đớch khắc phục nhược điểm của hệ 2 đường ống và hệ cú ống hồi ngược là khụng thể sử dụng lạnh và sưởi ấm đồng thời.
Trong cỏc hệ thống trờn em thấy hệ hai đường ống là phự hợp hơn cả cho cụng trỡnh vỡ cụng trỡnh chỉ cú nhu cầu sử dụng lạnh, hệ thống lại đơn giản. Sử dụng hệ 2 ống sẽ tiết kiệm được vật liệu ống nước, tiết kiờm khụng gian lắp đặt đường ống. Nhược điểm là khú cõn bằn ỏp suất nước tại cỏc dàn sẽ được khắc phục bằng việc lắp van cõn bằng ỏp suất ở đường hồi của mỗi tầng.
Cú nhiều phương phỏp tớnh toỏn kớch thước đường ống như phương phỏp giảm dần tốc độ, phương phỏp ma sỏt đồng điều. Trong đồ ỏn em chọn
phương phỏp tớnh toỏn là phương phỏp ma sỏt đồng điều vỡ đõy là một phương phỏp đơn giản.
6.1.1 Xỏc định đường kớnh ống nước lạnh theo trục đứng
Để xỏc định được đường kớnh đường ống nước lạnh theo trục đứng phõn phối nước lạnh đến cỏc tầng. Trước tiờn chỳng ta phải xỏc định được tổng lưu lượng nước lạnh cần cấp cho cụng trỡnh. Ở bảng 5.2 cho ta lưu lượng nước cần thiết qua cỏc AHU. Từ kết bảng này sẽ cho ta tổng lưu lượng nước lạnh cần thiết của cỏc tầng.
Bảng 6.1 Tổng lưu lượng nước lạnh cần thiết Vn (l/s)
Ở sơ đồ hỡnh 6.1 để cho đơn giản sơ đồ hệ thống đường hồi và đường cấp nước lạnh được thể hiện trựng nhau.
a
b
c d
e
Bảng 6.2 Lưu lượng nước lạnh trong cỏc đoạn ống theo trục đứng
Theo kinh nghiệm, khi ỏp dụng phương phỏp ma sỏt đồng điều tổn thất
ỏp suất trờn một một chiều dài ống định hướng là 100 ữ 600 Pa/m. Để tớnh
toỏn đường ống nước em chọn tổn thất ỏp suất nước trờn một một chiều dài là 200 Pa/m.
Với tổn thất ỏp suất trờn một một ống vừa chọn kết hợp với lưu lượng nước cỏc đoạn ống, tra đồ thị hỡnh 6.5 của [1] ta cú đường kớnh danh nghĩa của ống Dy theo tiờu chuẩn. Với đường kớnh ống danh nghĩa Dy, tra bảng 6.2 của [1] ta cú đường kớnh trong của ống. Sau khi cú đường kớnh trong của ống vận tốc nước trong ống được tớnh như sau:
n 2 i 4.V ω= 1000 π.d , m/s (6.1) di - Đường kớnh trong của đoạn ống, mm;
Vn – Lưu lượng nước trong ống, l/s.
Với đoạn ống gúp, Vn = 82 l/s sử dụng đồ thị hỡnh 6.5 của [1] ta tỡm
được đường kớnh tương đương của doạn này là Dy =200 mm. Tra bảng 6.2
của [1] ta được đường kớnh trong của ống là 202,7 mm. Vận tốc nước trong đoạn ống gúp được xỏc định lại là:
n 2 2 i 4.V 4.82 ω= 1000= 1000=2,54 π.d 3,14.202,7 (m/s)
Bảng 6.3 Đường kớnh ống và vận tốc nước ở cỏc đoạn ống theo trục đứng Hệ thống sử dụng 2 Chiller và số lượng bơm nước lạnh chọn dựng là 3 mỏy bơm nước lạnh. Trong đú 2 bơm hoạt động thường xuyờn cũn một bơm dự phũng. Năng suất của một mỏy bơm được xỏc đinh như sau:
n,y/c 3 b V 82 V = = =41L/s=0,041m /s 2 2 ∑
Chọn vận tốc đầu đẩy và đầu hỳt của bơm là ωđ = 3,5 m/s và ωh = 2 m/s, ta cú đường kớnh tớnh toỏn của đường ống đầu đẩy và đầu hỳt của bơm là:
, 4. 1000 4.0,0411000 122 3,14.3,5 b tt d V d πω = = = (mm) , 4. 4.0,041 1000 1000 160 3,14.2 b tt h V d πω = = = (mm)
Chọn ống đầu đẩy và đầu hỳt của bơm cú đường kớnh danh nghĩa là 125 mm và 150 mm, ta cú vận tốc thực của nước đầu đẩy và đầu hỳt của bơm là:
2 2 2 2 4. 4.0,041 1000 1000 3,18 . b 3,14.128,2 d i V d ω =π = = (m/s) 2 2 2 2 4. 4.0,041 1000 1000 2,1 . b 3,14.154,1 h i V d ω π = = = (m/s)
Tốc độ thực của nước ở đầu đẩy và đầu hỳt của bơm tớnh được là phự hợp với tốc độ nước đầu đẩy và đầu hỳt của bơm khuyờn dựng ở bảng 6.4 của [1].
6.1.2 Xỏc định đường kớnh ống nước lạnh cho cỏc tầng