II. Tổng quan về công trình Bệnh viện 354 (TCHC)
5.5.5. Tính toán hệ thống tăng áp cho công trình
Đây là công trình bệnh viên quân đội 354 (TCHC), do vậy ta chọn hệ thống loại C để thiết kế (1 cửa mở).
Tòa nhà có 12 tầng trong đó có 1 tầng kỹ thuật ( tầng mái), ngoài ra còn có 1tầng hầm. Giữa khu cầu thang thoát hiểm và phòng có một cửa đơn.
5.5.5.1. Tính theo chế độ 1
Khi đám cháy mới được phát hiện, hệ thống báo cháy phát tín hiệu báo động tòa nhà,đồng thời cắt tất cả các hệ thống điện ngoại trừ đường điện cấp cho hệ thống điều
áp, hút khói, hệ thống chữa cháy,… (do các hệ thống này có nguồn riêng). Do vậy tại thời điểm này chưa có ai truy nhập vào hệ thống thang thoát hiểm, tất cả các cửa đều đóng.
Diện tích rò lọt khí qua các cửa truy nhập vào thang thoát hiểm tại các tầng: AE = 12×0.01=0.12 (m2) Lưu lượng khí cấp: 1 2 E Q = 0.83×A ×P = 0,83. 0,12. 501/2 = 0,7 m3/s
Tăng lưu lượng lên 50% để dự phòng:
Q1 = 0,7×1.5 = 1,05 m3/s, lấy Q1= 1 m3/s.
5.5.5.2. Tính cho chế độ 2
Theo tiêu chí duy trì áp suất
a) Tính lưu lượng khí qua cửa mở ra bên ngoài với áp suất 10Pa trong lồng thang. Diện tích cửa cánh đơn:
AE= 2×1 = 2 (m2) Lưu lượng gió:
1/2 2 E 1/2 3 Q = 1× A ×P = 1×1.6×10 =5,05 (m /s)
b) Tính lưu lượng khí cần để duy trì áp suất tiêu chuẩn (10Pa)
QA=Q1+Q2 = 1+5,05= 6,05 m3/s
Theo tiêu chí duy trì tốc độ
a) Tính lưu lượng khí qua cửa ở tại phòng bị cháy
Diện tích cửa cánh đơn:
A= 2×1 = 2 m2. Vận tốc gió qua cửa: V = 0.75m/s.
Lưu lượng gió cấp: Q4= A×V=2×0.75=1.5 (m3/s).
b) Tính áp suất yêu cầu trong lồng cầu thang để thải lượng khí 1,5m3/s ra ngoài môi trường qua tầng cháy.
Diện tích cửa đơn: A1 = 2×1 = 2 (m2).
Diện tích của cửa thải gió: A2= 1,5/2,5= 0.6 (m2).
-1 2 E 2 2 1 2 -1 2 2 2 2 1 1 A = + A A 1 1 = + =0.575 (m ) 2 0,6 Áp suất cần cấp: 2 2 1 E Q 1,5 P = = =9,88 (Pa) 10(Pa) 0.83×A 0,83×0,575
c) Tính lưu lượng gió thổi qua cửa vào phòng mở với áp suất 10Pa trong lồng thang.
Theo bảng D3 [9], với các 3 cấu thàng được bố trí hệ thống tăng áp,ta chia diện tích các tâng làm 3 khu theo bản vẽ công trình, diện tích mỗi khu là 1175m2, tường cao 3.3m với chu vi 120m, diện tích rò lọt qua mỗi tầng tính theo mức kết cấu trung bình của sàn và tường không kín:
A2 = 1175×0.52×10-4+3.3×120×0.4210-3 = 0.23 (m2) Diện tích rò lọt: 1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 1 1 1 1 0.228 2 0.23 E A A A (m2) Lưu lượng khí: 1/2 3 E 1/2 3 Q = 0.83×A ×P = 0.83×0.228×10 = 0.6 (m /s)
Vậy lượng khí yêu cầu để duy trì tiêu chí tốc độ:
Như vậy QA > QB, nên ta sẽ thiết kế hệ thống theo tiêu chí duy trì áp suất giữa cửa vào phòng bị cháy và cửa thoát hiểm tầng trệt. Q= 6,05 m3/s.
5.5.6. Tính chọn quạt
Chọn quạt theo lưu lượng Q = 6,05 m3/s
Trong kiến trúc của tòa nhà đã có sẵn trụ xây để lắp đặt hệ thống điều áp với kích thước 1000x600 mm, cao 60 m (tính cho 12 tầng).
- Tổn thất ma sát trên đường ống:
Với 12 miệng thổi tại các tầng (tầng 1 không cần đều áp), ta đi tính tổn thất áp suất trên từng đoạn ống.
Kích thước của trụ xây là không đổi, khi tính toán coi trụ như đường ống tôn, sau đó sẽ nhân hệ số vào khi tính đến độ nhám bề mặt trên đường ống.
Trình tự tính toán:
Tính toán cho đoạn ống Quạt qua 1 cút đến đoạn ống từ tâng 12 đến tầng hầm: Tra bảng 7.3 [1], với kích thước ống 1000x600 mm, ta có đường kính tương đương d=840 mm.
Theo hình 7.24 [1], với Q = 6050l/s, d=840 mm, tra được tổn thất áp suất trên mỗi mét ống là ∆Pl = 0.8Pa/m, với tốc độ 9 m/s.
Trên đoạn ống có 1 cút 90°, tra bảng 7.5 [1] với w/d=1000/600 = 1,6 , chiều dài tương đương đoạn cút ltd = 7×600 = 4200 mm.
Tổn thất áp suất trên đoạn ống nối từ quạt qua 1 cút đến đoạn ống từ tâng 12 xuống tâng hầm dài 42,9 m:
∆Pms = l×∆Pl = (42,9+4,2)×0,8= 37,68 (Pa). - Tổn thất cục bộ qua các van và miệng thổi:
Van điều chỉnh lưu lượng, với loại van DGE 1000x600: tổn tất áp suất cục bộ là 30Pa.
Chọn tổn thất qua miệng thổi: 10Pa Vậy tổng tổn thất áp suất:
∆P= 50+37,67 +30+10=127,67
Tính đến độ nhám ống đồng thời kể đến hệ số an toàn, ta tăng thêm 50% kết quả trên, chọn cột áp quạt: 200 Pa
Như vậy với lưu lượng 6050l/s , cột áp 200Pa, ta chọn quạt li tâm Fantech 27ALDW
Bảng 5.17 Thông số quạt FANTECH 27ALDW.
Công suất môtơ Lưu lượng Cột áp Tốc độ quạt Model (Kw) (m3/s) (Pa) (v/p) Hiệu suất làm việc (%) 27ALDW 1,3 6050 200 13,7 6050
Chương VI
TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
6.1. Trang bị tự động hóa 6.1.1. Hệ thống điện động lực 6.1.1. Hệ thống điện động lực
Theo catalogue kỹ thuật của hãng Mishubishi Heavy, nguồn điện cung cấp đối với các thiết bị đã chọn được cho như sau:
- Cụm dàn nóng ( outdoor ): nguồn điện 3 pha, 380V – 415V, 50Hz.
- Dàn lạnh ( indoor ): nguồn điện 1 pha, 220V – 240V/220V, 50HZ. Yêu cầu về lắp đặt hệ thống điện:
- Các dây điện động lực cho dàn nóng, dàn lạnh, dây điều khiển phải được tính toán phù hợp các thông số kỹ thuật của các thiết bị.
- Tủ điện cấp nguồn chính gồm các Aptomat nguồn của thiết bị, rơ le, các thiết bị đo lường, đèn báo hiệu, các thiết bị bảo vệ…phải được lắp đặt đúng kỹ thuật tại các vị trí an toàn, dễ thao tác.
- Mỗi dàn lạnh có một đường dây cấp nguồn riêng qua một Aptomat 1 pha đặt tại tủ điện mỗi tầng.
- Mỗi dàn nóng có một đường điện 3 pha cung cấp nguồn riêng từ một Aptomat 3 pha đặt tại tủ điện tổng tầng 1.
- Cáp điện, dây điện từ tủ đến các thiết bị: các đường cáp nối điện nguồn phải đầy đủ dây pha, dây trung tính và dây tiếp đất. Tất cả phải là loại cáp bọc PVC chế tạo ở cấp điện áp từ 600 – 100V theo tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam.
- Đường dây cáp được đi trong các hệ thống máng, hộp, hệ thống ống luồn để treo giá đỡ và bảo vệ cáp. Máng điện để đi dây dẫn được chế tạo bằng tôn, kẽm, phải được treo đỡ, kẹp chặt để dễ dàng kéo trải dây cáp điện.
- Hệ thống tiếp đất: tất cả hệ thống điện của các dàn nóng đều phải được nối đất để đảm bảo an toàn khi vận hành, sữa chữa, bảo dưỡng và thay thế.
- Sau khi đấu nối cáp điện tại các tủ điện, hộp nối và toàn bộ hệ thống, cần kiểm tra thông mạch, điện trở, cách điện của từng dây.
6.1.2. Hệ thống điều khiển.
Khái quát cấu trúc của hệ thống điều khiển trung tâm.
Để kiểm soát hoạt động của hệ thống điều hòa không khí và tăng khả năng kết hợp với các hệ thống khác trong tòa nhà (hệ thống điện, nước,…), ta sẽ xây dựng một hệ thống điều khiển tự động cho nó.
Nhiệm vụ của hệ thống điều khiển: tự động kiểm soát hoạt động của các dàn lạnh, cụm outdoor, thông qua đó kiểm soát các thông số kỹ thuật của không gian đang điều hòa (nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch của không khí,…) đồng thời kết nối với các hệ thống khác ( hệ thống điện, nước…) thông qua hệ thống quản lí tòa nhà BMS (Building Manager System). Điều này giúp hệ thống điều hòa không khí hoạt động an toàn hơn, dễ dàng vận hành, kiểm soát và bảo dưỡng khi hỏng hóc đồng thời tiết kiệm nhân công.
Có rất nhiều hệ thống điều khiển có thể kiểm soát các yếu tố ( nhiệt độ, độ ẩm…) của một hệ thống điều hòa không khí, nhưng đối với hệ thống điều hòa không khí VRF đang thiết kế cho công trình bệnh viên 354 ( TCHC ), ta sẽ sử dụng hệ thống điều khiển trung tâm sử dụng hệ thống quản lý SuperLink II của nhà sản xuất Mishubishi.
Hệ thống điều khiển trung tâm này có khả năng: - Điều khiển 64 nhóm dàn lạnh (128 máy).
- Các bộ điều khiển trung tâm có thể kết hợp với nhau tùy thích và hệ thống có thể được thiết kế phù hợp với kích cỡ và mục đích của tòa nhà.
- Dễ dàng hợp thành một hệ thống nhất với nhiều thiết bị điều hòa không khí khác nhau như HRV.
- Tổng chiều dài dây có thể lên đến 2km, dễ dàng thích ứng với việc mở rộng hệ thống.
Dưới đây là sơ đồ khái quát hệ thống điều khiển trung tâm của Mishubishi đối với hệ thống điều hòa không khí VRF, VRV ( trích từ catalogue kỹ thuật của hãng ).
Hình 6.1. Sơ đồ khái quát hệ thống điều khiển trung tâm của VRF, VRV
Cấu trúc hệ thống điều khiển trung tâm của Mishubishi bao gồm:
- Hệ thống điều khiển thông minh màn hình cảm ứng Center control SC-SL1N- E và Center control SC-SL3NA-AE
- Hệ thống quản lý thông minh SuperLink II
- Đường dây kết nối hệ thống ( Communication line ). - Đường truyền tín hiệu đóng mở/tương tự.
Hình 6.2. Sơ đồ kết nối thiết bị trong hệ thống SuperLink II
Đối với hệ thống điều hòa không khí đang thiết kế, ta sẽ xây dựng hệ thống điều khiển trung tâm sử dụng hệ thống quản lý SuperLink II, bằng cách kết nối thiết bị của những hệ thống sau:
Hệ thống central control SC-SL3NA-AE
Đây là hệ thống giao tiếp trực tiếp với người sử dụng ( người vận hành ) thông qua hệ thống ngôn ngữ hình tượng đơn giản hóa hệ thống VRV, qua đó kiểm soát chế độ hoạt động của các thiết bị ( dàn lạnh, dàn nóng…).
Hình 6.3. Giao diện màn hình của hệ thống Central control SC-SL3NA-AE.
Chức năng:
- Hỗ trợ hệ thống điều khiển trung tâm khi sử dụng máy tính kết nối Internet. - Gửi thông báo Email đến hệ thống kiểm soát khi có sự cố xảy ra.
- Kết nối hệ thống mạng điều hòa không khí. - Tăng số điểm khiển khi kết nối thêm DIII – NET. - Chức năng liên kết điều khiển đơn giản.
- Điều khiển các thiết bị khác không phải là hệ thống lạnh. Đường truyền DIII – NET
Đây là hệ thống đa truyền thông tốc độ cao độc nhất của Daikin, kết nối với nhiều máy điều hòa không khí và nhiều thiết bị khác của tòa nhà, và truyền một khối lượng rất lớn các thông tin giữa chúng với nhau.
Hệ thống đường truyền DIII – NET có khả năng :
- Theo dõi và điều khiển khép kín bằng việc tích hợp nhiều loại Điều hòa không
khí trong cùng một tòa nhà.
- Tiết kiệm lượng cáp điện do sử dụng dây 2 lõi không phân cực, đồng thời dễ
dàng kéo dây.
- Dễ dàng kết nối các thiết bị khác vào hệ thống.
- Tất cả các thiết bị trao đổi nhiệt của Daikin và các thiết bị khác đều được điều
khiển tích hợp.
Hệ thống SuperLink II.
Hệ thống SuperLink II là một hệ thống quản lý thông minh, mang đến khả năng điều khiển và kiểm soát hiệu quả các hoạt động của hệ thống VRV. Điểm vượt trội của hệ thống này là:
- Có thể theo dõi và điều khiển từ xa bằng trình duyệt Web.
- Có thể quả lý dữ liệu điện năng tiêu thụ từ xa bằng trình duyệt Web. - Có thể gửi thông báo lỗi bằng thư điện tử qua internet.
Đối với hệ thống điều khiển trung tâm đang thiết kế, ta sẽ chọn hệ thống
SuperLink II có model SC-SL3NA-AE, đây là model cho phép kết nối với máy tính cá nhân để điều khiển hoạt động của hệ thống điều hòa không khí, số máy kết nối tối đa lên đến 128 máy.
- Các hệ thống này liên kết với nhau thông qua hệ thống đường dây truyền tín hiệu và có thể kết nối với hệ thống BMS (Building Manager System ).
- Đối với hệ thống điều hòa VRF, VRV, các dàn lạnh và thiết bị hồi nhiệt ngoài kết nối với hệ thống điều khiển trung tâm thông qua hệ thống đường truyền DIII – NET, còn có khả năng kết nối với hệ thống BMS thông qua các đường truyền BACnet hoặc LonWorks khi trong hệ thống sử dụng các giao diện này.
Hoạt động của hệ thống điều khiển trung tâm.
Hoạt động của hệ thống điều hòa VRF của Mishubishi được kiểm soát thông qua hệ thống điều khiển trung tâm. Hệ thống cho phép điều khiển được bằng cả 2 cách: cục bộ và trung tâm.
- Điều khiển cục bộ: Mỗi dàn lạnh sẽ được điều khiển bằng remote cục bộ dễ sử dụng. Đồng thời cung cấp những tiện ích và tạo sự thoải mái cho người sử dụng với những tính năng như máy lạnh thông thường như tắt/mở, điều chỉnh nhiệt độ, tốc độ quạt, cài đặt hẹn giờ…
- Điều khiển trung tâm: bộ điều khiển trung tâm SuperLink II cho phép giám sát hoạt động của cả hệ thống bằng cách theo dõi, kiểm tra qua màn hình hoặc nối mạng với trung tâm xử lý, có khả năng kiểm soát được vấn đề tiêu thụ điện năng của từng khu vực hay cả tòa nhà, cài đặt chế độ hoạt động cho cả hệ thống ( các thông số nhiệt độ, độ ẩm giới hạn…) theo chu kỳ hàng tuần, hàng năm…Đặc biệt, với chức năng tự chẩn đoán sự cố được trang bị trên bộ điều khiển giúp cho việc xử lý được nhanh chóng, dễ dàng nhằm duy trì hệ thống vận hành một cách liên tục.
- Nhiệt độ trong phòng được điều khiển một cách chính xác với mức độ tinh vi rất cao nhờ hệ điều khiển PID ( Propotional Integal Derivative – điều khiển dựa trên sự cân đối của toàn hệ thống ), với bộ inverter và sensor cảm biến, màn hình đa chức năng điều khiển từ xa LCD, tự động thay đổi làm lạnh hoặc sưởi ấm.
- Chức năng tự kiểm tra (Auto check function) để kiểm tra các sự cố về đường điện và đường ống dẫn gas bên trong. Với hơn 60 mã lỗi giúp công việc sửa chữa trở nên nhanh chóng và dễ dàng hơn rất nhiều.
6.2. Lắp đặt hệ thống điều hòa không khí.
Sau khi tính toán nhiệt và hoàn thiện các công đoạn tính chọn thiết bị cũng như bố trí thiết bị trên bản vẽ thiết kế, ta tiến hành lắp đặt và kết nối các hệ thống tạo thành một hệ thống điều hòa không khí hoàn chỉnh.
Công tác lắp đặt hệ thống rất quan trọng đến hiệu quả hoạt động của một hệ thống điều hòa không khí. Mọi sai sót trong quá trình lắp đặt sẽ ảnh hưởng rất lớn đến tính an toàn và chất lượng của hệ thống.
Hình 6.4. Công tác lắp đặt hệ thống điều hòa không khí VRV III.
Công tác lắp đặt bao gồm:
- Lắp đặt dàn nóng.
- Lắp đặt các hệ thống kết nối: hệ đường ống gas, ống gió, ống nước ngưng, hệ
thống dây điện và kết nối hệ thống điều khiển.
Đây là một khối lượng công việc tương đối lớn và ảnh hưởng trực tiếp tới các thông số làm việc của hệ thống. Vì vậy việc lắp đặt phải chính xác và đúng yêu cầu kỹ thuật…
Để đảm bảo tính chính xác của hệ thống, ta sẽ lắp đặt các hệ thống kết nối trước, công việc cuối cùng là lắp đặt dàn lạnh, dàn nóng và đưa hệ thống vào vận hành thử.
6.2.1. Định vị - lấy dấu
Dựa trên bản vẽ thi công và kết cấu thực tế của công trình đồng thời phối hợp với các đơn vị thi công khác để lấy dấu, xác định vị trí các thiết bị, hệ trục đường ống dẫn gas, nước ngưng,...Sau khi có vị trí các đường ống, các thiết bị, ta tiến hành vạch tuyến và ghi kích thước cho chúng.
Sau khi xác định xong các vị trí của hệ ống dẫn, đơn vị thi công sẽ triển khai lắp