- Nguồn điện: 2,2 kW/380V/3P/50Hz
2 FCU-TYP.04 CSL : 7,63 Kw; lưu lượng 606 l/s 38 3 FCU-TYP.01 CSL : 2,68 Kw; lưu lượng 223 l/s 6
b Tầng 2
1 Thiết bị xử lý khơng khí sơ bộ PAU-R6-T2-01~03 3 - Cơng suất lạnh: 93,56 kW
- Lưu lượng giĩ: 1350L/s @ 500Pa - Nguồn điện: 2,2 kW/380V/3P/50Hz
2 FCU-TYP.05 CSL : 9,11 Kw; lưu lượng 742 l/s 40 3 FCU-TYP.01 CSL : 2,68 Kw; lưu lượng 223 l/s 2
c Tầng 2A
1 Thiết bị xử lý khơng khí sơ bộ PAU-R6-T2A-01~03 3 - Cơng suất lạnh: 93,56 kW
- Lưu lượng giĩ: 1350L/s @ 500Pa - Nguồn điện: 2,2 kW/380V/3P/50Hz
2 FCU-TYP.05 CSL : 9,11 Kw; lưu lượng 742 l/s 40 3 FCU-TYP.01 CSL : 2,68 Kw; lưu lượng 223 l/s 2
d Tâng 2B
1 Thiết bị xử lý khơng khí sơ bộ PAU-R6-T2B-01~03 3 - Cơng suất lạnh: 93,56 kW
- Lưu lượng giĩ: 1350L/s @ 500Pa - Nguồn điện: 2,2 kW/380V/3P/50Hz
2 FCU-TYP.05 CSL : 9,11 Kw; lưu lượng 742 l/s 40 3 FCU-TYP.01 CSL : 2,68 Kw; lưu lượng 223 l/s 2
Kết luận: Dựa vào bảng thống kế trên so sánh với tải lạnh tính được và lưu lượng yêu cầu ta thấy PAU và FCU mà nhà thầu lắp đặp cho tầng 1,2 và 2A là đảm bảo cơng suất cịn tầng 2B thì cơng suất cịn thiếu. Do đĩ kiến nghị nhà thầu bổ xung thêm 2 FCU-TYP.05 để đáp ứng đủ tải lạnh.
Bố trí FCU, PAU: Tham khảo các bản vẽ “Bố trí FCU & đường đi nước lạnh”.
CHƯƠNG 6
TÍNH TỐN KIỂM TRA HỆ THỐNG ỐNG NƯỚC LẠNH VÀ
ỐNG CẤP GIĨ TƯƠI.
6.1. TÍNH TỐN KIỂM TRA ỐNG DẪN NƯỚC LẠNH
Mục đích của việc thiết kế đường ống dẫn nước là trên cơ sở biết lưu lượng nước chảy trong ống ta tính đường kính ống, tốc độ nước và tổng trở kháng thủy lực của đường ống. khi biết lưu lượng nước và tổng trở kháng cĩ thể tính được cơng suất của bơm và tính chọn bơm cho hệ thống.
6.1.1. Ống dẫn nước
Nước lạnh từ bình bốc hơi của máy lạnh cĩ nhiệt độ từ 4 đến 100C sau khi đi qua FCU, AHU, nước quay về bình bốc hơi cĩ nhiệt độ từ 6 đến 160C. Nhiệt độ nước lạnh khơng được thấp hơn 40C vì cĩ thể xảy ra hiện tượng nước đĩng băng làm vỡ ống. Khi cần nhiệt độ nước lạnh thấp hơn 40C người ta cho thêm vào nước lạnh các chất phụ gia như etylen, glycol…..để giảm nhiệt độ đĩng băng của nước.
Trong hệ thống điều hịa khơng khí ta thường hay sử dụng các loại ống sau: -Ống thép đen cho nước lạnh
-Ống đồng cứng cho nước nĩng
-Ống thép đen, ống tráng kẽm,ống nhựa PVC cho nước làm mát Tốc độ nước trong ống lớn nhất cho phép là 4,5m/s để tránh gây ồn và tổn thất áp suất lớn. Khi tính tốn tổn thất áp suất khơng nên vượt quá giá trị 0,1mH20/1m chiều dài ống tức là ∆p1≤1000pa/m
6.1.2. Phương pháp xác định tổn thất áp suất trực tiếp từ đồ thị
Để đơn giảm và nhanh chĩng cho việc tính tốn tổn thất áp suất (trở kháng thủy lực) do ma sát hay do cục bộ, người ta đã tính tốn và lập ra các bảng (tra theo đường kính và tốc độ) hoặc đồ thị để xác định trực tiếp tổn thất áp suất trên 1m chiều dài ống. Phương pháp xác định tổn thất áp suất bằng đồ thị 6.5 [TL1-tr291]. Ở đây trục tung là lưu lượng nước V(l/s) trục hồnh là tổn thất áp suất ứng với 1m chiều dài ống ∆p1(pa/m), ngồi ra cịn cĩ các đường thẳng biểu diễn đường kính trong của ống d(mm), tốc độ nước ω(m/s). Từ đồ thị này nếu biết lưu lượng nước và tốc độ nước thì ta tìm được tổn thất áp suất trên 1m ống ∆p1. Vậy tổn thất áp suất do ma sát ứng với chiều dài ống l(m) là:
Để tính trở kháng cục bộ bằng bằng phương pháp trực tiếp thì người ta quy đổi mức độ tổn thất áp suất của các chi tiết nơi xảy ra tổn thất cục bộ như van cút khớp nối thành đoạn chiều dài tương đương ltd để tính như đối với trở kháng ma sát.
Nghĩa là tổn thất ma sát cục bộ ∆pc:
∆pc=ltđ*∆p1,Pa (6-2) Với - ltđ: Chiều dài tương đương, m
- ∆p1: Tổn thất áp suất cho 1m chiều dài ống, pa/m Vậy tổn thất áp suất trên đoạn ống là:
∆p=∆pm+∆pc, Pa (6-3)
Trên “Sơ đồ tuyến nước lạnh – Bản vẽ 9” ta thấy tổn thất áp suất lớn nhất là tổn thất của đường đi dài nhất, đĩ là đường O0-O1-O2-A-B-C-D-E-F-G-H-I-K-L-M- N-O-P-Q-R-S-T-U-V-W-X-Y-Z qua FCU,AHU và quay về máy lạnh. Để tính tổn thất áp suất( cho việc chọn bơm) ta cần xác định đường kính cũng như tốc độ trên đoạn ống đĩ.
Biết lưa lượng nước qua FCU cuối cùng là L=0,544/s từ đĩ ta tính được lưa lượng nước qua các đoạn tiếp theo như sau( dựa vào bảng chọn FCU, AHU, mà ta biết được lưa lượng nước qua từng FCU, AHU).
- Đoạn ZY: L = 0,544 l/s - Đoạn YX: L = 1,088 l/s - Đoạn XW: L = 1,632 l/s - Đoạn WV: L = 7,220 l/s - Đoạn VU: L = 7,764 l/s - Đoạn UT: L = 8,308 l/s - Đoạn TS: L = 8,852 l/s - Đoạn SR: L = 9,396 l/s - Đoạn RQ: L = 9,940 l/s - Đoạn QP: L = 10,484 l/s - Đoạn PO: L = 11,028 l/s - Đoạn LK: L = 18,952 l/s - Đoạn KI: L = 19,497 l/s - Đoạn IH: L = 20,040 l/s - Đoạn HG: L = 20,585 l/s - Đoạn GF: L = 21,129 l/s - Đoạn FE: L = 21,673 l/s - Đoạn ED: L = 22,217 l/s - Đoạn DC: L = 22,761 l/s - Đoạn CB: L = 23,305 l/s - Đoạn BA: L = 38,846 l/s - Đoạn AO2: L = 77,692 l/s
- Đoạn ON: L = 11,573 l/s - Đoạn NM: L = 12,117 l/s - Đoạn ML: L = 12,660 l/s
- Đoạn O2O1: L = 116,538 l/s - Đoạn O1O: L = 150,731 l/s
Tính ví dụ cho đoạn OOo (đoạn từ ống gĩp đến ống thơng tầng qua rẽ nhánh vào tầng 1):
Theo catalog máy ta cĩ đường kính của ống nước lạnh vào và ra tại bình bay hơi là d=300mm.
Với L = 150,731 l/s, Dy = 300 mm, tra đồ thị 6.5 [TL1-tr291] xác định được
∆p1 = 100 Pa/m.
Theo thiết kế ta xác định được chiều dài đường ống OO1 = 320,8 m. Vậy tổn thất áp suất do ma sát đoạn OO1:
∆pms = 320,8 . 100 = 32080 (Pa).
Chiều dài tương đương các phụ kiện đường ống, tra bảng 6.8 va 6.9 [TL1]: + Của 1 van cổng là 3,69 m.
+ Của 1 cút 900 loại bán kính lớn là 5,79 m. + Của 1 T nhánh là 18,29 m.
+ Của 1 giảm là 9,14 m. Ta cĩ tổng chiều dài tương đương:
Ltd = 3,69 + 5,79 + 18,29 + 9,14 =36,91 (m). Vậy tổn thất áp suất cục bộ:
∆pcb = Ltd . ∆p1 = 36,91 . 100 = 3691 (Pa). Tổng tổn thất áp suất:
∆p = 32080 + 3691 = 35771 (Pa).
Tính tốn tương tự cho các đoạn khác ta cĩ bảng tổng hợp kết quả sau:
Bảng 6.1: Tốn thất áp suất trên chiều dài đường ống nước.
Đoạn Lưu lượng ( l/s ) Đường kính danh Tổn thất áp Chiều dài đoạn Cút 900 Ltd T nhánh Ltd Giảm Ltd (m) Tổn thất ma sát Tổn thất cục bộ Tổng tổn thất áp suất,
nghĩa ( mm ) suất ∆p1 (Pa) ống (m) (m) (m) ∆pms (Pa) ∆pcb (Pa) ∆p, (Pa) OO1 150,731 300 100 320,8 5,79 18,29 9,14 32080 3691 35771 O1O2 116,538 250 145 4,6 - 15,24 7,62 667 3314,7 3981,7 O2A 77,692 200 200 4,6 - 12,19 6,09 920 3656 4576 AB 38,846 125 580 10 2,5 7,62 3,96 5800 8166,4 13966,4 BC 23,305 100 710 6 - 6,40 - 4260 4544 8804 CD 22,761 100 700 1 - 6,40 700 4480 5180 DE 22,217 100 685 4,5 - 6,40 - 3082,5 4384 7466,5 EF 21,673 100 670 2,8 - 6,40 - 1876 4288 6164 FG 21,129 100 645 3,7 - 6,40 - 2386,5 4128 6514,5 GH 20,585 100 600 1,8 - 6,40 - 1080 3840 4920 HI 20,040 100 590 2,8 - 6,40 - 1652 3775 5428 IK 19,497 100 510 6,4 - 6,40 - 3264 3264 6528 KL 18,952 100 430 1,5 - 6,40 - 645 2752 3397 LM 12,660 100 200 1,2 - 6,40 - 240 1280 1520 MN 12,117 100 190 0,6 - 6,40 3,05 114 1795,5 1909,5 NO 11,573 80 670 8,4 - 5,49 - 5628 3678,3 9306,3 OP 11,028 80 620 7,3 - 5,49 - 4526 3403,8 7929,8 PQ 10,484 80 600 1 - 5,49 - 600 3294 3894 QR 9,940 80 580 3 - 5,49 - 1740 3184,2 4924,2 RS 9,396 80 520 1,7 - 5,49 - 884 2854,8 3738,8 ST 8,852 80 450 13,2 1,80 5,49 - 5940 3280,5 9220,5 TU(*) 8,308 80 405 3,7 - 5,49 - 1498,5 5836 7334,5 UV 7,764 80 305 0,7 - 5,49 - 213,5 1674,5 1888 VW 7,220 80 300 0,3 - 5,49 2,74 90 2529 2619 WX 1,632 40 400 4,7 - 2,4 1,219 1880 1447,6 3327,6 XY 1,088 32 410 1,5 - 2,13 1,006 615 1285,8 1900,8 YZ(**) 0,544 25 475 4,6 0,518 - - 479,6 9366 9845,6 ∑ =182055,7
Ghi chú: (*) Với đoạn TU cĩ thêm chiều dài tương đương Ltd của 4 cút 450 ren trong và ren ngồi Ltđ = 4.2,23 = 8,92 m.
(**) Với đoạn YZ cĩ thêm chiều dài tương đương: + Của 2 van chặn: Ltd = 2.8,84 m.
+ Của van điện từ: Ltđ = 1,52 m.
Tra theo catalog của hãng Johnson Controls ta cĩ tổn thất áp suất qua FCU là: ∆pFCU = 4,43 mH2O = 43,4 kPa .
Tổng tổn thất áp suất trên đoạn ống là:
∆p = ∆pm+∆pcb+∆pFCU = 182055,7 + 43400
= 225455,7(Pa) = 23 mH20. Vậy cơng suất của bơm nước với lưu lượng qua bơm:
V = 150,731l/s =150,731.10-3m3/s Chọn hiệu suất của bơm là η = 0,8
N = { EMBED Equation.3 } = 42478,95W = 42,48 kW Các thơng số chọn bơm:
- Lưu lượng: V = 150,731 l/s. - Cột áp: ∆p = 23mH20.
- Hiệu suất bơm: N = 42,48 kW.
Bơm nước lạnh mà cơng trình đang sử dụng là loại bơm li tâm của hãng ASIATIC (Singapore) với các thơng số:
-Cột áp: ∆pbơm = 40 mH2O. -Lưu lượng nước:
+ Lưu lượng nước lạnh cho Zone A và 1/2 Zone C: Vbơm = 6493 l/p = 108,216 l/s + Lưu lượng nước lạnh cho Zone D:
Vbơm = 8228 l/p = 137,13 l/s -Cơng suất motor: 75 kW.
-Voltage/phase/cycle: 380V/3Φ/50Hz. -Số vịng quay: 1450 v/p.
-Nặng: 1090 kg.
Kết luận: Bơm nhà thầu lăp đặt đảm bảo hiệu suất và cột áp. Danh mục bơm tham khảo Bảng 2-Phụ lục.
6.2. TÍNH TỐN KIỂM TRA ĐƯỜNG ỐNG CẤP GIĨ TƯƠI CHO CÁC FCU&PAU
Để cấp giĩ tươi cho các FCU (PAU) ta lấy giĩ từ phía trên tầng 4 được quạt cấp thổi vào thơng qua hệ thống đường ống dẫn. Giĩ tươi được đưa vào các hộp hịa trộn ở mỗi FCU để hịa trộn với khơng khí hồi từ phịng về trước khi thổi vào phịng.
Sơ đồ tuyến đường ống cấp khí tươi cho các FCU&AHU ở các tầng:
Hình 6.2: Sơ đồ tuyến cung cấp giĩ tươi.
Từ sơ đồ trên ta thấy đoạn ống từ quạt đến G là đoạn ống dài nhất và cĩ tổn thất lớn nhất, do đĩ ta chỉ tiến hành tính tổn thất của đoạn ống chính (O-D) và đoạn ống phụ (D–F)
Ta sử dụng phương pháp ma sát đồng đều để tính: Phương pháp ma sát đồng đều dựa trên cơ sở: giữ giá trị tổn thất áp suất ma sát trên 1m ống khơng đổi
∆p1=const trong tồn bộ hệ thống đường ống dẫn khơng khí.
6.2.1. Xác định kích thước đường ống
Tính tốn đường ống chính O-D:
Lưa lượng giĩ qua đoạn ống O-A: L1 = ∑LPAU = 7240 l/s - Chọn ∆p1=1Pa/m
Tra trên đồ thị hình 7.24[TL1-tr373] ta được:
{ EMBED Equation.3 }
Ở đây dA = 940 mm là đường kính trịn, để tìm ống dẫn chữ nhật cĩ đường kính tương đương như vậy ta tra bảng 7.3[TL1-tr370] ta cĩ:dtđ=944mm, ω=10m/s và kênh chữ nhật cĩ kích thước là 1000×750 mm.
Lưa lượng giĩ qua đoạn ống A-B: L1 = 5400 l/s - Chọn ∆p1=1Pa/m
Tra trên đồ thị hình 7.24[TL1-tr373] ta được:
{ EMBED Equation.3 }
Ở đây dA = 840 mm là đường kính trịn, để tìm ống dẫn chữ nhật cĩ đường kính tương đương như vậy ta tra bảng 7.3[TL1-tr370] ta cĩ:dtđ=840mm, ω=9,2m/s và kênh chữ nhật cĩ kích thước là 1000×600 mm.
Lưa lượng giĩ qua đoạn ống B-C: L1 = 3560 l/s - Chọn ∆p1=1Pa/m
Tra trên đồ thị hình 7.24[TL1-tr373] ta được:
{ EMBED Equation.3 }
Ở đây dA = 700 mm là đường kính trịn, để tìm ống dẫn chữ nhật cĩ đường kính tương đương như vậy ta tra bảng 7.3[TL1-tr370] ta cĩ:dtđ=700mm, ω=8,4m/s và kênh chữ nhật cĩ kích thước là 750×550 mm.
Lưa lượng giĩ qua đoạn ống C-D: L1 = 1720 l/s - Chọn ∆p1=1Pa/m
Tra trên đồ thị hình 7.24[TL1-tr373] ta được:
{ EMBED Equation.3 }
Ở đây dA = 550 mm là đường kính trịn, để tìm ống dẫn chữ nhật cĩ đường kính tương đương như vậy ta tra bảng 7.3[TL1-tr370] ta cĩ:dtđ=553mm, ω=7,4m/s và kênh chữ nhật cĩ kích thước là 650×400 mm.
Tính tốn đường nhánh D-F: Trên đường ống chính này ta chọn đoạn D-E làm tiết diện điển hình:
Lưa lượng giĩ qua đoạn ống D-E: L1 = 860 l/s -Chọn ∆p1=1Pa/m
Tra trên đồ thị hình 7.24[TL1-tr373] ta được:
{ EMBED Equation.3 }
Ở đây dA = 415 mm là đường kính trịn, để tìm ống dẫn chữ nhật cĩ đường kính tương đương như vậy ta tra bảng 7.3[TL1-tr370] ta cĩ:dtđ=414mm, ω=5,8m/s và kênh chữ nhật cĩ kích thước là 600×250 mm.
Lưa lượng giĩ qua đoạn ống E-F: L1 = 430 l/s -Chọn ∆p1=1Pa/m
Tra trên đồ thị hình 7.24[TL1-tr373] ta được:
{ EMBED Equation.3 }
Ở đây dA = 325 mm là đường kính trịn, để tìm ống dẫn chữ nhật cĩ đường kính tương đương như vậy ta tra bảng 7.3[TL1-tr370] ta cĩ:dtđ=325mm, ω=5,2m/s và kênh chữ nhật cĩ kích thước là 400×225 mm. Bảng 6.2. kết quả tính tốn: Đoạn ống V,l/s ω,m/s dA,mm dtđ,mm Kích thước kênh chữ nhật O-A 7240 10 940 944 1000×750 A-B 5400 9,2 840 840 1000×600 B-C 3560 8,4 700 700 750×550 C-D 1720 7,4 550 553 650×400 D-E 860 5,8 415 314 600×250 E-F 430 5,2 325 225 400×225 6.2.2. Xác định tổn thất áp suất ∆∆∆∆p
∆p= ∆pm + ∆pC,pa (6-4)
6.2.2.1. Tổn thất áp suất ma sát
Tổn thất áp suất ma sát ∆pm được tính cho từng đoạn ống:
Tính đoạn ống O-A: Ở đây V=7240l/s, dtđ=944mm( khác so với giá trị d=940mm nên ta phải tính lại tốc độ ω và ∆pi). Từ đồ thị hình 7.24[TL1-tr373] ta xác định được
{ EMBED Equation.3 }
Tương tự như vậy cho các đoạn ống tiếp theo. Ta cĩ được bảng kết quả tính tốn như dưới đây:
Bảng 6.3: Kết quả tính tốn. Đoạn ống V,l/s l, m dtđ,mm ω,,m/s ∆pi,Pa/m ∆p=l*∆pi O-A 7240 20 944 9,4 0,95 19 A-B 5400 4,6 840 9,2 1 4,6 B-C 3560 4,6 700 8,4 1 4,6 C-D 1720 4,6 553 7,2 0,98 4,5 D-E 860 9 414 5,8 1 9 E-F 430 9,5 325 5,2 1 9,5 ∑∆p=51,2 6.2.2.2. Tổn thất áp suất cục bộ
Tổn thất áp suất cục bộ được tính cho từng đoạn:
Đoạn O-A: Gồm 1 cút 900 tiết diện chữ nhật, kích thước d= 750mm, W=1000. Ta cĩ { EMBED Equation.3 }
Tra bảng 7.5[TL1- tr376] ta cĩ a=7
Vậy chiều dài tương đương của cút 900 là:
dtđ = a.d = 7.750 = 5250mm = 5,25m Tổn thất áp suất cục bộ của 1 cút là:
∆p1OA= ltđ.∆p1 = 5,25 . 0,94 = 4,94 Pa