5.2.1. Xâc định chu trình mây lạnh:
Chu trình lăm việc của mây lă loại một cấp có hồi nhiệt:
Hình 10: Chu trình mây lạnh một cấp có hồi nhiệt Câc quâ trình:
1-2: Quâ trình nĩn đoạn nhiệt 2-3: Ngưng tụ đẳng âp
3-3’: Quâ lạnh lỏng ngưng trong hồi nhiệt ở pk=const 3’-4: Tiết lưu
4-1: Bốc hơi đẳng âp
1’-1: Quâ nhiệt hơi trong hồi nhiệt ở po=const
5.2.2. Xâc định câc điểm nút:
a. Nhiệt độ sôi to: ở đđy ngoăi việc xâc định nhiệt độ sôi của môi chất lạnh trong dăn bốc hơi của mây điều hoă nhiệt độ to ta còn cần xâc định nhiệt độ của không khí được lăm lạnh khi thổi qua dăn bốc hơi hoặc dăn nước lạnh tk” nhiệt độ sôi của môi chất lạnh trong mây điều hoă nhiệt độ được chọn:
to=2÷10 0C, ở đđy ta chọn t0 =5 0C.
Sở dĩ ta chọn nhiệt độ sôi trong mây điều hoă phải lớn như vậy để nếu lăm lạnh nước (trong mây sản xuất nước lạnh- water chiller) thì nhiệt độ nước lạnh đạt được sẽ lớn hơn 0 0C vă trânh được hiện tượng nước lạnh đóng băng trong ống gđy vỡ ống. Với mây điều hoă lăm lạnh nước, gọi nhiệt độ nước văo bình bốc hơi t’n, nhiệt độ nước ra khỏi bình bốc hơi t”n do độ chính nhiệt độ giữa nhiệt độ nước ra vă nhiệt
∆iql i 3 3’ 4 pk, tk P0, t0 1 2 1’ p t
độ bốc hơi ∆t”n = t”n-to ≥ 30C, như vậy mới đảm bảo tốt cho quâ trình truyền nhiệt giữa nước vă mặt ngoăi của dăn lạnh ta chọn ∆t”n=3oC.
Nước lạnh ra khỏi bình bốc hơi của mây điều hoă nhờ bơm sẽ chuyển động trong ống dẫn tới thiết bị trao đổi nhiệt - TBTĐN - (thực tế hoặc lă AHU), ở đđy nước lạnh chảy trong câc ống thường có cânh bín ngoăi để lăm lạnh không khí thổi văo phòng cần điều hoă. Khi kể đến tổn thất lạnh trín đường ống giả thiết nhiệt độ nước lạnh văo TBTĐN t’nT cao hơn nhiệt độ nước ra khỏi bình khoảng (0,5÷1)0C:
t’nT=t”n+(0,5 ÷1) 0C
Tương tự nhiệt độ nước lạnh ra khỏi TBTĐN t”nT thấp hơn nhiệt độ nước văo trong bình bay hơi khoảng (0,5÷1)0C: t”n=t”nT+(0,5 ÷1) 0C.
Ngoăi ra ∆t”k=t”kT - t’nT≥ 5 0C
vă hiệu giữa nhiệt độ nước lạnh văo vă ra khỏi TBTĐN thường chọn: δtn= t”nT - t’nT= (3÷5) 0C
Vậy khi ta chọn to = 40C, ∆t”n= 4 0C, ∆t”k = 6 0C, δtn = 3 0C thì ta có thể xâc định được câc nhiệt độ của nước lạnh vă không khí:
Nhiệt độ của nước ra khỏi bình bay hơi: t”n= t0+∆t”n = 5+3 = 8 0C
Nhiệt độ nước văo TBTĐN: t’nT = t”n+1= 7+1 = 8 0C Nhiệt độ nước ra TBTĐN:
t”nT = t’nT + δtn = 8+4 = 12 0C Nhiệt độ nước văo bình bay hơi: t’n = t”nT+1= 12+1 =13 0C
Hiệu nhiệt độ nước lạnh trong bình bay hơi: δtnB=t’n- t”n=13 – 8 = 5 0C
Nhiệt độ không khí lạnh ra khỏi TBTĐN: t”kT = t’nT + ∆t”k = 8+6 =14 0C
Nhiệt độ ngưng tụ môi chất lạnh tk :
Việc chọn nhiệt độ ngưng tụ của môi chất lạnh trong mây điều hoă không khí phụ thuộc văo chất (nước hay không khí) dùng để lăm mât bình ngưng, ở đđy ta chỉ xĩt cho bình ngưng lăm mât bằng nước.
Trong mây điều hoă không khí thông thường, khi dùng nước lăm mât bình ngưng nước lăm mât thực hiện vòng tuần hoăn kín trong đó nước sau khi qua bình ngưng do nhận nhiệt của hơi môi chất lạnh toả ra, nóng lín vă được đưa văo thâp giải nhiệt để lăm giảm nhiệt độ rồi lại văo bình ngưng.
t’
Hình 11: Bình ngưng giải nhiệt bằng nước
Khi ký hiệu nhiệt độ nước lăm mât văo bình ngưng t’nB vă ra khỏi bình ngưng t”nB, nhiệt độ nước văo vă ra khỏi thâp giải nhiệt t’nTG, t”nTG ta có quan hệ:
t”nB = t’nTG, t’nB = t”nTG
δtnB=t”nB- t’nB= δtnTG =t’nTG - t”nTG
đối với thâp giải nhiệt, hiệu nhiệt độ nước văo, ra khỏi thâp thường được chọn: δtnTG = (2÷6) 0C
vă để đảm bảo quâ trình truyền nhiệt : ∆t”n = tk-t”nB≥ 30C vă t”nTG = tư + (3 ÷5) 0C tư- nhiệt độ nhiệt kế ướt
khi chọn hiệu nhiệt độ nước trong thâp giải nhiệt δtnTG = 5 0C ta tìm được nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng t”nB:
δtnB = δtnT = 5 0C = t”nB - t’nB
t”nB = t’nB+5 = 33+5 = 38 0C
vì ở nhiệt độ 34,3 0C vă độ ẩm 73,4% có tư = 30 0C (thông số ngoăi trời) t”nT = t’nB = tư+5 = 30+5 = 35 0C
ta chọn ∆t”n = 30C = tk - t”nB
tk = t”nB+3 = 38+3 = 41 0C c. Nhiệt độ quâ lạnh tql, nhiệt độ quâ nhiệt tqn:
Lỏng t'nTG Bơm T Hơi tk tn t'nB t'’nB t'’nTG
Mây điều hoă không khí sử dụng môi chất lạnh R134a...có sử dụng chu trình 1 cấp có hồi nhiệt. Trong bình hồi nhiệt kiểu ngược dòng lỏng ngưng fríon từ bình ngưng đi văo có nhiệt độ t’1= tk, sau khi toả nhiệt vă lỏng được lăm mât đi ra có nhiệt độ t”1 = tql (gọi lă nhiệt độ quâ lạnh) đi văo bộ phận tiết lưu, mặt khâc hơi fríon lạnh từ bình bốc hơi có nhiệt độ t’h=t0 đi văo bình hồi nhiệt sau khi nhận nhiệt nhiệt độ tăng đến t”h = tqn (gọi lă nhiệt độ quâ nhiệt) vă được hút văo mây nĩn. Để bảo đảm truyền nhiệt tốt ta chọn
δth = t”h - t’h = tqn – t0 ≤ 25 0C
từ đó khi bỏ qua tổn thất nhiệt ở bình hồi nhiệt ta có phương trình cđn bằng nhiệt với δt1 = t’1-t”1 = tk - tql Cpl *δt1 = Cph *δth tql = tk - Cph *δth / Cpl Tính ở trín, ta có t0 = 5 0C, tk = 410C ta chọn δth = 25 0C, từ đó ta tính được δth = tqn - t0 = 25 0C tqn=25 + t0 = 25+5 = 30 0C
Với nhiệt độ trung bình của hơi th = 0,5.(tqn+t0) = 0,5.(30+5) =17,50C tra bảng của R134a ta có Cph = 0,82 kJ/kgK. Khi giả thiết t”1 = 300C thì t1= 0,5.(40+30) = 350C từ đó tra bảng của lỏng R134a ta có Cpl =1,3 kJ/kgK. Vậy nhiệt độ quâ lạnh lỏng tql: tql = tk - Cphδth/Cpl = 41-0,82.25/23 = 25 0C
Tóm lại : Nhiệt độ môi chất bay hơi lă:t0 = 50C Nhiệt độ môi chất ngưng tụ lă: tk = 410C Nhiệt độ quâ lạnh lă: tql = 25 0C
Nhiệt độ quâ nhiệt lă: tqn = 30 0C
Bảng 3-2: Thông số của câc điểm của chu trình.
Thông số Điểm
1’ 1 2 3 3’ 4
t, 0C 5 30 90 41 25 4
P, bar 3,492 3,492 10,442 10,442 10,442 3,492
I, kJ/kg 700,1 724,1 750 557,7 533,7 533,7
(Câc thông số của câc điểm tra theo bảng R134a của [5]phụ lục 15)
Năng suất lạnh riíng đơn vị:
q0 = I1’-I4 = 700,1 - 533,7=166,4 kJ/kg Lưu lượng khối lượng tâc nhđn tuần hoăn:
G = Q0/q0 =1393,165/166,4 = 8,3724 kg/s Năng suất ngưng tụ:
Qk = G(I2 - I3) = 8,3724 (750 -557,7) =1610 [kW]
Căn cứ văo bảng năng suất lạnh đê tính ở 3.2 ta cộng tổng năng suất lạnh sẽ lă:
Q0 = Qthuốc viín + QBeta + QNon-Beta = 404,6318 + 343,8042 + 412,5351
= 1160,971 kW
Khi chọn ta phải chọn công suất phải lớn hơn phụ tải: Ta có: Q0c= 1,2*Q0 = 1,2*1160,971 = 1393,165 [kW]
So sânh với tổng công suất lạnh vă công suất giải nhiệt của 3 cụm Chiller, ta có : Q’0 = 553*3= 1659 [kW] > Q0c= 1393,165 [kW]
Q’k = 659*3 = 1977 [kW] > Qk =1610 [kW] Do đó chọn cụm Chiller lă thõa mên.
5.3. Tính kiểm tra thâp lăm mât nước (cooling tower):
Do hệ thống điều hoă không khí được đặt tại Tuy Hòa, ta có nhiệt độ ngoăi trời lă tN = 34,3 0C, ϕN = 73,4% ta tìm được nhiệt độ nhiệt kế ướt tư = 30 0C. Vậy:
Nhiệt độ nước lăm mât ra khỏi thâp: t”T = tư + ∆t (với ∆t = 3÷5) 0C
Khi chọn ∆t = 3 0C ta có: t”T = 30+3 = 33 0C
Khi chọn hiệu nhiệt độ nước văo vă ra thâp δtT = t’T - t”T = 5 0C, ta tìm nhiệt độ nước văo thâp: t’T = t”T+δtT = 33+5 = 38 0C
Công suất giải nhiệt của 3 thâp: QkT = 175*3 = 525 tôn lạnh Mỹ. → QkT = 525*3900 = 2047500 kcal/h = 525* 3,516 = 1845,9 [kW] So sânh với công suất giải nhiệt của 3 cụm Chiller, ta có :
QkT = 1845,9 [kW] > Q’k = 1977 [kW]. Do đó việc chọn thâp giải nhiệt theo thiết kế lă thõa mên.
5.4.Tính kiểm tra FCU vă AHU:
Ở mục trín ta có: t’nFCU = t’nAHU =7 0C t”nFCU = t”nAHU =12 0C Vậy lưu lượng nước qua FCU vă AHU lă:
L = Q0i/(Cp.δtn) = Q0i/(4,18*5) = 0,05*Q0i [l/s]
Trong đó: Q0i lă năng suất lạnh của phòng i , kW tra bảng {3-12}trang 55.
5.4.1. Kiểm tra AHU-S-01: Q =189 kW, L = 9,028 [l/s]
STT Tín phòng Q0 [kW] L [l/s]
1 Hănh lang (S-C25) 17,1097 0,338 2 Buồng cđn (S-C24) 1,9313 0,038 3 Phòng biệt trữ nguyín liệu (S-C23) 2,9533 0,058
4 IPC (S-C16) 2,7555 0,054 5 Phòng biệt trữ (S-C15) 2,7869 0,055 6 Phòng quản đốc (S-C10) 2,3253 0,046 7 Phòng chuẩn bị chai lọ (S-C9) 2,3253 0,046 8 Phòng vệ sinh (S-C7) 4,1922 0,083 9 Phòng dụng cụ vệ sinh (S-C6) 3,8414 0,076 10 Phòng vệ sinh dụng cụ (S6-C5) 3,4499 0,068 11 Buồng chờ sử lý (S-C2) 4,1507 0,082 12 Buồng cđn (S-C1) 2,9397 0,058 13 Phòng thay đồ nam 3 (M-G3) 3,6898 0,073 14 Phòng thay đồ nữ 3 (W-G3) 3,0273 0,06 15 Hănh lang đệm exit (S-D4) 4,2229 0,083 16 Airlock nhđn viín D (AL-S1) 1,1533 0,023 17 Airlock nguyín liệu (AL-S2) 1,2698 0,025 18 Airlock cđn (AL-S3) 1,2582 0,025 19 Airlock dụng cụ (AL-S4) 1,1923 0,024 20 Phòng đệm nguyín liệu 1,9088 0,038
Tổng cộng 68,4836 1,353
5.4.2. Kiểm tra AHU-S-02: Q = 91,8 [kW], L = 4,385 [l/s]
STT Tín phòng Q0 [kW] L [l/s] 1 Phòng sấy tầng sôi (S-C22) 6,4684 0,128 2 Phòng trộn lập phương (SC-21) 4,2746 0,084 3 Vô nang 1 (S-C20) 3,722 0,073 4 Vô nang 2 (S-C19) 3,645 0,072 5 Phòng dập viín (S-C18) 4,2951 0,085 6 Phòng ĩp gói (S-C17) 5,6589 0,112 7 phòng trộn siíu tốc (S-C14) 5,6536 0,112 8 Phòng vô chai lọ (S-C13) 2,7152 0,054 9 Phòng ĩp vỉ 2 (S-C12) 4,0167 0,079 10 Phòng ĩp vỉ 1 (S-C11) 4,0711 0,08 11 Bao phim (S-C8) 6,8342 0,135 12 Phòng trộn lập phương 40kg (SC-4) 4,1629 0,082 13 Phòng say (S-C3) 3,7709 0,074 Tổng cộng 59,2886 1,17
5.4.3. Kiểm tra AHU-S-03: Q = 46,3 [kW], L = 2,212 [l/s]
STT Tín phòng Q0 [kW] L [l/s]
1 Khu vực đóng gói thứ cấp (S-W6) 39,6654 0,586 2 Phòng bảo quản khuôn (S-D1) 4,6432 0,069
Tổng cộng 44,3086 0,655
5.4.4. Kiểm tra câc AHU vă FCU còn lại của khu thuốc viín:
STT Tín phòng Loại mây Q0 [kW] L [l/s]
1 Khu vực nghiín cứu phât triển 1 AHU-RD-01 21,5264 0,318 2 Khu vực nghiín cứu phât triển 2 O-15 AHU-RD-02 17,6769 0,261 3 AL
AHU-MB-01
3,0529 0,023
4 G2 2,8022 0,021
5 Phòng vi sinh 9,6669 0,072
6 Phòng chuẩn bị môi trường
AHU-MB-02
12,9 0,159
7 AL 1,8424 0,023
8 G1 1,8753 0,023
9 Phòng giâm đốc O-2 FCU-S-01 12,717 0,188 10 Phòng thư ký O-3 FCU-S-02 7,5251 0,111 11 Phòng phó giâm đốc O-4 FCU-S-03 10,2374 0,151 12 Phòng họp 0-6 FCU-S-04 15,6818 0,232 13 Admin / Finance Debt O-7 FCU-S-05 9,0533 0,134 14 Library/ Training room O-8 FCU-S-06 10,2577 0,152 15 Phòng đảm bảo chất lượng O-9 FCU-S-07 7,1925 0,106 16 Phòng lưu trữ hồ sơ O-10 FCU-S-08 4,5454 0,067 17 R&D Zone O-11 FCU-S-09 7,5437 0,111 18 Phòng lưu giữ hồ sơ O-12 FCU-S-10 24,55 0,363 19 Phòng thay đồ O-13 FCU-S-11 3,7091 0,055 20 Phòng thay đồ O-14 FCU-S-12 3,657 0,054 21 Kho hóa chất O-16 FCU-S-13 5,2265 0,077 22 Hănh lang tham quan S-D2 FCU-S-14 16,1656 0,239 23 Phòng thay đồ nam 2 M-G2 FCU-S-15 4,8726 0,072 24 Phòng thay đồ nữ 2 W-G2 4,8296 0,071 25 Phòng điều khiển FCU-S-20 13,4437 0,199
Bảng kết quả câc AHU:
Loại mây Qtính [kW] Ltính [L/s] Qc [kW] Lc [L/s] Kết quả
AHU S01 68,4836 1,353 180 3.72 Thõa mên
AHU S02 59,2886 1,17 91.3 5.374 Thõa mên
AHU S03 44,3086 0,655 46.3 0.987 Thõa mên
AHU MB 01 15,522 0,116 22.7 1.15 Thõa mên
AHU MB 02 16,6177 0,205 19.2 1.176 Thõa mên
AHU RD 01 21,5264 0,318 26.9 1.2 Thõa mên
Đồ Ân Tốt Nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Thanh Quang Bảng kết quả câc FCU:
Loại mây Tín phòng Qtính [kW] L tính [L/s] Q mây kW] L mây [L/s] Kết quả
FCU S01 Phòng giâm đốc O-2 12,717 0,3027 7,2 0,556 Không đạt
FCU S02 Phòng thư ký O-3 7,5251 0,1145 2,2 0,17 Không đạt
FCU S03 Phòng phó giâm đốc O-4 10,2374 0,1825 3,4 0,264 Không đạt
FCU S04 Phòng họp 0-6 15,6818 0,3743 5,3 0,381 Không đạt
FCU S05 Admin / Finance Debt O-7 9,0533 0,4422 5,1 0,367 Không đạt
FCU S06 Library/ Training room O-8 10,2577 0,5397 6,2 0,451 Không đạt
FCU S07 Phòng đảm bảo chất lượng O-9 7,1925 0,2925 3,4 0,264 Không đạt
FCU S08 Phòng lưu trữ hồ sơ O-10 4,5454 0,1417 1,7 0,116 Không đạt
FCU S09 R&D Zone O-11 7,5437 0,5113 5,5 0,395 Không đạt
FCU S10 Phòng lưu giữ hồ sơ O-12 24,55 0,8458 12 0,883 Không đạt
FCU S11 Phòng thay đồ O-13 3,7091 0,1043 0,7 0,047 Không đạt
FCU S12 Phòng thay đồ O-14 3,657 0,0987 0,6 0,045 Không đạt
FCU S13 Kho hóa chất O-16 5,2265 0,1587 1 0,072 Không đạt
FCU S14 Hănh lang tham quan S-D2 16,1656 0,6825 5,2 0,367 Không đạt
FCU S15 Phòng thay đồ nam 2 M-G2 4,8726 0,1588 3,6 0,272 Không đạt
Phòng thay đồ nữ 2 W-G2 4,8296 0,1622 Không đạt
FCU S20 Phòng điều khiển 12,717 0,5071 10,2 0,515 Không đạt
Đồ Ân Tốt Nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Thanh Quang
CHƯƠNG 6: TÍNH, KIỂM TRA HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VĂ PHĐN PHỐI KHÔNG KHÍ
6.1. Tính toân thiết kế hệ thống vận chuyển vă phđn phối không khí:
Để tinh toân hệ thống vận chuyển vă phđn phối không khí cũng như kiểm tra miệng thổi vă miệng hút ta phải đổi đơn vị kg/s sang đơn vị l/s theo công thức sau:
Lm3/s = Lkg/s /ρ = Lkg/s /1,2 [m3/s]
Trong đó: ρ = 1,2 kg/m3 – khối lượng riíng của không khí => Ll/s = Lm3/s .103/ρ = Lkg/s .103/1,2 [l/s]
6.2. Tính toân kính gió cấp cho câc phòng sử dụng AHU:
AIRLOCK D? NG C? AL-S4 VAV P E AIRLOCK CĐN AL-S3 THAY Ð? N? 3 W-G3 VAV AIRLOCK NGUYÍN LI? U AL-S2 E P VAV AIRLOCK N.VIÍN D AL-S1 E P VAV HĂNH LANG Ð? M EXIT S-D4 E P VAV P. Ð? M NHĐN VIÍN D E P VAV E P VAV PHÒNG Ð? M NGUYÍN LI? U E P AO VAV E P AO VAV THAY Ð? NAM 3 M-G3 E P AO VAV BU? NG CĐN S-C1 E P AO VAV BU? NG CH? S? LÝ-S-C2 E P AO VAV PHÒNG D? NG C? V? SINH S-C6 E P AO VAV PHÒNG V? SINH D? NG C? S-C5 E P AO VAV PHÒNG V? SINH S-C7 E P AO VAV CHU? N B? CHAI L? S-C9 E P AO VAV PHÒNG QU? N Ð? C S-C10 E P AO VAV BI? T TR? S-C15 E P AO VAV IPC S-C16 E P AO VAV BI? T TR? NGUYÍN LI? U S-C23 E P AO VAV VAV P AO E AO P E
HĂNH LANG BU? NG CĐN
S-C24
EDH-S-01
M
KHU HĂNH LANG, CĐN KI? M NGHI? M, BÂN TP...(GRADE D)
6487L/S AHU-S-01 C M M P M NRD 3700L/S 1716L/S 2787L/S 4503L/S 352L/S 558L/S VAV x 2 441L/S VAV x 2 294L/S VAV x 1 274L/S 299L/S 212L/S 261L/S 183L/S 183L/S 363L/S 328L/S 292L/S 517L/S 287L/S 294L/S 237L/S 299L/S 122L/S 39 4L /S 29 0L /S 24 3L /S 29 8L /S 26 3L /S 12 2L /S 97 L/ S 16 8L /S 22 6L /S 19 1L /S 32 0L /S 19 6L /S 23 2L /S 26 7L /S 11 4L /S 11 4L /S 16 5L /S 14 3L /S 20 3L /S 90 L/ S A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V 1 2 3 4 5 66 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Hình 6-1 Sơ đồ nguyín lý hệ thống gió cấp vă hồi của AHU
Ta tính hệ thống kính gió tươi dựa văo phương phâp ma sât đồng đều. Lưu lượng gió qua đoạn đầu lă L1 = L = 3685 [l/s]
Theo thiết kế ta có kích thước đoạn đầu 1200X800mm, suy ra f1= 1,2*0,8 = 0,96 m2.