Đồ án Thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho - Trung tâm Văn hóa Lạc Hồng – 91B2 – Phạm Văn Hai – Tân Bình – TP Hồ Chí Minh

MỤC LỤC

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 1

1.1. Sự hình thành và phát triển của kỹ thuật điều hòa không khí 1

1.2. Mục đích – ý nghĩa của điều hòa không khí 1

1.3. Một số hệ thống điều hòa không khí được sử dụng phổ biến hiện nay 2

1.3.1. Hệ thống điều hòa cục bộ 3

1.3.1.1. Máy điều hòa cửa sổ 3

1.3.1.2. Máy điều hòa tách 5

1.3.2. Hệ thống điều hòa tổ hợp gọn 5

1.3.2.1. Máy điều hòa nguyên cụm 6

1.3.2.2. Máy điều hòa VRV 6

1.3.2.3. Hệ thống điều hòa trung tâm nước 8

Chương 2. CÔNG TRÌNH LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA 10

2.1. Giới thiệu về công trình lắp đặt hệ thống đièu hòa không khí 10

2.2. Chọn các thông số thiết kế 15

2.2.1. Chọn thông số thiết kế trong nhà 15

2.2.2. Chọn thông số thiết kế ngoài nhà 16

Chương 3. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM 20

3.1. Tính nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa 21

3.1.1. Nhiệt xâm nhập qua cửa kính do bức xạ mặt trời, Q11 21

3.1.2. Nhiệt hiện truyền qua mái do bức xạ và do chênh lệch nhiệt độ, Q21 24

3.1.3. Nhiệt hiện truyền qua vách, Q22 26

3.1.3.1. Nhiệt truyền tường, Q22t 27

3.1.3.2. Nhiệt truyền qua kính cửa sổ, Q22k 28

3.1.3.3. Nhiệt truyền qua cửa ra vào, Q22c 29

3.1.4. Nhiệt hiện truyền qua nền, Q23 30

3.1.5. Nhiệt tỏa ra do đèn chiếu sáng, Q31 30

3.1.6. Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc, Q32 31

3.1.7. Nhiệt hiện và ẩn do người tỏa ra, Q4 32

3.1.7.1. Nhiệt hiện do người tỏa vào phòng, Q4h 32

3.1.7.2. Nhiệt ẩn do người tỏa ra, Q4â 33

3.1.8. Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào, QhN và QâN 34

3.1.9. Nhiệt hiện và ẩn do gío lọt mang vào, Q5h và Q5â 34

3.1.10. Các nguồn nhiệt khác, Q6 36

3.1.11. Xác định phụ tải lạnh 36

3.2. Thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí 37

3.2.1. Thành lập sơ đồ điều hòa không khí 37

3.2.2. Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp 39

3.2.3. Tính toán sơ đồ điều hòa không khí 41

3.2.3.1. Điểm gốc và hệ số nhiệt hiện SHF (εh) 41

3.2.3.2. Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (εhf) 41

3.2.3.3. Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (εht) 42

3.2.3.4. Hệ số đi vòng bypass (εBF) 43

3.2.3.5. Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (εhef) 44

3.2.3.6. Nhiệt độ đọng sương của thiết bị 45

3.2.3.7. Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh 46

3.2.3.8. Xác định lưu lượng không khí qua dàn lạnh 46

Chương 4. LỰA CHỌN HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 49

Chương 5. TÍNH CHỌN MÁY MÓC THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG 50

5.1. Chọn máy móc chính của hệ thống 50

5.1.1. Chọn cụm dàn lạnh 51

5.1.2. Chọn cụm dàn nóng 56

5.2. Hệ thống đường ống Gas 60

5.3. Hệ thống đường nước ngưng 62

5.4. Hệ thống vận chuyển và phân phối gió 63

5.4.1. Tính hệ thống đường cung cấp gió tươi 64

5.4.2. Thiết kế hệ thống đường dẫn gió lạnh 68

5.4.3. Thiết kế hệ thống đường hút gió thải 71

5.4.4. Tính thông gió cho nhà vệ sinh 74

5.5. Hệ thông cung cấp điện 79

5.6. Sơ đồ hệ thống 81

5.7. Lắp đặt - vận hành - bảo dưỡng - sửa chữa hệ thống 81

5.7.1. Thi công lắp đặt 81

5.7.1.1. Lắp đặt hệ thống điện 81

5.7.1.2. Lắp đặt dàn nóng, dàn lạnh 82

5.7.1.3. Lắp đặt hệ thống đường ống dẫn không khí 84

5.7.1.4. Lắp đặt hệ thống đường ống thải nước ngưng 86

5.7.2. Công tác vận hành 87

5.7.2.1. Vận hành máy nén 87

5.7.2.2. Vận hành các thiết bị tự động 87

5.7.3. Công tác bảo dưỡng và sửa chữa 87

Chương 6. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 89

6.1. Đặc tính của Hệ thống 89

6.2. Tính Sơ bộ về giá thành 89

6.3. Kết luận _ đề xuất ý kiến 91

TÀI LIỆU THAM KHẢO 92

BẢNG KẾT QUẢ, PHỤ LỤC, BẢN VẼ 93

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

doc115 trang | Chia sẻ: lethao | Ngày: 07/02/2013 | Lượt xem: 4696 | Lượt tải: 67download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho - Trung tâm Văn hóa Lạc Hồng – 91B2 – Phạm Văn Hai – Tân Bình – TP Hồ Chí Minh, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
sinh và lưư lượng không khí qua dàn lạnh… Việc thành lập và tính toán sơ đồ Điều hòa không khí được tiến hành đối với mùa hè và mùa đông còn các thời gian khác trong năm có nhu cầu về lạnh, sửơi ấm ít hơn nên nếu thiết bị đã được chọn đáp ứp được cho mùa hề và mùa đông thì đương nhiên thỏa mãn cho các thời gian còn lại trong năm. Tùy vào điều kiện cụ thể mà có thể chọn một trong các sơ đồ sau: sơ đồ thẳng, sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp, sơ đồ tuần hoàn không khí 2 cấp hay sơ đồ có phun ẩm bổ sung. Mỗi sơ đồ đều có ưu nhựợc điểm riêng chính vì vậy mà cần phải căn cư vào điều kiện thực tế của công trình mà lựa chọn sơ đồ sao cho hợp lý nhất, vừa đảm bảo tính kỹ thuật vừa đảm bảo tính kinh tế. Sơ đồ thẳng: - Sơ đồ nguyên lý của hệ thống: Hệ thống này hoạt động theo sơ đồ nguyên lý sau: Hình 3.4. Sơ đồ điều hòa không khí thẳng. - Sơ đồ thẳng là sơ đồ mà không khí ngoài trời sau khi qua xử lí nhiệt ẩm được cấp vào phòng điều hòa và được thải thẳng ra ngoài tức là không có sự tái tuần hoàn không khí từ phòng về thiết bị xử lý không khí. - Sơ đồ này thường được sử dụng trong các không gian điều hòa có phát sinh chất độc, các phân xưởng sản xuất độc hại, phát sinh mùi hôi thối, các cơ sở y tế… Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp: Để tận dụng nhiệt của không khí thải người ta sử dụng hệ thống tuần hoàn không khí. Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp là sơ đồ mà không khí thải sẽ được tuần hoàn trở lại hòa trộn với không khí tươi ngoài trời để cấp vào phòng. Sơ đồ này được sử dụng rộng rãi vì hệ thống tương đối đơn giản, đảm bảo được yêu cầu vệ sinh vận hành không phức tạp lại có tính kinh tế cao. Nó được sử dụng cả trong lĩnh vực điều hòa tiện nghi và điều hòa công nghệ như khách sạn, nhà hàng, hội trường, phòng họp… Sơ đồ tuần hoàn không khí 2 cấp: + Sơ đồ tuần hoàn 2 cấp nó có thể khắc phục được những nhược điểm của sơ đồ tuần hoàn 1 cấp. Nó cũng thường được sử dụng cho điều hòa tiện nghi khi nhiệt độ thổi vào quá thấp, không đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh. Ngoài ra nó còn được sử dụng rộng rãi trong các phân xưởng sản xuất như: nhà máy dệt, thuốc lá…Tuy vậy so với sơ đồ tuần hoàn 1 cấp thì chi phí đầu tư lớn hơn nhiều. + Sơ đồ nguyên lý của hệ thống: Hình 3.5. Sơ đồ điều hòa không khí 2 cấp. Sơ đồ có phun ẩm bổ sung: Sơ đồ này được sử dụng nhằm tiết kiệm năng lượng trong trường hợp cần tăng độ ẩm không khí trong phòng. Việc phun ẩm bổ sung có thể áp dụng cho bất cứ dạng sơ đồ nào và đem lại hiệu quả nhiệt cao hơn năng suất lạnh và gió đều giảm. Tuy nhiên phải bố trí thêm thiết bị phun ẩm bổ sung ở trong phòng nên sẽ phải có thêm chi phí bổ sung cho thiết bị phun ẩm. Chính vì vậy trong thực tế nó chỉ được áp dụng cho các phòng nhỏ và các phòng có nhu cầu đặc biệt về độ ẩm. Kết luận: Qua phân tích đặc điểm của công trình: “Trung tâm Văn hóa Lạc Hồng” ta thấy “sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp” là phù hợp nhất. Nó vừa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật vừa đảm bảo tính kinh tế cho công trình. Chính vì vậy mà ta chọn sơ đồ này để tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho công trình này. 3.2.2. Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp Sơ đồ nguyên lý của hệ thống: Hình 3.6. Sơ đồ điều hòa không khí 1 cấp 1. Cửa lấy gió tươi 5. Quạt hút gió 9. Miệng hút 2. Miệng gío hồi 6. Kênh dẫn gió 10. Lọc bụi 3. Buồng hòa trộn 7. Miệng thổi 11. Quạt hút gió 4. TB Xử lí không khí 8. Phòng điều hòa 12. Miệng hút gió thải Nguyên lý của hệ thống được biểu diễn trên đồ thị I – d :Hình 3.7. Sô ñoà tuaàn hoaøn khoâng khí1 caáp. t N T H O j = 100 % d O V N: Không khí ngoài nhà T: Không khí trong nhà H: Không khí sau khi hòa trộn O ≡ V: Điểm thổi vào Không khí bên ngoài trời có trạng thái N (tN, φN) được hút qua cửa lấy gió tươi 1 đi vào buồng hòa trộn 3. Tại buồng hòa trộn diễn ra quá trình hòa trộn giữa không khí ngoài trời với không khí tuần hoàn lại từ phòng điều hòa có trạng thái T (tT, φT). Sau khi hòa trộn không khí có trạng thái H (tH, φH) sẽ được đưa đến thiết bị xử lý không khí 4 để có trạng thái mới là O ≡ V rồi tiếp đó sẽ được quạt 5 hút và thổi vào kênh dẫn gió 6, thổi vào phòng 8 qua miệng thổi 7. Không khí trong phòng có trạng thái T (tT, φT) một phần sẽ được quạt 11 hút qua miệng hút gió hồi 9 qua thiết bị lọc bụi 10 rồi thổi vào buồng hòa trộn 3 qua miệng cấp gió hồi 2, một phần sẽ được thải ra ngoài qua miệng hút gió thải 12. 3.2.3. Tính toán sơ đồ điều hòa không khí Sau khi chọn được sơ đồ điều hòa không khí ta tiến hành tính toán cho sơ đồ điều hòa không khí vừa chọn dựa trên ẩm đồ hay chính là đi xác định các điểm nút N, T, H, O. Trước khi đi vào tính toán sơ đồ điều hòa không khí ta cần tìm hiểu các hệ số và phương pháp sử dụng chúng vào việc xây dựng và tính toán sơ đồ như: - Hệ số nhiệt hiện, gồm 3 loại: Hệ số nhiệt hiện phòng, hệ số nhiệt hiện tổng và hệ số nhiệt hiện hiệu dụng. - Hệ số đi vòng. - Điểm đọng sương của thiết bị. 3.2.3.1. Điểm gốc và hệ số nhiệt hiện SHF (εh) Điểm gốc G xác định trên ẩm đồ là điểm có trạng thái (t=240C,φ=50 %). Thang chia hệ số nhiệt hiện (εh) đặt ở bên phải ẩm đồ. φ=50% φ=100% Hình 3.8. Ẩm đồ điều hòa không khí 3.2.3.2. Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (εhf) Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (εhf) là tỷ số giữa thành phần nhiệt hiện trên tổng thành phần nhiệt hiện và ẩn của phòng chưa tính đến thành phần nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi và gió lọt mang vào không gian điều hòa. (3.10) Trong đó: Qhf: Tổng nhiệt hiện của phòng (không có nhiệt hiện của gió tươi), W. Qâf: Tổng nhiệt ẩn của phòng (không có nhiệt ẩn của gió tươi), W. Hệ số nhiệt hiện phòng biểu diễn tia qua trình tự biến đổi không khí trong buồng lạnh V – T. Như vậy so sánh với đồ thị I – d thì εhf hoàn toàn tương tự như tia quá trình trên đồ thị I – d. Sau khi xác định được εhf kẻ đường G- εhf rồi từ T kẻ đường song song với đường G- εhf gặp đường φ = 100% thì điểm V sẽ nằm trên đoạn CT với φ ≈ 90 ÷ 100% tùy theo diện tích và hiệu quả trao đổi nhiệt ẩm của dàn lạnh. Tính ví dụ cho tầng 1 tòa nhà: Từ kết quả tính toán tải nhiệt ở mục 3.1 ta có: - Tổng nhiệt hiện của phòng (không có nhiệt hiện của gió tươi) là: Qhf = Qh – (QhN + Q5h + Qbsh) =71290-(8294,4+4929,725+1983,744)=56082 (W) - Tổng nhiệt ẩn của phòng (không có nhiệt ẩn của gió tươi là: Qâf = Qâ – (QâN + Q5â + Qbsâ) = 58370,36–(28080+14378,36+6552) = 9360 (W) Vậy theo công thức (3.10), hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (εhf) là: Các tầng khác tính tương tự và cho kết quả trong phụ lục 14 3.2.3.3. Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (εht) Hệ số nhiệt hiện phòng GSHF (εht) là tỷ số giữa thành phần nhiệt hiện trên tổng thành phần nhiệt hiện và ẩn của phòng có tính đến thành phần nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi và gió lọt mang vào không gian điều hòa. (3.11) Trong đó: Qh: Thành phần nhiệt hiện có kể đến phần nhiệt hiện do gió tươi và do gió lọt đem vào, W Qt: Tổng nhiệt hiện và nhiệt ẩn có kể đến phần nhiệt do gió tươi và gió lọt đem vào, hay chính là tổng nhiệt thừa: Qt = Q0 , W. Hệ số nhiệt hiện tổng chính là độ nghiêng của tia quá trình từ điểm hòa trộn H đến điểm thổi vào V. Sau khi xác định được εht bằng tính toán, đánh dấu trên thang chia hệ số nhiệt hiện rồi nối tia G - εht. Từ điểm H kẻ đường song song với G - εht cắt đường φ = 100% tại S thì S chính là điểm đọng sương của thiết bị. Còn điểm thổi vào V chính là giao điểm của HS và CT. Tính ví dụ cho tầng 1 tòa nhà: Từ kết quả tính toán tải nhiệt ở mục 3.1 ta có: - Thành phần nhiệt hiện có kể đến phần nhiệt hiện do gió tươi và do gió lọt đem vào: Qh = 71290 (W) - Tổng nhiệt hiện và nhiệt ẩn có kể đến phần nhiệt do gió tươi gió lọt đem vào: Qt = Qo = 129660 (W) Vậy theo công thức (3.11), Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (εht) là: Các tầng khác tính tương tự và cho kết quả trong phụ lục 15. 3.2.3.4. Hệ số đi vòng bypass (εBF) Hệ số đi vòng bypass εBF: là tỷ số giữa lượng không khí đi qua dàn lạnh nhưng không trao đổi nhiệt ẩm với dàn với tổng lượng không khí thổi qua dàn lạnh. Hệ số này có thể chọn theo kinh nghiệm, theo bảng 4.22.[1] ta chọn εBF = 0.05. 3.2.3.5. Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (εhef) Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (εhef): Là tỷ số giữa nhiệt hiện hiệu dụng của phòng và nhiệt hiện tổng hiệu dụng của phòng: (3.12) Trong đó: Qhef: Nhiệt hiện hiệu dụng của phòng ERSH Qhef = Qhf + εBF. QhN Qâef: Nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng ERLH Qâef = Qâf + εBF. QâN QhN: Nhiệt hiện gió tươi mang vào, W. QâN: Nhiệt ẩn gió tươi mang vào, W. Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng dùng để xác định điểm đọng sương S khi kẻ đường song song với G-εhef qua điểm T thì S chính là giao điểm của nó với đường φ = 100% . Tính ví dụ cho tầng 1 tòa nhà: - Nhiệt hiện hiệu dụng của phòng ERSH, Qhef: Qhef = Qhf + εBF. QhN = 56082+ 0,05 . 8294,4 = 56496,86(W) - Nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng ERLH, Qâef: Qâef = Qâf + εBF. QâN = 9360 + 0,05 . 28080 = 10764 (W) Vậy theo công thức (3.12), hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (εhef) là: Các tầng khác tính tương tự và cho kết quả trong phụ lục 16 Sau đây ta sẽ biểu diễn sơ đồ tuần hoàn 1 cấp với các hệ số nhiệt hiện hệ số đi vòng và cách xác định các điểm nút của sơ đồ trên đồ thị t-d: Hình 3.9. Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp với các hệ số nhiệt hiện, hệ số đi vòng và quan hệ qua lại với các điểm H, T, O, S,N. 3.2.3.6. Nhiệt độ đọng sương của thiết bị Nhiệt độ đọng sương của thiết bị là nhiệt độ mà khi ta tiếp tục làm lạnh hỗn hợp không khí tái tuần hoàn và không khí tươi (có trạng thái hòa trộn H) qua điểm V theo đường εht thì không khí đạt trạng thái bão hòa φ = 100% tại điểm S. Điểm S chính là điểm đọng sương và nhiệt độ tại điểm đó ts chính là nhiệt độ đọng sương của thiết bị. Để xác định được nhiệt độ đọng sương của thiết bị ta có thể sử dụng sơ đồ trên đồ thị t-d như đã trình bày ở trên. Ngoài ra ta có thể căn cứ vào mối quan hệ giữa nhiệt độ đọng sương của thiết bị với hệ số nhiệt hiện hiệu dụng εhef theo bảng 4.24 .[1]. Tính ví dụ cho tầng 1 tòa nhà: - Xác định các điểm trạng thái không khí trên ẩm đồ: T (25,65); N (34.6, 74); G(24, 50); - Đánh dấu trên trục SHF các giá trị vừa tìm được: εhf, εht, εhef - Qua T kẻ đường song song với G- εhef cắt φ = 100% ở S(17, 100), xác định được nhiệt độ đọng sương của thiết bị: ts = 17 0C - Qua S kẻ đường song song với G- εht cắt đường NT tại H, xác định được điểm hòa trộn H(27.8, 71). Các tầng khác tính tương tự và cho kết quả trong phụ lục 17. 3.2.3.7. Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh tO ≡ tV có thể xác định được theo biểu thức: tO ≡ tV = tS + εBF.(tH – tS). (3.13) Trong đó: tH: Nhiệt độ điểm hòa trộn tH có thể xác định bằng biểu thức: tH = tN, tT: Nhiệt độ không khí ngoài và trong nhà, oC. GN, GT, G: Lưu lượng không khí tươi, không khí tái tuần hoàn và tổng, kg/s. G = GN + GT Hoặc có thể sử dụng ẩm đồ để tra sau khi đã xác định được các điểm nút và các hệ số nhiệt hiện. Tính ví dụ cho tầng 1 tòa nhà: Ta sử dụng phương pháp tra ẩm đồ: Qua T kẻ đường song song với G - εhf cắt đường SH tại O. Khi bỏ qua tổn thất nhiệt từ quạt gió và đường ống gió ta có O ≡ V là điểm thổi vào. Xác định được điểm thổi vào: O ≡ V(19.4, 90.5). Các tầng khác xác định tương tự và cho kết quả trong phụ lục 18. 3.2.3.8. Xác định lưu lượng không khí qua dàn lạnh Sau khi tính toán và xác định được các thông số trên ta cần phải kiểm tra lại hiệu nhiệt độ phòng và nhiệt độ thổi vào: ∆tVT = tT - tV - Nếu ∆tVT ≤ 10 K thì đạt tiêu chuẩn vệ sinh và ta tiến hành tính toán lưu lượng gió. - Nếu ∆tVT > 10 K thì không đạt tiêu chuẩn vệ sinh cần phải sử dụng các biện pháp khác để giảm hiệu nhiệt độ thổi vào vì nhiệt độ thổi vào quá thấp sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Sau đó kiểm tra lại rồi mới tiến hành tính lưu lượng không khí qua dàn lạnh. Xác định lưu lượng không khí: Để xác đinh được lưu lượng không khí qua dàn lạnh ta sử dụng biểu thức: L = (3.14) Trong đó: L: Lưu lượng không khí, l/s. Qhef: Nhiệt hiện hiệu dụng của phòng, W tT, ts: Nhiệt độ trong phòng và nhiệt độ đọng sương, oC εBF: Hệ số đi vòng. Lưu lượng không khí L là lượng không khí cần thiết để dập nhiệt thừa và ẩn thừa của phòng điều hòa, đó cũng chính là lưu lượng không khí đi qua dàn lạnh sau khi hòa trộn. Ngoài ra căn cứ vào nó ta có thể tính kiểm tra năng suất lạnh của hệ thống điều hòa không khí: Qo = G.(IH – IV) , kW. (3.15) Trong đó: G: Lưu lượng không khí qua dàn lạnh: G = ρ .L ,kg/s. ρ: Khối lượng riêng của không khí, ρ= 1,2 kg/m3. L: Lưu lượng thể tích của không khí: L = LN + LT , m3/s LN: Lượng khí tươi cấp vào. LT: Lượng không khí tái tuần hòan. IH: entanpy không khí tại điểm hòa trộn (không khí vào dàn lạnh), kj/kg IV: entanpy không khí tại điểm thổi vào không gian điều hòa (không khí ra khỏi dàn lạnh), kj/kg. Tính ví dụ cho tầng 1 tòa nhà: - Kiểm tra điều kiện đảm bảo tiêu chuẩn vệ sịnh: Ta có T(25, 65); V(19.4, 90.5) ∆tVT = tT - tV = 25 – 19,4 = 5,6 Vậy ∆tVT ≤ 10 K thỏa mãn điều kiện đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh. - Xác định lưu lượng không khí: Thay các thông số đã tìm được vào trong biểu thức (3.14) ta có: L = (l/s) G = L . ρ = 6043 . 1,2 . 10-3 = 7,25 (kg/s) - Tính kiểm tra năng suất lạnh của hệ thống điều hòa không khí: Qo = G.(IH – IV) , kW. = 7,25 . (67 – 51) = 116 (kW) Từ kết quả trên ta thấy: năng suất lạnh yêu cầu dựa vào lưu lượng không khí yêu cầu (Q0 = 116 kW) nhỏ hơn năng suất lạnh tính ở mục 3.1 (Q0 = Qt = 129,6 kW). Sự khác biệt trên là do sai số trong khi tính toán và sự chênh lệch khi chọn các thông số tính toán giữa 2 cách tính trên. Tuy nhiên để đảm bảo hệ thống có thể hoạt động tốt trong mọi trường hợp tải thay đổi, môi trường bên ngoài thay đổi thì ta chọn giá trị Q0 = 129,6 để tính toán và chọn máy. Các tầng khác tính tương tự và cho kết quả trong phụ lục 19. Chương 4. LỰA CHỌN HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Sau khi xác định được phụ tải lạnh của tòa nhà, xác định sơ đồ của hệ thống xong ta phải tiến hành lên phương án chọn máy cho phù hợp nhất, sao cho vừa đảm bảo đáp ứng được về năng suất lạnh mà lại vừa có tính kinh tế cao, phù hợp với yêu cầu của công trình. Bởi vậy ta phải phân tích kỹ lưỡng từng phương án rồi chọn ra phương án tối ưu nhất, hiệu quả nhất. Lựa chọn hệ thống cho công trình: Sau khi đã phân tích kỹ lưỡng các hệ thống điều hòa không khí thông dụng nhất hiện nay (như đã trình bày trong mục 1.3), kết hợp với tìm hiểu các yêu cầu của công trình cũng như yêu cầu của chủ đầu tư tôi quyết định chọn hệ thống điều hòa trung tâm VRV để thiết kế cho công trình “Trung tâm Văn hóa Lạc Hồng” vì nó đảm bảo đầy đủ các yêu cầu về mặt: kỹ thuật, mỹ thuật, môi trường, sự tiện dụng về vận hành bảo dưỡng sửa chữa, độ an toàn, độ tin cậy, tuổi thọ và tính hiệu quả kinh tế lâu dài. Chương 5. TÍNH CHỌN MÁY MÓC THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Sau khi tính toán tải nhiệt, lựa chọn được phương án Điều hòa không khí thì ta cần tiến hành tính toán chọn máy móc thiết bị cho hệ thống. Đây là công việc rất quan trọng vì nó quyết định đến chất lượng của hệ thống điều hòa mà ta thiết kế. Tất cả các vấn đề về: khả năng đảm bảo về mặt kỹ thuật, chế độ vận hành máy móc thiết bị an toàn, tính khả thi trong thi công lắp đặt, hay phù hợp với khả năng kinh tế của chủ đầu tư… đều chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi khâu chọn máy móc và thiết bị. Chính vì vậy khi tiến hành chọn máy móc thiết bị cho hệ thống ta cần tìm hiểu và đưa ra phương án nào đó tối ưu nhất có thể đáp ứng được các đòi hỏi trên. Khi chọn máy thiết bị cho hệ thống điều hòa không khí thì nó cần thỏa mãn các yêu cầu sau: - Phải chọn máy có đủ năng suất lạnh yêu cầu ở đúng điều kiện và chế độ làm việc đã tính toán. Tổng năng suất lạnh luôn phải lớn hơn hoặc bằng năng suất lạnh (tải nhiệt) đã tính toán ở chế độ làm việc thực tế. Với các công trình có tính chất quan trọng đặc biệt hoặc do chủ đầu tư yêu cầu thì cần có một khoản năng suất lạnh dự trữ cho hệ thống. - Khi chọn máy móc thiết bị cần phải đáp ứng được năng suất gió để dập tắt được lượng nhiệt hiện và nhiệt ẩn có trong phòng. Hệ thống VRV cơ bản gồm các máy móc và thiết bị chính sau: - Cụm dàn lạnh. - Cụm dàn nóng. - Hệ thống đường ống dẫn gas và bộ chia gas (REFNET). - Hệ thống phân phối gió. - Hệ thống đường ống dẫn nước ngưng. - Hệ thống cung cấp điện, điều khiển và báo hiệu sự cố… 5.1. Chọn máy móc chính của hệ thống 5.1.1. Chọn cụm dàn lạnh Để chọn được dàn lạnh hợp lý nhất cho hệ thống ta cần dựa vào 2 thông số chính sau đây: - Năng suất lạnh (năng suất sưởi) yêu cầu. - Năng suất gió yêu cầu. Năng suất lạnh cho trong các Catogog thương mại của các nhà sản xuất là năng suất lạnh Danh định, ở chế độ vận hành tiêu chuẩn do nhà sản xuất đề ra như: - Chênh lệch độ cao giữa dàn nóng và dàn lạnh bằng 0. - Các thông số trạng thái của không khí: + Trong nhà: Nhiệt độ bầu khô: 27 0C, nhiệt độ bầu ướt 190C. + Ngoài nhà: Nhiệt độ bầu khô: 35 0C. Trong thực tế ở điều kiện hoạt động cụ thể của từng công trình thì các chế độ trên đều khác. Chênh lệch độ cao giữa dàn nóng và dàn lạnh là khác 0, các chế độ của không khí trong và ngoài nhà đều khác so với chế độ tiêu chuẩn. Do đó cần phải chọn dàn lạnh sao cho phù hợp với điều kiện hoạt động thực tế của công trình. Yêu cầu đặt ra khi chọn dàn lạnh là: Qott ≥ Qoyc Trong đó: Qott: Năng suất lạnh thực tế của dàn lạnh ở chế độ vận hành. Qoyc: Năng suất lạnh yêu cầu của không gian điều hòa. Thông thường năng suất lạnh thực tế của dàn ở chế độ vận hành là giá trị hiệu chỉnh của năng suất lạnh tiêu chuẩn cho trong Catogog kỹ thuật của nhà sản xuất bằng các hệ số: Qott = α . Qotc Trong đó: Qotc: Năng suất lạnh dạnh định của dàn lạnh ở chế độ tiêu chuẩn (lấy theo Catogog). α: Hệ số hiệu chỉnh, phụ thuộc vào điều kiện vận hành cụ thể (và thường cho trong Catogog kỹ thuật hoặc theo kinh nghiệm), α = α1 . α2 α1: Hệ số hiệu chỉnh theo chiều dài ống gas và chênh lệch độ cao giữa dàn nóng với dàn lạnh. α2: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ trong phòng và nhiệt độ ngoài trời theo điều kiện chuẩn. Công trình hiện sử dụng máy móc và các thiết bị phụ kiện dùng cho hệ thống điều hòa không khí toàn bộ là của hãng MITSUBISHI. Đây là một tập đoàn lớn chủ yêu đầu tư kinh doanh vào các lĩnh vực sản xuất sản phẩm tiêu dùng cao cấp phục vụ cho con người đặc biệt về lĩnh vực phương tiện giao thông và điện tử điện lạnh…Trong đó lĩnh vực về điện tử điện lạnh đang ngày càng được phát triển và mở rộng với sự xuất hiện của hàng loạt sản phẩm mới với nhiều tính năng vượt trội. Đặc biệt trong đó Mitsubishi Heavy Industries đã đưa ra hệ thống điều hòa không khí với nhiều kiểu dáng, có bộ biến tần ecolution VRF mang nhãn hiệu KX4. KX4 đạt được hiệu suất cao và độ tin cậy cao nhất thông qua các thiết kế đặc sắc và độc đáo. - Sản phẩm công nghiệp dẫn đầu về hiệu suất năng lượng: + Chỉ số hiệu suất (CoP) của KX4 cao nhất sẽ đảm bảo giảm được chi phí điện năng tiêu thụ, chi phí vận hành và giảm tác động ảnh hưởng đến môi trường. - Một số thiết kế đặc sắc và phát triển về kỹ thuật đã đem lại cải tiến lớn lao về mặt hiệu suất: + Sử dụng môi chất lạnh R410A, là loại môi chất có điện thế khử OZONE bằng không, có tính chất trao đổi nhiệt tốt, có tỉ trọng cao nên giảm được đường kính ống trong bộ trao đổi nhiệt và hệ thống đường ống liên kết, giảm lượng môi chất. + Một số cải biến khi chế tạo máy nén làm tăng thêm hiệu suất sử dụng và hiệu suất tiết kiệm năng lượng. + Các chi tiết khác cũng được biến như: mô tơ dùng cho quạt dàn nóng, van tiết lưu điện tử…. - KX4 tạo ra công suất cao nhất cho dàn nóng đơn, có nhiều dàn lạnh được kết nối hơn (48 dàn). - Chiều dài đường ống cho phép dài hơn. Chênh lệch độ cao giữa dàn nóng và dàn lạnh 50 m, chiều dài đường ống có thể đạt 160 m, tổng chiều dài các đường ống trong hệ thống đạt 510 m. - KX4 có phạm vi tùy chọn rộng rãi về điều hòa không khí, bao gồm: hệ thống điều khiển hữu tuyến có bộ định thời hàng tuần theo tiêu chuẩn, hệ thống điều khiển kiểm tra vận hành trung tâm có màn ảnh hiển thị và quan sát được… - KX4 có thể hoạt động được ở cả 2 chế độ sưởi ấm và làm lạnh. - KX4 có nhiều model với các năng suất từ thấp đến cao giúp cho người sử dụng dễ dàng lựa chọn. Tính ví dụ cho tầng 1 tòa nhà: Từ kết quả tính toán tải nhiệt mục 3.1.11 ta có: Tổng phụ tải lạnh của tầng là: Qo = 129660 (W) = 129,66(kW). - Hệ số hiệu chỉnh chiều dài ống gas: + Do toàn bộ các tầng đều được bố trí cụm dàn nóng ngay tại tầng đó (trừ tầng trệt và tầng thượng). Khoảng cách giữa dàn nóng và dàn lạnh Hp = 4 m. + Xác định chiều dài tương đương đường ống gas: Lt = lc . 0,5 + ln Lt = 40 . 0,5 + 7 = 27 m Trong đó: Lt : Chiều dài tương đương tổng, m lc: Chiều dài tương đương đường ống chính, m ln: Chiều dài tương đương sau chẽ nhánh, m Do không có Catalogue kỹ thuật của hãng Mutsubishi nên ta có thể dựa vào hình 5.4.[1] ta có thể chọn định hướng α1 = 0,96 - Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ trong phòng và nhiệt độ ngoài trời: + Điều kiện tiêu chuẩn: tT = 270C, tN = 350C. + Điều kiện vận hành: tT = 250C, tN = 34,60C Theo bảng 5.9.[1] ta chọn được hệ số hiệu chỉnh năng suất lạnh là: α2 = 0,98. Vậy hệ số hiệu chỉnh năng suất lạnh là: α = α1 . α2 = 0,96 . 0,98 = 0,9408 Do đặc điểm kiến trúc của công trình là các tầng được thiết kế với chiều cao tương đối lớn (5m) nên khoảng trống giữa trần giả và trần nhà tương đối lớn (0,7 m), không gian điều hòa là những phòng rộng nên ta chọn các dàn lạnh kiểu “FDURA âm trần – loại ống gió nằm ngang”. Ngoài ra, từ tầng 1 ÷ 4 mỗi tầng có 1phòng nhỏ (small room) ta chọn dàn lạnh treo tường “FDTQA28KXE4R – 9500 Btu/h” Hình 5.1. Dàn lạnh FDURA âm trần. Theo Catalogue “Hệ thống điều hòa không khí biến tần VRF – KX4” của hãng Mitsubishi ta có được đặc tính các dàn lạnh FDURA sẽ sử dụng cho tòa nhà như sau: Bảng 5.1. Thông số đặc tính các dàn lạnh sử dụng cho công trình là: Danh mục FDURA71 KXE4R FDURA90 KXE4R FDURA112 KXE4R FDURA140KXE4R Công suất lạnh biểu kiến kW 7,1 9,0 11,2 14,0 Công suất sưởi biểu kiến kW 8,0 10,0 12,5 16,0 Tổng công suất làm lạnh UK kW 6,12 7,76 9,65 12,07 Công suất làm lạnh cảm biến UK kW 5,68 7,45 8,43 10,43 Nguồn điện 1 Phase 220-240V, 50Hz/220V, 60Hz Mức ồn dB(A) Hi:41,Lo:37 Hi:42, Lo:37 Hi:42, Lo:38 Hi:43 Lo:39 Kích thước ngoài HxWxD Mm 295x850x650 350x1370x650 Trọng lượng tịnh Kg 40 63 65 Dòng khí (tiêu chuẩn) CMM Hi:25 Lo:18,5 Hi:34, Lo:27 Hi:42 Lo:35,5 Áp suất tĩnh Pa Tiêu chuẩn: 50, tốc độ cao: 130 Khí sạch nạp vào Có thể Lưới lọc khí Polypropylene net x1 (Có thể giặt được) Điều kiển từ xa Hữu tuyến: RC-E1R vô tuyến: RCND-KIT-HER Tiêu chuẩn lắp đặt kích cỡ ống dẫn in (mm) Dòng dung dịch: Ø3/8”(9,52) Dòng gas: Ø5/8”(15,88) Thiết bị tùy chọn Panel yên tĩnh, có khớp nối Từ bảng 5.1 ta có thể chọn “11 dàn lạnh FDURA140KXE4R” lắp đặt cho không gian tầng 1 tòa nhà. Kiểm tra năng suất lạnh: - Tổng năng suất lạnh danh định của dàn lạnh ở chế độ tiêu chuẩn (lấy theo Catogog) là: Qotc = 14 x 11 = 154 (kW) - Tổng Năng suất lạnh thực tế của dàn lạnh sử dụng cho tầng 1 ở chế độ vận hành là: Qott = α . Qotc = 0,9408 . 154 = 144,88 (kW) So sánh năng suất lạnh thực tế của dàn lạnh ở chế độ vận hành Qott với Năng suất lạnh yêu cầu của không gian điều hòa Qoyc (chính là tổng phụ tải lạnh đã tính được ở trên) ta thấy: Qott (= 144,88) > Qoyc (= 129,66) Vậy các dàn lạnh mà ta chọn ở trên đã thỏa mãn được yêu cầu đặt ra khi chọn dàn lạnh là: Qott ≥ Qoyc Kiểm tra năng suất gió: Tổng năng suất gió tiêu chuẩn của các dàn lạnh đã chọn cho tầng 1 là: L = 11 x 33.5 = 368,5 (m3/phút) = 6141,67 (l/s) So sánh với lưu lượng gió yêu cầu tính ở trên (6043 l/s) ta thấy các máy đã chọn là hợp lý có thể chấp nhận được. Tương tự ta có thể chọn được cụm dàn lạnh cho các tầng còn lại kết quả cho trong Phụ lục 20. Sau khi chọn các dàn lạnh sử dụng cho tòa nhà ta tiến hành “kiểm tra năng suất lạnh theo hệ số hiệu chỉnh và năng suất gió” thì thấy các dàn lạnh ta chọn có thể chấp nhận được. Kết quả kiểm tra được cho trong Phụ lục 21 và Phụ lục 22. 5.1.2. Chọn cụm dàn nóng Sau khi đã chọn được các cụm dàn lạnh cho không gian điều hòa, ta căn cứ vào kết quả đã chọn để tiến hành chọn cụm dàn nóng sao cho phù hợp nhất đáp ứng được cả điều kiện về kỹ thuật và kinh tế lẫn tính thẩm mỹ. Như trên ta đã trình bày về những cải tiến kỹ thuật và những ưu việt của hệ thống “Điều hòa không khí Trung Tâm KX4” của hãng Mitsubishi. Sau khi phân tích những hệ thống thuộc hệ thống “Điều Hòa Không khí Trung Tâm KX4” và những yêu cầu, đòi hỏi của Công trình cũng như của chủ đầu tư, ta quyết định chọn “Hệ thống điều hòa không khí liên kết KX4” để tính toán thiết kế cho Công trình này. Nói chung các hệ thống đều có một số đặc điểm tương tự nhau chỉ khác nhau ở cách bố trí, thành lập cụm dàn nóng. Đặc điểm cụm dàn nóng “Hệ thống điều hòa không khí liên kết KX4”: - Là hệ thống được thành lập dựa trên việc kết nối của 2 hay nhiều cụm dàn nóng (có thể giống có thể khác nhau) với nhau. - “Hệ thống điều hòa không khí liên kết KX4” có loại 2 đường ống liên kết, có loại 3 đường ống liên kết.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docThiết kế hệ thống điều hòa không khí cho- Trung tâm Văn hóa Lạc Hồng – 91B2 – Phạm Văn Hai – Tân Bình – TP Hồ Chí Minh.doc