Đồ án Tốt nghiệp thiết kế điều hòa không khí sử dụng hệ thống water chiller trane

otor 10x3(7,45x3 kW) HP 9 Nguồn điện 380- 415V/3P/50Hz 10 Bộ khởi động Khởi động mềm 11 Kích thước (dài x rộng) 10410 x 4380 mm 12 Trọng lượng khi vận hành 11490 kg CHƯƠNG IV TÍNH THIẾT KẾ HỆ THỐNG CÁC ĐƯỜNG ỐNG KỸ THUẬT 4.1. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG NƯỚC 4.1.1. Phương pháp thiết kế đường ống nước Việc tính toán đường ống nước về cơ bản rất giống với đường ống dẫn không khí, nghĩa là cần biết: - Lưu lượng nước trong mỗi nhánh và trong các ống chính. - Độ dài của từng đoạn ống (phụ thuộc vào sơ đồ cung cấp nước đã chọn và phụ thuộc điều kiện cụ thể của công trình). Việc tính toán thiết kế đường ống nước nhằm xác định kích thước đường kính ống dẫn (của từng đoạn ống) và xác định trở kháng thuỷ lực của toàn tuyến ống (là tuyến có trở lực lớn nhất, lấy đó làm cơ sở để chọn bơm nước). Có thể dùng phương pháp tốc độ giảm dần hoặc dùng phương pháp ma sát đồng đều giống như khi thiết kế đường ống dẫn không khí. Dù dùng phương pháp nào để tính toán thì tốc độ nước trong ống cũng không được chọn quá lớn để tránh tăng tiêu hao điện năng chạy bơm và tránh hiện tượng mài mòn ống. Tốc độ nước trên các ống chính không nên quá 4 m/s và trên ống nhánh không nên quá 2 m/s. Chọn tốc độ nước quá bé (hoặc chọn trở lực trên mỗi mét ống quá bé) sẽ làm tăng chi phí đầu tư cho đường ống và chi phí cách nhiệt đường ống. 4.1.2. Lựa chọn hệ thống đường ống Hiện nay có rất nhiều cách bố trí hệ thống đường ống nước như hệ 2 đường ống, 3 đường ống, 4 đường ống, hệ hồi ngược…Mỗi một cách bố trí đều có những ưu nhược điểm riêng. Hệ 3 đường ống, hệ 4 đường ống nhằm mục đích sử dụng lạnh và sưởi đồng thời ở các mùa giao thời cho các công trình quan trọng trong cùng một thời gian phòng này cần làm lạnh nhưng phòng khác lại cần để sưởi ấm. Vì vậy với đặc điểm của công trình ta thấy hệ thống 2 đường ống và hệ hồi ngược là có khả năng ưu việt và tiện dụng nhất. Hệ hai đường ống: là hệ thống đơn giản nhất, gồm ống góp mắc song song còn các FCU mắc nối tiếp giữa hai ống. Vào mùa hè không sưởi ấm, nồi hơi không hoạt động, chỉ có vòng tuần hoàn nước lạnh hoạt động để làm lạnh phòng. Nước lạnh bơm qua các FCU để thu nhiệt của không khí trong không gian điều hòa rồi thải ra ngoài qua tháp giải nhiệt. Vào mùa đông chỉ có vòng tuần hoàn nước nóng hoạt động, nước nóng được bơm từ nồi hơI để cấp nhiệt cho các dàn FCU để sưởi phòng. Hệ thống này có ưu điểm là đơn giản, chi phí vật liệu nhỏ, nhưng có nhược điểm lớn là khó cân bằng áp suất bơm giữa các dàn vì nước có xu hướng chỉ đi tắt qua các dàn đặt gần. Do đó, cần đặt van điều chỉnh để cân bằng áp suất, chia đều nước cho các dàn. Hệ hồi ngược là hệ thống được cải tiến từ hệ 2 đường ống, ở đây bố trí thêm một ống hồi ngược nên đảm bảo cân bằng áp suất tự nhiên trong toàn bộ các dàn vì tổng chiều dài đường ống qua các dàn là bằng nhau. Tuy nhiên nhược điểm của hệ thống này là tốn thêm đường ống, giá thành cao hơn. Với các phân tích trên. Đồ án chọn hệ thống 2 đường ống để thiết kế. 4.1.3. Tính toán đường kính ống Sử dụng phương pháp ma sát đồng đều để tính toán đường kính ống nước. Ta chọn vật liệu dẫn nước lạnh là ống thép đen loại 40ST ( 40 schedule tiêu chuẩn). Tổn thất áp suất trên 1m ống thép đen biểu số 40 tiêu chuẩn là ∆P1 ≤ 1000 Pa/m, đầu tiên ta chọn ∆p1 = 500 Pa/m. Sau đó với lưu lượng thể tích đã biết tà tổn thất áp suất đã chọn là 500 Pa/m , theo [1] sẽ xác định được đường kính ống sơ bộ. Từ đường kính sơ bộ vừa tính được ta chọn đường kính ống nước tiêu chuẩn theo [1]. Sơ đồ bố trí đường ống nước trong bản vẽ mặt bằng thông gió các tầng. Quãng đường đi của nước cấp được chia làm 2 nhánh cấp từ tầng 1 đến tầng 5. Hai đường nước cấp có cùng đường kính cung cấp nước lạnh cho các FCU và được chia đều cho 2 khu vực của mỗi tầng. Đường nước cấp nhánh 1 ký hiệu là B-C-D-E-F-G, đường nước cấp nhánh 2 ký hiệu là B-C’-D’-E’-F’-G’ sau đó qua ống hồi trở về bơm. Các rẽ nhánh từ C,D,E,F,G và C’,D’,E’,F’,G’ đi vào các tầng tương ướng lần lượt là tầng 1, tầng 2, tầng 3, tầng 4, tầng 5. Xét đoạn ống ở tầng 1, với nhánh cấp nước B-C-D-E-F-G. Từ C đường ống nước chia làm 2 nhánh, một nhánh cấp cho khu trung tâm thương mại và một nhánh cấp cho sảnh văn phòng được ký hiệu lần lượt là C-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14 và đoạn C-15-16-17-18-19. Mỗi khu riêng đều chọn các FCU giống nhau. Lưu lượng nước lạnh qua FCU lấy trong phụ lục 4, đoạn ống trước khi vào FCU giống nhau thì sẽ có cùng kích thước và ∆p1 + Đoạn ống 19-18: Lưu lượng nước qua đoạn V = 22 l/min = 0,37 l/s Theo [1] với lưu lượng nước là V = 0,37 l/s và ∆p1 = 500 Pa/m ta tra được đường kính ống sơ bộ là dsb = 23,5 mm Theo [1] ta chọn đường ống thép biểu số 40 có: Đường kính danh nghĩa Dy = 25mm Đường kính ngoài da = 33,4 mm Đường kinh trong di = 26,6 mm Chiều dày ống s = 3,4 mm Với lưu lượng nước là 0,37 l/s và đường kính ống đã chọn là 25 mm tra lại đồ thị hình 6.5 ta được ∆p1 = 320 Pa/m + Đoạn 18-17 Lưu lượng nước qua đoạn: V = 22 + 22 = 44 l/min = 0,74 l/s Theo [1] với lưu lượng nước là V = 0,74 l/s và ∆p1 = 500 Pa/m ta tra được đường kính ống sơ bộ là dsb = 28,5 mm Theo [1] ta chọn đường ống thép biểu số 40 có: Đường kính danh nghĩa Dy = 32mm Đường kính ngoài da = 42,1 mm Đường kinh trong di = 35,1mm Chiều dày ống s = 3,5 mm Với lưu lượng nước là 0,74 l/s và đường kính ống đã chọn là 32 mm theo [1] ta tra được ∆p1 = 300 Pa/m Hoàn toàn tương tự kết quả tính đường kính ống cho tầng 1 được trình bày trong bảng 4.1. Bảng 4.1 Đường kính ống nước lạnh và ∆p1 tâng 1 Đoạn ống V l/s Dy mm da mm di mm Pa/m 19-18 0,37 25 33,4 26,6 320 18-17 0,74 32 42,1 35,1 300 17-16 1,1 32 42,1 35,1 480 16-15 1,45 40 48,2 40,9 400 15-C 6 80 101,6 90,1 220 14-13 0,35 25 33,4 26,6 300 13-12 0,7 32 42,1 35,1 270 12-11 1,05 32 42,1 35,1 450 11-10 1,75 40 48,2 40,9 600 10-9 2,45 50 60,3 52,5 330 9-8 2,8 50 60,3 52,5 420 8-7 3,15 50 60,3 52,5 520 7-6 3,5 60 73,0 62,7 280 6-5 3,85 60 73,0 62,7 310 5-4 4,2 60 73,0 62,7 390 4-3 4,55 60 73,0 62,7 410 3-2 5,25 70 88,9 77,9 360 2-1 5,6 70 88,9 77,9 450 1-C 6,3 80 101,6 90,1 300 28-27 0,395 25 33,4 26,6 400 27-26 0,79 32 42,1 35,1 330 26-25 1,185 32 42,1 35,1 550 25-24 1,58 40 48,2 40,9 470 24-23 1,975 50 60,3 52,5 240 23-22 2,37 50 60,3 52,5 350 22-21 2,765 50 60,3 52,5 450 21-20 3,16 60 73,0 62,7 280 20-C’ 7,36 80 101,6 90,1 315 Trong mỗi một khu (Cửa hàng, sảnh hoặc trung tâm thương mại) ta bố trí cùng một loại FCU, nên ta chỉ cần tính toán cho nhánh dài nhất của mỗi khu đó, các nhánh còn lại kết quả tính toán đường kính và tổn thất ∆p1 sẽ lấy tương ứng với số dàn FCU đã tính toán cho nhánh dài nhất. - Toàn bộ tầng 2 dành cho trung tâm thương mại và tầng 2 ta bố trí cùng một loại FCU, do vậy ta cũng sẽ tính toán cho nhánh dài nhất cho sơ đồ bố trí đường ống nước của tầng 2. Hoàn toàn tương tự tầng 1, kết quả tính đường kính ống và ∆p1 cho tầng 2 được trình bày trong bảng 4.2. Bảng 4.2 Đường kính ống nước lạnh và ∆p1 tâng 2 Đoạn ống V l/s Dy mm da mm di mm Pa/m 13-12 0,4 25 33,4 26,6 450 12-11 0,8 32 42,1 35,1 370 11-10 1,2 40 48,2 40,9 270 10-9 1,6 40 48,2 40,9 500 9-8 2,8 50 60,3 52,5 440 8-7 3,2 60 73,0 62,7 200 7-6 3,6 65 88,9 77,9 300 6-5 4 65 88,9 77,9 350 5-4 4,4 70 88,9 77,9 300 4-3 4,8 70 88,9 77,9 200 3-2 5,2 70 88,9 77,9 370 2-1 5,6 80 101,6 90,1 180 1-D 8 80 101,6 90,1 380 Đối với tầng 3 và tầng 4 ta chọn cùng một loại FCU có công suất giống với tầng 2 và toàn bộ mặt bằng tầng dành cho trung tâm thương mại. Do đó, đường kính các đoạn ống tương ứng với số dàn FCU được chọn giống như của tầng 2 đã tính toán ở trên. Đoạn ống nước lạnh ở tầng 5 cấp cho 2 khu vực: trung tâm thương mại và nhà hàng, sơ đồ bố trí đường ống trong bản vẽ phụ lục. Hoàn toàn tương tự tầng 1, kết quả tính đường kính ống và ∆p1 cho tầng 5 được trình bày trong bảng 4.3. Bảng 4.3 Đường kính ống nước lạnh và ∆p1 tâng 5 Đoạn ống V l/s Dy mm da mm di mm Pa/m 12-11 0,35 25 33,4 26,6 300 11-10 0,7 32 42,1 35,1 270 10-9 1,05 32 42,1 35,1 450 9-8 2,45 40 48,2 40,9 440 8-7 2,8 50 60,3 52,5 420 7-6 3,15 50 60,3 52,5 520 6-5 3,5 60 73,0 62,7 280 5-4 3,85 60 73,0 62,7 310 4-3 4,2 60 73,0 62,7 390 3-2 4,55 70 88,9 77,9 430 2-1 4,9 70 88,9 77,9 470 1-G 7 80 101,6 90,1 300 24-23 0,233 25 33,4 26,6 140 23-22 0,47 25 33,4 26,6 490 22-21 0,7 32 42,1 35,1 260 21-20 0,933 40 48,2 40,9 210 20-19 1,167 40 48,2 40,9 280 19-18 1,867 50 60,3 52,5 200 18-17 2,22 50 60,3 52,5 280 17-16 2,567 50 60,3 52,5 380 16-15 2,92 60 73,0 62,7 300 15-14 3,267 65 88,9 77,9 225 14-13 3,62 70 88,9 77,9 300 13-G 6,07 80 101,6 90,1 230 Bảng 4.4 Đường kính ống nước lạnh chính giữa các tầng Đoạn ống V l/s Dy mm da mm di mm Pa/m G-F 13,07 90 114,3 102,3 225 F-E 29,07 125 141,3 128,2 400 E-D 45,07 150 168,3 154,1 320 D-C 60,67 200 219 202,7 150 C-B 73,27 200 219 202,7 200 B-A 146,54 350 355,6 336,6 200 Với việc chọn hệ thống 2 đường ống, bố trí song song nên chọn đường kính ống nước hồi bằng đường kính ống nước cấp. 4.1.4. Tính tổn thất áp suất đường ống nước Hiện nay có hai phương pháp chính để tính toán tổn thất áp suất trên đường ống nước là: - Phương pháp hệ số trở kháng - Phương pháp đồ thị Trong bản đồ án này ta sử dụng phương pháp đồ thị. Phương pháp này mặc dù có độ chính xác kém hơn phương pháp hệ số trở kháng, nhưng lại có ưu điểm nổi bật là cách xác định nhanh, tính toán ngắn gọn hơn và sai số so với phương pháp hệ số trở kháng nhỏ hoàn toàn có thể chấp nhận được. Tổn thất áp suất toàn hệ thống: Dp = Dpc + Dph + DpFCU + DpBH, Pa (4.1) Trong đó: Dpc ̶ Tổn thất áp suất trên đường ống cấp; Dph ‒ Tổn thất áp suất trên đường ống hồi; DpFCU ‒ Tổn thất áp suất của các FCU, tra theo catalog của FCU; DpBH ‒ Tổn thất áp suất qua bình bay hơi, tra theo catalog của máy làm lạnh nước. 4.1.4.1. Tính toán tổn thất áp suất trên đường ống cấp Tổn thất áp suất trên đường ống cấp Dpc = Dpms + Dpcb, Pa (4.2) Dpc ‒ Tổn thất áp suất trên đường ống cấp; Dpms ‒ Tổn thất ma sát trên đường ống nước; Dpcb ‒ Tổn thất cục bộ trên đường ống nước; Tính tổn thất ma sát đường ống nước cấp Tổn thất ma sát đường ống nước là: ∆pms = L.∆p1, Pa (4.3) Trong đó: L ‒ Tổng chiều dài đoạn ống tính toán; ‒ Tổn thất áp suất cho 1m chiều dài ống. Áp dụng công thức (4.3) tính tổn thất áp suất ma sát đường ống nước cấp được trình bày thể trong bảng 4.5. Bảng 4.5 Tính tổn thất ma sát đường ống nước cấp Đoạn ống Chiều dài m ∆p1 Pa/m ∆pms Pa 12-11 3,6 300 1080 11-10 6,5 270 1755 10-9 10,85 450 4882,5 9-8 8,7 440 3828 8-7 2,3 420 966 7-6 4,5 520 2340 6-5 6,6 280 1848 5-4 1,6 310 496 4-3 4,6 390 1794 3-2 3,6 430 1548 2-1 2,0 470 940 1-G 4,5 300 1350 G-F 4,5 225 1012,5 F-E 4,5 400 1800 E-D 4,5 320 1440 D-C 4,5 150 675 C-B 10,8 200 2160 B-A 60,6 200 12120 Tổn thất ma sát 42035 b. Tính tổn thất áp suất cục bộ đường ống cấp Tổn thất áp suất cục bộ là: ∆pcb = Ltđ.p1, Pa (4.4) Trong đó: Ltđ ‒ Tổng chiều dài tương đương của các thiết bị; ∆p1 ‒ Tổn thất áp suất cho 1m chiều dài ống. - Tính tổn thất cục bộ cho đoạn 12-11: Đường kính danh nghĩa Dy tra ở bảng 4.3 ở trên, đoạn 12-11 có đường kính danh nghĩa Dy = 25 mm. Bố trí các thiết bị xem trên bản vẽ chi tiết về đường ống nước, trên đoạn 12-11 gồm có: một van chặn, một cút 90o loại tiêu chuẩn, một T chia nước, một giảm, một phin lọc và một van cân bằng. Từ đường kính danh nghĩa, theo [1] ta xác định được chiều dài tương đương của các thiết bị kết nối là: Van cân bằng có ltđ = 8,84 m Van chặn có ltđ = 0.457 m Cút 90o loại ren trong và ngoài có ltđ = 1,25 m T chia nước ltđ = 2,13 m Bộ giảm d, với bộ giảm 0,25d có ltđ = 0,701 m Lọc y có ltđ = 1,52 m Tổn thất cục bộ đoạn 12-11 là: ∆pcb = (0,457 + 2,13 + 1,524 + 0,701 + 1,52 + 8,84) . 300 = 4469,4 (Pa) Hoàn toàn tương tự cho các đoạn ống còn lại, kết quả được thể hiện trong bảng 4.6 và 4.7. Bảng 4.6. Tổng chiều dài tương đương của thiết bị ltđ Đoạn ống Dy mm Cút 90o m Cút 45o m Bộ giảm d, m Lọc Y m T chia nước, m Van chặn, m Van cân bằng, m ltđ m 12-11 25 1,25 0 0,701 1,52 2,13 0,457 8,84 14,898 11-10 32 0 0 0 0 2,13 0 0 2,13 10-9 32 1,71 0 1,128 0 2,44 0 0 5,278 9-8 40 0 0 1,432 0 3,05 0 0 4,482 8-7 50 0 0 0 0 3,05 0 0 3,05 7-6 50 0 0 1,707 0 3,66 0 0 5,367 6-5 60 0 0 0 0 3,66 0 0 3,66 5-4 60 0 0 0 0 3,66 0 0 3,66 4-3 60 0 0 2,13 0 5,49 0 0 7,62 3-2 70 0 0 0 0 4,57 0 0 4,57 2-1 70 0 0 2,44 0 5,49 1,15 25,60 34,68 1-G 80 4,57 2,23 2,74 0 6,32 1,37 0 17,23 G-F 90 0 0 3,66 0 7,62 0 0 11,28 F-E 125 0 0 4,27 0 9,14 0 0 13,41 E-D 150 0 0 5,49 0 12,19 ` 0 17,68 D-C 200 0 0 0 0 12,19 0 0 12,19 C-B 200 6,10 0 9,14 0 20,73 2,74 67,06 96,93 B-A 350 10,36 0 0 0 0 0 0 20,72 Bảng 4.7. Tổn thất cục bộ trên đoạn ống Đoạn ống ltđ m Pa/m Pa 12-11 14,898 300 4469,4 11-10 2,13 270 575,1 10-9 5,278 450 2375,1 9-8 4,482 440 1972 8-7 3,05 420 1281 7-6 5,367 520 2790,84 6-5 3,66 280 1024,8 5-4 3,66 310 1134,6 4-3 7,62 390 2971,8 3-2 4,57 430 1965,1 2-1 34,68 470 16300 1-G 17,23 300 5169 G-F 11,28 225 2538 F-E 13,41 400 5364 E-D 17,68 320 5657,6 D-C 12,19 150 1828,5 C-B 96,93 200 19386 B-A 20,72 200 4144 Tổng 80946,84 Vậy tổn thất áp suất trên đường cấp: Dpc = Dpms + Dpcb = 42035 + 80946,84 = 122981,84 Pa 4.1.4.2. Tính toán tổn thất áp suất trên đường ống hồi Tổn thất áp suất trên đường ống nước hồi Dph = Dpms + Dpcb - Như tính toán ta biết đường kính và chiều dài của ống cấp và ống hồi nước lạnh đều giống nhau nên ta sẽ có: Dpmscấp = Dpms hồi = 42035 Pa - Tổn thất cục bộ trên đường ống hồi: ∆pcb = Ltđ. ∆p1, Pa - Tính tổn thất cục bộ cho đoạn 12-11: Đường kính danh nghĩa Dy tra ở bảng 4.3 ở trên, đoạn 12-11 có đường kính danh nghĩa là Dy = 25 mm. Bố trí các thiết bị xem trong bản vẽ chi tiết đường ống nước, trên đoạn 12-11 gồm có các thiết bị sau: Một cút 90o loại tiêu chuẩn, một T chia nước, một giảm d, một van điện từ và một van chặn. Từ đường kính danh nghĩa, theo [1] xác định được chiều dài tương đương của van. Van chặn có ltđ = 0.457 m Cút 90o loại ren trong và ngoài có ltđ = 1,25 m T góp nước ltđ = 2,13 m Bộ giảm d, với bộ giảm 0,25d có ltđ = 0,701 m Van điện từ có ltđ = 0,623 m Tổn thất cục bộ đoạn 12-11: ∆pcb = (0,475 + 1,25 + 2,13 + 0,701+0,623 ).240 = 1093,44 (Pa) Hoàn toàn tương tự, kết quả tính cho các đoạn còn lại được trình bày trong bảng 4.8 và 4.9. Bảng 4.8 Tổng chiều dài của thiết bị ltđ Đoạn ống Dy mm Cút 90o m Cút 45o m Bộ giảm d m T góp nước m Van chặn m ltđ m 12-11 25 1,25 0 0,701 2,13 0,457 4,538 11-10 32 0 0 0 2,13 0 2,13 10-9 32 1,71 0 1,128 2,44 0 5,278 9-8 40 0 0 1,432 3,05 0 4,482 8-7 50 0 0 0 3,05 0 3,05 7-6 50 0 0 1,707 3,66 0 5,367 6-5 60 0 0 0 3,66 0 3,66 5-4 60 0 0 0 3,66 0 3,66 4-3 60 0 0 2,13 5,49 0 7,62 3-2 70 0 0 0 4,57 0 4,57 2-1 70 0 0 2,44 5,49 1,15 9,08 1-G 80 4,57 2,23 2,74 6,32 1,37 17,23 G-F 90 0 0 3,66 7,62 0 11,28 F-E 125 0 0 4,27 9,14 0 13,41 E-D 150 0 0 5,49 12,19 0 17,68 D-C 200 0 0 0 12,19 0 12,19 C-B 200 6,10 0 9,14 20,73 2,74 38,71 B-A 350 10,36 0 0 0 0 20,72 Bảng 4.9 Tổn thất cục bộ trên đoạn ống ∆pcb Đoạn ống ltđ m ∆p1 Pa/m ∆pcb Pa 12-11 4,538 300 1817,4 11-10 2,13 270 575,1 10-9 5,278 450 2375,1 9-8 4,482 440 1972 8-7 3,05 420 1281 7-6 5,367 520 2790,84 6-5 3,66 280 1024,8 5-4 3,66 310 1134,6 4-3 7,62 390 2971,8 3-2 4,57 430 1965,1 2-1 9,08 470 4267,6 1-G 17,23 300 5169 G-F 11,28 225 2538 F-E 13,41 400 5364 E-D 17,68 320 5657,6 D-C 12,19 150 1828,5 C-B 38,71 200 7742 B-A 20,72 200 4144 Tổng 54620 Vậy tổn thất áp suất trên đường hồi: Dphồi = Dpms + Dpcb = 42035 + 54620 = 96955 Pa Theo catalog của hãng carrier thì FCU 40LM060 có tổn thất áp suất qua FCU là ∆pFCU = 32 kPa. Ta sử dụng 2 chiller làm lạnh nước, tra trong catalog có tổn thất áp suất qua bình bay hơi là ∆pBH = 49,82 kPa. Vậy tổn thất trên toàn hệ thống là: Dp = Dpc + Dph + DpFCU + DpBH ∆p =122981,84 + 96955 + 32000 + 2.49820 ∆p = 351576,84 Pa = 36 mH2O 4.1.5. Chọn bơm nước lạnh Bơm nước lạnh có nhiệm vụ là tuần hoàn nước lạnh đã được làm lạnh ở bình bay hơi tới các FCU trong tòa nhà để làm lạnh không khí. Bơm nước lạnh sử dụng trong các hệ thống điều hòa không khí thường là bơm ly tâm. Bơm ly tâm có ưu điểm là có cột áp lớn, có thể cung cấp nước cho các tòa nhà cao tầng dễ dàng. Bơm nước lạnh chọn phải thỏa mãn yêu cầu về năng suất và cột áp tổng của hệ thống. Bơm làm việc càng gần điểm có hiệu suất tối đa càng tốt trong suốt quá trình vận hành. Một điều nữa là tiếng ồn của bơm càng nhỏ càng tốt, đặc biệt là trong điều hòa khống khí tiện nghi. Việc tính chọn bơm phải làm sao để giảm được tiếng ồn nhỏ nhất vì tiếng ồn trong hệ thống đường ống nước rất khó khắc phục. Thường bơm có tốc độ nhỏ thì ít ồn, nhưng phải dảm bảo được năng suất và cột áp yêu cầu. Công suất bơm là , W (4.4) Trong đó: ∆p ‒ Tổng trở lực, = 351576,84 Pa h ‒ Hiệu suất của bơm, chọn h = 0.8 V ‒ Lưu lượng thể tích hay năng suất bơm, m3/s (4.5) Với Qo: Năng suất lạnh của bình bay hơi, Qo = 5210,62 kW ρw ‒ 1000 kg/m3 là mật độ của nước Cw = 4,18 kJ/kg là nhiệt dung riêng của nước t1 ‒ hiệt độ nước lạnh vào là 12oC t2 ‒ Nhiệt độ nước lạnh ra là 7oC m3/s V = 896 m3/h Chọn 4 bơm nước lạnh để bơm nước cho hệ thống. Lưu lượng của mỗi bơm là: V1 = V2 = V3 = V4 = 896/4 = 224 m3/h = 0,0622 m3/s Vậy công suất của mỗi bơm là: kW Hình 4.1 Bơm ly tâm nguyên khối Với công suất yêu cầu là 27,335 kW và chiều cao cột áp là 36 mH2O tra catalog của hãng EUROFLO ta chọn bơm ký hiệu EUM80/20, thông số kỹ thuật được thể hiện trong bảng 4.10. Bảng 4.10 Thông số kỹ thuật của bơm Model EUM80/20 Lưu lượng m3/h 250 Cột áp mH2O 40 Tốc độ vòng quay Vg/p 2900 Đường kính ống đẩy mm 80 Đường kính ống hút mm 100 Điện nguồn V/Ph/Hz 380V/3Ph/50Hz Công suất W 30000 Khối lượng kg 332 4.1.6. Chọn bơm nước giải nhiệt Lưu lượng nước qua bình ngưng được tra trong catalog là V = 639 m3/h = 177,5 l/s, tổn thất qua bình ngưng ∆pBN= 58,5 kPa. Ta chọn tổn thất áp suất trên 1m chiều dài ống ∆p1 = 500 Pa/m Ta chọn ống schedule 40(s). Theo [1] ta xác định được đường kính ống tương đương là 350 mm. Tra lại theo đồ thị ta xác định được tổn thất áp suất trên 1m ống là ∆p = 200 Pa/m -Tổn thất ma sát đường ống nước giải nhiệt là: ∆pms = L.∆p1, Pa Trong đó: L ‒ Tổng chiều dài đoạn ống tính toán, L = 260 m ∆p1 ‒ Tổn thất áp suất cho 1m chiều dài ống, = 200 Pa/m ∆pms = 200 x 260 = 52000 Pa = 52 kPa. -Tổn thất áp suất cục bộ là: ∆pcb = Ltđ. ∆p1, Pa Trong đó: Ltđ ‒ Tổng chiều dài tương đương của các thiết bị; ∆p1 ‒ Tổn thất áp suất trên 1m chiều dài ống. = 200 Pa/m. Hệ thống gồm 6 tê trên đường cấp và 6 tê trên đường hồi, 12 van chặn, 11 cút 90o. Tra chiều dài tương đương tại bảng 6.8 và 6.9 với đường kính ống dẫn là 350 mm ta được. ltd = 12.20,73 + 12.3,85 + 11.10,36 = 408,89 m ∆pcb = 408,89 . 200=81778 Pa = 81,778 kPa Vậy: ∆p = ∆pms +∆pcb +∆pBN = 52 + 82 + 58,5 = 192,5 kPa= 19,6 mH2O Ta sử dụng 2 máy làm lạnh nước nên ta chọn 2 tháp giải nhiệt cho bình ngưng. Để bơm nước cho tháp giải nhiệt, ta sử dụng 4 bơm, lưu lượng của mỗi bơm là: V1 = V2 = V3 = V4 = 177,5.2/4 = 88,75 l/s = 319,5 m3/h Vậy công suất của mỗi bơm là: kW Với năng suất yêu cầu là 21,355 kW và chiều cao cột áp là 19,6 mH2O tra trong catalog của hãng EUROFLO ta chọn bơm ký hiệu EUM100/20, thống số kỹ thuật được trình bày trong bảng 4.11. Bảng 4.11 Thông số kỹ thuật của bơm Model EUM100/20 Lưu lượng m3/h 330 Cột áp mH2O 30 Tốc độ vòng quay Vg/p 2900 Đường kính ống đẩy mm 100 Đường kính ống hút mm 125 Điện nguồn V/Ph/Hz 380V/3Ph/50Hz Công suất W 22000 Khối lượng kg 231 4.2. TÍNH TOÁN ĐƯỜNG ỐNG GIÓ 4.2.1. Phương pháp tính thiết kế đường ống gió Cho đến nay có rất nhiều phương pháp tính toán thiết kế đường ống gió. Tuy nhiên, mỗi phương pháp có những đặc điểm riêng. Việc lựa chọn phương pháp tính toán thiết kế nào là tuỳ thuộc vào đặc điểm công trình, thói quen của người thiết kế và các thiết bị phụ trợ đi kèm. Có những phương pháp chủ yếu sau: - Phương pháp giảm dần tốc độ (Velocity Reduction). - Phương pháp ma sát đồng đều (equal friction). - Phương pháp phục hồi áp suất tĩnh (static regain). Các phương pháp tính trên có thể cho kết quả sai khác nhau, tuy nhiên sự sai khác này không quá lớn và đều có độ tin cậy cao. Mỗi phương pháp có một ưu nhược điểm riêng, tuỳ theo điều kiện cụ thể để lựa chọn phương pháp tính cho phù hợp. Phương pháp giảm dần tốc độ: Để thực hiện phương pháp này người thiết kế có thể chủ động lựa chọn tốc độ gió ở từng đoạn ống từ miệng thổi của quạt đến đường ống chính, các ống nhánh cho tới miệng khuếch tán vào phòng. Phương pháp ma sát đồng đều: Phương pháp ma sát đồng đều là chọn tổn thất áp suất ma sát trên 1 mét ống cho tất cả các đoạn ống đều bằng nhau để tiến hành tính toán thiết kế đường ống gió. Phương pháp ma sát đồng đều ưu việt hơn hẳn phương pháp giảm dần tốc độ ở trên vì nó không cần phải cân bằng với hệ thống đường ống đối xứng. Nếu hệ thống không đối xứng, có các nhánh ngắn và nhánh dài thì nhánh ngắn nhất cần phải có van gió đóng bớt để hạn chế lưu lượng. Những hệ thống như vậy thường rất khó cân bằng bởi vì phương pháp ma sát đồng đều không đảm bảo được tổn thất áp suất như nhau trên các nhánh ống, cũng như không đảm bảo được áp suất tĩnh ở mỗi miệng thổi khuếch tán là bằng nhau. Phương pháp này đặc biệt thích hợp cho các hệ thống thuộc loại tốc độ thấp, được dùng phổ biến để thiết kế đường ống cấp, ống hồi và ống thải gió. Người ta không dùng phương pháp này để thiết kế hệ thống áp suất cao. Phương pháp phục hồi áp suất tĩnh: Phương pháp này xác định kích thước ống dẫn sao cho tổn thất áp suất trên đoạn đó đúng bằng độ gia tăng áp suất tĩnh do sự giảm tốc độ chuyển động của không khí sau mỗi nhánh rẽ. 4.2.2. Tính thiết kế đường ống gió bằng phương pháp ma sát đồng đều 4.2.2.1. Chọn và bố trí miệng thổi, miệng hồi Việc chọn miệng thổi, miệng hồi và hình thức thổi gió ta căn cứ vào chiều cao, diện tích sàn và lưu lượng không khí qua mỗi miệng thổi, độ ồn cho phép… Đối với công trình này độ cao mỗi tầng là 3,4 m ta chọn loại miệng thổi loại có cánh ngắn hướng dòng khuếch tán nhôm sơn tĩnh điện kí hiệu MC4 600x600 với độ ồn cho phép 20dB. Ta chọn phương pháp hồi trần nên ta không tính toán đường ống hồi. Bố trí các miệng thổi, miệng hồi sao cho phân phối khí đồng đều và đảm bảo mỹ quan. 4.2.2.2. Tính toán thiết kế đường ống dẫn không khí Chọn miệng thổi cho FCU ở tầng 1 - Khu vực nhà hàng: Trong khu vực nhà hàng ta bố trí mỗi FCU có 2 miệng thổi và 2 miệng hồi. Số lượng FCU đã chọn là 8 cái, tổng lưu lượng gió cần thiết là: V = 4,159 m3/s Lưu lượng gió qua mỗi FCU là: VFCU = 4,159/8 = 0,5198 m3/s Lưu lượng gió qua các miệng thổi là: VM = VFCU/2 = 0,5198/2 = 0,2599 m3/s Theo [2] ta chọn miệng thổi có cánh hướng ngắn loại của Reetech có kích thước chính như sau: Kích thước cổ: C = 300x300 mm Đường kính ống nối mềm: ØN = 300 mm Kích thước mặt M = 447x447 mm Theo [1] dự kiến tốc độ định hướng phụ thuộc vào vị trí bố trí miệng gió như sau: Bố trí tại vùng làm việc: ω = 0,3 0,75 m/s Trên cao 2 3 m: ω = 1,5 3 m Cao trên 3 m: ω = 3 4 m Theo kết cấu của công trình, các miệng thổi và miệng hồi bố trí ở độ cao là 3,4 m. Vậy ta chọn định hướng tốc độ gió tại miệng thổi là 3,5 m/s. Tiết diện ống nối mềm cần chọn để nối từ FCU đến các miệng thổi là: = 0,2599/3,5 = 0,0742 m2 Ta chọn ống nối mềm có đường kính d = 300mm, tiết diện thực tế là: FT = 3,14.0,32/4 = 0,07065 m2 Tốc độ thực tế là: = 0,2599/0,07065 = 3,678 m/s Như vậy với việc chọn miệng thổi và tính toán chọn ống nối mềm là hợp lý, đảm bảo tốc độ và độ ồn cho phép. Hoàn toàn tương tự cho các tầng còn lại, kết quả được trình bày trong bảng 4.11. Bảng 4.12 Chọn miệng thổi cho các tầng Tầng Phòng Vtổng m3/s Số FCU VMT m3/h C mm mm (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 1 Cửa hàng 1 4,159 8 935 300X300 300 Cửa hàng 2 4,159 8 935 300X300 300 Sảnh văn phòng 1,037 3 935 300X300 300 Sảnh căn hộ 0,790 2 935 300X300 300 Các gian hàng 32 54 935 300X300 300 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 2 Các gian hàng 35,608 78 935 300X300 300 3 Các gian hàng 37,450 80 935 300X300 300 4 Các gian hàng 37,450 80 935 300X300 300 5 Nhà hàng 2,357 8 935 300X300 300 Các gian hàng 43,442 72 935 300X300 300 Tính toán đường cấp gió tươi ngoài trời cho các phòng Tính trở lực mỗi tầng ta sẽ có đường cấp gió tươi riêng, cửa lấy gió tươi sẽ được lấy ở vị trí thuận tiện và thẩm mỹ nhất của từng tầng. 4.2.3.1. Tính đường cấp gió tươi cho tầng 1 Tầng 1 gồm có 3 khu là cửa hàng, các sảnh và khu trung tâm thương mại. Cấp gió tươi cho khu vực tầng 1 được lấy từ 4 vị trí và gió tươi được chia đều cho các khu vực ở tầng 1. Sơ đồ bố trí đường ống gió được thể hiện trong bản vẽ mặt bằng thông gió tầng 1, phần phụ lục. Tính toán kích thước đường cấp gió tươi nhánh số 1 cấp cho cửa hàng 1, sảnh căn hộ và một phần khu trung tâm thương mại. Đường ống gió tươi đi như sau 1-2-3-4-5-6-7-8, từ 2 rẽ nhánh 2’-2’’ và từ 4 rẽ nhánh 5’-6’ để cấp gió tươi cho khu sảnh văn phòng. Tính cho đoạn 1-2: Lưu lượng tổng gió tươi cần thiết của đường ống gió 1 lấy theo bảng 2.16 là: G = 1,5 + 0,26 + 9,4/4 = 4,11 kg/s = 3,4 m3/s Theo [1] ta chọn tốc độ gió trong ống đoạn cửa đẩy của quạt là 10 m/s. Tiết diện ống gió cần thiết là: m2 Theo [1] ta chọn ống gió chữ nhật có kích thước 900x400 có tiết diện là 0,36 m2. Đường kính ống tương đương dtđ = 643 mm. Tốc độ gió thực tế trong ống là: m/s Từ lưu lượng và tốc độ gió trong ống tra đồ thị 7.24 TL[1] tìm được trở kháng ma sát trên 1m ống ∆p1 = 1,3 Pa/m. Đoạn đầu tiên gió tươi được cấp cho cửa hàng 1 bởi 2 nhánh tại vị trí 2 và 3. Tính cho đoạn 2-3: Phần trăm lưu lượng đoạn 2-3 là: % lưu lượng = lưu lượng đoạn 2-3/ tổng lưu lượng % lưu lượng = % Theo [1] với phần trăm lưu lượng là 81 % ta tra được phần trăm tiết diện là 85,5 %. Tiết diện ống đoạn 2-3 là: F = 0,855.0,36 = 0,30 m2 Chọn kích thước ống đoạn nhánh theo [1] ta có kích thước là 750x400. Tiết diện thực tế của ống gió là FT = 0,75.0,4 = 0,30 m2. Đường kính ống tương đương dtđ = 592 mm. Tốc độ gió trong đoạn ống 2-3 là: m/s Từ lưu lượng và tốc độ gió trong ống theo [1] ta tìm được trở kháng ma sát trên 1m ống ∆p1 = 1,2 Pa/m Tính cho đoạn 3-4 Phần trăm lưu lượng đoạn 3-4 là: % lưu lượng = lưu lượng đoạn 3-4/tổng lưu lượng % lưu lượng = % Theo [1] với phần trăm lưu lượng là 63 % ta tra được phần trăm tiết diện là 70 %. Tiết diện ống đoạn 3-4 là: F = 0,7.0,36 = 0,252 m2 Chọn kích thước ống đoạn nhánh theo [1] ta có kích thước là 700x400. Tiết diện thực tế của ống gió là FT = 0,7.0,4 = 0,28 m2. Đường kính ống tương đương dtđ = 573 mm. Tốc độ gió trong đoạn ống 2-3 là: m/s Từ lưu lượng và tốc độ gió trong ống theo [1] ta tìm được trở kháng ma sát trên 1m ống ∆p1 = 1,0 Pa/m Hoàn toàn tương tự ta lập bảng thông số cho các đoạn ống tầng 1. Bảng 4.13. Thông số các đoạn ống cấp gió tươi của đường ống cấp số 1 cho cửa hàng 1, sảnh căn hộ và khu trung tâm thương mại Đoạn ống Lưu lượng m3/s %lưu lượng % %Tiết diện % Tiết diện m2 Kích thước mm dtđ mm ∆p1 Pa/m 1‒2 3,4 100 100 0,36 900x400 643 1,3 2‒3 2,775 81 85,5 0,30 750x400 592 1,2 3‒4 2,15 63 70,0 0.252 750x400 573 1,0 4‒5 1,93 56 64 0.23 600x400 533 1,2 5‒6 1,45 42 50 0.18 600x300 457 1,3 6‒7 0,97 28 35,5 0,1278 450x300 400 1,3 7‒8 0,45 13 19,5 0.07 250x200 286 1,6 2‒2’ 0,625 18 25 0.09 450x200 321 1,6 2’‒2’’ 0,3125 10 16,5 0.036 250x200 219 4,5 Bảng 4.14. Thông số các đoạn ống cấp gió tươi của đường ống cấp số 2 cho cửa hàng 2 và khu trung tâm thương mại Đoạn ống Lưu lượng m3/s %lưu lượng % %Tiết diện % Tiết diện m2 Kích thước mm dtđ mm ∆p1 Pa/m 1‒2 3,20 100 100 0,32 800x400 609 1,5 2‒3 2,575 80 84,5 0,27 700x400 573 1,4 3‒4 1,95 60 67,5 0.216 700x400 511 1,6 4‒5 1,56 49 57,0 0.1824 500x400 488 1,3 5‒6 1,17 37 45,0 0,144 500x300 420 1,55 6‒7 0,78 24 31,5 0.100 500x200 337 2,0 7‒8 0,39 12 18,5 0.059 250x200 266 1,85 Bảng 4.15. Thông số các đoạn ống cấp gió tươi của đường ống cấp số 3 cho khu trung tâm thương mại Đoạn ống Lưu lượng m3/s %lưu lượng % %Tiết diện % Tiết diện m2 Kích thước mm dtđ mm ∆p1 Pa/m 1‒2 1,95 100 100 0,2 500x400 488 2,0 2‒3 1,625 83 87,0 0,174 500x350 455 1,95 3‒4 1,3 67 73,5 0.147 500x300 420 1,8 4‒5 0,975 50 58,0 0.116 400x300 378 1,8 5‒6 0,65 33 41,0 0.08 400x200 305 2,5 6‒7 0,325 16 24,0 0.048 250x200 244 2,25 Bảng 4.16. Thông số các đoạn ống cấp gió tươi của đường ống cấp số 4 cho khu trung tâm thương mại và sảnh văn phòng Đoạn ống Lưu lượng m3/s %lưu lượng % %Tiết diện % Tiết diện m2 Kích thước mm dtđ mm ∆p1 Pa/m 1‒2 2,2 100 100 0,22 550x400 511 2,0 2‒3 1,94 88 90,5 0,199 500x400 488 2,05 3‒4 1,615 73 79,0 0,1738 450x400 464 1,85 4‒5 1,29 58 65,5 0.144 400x400 437 1,5 5‒6 0,965 44 52,0 0.1144 400x300 378 1,8 6‒7 0,64 29 36,5 0.0803 300x300 328 1,7 7‒8 0,315 14 20,5 0.045 250x200 244 2,15 4.2.3.2. Tính đường ống cấp gió tươi cho tầng 2. Toàn bộ tầng 2 dành cho trung tâm thương mại, việc tính toán bố trí đường ống cấp gió tươi cũng giống như đối với tầng 1. Ta chia mặt bằng tầng 2 ra làm 4 khu vực, mỗi khu vực có một hệ thống đường ống cấp gió tươi riêng Tính toán kích thước đường cấp gió tươi nhánh số 1. Đường ống gió tươi được bố trí trên bản vẽ mặt bằng thông gió tầng 2 đi như sau 1-2-3-4-5-6-7-8-9. -Tính cho đoạn 1-2: Lưu lượng tổng gió tươi cần thiết của tầng 2 lấy theo bảng 2.16 là: G = 13,9 kg/s = 11,58 m3/s Lưu lượng yêu cầu cho mỗi nhánh là: GN = 11,58/4 = 2,9 m3/s Theo [1] ta chọn tốc độ gió trong ống đoạn cửa đẩy của quạt là 10 m/s. Tiết diện ống gió đoạn 1-2 là: m2 Theo [1] ta chọn ống gió chữ nhật có kích thước 750x400 có tiết diện là 0,3 m2. Đường kính ống tương đương dtđ = 592 mm. Tốc độ gió thực tế trong ống là: m/s Từ lưu lượng và tốc độ gió trong ống theo [1] tìm được trở kháng ma sát trên 1m ống ∆p1 = 1,4 Pa/m. Hoàn toàn tương tự cho các đoạn tiếp theo ta lập bảng thông số các đoạn ống cấp gió tươi cho đường ống cấp số 1 và các đường ống còn lại của tầng 2. Bảng 4.17. Thông số các đoạn ống cấp gió tươi của đường ống cấp số 1 cho khu trung tâm thương mại Đoạn ống Lưu lượng m3/s %lưu lượng % %Tiết diện % Tiết diện m2 Kích thước mm dtđ mm ∆p1 Pa/m 1‒2 2,9 100 100 0,29 750x400 592 1,45 2‒3 2,58 89 91,5 0,265 700x400 573 1,4 3‒4 2,26 78 83 0.24 700x400 553 1,7 4‒5 1,62 56 64 0.1856 550x400 488 1,4 5‒6 1,3 45 53 0.1537 550x300 439 1,38 6‒7 0,98 34 42 0.1218 450x300 400 1,35 7‒8 0,66 23 30,5 0.0884 300x300 328 1,8 8‒9 0,34 11,7 18,2 0,052 250x200 244 2,25 Bảng 4.18. Thông số các đoạn ống cấp gió tươi của đường ống cấp số 2 cho khu trung tâm thương mại Đoạn ống Lưu lượng m3/s %lưu lượng % %Tiết diện % Tiết diện m2 Kích thước mm dtđ mm ∆p1 Pa/m 1‒2 2,9 100 100 0,29 750x400 592 1,45 2‒3 2,58 89 91,5 0,265 700x400 573 1,4 3‒4 1,62 56 64 0.1856 550x400 488 1,4 4‒5 1,3 45 53 0.1537 550x300 439 1,38 5‒6 0,98 34 42 0.1218 450x300 400 1,35 6‒7 0,66 23 30,5 0.0884 300x300 328 1,8 7‒8 0,34 11,7 18,2 0,052 250x200 244 2,25 3‒9 0,96 33 18,2 0,052 350x300 244 2,25 9‒10 0,64 22 29,5 0,0855 300x300 328 1,7 10‒11 0,32 11 17,5 0,050 250x200 244 2,2 Bảng 4.19. Thông số các đoạn ống cấp gió tươi của đường ống cấp số 3 cho khu trung tâm thương mại Đoạn ống Lưu lượng m3/s %lưu lượng % %Tiết diện % Tiết diện m2 Kích thước mm dtđ mm ∆p1 Pa/m 1‒2 2,9 100 100 0,29 750x400 592 1,45 2‒3 2,58 89 91,5 0,265 700x400 573 1,4 3‒4 2,26 78 83 0.24 600x400 553 1,7 4‒5 1,94 67 73,5 0.213 550x400 511 1,5 5‒6 1,62 56 64 0.1856 550x400 488 1,4 6‒7 1,3 45 53 0.1537 550x300 439 1,38 7‒8 0,98 34 42 0.1218 450x300 400 1,35 8‒9 0,66 23 30,5 0.0884 300x300 328 1,8 9‒10 0,34 11,7 18,2 0,052 250x200 244 2,25 Bảng 4.20. Thông số các đoạn ống cấp gió tươi của đường ống cấp số 4 cho khu trung tâm thương mại Đoạn ống Lưu lượng m3/s %lưu lượng % %Tiết diện % Tiết diện m2 Kích thước mm dtđ mm ∆p1 Pa/m 1‒2 2,9 100 100 0,29 750x400 592 1,45 2‒3 2,58 89 91,5 0,265 700x400 573 1,4 3‒4 2,26 78 83 0.24 600x400 553 1,7 4‒5 1,94 67 73,5 0.213 550x400 511 1,5 5‒6 1,62 56 64 0.1856 550x400 488 1,4 6‒7 1,3 45 53 0.1537 550x300 439 1,38 7‒8 0,98 34 42 0.1218 450x300 400 1,35 8‒9 0,66 23 30,5 0.0884 300x300 328 1,8 4.2.3.2. Tính đường ống cấp gió tươi cho tầng 3 Tầng 3 toàn bộ cũng dành cho trung tâm thương mại, việc bố trí đường ống cấp gió tươi của tầng 3 giống với tầng 4 và tầng 5 do vậy ta chỉ cần tính cho tầng 3. Ta chia mặt bằng tầng 3 ra làm 4 khu vực, mỗi khu vực có một hệ thống đường ống cấp gió tươi riêng Tính toán kích thước đường cấp gió tươi nhánh số 1. Đường ống gió tươi được bố trí trên bản vẽ mặt bằng thông gió tầng 3 đi như sau 1-2-3-4-5-6-7-8-9. -Tính cho đoạn 1-2: Lưu lượng tổng gió tươi cần thiết của tầng 2 lấy theo bảng 2.16 là: G = 14,96 kg/s = 12,46 m3/s Lưu lượng yêu cầu cho mỗi nhánh là: GN = 12,46/4 = 3,11 m3/s Theo [1] ta chọn tốc độ gió trong ống đoạn cửa đẩy của quạt là 10 m/s. Tiết diện ống gió đoạn 1-2 là: m2 Theo [1] ta chọn ống gió chữ nhật có kích thước 800x400 có tiết diện là 0,32 m2. Đường kính ống tương đương dtđ = 609 mm. Tốc độ gió thực tế trong ống là: m/s Từ lưu lượng và tốc độ gió theo [1] tìm được trở kháng ma sát trên 1m ống ∆p1 = 1,45 Pa/m. Tính toán tương tự cho các đoạn tiếp theo ta lập bảng thông số các đoạn ống cấp gió tươi cho nhánh số 1 và các nhánh còn lại của tầng 3. Bảng 4.21. Thông số các đoạn ống cấp gió tươi của đường ống cấp số 1 cho khu trung tâm thương mại Đoạn ống Lưu lượng m3/s %lưu lượng % %Tiết diện % Tiết diện m2 Kích thước mm dtđ mm ∆p1 Pa/m 1‒2 3,20 100 100 0,32 800x400 609 1,5 2‒3 2,844 89 91,5 0,292 800x400 609 1,2 3‒4 2,132 67 73,5 0.235 600x400 533 1,35 4‒5 1,776 55,5 63,5 0.20 550x400 511 1,3 5‒6 1,064 33 41 0.131 500x300 420 1,25 6‒7 0,708 22 29,5 0.0944 350x300 354 1,4 7‒8 0,352 11 17,5 0.056 300x200 266 1,55 Bảng 4.22. Thông số các đoạn ống cấp gió tươi của đường ống cấp số 2 cho khu trung tâm thương mại Đoạn ống Lưu lượng m3/s %lưu lượng % %Tiết diện % Tiết diện m2 Kích thước mm dtđ mm ∆p1 Pa/m 1‒2 2,14 100 100 0,22 550x400 511 1,85 2‒3 1,784 83 87 0,191 500x400 488 1,7 3‒4 1,428 67 73,5 0.161 450x400 464 1,45 4‒5 1,072 50 58 0.127 450x300 400 1,7 5‒6 0,716 33 41 0.090 450x200 321 2,3 6‒7 0,36 16,8 24 0.052 250x200 244 2,5 Bảng 4.23. Thông số các đoạn ống cấp gió tươi của đường ống cấp số 3 cho khu trung tâm thương mại Đoạn ống Lưu lượng m3/s %lưu lượng % %Tiết diện % Tiết diện m2 Kích thước mm dtđ mm ∆p1 Pa/m 1‒2 3,20 100 100 0,32 800x400 609 1,5 2‒3 2,844 89 91,5 0,292 800x400 609 1,2 3‒4 2,488 78 83 0.265 700x400 573 1,3 4‒5 1,42 44 52 0.166 600x300 457 1,25 5‒6 1,064 33 41 0.131 500x300 420 1,25 6‒7 0,708 22 29,5 0.0944 350x300 354 1,4 7‒8 0,352 11 17,5 0.056 300x200 266 1,55 8‒9 1,068 33,3 41,3 0,132 500x300 420 1,25 9‒10 0,712 22,3 29,8 0,095 350x300 354 1,4 10‒11 0,356 11 17,5 0,056 300x200 266 1,5 Bảng 4.24. Thông số các đoạn ống cấp gió tươi của đường ống cấp số 4 cho khu trung tâm thương mại Đoạn ống Lưu lượng m3/s %lưu lượng % %Tiết diện % Tiết diện m2 Kích thước mm dtđ mm ∆p1 Pa/m 1‒2 3,90 100 100 0,40 900x450 686 1,25 2‒3 3,188 82 86 0,344 900x400 643 1,2 3‒4 2,12 54 62 0.248 650x400 553 1,25 4‒5 1,764 45 53 0.212 650x300 506 1,2 5‒6 1,408 36 44 0.176 600x300 457 1,35 6‒7 1,052 27 34,5 0,138 500x300 420 1,25 7‒8 0,696 17,8 24,8 0.099 500x200 337 1,65 8‒9 0,34 8,7 13,85 0,054 250x200 244 2,35 3‒10 1,068 27,3 34,8 0,139 500x300 420 1,3 10‒11 0,712 18,2 25,2 0,100 500x200 337 1,65 11‒12 0,356 9,1 14,7 0,058 300x200 244 1,8 4.2.3.3. Tính tổn thất áp suất trên đường ống gió Dp = Dpms + Dpcb, Pa. Dpms ‒ Tổn thất áp suất ma sát, Pa Dpcb ‒ Tổn thất áp suất cục bộ, Pa Tính tổn thất áp suất trên đường ống của tầng 1. Tính tổn thất áp suất nhánh 1. Tính tổn thất áp suất cho đoạn 1-2: -Tổn thất áp suất ma sát Dpms1-2 Dpms1-2 = l1-2. Dp1, Pa. l ‒ chiều dài ống gió, m. l1-2= 3,7 m Dp1 ‒ trở kháng ma sát trên 1m chiều dài ống, Dp1=1,3 Pa/m. Dpms1-2 = 3,7.1,3=4,81 Pa. Tính toán hoàn toàn tương tự với các đoạn ống 2-3-4-5-6-7-8 ta có bảng tổng kết trở lực ma sát của đường ống. Bảng 4.25 Tổn thất áp suất ma sát của nhánh 1, tầng 1 Đoạn ống Chiều dài m ∆p1 Pa/m ∆pms Pa 1‒2 8,26 1,3 10,73 2‒3 6,2 1,2 7,44 3‒4 1,06 1,0 1,06 4‒5 9,5 1,2 11,4 5‒6 13,13 1,3 17,06 6‒7 3,4 1,3 4,42 7‒8 4,8 1,6 7,68 Tổn thất áp suất ma sát 40,56 -Tổn thất áp suất cục bộ Dpcb1-2 Tổn thất áp suất cục bộ của cút 90o được tính theo [1] Dpcb-cút = .ltđ, Pa Tổn thất cục bộ của Tê và côn thu được tính theo [1] Dpcb-tê = n.pđ, Pa n ‒ hệ số áp suất động xác định theo [1] p ‒ áp suất động tra theo theo [1] Đoạn 1-2 có một Tê chia dòng và một cút 90o Theo [1] ta có = 0,7 có hệ số áp suất động n = 1,9 Theo [1] với = 6,9 m/s có pđ = 28,65 Pa Dpcb-tê = 1,9.28,65 = 54,43 Pa Với cút 90o, không cánh hướng dòng, R = 1,25d và w/d = 2,25 ta tra bảng 7.5 được a = ltđ/d = 7,25. Vậy ltđ = 7,25.0,4 = 2,9 m Dpcb-cút = 2,9.1,3 = 3,77 Pa Bảng 4.26 Tổn thất áp suất cục bộ nhánh 1 Đoạn ống ltđ m ∆p1 Pa/m n pđ Pa Dpcb Pa 1‒2 2,9 1,3 1,9 28,65 58,2 2‒3 0 1,2 1,723 28,65 49,36 3‒4 2,95 1,0 1,73 5,4 12,29 4‒5 0 1,2 1,02 10,7 10,91 5‒6 2,25 1,3 1,9 15,1 31,61 6‒7 0 1,3 1,72 21,7 37,32 7‒8 0 1,6 0 0 0 Tổn thất cục bộ 200 Tổn thất áp suất nhánh 1 là: Dp = Dpms + Dpcb = 40,56 + 200 = 240,56 Pa. Tính toán tương tự như nhánh 1 cho các đoạn còn lại của tầng 1 và các tầng còn lại của trung tâm thương mại ta có bảng kết quả như sau: Bảng 4.27 Tổn thất áp suất cho các nhánh của trung tâm thương mại Tầng Nhánh ∆pms Pa ∆pcb Pa ∆p Pa (1) (2) (3) (4) (5) 1 1 40,56 200 240,56 2 36,52 173,4 209,92 3 65,32 268,34 333,66 4 71,2 271,12 342,32 2 1 41,51 202,7 244,21 2 34,32 165,4 199,72 3 60,21 243,53 303,74 4 57,34 240,41 297,75 3 1 39,13 204,04 243,17 2 32,44 161,53 193,97 3 62,65 247,23 309,88 4 60,47 245,33 305,8 4 1 39,13 204,04 243,17 2 32,44 161,53 193,97 3 62,65 247,23 309,88 4 60,47 245,33 305,8 (1) (2) (3) (4) (5) 5 1 39,13 204,04 243,17 2 32,44 161,53 193,97 3 62,65 247,23 309,88 4 60,47 245,33 305,8 4.2.3.2. Tính chọn quạt cho đường cấp gió tươi Nq = V. Dp V ‒ lưu lượng gió tươi cần thiết, m3/s Dp‒ tổn thất áp suất, Pa - Chọn quạt số 1 cho nhánh 1 và nhánh 2 của các tầng là: Ta có tổn thất áp suất: ∆p = 240,56 N/m2 Lưu lượng V = L = 3,4 m3/s. Nq= 3,4 x 240,56 = 817,9 W Theo [1] ta chọn quạt hướng trục MÖ7 có Noquạt = 7, tốc độ n = 1440 vòng/phút, L = 4 m3/s, ∆p = 246 Pa Dp ‒ Tổn thất áp suất, Pa - Chọn quạt số 2 cho nhánh 3 và 4 của các tầng là: Ta có tổn thất áp suất: ∆p = 342,32 N/m2 Lưu lượng L = 2,9 m3/s. Nq= 2,9 x 209,92 = 608,768 W Theo [1] ta chọn quạt hướng trục MÖ7 có Noquạt = 7, tốc độ n = 1440 vòng/phút, L = 3 m3/s, ∆p = 246 Pa. CHƯƠNG V THUYẾT MINH LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG 5.1. BIỆN PHÁP THI CÔNG LẮP ĐẶT Biện pháp thi công lắp đặt được chia thành các công đoạn chính sau: 1. Lắp đặt hệ thống ống nước lạnh + Lắp đặt đường ống nước lạnh cấp + Lắp đặt đường ống nước lạnh hồi + Thử kín đường ống (thử áp) + Lắp đặt đường ống thoát nước ngưng + Bảo ôn đường ống 2. Lắp đặt phần điện điều hoà + Lắp đặt cáp điện + Lắp đặt tủ điện 3. Lắp đặt hệ thống đường ống cấp khí tươi, ống gió lạnh, ống gió thải + Lắp đặt đường ống cấp khí tươi và lắp quạt + Lắp đặt ống gió lạnh và bảo ôn đường ống + Lắp đặt ống gió thải phòng vệ sinh và lắp quạt + Lắp đặt ống gió cho Rooftop của hội trường và bảo ôn đường ống 4. Lắp đặt giàn nóng, giàn lạnh của hệ thống + Lắp đặt giàn lạnh + Lắp đặt ống gió mềm + Lắp đặt miệng gió cấp và hồi + Lắp đặt giàn nóng 5. Lắp đặt bơm, bình dãn nở + Lắp đặt bơm + Lắp đặt bình dãn nở và bơm bổ sung 6. Lắp đặt chiller và rooftop + Lắp đặt chiller + Lắp đặt rooftop packaged 7. Chạy thử hiệu chỉnh hệ thống. 5.2. LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG NƯỚC Hệ thống bao gồm: + Hệ thống đường ống nước cấp + Hệ thống đường ống nước hồi Cách lắp đặt: - Chọn và cắt ống: đối với các loại ống ta dùng là ống típ, ống có đường kính > ta dùng là ống thép đen. Đầu tiên đọc bản vẽ để cắt ống nước với loại ống ta ren ống để nối chúng lại, loại ống > ta dùng hàn để chúng. - Nối và ren ống: Sau khi ren ống xong ta dùng sơn quét vào chỗ ren sau đó dùng dây đay quấn vào các dãnh ren cuối cùng dùng băng tan quấn lại, để nối ống với ống bởi mang sông, ống với tê và cút. Đối với loại ống thép đen nối với ống típ ta dùng mối hàn để nối chúng lại. - Chi tiết giá treo ống nước lạnh. Ống nước lạnh được treo trên thanh thép đỡ L chúng được treo trên trần bằng bu lông M10, ống thép được bọc bởi bông thuỷ tinh định hình, một lớp giấy tráng kim và được đệm bằng gỗ, được dữ trên thanh đỡ L bằng đai thép dẹt 30x3. - Chi tiết giá đỡ ống ngoài trời Đối với các loại ống đi ở ngoài trời cần có những chỗ ống bằng thép góc, các ống được bọc cách nhiệt được giữ bởi các đai thép dẹt 30x3 và bắt vào thanh thép góc để cho ống không bị dịch chuyển cong vênh nâng cao tuổi thọ của ống. - Chi tiết treo ống nước đơn Các ống nước được treo trên trần bằng các chi tiết thanh U, thanh ren, lập là treo ống (đai). Tuỳ theo kích thước của ống mà ta chọn các kích thước của thanh U, thanh ren, lập là cho phù hợp. Với những chi tiết ống này ta phải có 1 lớp tôn giữa lớp bê tông và cách nhiệt vì tránh trường hợp phản ứng xảy ra làm hỏng lớp cách nhiệt, ống bị hư hỏng. Ta phải làm cẩn thận qua nhiều lớp bảo ôn để tránh rò rỉ và những vấn đề không mong đợi xảy ra thì việc sửa chữa khá phức tạp. - Đối với hệ thống thoát nước ngưng ta có thể lắp trước hoặc sau khi lắp giàn lạnh FCU đều được, các ống này được làm từ nhựa PVC và dốc dần về cuối chảy vào ống gom nước ngưng chính, ống được bọc bảo ôn để tránh trường hợp ngưng đọng nước xảy ra. - Sau khi đã lắp đặt xong ta tiến hành thử áp cho từng tầng, để kiểm tra rò rỉ, tổn thất áp suất trên đường ống có đảm bảo hay không. Ta có thể kiểm tra bằng cách là bơm nước vào đường ống để tìm chỗ hở giữa các mối nối hoặc dùng máy kiểm tra áp suất chuyên dụng để kiểm tra đường ống. - Việc kiểm tra nếu đã hoàn tất thì ta có thể tiến hành bọc bảo ôn, tùy theo kích thước ống mà ta có độ dày bảo ôn khác nhau, để đảm bảo yêu cầu cách nhiệt sao cho tổn thất nhiệt trên đường ống là thấp nhất. Bảo ôn là khâu quan trọng, bảo ôn tốt nhằm tiết kiệm năng lượng và nâng cao tuổi thọ hệ thống cho nên ta phải chọn loại bảo ôn nào phù hợp mà giá cả hợp lý nhất. 5.3. LẮP ĐẶT PHẦN ĐIỆN ĐIỀU HOÀ Dây điện kéo từ tủ điện tới các FCU được đặt trong ống gen điện PVC tiêu chuẩn, đường kính ống gen phụ thuộc vào loại dây điện mà ta lựa chọn lắp đặt cho phù hợp nhất. Ống gen điện được gắn vào trần bằng các coulier giữ ống gen, khoảng cách 1 đến 1,5 m. Đặc biệt lưu ý không nối dây trong ống gen. 5.4. LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG GIÓ KỸ THUẬT Hệ thống bao gồm: + Hệ thống cấp khí tươi hoạt động theo nguyên tắc hút không khí sạch từ ngoài trời vào không gian máy FCU (ở đây ta sử dụng hồi trần). Tại đây không khí tươi được hoà trộn với không khí hồi và được quạt FCU hút vào để tái tuần hoàn. + Hệ thống cấp gió lạnh là đường ống gió lạnh từ FCU phân phối ra các miệng thổi, chúng được bọc cách nhiệt cẩn thận để đảm bảo lưu lượng. Các công đoạn thi công - Lắp đặt ống gió Đối với lắp đặt ống gió nói chung là giống nhau nhưng với ống gió lạnh thêm phần bảo ôn đường ống. Các ống gió được gia công và chế tạo bằng tôn tráng kẽm theo tiêu chuẩn về đường ống TCXD 232-1999. Các ống gió được nối với nhau bởi bu lông M8 và được đệm 1 lớp găng cho kín khít giữa các ống. Mối gép được gép với nhau là liên kết không vĩnh cửu có thể tháo lắp được. Ống tôn được treo lên trần bằng giá đỡ nằm trên thanh đỡ bằng thép L được giữ bu lông M10 và bu lông nở M10. Tuỳ theo kích thước ống và khoảng cách trần mà ta cắt ty (suốt ren) và thanh đỡ L cho hợp Việc bảo ôn đối với ống gió lạnh là hết sức cần thiết để tránh tổn thất nhiệt nhất là đối với giàn lạnh âm trần. Vì sự tổn thất này rất lớn nên nếu không bảo ôn sẽ không đảm bảo công suất lạnh cho không gian điều hoà. 5.5. LẮP ĐẶT GIÀN NÓNG, GIÀN LẠNH Việc lắp đặt FCU ta có thể sử dụng thanh ren M8 là phù hợp, FCU có động cơ nên có rung động nhất định khi chạy để đảm bảo các đường ống nối tới FCU phải thông qua đoạn ống mềm, đối với ống nước thêm hệ thống van chặn trước khi vào FCU phòng trường hợp FCU hỏng để khoá đường nước lại. Còn lắp đặt giàn nóng phải đặt trên giá đỡ cao 200 mm là ít nhất để đảm bảo thông thoáng không bị đọng nước làm cháy, giảm tuổi thọ máy. 5.6. LẮP ĐẶT BƠM, BÌNH DÃN NỞ - Lắp đặt bơm là rất quan trọng đảm tính ổn định của hệ thống, bơm khi hoạt động nó sẽ tạo ra độ rung rất lớn, để đảm bảo hệ thống hoạt động tốt ta phải đặt hệ thống bơm lên trên bệ thép và được đặt lên trên các bệ lò xo chống rung. Các đường ống nước cấp, hồi nối với bơm thông qua ống mềm để đảm bảo đường ống chống rung - Lắp đặt thêm bình dãn nở để bù lượng nước hao hụt trong hệ thống, bình dãn nở được đặt trên giá đỡ bằng thép cao 1m để việc lưu thông không bị đọng nước, đảm bảo thông thoáng thời gian sử dụng cao. 5.7. CHẠY THỬ HIỆU CHỈNH HỆ THỐNG Sau khi hoàn tất mọi công việc lắp đặt hệ thống ta tiến hành cho chạy thử. Nhưng trước khi chạy thử ta phải kiểm tra toàn bộ hệ thống điện bao gồm các dây dẫn, tủ điện phải ở trạng thái an toàn, tất cả các Aptomat, chống giật, các công tắc khởi động thiết bị phải ở trạng thái ngắt. - Kiểm tra các thông số làm việc và môi trường khí hậu trong không gian điều hoà. + Đo độ ồn độ rung của các thiết bị chính; + Đo nhiệt độ và độ ẩm ở các phòng; + Đo các thông số về an toàn điện của hệ thống; + Công tác kiểm tra chạy thử phải đạt các yêu cầu: + Các thiết bị điều khiển ở trạng thái hoạt động tốt; + Các thông số nhiệt độ, độ ẩm, độ ồn, độ rung đạt yêu cầu kỹ thuật; + Đạt các thông số về an toàn điện; + Thiết bị làm việc ổn định trong thời gian 12h. + Lập biên bản kiểm tra chạy thử hệ thống. 5.8. CÔNG TÁC VẬN HÀNH Để duy trì sự hoạt động bình thường của toàn bộ hệ thống, đạt được các chế độ theo yêu cầu, tránh được những sự cố đáng tiếc xảy ra, người vận hành phải có kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm về hệ thống này. Khi vận hành phải tuân thủ những quy định chỉ dẫn trong quy trình vận hành máy an toàn lao động. 5.9. CÔNG TÁC SỬA CHỮA VÀ BẢO DƯỠNG Việc bảo dưỡng hệ thống thường xuyên là rất quan trọng nhằm tạo những điều kiện tối ưu cho sự hoạt động của các thiết bị đồng thời phát hiện những hư hỏng, sự cố từ đó có biện pháp sửa chữa, khắc phục kịp thời duy trì sự làm việc ổn định của hệ thống đảm bảo các chỉ tiêu về kinh tế và kỹ thuật. Hệ thống phải được kiểm tra thông số làm việc như: áp suất, dòng điện, độ ổn định bơm,…định kỳ tháng 1 lần. KẾT LUẬN Nội dung đề tài của đồ án tốt nghiệp của em là tính toán thiết kế hệ thống điều hoà không khí cho “ Trung tâm thương mại chợ Mơ ”, sử dụng hệ thống điều hòa không khí WATER CHILLER. Để thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho công trình em đã tìm hiểu đặc điểm của công trình từ đó xác định yêu cầu đối với điều hòa và tìm ra phương án để lựa chọn các thông số tính toán hợp lý để thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho công trình. Mặc dù đã rất cố gắng tìm đọc tài liệu, kết hợp với quá trình thực tập nhưng do kiến thức thực tế còn hạn chế nên cuốn đồ án này không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em mong các thầy, cô chỉ bảo, giúp đỡ để em có thể bổ sung thêm để khắc phục những thiếu sót đó và học hỏi thêm được những kinh nghiệm có ích cho công việc sau này. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Đặng Trần Thọ và các thầy, cô đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho em rất nhiều để em hoàn thành bản đổ án này. Em xin chân thành cảm ơn! TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Đức Lợi - Hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hoà không khí Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật – 2007 [2]. Hà Đăng Trung - Nguyễn Quân – Cơ sở kỹ thuật điều hòa không khí Nhà xuất bản và khoa học kỹ thuật 2005. [3]. Bùi Hải, Hà Mạnh Thư, Vũ Xuân Hùng Hệ thống điều hòa không khí. [4]. Đặng Quốc Phú - Trần Thế Sơn – Truyền Nhiệt Nhà xuất bản giáo dục 1998. [5]. Catalog máy của hãng Carrier, Trane, Liang Chi