Thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho tòa nhà E-75 Đinh Tiên Hoàng - Bưu điện TP.Hà Nội

100% 1,00 0,93 eh G 240C C V T H N Hình 3.4: Hệ số nhiệt hiện phòng ehf và cách xác định quá trình biến đổi V-T trên ẩm đồ (phòng 202). Các kết quả tính được của các phòng khác được tổng hợp trong Bảng 3.1. Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (Grand Sensible Heat Factor):e ht Hệ số nhiệt hiện tổng chính là độ nghiêng của tia quá trình từ điểm hoà trộn đến điểm thổi vào, đây chính là quá trình làm lạnh và khử ẩm của không khí trong dàn lạnh sau khi hòa trộn giữa gió tươi và gió tuần hoàn ht = = = Trong đó: + Qh: Thành phần nhiệt hiện, kể cả phần nhiệt hiện do gió tươi mang vào QhN có trạng thái ngoài N; + Qâ : Thành phần nhiệt ẩn kể cả phần nhiệt ẩn do gió tươi mang vào QâN có trạng thái ngoài trời N; + Qt : Tổng nhiệt thừa dùng để tính năng suất lạnh Q0 = Qt, W. Tính ví dụ cho phòng 202: Qh202 = 34896 W. Qâ202 = 11501,5 W. => ht202 = = Các kết quả tính được của các phòng khác được tổng hợp trong Bảng 3.2. Sau khi xác định được eht, đánh dấu trên thang chia hệ số nhiệt hiện và nối G-eht. Đường thẳng song song với G-eht đi qua điểm hòa trộn H, cắt j = 100% tại S. S chính là điểm đọng sương thiết bị còn V là điểm thổi vào. Do V phải cùng nằm trên HS và CT nên V chính là điểm cắt của hai đường thẳng này. (SHF) Ẩm dung Nhiệt độ j = 100% 1,00 0,93 eh G 240C C V T H N S 0,75 Hình 3.5: Hệ số nhiệt hiện tổng eht và sự biến đổi không khí HVtrong dàn lạnh (phòng 202) Hệ số đi vòng BF (Bypass Fator): eBF Hệ số đi vòng eBF là tỷ số giữa lượng không khí qua dàn lạnh nhưng không trao đổi nhiệt ẩm với bề mặt dàn (coi như đi vòng qua dàn) so với toàn bộ lượng không khí qua dàn lạnh. eBF = Trong đó: + GH : Lưu lượng không khí đi qua dàn lạnh nhưng không trao đổi nhiệt ẩm với dàn lạnh (kg/s) nên vẫn có trạng thái của điểm hoà trộn H + GO: Lưu lượng không khí đi qua dàn lạnh có trao đổi nhiệt ẩm với dàn lạnh (kg/s) và đạt được trạng thái O + G: Tổng lưu lượng không khí qua dàn (kg/s) Hệ số đi vòng eBF phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, trong đó quan trọng nhất đó là cách sắp xếp bố trí bề mặt trao đổi nhiệt, ẩm của dàn lạnh, diện tích bề mặt trao đổi nhiệt, ẩm của dàn lạnh, số hàng ống và tốc độ không khí. Theo Bảng 4.22 – [TL1] chọn eBF = 0,05. Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF(Effective Sensible Heat Factor): ehef. Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng là tỉ số giữa nhiệt hiện hiệu dụng của phòng Qhef và nhiệt tổng hiệu dụng của phòng Qef do ảnh hưởng của lượng không khí đi vòng qua dàn lạnh. ehef = Trong đó: Qhef: nhiệt hiện hiệu dụng của phòng; Qhef = Qhf + eBF.(QhN + Q5h),W Qâef: nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng; Qâef = Qâf + eBF.(QâN + Q5â), W QhN: nhiệt hiện do gió tươi mang vào, W; QâN: nhiệt ẩn do gió tươi mang vào, W; Qhf: tổng nhiệt hiện của phòng, W;(không có gió tươi) Qâf: tổng nhiệt ẩn của phòng, W.(không có gió tươi) Tính ví dụ cho phòng 202: Qhef202 = 31173,1 + 0,05.(2457 + 1266) = 31359,2 W. Qâef202 = 2177,5 + 0,05.(6457,5 + 2866,5) = 2643,7 W. => Các kết quả tính được của các phòng khác được tổng hợp trong Bảng 3.3. Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng dùng để xác định điểm đọng sương S, khi kẻ đường thẳng song song với G-ehef qua điểm T, giao với đường j = 100% tại điểm S. (SHF) Ẩm dung Nhiệt độ j = 100% 1,00 0,93 eh 240C C V T H N S 0,75 0,91 G Hình 3.6: Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng và cách xác định nhiệt độ điểm đọng sương của thiết bị trên ẩm đồ Carrie (phòng 202). Nhiệt độ đọng sương của thiết bị: ts Là nhiệt độ mà khi ta tiếp tục làm lạnh hỗn hợp không khí tái tuần hoàn và không khí tươi (hỗn hợp có trạng thái H) qua điểm V theo đường G-eht, thì không khí đạt trạng thái bão hòa j = 1 tại điểm S. Điểm S là điểm đọng sương, ts là nhiệt độ đọng sương của thiết bị. Nhiệt độ đọng sương của thiết bị được xác định theo hệ số ehef và trạng thái không khí trong nhà lấy theo Bảng 4.24-[TL1]. Ví dụ với phòng 202. Từ ehef202 = 0,91 và điều kiện của không khí trong không gian điều hoà (nhiệt độ tT = 25 0C, độ ẩm j = 65% ), tra Bảng 4.24-[TL1] ta được: ts202 = 17,6 0C. Các kết quả tính được của các phòng khác được tổng hợp trong Bảng 3.3 Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh. Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh t0 = tV (bỏ qua tổn thất nhiệt từ quạt gió) được xác định: t0 = ts + (tH – ts).eBF Nhiệt độ điểm hòa trộn: Trong đó: tN, tT: nhiệt độ không khí ngoài và trong nhà; GN: lưu lượng không khí tươi, kg/s; chọn GN = 10%GT [TL1, tr130] GT: lưu lượng không khí tuần hoàn, kg/s; G: lưu lượng gió tổng, kg/s; G = GT + GN = GT + 0,1GT = 1,1GT => => t0 = ts + (25,7 – ts).0,1 Ví dụ tính cho phòng 202: ts202 = 17,60C. => t0202 = 17,6 + (25,7 – 17,6).0,1 = 18,40C. (SHF) Ẩm dung Nhiệt độ j = 100% 1,00 0,93 eh 240C C V T H N S 0,75 G 0,91 t0 ts tH Vậy hiệu nhiệt độ phòng và nhiệt độ thổi vào là Dt = 25-18,4 = 6,60C < 100C phù hợp với yêu cầu vệ sinh. Hình 3.7: Sơ đồ tuần hoàn một cấp phòng 202 Lưu lượng không khí qua dàn lạnh. Lưu lượng không khí L cần thiết để dập nhiệt thừa hiện và ẩn của phòng điều hoà, đó cũng là lưu lượng không khí đi qua dàn lạnh sau khi được hoà trộn: Lưu lượng không khí qua dàn lạnh được xác định theo biểu thức: , ( l/s) Trong đó: + L: Lưu lượng không khí, l/s; + Qhef: Nhiệt hiện hiệu dụng của phòng, W; + tT: Nhiệt độ trong phòng; + ts: Nhiệt độ đọng sương; + BF: Hệ số đi vòng. Ví dụ tính toán cho phòng 202: Qhef202 = 31545,4 W. => l/s = 13462 m3/h.. Các kết quả tính được của các phòng khác được tổng hợp trong Bảng 3.3 Bảng 3.1: Hệ số nhiệt hiện phòng Tầng Phòng Qhf (W) Qâf (W) ehf (1) (2) (3) (4) (5) 1 101 3031,9 305,5 0,91 102 2571,6 305,5 0,89 103 1590,1 65,0 0,96 104 3888,8 500,5 0,89 105 1750,4 65,0 0,96 106 10597,7 1491,8 0,88 107 748,0 65,0 0,92 108 1442,8 185,3 0,89 109 1779,8 65,0 0,96 110 2260,8 130,0 0,95 111 1227,8 65,0 0,95 112 5197,9 130,0 0,98 113 1343,7 185,3 0,88 114 1073,5 65,0 0,94 115 1684,8 65,0 0,96 116 2417,5 305,5 0,89 117 2417,5 305,5 0,89 118 1307,8 65,0 0,95 119 1307,8 65,0 0,95 120 1009,7 65,0 0,94 121 3386,1 0,0 1,00 122 2441,1 305,5 0,89 Sảnh 4043,7 0,0 1,00 Bảng 3.1: Hệ số nhiệt hiện phòng (tiếp) (1) (2) (3) (4) (5) 2 201 3164,0 65,0 0,98 202 31173,1 2177,5 0,93 203 11059,6 871,0 0,93 204 2593,8 65,0 0,98 205 2063,8 65,0 0,97 206 1916,3 65,0 0,97 207 2915,2 165,8 0,95 208 1147,2 65,0 0,95 209 6099,9 936,0 0,87 210 22533,0 1556,8 0,94 211 1749,4 65,0 0,96 212 1916,3 65,0 0,97 213 13272,8 871,0 0,94 214 2063,8 65,0 0,97 215 2998,2 65,0 0,98 Sảnh 8908,0 0,0 1,00 3 301 45888,8 3103,8 0,94 302 3574,7 620,8 0,85 303 2084,5 65,0 0,97 304 1884,4 65,0 0,97 305 1755,0 65,0 0,96 306 1905,9 65,0 0,97 Sảnh 8809,4 0,0 1,00 Bảng 3.2: Hệ số nhiệt hiện tổng Tầng Phòng Qâ (W) Qh (W) eht (1) (2) (3) (4) (5) 1 101 1644,6 3566,9 0,68 102 1644,6 3106,6 0,65 103 666,1 1844,3 0,73 104 2653,5 4749,4 0,64 105 926,5 2119,6 0,70 106 8002,7 13202,4 0,62 107 527,2 940,9 0,64 108 1016,5 1776,0 0,64 109 1152,1 2248,6 0,66 110 1436,3 2815,2 0,66 111 1117,4 1681,2 0,60 112 2875,8 6388,0 0,69 113 1016,5 1677,0 0,62 114 683,4 1335,3 0,66 115 1065,3 2115,3 0,67 116 1644,6 2952,5 0,64 117 1644,6 2952,5 0,64 118 770,2 1607,9 0,68 119 770,2 1607,9 0,68 120 648,7 1256,3 0,66 121 2169,7 4344,4 0,67 122 1679,3 2991,4 0,64 Sảnh 3028,1 5381,0 0,64 Bảng 3.2: Hệ số nhiệt hiện tổng (tiếp) (1) (2) (3) (4) (5) 2 201 666,1 3418,2 0,84 202 11501,5 34896,0 0,75 203 4686,4 12586,7 0,73 204 561,9 2802,0 0,83 205 561,9 2272,0 0,80 206 527,2 2109,2 0,80 207 997,0 3248,5 0,77 208 388,4 1278,7 0,77 209 4519,3 7513,2 0,62 210 8391,0 25269,2 0,75 211 527,2 1942,2 0,79 212 527,2 2109,2 0,80 213 4686,4 14799,9 0,76 214 561,9 2272,0 0,80 215 561,9 3206,4 0,85 Sảnh 2013,5 9797,3 0,83 3 301 16624,2 51295,8 0,76 302 2934,4 4483,6 0,60 303 561,9 2292,7 0,80 304 527,2 2077,2 0,80 305 527,2 1947,8 0,79 306 492,5 2083,4 0,81 Sảnh 1735,8 9575,9 0,85 Bảng 3.3: Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng, các thông số nhiệt độ và lưu lượng không khí tuần hoàn qua dàn lạnh. Tầng Phòng Qhef (W) Qâef (W) ehef ts (0C) tH (0C) t0 (0C) L (l/s) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) 1 101 3085,4 439,4 0,88 17,5 25,7 18,3 380,9 102 2625,1 439,4 0,86 17,4 25,7 18,2 319,8 103 1615,5 125,1 0,93 17,7 25,7 18,5 204,9 104 3974,9 715,8 0,85 17,4 25,7 18,2 484,3 105 1787,3 151,1 0,92 17,6 25,7 18,4 223,6 106 10858,2 2142,8 0,84 17,3 25,7 18,1 1305,7 107 767,3 111,2 0,87 17,5 25,7 18,3 94,7 108 1476,1 268,4 0,85 17,4 25,7 18,2 179,8 109 1826,7 173,7 0,91 17,6 25,7 18,4 228,6 110 2316,2 260,6 0,90 17,6 25,7 18,4 289,8 111 1273,1 170,2 0,88 17,5 25,7 18,3 157,2 112 5316,9 404,6 0,93 17,7 25,7 18,5 674,4 113 1377,0 268,4 0,84 17,3 25,7 18,1 165,6 114 1099,7 126,8 0,90 17,6 25,7 18,4 137,6 115 1727,9 165,0 0,91 17,6 25,7 18,4 216,2 116 2471,0 439,4 0,85 17,4 25,7 18,2 301,1 117 2471,0 439,4 0,85 17,4 25,7 18,2 301,1 118 1337,8 135,5 0,91 17,6 25,7 18,4 167,4 119 1337,8 135,5 0,91 17,6 25,7 18,4 167,4 120 1034,4 123,4 0,89 17,5 25,7 18,3 127,7 121 3481,9 217,0 0,94 17,7 25,7 18,5 441,6 122 2496,1 442,9 0,85 17,4 25,7 18,2 304,1 Sảnh 4177,4 302,8 0,93 17,7 25,7 18,5 529,9 Bảng 3.3: Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng, các thông số nhiệt độ và lưu lượng không khí tuần hoàn qua dàn lạnh. (tiếp) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) 2 201 3189,5 125,1 0,96 17,8 25,7 18,6 410,2 202 31545,4 3109,9 0,91 17,6 25,7 18,4 3947,1 203 11212,3 1252,5 0,90 17,6 25,7 18,4 1402,9 204 2614,6 114,7 0,96 17,8 25,7 18,6 336,2 205 2084,6 114,7 0,95 17,7 25,7 18,5 264,4 206 1935,6 111,2 0,95 17,7 25,7 18,5 245,5 207 2948,6 248,9 0,92 17,6 25,7 18,4 368,9 208 1160,3 97,3 0,92 17,6 25,7 18,4 145,2 209 6241,2 1294,3 0,83 17,2 25,7 18,1 740,9 210 22806,6 2240,2 0,91 17,6 25,7 18,4 2853,7 211 1768,7 111,2 0,94 17,7 25,7 18,5 224,3 212 1935,6 111,2 0,95 17,7 25,7 18,5 245,5 213 13425,5 1252,5 0,91 17,6 25,7 18,4 1679,9 214 2084,6 114,7 0,95 17,7 25,7 18,5 264,4 215 3019,0 114,7 0,96 17,8 25,7 18,6 388,2 Sảnh 8997,0 201,4 0,98 17,9 25,7 18,7 1173,3 3 301 46429,5 4455,8 0,91 17,6 25,7 18,4 5809,5 302 3665,6 852,1 0,81 17,1 25,7 18,0 429,6 303 2105,4 114,7 0,95 17,7 25,7 18,5 267,0 304 1903,7 111,2 0,94 17,7 25,7 18,5 241,5 305 1774,3 111,2 0,94 17,7 25,7 18,5 225,0 306 1923,7 107,8 0,95 17,7 25,7 18,5 244,0 Sảnh 8886,0 173,6 0,98 17,9 25,7 18,7 1158,8 Tổng 30469,6 CHƯƠNG IV LỰA CHỌN, TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CÁC THIẾT BỊ CHÍNH CỦA HỆ THỐNG ĐHKK. CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ. Việc lựa chọn hệ thống ĐHKK thích hợp cho công trình là hết sức quan trọng, đảm bảo cho hệ thống đáp ứng được đầy đủ những yêu cầu của công trình. Nói chung, một hệ thống ĐHKK thích hợp khi thỏa mãn những yêu cầu do công trình đề ra cả về mặt kỹ thuật, mĩ thuật, môi trường, sự tiện nghi trong sử dụng, vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa dễ dàng, độ an toàn, tuổi thọ và hiệu quả kinh tế cao. Thực tế hiện nay, các công trình điều hòa tiện nghi người ta thường sử dụng các hệ thống sau: Hệ thống điều hòa cục bộ như: Máy điều hòa cửa sổ. Máy điều hòa tách (hai cụm hoặc nhiều cụm). Hệ thống điều hòa tổ hợp gọn: Máy điều hòa tách không ống gió, có ống gió hay loại dàn ngưng đặt xa. Máy điều hòa nguyên cụm như loại lắp mái hay loại nguyên cụm giải nhiệt nước. Máy điều hòa VRV. Hệ thống điều hòa trung tâm nước. Hệ thống điều hòa cục bộ. Hệ thống điều hòa cục bộ gồm máy điều hòa cửa sổ, máy điều hòa tách (2 và nhiều cụm loại nhỏ) năng suất lạnh nhỏ hơn 7kW ( 24000BTU/h). Đây là các loại máy nhỏ hoạt động hoàn toàn tự động, lắp đặt, vận hành, bảo trì và sửa chữa dễ dàng, tuổi thọ trung bình, độ tin cậy cao, giá thành rẻ rất thích hợp đối với các phòng và các căn hộ nhỏ và tiền điện thanh toán riêng biệt theo từng máy. Tuy nhiên hệ thống điều hòa cục bộ có nhược điểm là khó áp dụng cho các phòng lớn như hội trường, phân xưởng nhà hàng, cửa hàng, các tòa nhà như khách sạn, văn phòng vì khi bố trí ở đây các cụm dàn nóng bố trí phía ngoài nhà sẽ làm mất mỹ quan và phá vỡ kết cấu xây dựng của tòa nhà. Máy điều hòa cửa sổ. Máy điều hòa cửa sổ có dạng hình khối chữ nhật trong đó lắp đặt đầy đủ hoàn chỉnh các bộ phận cần thiết trong một vỏ máy. Máy điều hòa cửa sổ là loại có công suất nhỏ. Hình 4.1: Vị trí lắp đặt máy điều hòa cửa sổ Ưu nhược điểm: Giá thành rẻ, lắp đặt và vận hành đơn giản. Có sưởi mùa đông bằng bơm nhiệt. Có thể lấy gió tươi. Nhiệt độ phòng được điều chỉnh nhờ thermostat với độ dao động khá lớn, độ ẩm tự biến đổi theo nên không khống chế được độ ẩm, điều chỉnh theo kiểu on – off. Độ ồn cao, khả năng làm sạch không khí kém. Khó bố trí vị trí lắp đặt. Thích hợp cho các phòng nhỏ, căn hộ gia đình. Khó sử dụng cho các tòa nhà cao tầng vì làm mất mỹ quan và gây phá vỡ kiến trúc. Máy điều hòa tách. Phần lắp đặt trong không gian điều hòa về cơ bản bao gồm dàn lạnh. Phần lắp đặt bên ngoài trời gồm có máy nén, dàn nóng và quạt dàn nóng. Máy điều hòa tách gồm có hai loại: Máy điều hòa hai cụm (một cụm nóng và một cụm lạnh) và máy điều hòa nhiều cụm (một cụm dàn nóng và nhiều dàn lạnh) Ưu điểm: Do dàn nóng và dàn lạnh hoàn toàn rời xa nhau nên cơ hội lựa chọn vị trí lắp đặt hợp lý cho cả hai, tuy nhiên không nên để xa nhau quá. Khả năng phân phối gió lạnh đồng đều trong các không gian lớn. Độ ồn nhỏ. Tính mỹ quan cao hơn loại một cụm, có thể lắp đặt ở những nơi có cấu trúc và địa hình phức tạp. Nhược điểm: Giá thành cao, lắp đặt phức tạp (đòi hỏi thợ lắp đặt phải có chuyên môn). Không lấy được gió tươi do đó phải có phương án lấy gió tươi. Gây ồn ở phía ngoài nhà, có thể làm ảnh hưởng đến các hộ bên cạnh. Hệ thống điều hòa dạng tổ hợp gọn (trừ loại VRV) Là hệ thống có năng suất lạnh trung bình và lớn (lớn hơn 7kW), làm lạnh không khí trực tiếp ở dàn bay hơi, có ống gió hoặc không có ống gió, thường dùng quạt ly tâm. Nếu có lắp thêm ống gió thì thường dùng quạt cao áp với áp suất khá lớn. Dàn ngưng giải nhiệt gió hoặc bình ngưng giải nhiệt nước. Các máy điều hòa không khí cục bộ thường chỉ có chức năng làm lạnh (hoặc cả thiết bị sưởi ấm) mà không có chức năng tăng ẩm. Hệ thống được bố trí trong cùng một vỏ rất gọn nhẹ, một số máy được tách ra riêng thành hai mảng: Phần lắp trong không gian điều hòa về cơ bản gồm dàn lạnh và ống tiết lưu. Phần lắp ở ngoài trời gồm máy nén, dàn nóng và quạt dàn nóng. Hệ thống điều hòa tổ hợp hiện đang sử dụng rộng rãi gồm có các loại máy sau: Máy điều hòa tách: Máy điều hòa tách của hệ thống điều hòa tổ hợp gọn cũng giống như máy điều hòa tách của máy điều hòa cục bộ nhưng vì nó có công suất lớn hơn do vậy kết cấu của dàn nóng và cụm dàn lạnh sẽ có những biến đổi phù hợp với kiến trúc của công trình xây dựng và thỏa mãn thị hiếu của khách hàng. Máy điều hòa tách thường có công suất lạnh trung bình (đến 48000BTU/h) tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng mà người ta đã chế tạo ra máy điều hòa tách có ống gió và không có ống gió. Nếu muốn phân phối đều gió cho một không gian rộng hoặc cho nhiều phòng thì người ta lắp quạt cao áp và lắp thêm ống gió. Máy điều hòa tách không có ống gió. Với ưu điểm là tiếng ồn thấp nên máy điều hòa loại này thường được sử dụng cho các hội trường, nhà khách, nhà hàng, văn phòng tương đối rộng. Nhưng cũng giống như máy điều hòa cục bộ hai cụm là không có khả năng cấp gió tươi nên cần bố trí quạt thông gió đặc biệt cho các phòng hội họp, phòng ăn… khi mà lượng gió lọt qua cửa không đủ cung cấp ô xi cho phòng. Dàn bay hơi không có ống gió quạt gió thổi tự do, năng suất lạnh tới 14kW ( 48000 Btu/h ). Máy điều hòa tách có ống gió. Máy điều hòa tách có ống gió thường được gọi là máy điều hòa thương nghiệp kiểu tách, năng suất lạnh từ 12000 đến 240000 Btu /h. Dàn lạnh bố trí quạt ly tâm cột áp cao nên có thể lắp thêm ống gió để phân phối đều gió trong phòng rộng hoặc đưa gió đi xa phân phối cho nhiều phòng khác. Máy điều hòa dàn ngưng đặt xa. Hình 4.2. Máy điều hoà có dàn ngưng đặt xa, hai chiều 1. Máy nén; 2.Van đảo chiều; 3. Phin sấy lọc; 4. Phin lọc; 5. Quạt gió; 6. Van tiết lưu. Máy điều hòa loại này người ta bố trí máy nén trong cụm dàn lạnh, do đó cụm dàn lạnh thường lớn hơn, và gây tiếng ồn cho không gian điều hòa. Chính vì lý do này mà máy điều hòa dạng này không thích hợp cho điều hòa tiện nghi. Chỉ nên áp dụng cho các phân xưởng sản xuất hoặc nhà hàng nơi có thể chấp nhận độ ồn cao của nó. Máy điều hòa nguyên cụm. Gồm có hai loại là máy điều hòa lắp mái và máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước, máy điều hòa nguyên cum là máy có năng suất lạnh trung bình và lớn. Dàn bay hơi làm lạnh không khí trực tiếp. Máy được bố trí phân phối gió và ống gió hồi. Đặc điểm của máy điều hòa lắp mái là máy được lắp trên mái nhà cao, thông thoáng nên dàn ngưng làm mát bằng gió và cụm dàn lạnh, cụm dàn nóng được gắn liền với nhau thành một khối duy nhất. Đặc điểm của máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước là bình ngưng rất gọn nhẹ, không chiếm diện tích và thể tích lắp đặt lớn như dàn ngưng giải nhiệt gió nên bình ngưng, máy nén và dàn bay hơi được bố trí thành một tổ hợp hoàn chỉnh. Loại máy này có công suất tới 370 kW và chủ yếu dùng cho điều hòa thương nghiệp và công nghiệp. Ưu điểm: Máy điều hòa lắp mái và máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước được sản xuất hàng loạt và lắp ráp hoàn chỉnh tại nhà máy nên có độ tin cậy, tuổi thọ và mức độ tự động cao. Giá thành rẻ, máy gọn nhẹ chỉ cần lắp đặt với hệ thống ống gió (nếu cần) và hệ thống nước làm mát là máy sẵn sàng hoạt động được. Lắp đặt nhanh chóng, không cần thợ chuyên ngành lạnh, vận hành bảo dưỡng và vận chuyển dễ dàng. Có cửu lấy gió tươi. Nhược điểm: Do hệ thống có ống gió nên sẽ bị gây tiếng ồn từ quạt cao áp, và tiếng ồn từ máy nén đặt trong cụm máy. Qua cách phân tích hệ thống cấu tạo, cách lắp đặt và vận hành ta thấy máy điều hòa lắp mái và máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước thích hợp với các phân xưởng sản xuất (sợi, dệt…) và các nhà hàng siêu thị, hội trường chấp nhận độ ồn cao. Nếu dùng cho điều hòa tiện nghi thì phải có buồng cách âm cho cả ống gió cấp và gió hồi. Do đó mà thực tế hiện nay đối với các công trình lớn, cao tầng, đòi hỏi năng suất lạnh và khả năng lắp đặt cao người ta thường lựa chọn một trong hai hệ thống là hệ thống trung tâm nước hoặc hệ thống VRV. Hệ thống điều hòa trung tâm nước: Hệ thống điều hòa trung tâm nước sử dụng nước lạnh có nhiệt độ khoảng 70C làm chất tải lạnh, để làm lạnh không khí khi đi qua các dàn trao đổi nhiệt FCU hoặc AHU. Hệ thống điều hòa trung tâm nước bao gồm: Máy làm lạnh nước (Warter Chiller), làm lạnh nước đến 70C. Hệ thống ống dẫn nước lạnh. Hệ thống giải nhiệt dàn ngưng. Nguồn nhiệt để sưởi ấm dùng để điều chỉnh độ ẩm và sưởi ấm mùa đông. Các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh hoặc sưởi ấm không khí (AHU và FCU). Hệ thống vận chuyển và phân phối gió tươi, gió hồi. Hệ thống tiêu âm, giảm âm. Hệ thống lọc bụi, thanh trùng và diệt khuẩn cho không khí. Bộ rửa khí. Hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm phòng, gió tươi, gió hồi. Ưu điểm của hệ thống: Có vòng tuần hoàn là nước nên không sợ ngộ độc hoặc tai nạn do rò rỉ môi chất lạnh ra ngoài. Có thể khống chế nhiệt độ trong không gian điều hòa theo từng phòng riêng rẽ, ổn định và duy trì các điều kiện vi khí hậu tốt nhất. Thích hợp cho các công trình lớn như khách sạn, văn phòng với mọi chiều cao và mọi kiến trúc của tòa nhà. Có khả năng xử lý độ sạch không khí cao, đáp ứng được mọi yêu cầu đề ra cả về độ sạch bụi bẩn, tạp chất, hóa chất và mùi hôi… Hệ thống hoạt động ổn định, ít phải bảo dưỡng, sửa chữa. Năng suất lạnh hầu như không bị hạn chế. So với hệ VRV thì vòng tuần hoàn môi chất lạnh đơn giản hơn nhiều nên dễ kiểm soát. Nhược điểm: Vì dùng nước làm chất tải lạnh nên về mặt nhiệt động tổn thất Exergy lớn. Cần phải bố trí hệ thống lấy gió tươi cho các FCU. Vấn đề cách nhiệt cho đường ống nước lạnh và cả khay nước ngưng khá phức tạp. Lắp đặt khó khăn. Đòi hỏi công nhân vận hành phải lành nghề. Cần phải định kỳ bảo dưỡng hệ thống máy lạnh và các FCU. Máy điều hoà VRV Do các hệ thống ống gió CAV (Constant Air Volume) và VAV (Variable Air Volume) sử dụng ống gió điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm của phòng quá cồng kềnh, tốn nhiều không gian lắp đặt, tốn nhiều vật liệu làm đường ống nên hãng Daikin của Nhật Bản đã đưa ra giải pháp VRV (Variable Refrigerant Volume) là điều chỉnh năng suất lạnh qua việc điều chỉnh lưu lượng môi chất qua dàn lạnh. Thực chất là phát triển máy điều hoà tách về mặt năng suất lạnh cũng như số dàn lạnh trực tiếp đặt trong các phòng (lên 8 thậm trí 16 cụm dàn lạnh), tăng chiều cao lắp đặt và chiều dài đường ống giữa cụm dàn nóng và dàn lạnh để có thể ứng dụng cho các toà nhà cao tầng như văn phòng, khách sạn. Vì đối với những toà nhà cao tầng từ trước đến nay chỉ có hệ thống điều hoà trung tâm nước và ống gió đảm nhiệm, nhưng so với hệ thống ống gió thì hệ thống ống dẫn môi chất lạnh nhỏ gọn hơn nhiều. Máy điều hoà VRV chủ yếu dùng cho điều hoà tiện nghi và có các đặc điểm sau: Điều chỉnh năng suất lạnh thông qua việc điều chỉnh lưu lượng môi chất, thực chất ở đây là điều chỉnh tốc độ quay của máy nén thông qua bộ phận biến tần, vì thế khả năng điều chỉnh tải ở đây rất “mền”. Tổ ngưng tụ có một hoặc hai máy nén biến tần (Inverter Compressor) điều chỉnh theo bậc kết hợp với các máy nén điều chỉnh năng suất lạnh theo kiểu on-off nên có thể điều chỉnh năng suất lạnh từ 0-100% gồm nhiều bậc điều chỉnh, đảm bảo tiết kiệm năng lượng rất hiệu quả. Các thông số vi khí hậu được điều chỉnh, khống chế phù hợp với nhu cầu của từng vùng, kết nối trong mạng điều khiển trung tâm BMS (Building Management System). Các máy VRV có các dãy công suất hợp lý lắp ghép với nhau thành các mạng, đáp ứng nhu cầu năng suất lạnh khác nhau, từ nhỏ (7kW) đến hàng ngàn kW cho các tòa nhà cao tầng với các phòng đa chức năng. Máy VRV đã giải quyết tốt được vấn đề hồi dầu về máy nén, do đó cụm dàn nóng có thể đặt cao hơn dàn lạnh đến 50 m và các dàn lạnh có thể đặt cách nhau tới 15 m, đường ống dẫn môi chất lạnh từ cụm dàn nóng đến cụm dàn lạnh xa nhất tới 150 m. Tạo điều kiện cho việc bố trí máy dễ dàng hơn trong các nhà cao tầng, văn phòng, khách sạn mà trước đây chỉ có hệ trung tâm nước đảm nhiệm. Khả năng bảo dưỡng, sửa chữa rất dễ dàng và nhanh chóng nhờ các thiết bị tự phát hiện hư hỏng chuyên dùng cũng như sự kết nối để phát hiện hư hỏng tại trung tâm qua internet. Hệ VRV gọn nhẹ, đường ống dẫn môi chất lạnh nhỏ hơn rất nhiều so với đường ống dẫn nước lạnh và đường ống gió. Trong khi hệ thống điều hòa trung tâm nước thường sử dụng tầng hầm hay tầng trệt làm nơi đặt hệ thống máy lạnh, bơm nước thì hệ thống VRV có thể đặt dàn nóng ở trên mái hoặc giá đỡ trên tường. Hệ VRV có 9 kiểu dàn lạnh khác nhau: - Đặt trên sàn. - Tủ tường. - Treo tường. - Giấu tường. - Treo trần. - Giấu trần. - Giấu trần cassette. - Giấu trần casette kiểu góc. - Giấu trần cassette một, hai và nhiều cửa thổi giấu trần có ống gió Với tối đa 6 cấp năng suất lạnh rất đa dạng và phong phú nên dễ dàng thích hợp với nhiều kiểu kiến trúc khác nhau, đáp ứng đa dạng thẩm mỹ của khách hàng, dễ dàng lắp đặt, vận hành êm, áp suất tĩnh cao. Có thể kết hợp làm lạnh và sưởi ấm phòng trong cùng một hệ thống kiểu bơm nhiệt hoặc thu hồi nhiệt hiệu suất cao. Hệ xử lý gió mới hay hệ thông gió tái thu hồi nhiệt HRV: hệ thống HRV trao đổi nhiệt giữa gió mới và gió thải làm cho không khí bên ngoài gần với độ ẩm và nhiệt độ phòng, vì vậy cho phép thông gió mà không cần tăng tải lạnh hoặc sưởi. Do đó không chỉ tiết kiệm chi phí vận hành mà còn giảm giá thành đầu tư ban đầu. Hệ thống điều khiển đa dạng, sử dụng bộ điều khiển từ xa có dây hoặc không dây, có bộ điều khiển thông minh. Khi có sự cố, các lỗi sẽ được báo về bộ diều khiển trung tâm và được hiển thị trên màn hình máy tính, qua đó làm giảm đáng kể thời gian sửa chữa. Hệ thống VRV điều hòa riêng biệt từng phòng, cho phép khi có sự cố xảy ra chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến máy đó mà không bắt buộc cả hệ thống điều hòa phải ngừng hoạt động. Điều khiển nhiệt độ phòng chính xác: van tiết lưu điện từ điều khiển lưu lượng dòng môi chất liên tục theo tải dàn lạnh, bằng cách này hệ thống VRV duy trì nhiệt độ phòng gần như không đổi. Điều khiển tự động chuyển chế độ làm lạnh sang sưởi nhờ sự sai khác nhiệt độ cài đặt. Hệ thống tự động điều khiển, có thể không cần công nhân vận hành, vận hành và lắp đặt đơn giản hơn nhiều so với các hệ thống khác. Hệ thống ống REFNET đơn giản cho phép giảm công việc nối ống và làm tăng độ tin cậy của hệ thống. Do có nhiều cách thức phân nhánh ống khác nhau nên hệ thống có khả năng đáp ứng được những thiết kế rất khác nhau. Tuy nhiên, nhược điểm chủ yếu của hệ thống này là vốn đầu tư ban đầu cao, khi lắp đặt cần phải có những thợ có chuyên môn và kinh nghiệm tốt. Qua các phân tích trên ta thấy, đối với công trình này ta sử dụng hệ thống VRV là thích hợp nhất, để tận dụng sự nhỏ gọn, đơn giản trong lắp đặt và trong vận hành của hệ thống và để thỏa mãn yêu cầu của điều hòa tiện nghi. Như vậy em quyết định chọn hệ thống VRV cho công trình tòa nhà E-75 Đinh Tiên Hoàng – Bưu điện TP Hà Nội. LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH CỦA HỆ THỐNG. Sau khi tính toán phụ tải lạnh tổng cộng của công trình và của từng phòng riêng biệt, ta đi tính chọn các thiết bị chính của hệ thống, bao gồm các thiết bị: Cụm dàn lạnh (Indoor unit); Cụm dàn nóng (Oudoor unit); Bộ chia gas (Refnet) và ống dẫn gas; Tính chọn hệ thống thông gió; Chọn bộ điều khiển cho dàn lạnh và bộ điều khiển trung tâm. Phương án sử dụng hệ thống cấp lạnh cho công trình này là hệ máy điều hòa không khí VRV-II của hãng DAIKIN. Do vậy các điều khiện, thông số tính toán được dựa theo các thông số kỹ tuật cho trong catalog của DAIKIN. Chọn dàn lạnh (indoor). Việc chọn dàn lạnh được tiến hành dựa trên các kết quả đã tính toán trong Bảng 2.13, catalog của hãng DAIKIN và phải đáp ứng hai điều kiện sau: Năng suất lạnh (sưởi) yêu cầu. Năng suất gió yêu cầu. Năng suất lạnh cho trong catalog là năng suất lạnh danh định, ở một chế độ vận hành tiêu chuẩn: - Nhiệt độ không khí trong nhà: Làm lạnh: 27oC (nhiệt độ bầu khô)/ 19,5 oC (nhiệt độ bầu ướt). Sưởi: 20oC (nhiệt độ bầu khô). - Nhiệt độ không khí ngoài nhà: Làm lạnh: 35oC (nhiệt độ bầu khô). Sưởi: 7oC (nhiệt độ bầu khô)/ 6 oC (nhiệt độ bầu ướt). - Chênh lệch độ cao giữa dàn nóng và dàn lạnh 0 m, chiều dài đường ống gas tương đương 7,5 m. Khi vận hành ở chế độ cụ thể chênh lệch độ cao giữa cụm dàn nóng và dàn lạnh, các thông số không khí trong nhà và ngoài nhà cũng sẽ sai lệch so với chế độ tiêu chuẩn trong catalog. Do đó cần phải dự trù được năng suất lạnh thực tế còn lại để xác định chính xác số lượng máy điều hòa cần thiết cho công trình. Q0tt = a.Q0TC Trong đó: Q0tt: năng suất lạnh thực tế, kW; Q0TC: năng suất lạnh tiêu chuẩn tra ở catalog thương mại. a: hệ số hiệu chỉnh năng suất lạnh, phụ thuộc vào điều kiện vận hành cụ thể tra trong catalog kỹ thuật. Trong đó: Q0G: năng suất lạnh catalog gốc có cùng nhiệt độ trong nhà và ngoài trời, kW; Q0TCG: năng suất lạnh tiêu chuẩn catalog gốc (tT = 270C, tTư = 19,50C, tN = 350C). Ví dụ tính chọn cho phòng 202: Năng suất lạnh yêu cầu mùa hè: Qo202 = 46,4 kW Lưu lượng gió: L = 3739,4 l/s = 13462 m3/h. Chọn phương án bố trí dàn lạnh giấu trần hồi phía sau có ống gió. Dàn nóng được đặt trên mái tầng 2 của tòa nhà. Do đó chênh lệch độ cao dàn nóng và dàn lạnh coi như bằng không. Chọn sơ bộ: Chọn 4 dàn lạnh FXMQ100MVE, Có năng suất lạnh 11,6 kW, năng suất sưởi 12,5 kW, lưu lượng gió 1740 m3/h. Hai dàn lạnh FXMQ200MVE, có năng suất lạnh 23,0 kW, năng suất sưởi 25 kW, lưu lượng gió 3480 m3/h. [TL4, tr183] Năng suất lạnh tổng danh định: Q0TC = 4.11,6 + 2.23,0 = 92,4 kW, công suất sưởi 100 kW. Lưu lượng gió: 13920 m3/h. Hiệu chỉnh năng suất lạnh: Theo chênh lệch độ cao giữa dàn lạnh và dàn nóng là không nên hệ số hiệu chỉnh a1 = 1 . Theo điều kiện vận hành: Chế độ tiêu chuẩn: tT = 27oC, tN = 35oC Chế độ vận hành: tT = 25oC, tN = 32,8oC Tra Bảng Cooling capacity [TL4, tr196] ta được: Q0G = 10,2 kW; Q0TCG = 11,3 kW. => Vậy năng suất lạnh thực tế: Q0tt = 0,90.92,4 = 83,16 kW > Q0. Kiểm tra lưu lượng gió: Ltt202 = 13920 m3/h > Lyc202 = 13462 m3/h. Như vậy năng suất lạnh và lưu lượng gió đã tính toán đủ cho hệ thống. Các phòng khác được tính chọn và tổng hợp ở Bảng 4.1 Các thông số kỹ thuật của dàn lạnh cho trong Bảng 4.2. Ghi chú: - FXMQ--: dàn lạnh giấu trần nối ống gió. - FXHQ--: dàn lạnh áp trần. - FXAQ--: dàn lạnh treo tường. - FXFQ--: dàn lạnh âm trần cassette 4 hướng thổi. Bảng 4.1: Danh mục các dàn lạnh sử dụng Tầng Phòng Kiểu dàn lạnh Số lượng Công suất lạnh, kW kW BTU/h (1) (2) (3) (4) (5) (6) 1 101 FXMQ80MVE 1 9,3 31.800 102 FXMQ63MVE 1 7,3 25.000 103 FXHQ32MVE 1 3,7 12.500 104 FXMQ40MVE 2 4,3 15.900 105 FXHQ32MVE 2 3,7 12.500 106 FXMQ100MVE 3 11,6 39.700 107 FXHQ32MVE 1 3,7 12.500 108 FXAQ40MVE 1 4,7 15.900 109 FXHQ32MVE 2 3,7 12.500 110 FXHQ32MVE 2 3,7 12.500 111 FXHQ32MVE 2 3,7 12.500 112 FXHQ32MVE 4 3,7 12.500 113 FXAQ32MVE 1 3,7 12.500 114 FXHQ32MVE 1 3,7 12.500 115 FXHQ32MVE 2 3,7 12.500 116 FXMQ80MVE 1 9,3 31.800 117 FXMQ80MVE 1 9,3 31.800 118 FXHQ32MVE 1 3,7 12.500 119 FXHQ32MVE 1 3,7 12.500 120 FXHQ32MVE 1 3,7 12.500 121 FXHQ32MVE 3 3,7 12.500 122 FXMQ80MVE 1 9,3 31.800 Sảnh FXMQ40MVE 3 4,7 15.900 Bảng 4.1: Danh mục các dàn lạnh sử dụng (tiếp) (1) (2) (3) (4) (5) (6) 2 201 FXFQ40MVE 1 4,7 15.900 202 FXMQ100MVE 4 11,6 39.700 FXMQ200MVE 2 23,0 79.000 203 FXMQ125MVE 2 14,5 49.600 204 FXFQ40MVE 1 4,7 15.900 205 FXFQ40MVE 1 4,7 15.900 206 FXFQ40MVE 1 4,7 15.900 207 FXFQ40MVE 1 4,7 15.900 208 FXAQ25MVE 1 2,9 9.900 209 FXMQ80MVE 2 9,3 31.800 210 FXMQ100MVE 5 11,6 39.700 211 FXFQ32MVE 1 3,7 12.500 212 FXFQ32MVE 1 3,7 12.500 213 FXMQ125MVE 2 14,5 49.600 214 FXFQ40MVE 1 4,7 15.900 215 FXFQ40MVE 1 4,7 15.900 Sảnh FXMQ40MVE 4 4,7 15.900 3 301 FXMQ100MVE 8 11,6 39.700 302 FXFQ40MVE 2 4,7 15.900 303 FXFQ40MVE 1 4,7 15.900 304 FXFQ40MVE 1 4,7 15.900 305 FXFQ40MVE 1 4,7 15.900 306 FXFQ40MVE 1 4,7 15.900 Sảnh FXMQ40MVE 2 4,7 15.900 FXFQ40MVE 1 4,7 15.900 Kiểu dáng FX---MVE MQ40 MQ50 MQ63 MQ80 MQ100 MQ125 MQ200 Điện nguồn 1 pha, (220 ~ 240)V, 50Hz, 1 pha, 220V, 60Hz Công suất lạnh Btu/h 15.900 19.900 25.000 31.800 39.700 49.600 79.000 kW 4,7 5,8 7,3 9,3 11,6 14,5 23,0 Công suất sưởi kW 5,0 6,3 8,0 10,0 12,5 16,0 25,0 Lưu lượng gió H/L m3/min 14/11,5 14/11,5 14/11,5 19,5/16 29/23 36/29 58/50 Độ ồn H/L dBA 39/35 39/35 39/35 42/38 43/39 45/42 48/45 Kích thước dàn H´W´D mm 390´720´690 390´720´690 390´720´690 390´720´690 390´1110´690 390´1110´690 470´1380´1100 Trọng lượng kg 44 44 44 45 63 65 137 Ống nối ống gas mm f12,7 f12,7 f15,9 f15,9 f15,9 f15,9 f19,1 ống lỏng mm f6,4 f6,4 f9,5 f9,5 f9,5 f9,5 f9,5 ống xả nước mm VP25 VP25 VP25 VP25 VP25 VP25 PS1B - 85 - Bảng 4.2: Các thông số kỹ thuật của dàn lạnh được sử dụng - 86 - Bảng 4.2: Các thông số kỹ thuật của dàn lạnh được sử dụng (tiếp) Kiểu dáng FX---MVE FQ32 FQ40 HQ32 AQ25 AQ32 AQ40 Điện nguồn 1 pha, (220 ~ 240)V, 50Hz, 1 pha, 220V, 60Hz Công suất lạnh Btu/h 12.500 15.900 12.500 9.900 12.500 15.900 kW 3,7 4,7 3,7 2,9 3,7 4,7 Công suất sưởi kW 4,0 5,0 4,0 3,2 4,0 5,0 Lưu lượng gió H/L m3/min 13/10 15/11 12/10 8/5 9/5,5 12/9 Độ ồn H/L dBA 30/27 31/27 36/31 36/29 37/29 39/34 Kích thước dàn H´W´D mm 246´840´840 246´840´840 195´960´680 290´795´230 290´795´230 290´1050´230 Kích thước mặt nạ H´W´D mm 45´950´950 45´950´950 - - - - Trọng lượng Dàn lạnh kg 24 24 24 11 11 14 Mặt nạ kg 5,5 5,5 - - - - Ống nối ống lỏng mm f6,4 f6,4 f6,4 f6,4 f6,4 f6,4 ống gas mm f12,7 f12,7 f12,7 f12,7 f12,7 f12,7 ống nước mm VP25 VP25 VP20 VP13 VP13 VP13 Chọn dàn nóng (outdoor). Dàn nóng là dàn trao đổi nhiệt ống đồng, cánh nhôm trong có bố trí quạt hướng trục. Động cơ máy nén và các thiết bị phụ của hệ thống làm lạnh đặt ở dàn nóng. Máy nén lạnh là máy nén xoắn ốc. Việc chọn dàn nóng phụ thuộc vào các dàn lạnh đã chọn, sao cho năng suất lạnh hay sưởi của dàn nóng bằng tổng năng suất lạnh hay sưởi của các dàn lạnh mà nó phục vụ. Ví dụ tính chọn cho tầng 2: Tổng công suất lạnh danh định của tầng 2 là: QDĐ2 = 209,1 kW. Do kết cấu xây dựng của tòa nhà, nên ta sẽ chọn hai tổ dàn nóng phục vụ cho các dàn lạnh ở tầng 2, đặt ở hai bên mái của tầng 2. Tổ 1: phục vụ cho dàn lạnh ở các phòng từ 201 đến 206 và 2 dàn ở hành lang. Công suất danh định là: QDĐ2-1 = 149,6 kW. Với hệ thống VRV-II của hãng DAIKIN cho phép vào thời điểm cao điểm, dàn nóng có thể hoạt động với 50 – 130% công suất dàn lạnh. Do vậy để tiết kiệm chi phí đầu tư ta chọn ở mức 120% để tính chọn. => kW. Với công suất danh định trên ta chọn dàn nóng có kí hiệu: RXYQ44MY1B có công suất lạnh là 127kW (44HP).[TL4, tr278] Tổ 2: phục vụ cho dàn lạnh ở các phòng từ 207 đến 215 và 2 dàn ở hành lang. Công suất danh định là: QDĐ2-1 = 140,5 kW. => kW. Ta chọn dàn nóng có kí hiệu: RXYQ42MY1B có công suất lạnh 121 kW (42HP) [TL4, tr278] Các tầng khác được tính chọn và tổng hợp ở Bảng 4.4, các thông số kỹ thuật của dàn nóng thể hiện trong Bảng 4.3. Kiểu dáng RXYQ30MY1B RXYQ42MY1B - 88 - RXYQ44MY1B Máy cấu thành (RXYQ---MY1B) RXYQ(14+16)MY1B RXYQ(10+14+16)MY1B RXYQ(10+16+16)MY1B Điện nguồn 3 pha, 380 ~ 415V, 50Hz Công suất lạnh Btu/h 298.000 413.000 432.000 kW 87,2 121 127 Công suất sưởi kW 95 132 138 Quạt dàn nóng Lưu lượng m3/min 210´2 180+210+210 210+210+210 Công suất kW 0,75´2 0,75´3 0,75´3 Kích thước dàn H´W´D mm (1600´1240´765)+(1600´1240´765) (1600´930´765)+(1600´1240´765)´2 (1600´1240´765)´3 Trọng lượng kg 300+300 230+300+300 260+300+300 Môi chất R410A Nạp môi chất kg 12,9+14,4 9,6+14,4+14,4 11,4+14,4+14,4 Ống nối ống lỏng mm f19,1 f19,1 f19,1 ống gas mm f34,9 f41,3 f41,3 ống cân bằng dầu mm f6,4 f6,4 f6,4 Bảng 4.3: Các thông số kỹ thuật của dàn nóng được sử dụng Bảng 4.4: Danh mục các dàn nóng sử dụng Tầng Phòng Kiểu dàn Số lượng (tổ dàn) Công suất lạnh, kW Công suất sưởi, kW 1 101 ¸ 110 RXYQ30MY1B 1 87,2 95,0 111 ¸ 122 RXYQ30MY1B 1 87,2 95,0 2 201 ¸ 206 RXYQ44MY1B 1 127 138 207 ¸ 215 RXYQ42MY1B 1 121 132 3 301 ¸ 306 RXYQ42MY1B 1 121 132 Chọn bộ chia gas Refnet. Cũng như dàn lạnh và dàn nóng, việc lựa chọn bộ chia gas cũng rất quan trọng, nó quyết định đến lưu lượng môi chất cung cấp cho dàn lạnh có đủ để đảm bảo năng suất lạnh cũng như năng suất nhiệt hay không. Việc lựa chọn bộ chia gas theo tiêu chuẩn của nhà chế tạo và phụ thuộc vào các yếu tố: - Vị trí lắp đặt bộ chia: dùng bộ chia để kết nối các dàn nóng với nhau hay phân chia tới các bộ chia khác hoặc tới các dàn lạnh. - Lượng nhánh rẽ sau bộ chia: 2, 4, 6 hay 8 nhánh. - Năng suất lạnh mà bộ chia phục vụ. Khi cần phân chia gas từ một dàn nóng tới nhiều kiểu dàn lạnh với nhiều mức công suất khác nhau ta có thể kết hợp giữa các bộ chia để phân chia gas. Do cụm dàn nóng và dàn lạnh sử dụng của hãng DAIKIN, nên bộ chia gas cũng chọn của hãng DAIKIN. Việc lựa chọn dựa theo sự hướng dẫn trong Cataloge của hãng DAIKIN. Đối với các cụm dàn nóng (outdoor unit) được sử dụng thì các bộ chia gas được chọn như sau: Đối với bộ chia gas đầu tiên tính từ outdoor, chọn theo Bảng 4.5 Bảng 4.5: Cách chọn bộ chia gas đầu tiên Kiểu dàn nóng Bộ chia RXYQ(18¸22)MY1B KHRP26M72T RXYQ(24¸48)MY1B KHRP26M73T [TL4, tr461] Ví dụ đối với dàn nóng OUT 1 có model là RXYQ30MY1B thì ta chọn bộ chia gas đầu tiên là KHRP26M73T Đối với bộ chia gas khác sau bộ chia gas đầu tiên tính từ dàn nóng, thì dựa vào tổng chỉ số công suất của dàn lạnh và chọn theo Bảng 4.6. Bảng 4.6: Cách chọn bộ chia gas sau bộ chia gas đầu tiên Tổng chỉ số công suất mà nó phục vụ Bộ chia gas <200 KHRP26M22T ³200 ¸ <290 KHRP26M33T ³290 ¸ <640 KHRP26M72T ³640 KHRP26M73T [TL4, tr461] Ví dụ đối với bộ chia gas phục vụ cho hai dàn lạnh FXHQ32MVE ở phòng 110, hai dàn lạnh này có tổng chỉ số công suất là: 32 + 32 = 64 < 200, theo Bảng 4.6 ta chọn bộ chia KHRP26M22T. Đối với bộ chia gas sau bộ chia gas đầu tiên từ dàn nóng OUT 1 phục vụ cho các dàn lạnh ở các phòng 106, 107, 108 có tổng chỉ số công suất lạnh mà nó phục vụ là: 100 + 100 + 40 + 100 + 32 = 372 (290 < 372 < 640), theo Bảng 4.6 ta chọn bộ chia KHRP26M72T. Các bộ chia khác được tính chọn tương tự và được thể hiện trên bản vẽ “mặt bằng điều hòa”. Chọn đường ống dẫn môi chất. Việc lựa chọn đường ống dẫn môi chất cũng như việc lựa chọn bộ chia gas, chọn theo tiêu chuẩn của nhà chế tạo và phụ thuộc vào các yếu tố: - Vị trí đoạn ống. - Chiều dài đoạn ống. - Năng suất lạnh yêu cầu mà đoạn ống phục vụ. Đối với các ống gas kết nối trực tiếp với các dàn lạnh và dàn nóng được chọn theo thông số “ống nối” trong Bảng 4.2 và 4.3 “Các thông số kỹ thuật của dàn lạnh/dàn nóng”. Ví dụ đối với đoạn ống từ bộ chia gas KHRP26M22T kết nối trực tiếp với dàn lạnh FXMQ80MVE của phòng 101, tra Bảng 4.2 ta có kích thước ống gas/ống lỏng là: f15,9/9,5. Đối với đoạn ống kết nối trực tiếp với dàn nóng OUT 1 đến bộ chia gas đầu tiên KHRP26M73T, tra Bảng 4.3 ta chọn kích thước ống gas/ống lỏng là: f34,9/19,1. Đối với các ống gas ở giữa các bộ chia gas được tính chọn dựa vào tổng chỉ số công suất mà nó phục vụ, được chọn theo Bảng 4.7. Bảng 4.7: Cách chọn đường kính ống gas ở giữa các bộ chia gas Tổng chỉ số công suất mà nó phục vụ Đường kính ống gas (mm) Đường kính ống lỏng (mm) < 200 15,9 9,5 ³ 200 ¸ <290 22,2 ³ 290 ¸ <420 28,6 12,7 ³ 420 ¸ <640 15,9 ³ 640 ¸ <920 34,9 19,1 ³ 920 41,3 [TL4, tr462] Ví dụ đoạn ống từ bộ chia gas KHRP26M73T đến bộ chia KHRP26M72T phục vụ cho các dàn lạnh ở các phòng 106, 107, 108 có tổng chỉ số công suất mà nó phục vụ là: 100 + 100 + 40 + 100 + 32 = 372 (290 < 327 < 420), tra Bảng 4.7 ta chọn kích thước ống gas/ống lỏng là: f28,6/12,7. Các đoạn ống khác được tính chọn tương tự và được thể hiện trên bản vẽ “mặt bằng điều hòa”. Chọn hệ thống cấp khí tươi. Hệ thống cấp khí tươi được thiết kế với nhiệm vụ cấp bổ sung không khí sạch vào tòa nhà, thải một phần không khí ở trong phòng ra ngoài nhằm đảm bảo yêu cầu vệ sinh cho con người trong tòa nhà ở mức tiêu chuẩn là (20 – 30) m3/h và phải ³ 10% lượng gió thải. Mặt khác cũng phải tạo ra áp suất dương trong các phòng để ngăn chặn không khí nóng ẩm từ bên ngoài lọt vào các phòng điều hòa. Ở đây ta chọn hệ thông gió tái thu hồi nhiệt HRV của hãng DAIKIN để tiết kiệm năng lượng của gió thải: hệ thống HRV trao đổi nhiệt giữa gió mới với gió thải, làm cho không khí bên ngoài được đưa vào phòng có nhiệt độ và độ ẩm gần với không khí trong phòng, giảm một phần tải lạnh, nhiệt cho hệ thống. Do đó giảm được một phần chi phí vận hành. Với hành lang ở các tầng ta không thiết kế hệ thống cấp khí tươi để giảm chi phí lắp đặt. Việc lựa chọn hệ HRV dựa vào lượng gió tươi cần thiết và lượng gió thải tính toán. Ngoài chức năng cung cấp gió tươi cho tòa nhà thì các hệ thống HRV phải tạo ra hiệu áp suất dương trong phòng điều hòa. Nhưng nếu tạo ra áp suất dương lớn quá sẽ làm tổn thất lạnh nhiều do không khí lạnh trong phòng sẽ rò rỉ ra ngoài. Ta chọn lưu lượng gió tươi thổi vào phòng lớn hơn 15% so với không khí hút ra. Tính ví dụ cho tầng 2: Lưu lượng gió tươi cần cấp cho không gian điều hòa tầng 2 là: Lc = 3105 m3/h. Lượng gió hút ra là: Lh = Lc - 15%.Lc m3/h. Lh = 3105 - 0,15 . 3105 = 2639 m3/h. Dựa theo catalog của hãng DAIKIN [TL5] ta chọn hai máy HRV: 1 máy VAM1500GJVE 1 máy VAM2000GJVE Tương tự ta chọn cho các tầng còn lại được tổng hợp trong Bảng 4.6. Bảng 4.5: Các thông số kỹ thuật của HRV được sử dụng Tên máy VAM...GJVE 500 800 1500 2000 Điện nguồn 1 pha, 220-240V/220V, 50/60Hz Công suất động cơ kW 0,090´2 0,280´2 0,280´4 0,280´4 Lưu lượng không khí (m3/h) Cực cao 500/500 800/800 1500/1500 2000/2000 Cao 500/500 800/800 1500/1500 2000/2000 Thấp 320/295 700/670 1320/1260 1720/1580 Áp suất tĩnh bên ngoài (Pa) Cực cao 105/150 133/170 112/150 116/140 Cao 66/52 92/85 73/72 58/32 Thấp 32/18 72/61 56/50 45/45 Hiệu suất trao đổi nhiệt (%) Cực cao 74/74 72/72 72/72 77/77 Cao 74/74 72/72 72/72 77/77 Thấp 80/80,5 74/74,5 75,5/76 79/81 Hiệu suất trao đổi enthalpy (%) Làm lạnh Cực cao 67/67 65/65 65/65 72/72 Cao 67/67 65/65 65/65 72/72 Thấp 74/74,5 67,5/68 67/67,5 75/76 Sưởi Cực cao 55/55 61/61 61/61 62/62 Cao 55/55 61/61 61/61 62/62 Thấp 59/59,5 64/64,5 64/64,5 66/67 Độ ồn (dB) Cực cao 33/34 39/39,5 39,5/41,5 41,5/42 Cao 31,5/32 37/37,5 37,5/39,5 39/40 Thấp 25/24 35/34 35/36 36/39 Trọng lượng (kg) 32 55 129 157 Kích thước H´W´D (mm) 306´879´800 387´111´832 785´1619´832 785´1619´1214 Đường kính nối ống (mm) f200 f250 f350 f350 Bảng 4.6: Danh mục các máy HRV sử dụng Tầng Kiểu máy Số lượng Lưu lượng không khí (m3/h) 1 VAM1500GJVE 1 1500 VAM800GJVE 1 800 2 VAM1500GJVE 1 1500 VAM2000GJVE 1 2000 3 VAM1500GJVE 1 1500 VAM500GJVE 1 500 Chọn hệ thống điều khiển. Ở đây ta sử dụng các thiết bị điều khiển trung tâm và cục bộ của chính hãng DAIKIN. Các thiết bị gồm: Bộ điều khiển từ xa có dây BRC1A61 cho dàn lạnh áp trần, dàn lạnh cassette 4 hướng thổi và dàn lạnh treo tường, BRC1A62 cho dàn lạnh giấu trần nối ống gió. Một bộ điều khiển từ xa có thể điều khiển tối đa hoạt động của 16 dàn lạnh cùng một lúc, cài đặt giá trị nhiệt độ trong phòng, tốc độ gió, tắt/mở, hiển thị tình trạng bộ lọc của dàn, chức năng báo lỗi… theo từng dàn lạnh hoặc một tổ dàn lạnh đã được kết nối. Với dàn lạnh âm trần và dàn lạnh treo tường thì bộ nhận tín hiệu từ điều khiển từ xa không dây được lắp đặt ngay trên mặt nạ máy. Bộ điều khiển trung tâm DCS302B61: Có khả năng điều khiển tối đa 64 nhóm dàn lạnh một cách độc lập, hiển thị tình trạng hoạt động của hệ thống, màn hình hiển thị mã sự cố khi hệ thống gặp sự cố, giới hạn các thông số hoạt động của các nhóm dàn lạnh quản lý…. Bộ lập trình thời gian DST301B61: có thể điều khiển tối đa 64 nhóm máy theo một kế hoạch đã được cài đặt, sẽ tự động đóng mở hệ thống mỗi ngày hoặc thời gian trong ngày theo lịch sắp xếp, dự trữ tối đa 72 tiếng về nguồn năng lượng… Thiết bị xử lý và chuyển đổi tín hiệu cho máy tính DCS302A52 và phần mềm kèm theo sẽ giúp chúng ta có thể quản lý hệ thống bằng máy tính: Giới hạn nhiệt độ sử dụng, tốc độ gió, điều khiển nhiệt độ chênh lệch, quản lý hệ thống từ xa thông qua mạng, kiểm tra và theo dõi các sự cố từ xa… Sơ đồ kết nối giữa các điều khiển từ xa với dàn lạnh, giữa dàn lạnh với dàn nóng, giữa dàn nóng và bộ điều khiển trung tâm được thể hiện trong các bản vẽ mặt bằng điện điều khiển. CHƯƠNG V TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÔNG KHÍ TỔNG QUAN Sau khi tính toán cân bằng nhiệt ẩm, thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí, ta đã biết lượng không khí tươi cần cung cấp cho không gian điều hòa và lưu lượng không khí đi qua dàn lạnh. Để đảm bảo các yêu cầu trên ta phải tiến hành thiết kế hệ thống các đường ống dẫn không khí nhằm mục đích: Phân phối không khí vào phòng điều hòa qua các miệng thổi Cung cấp đủ lượng không khí tươi cần thiết cho không gian điều hòa Thải một phần không khí từ không gian điều hòa ra ngoài để đảm bảo hệ số tuần hoàn không khí, đáp ứng yêu cầu vệ sinh vi khí hậu Xử lý không khí tươi ngoài trời trước khi thổi vào phòng và không khí tuần hoàn trước khi đi vào dàn lạnh. LỰA CHỌN VÀ BỐ TRÍ MIỆNG THỔI, MIỆNG HỒI. Miệng thổi là thiết bị cuối cùng trên đường ống gió có nhiệm vụ cung cấp và khuếch tán gió vào phòng, phân bố đều không khí trong phòng, sau đó không khí được đưa qua miệng hồi tái tuần hoàn về thiết bị xử lý không khí. Lựa chọn miệng thổi và hình thức thổi gió ta dựa vào chiều cao từ sàn tới trần, diện tích sàn không gian điều hòa và lưu lượng không khí cần thiết nhưng đồng thời cũng phải đảm bảo các chỉ tiêu sau: Có kết cấu đẹp, hài hòa với trang trí nội thất của công trình, dễ dàng lắp đặt và tháo dỡ khi bảo dưỡng. Có cấu tạo chắc chắn không gây ồn. Đảm bảo phân phối gió đều trong không gian điều hòa và tốc độ gió trong vùng làm việc không được vượt quá giới hạn cho phép. Trở lực cục bộ nhỏ nhất. Kích thước nhỏ gọn và nhẹ nhàng, được làm từ các loại vật liệu đảm bảo bền đẹp không gỉ và hài hòa với màu của trần giả. Kết cấu đơn giản, dễ vệ sinh lau chùi khi cần thiết. Cách thức bố trí và vị trí lắp đặt các miệng thổi, miệng hồi được thể hiện chi tiết trên bản vẽ. Tính ví dụ cho phòng 106: Lưu lượng không khí qua dàn lạnh: L = 4453 m3/h. Chọn loại miệng thổi khuếch tán gắn trần vuông, với số lượng là 6 miệng thổi. Lưu lượng gió qua mỗi miệng thổi: m3/h Khoảng cách từ miệng thổi đến vùng làm việc: T = 2,8 m. Nên ta chọn tốc độ không khí tại các miệng thổi là w = 1,5 m/s. [TL1, tr368]. Tiết diện miệng thổi là m2. Ta chọn loại miệng thổi khuếch tán SSD-D20 của hãng ETECHCO [TL6]. Miệng thổi có các đặc điểm sau: Kích thước cổ miệng thổi là:400´400 mm Kích thước mặt miệng thổi: 500´500 mm Vận tốc của không khí đi vào vùng làm việc là: 0,25 m/s. Góc khuếch tán: 450. Vật liệu chế tạo cánh: nhôm định hình dày 1,2mm. Vật liệu chế tạo khung: nhôm định hình dầy 1,5mm. Vỏ được sơn tĩnh điện. Miệng hồi ta cũng chọn cùng kích thước và cùng loại miệng như miệng thổi, với số lượng là 6. Miệng thổi cung cấp khí tươi là loại miệng khe FAL-G20 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÔNG KHÍ Ở đây tính toán thiết kế đường ống dẫn không khí, chính là đi tính toán thiết kế đường ống dẫn khí tươi từ các máy HRV tới các phòng và ống dẫn khí thải từ các phòng đến các máy HRV. Tính toán thiết kế đường ống cấp gió tươi của máy HRV ký hiệu VAM1500GJVE tại tầng 2 làm ví dụ: Lưu lượng gió tổng: L = 1431 m3/h = 397,5 l/s. Áp suất làm việc tại các miệng thổi Dpmt = 50 Pa. Có nhiều phương pháp thiết kế hệ thống đường ống dẫn không khí. Đối với hệ thống này, xin được trình bày phương pháp ma sát đồng đều để tính toán thiết kế. Xác định tốc độ khởi đầu, tiết diện, cỡ và tổn thất áp suất của đoạn ống đầu tiên từ quạt của máy HRV đến chỗ rẽ nhánh đầu tiên (đoạn A-B). Từ Bảng 7.1 và 7.2 [TL1] tạm chọn tốc độ khởi đầu là: w = 5 m/s Tiết diện ống yêu cầu: m2. Từ Bảng 7.3 [TL1] chọn cỡ ống là 300´275 = 0,0825 m2. Tính lại tốc độ gió: m/s Tra trên đồ thị Hình 7.24 [TL1] với lưu lượng gió 397,5 l/s, tốc độ gió 4,82m/s được Dpl = 0,9 Pa và đường kính ống tương đương dtđ = 320 mm. Tra Bảng 7.3 [TL1] ta có đường kính ống tương đương chính xác hơn là dtđ = 314 mm. Sử dụng Bảng 7.11 [TL1] để tính tiết diện ống nhánh và xác định cỡ ống a ´ b theo Bảng 7.3[TL1]. Kết quả tổng hợp trong Bảng 5.1. Bảng 5.1: Kết quả tính toán cỡ ống Đoạn ống Lưu lượng gió, l/s Phần trăm lưu lượng, % Phần trăm tiết diện, % Tiết diện ống, m2 Cỡ ống chọn, mm´mm Tốc độ, m/s AB 397,5 100 100 0,0825 300/275 4,82 BC 310,6 78 83 0,0685 300/250 4,54 CD 303,1 76 81 0,0668 300/250 4,54 DE 295,6 74 80 0,0660 300/225 4,48 EF 251,7 63 70 0,0578 300/200 4,36 FG 207,8 52 60 0,0495 250/200 4,20 GH 163,9 41 49 0,0404 200/200 4,05 HI 120,0 30 37,5 0,0309 200/150 3,88 IJ 15,0 4 7 0,0058 100/100 2,60 JK 7,5 2 3,5 0,0029 100/100 2,60 Trong đó: Phần trăm lưu lượng xác định như sau: % lưu lượng ống nhánh = Lưu lượng ống nhánh Tổng lưu lượng Đối với đoạn BC: % lưu lượng BC = 310,6 = 78% 397,5 Phần trăm tiết diện xác định theo Bảng 7.11[TL1] từ phần trăm lưu lượng. Tiết diện ống xác định như sau: Tiết diện ống = % tiết diện ´ tiết diện ống chính. Đối với đoạn BC: Tiết diện đoạn BC = 0,83.0,0825 = 0,0685 m2. Tính tổn thất áp suất. Đoạn ống từ A tới K có chiều dài lớn nhất và có tổn thất áp suất lớn nhất, do đó ta tiến hành tính trở kháng trên đoạn ống này để kiểm tra cột áp của quạt trong máy HRV. Tổng chiều dài và chiều dài tương đương được tính trong Bảng 5.2. Đoạn BC có một cút 900 chữ nhật có R = 1,25d, W/d = 1,2. Tra Bảng 7.5 [TL1] ta được a = ltđ/d = 7,1. => ltđ = a.d = 7,1.0,250 = 1,775 m. Bảng 5.2: Kết quả tính chiều dài tương đương. Đoạn ống Hạng mục Chiều dài, m Cộng thêm chiều dài tương đương, m AB Ống gió 2 BC Ống gió 6 Cút 900 1,775 CD Ống gió 2,2 DE Ống gió 0,8 EF Ống gió 3,5 FG Ống gió 3,5 GH Ống gió 3,5 HI Ống gió 6,4 IJ Ống gió 3,3 JK Ống gió 2 Tổng chiều dài l 33,2 1,775 34,975 Tổn thất áp suất: Dp = l. Dpl = 34,975.0,9 = 31,5 Pa. Tổng tổn thất áp suất của đầu đẩy: DpT = Dp + Dpmt = 31,5 + 50 = 81,5 Pa. Áp suất miệng thổi của bộ HRV là: DpHRV = 112 Pa Ta thấy DpHRV > DpT thỏa mãn. Ngoài ra ta bố trí các van gió để điều chỉnh lưu lượng các nhánh để đảm bảo áp suất tĩnh đồng đều trên từng đoạn ống. Tính toán tương tự cho các đường ống khác, kích thước của chúng được thể hiện trên bản vẽ mặt bằng cấp gió tươi. TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đức Lợi. Hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hòa không khí, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2003. Lê Chí Hiệp. Kỹ thuật điều hòa không khí, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2001. Nguyễn Đức Lợi. Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2002. Engineering Data VRVII, DAIKIN. Heat Reclaim Ventilation, DAIKIN. Grilles & Diffusers, ETECHCO.