ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO Báo Cáo: Điều Hòa Không Khí Đề tài: HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHÔNG KHÍ GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung Nhóm Sinh viên thực hiện: TP.Hồ Chí Minh GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung MỞ ĐẦU Con người biết đến vi khí hậu nhân tạo từ lâu: kể từ sốn hang đá biết dung lửa để sưởi ấm Nhưng lý thuyết điều hòa không khí phải đến đầu kỉ 21 dần hoàn thiện phát triển mạnh mẽ kể từ sau Chiến tranh giới thứ Ngày điều hòa không khí trở thành phận quan trọng kỹ thuật đời sống quốc gia giới Việt Nam đất nước có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm Vì điều hòa không khí thong gió có ý nghĩa vô to lớn đời sống người sản xuất Cùng với phát triển vũ bão khoa học kỹ thuật nói chung, kỹ thuật điều hòa không khí có bước tiến đáng kể vài thập niên qua Đặc biệt Việt Nam từ có sách mở cửa, thiết bị điều hòa không khí nhập từ nhiều nước khác với nhu cầu ngày tăng ngày đại Sau học môn Điều hòa không khí, em làm bào cáo Hệ thống vận chuyển không khí qua em hiểu biết học Khi đọc phần người đọc trang bị kiến thức tối thiểu thông gió điều hòa không khí, từ tính toán thiết kế hệ thống thông gió điều hòa không khí, biết cách tính toán để chọn máy cho phù hợp với yêu cầu thực tế Về phần nội dung chia làm phần: HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG GIÓ CÁC THIẾT BỊ PHỤ ĐƯỜNG ỐNG GIÓ TÍNH CHỌN QUẠT GIÓ Mặc dù em cố gắng chắn khó tránh khỏi sai sót, mong nhận góp ý quý báu ý kiến xây dựng từ phía thầy Xin chân thành cám ơn thầy GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung Mục Lục HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG GIÓ 1.1 Phân loại đặc điểm hệ thống đường ống gió 1.1.1 Phân loại 1.1.2 Hệ thống đường ống gió ngầm 1.1.3 Hệ thống ống kiểu treo 1.2 Các sở lý thuyết tính toán thiết kế hệ thống đường ống gió 1.2.1 Quan hệ lưu lượng gió miệng thổi cột áp tĩnh 1.2.2 Sự phân bố cột áp tĩnh dọc đường ống dẫn gió 1.2.3 Sự phân bố cột áp tĩnh đường ống hút 1.3 Tính toán tổn thất áp lực hệ thống đường ống gió 1.3.1 Lựa chọn tốc độ không khí đường ống 1.3.2 Xác định đường kính tương đương đường ống 1.3.3 Xác định tổn thất áp suất đường ống gió 1.3.4 Xác định hệ số tổn thất cục 1.3.5 Xác định hệ tổn thất cục theo chiều dài tương đương 1.4 Tính toán thiết kế đường ống gió 1.4.1 Các phương pháp thiết kế đường ống gió 1.4.2 Phương pháp thiết kế lý thuyết 1.4.3 Phương pháp giảm dần tốc độ 1.4.4 Phương pháp ma sát đồng 1.4.5 Phương pháp phục hồi áp suất tĩnh 41 CÁC THIẾT BỊ PHỤ ĐƯỜNG ỐNG GIÓ 2.1 Van điều chỉnh lưu lượng gió 2.1.1 Cửa điều chỉnh gió kiểu sách cánh gập chiều 2.1.2 Cửa điều chỉnh gió kiểu sách cánh gập đối xứng 2.1.3 Cửa điều chỉnh gió tròn cánh gập 2.1.4 Cửa điều chỉnh gió tròn hai cánh gập 2.1.5 Cửa điều chỉnh gió tròn cánh xoay 2.2 Van điều chặn lửa 2.2.1 Van chặn lửa tiết diện chữ nhật , nhiều cánh 2.2.2 Van chặn lửa tiết diện tròn 2.3 Van giảm áp hay van chiều TÍNH CHỌN QUẠT GIÓ 3.1 Khái niệm phân loại quạt 3.2 Các loại quạt gió 3.2.1 Quạt ly tâm 3.2.2 Quạt hướng trục 3.3 Đặc tính quạt điểm làm việc quạt mạng đường ống 3.4 Lựa chọn tính toán quạt gió 1 2 9 10 14 16 34 36 36 37 38 38 43 43 43 44 45 45 45 46 46 47 48 48 48 49 49 52 53 54 GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHÔNG KHÍ Hệ thống phân phối vận chuyển không khí bao gồm phận sau: - Hệ thống đường ống gió: Cấp gió, hồi gió, khí tươi, thông gió; - Các thiết bị đường ống gió: Van điều chỉnh, tê, cút, chạc, vv ; - Quạt cấp hồi gió Chức nhiệm vụ hệ thống vận chuyển không khí công cụ phương tiện truyền dẫn không khí qua xử lý cấp cho hộ tiêu thụ, không khí tươi, không khí tuần hoàn không khí thông gió Vì lý mà hệ thống vận chuyển không khí phải đảm bảo bền đẹp, tránh tổn thất nhiệt , ẩm trình vận chuyển, đảm bảo phân phối khí đến hộ tiêu thụ vv HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG GIÓ Trong hệ thống điều hoà không khí hệ thống đường ống gió có chức dẫn phân gió tới nơi khác tuỳ theo yêu cầu 1.1Phân loại đặc điểm hệ thống đường ống gió 1.1.1 Phân loại • Đường ống dẫn không khí chia làm nhiều loại dựa sở khác nhau: Theo chức Theo chức người ta chia hệ thống đường ống gió làm loại chủ yếu sau: - Đường ống cung cấp không khí (Supply Air Duct - SAD) - Đường ống hồi gió (Return Air Duct - RAD) - Đường ống cấp không khí tươi (Fresh Air Duct) - Đường ống thông gió (Ventilation Air Duct) - Đường ống thải gió (Exhaust Air Duct) • Theo tốc độ gió Theo tốc độ người ta chia loại tốc độ cao thấp, cụ thể sau: Bảng 1.1 Loại đường ống Hệ thống điều hòa dân dụng gió Cấp gió Hồi gió - Tốc độ thấp < 12,7 m/s < 10,2 m/s - Tốc độ cao > 12,7 m/s • Hệ thống điều hòa công nghiệp Cấp gió Hồi gió < 12,7 m/s < 12,7 m/s 12,7 - 25,4m/s Theo áp suất Theo áp suất dư dòng không khí đường ống người ta chia làm loại: đường ống có áp suất thấp, trung bình cao sau: - Áp suất thấp : 95 mmH2O - Áp suất trung bình : 95 ÷ 172 mmH2O - Áp suất cao : 172 ÷ 310 mmH2O • Theo kết cấu vị trí lắp đặt - Đường ống gió treo - Đường ống gió ngầm GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung • Theo hình dáng tiết diện đường ống - Đường ống chữ nhật, hình vuông; - Đường ống tròn; - Đường ống ô van • Theo vật liệu chế tạo đường ống - Đường ống tôn tráng kẽm; - Đường ống inox; - Đường ống nhựa PVC; - ờng ống polyurethan (foam PU) Dưới nghiên cứu đặc điểm cấu tạo hai loại đường ống thường hay sử dụng thực tế la: đường ống ngầm đường ống treo 1.1.2 Hệ thống đường ống gió ngầm Đường ống gió ngầm xây dựng gạch bê tông ngầm đất Đường ống gió ngầm thường kết hợp dẫn gió lắp đặt hệ thống đường nước, điện, điện thoại kèm nên gọn gàng tiết kiệm chi phí nói chung Tuy nhiên hạng mục kèm đường ống gió gây rắc rối định vấn đề vệ sinh, tuần hoàn gió vv Đường ống gió ngầm sử dụng không gian lắp đặt việc lắp đặt hệ thống đường ống gió treo không thuận lợi, chi phí cao tuần hoàn gió phòng không tốt Một trường hợp người ta hay sử dụng đường ống gió ngầm hệ thống điều hoà trung tâm cho rạp chiếu bóng, hội trường vv Đường ống gió ngầm thường sử dụng làm đường ống gió hồi, sử dụng làm đường ống gió cấp sợ ảnh hưởng chất lượng gió sau xử lý ẩm mốc đường ống, đặc biệt đường ống gió cũ hoạt động lâu ngày Khi xây dựng cần phải xử lý chống thấm đường ống gió thật tốt Đường ống thường có tiết diện chữ nhật xây dựng sẵn xây dựng công trình Vì nói đường ống gió ngầm khó đảm bảo phân phối gió tiết diện đường ống thường xây từ đầu đến cuối Hệ thống đường ống gió ngầm thường sử dụng nhà máy dệt, rạp chiếu bóng Trong nhà máy dệt, đường ống gió ngầm có khả thu gom sợi rơi vãi tránh phán tán không khí ảnh hưởng đến công nhân vận hành máy móc thiết bị nhà xưởng Vì nhà máy dệt, nhà máy chế biến gỗ để thu gom bụi người ta thường hay sử dụng hệ thống đường ống gió kiểu ngầm Nói chung đường ống gió ngầm đòi hỏi chi phí lớn, khó xây dựng có nhiều nhược điểm Nó sử dụng trường hợp bất khả kháng với mục đích thu gom bụi 1.1.3 Hệ thống ống kiểu treo Hệ thống đường ống treo hệ thống đường ống treo giá đỡ đặt cao Do yêu cầu đường ống gió treo tương đối nghiêm ngặt: - Kết cấu gọn, nhe; - Bền chắn; - Dẫn gió hiệu quả, thi công nhanh chóng; - Dễ chế tạo giá thành thấp Đường ống gió treo chế tạo từ nhiều loại vật liệu khác nhau, tiết diện đường ống có hình dạng khác Đường ống gió treo cho phép dễ dàng điều chỉnh tiết diện để đảm bảo phân phối gió toàn tuyến đường ống Vì đường ống gió treo sử dụng phổ biến thực tế (hình 9.1) GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung 1- Trần bê tông 5- Thanh sắt đỡ 2- Thanh treo 6- Bông thuỷ tinh cách nhiệt 3- Đoạn ren 7- Ống gió 4- Bu lông + đai ốc 8- Vít nỡ Hình 1.1: Treo đỡ đường ống gió • Vật liệu sử dụng Vật liệu chế tạo đường ống gió thường tole tráng kẽm, inox, nhựa tổng hợp, foam định hình Trên thực tế sử dụng phổ biến tôn tráng kẽm có bề dày khoảng từ 0,5 ÷ 1,2mm theo tiêu chuẩn qui định phụ thuộc vào kích thước đường ống Trong số trường hợp môi trường có độ ăn mòn cao sử dụng chất dẻo hay inox Hiện người ta có sử dụng foam để làm đường ống: ưu điểm nhẹ , gia công chế tạo khó, đặc điểm kích thước không tiêu chuẩn đường ống thực tế Khi chế tạo lắp đặt đường gió treo cần tuân thủ qui định chế tạo lắp đặt Hiện Việt nam chưa có qui định cụ thể chi tiết thiết kế chế tạo đường ống Tuy nhiên tham khảo qui định tài liệu nước DW142, SMACNA Bảng 9.2 trình bày số qui cách chế tạo lắp đặt đường ống gió Bảng 1.2 Các qui định gia công lắp đặt ống gió Độ dày tôn, mm Cạnh lớn ống Thanh sắt Thanh đỡ, gió, mm treo, mm mm Áp suất cao Áp suất thấp, trung bình 400 F6 25x25x3 0,6 0,8 600 F8 25x25x3 0,8 0,8 800 F8 30x30x3 0,8 0,8 1000 F8 30x30x3 0,8 0,8 1250 F10 40x40x5 1,0 1,0 1600 F10 40x40x5 1,0 1,0 2000 F10 40x40x5 1,0 1,2 2500 F12 40x40x5 1,0 1,2 Khẩu độ giá đỡ, mm 3000 3000 3000 2500 2500 2500 2500 2500 GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung 3000 F12 40x40x5 1,2 2500 • Hình dạng tiết diện Hình dáng đường ống gió đa dạng: Chữ nhật, tròn, vuông ô van Tuy nhiên, đường ống gió có tiết diện hình chữ nhật sử dụng phổ biến phù hợp với kết cấu nhà, dễ treo đỡ, ch ế tạo, dễ bọc cách nhiệt đặc biệt c ác chi tiết phụ cút, xuyệt, chạc 3, chạc vv dễ chế tạo kiểu tiết diện khác a) b) c) d) a- Chữ nhật; b- Tiết diện vuông; c- Tiết diện tròn; c- Tiết diện ô van Hình 1.2 Các loại tiết diện đường ống • Cách nhiệt Để tránh tổn thất nhiệt, đường ống thường bọc lớp cách nhiệt thủy tinh, hay stirofor, bên bọc lớp giấy bạc chống cháy phản xạ nhiệt Để tránh chuột làm hỏng người ta bọc thêm lớp lưới sắt mỏng Bảng 1.3 Qui định bọc cách nhiệt Loại đường ống Cấp gió Hồi gió Khí tươi Thông gió Bọc cách nhiệt Có Có Không Không Hiện người ta thường sử dụng thuỷ tinh chuyên dụng để bọc cách nhiệt đường ống gió, thuỷ tinh lắp lên đường ống nhờ đinh mũ gắn lên đường ống chất keo, sau xuyên lớp qua đinh chông người ta lồng mảnh kim loại trông giống đồng xu vào bên kẹp chặp bẻ gập chông đinh lại Cần lưu ý sử dụng số lượng cách chông đinh cách hợp lý , số lượng nhiều tạo cầu nhiệt không tốt, giữ không chặt Mật độ đinh gắn khoảng 01 đinh 0,06m bề mặt ống gió 1- Đinh chông; 2- Lớp thuỷ tinh cách nhiệt Hình 1.3 Cách gắn lớp cách nhiệt bọc thêm lớp tôn để bảo vệ nắng Khi đường ống trời người ta mưa Cần lưu ý loại đường ống gió cần bọc cách nhiệt độ dày tương ứng Các đường ống bọc cách nhiệt bao gồm: đường cấp gió đường hồi gió Các đường ống cấp gió tươi, hút xả thông gió không cần bọc cách nhiệt GVHD: PGS.TS Đặng Thành Trung Đường hồi gió không gian điều hòa không cần bọc cách nhiệt Riêng đường ống cấp gió không gian điều hoà bọc không tuỳ thuộc nhiệt độ tầm quan trọng phòng Khi không bọc cách nhiệt bề mặt đường ống khí vận hành đọng sương, nhiệt độ phòng cao, sau thời gian nhiệt độ phòng giảm không xảy đọng sương Chiều dày lớp thủ tinh cách nhiệt phụ thuộc kích thước đường ống tính đường ống Nói chung đường ống cấp gió cần bọc thuỷ tinh dày đường hồi gió Đường ống lớn, bọc cách nhiệt dày Chiều dày lớp cách nhiệt nằm khoảng 20÷75mm • Ghép nối đường ống Để tiện cho việc lắp ráp, chế tạo, vận chuyển đường ống gia công đoạn ngắn theo kích cỡ tôn Việc lắp ráp thực bích nẹp tôn Bích nhôm đúc, sắt V bích tôn Trước người ta thường sử dụng sắt V để làm bích đường ống gió Ưu điểm bích nối kiểu chắn, ghép nối dễ dàng, nhiên việc gắn kết sắt V vào đường ống gió khó khăn khó tự động hoá, nên chủ yếu chế tạo thủ công Đối với công trình lớn, việc làm bích V chậm chạp, khó đạt tiến độ yêu cầu 1- Bích sắt V; 2- Đinh tán; 3- Gân gia cường; 4- Ống gió Hình 1.4 Chi tiết bích nối đường ống Để chế tạo hàng loạt máy, người ta thường sử dụng bích tôn Bích tôn có nhiều kiểu gắn kết khác cho hình 9-5 Hình 1.5 Các kiểu lắp ghép đường ống • Treo đỡ Việc treo đường ống tùy thuộc vào kết cấu công trình cụ thể: Treo tường, trần nhà, xà nhà - Khi nối đường ống gió với thiết bị chuyển động quạt, động cần phải nối qua ống nối mềm để khử chấn động theo đường ống gió - Khi kích thước ống lớn cần làm gân gia cường bề mặt ống gió - Đường ống sau gia công lắp ráp xong cần làm kín silicon 1.2 Các sở lý thuyết tính toán thiết kế hệ thống đường ống gió Nhiệm vụ người thiết kế hệ thống đường ống gió phải đảm bảo yêu cầu sau: - Ít gây ồn; - Tổn thất nhiệt nhỏ; - Trở lực đường ống bé; - Đường ống gọn, đẹp không làm ảnh hưởng mỹ quan công trình; - Chi phí đầu tư vận hành thấp; - Tiện lợi cho người sử dụng; - Phân phối gió cho hộ tiêu thụ 1.2.1 Quan hệ lưu lượng gió miệng thổi cột áp tĩnh đường ống gió 1) Quan hệ lưu lượng tốc độ gió miệng thổi Nhiệm vụ người thiết kế hệ thống đường ống gió phải đảm bảo phân bố lưu lượng gió cho miệng thổi Giả sử tất miệng thổi có kích cỡ giống nhau, để lưu lượng gió miệng thổi ta cần khống chế tốc độ gió trung bình miệng thổi Lưu lượng gió chuyển động qua miệng thổi xác định theo công thức: (9-1) Lx = fx.vx , m /s Lx - Lưu lượng gió miệng thổi, m /s; fx - Tiết diện thoát gió miệng thổi, m ; vx - Tốc độ trung bình gió miệng thổi, m/s 2) Quan hệ cột áp tĩnh đường vận tốc không khí miệng thổi Tốc độ trung bình vx đầu miệng thổi tính theo công thức: vx = gx/fx , m/s (9-2) Thực bị nén ép khỏi miệng thổi nên tiết diện bị giảm nhỏ tiết diện thoát gió thực Theo định luật Becnuli áp suất thừa dòng không khí (còn gọi áp suất tĩnh Ht) chuyển thành cột áp động dòng không khí chuyển động miệng thổi: px, áp suất tuyệt đối dòng không khí ống trước miệng thổi, N/m ; po áp suất không khí môi trường nơi gió thổi vào, N/m ; β’ Hệ số thu hẹp dòng phụ thuộc điều kiện thổi dòng không khí; Ht - Cột áp tĩnh tiết diện nơi đặt miệng thổi , N/m Từ rút ra: dẫn Theo (9-3) (9-4) nhận thấy để đảm bảo phân bố gió cho miệng thổi người thiết kế phải đảm bảo áp suất tĩnh dọc theo đường ống không đổi Vì thay khảo sát tốc độ miệng thổi v x (hay gx tiết diện miệng thổi nhau) ta khảo sát phân bố cột áp tĩnh H t dọc theo đường ống để xem xét với điều kiện phân bố cột áp tĩnh đồng toàn tuyến ống Các bước tính thiết kế: Bước 1: - Chọn tốc độ hợp lý đoạn ống khỏi quạt ω1 tính kích thước đoạn ống Bước 2: Xác định tốc độ đoạn sau 0,61 - Xác định tỉ số Ltđ/Q dựa vào tính toán đồ thị (hình 9-16) cho đoạn ống đầu Ltđ - Chiều dài tương đương đoạn đầu gồm chiều dài thực đường ống cộng với chiều dài tương đương tất cút Q - lưu lượng gió đoạn đầu 0,61 - Dựa vào tốc độ đoạn đầu ω1 tỷ số a = Ltđ/Q , theo đồ thị hình 9-13, xác định tốc độ đoạn ống , độ sau đoạn rẽ nhánh thứ ω2 - Xác định kích thước đoạn ống thứ F2 = L2/ω2 Bước 3: Xác định tốc độ kích thước đoạn xác định với đoạn thứ * Đặc điểm phương pháp phục hồi áp suất tĩnh Đảm bảo phân bố lưu lượng hệ thống không cần van điều chỉnh - Tốc độ cuối tuyến ống thấp nên đảm bảo độ ồn cho phép - Khối lượng tính toán tương đối nhiều - Kích thước đường ống lớn cách tính khác đoạn rẽ nhánh, phí đầu tư cao Ví dụ 2: Thiết kế hệ thống đường ống dẫn gió cho hệ thống đường ống gió gồm miệng thổi , miệng có lưu lượng gió 0,9 m /s Kích thước đoạn hình 9-15 A QUAÛT B 15m 12m 0,9 m3/s C D 10m 0,9 m3/s m3/s 0,9 E 11m 0,9 m3/s Hình 1.24 Sơ đồ đường ống * Xác định thông số đoạn đầu Lựa chọn tốc độ đoạn AB: ω1 = 12 m/s - Lưu lượng gió: Q1 = x 0,9 = 3,6 m /s - Tiết diện đoạn đầu: F1 = 3,6/12 = 0,3m - Kích thước cạnh 600 x 500mm - Tra bảng ta có đường kính tương đương: dtđ = 598 mm - Tổn thất cho 1m ống: 0,4 Pa/m * Xác định tốc độ kích thước đoạn tiếp 0,61 0,61 0,61 - Tỷ số a= L/Q : L1/Q = 49 / 7628 = 0,211 0,61 - Xác định ω2 theo đồ thị với ω1 =7628 FPM L/Q = 0,211: ω2 = 2000 FPM hay ω2 = 10,16 m/s * Xác định đoạn cách tương tự bước ghi kết vào bảng Bảng 1.52 Bảng kết tính toán Ltđ Tiết diện Lưu lượng Tốc độ L/Q0,61 m /s CFM m/s FPM m FT AB 3.6 7628 12 2362 15 49 0.211 BC 2.7 5721 10.16 2000 12 39 0.201 CD 1.8 3814 8.53 1680 10 33 0.214 DE 0.9 1907 7.32 11 36 0.360 Hình 1.25 Đồ thị xác định tốc độ đoạn ống CÁC THIẾT BỊ PHỤ ĐƯỜNG ỐNG GIÓ 2.1 Van điều chỉnh lưu lượng gió Công dụng: Dùng điều chỉnh lưu lượng gió cấp Phương pháp điều chỉnh: Bằng tay mô tơ Vị trí lắp đặt: Ngay trước miệng thổi đường ống gió 2.1.1 Cửa điều chỉnh gió kiểu sách cánh gập chiều Van điều chỉnh gió kiểu sách thường hay sử dụng để lắp đặt đoạn đường ống đầu trước miệng thổi gió Cửa có vài cánh, chiều cao nhỏ 200mm có cánh Khi chiều rộng lớn 500mm cửa chia thành nhiều phần, phần chiều dài cánh không 500mm Kích thước chiềuv dài L phụ thuộc vài kích thước van điều chỉnh Hình 1.26 Van điều chỉnh kiểu sách gập a chiều Về cấu tạo: Cánh làm từ tôn tráng kẽm dày 1,2mm đến 1,6mm Có thể sơn không sơn bề mặt Ông dụng: Dùng điều chỉnh gió đường ống vuông đầu miệng thổi Bộ phận điều chỉnh khí mô tơ 2.1.2 Cửa điều chỉnh gió kiểu sách cánh gập đối xứng Cấu tạo: Cửa điều chỉnh gió kiểu sách có tiết diện chữ nhật, gồm phần khung phần cánh điều chỉnh Hình 1.27 Van điều chỉnh kiểu sách gập đối xứng Khung làm từ nhôm định hình tôn độ dày khoảng 1,0mm Cánh làm từ nhôm định hình tôn dày 1,0mm có gân gia cường Các cánh dễ dàng xoay quanh trục Khi thay đổi hướng cánh tiết diện gió qua van thay đổi đo khống chế lưu lượng gió miệng thổi cách phù hợp Sau điều chỉnh xong, cánh cố định vị trí điều chỉnh nhờ cấu cố định nằm bên khung van Đặc điểm sử dụng: Dùng điều chỉnh lưu lượng gió lắp đặt liền với miệng thổi Dưới thông số van điều chỉnh gió loại DGA Reetech tương ứng với loại miệng gió lắp đặt Bảng 1.53 Các thông số van điều chỉnh gió kiểu sách cánh gập đối xứng Miệng 150x150 225x225 300x300 375x375 450x450 525x525 600x600 675x675 750x750 thổi Van 152x152 227x227 302x302 377x377 452x452 527x527 602x602 677x677 752x752 đ/c 2.1.3 Cửa điều chỉnh gió tròn cánh gập Cấu tạo: Gồm phần vỏ, cánh hướng cánh điều chỉnh Phần khung làm từ tôn tráng kẽm, bên có cánh hướng gió cố định, cánh điều chỉnh chế tạo từ tôn tráng kẽm Cánh điều chỉnh cố định nhờ chi tiết đinh ốc đính cánh Góc nghiêng o cực đại cánh 45 Đặc điểm sử dụng: Dùng điều chỉnh lưu lượng gió lắp hộp chụp miệng thổi Hình 1.28 Van điều chỉnh tròn cánh gập 2.1.4 Cửa điều chỉnh gió tròn hai cánh gập Cấu tạo: Gồm phần vỏ phận cánh điều chỉnh Vật liệu chế tạo tôn tráng kẽm dày khoảng 1,2mm Cánh điều chỉnh gồm 02 cánh hình bán nguyệt đối xứng Bộ phận điều chỉnh 01 ốc vít van quay chuyển động lên xuống để thay đổi góc mở cánh điều chỉnh Đặc điểm sử dụng: Dùng điều chỉnh lưu lượng gió lắp hộp chụp miệng thổi Hình 1.29 Van điều chỉnh tròn cánh gập Các thông số van điều chỉnh tròn, hai cánh gập Reetech, model DGC: Bảng 1.54 Các thông số van điều chỉnh tròn, hai cánh gập 95 145 195 245 295 345 395 445 Φ (mm) H (mm) 90 140 190 240 290 340 390 440 2.1.5 Cửa điều chỉnh gió tròn cánh xoay Cấu tạo gồm phần vỏ phận cánh điều chỉnh Vật liệu chế tạo tôn tráng kẽm thép dày khoảng 1,2mm Vị trí lắp đặt: Lắp miệng thổi đường ống gió Bộ phận điều chỉnh: Bằng tay mô tơ Các thông số van điều chỉnh tròn, cánh xoay reetech, model DGD: Bảng 1.55 Các thông số van điều chỉnh tròn, cánh xoay 95 145 195 245 295 345 395 445 Φ (mm) L (mm) 120 190 240 290 340 390 440 490 Lắp với ống gió 1,0 1,0 1,2 1,2 1,2 1,5 1,5 1,5 0,8 0,8 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 Lắp với miệng thổi 1,2 1,2 1,4 1,4 1,4 1,6 1,6 1,6 Tc (mm) Tv - Chiều dày vỏ Tc - Chiều dày cánh Trên hình 1.26 minh hoạ việc sử dụng lắp đặt van điều chỉnh M để điều chỉnh lưu lượng gió cho ống nhánh hệ thống cấp gió tươi cho FCU Tv (mm) FCU FCU FCU FCU FCU M M M M M M M M M M FCU FCU FCU FCU FAN FCU Hình 1.30 Lắp đặt van điều chỉnh đường ống 2.2 Van điều chặn lửa Để tránh tượng lửa lây lan theo hệ thống đường ống gió từ khu vực bị hoả hoạn sang khu vực khác Đối với công trình quan trọng, vị trí đường ống xuyên qua tường ngăn cách phòng, người ta có bố trí van chặn lửa Khi xảy hoả hoạn, nhiệt độ cao dây chì đứt cửa tự động đóng lại chặn không cho lửa lây lan theo đường ống sang phòng bên cạnh 2.2.1 Van chặn lửa tiết diện chữ nhật , nhiều cánh Cấu tạo gồm có khung, vỏ phần cánh Khung làm từ thép L, vỏ từ thép tôn tráng kẽm, cánh chế tạo từ thép Qui cách kỹ thuật cánh, vỏ khung tham khảo từ bảng 9- o Cầu chì đứt nhiệt độ khoảng 75 C Vị trí lắp đặt chặn lửa: Lắp xuyên sàn lắp xuyên tường Đối với loại lắp xuyên sàn chiều dài khoảng 350mm có cấu lò xo để đóng chặt hơn, tránh ảnh hưởng trọng lực Đối với loại xuyên tường chiều dài L=150 250mm Chiều rộng cánh không 200mm chiều dài không 500mm Khi kích thước lớn ghép nhiều cánh Van chặn lửa tiết diện chữ nhật lắp cho ống chữ nhật có kích thước Hình 1.31 Van chặn lửa tiết diện chữ nhật Dưới kích thước van chặn lửa kiểu CLA Reetech Bảng 1.56 Các kích thước van chặn lửa CLA Kích thước ống gió Kích thước khung Chiều dày vỏ Chiều dày cánh Mm mm mm mm Đến 300 25 x 25 x 2,0 1,5 Trên 300 đến 600 30 x 30 x 3,0 2,0 Trên 600 đến 2000 30 x 30 x 3,0 3,0 Trên 2000 50 x 50 x 3,0 3,0 2.2.2 Van chặn lửa tiết diện tròn Cấu tạo gồm có vỏ phần cánh Vỏ cánh làm từ thép tôn tráng kẽm Qui cách kỹ thuật cánh, vỏ khung tham khảo từ bảng 9- o Cầu chì đứt nhiệt độ khoảng 75 C Hình 1.32 Van chặn lửa tiết diện tròn Vị trí lắp đặt chặn lửa: Lắp xuyên sàn lắp xuyên tường Đối với loại lắp xuyên sàn chiều dài khoảng 350mm có cấu lò xo để đóng chặt hơn, tránh ảnh hưởng trọng lực Đối với loại xuyên tường chiều dài L=150 250mm Chiều rộng cánh không 200mm chiều dài không 500mm Van chặn lửa tiết diện tròn lắp cho ống tiết diện tròn có kích thước Dưới kích thước van chặn lửa tròn kiểu CLB Reetech Bảng 1.57: Các kích thước van chặn lửa CLB Kích thước ống gió Chiều dày vỏ Chiều dày cánh mm mm Φ mm Đến 300 1,5 1,5 Trên 300 đến 600 2,0 2,0 Trên 600 3,0 3,0 2.3 Van giảm áp hay van chiều Về cấu tạo van giảm áp van chiều giống nhau, nhiên công dụng có khác Van giảm áp lắp đặt tường đầu quạt nhằm làm giảm áp lực đường ống Hình 1.33 Van chiều Van chiều lắp đường ống nhằm ngăn cản tượng dội ngược lại Khi kích thước đường ống lớn, người ta chia cửa thành nhiều phần Chiều dày cánh phụ thuộc vào tốc độ chuyển động gió đường ống Nếu tốc độ 7,5 m/s chiều dày cánh 0,6mm Nếu đạt tới 12 m/s chiều dày cánh 1,2mm Kích thước trục xoay phụ thuộc vào độ rộng cửa khoảng Φ8÷Φ12 TÍNH CHỌN QUẠT GIÓ 3.1 Khái niệm phân loại quạt Quạt thiết bị dùng để vận chuyển phân phối không khí thiết bị thiếu hệ thống điều hòa không khí đời sống Có loại quạt: Loại lắp đặt máy điều hoà quạt sử dụng để thông gió Mỗi quạt đặc trưng thống số sau: 3 - Lưu lượng gió, V, m /s m /h - Cột áp Hq , Pa mmH2O • Phân loại - Theo đặc tính khí động Rheo đặc tính khí động không khí người ta chia làm 02 loại quạt: quạt hướng trục quạt ly tâm + Quạt hướng trục: Không khí vào dọc theo trục Quạt hướng trục có cấu tạo gọn nhẹ cho lưu lượng lớn với áp suất bé Thường dùng hệ thống ống gió ống ngắn + Quạt ly tâm: Không khí vào theo hướng trục quay, vuông góc trục quay, cột áp tạo lực ly tâm Vì cần có ống dẫn gió tạo áp suất lớn Nó tạo nên luồng gió có áp suất lớn Trong hầu hết dàn lạnh máy điều hoà không khí người ta sử dụng quạt ly tâm - Theo cột áp: Theo cột áp người ta chia quạt làm 03 loại có áp suất: Hạ áp, trung áp cao áp + Quạt hạ áp: Hq < 1000 Pa + Quạt trung áp: 1000 Pa < Hq < 3000 Pa + Quạt cao áp Hq > 3000 Pa - Theo công dụng Theo công dụng người ta chia quạt nhiều loại khác nhau: + Quạt gió + Quạt khói + Quạt bụi + Quạt thông 3.2Các loại quạt gió 3.2.1 Quạt ly tâm Quạt lý tâm có nhiều dạng khác Đặc điểm chung quạt ly tâm phải có vỏ quạt để tạo cột áp lớn Theo đặc điểm cánh quạt chia quạt lý tâm dạng sau: - Quạt ly tâm cánh cong phía trước (forward Curve - FC) - Quạt ly tâm cánh nghiêng phía sau (Backward Inclined - BI) - Quạt ly tâm cánh hướng kính (Radial Blade - RB) - Quạt ly tâm dạng ống (Tubular Centrifugal - TC) Nguyên tắc hoạt động hầu hết quạt ly tâm sau: Không khí guồng cánh quay hút vào bên ép lên thành vỏ quạt Vỏ quạt có cấu tạo đặc biệt để biến áp suất động thành áp suất tĩnh lớn đầu ra, đồng thời đổi hướng chuyển động luồng gió Môtơ dẫn động thường gắn trực tiếp lên trục quạt dẫn động đai (1) (2) (3) (4) Hình 1.34 Các loại quạt ly tâm Dưới đặc điểm số quạt ly tâm thường gặp Quạt ly tâm cánh cong phía trước (FC) Quạt ly tâm cánh hướng phía trước sử dụng trường hợp cần lưu lượng lớn áp suất tĩnh thấp Số lượng cánh quạt thường nằm từ 24 đến 64 cánh Khoảng làm việc có hiệu qủa cao (hiệu suất cao) quạt nằm khoảng 30% đến 80% lưu lượng định mức Hiệu suất đạt tới 70% Quạt ly tâm có cánh cong phía trước có ưu điểm: - Đơn giản nên giá thành rẻ - Tốc độ quay thấp - Phạm vi hoạt động rộng Tuy nhiên , quạt FC có nhược điểm cột áp tĩnh thấp có khả động bị tải, kết cấu cánh không vững Quạt ly tâm cánh nghiêng phía sau (BI) Quạt ly tâm cánh hướng sau có dạng cánh đơn cánh dạng khí động (cánh lớp) Đặc điểm quạt BI tốc độ quay lớn, áp suất tạo lớn Do đặc điểm cấu tạo nên hiệu suất quạt BI lớn, đạt 80% Khả tải động xãy đường đặc tính công suất đạt cực đại gần vùng làm việc Khoảng làm việc hiệu từ 45% đến 85% lưu lượng định mức Quạt ly tâm cánh hướng kính (RB) Quạt RB sử dụng kỹ thuật đường kính rôto lớn Đặc điểm quạt RB khả tạo áp suất tĩnh lớn , thường sử dụng để vận chuyển vật liệu dạng hạt Đường đặc tính công suất N gần tỷ lệ với lưu lượng, loại kiểm soát lưu lượng thông qua kiểm soát lượng cung cấp môtơ Nhược điểm quạt RB giá thành cao hiệu suất không cao Hiệu suất cực đại đạt 68% Quạt ly tâm dạng ống (TC) Quạt ly tâm thổi thẳng (dạng ống): (Tubular centrifugal fan, in-line centrinfugal fan) Quạt TC gồm vỏ hình trụ, guồng cánh, cánh, miệng hút ống côn Dòng khí o vào quạt theo trục, qua quạt đổi hướng 90 bị ép vào vỏ trụ tạo nên áp suất, sau lại đổi hướng song song với trục Quạt TC trông giống quạt hướng trục nguyên lý khí đông khác hẳn Hiệu suất thấp độ ồn cao, không thay đổi dòng nên sử dụng thay cho quạt hướng trục cần áp suất cao Theo đặc điểm cấu tạo Quạt ốc sên Hình 1.35 Quạt ly tâm Nguyên lý làm việc quạt ốc sên sau: Dòng không khí theo cửa lấy gió vào guồng cánh theo hướng dọc trục Khi cánh quay ép dòng không khí lên vỏ quạt 1, dòng bị hãm biến động thành áp Ống khuyếch tán có dạng côn, tiết diện tăng dần có tác dụng biến phần áp suất động thành áp suất tĩnh Như dòng không khí quạt có áp suất lớn hướng chuyển động thay đổi theo phương tiếp tuyến với guồng cánh Trong điều hoà không khí, người ta thường sử dụng dạng quạt ly tâm với guồng cánh gồm nhiều cánh nhỏ gọi quạt lồng sóc, quạt có độ ồn nhỏ Hình 1.36 Guồng cánh quạt ly tâm máy điều hoà 2) Quạt ly tâm dạng ống Quạt ly tâm dạng ống (tubular centrifugal in-line centrifugal fan) có cấu tạo gồm ống trục có tác dụng nắn dòng ly tâm thành dòng hướng trục, guồng cánh (từ 6-12 cánh) có gắn cánh tĩnh 3, miệng hút gió ống côn Khi làm việc, dòng không khí vào từ miệng hút gió, chuyển đông song song dọc trục , sau cánh giá tốc dồn ép lên vỏ quạt theo hướng vuông góc với trục, biến áp suất động thành áp suất tĩnh Sau dòng không khí đổi hướng chuyển động song song với trục Đầu quạt có dạng ống khuyếch tán có tác dụng biến động dòng thành áp Các cánh tĩnh có tác dụng khử chuyển động xoáy dòng đầu ống trụ Quạt ly tâm dạng ống có hiệu suất thấp độ ồn cao Nó thường sử dụng hệ thống thông gió cấp không khí tươi cho công trình lớn Hình 1.37 Quạt ly tâm dạng ống 3) Quạt mái Quạt ly tâm lắp mái thường sử dụng để hút thải gió từ hộp kỹ thuật nhà cao thải bỏ Cấu tạo nguyên lý làm việc quạt gồm phận sau: Không khí từ hộp kỹ thuật phía hút lên theo ống hút 1, sau guồng cánh gia tốc ép lên vỏ bảo vệ thoát Quạt mái có cột áp nhỏ lưu lượng lớn Hình 9.38 Quạt ly tâm lắp mái 1- Ống hút; 2- Guồng cánh; 3- Chụp bảo vệ; 4- Động cơ; 5- Sàn mái 3.2.2 Quạt hướng trục: Quạt hướng trục có nhiều kiểu loại, phổ biến loại quạt hướng trục sau: - Quạt dọc trục kiểu chong chóng; - Quạt hướng trục dạng ống; - Quạt hướng trục dạng ống có cánh hướng Hình 1.39 Các loại quạt hướng trục Đối với quạt hướng trục cácác đặc tính phụ thuộc lớn vào tỷ số đường kính chân cánh đỉnh cánh R h = D o /D B B B B B B Quạt hướng trục dạng chong chóng: Sử dụng tương đối rộng rãi, có đến cánh , tỷ số R h nhỏ 0,15 nên cột áp bé lưu lượng lớn Loại quạt hướng trục kiểu chong chóng thường thêm vành cánh hay vành đĩa phía trước Quạt chong chóng có cấu tạo hình dáng bên khác B B Hình 1.40 Các loại quạt chong chóng Quạt hướng trục dạng ống Loại dạng ống thường có đến cánh, đặt vỏ trụ, hai đầu uốn cong dạng khí động Tỉ số R h không 0,3 Quạt có lưu lượng cột áp lớn so với kiểu chong chóng B B Hình 1.41 Các loại quạt hướng trục dạng ống Quạt có cánh hướng Quạt có cánh hướng có vỏ trụ tương tự quạt dạng ống Để triệt tiêu dòng xoáy nắn thẳng dòng phía sau guồng cánh có thêm cánh hướng Các cánh hướng có tác dụng biến phần áp suất động thành áp suất tĩnh Quạt có cánh hướng thường có tỉ số R h > 0,3 , nên có khả tạo áp suất cao lưu lượng lớn Số lượng cánh thường nhiều từ đến 16 cánh B B U U 3.3 Đặc tính quạt điểm làm việc quạt mạng đường ống • Đồ thị đặc tính Đồ thị biểu diễn quan hệ cột áp H lưu lượng V ứng với số vòng quay n guồng cánh quạt gọi đồ thị đặc tính quạt Trên đồ thị đặc tính người ta biểu thị đường tham số khác đường hiệu suất quạt η q , đường công suất quạt N q • Đặc tính mạng đường ống Mỗi quạt tốc độ quay tạo cột áp H q lưu lượng V khác ứng với tổng trở lực ∆p dòng khí qua Quan hệ ∆p - V gọi đặc tính mạng đường ống Trên đồ thị đặc tính điểm A xác định tốc độ làm việc quạt tổng trở lực mạng đường ống gọi điểm làm việc quạt Như tốc độ quay quạt có nhiều chế độ làm việc khác tùy thuộc đặc tính mạng đường ồng Do hiệu suất quạt khác công suất kéo đòi hỏi khác Nhiệm vụ người thiết kế hệ thống đường ống phải với lưu lượng V cho trước phải thiết kế đường ống cho đạt hiệu suất cao chí gần η max tốt B B B B B B B B B B Hình 1.42 Đồ thị đặc tính quạt 3.4 Lựa chọn tính toán quạt gió Muốn chọn quạt định điểm làm việc quạt cần phải tiến hành xác định đại lượng: - Lưu lượng cần thiết V q - Cột áp cần thiết H q Các đại lượng V q H q xác định thông qua lưu lượng tính toán V tt cột áp tính toán H tt Sau cần lưu ý số yếu tố như: độ ồn cho phép, độ rung nơi đặt máy, nhiệt độ chất khí, khả gây ăn mòn kim loại, nồng độ bụi khí 1) Lưu lượng tính toán V tt Lưu lượng tính toán V tt xác định tuỳ thuộc vào chức quạt Đối với hệ thống điều hoà không khí, quạt dàn lạnh, dàn ngưng lắp đặt kèm theo máy Ta xác định điểm làm việc dựa vào đường đặc tính quạt B B B B B B B B B B B B B B B B - Quạt dàn lạnh: Lưu lượng tính toán quạt dàn lạnh lưu lượng gió cần thiết L v thiết bị xử lý không khí xác định chương B QO V= ρ(IC −IO ) Q o - Công suất lạnh dàn lạnh, W I C , I O - Entanpi không khí vào dàn lạnh, J/kg ρ - Khối lượng riêng không khí: ρ = 1,2 kg/m B B B B B B P P - Quạt dàn ngưng: Khi qua dàn ngưng có trao đổi nhiệt trao đổi ẩm nên lưu lượng không khí xác định theo công thức: ρ.Cp Qk − t K' ) Vk = " (t K đó: Qk - Công suất giải nhiệt dàn ngưng 2) Cột áp tính tóan H tt = Σ∆p 3) Lưu lượng cần thiết quạt chọn sau B B B - Với môi trường sạch: V q = V tt - Với quạt hút hay tải liệu: V q = 1,1 V tt 4) Cột áp cần tiết quạt H q chọn theo áp suất khí và nhiệt độ chất khí: B B B B B B B B B B Hq =H tt 273+ 760 ρK t B ρKK o 293 ρ k , ρ kk khối lượng riêng chất khí không khí tính C B o = 760mmHg - Nếu quạt tải bụi vật rắn khác (bông, vải, sợi ) chọn H q = 1,1 (1 + K.N).H tt (6-34) K hệ số tùy thuộc vào tính chất bụi N - Nồng độ khối lượng hổn hợp vận chuyển 5) Căn vào V q H q tiến hành chọn quạt thích hợp cho đường đặc tính H-V có hiệu suất cao (gần η max ) 6) Định điểm làm việc quạt xác định số vòng quay n hiệu suất Từ tính công suất động kéo quạt Khi chọn quạt cần định tốc độ tiếp tuyến cho phép nằm khoảng u < 40 ÷ 45 m/s để tránh gây ồn mức Riêng quạt có kích thước lớn D o > 1000mm cho phép chọn u < 60m/s 7) Công suất yêu cầu trục -3 N q = V q H q 10 /ηq , kW (6-36) Trong V q m /s H q , Pa Với quạt hút bụi quạt tải: -3 Nq = /η q , kW 1,2.V q H q 10 (6-37) 8) Công suất đặt động cơ: N đc = N q K dt / η tđ η tđ - Hiệu suất truyền động + Trực tiếp η tđ = B B B B P B B B B B B B P B B B B B U B B B B P P B B B B B B P P B B B B P B B B B B B B B B P B B B B B B B B B B B U U U U U + Khớp mềm: η tđ = 0,98 + Đai: η tđ = 0,95 K dt - Hệ số dự trữ phụ thuộc công suất yêu cầu trục quạt B B B B B B N q , kW < 0,5 0,51 - 1,0 1,1 - 2,0 2,1 - 5,0 >5 B U B U Bảng 1.58 Quạt ly tâm 1,5 1,3 1,2 1,15 1,10 Quạt dọc trục 1,20 1,15 1,10 1,05 1,05 Khi chọn quạt phải lưu ý độ ồn Độ ồn quạt thường nhà chế tạo đưa catalogue Nếu catalogue ta kiểm tốc độ dài đỉnh quạt Tốc độ không lớn ω = π.D1.n < 40 ÷ 45 m/s U U *** TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giáo Trình Kỹ Thuật Điều Hòa Không Khí - Hoàng An Quốc, Lê Xuân Hòa, NXB ĐẠI HỌC QUỐC GIA, TP HCM, 2013 [2] Giáo trình Điều hòa không khí - PGS.TS Võ Chí Chính, NXB KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT, HN, 2005 [3] Cơ sở kỹ thuật ĐIỀU TIẾT KHÔNG KHÍ- Pts Hà Đăng Trung, Ths Nguyễn Quân, NXB KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT, HN, 1997 ……Và số hình ảnh,tham khảo internet, tư liệu khác ... vụ hệ thống vận chuyển không khí công cụ phương tiện truyền dẫn không khí qua xử lý cấp cho hộ tiêu thụ, không khí tươi, không khí tuần hoàn không khí thông gió Vì lý mà hệ thống vận chuyển không. .. Thành Trung TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHÔNG KHÍ Hệ thống phân phối vận chuyển không khí bao gồm phận sau: - Hệ thống đường ống gió: Cấp gió, hồi gió, khí tươi, thông gió; - Các thiết... chuyển không khí phải đảm bảo bền đẹp, tránh tổn thất nhiệt , ẩm trình vận chuyển, đảm bảo phân phối khí đến hộ tiêu thụ vv HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG GIÓ Trong hệ thống điều hoà không khí hệ thống đường