Đang tải... (xem toàn văn)
hệ thống điều hòa không khí dạng tủ, một loại đồ án điều hòa không khí cho sinh viên ngành kĩ thuật NhiệtTrường Đại học Bách Khoa Đại học Đà Nẵng. Đây là nền tảng cơ sở thực tế cho sinh viên học xong có thể tính toán, thiết kế một hệ thống hoàn chỉnh
Chương 1: Giới thiệu cơng trình , chọn thơng số tính tốn 1.1/ Giới thiệu cơng trình: Cơng trình mà em cần thiết kế hệ thống điều hòa khơng khí tòa nhà tầng đặt Tam Đảo sử dụng làm văn phòng Tòa nhà tầng cao 12m với diện tích mặt xây dựng 40mx28m có mặt diện tòa nhà hướng đơng Trong tòa nhà chia thành tiền sảnh, hội trường nhiều phòng nhỏ 1.2/ Phân tích lựa chọn phương án: Sau nghiên cứu loại máy điều hòa em lựa chọn máy điều hòa dạng tủ cho tòa nhà văn phòng ưu điểm sau: - lắp đặt vận hành tương đối dễ dàng - khử âm khử bụi tốt nên văn phòng cần cần độ ồn thấp nên tốt - có lưu lượng gió lớn nên phù hợp với khu vực tập trung đông người hội trường, phòng họp… - giá thành nói chung khơng cao 1.3/ Chọn thơng số tính tốn: Nhiệt độ độ ẩm khơng khí nhà: Nhiệt độ độ ẩm nhà chọn tùy thuộc vào chức phòng Theo bảng 2.3 Trang 27 tài liệu ta chọn: Mùa hè: Độ ẩm tương đối: ϕT = 50% Nhiệt độ: tT =24°C Mùa đông: Tam Đảo nhiệt độ trung bình mùa lạnh tT =0.7°C nên ta khơng sử dụng tới máy điều hòa Nhiệt độ độ ẩm khơng khí ngồi trời: Chọn thơng số tính tốn ngồi trời phụ thuộc vào mùa hè, mùa đông vào tầm quan trọng cơng trình, tức tùy thuộc vào cấp hệ thống điều hòa khơng khí - Hệ thống điều hòa khơng khí cấp 1: hệ thống điều hòa có khả trì thơng số tính tốn nhà với phạm vi thơng số ngồi trời - Hệ thống điều hòa khơng khí cấp 2: hệ thống điều hòa có khả trì thơng số tính tốn nhà với sai số khơng q 200 năm - Hệ thống điều hòa khơng khí cấp 3: hệ thống điều hòa có khả trì thơng số tính tốn nhà với sai số không 400 năm Theo bảng 2.4 trang 28 tài liệu ta chọn hệ thống cấp với thông số sau: Hệ thống Nhiệt độ tN,0C Hệ thống cấp Mùa hè Mùa đông t max = 26 Độ ẩm ϕ N ,% tb ϕ ( t max ) = 89 tb ϕ ( t ) = 86 t = 9.3 tb tb Chọn tốc độ khơng khí tính tốn phòng: Tốc độ khơng khí lưu động lựa chọn theo nhiệt độ khơng khí phòng Ở ta chọn tốc độ tính tốn khơng khí phòng ωk= 0.6 m/s ( Bảng 2.5 trang 29 tài liệu 1) Độ ồn cho phép: Độ ồn ảnh hưởng đến trạng thái mức độ tập trung công việc người Mức độ ảnh hưởng tùy thuộc vào cơng việc hay nói cách khác chức phòng ta thiết kế cho văn phòng làm việc nên ta chọn độ ồn cho phép 45dB ( Bảng 2.6 trang 29 tài liệu 1) Nồng độ chất độc hại: Để đánh giá mức độ ô nhiễm người ta dựa vào nồng độ CO2 có khơng khí Ta xác định lưu lượng khơng khí tươi cần cấp cho người giờ: VCO2 Vk= β −a (2-1) Trong đó: VCO = 0,03 m3/h.người , lượng CO2 người thải β = 0,15 % nồng độ CO2 cho phép a= 0.03% nồng độ khí CO2 mơi trường khơng khí xung quanh ⇒ VK=25 m3/h.người = 0,007 m3/s.người Chương 2: Tính tốn cân nhiệt, cân ẩm 2.1/ Tính cân nhiệt: 2.1.1/ Nhiệt máy móc thiết bị tỏa Q1 : Do hạn chế tài liệu mức độ đồ án môn học nên ta chọn ước lượng công suất thiết bị phòng: Chọn cơng suất máy móc, thiết bị điện 30kW ⇒ Q1 = 15 kW 2.1.2/ Nhiệt tỏa từ nguồn sáng nhân tạo Q2: Nguồn sáng nhân tạo đèn điện Có thể chia đèn điện làm loại: đèn dây tóc đèn huỳnh quang Nhiệt nguồn sáng nhân tọ tỏa dạng nhiệt Do thiết kế khơng biết bố trí đèn cụ thể nên ta chọn điều kiện đủ chiếu sáng cho bảng 3.2 trang 37 tài liệu Tổn thất nguồn sáng nhân tạo: Q2 = qS.F, W F: Diện tích sàn nhà, m2 F = 1120 m2 qS : Công suất chiếu sáng yêu cầu cho 1m2 diện tích sàn, W/m2 chọn qS = 12 W/m2 theo bảng 3.2 trang 37 tài liệu ⇒ Q2 = 12.1120 W = 13440 W = 13.44kW 2.1.3/ Nhiệt người tỏa Q3 : Nhiệt người tỏa gồm phần: o Nhiệt hiện: Do truyền nhiệt từ người môi trường thông qua đối lưu, dẫn nhiệt xạ qh : o Nhiệt ẩn: Do tỏa ẩm ( mồ hôi nước mang theo ) qw Nhiệt toàn phần: q = qh + qw Tổng tổn thất người tỏa ra: o Nhiệt hiện: Q3h=n qh.10-3, kW o Nhiệt ẩn : Q3w=n qw.10-3, kW Trong đó: n: Tổng số người có phân xưởng Do khơng có điều kiện khảo sát nên theo bảng 3.2 trang 37 tài liệu ta tính được: n = 1120/5 = 224 người qh , qw : chọn theo bảng 3.4 ( tài liệu 1) qh = 70 W/ người qw= 60 W/người Q3h = 224*70*10-3 = 15.68 kW Q3w = 224*60*10-3 = 13.44 kW Nhiệt toàn phần: Q3= Q3h+ Q3w = 29.12 kW 2.1.4/ Nhiệt sản phẩm mang vào Q4 : Chọn Q4 = 2.1.5/ Nhiệt tỏa từ bề mặt thiết bị nhiệt Q5 : Chọn Q5 = 2.1.6/ Nhiệt xạ lượng mặt trời vào phòng Q6 : Nhiệt xạ xâm nhập vào phòng phụ thuộc vào kết cấu bao che chia thành dạng: o Nhiệt xạ qua cửa kính Q61 o Nhiệt xạ qua kết cấu bao che tường mái Q62 Q6 = Q61 + Q62 1/ Nhiệt xạ qua cửa kính: Trong thiết kế ta tính tốn cho loại kính Calorex, màu xanh, mm, có hệ số hấp thụ α k= 0.75 , hệ số phản xạ ρ k= 0.05 , hệ số xuyên qua τk = 0.20 , hệ số kính εk = 0.57( ứng với góc tới tia xạ 300 ) Chọn tính nhiệt xạ mặt trời vào thời điểm nóng ngày, từ 8h -9h & từ 15h – 16h: Ở cơng trình sử dụng loại kính thường có rèm che nên : Q61=Fk R’’.εc.εds.εmm.εkh ,W ( Công thức 3-24 tài liệu 1) Trong : Fk -Diện tích bề mặt kính , m2 Kính có khung sắt Theo u cầu thiết kế ta có tỷ lệ kính/tường hướng = 30% Ta nhận thấy diện tích lắp đặt kính hướng Đơng Tây chủ yếu, ta bỏ qua xạ nhiệt hướng Nam hướng Bắc diện tích kính , nên ta tính cho hướng Đơng Tây Ta có diện tích kính hướng: Fk = Ft 30% , m2 R’’= [0,4.αk + τk ( αm + τm + ρk.ρm + 0,4.αk ρm)].Rn Rn – Nhiệt xạ đến ngồi bề mặt kính , W/m2 Rn = R 0,88 R- Nhiệt xạ mặt trời qua cửa kính vào phòng Giá trị R lấy theo tương ứng với giá trị Rmax hướng năm, tra bảng 3-8a tài liệu Ta lấy giá trị Rmax ứng với tháng 4&8 tháng mà hướng Đơng Tây có Rmax lớn ( Ta chọn hướng Đơng & Tây diện tích lắp đặt kính hướng lớn ) vĩ độ 20° Bắc: Tra bảng 3-8a tài liệu 1: Vĩ độ 20 Bắc Tháng Hướng Đông Tây 4&8 Nam Bắc Mặt ngang Rmax , W/ m2 520 520 82 35 779 o Với loại kính kính Calorex , màu xanh , mm Tra bảng 3.5 tài liệu : Loại kính kính Calorex, màu xanh,6 mm Hệ số hấp thụ α k Hệ số phản xạ ρ k Hệ số xuyên quaτ k Hệ số kính 0,75 0,05 0,20 0,57 εk o Đặc tính xạ che tra bảng 3.6 (TL 1) ta chọn loại che cửa chớp màu trung bình: Loại che, rèm che -Cửa chớp màu trung bình Hệ số hấp thụ αm Hệ số phản xạ ρm Hệ số xuyên qua τm Hệ số mặt trời εm 0,58 0,39 0,03 0,65 ε c - hệ số tính đến độ cao H ( m ) nơi đặt cửa kính so với mực nước biển> Ở Tam Đảo ta lấy H = 900m ε c = + 0,023 H 900 =1+0,023 =1.0207 1000 1000 ε ds -hệ số xét đến độ chênh lệch nhiệt độ đọng sương: Tra đồ thị I-d với ttbmax = 26 , ϕN = 89 % ta ts= 240C ε ds = − 0,13 t s − 20 24 − 20 = 0,948 20 = − 0,13 10 10 ε mm -Hệ số xét tới ảnh hưởng mây mù , trời không mây lấy ε mm = ε kh -Hệ số xét tới ảnh hưởng khung kính , với khung kính kim loại lấy ε kh= 1,17 Giá trị Diện tích kính, m2 Nhiệt xạ đến ngồi bề mặt kính Rn, (W/m2) Nhiệt xạ qua kính vào phòng R’’, (W/m2) Bức xạ qua kính Q61 , kW Hướng Tây 54 Hướng Đông 54 590.9 590.9 88.52 88.52 5.617 5.617 2/ Nhiệt lượng xạ mặt trời qua kết cấu bao che: Cơ chế xạ mặt trời qua kết cấu bao che thực sau: o Dưới tác dụng tia xạ mặt trời , bề mặt kết cấu bao che nóng dần lên hấp thụ nhiệt Lượng nhiệt tỏa môi trường phần, phần lại dẫn nhiệt vào bên truyền cho khơng khí phòng đối lưu o Thông thường người ta bỏ qua nhiệt lượng xạ qua tường Lượng nhiệt truyền cho mái xạ độ chênh nhiệt độ phòng ngồi trời xác định theo cơng thức: Q62=F.k.φm.Δt ,W Trong đó: F – Diện tích mái, F = 536 m2 k- hệ số truyền nhiệt qua mái Trong thiết kế ta bố trí mái tơn, có trần gỗ , tra bảng 3-4 trang 110 sách Hướng Dẫn Thiết Kế Hệ Thống Điều Hòa Khơng Khí ta có k =1.59 W/m2 0C ϕ m – hệ màu mái tường, ta chọn tường màu trung bình lấy ϕ m = 0,87 Δt = tTĐ – tT độ chênh nhiệt độ tương đương tT nhiệt độ phòng , tT = 240C ε s* R xn ttd= tN+ α ,K N Với ε s - hệ số hấp thụ mái , ta chọn tôn quét sơn màu xanh da trời có ε s = 0,64 α N = 20 W/m2 0K – Hệ số tỏa nhiệt đối lưu khơng khí bên ngồi Rxn= R 520 = = 591 – Nhiệt xạ qua mái , W/m2 0.88 0.88 tN = 26 0C 0.64 * 591 = 26 + 18.91 = 44.91 OC 20 Vậy: ∆ t = 44.91 – 24 = 20.91 0C ⇒ tTĐ = 26 + ⇒ Q62=1.59*536*0,87*20.91 = 15504 W = 15.504 [kW ] Nhiệt xạ mặt trời: Q6 = Q61 + Q62 = 5.617 + 15.504 = 21.121 [ kW] 2.1.7/ Nhiệt lọt khơng khí vào phòng Q7 : Khi có độ chênh áp suất nhà bên ngồi có tượng rò rỉ khơng khí Việc ln kèm theo tổn thất nhiệt Nói chung việc tính tổn thất nhiệt rò rỉ thường phức tạp khó xác định xác lưu lượng khơng khí rò rỉ Mặt khác phòng có điều hòa thường đòi hỏi phải kín Phần khơng khí rò rỉ coi phần khí tươi cung cấp cho hệ thống Q7 = L7 * (IN - IT) = L7 * CP(tN - tt) + L7*ro(dN - dT) Tuy nhiên lưu lượng khơng khí rò rỉ khơng theo quy luật khó xác định Nó phụ thuộc vào độ chênh lệch áp suất vận tốc gió, kết cấu khe hở cụ thể, số lần đóng mở cửa … Vì trường hợp xác định theo kinh nghiệm : Q7h = 0,335(tN-tt)*V* ζ , W Q7W =0,84(dN-dT) *V* ζ , W Trong đó: V – Thể tích phòng , V = 40*26*4.5 = 4680 m3 dN , dT – dung ẩm khơng khí tính tốn nhà ngồi trời Tra đồ thị I-d ứng với giá trị nhiệt độ độ ẩm ta được: tN = 26 °C ,ϕN = 89%, dN = 19.5 g/kg khơng khí khô tT = 24 °C ,ϕT = 50%, dT = 9.3 g/kg khơng khí khơ tN , tT – Nhiệt độ tính tốn nhà ngồi trời tN = 26 0C tT = 240 C ζ - Hệ số kinh nghiệm , với V = 4680 m3 > 3000 m3 Tra theo bảng 3.10 Tài Liệu ta có ζ = 0.35 Ta có : Q7h = 0.335(26 – 24)*4680*0.35 = 1097 W = 1.097 kW Q7W = 0.84(19.5 – 9.3)*4680*0.35 = 14034 W = 14.034 kW Tổng lượng nhiệt rò rỉ khơng khí: Q7 = Q7h + Q7W ⇒ Q7 = Q7h + Q7W =1.097 + 14.034 = 15.131 kW 2.1.8/ Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q8: Người ta chia làm loại tổn thất: o Nhiệt tổn thất truyền qua trần, mái, tường : Q81 o Nhiệt tổn thất truyền qua nền: Q82 Tổng tổn thất truyền nhiệt: Q8 = Q81+Q82 2.1.8.1/ Nhiệt truyền qua tường trần: Q81 Nhiệt lượng truyền qua kết cấu bao che tính theo cơng thức sau: Q81 = k*F* ∆ t k- Hệ số truyền nhiệt kết cấu bao che, W/m2 0C F – diện tích tường bao che , m2 Ftường = Fbc - Fk = 180 – 54 = 126 m2 Fmái = 1073 m2 ∆ t – độ chênh nhiệt độ tính tốn , 0C Xác định độ chênh nhiệt độ tính tốn: Ta xác định cho mùa hè: ∆ t = ϕ (tN-tT) Trong ϕ hệ số tính đến vị trí kết cấu bao che a) Đối với tường bao trực tiếp tiếp xúc với mơi trường khơng khí bên ngồi nên ϕ = ∆ t = 26 – 24 = 0C ok b) Đối với trần có mái với kết cấu kín ta chọn ϕ = 0.8 ∆ t = 0.8*(26 – 24) = 1.6 0C Xác định hệ số truyền nhiệt qua tường trần: 1 = δ 1 K = R0 +∑ i + αT λi α N Trong đó: - α T -Hệ số tỏa nhiệt bề mặt bên kết cấu bao che ,W/m2 0C - α N - Hệ số tỏa nhiệt bên kết cấu bao che ,W/m2 0C - δ i -chiều dày lớp thứ i,m - λi -Hệ số dẫn nhiệt lớp thứ i , W/m0C Tường cơng trình xây dựng với kết cấu gồm lớp: lớp vữa, lớp bê tông gạch vỡ, lớp vữa Đối với tường bao: Tra bảng 3.12 tài liệu Với bề mặt tường nhẵn ta chọn α T = 11,6 W/m2 0C Tường tiếp xúc trực tiếp với khơng khí bên ngồi ta chọn α N = 23,3 W/m2 0C Tra bảng 3-15 tài liệu Với vữa xi măng vữa trát xi măng ta chọn λ = λ = 0.93W/m0C Với bê tông gạch vỡ ta chọn λ = 0.872 W/m0C δ = δ = 0.01 m δ = 0.2 m ; 1 = ⇒ ktường = Ro 0.011 0.2 0.01 = 2.6 W/m2 C + + + + 11 0.93 0.872 0.93 23.3 + Đối với trần: K – hệ số truyền nhiệt qua mái , ta bố trí mái tơn có trần gỗ Theo bảng 3-4 tài liệu ta có k = 1.59 W/m2 0C Vậy nhiệt truyền qua tường là: Qt81 = 2.6*126*8.5 = 2785 W = 2.78 [ kW] 10 Theo phương trình truyền nhiệt ta có: k(tN-tT) = α N(tN-tNW) hay: α N ( t N − t wN ) k= t N − tT Khi giảm tNw k tăng, giảm tới tNs tường có tượng đọng sương Khi ta có giá trị kmax : kmax= α N ( t N − t sN ) t N − tT Trong công thức trên: - α N ; α T : hệ số truyền nhiệt vách vách , W/m2 0C tN , tT :nhiệt độ vách vách trong, 0C tNs , tTs :nhiệt độ đọng sương tính theo nhiệt độ , độ ẩm bên ngồi bên trong, 0C Mùa hè: Ta có: tN = 26 OC tT = 24 0C ϕN = 89% Với tN = 26OC & ϕN = 89% tra đồ thị I-d ta tNs = 24.5 0C ` Kiểm tra đọng sương: Đối với tường: α N = 23,3 W/m2 0C ⇒ kmax= α N ( t N − t sN ) 23.3( 26 − 24.5) = 17.47[W/ m2 0C] >ktường=2.6[W/ m2 0C] = t N − tT 26 − 24 Đối với mái: α N = 20 W/m2 0C ⇒ kmax= α N ( t N − t sN ) 20(26 − 24.5) = 15[W/ m2 0C] >kmái =1.59[W/ m2 0C ] = t N − tT 26 − 24 ⇒ vào mủa hè khơng có tượng đọng sương vách mái tòa nhà Chương 3: Thành lập tính tốn sơ đồ điều hòa khơng khí 13 Lập sơ đồ điều hòa khơng khí xác định trình thay đổi trạng thái khơng khí đồ thị I-d , nhằm mục đích xác định khâu xử lý suất lạnh để đạt trạng thái khơng khí cần thiết trước cho thổi vào phòng Sơ đồ điều hòa khơng khí lập sở : - điều kiện khí hậu địa phương nơi lắp đặt cơng trình: : tN , ϕ N - u cầu tiện nghi công nghệ: tT , ϕ T - kết tính cân nhiệt , cân ẩm: QT , WT -thỏa mãn điệu kiện vệ sinh, an tồn Nhiệt độ khơng khí trước thổi vào phòng khơng q thấp so với nhiệt độ phòng nhằm tránh gây cảm lạnh cho người sử dụng, cụ thể: tv ≥ tT - a - Đối với hệ thống điều hòa khơng khí thổi từ xuống : a = 10 0C - Đối với hệ thống điều hòa khơng khí thổi từ lên: a = 0C Nếu điều kiện vệ sinh không thỏa mãn phải tiến hành sấy nóng khơng khí đến nhiệt độ tv = tT – a thỏa mãn điều kiện vệ sinh cho thổi vào phòng Lượng gió tươi cấp vào phòng phải đảm bảo đủ cho người phòng: LN = n*mk = n* ρ *Vk , kg/s Trong đó: n – số người phòng , người mk – khối lượng gió tươi cần thiết cung cấp cho người đơn vị thời gian, kg/s.người; Vk – lượng khơng khí tươi cần cung cấp cho người đơn vị thời gian, tra theo bảng 2-7 tài liệu ta Vk = 25 m3/h ρ - khối lượng riêng khơng khí , ρ = 1,2 kg/m3 Vậy: LN = n*mk = n* ρ *Vk = 224*1.2*25 = 6720 kg/h 3.1/ Lựa chọn sơ đồ điều hòa khơng khí Việc thành lập tính tốn sơ đồ điều hòa khơng khí tính tốn cho mùa hè mùa đơng Tuy nhiên tính chất khí hậu Việt Nam nên ta chọn cho mùa hè Có nhiều loại sơ đồ điều hòa khơng khí sơ đồ thẳng , sơ đồ tuần hồn khơng khí cấp , sơ đồ tuần hồn khơng khí cấp … Tuy nhiên tính chất thiết kế cho cơng trình khu văn phòng nên ta chọn loại sơ đồ tuần hồn khơng khí cấp Sơ đồ tn hồn khơng khí cấp 14 có tận dụng nhiệt khơng khí tái tuần hồn nên suất lạnh suất làm khơ giảm 3.2/ Thanh lập tính tốn sơ đồ điều hòa khơng khí: 1/ Sơ đồ : LN N C L O V T QT WT L N +L T 11 LT 12 10 2/ Nguyên lý hoạt động: Khơng khí bên ngồi trời với lưu lượng LN trạng thái N (tN, ϕ N) lấy qua cửa gió có van điều chỉnh vào buồng hòa trộn với khơng khí hồi có lưu lượng LT1 trạng thái T(tT, ϕ T) để đạt trạng thái C1 Hỗn hợp hòa trộn C1 đưa đến thiết bị xử lý xử lý đến trạng thái O quạt vận chuyển theo kênh gió phòng Khơng khí sau khỏi miệng thổi có trạng thái V vào phòng nhận nhiệt thừa QT WT ẩm I thay đổi trạng thái từ V đến T(tT, ϕ T) Sau phần khơng khí thừa tự I N hồi gió 11 hút qua miệng hút thải phần lớn quạt theo kênh 10 IC N IT ϕN tN ϕtrên 3/ Xác định điểm nút I-d: T tT C T ϕ=95% ϕ=100% εT tO OV 15 dO dT dC dN o Trạng thái C trạng thái hòa trộn dòng khí tươi có lưu lượng LN trạng thái N(tN, ϕ N)với dòng khí tái tuần hoàn với lưu lượng LT trạng thái T(tT, ϕ T) o Q trình VT q trình khơng khí tự thay đổi trạng thái nhận nhiệt thừa ẩm thừa nên có hệ số góc tia ε = εT = QT WT Điểm O trùng với điểm V có ϕ o = 95% Từ phân tích ta có cách xác định điểm nút sau: o Xác định điểm N, T theo thông số tính tốn ban đầu o Xác định điểm hòa trộn C theo tỷ lệ hòa trộn Ta có: LN TC LN = = CN LT L − LN Trong đó: LN – lưu lượng gió tươi cần cung cấp cần cung cấp xác định theo điều kiện vệ sinh , kg/s L – lưu lượng gió tổng tuần hồn qua thiết bị xử lý khơng khí o điểm V trùng với điểm O giao đường ε = εT = QT WT qua điểm T với đường ϕ o = 95% Nối CO ta có q trình xử lý khơng khí • Xác định thông số điểm đồ thị I-d: + Điểm N : tN = 26 °C, ϕN = 89% ,dN = 19.5 g/kg K.K , IN = 75.366 Kj/kgK.K + Điểm T : tT = 24 °C, ϕT = 50 % ,dT = 9.5 g/kg K.K , IT = 47.732 Kj/kg K.K 16 + Điểm OLV : tV = 14 °C , ϕV = 95% , dV = 9.8 g/kg K.K , IV = 38.53 kj/kgK.K + Điểm C theo tỷ lệ hòa trộn: LN TC LN = = CN LT L − LN - Năng suất gió: QT 102.898 L= = = 11,182 kg/s I T − IV 47.732 − 38.53 - Lượng khơng khí bổ sung : LN = n.ρ.VK = 1.867 kg/s Ta thấy LN > 10%L nên chọn LN =1,867 kg/s - Lưu lượng gió hồi : LT = L – LN = 11.182 – 1,867 = 9.315 kg/s Điểm C điểm hòa trộn q trình N T nên ta có : I N − I C d N − d C LT = = ( Công thức (1- 15) TL1) IC − IT d C − d T LN → IC = 52.346 kj/kg K.K → dC =11,17 g/kg K.K Ta xác định điểm C đồ thị tC = 25°C ϕN = 55 % Nếu nhiệt độ điểm O khơng phù hợp với điều kiện vệ sinh phải tiến hành sấy khơng khí đến điểm V thỏa mãn điều kiện vệ sinh , tức t = t T – a Khi điểm V O xác định sau: - Từ T kẻ đường ε = εT = QT cắt t = tT – a V WT - Từ V kẻ đường thẳng đứng cắt ϕIo = 95 % O; - Các điểm lại giữ nguyênNvị trí IC IT tT tO T εT ϕT tN N ϕ N C ϕ=95% ϕ=100% V tV=tT-a O 17 dO dT dC dN 4/ Các thiết bị : Để thực sơ đồ điều hòa khơng khí cấp ta cần có thiết bị sau đây: quạt cấp gió, quạt hồi gió, thiết bị xử lý khơng khí ,thiết bị sấy cấp II, hệ thống kênh cấp gió , kênh hồi gió miệng hút, miệng thổi 5/ Xác định suất thiết bị: • Năng suất lạnh thiết bị xử lý: Q0= L*( IC - IO ) Với : L = 11.182 kg/s IC = 52.346 kj/kg K.K IO = 38.53 kj/kg kkk Ta có : Q0 = 11.182 * (52.346 – 38.53) = 154.49 kW • Năng suất làm khô thiết bị W0 = L * (dC - dO) Với : dC =11,17 g/kg K.K dO = 9.8 g/kg kkk Ta có : 11 182 * (11 17 − 9.8) W0 = = 0.234 kg/s 1000 3.3/ Bảng kết tính tốn: STT Tên đại lượng Ký hiệu Đơn vị Giá trị 18 Lưu lượng gió cấp vào phòng Lưu lượng gió tươi bổ sung Lưu lượng gió hồi vào buồng hồ trộn Năng suất làm lạnh thiết bị xử lý Năng suất làm khô thiết bị L LN LT kg/s kg/s kg/s 11.182 1.867 9.315 Q0 W0 kW kg/s 154.49 0.234 Chương 4: Chọn máy thiết bị điều hòa khơng khí 4.1/ Tính chọn máy điều hòa: 1/ Cơ sở lựa chọn máy điều hòa khơng khí: Việc lựa chọn máy điều hòa tiến hành theo bước sau: a Chọn hãng máy Thị trường Việt Nam sử dụng nhiều hãng máy điều hòa khác Nổi tiếng hãng máy Carrier, Trane, Daikin, Toshiba… 19 Mỗi hãng máy trội vài chủng loại định, nên việc lựa chọn máy hãng tùy thuộc vào điều kiện cụ thể cơng trình, tình hình tài chủ đầu tư , điều kiện toán, thời gian giao hàng… b Chọn máy: Sau chọn hãng sản xuất , kiểu loại máy , bước cuối chọn model máy Việc chọn máy cụ thể vào kết thành lập tính tốn sơ đồ điều hòa khơng khí, thơng số quan trọng làm chọn là: - Năng suất gió L thổi vào phòng , kg/s - Năng suất lạnh thiết bị xử lý khơng khí , kW 2/ Tính chọn máy: Với suất lạnh u cầu khơng gian điều hòa QO = 154.49 kW Lưu lượng gió cấp vào phòng L = 11.182 kg/s = 9.318 m /s = 9318l/s Dựa vào bảng 5.14 trang 150 tài liệu ta chọn máy điều hòa dạng tủ 50BP mã hiệu 200 hảng Carrier với thông số kỹ thuật sau: - Cơng suất lạnh: 58.8 kW - Dòng điện động cơ: 2*18.5A - Dòng điện động quạt: 7.7A - Tải trọng động: 634kg - Môi chất : R22 - Máy nén pittong kín - Bình ngưng ống chùm số lượng - Quạt dàn lạnh dạng ly tâm - Lưu lượng gió max: 3600 l/s - Lưu lượng gió min: 2200 l/s - Tốc độ quạt: 1000vg/ph 4.2/ Tính chọn tháp giải nhiệt: Trong hệ thống điều hòa khơng khí giải nhiệt nước bắt buộc phải sử dụng tháp giải nhiệt Tháp giải nhiệt sử dụng để giải nhiệt nước làm mát giàn ngưng máy điều hòa Việc tính tốn tháp giải nhiệt phức tạp , nên thường chọn theo cataloque máy Theo phương pháp chọn tháp hãng RINKIN ( Hồng Kông ) , ta biết suất lạnh hệ thống QO ta xác định suất giải nhiệt tháp QK = 1.3*QO Vậy ta có suất giải nhiệt tháp: QK = 1.3*QO = 1.3*154.49= 200.837 kW =47.967kcal/s Ta lại có: QK = G Cn ∆ tn 20 Trong đó: G – lưu lượng nước tháp, kg/s Cn - nhiệt fung riêng nước: Cn = kcal/kg.độ ; ∆ tn – độ chênh lệch nhiệt độ nước vào tháp ∆ tn = 0C Vậy: G = QK / Cn ∆ tn = 47.967/4 = 12 kg/s = 12 l/s Dựa vào bảng 7.13 trang 247 tài liệu ta chọn tháp giải nhiệt hãng RINKIN loại FRK20 Các thông số tháp: - Lưu lượng nước giải nhiệt định mức: 4.4 l/s - Có kích thước: m = 170; h = 1170; H =1845; D = 1170; - Đường ống: vào 50; 50; xả tràn: 25; xả đáy 15 - Quạt có: L = 170 m3/phút; Ø = 760 mm; Q = 0.37 kW; - Khối lượng tĩnh: 80; có nước 305; độ ồn: 54 dB Chương 5: Thiết kế hệ thống vận chuyển phân phối khơng khí Hệ thống phân phối vận chuyển khơng khí bao gồm phần sau: - Hệ thống đường ống gió - Hệ thống miệng thổi hút - Quạt gió 5.1/ Thiết kế hệ thống kênh gió: Trong hệ thống điều hòa khơng khí , hệ thống kênh gió có chức dẫn phân phối gió đến nơi tùy theo yêu cầu Khi thiết kế kênh gió phải đảm bảo yêu cầu sau: - Ít gây ồn vào 21 - Tổn thất nhiệt nhỏ - Trở lực đường ống bé - Đường ống gọn, đẹp, không ảnh hưởng đến mỹ quan cơng trình - Chi phí đầu tư vận hành thấp - Tiện lợi cho người sử dụng - Phân phối gió cho hộ tiêu thụ 5.1.1/ Hệ thống kênh gió: Có hai loại kênh gió chủ yếu kênh gió ngầm kênh gió treo Trong hệ thống ta bố trí hệ thống kênh gió treo treo giá đỡ đặt cao Yêu cầu kênh gió treo cần phải đảm bảo là: - Kết cấu gọn nhẹ - Bền chắn - Dẫn gió hiệu quả, thi cơng nhanh chóng Vật liệu sử dụng làm đường ống tơn tráng kẽm, với kết cấu hình chữ nhật có kết cấu phù hợp với kết cấu nhà, dễ treo đỡ, chế tạo, bọc cách nhiệt, đặc biệt chi tiết cút, tê, chạc 3, chạc … dễ chế tạo kiểu tiết diện khác Cách nhiệt: Để tránh tổn thất nhiệt , đường ống thường bọc lớp cách nhiệt thủy tinh, polyurethan, hay stirofor, bên bọc lớp giấy bạc chống cháy phản xạ nhiệt Để tránh chuột phá hỏng người ta bọc thêm lưới sắt mỏng Khi đường ống trời người ta bọc thêm lớp tơn ngồi để bảo vệ mưa nắng Đường ống khơng gian điều hòa không cần bọc cách nhiệt Tuy nhiên cần lưu ý hệ thống hoạt động, nhiệt phòng cao có khả s9ong5 sương bề mặt ống Ghép nối ống: Để tiện cho việc lắp ráp, chế tạo, vận chuyển đường ống gia công đoạn ngắn theo kích cỡ tơn Việc lắp ráp thực bích nẹp tơn Bích nhơm đúc, sắt V bích tơn Treo đỡ: - Việc treo đường ống tùy thuộc vào kết cấu cơng trình cụ thể: Treo tường, trần nhà, xà nhà - Khi nối kênh gió với thiết bị chuyển động quạt, động cần phải nối qua ống nối mềm để khử chấn động theo kênh gió - Khi kích thước ống gió lớn cần làm gân gia cường bề mặt ống gió - Đường ống sau gia cơng lắp ráp xong cần làm kín silicon 22 5.1.2/ Thiết kế bố trí đường ống gió: Nhiệm vụ thiết kế hệ thống kênh gió phải đảm bảo phân bố lưu lượng gió cho miệng thổi Giả sử tất miệng thổi có kích thước nhau, để lưu lượng gió miệng thổi ta cần khống chế tốc độ gió trung bình miệng thổi Để tính tốn thiết kế đường ống dẫn khơng khí ta áp dụng phương pháp ma sát đồng đều: phương pháp thiết kế hệ thống kênh gió cho tổn thất áp suất 1m chiều dài đường ống toàn tuyến ống Phương pháp đảm bảo tốc độ dảm dần thường hay sử dụng cho kênh gió tốc độ thấp với chức cấp gió, hồi gió thải gió Với lưu lượng gió u cầu khơng gian điều hòa L = 11.182 kg/s = 9.318 m /s = 9318l/s ta bố trí 36 miệng thổi , với lưu lượng miệng thổi la l=0.2588 m /s Vì chọn máy có cơng suất bố trí miệng thổi máy giống nhau, nên ta xác định thơng số tiết diện điển hình cho đường ống suy đường ống gió lại - Chọn đoạn AB làm tiết diện điển hình Lưu lượng gió qua tiết diện đầu là: L1 = L/3 = 9.318/3 = 3.106 m /s - Chọn tốc độ gió đoạn đầu: khu văn phòng nên ta chọn tốc độ gió đoạn đầu : ω1 = 10.2 m/s Diện tích tiết diện đoạn ống đầu: f1= L1/ ω1 = 3.106/10.2 = 0.3045 m2 - Chọn đường ống có tiết diện chữ nhật với chiều dài a hai lần chiều rộng b ta có: f1= a*b=2* b2 ⇒ b = f1 = 0.3045 = 0.3902 m a = 2*b=2*0.3902= 0.7804 m để thi công đường ống dễ dàng ta chọn a,b theo kích thước chuẩn: a = 0.4m; b=0.8m Vậy tốc độ gió đoạn đầu: ω1 = 3.106 = 9.7 m/s * - Tra bảng 6.4 trang 164 tài liệu với a = 0.8 m; b= 0.4 m ta đường kính tương đương đoạn ống dtđ = 757 mm - Tra đồ thị 6.4 trang 169 tài liệu với L1 = 3.106 m /s dtđ = 757mm ta tổn thất áp lực m chiều dài đường ống ∆ p1 = 0.57 pa/m Thiết kế đoạn ống: Trên sở tỷ lệ phần trăm lưu lượng đoạn ta xác định phần trăm diện tích nó, xác định kích thước x bi đoạn đó, xác định diện tích thực tốc độ thực 23 Đoạn AB BC CD DE EF FG Lưu lượng % m3/s 100 3.106 83.33 2.588 66.67 2.07 50 1.553 33.34 1.036 16.68 0.518 Tiết diện % 100 87.2 73.2 58 41.3 24 m 0.32 0.29 0.24 0.19 0.14 0.08 Tốc độ m/s 9.7 8.9 8.6 8.2 7.4 6.5 Kích thướt mm 800 x 400 725 x 400 600 x 400 475 x 400 450 x 300 400 x 200 Tính tổng trở lực: Đoạn Chi tiết d td ,mm AB BC CD DE EF FG Đường ống Đường ống Đường ống Đường ống Đường ống Đường ống 757 717 643 583 474 337 Chiều dài, m 4 4 Tổng chiều dài tương đương đoạn AG 26 m Tổng trở lực đường ống: ∑ ∆p = 3* 26*0.57 = 44.46 Pa 5.2 Tính chọn miệng thổi: Chọn loại miệng thổi: Để chọn loại miệng thổi thích hợp ta vào: - Các tiêu kỹ thuật, đặc tính loại miệng thổi nhà sản xuất cung cấp - Đặc điểm kết cấu kiến trúc công trình, trang trí nội thất - u cầu khách hàng Tính chọn miệng thổi: 24 - Chọn kiểu miệng thổi khuếch tán lắp trần - chọn số miệng thồi n = 36 miệng - lưu lượng gió qua miệng thổi : L MT = L/n = 9.3168/36 = 0.2588 m /s = 258.8 l/s - vào L MT = 931.68 m /h T = 3.5m theo catalogue hãng ABIKI ta chọn loại miệng thổi kiểu cassette model HRV – CT14 có thơng số: - kích thước ( R,C,S): 840x240x840 - Lưu lượng gió: 1000 m /h - Độ ồn: < 44dB 5.4 Tính chọn quạt gió: Muốn chọn quạt định điểm làm việc quạt cần phải 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 thơng qua lưu lượng tính tốn V tt cột áp tính tốn H tt Sau cần lưu ý thêm số yếu tố sau: độ ồn cho phép, độ rung nơi đạt máy,nhiệt độ chất khí, khả gây ăn mòn kim loại, nồng độ bụi khơng khí 1.Lưu lượng tính tốn: - Quạt đẩy: Lưu lượng quạt đẩy lưu lượng gió cần thiết L thiết bị xử lý khơng khí: Qo V = ρ ( I − I ) ; m / s c o Q0 : Công suất lạnh dàn lạnh , W I c ,I entanpi khơng khí vào dàn lạnh , J/kg ρ : khối lượng riêng khơng khí, ρ = 1.2 kg/m 58.8 = 3.55 m /s 1.2*(52.346 − 38.53) 2.Cột áp tính tốn là: H tt = ∑ ∆p = 14.82 Pa ⇒ V= 3.Cột áp cần thiết quạt H q = chọn theo áp suất khí nhiệt độ chất khí: 273 + t 760 ρ k H q = H tt 273 * B * ρ kk = 14.82* 273 + 24 760 1.2 * * 273 760 1.2 25 = 16.12 Pa Dựa vào lưu lượng V cột áp H q theo Cataloque hãng NedFon ta chọn quạt model FA- Z20000 – R với thông số: Lưu lượng: 20000 m /h Điện áp: 380 V Kích thước: 3300x2300x2700 Độ ồn: 83 dB Cột áp: 500Pa 5.5 Thiết bị tiêu âm: Khái niệm : Tiếng ồn ttạp hợp âm có cường độ tầng số khác ,sắp xếp khơng có trật tự ,gây khó chụi cho người nghe ,cản trở người làm việc nghỉ ngơi Ảnh hưởng độ ồn : Tiếng ồn có ảnh hưởng nhiều đến sức khỏe người Mức độ ảnh hưởng tùy thuộc vào giá trị độ ồn Các nguồn gây ồn : Nguồn ồn gây cho khơng gian điều hòa có nguồn gốc sau : - Nguồn ồn động quạt, động máy lạnh đặt phòng gây - Nguồn ồn khí động dòng khơng khí - Nguồn ồn từ bên ngồi truyền vào phòng : + Theo kết cấu xây dựng + Theo đường ống dẫn khơng khí + Theo dòng khơng khí + Theo khe hở vào phòng - Nguồn ồn khơng khí miệng thổi Cách khắc phục nguồn gây ồn : - Nguồn ồn động quạt, động máy lạnh đặt phòng gây : với nguồn ồn khắc phục cách đặt thiết bị bên ngồi phòng - Theo đường ống dẫn khơng khí : để khử chấn động truyền theo đường người ta thường sử dụng đoạn ống nối mềm cao su - Theo dòng khơng khí : Do kênh dẫn gió dẫn trực tiếp từ phòng máy đến phòng ,nên âm truyền từ gian máy đến phòng 26 ,hoặc từ phòng đến phòng Để khử độ ồn truyền theo dòng khơng khí ta sử dụng hộp tiêu âm 27