Đề án Điều hoà không khí trong điều kiện khí hậu Việt Nam

dịch. Lượng nhiệt toả ra giữa trẻ em và người lớn có sự khác nhau rõ rệt nên ta tính theo công thức sau: Q3 = n1.q + 0,75 n2. q W (4.7) n1- số người lớn trong không gian điều hoà; q – lượng nhiệt lấy theo của người lớn; W n2 – số trẻ em có trong không gian điều hoà; Theo cách tính chọn nhiệt độ trong nhà lấy nhiệt độ trong nhà là 250 C, với các phòng làm việc và phòng khách vì là lao động nhẹ nên nhiệt toả ra là 125 W/ người. Tầng 1: Có 3 phòng làm việc số người luôn có mặt trong phòng khoảng 50 người, phòng khách rộng 80,48 m2 lượng người trong phòng lên đến 30 người và trẻ em có thể đến 10 người. Đại sảnh là nơi đón tiếp nhiều người, số lượng người có thể cao nhất là 100 người trong đó trẻ em có thể lên đến 20 người. Vậy lượng nhiệt toả ra: Q3 = (50+ 30+ 100). 125 + 0,75. 20. 125 = 24375 W Bảng 4.5 Nhiệt do người toả ra Tầng Số người lớn Số trẻ em q Q3 [W] 1 180 20 125 24375 2 70 0 125 8750 3 200 0 125 25000 4 20 0 125 2500 5 180 0 125 22500 Q3 = 24375 + 8750+ 25000 + 2500+ 22500 = 83125 W = 83,125 kW 4. Nhiệt toả ra từ bán thành phẩm (Q4) Trụ sở làm việc Công đoàn hàng không dân dụng Việt Nam dùng cho lĩnh vực giao tiếp và làm việc do vậy không có lượng nhiệt toả ra từ bán thành phẩm, Q4 = 0. 5. Nhiệt toả ra từ các thiết bị trao đổi nhiệt (Q5) Trong các phòng làm việc và các phòng họp, hội trường không đặt các thiết bị TĐN do vậy không có lượng nhiệt toả ra nên Q5 = 0. 6. Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua cửa kính (Q6) Chọn kết cấu cửa kính cho công trình là kính 1 lớp và có khung kim loại. Việc xác định nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố nh­: - Trực xạ hay tán xạ bầu trời sương mù bụi khói và mây - Cường độ bức xạ mặt trời tại địa phương - Thời gian quan sát để tính toán (góc làm bởi trực xạ và mặt kính) - Kiểu cửa sổ vật liệu làm cửa sổ, trạng thái đóng hay mở - Vật liệu làm kính và các lớp phủ chống nắng. - Diện tích kính, độ dầy kính và các tính chất khác - Các lớp che chắc ánh nắng mặt trời nh­: rèm, ô văng che nắng… Theo công thức (3.18) tài liệu [1] ta có thể tính nhiệt theo biểu thức sau: Q = Isđ. Fk. t1. t2. t3. t4 ; W (4.8) Trong đó: Isđ - Cường độ bức xạ, W/m2 Fk – Diện tích cửa kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán , m2 t1 – Hệ số trong suốt của kính t1 = 0,9 t2 – Hệ số bám bẩn t2 = 0,8 t3 – Hệ số bức xạ t3 = 0,75 t4 – Hệ số tán xạ do che nắng t4 = 0,6 Áp dụng tính toán cho công trình lấy các thông số tham khảo theo tài liệu [1] bảng (3.3). Cường độ bức xạ mặt trời trên mặt đứng tại thời điểm nóng nhất của tháng nóng nhất theo TCVN 40788 – 85. Công trình tại Hà Nội có cửa sổ hướng bắc nên tính theo bảng 3.3 còn các cửa sổ quay hướng nam theo mặt thẳng đứng đều có giá trị bằng không. Isđ = 122 W/ m2 Tầng 1: Có cửa sổ quay hướng bắc Fk = 4.1,2. 2,2 = 10,56 m2 Vậy Q6 = 122. 10,56. 0,9. 0,8. 0,75. 0,6 = 417,41W Tất cả các cửa sổ của toà nhà đều quay hướng bắc nên ta tính cho một tầng. Khi tính nhiệt toả của các tầng tiếp tính theo tầng 1. Vậy nhiệt toả do bức xạ mặt trời: Q6 = 417,41. 5 = 2087,05 W 7. Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua líp bao che Q7 Thành phần nhiệt toả vào phòng do bức xạ mặt trời làm cho kết cấu bao che nóng lên hơn mức bình thường, chủ yếu tính cho mái. Nhiệt toả do chênh lệch nhiệt độ không khí trong và ngoài nhà theo Qtt. Kết cấu mái gồm có hai phần là phần mái nghiêng và mái nằm ngang Với phương ngang ta có thể tính theo công thức gần đúng. Q7 = 0,055. k. F. es. Is W (3.9) Trong đó: F – Diện tích bề mặt nhận bức xạ, m2 es - Hệ số hấp thụ bức xạ Is – Cường độ bức xạ mặt trời, W/ m2 k – hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che, W/ m2. K W/m2. K (4.10) aT = 10 W/ m2 K – hệ số toả nhiệt đối lưu phía trong nhà aN = 20 W/ m2 K – hệ số toả nhiệt đối lưu phía ngoài nhà Kết cấu của mái nh­ sau: Hình 4.1: Kết cấu mái bao che Kết cấu bao che gồm 6lớp: 1- Lớp ghạch lá men 2- Lớp vữa 3- Líp bitum cách Èm 4- lớp bêtông cốt thép 5- Lớp không khí tĩnh 6- Lớp trần giả thạch cao. Lớp ghạch lá men có chiều dày : dghạch = 20 mm; l = 0,7 W/ m.K Lớp vữa ximăng : dvữa = 15 mm; l = 0,93 W/ m.K Bá qua lớp không khí tĩnh bên trong trần giả Lớp vữa bêtông cốt thép : dbêtông = 200 mm; l = 1,55 W/ m.K Lớp trần giả bằng thạch cao : dthạch cao = 12 mm; l = 0,41 W/m.K Líp bitum cách Èm : dbitum = 0,012 mm; l = 0,18 W/m. K Vậy hệ số truyền nhiệt k bằng: ; W/ m2.K Tính nhiệt bức xạ cho cả mái tầng 5 và tầng 2. Tầng 2 của công trình có mái đua phía ngoài. Lớp phủ mái tầng 5 là thép đánh bóng mạ màu xanh nên hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời e = 0,76 theo bảng 4.10 [1]. Lớp phủ mái tầng 2 là gạch tráng men màu trắng có e = 0,26 Cường độ bức xạ theo phương ngang Is: Is = 928 W/m2 Công trình có kết cấu mái nghiêng theo hướng phía đông và tây, vì mặt trời mọc hướng đông và lặn hướng tây nên lấy các giá trị chung Is = 569 W/ m2 Vậy Q7 = 0,055. k. F. es. Is ngang + 0,055. k. F. es. Is nghiêng Bảng 4.6. Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua bao che Q7 Tầng F [m2] K [W/m2.K] es Is Q7 [W] 2 26,46 2,38 0,26 928 836 5(ngang) 81,48 2,38 0,76 569 4612 5(nghiêng) 186.48 2,38 0,76 569 10556 Q7 = 836 + 4612 + 10556 = 16004 W 8. Nhiệt toả do rò lọt không khí qua cửa hay qua khe cửa Q8 Khi có sự chênh lệch nhiệt độ và áp suất giữa trong nhà và ngoài trời thì xuất hiện một dòng không khí rò lọt qua cửa mở hoặc qua các khe cửa. Mùa hè, không khí lạnh đi ra ở phía dưới, không khí nóng Èm đi vào phòng phía trên. Sự rò lọt này luôn luôn mang theo tổn thất nhiệt mùa đông và lạnh vào mùa hè. Nhiệt toả do rò lọt không khí qua cửa được tính theo biểu thức: Q8 = G8 (IN - IT); W G8 – lượng không khí dò lọt qua cửa mở hay qua các khe cửa, kg/s IN,IT – Entalpy không khí ngoài nhà và trong nhà, J/ kg Chọn các thông số tính toán trong nhà và ngoài trời theo TCVN 4088 – 85. Bảng 4.7. Tính chọn các thông số trong nhà và ngoài nhà Không gian Nhiệt độ t [0 C] Đô Èm j [%] Entalpy I [kJ/kg] Độ chứa hơi d [g/ kg] Trong phòng 25 65 57,8 12,8 Hành lang 28 65 66,9 14,6 Ngoài trời 32,8 66 81,2 19,5 Bình thường khó xác định đúng lượng không khí rò lọt qua cửa hay qua các khe cửa. Tuỳ trường hợp cụ thể lấy L8 = (1,5 ¸ 2).V, m3/ h. Trong đó V là thể tích của phòng, m3 V = F.h (m3) Khi cửa Ýt mở và kín khít lấy 1,5, đối với các phòng công cộng nh­ nhà hàng, câu lạc bộ, phòng họp lấy 2. Vậy Trụ sở làm việc Công đoàn hàng không dân dụng Việt Nam em lấy lưu lượng gió L8 = 1,5V m3/ h (lấy theo [1]) Vậy G8 = r.L8 = 1,2. 1,5.V = 1,2.1,5. F. h, kg/ h (trong đó r - là khối lượng riêng của không khí bằng 1,2 (kg/m3 ) Công trình hàng không dân dụng Việt Nam có cấu trúc của toà nhà bao gồm cửa sổ phía nam và cửa sổ phía bắc, vì vậy luôn có sự rò lọt không khí qua cửa. Mặt khác ta cũng phải tính sự rò lọt không khí qua các cửa ra vào. Tầng 1: Các phòng làm việc có diện tích 211,68 m2 chiều cao thực là 3,2 m V= F. h = 211,68. 3,2 = 677,4 m3 Nhiệt toả từ cửa sổ hướng bắc và hướng nam là: Q8 = 1,2. 1,5. V. (Ingoài trời – ITrong nhà) = 1,2. 1,5. 677,4. (81,2 – 57,8). = 7925,58 W Nhiệt toả rò lọt phía hành lang là: Q8 = 1,2. 1,5. V. (Ihành lang – ITrong nhà) = 1,2. 1,5. 726,144. (66,9 – 57,8) . = 3304 W Bảng 4.9. Nhiệt toả do rò lọt không khí qua các cửa Tầng V [m3] Qcửa sổ [W] Qhành lang [W] Q8 [Tổng] W 1 677,4 7925,58 11229,58 726,144 3304 2 241,92 9057,5 12580 241,92 3522,35 3 206,64 7736,6 10745,2 206,64 3008.6 4 332,64 12454 17297 332,64 4843 5 241,92 9057,5 12579,85 241,92 3522,35 åQ8 = 11229,58 + 12580 + 10745,2 + 17297 + 12579,85 = 64431,63 W 9. Nhiệt truyền qua vách Q9 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che khi có sự chênh lệch nhiệt độ bên trong và bên ngoài nhà. Nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh­ kết cấu vách, hướng vách, loại vách. Nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che được xác định theo công thức Q9 = åk F Dt ; W (4.11) Trong đó: k- hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che , W/ m2 K W/m2 . K (4.12) + aT = 10 W/ m2 K – hệ số toả nhiệt đối lưu phía trong nhà + aN = 20 W/ m2 K – hệ số toả nhiệt đối lưu phía ngoài nhà F – Diện tích bề mặt kết cấu bao che , W/ m2 K Dt - Độ chênh nhiệt độ trong nhà và ngoài nhà của kết cấu bao che Kết cấu bao che của tường biểu diễn trên hình 4.2 Hình 4.2. Biểu diễn kết cấu tường bao che Tường phẳng gồm 3 líp 1 và 3 - lớp vữa trát bên ngoài 2 - lớp ghạch xây Lớp tường bao che phía ngoài nhà được xây bằng gạch có chiều dày 200 mm trát vữa có chiều dày 15 mm. Các phòng được ngăn cách bởi lớp tường ngăn được xây dựng bằng gạch có chiều dày 100 mm có trát vữa. Theo bảng 3.4 [1] hệ số truyền nhiệt k qua kết cấu bao che của tường ngăn ngoài là: k =1,48 W/ m2 K. Hệ số truyền nhiệt k của vách ngăn giữa các phòng là: k = 2,1 W/ m2 K. Độ chênh nhiệt độ Dt chọn nh­ sau: - Khi vách tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời thì: Dt = tN - tT = 32,8 – 25 = 7,8 0C - Khi vách tiếp xúc với không gian đệm (hành lang) thì: Dt = 0,7(tN - tT) - Khi vách tiếp xúc trực tiếp với không gian ĐHKK thì: Dt = 0 Tầng 1: Phòng làm việc có diện tích tường bao che với phía ngoài trời Phía bắc: F = l.h – Fcửa = 8,4 . 3,2 – 2.1,2. 2,2 = 21,6 m2 QP.B = k. F. Dt = 1,48. 21,6. 7,8 = 249,35 W Phía cầu thang: F = l.h = 7,2 . 3,2 = 23,04 m2 QC.T = k. F. Dt = 1,48. 23,04. 7,8 = 265,97 W Phía thang máy: F = l.h = 7,2 . 3,2 = 23,04 m2 QT.M = k. F. Dt = 1,48. 23,04. 7,8 = 265,97 W Phía không gian đệm (hành lang): F = l.h – Fcửa = 8,4. 3,2 – 2.1,2.2,7 = 20,4 m2 QH.L = k. F. Dt = 2,1. 20,4. 0,7(tN - tT) = 2,1. 20,4. 0,7.7,8 = 234 W Nhiệt toả qua kết cấu bao che của phòng làm việc ban 1 và ban 2 của tầng 1 là: Q9 = QP.B + QC.T + QT.M + QH.L = 249,35 + 2. 265,97 + 234 = 1015,29 ; W Tầng 2: Phòng Chủ Tịch Công đoàn và Phòng P. Chủ Tịch Giữa phòng Chủ tịch CĐ và phòng nghỉ đều có điều hoà nên Dt = 0 Phía Nam: FT = 2(l.h – Fcửa)= 2.(4,2. 3,2 – 1,2. 2,2) =21,6; m 2 QPN = k. F. Dt = 1,48. 21,6. 0,7 7,8 = 249,34 ; W Phía Sảnh: FV = l. h = 23,04 m2 QS = k. F. 0,7 Dt = 2,1. 23,04. 0,7. 7,8 = 264 ; W Phía không gian đệm: FCT = (l.h – Fcửa)+ l.h = (4,2. 3,2 – 1,2. 2,7) + 4,2. 3,2 = 23,64 m2 QHL = k. F. 0,7 Dt = 2,1. 23,64. 0,7. 7,8 = 271 ; W Phía phòng WC: FV = l.h – Fcửa = 3,2. 7,2 – 0,8. 2,7 = 20,88 m2 ; W Vậy nhiệt toả ra của phòng là: Q9 = 249,34 + 264 + 23,64 + 20,88 = 557,86 ; W Bảng 4.10. Nhiệt truyền qua vách Tầng kV, W/m2K FV m2 DtV 0 C kT, W/m2K FT m2 DtT 0 C Q9, W 1 2,1 240,96 5,46 1,48 75,6 7,8 3635,6 2 2,1 248,22 5,46 1,48 86,4 7,8 3843,5 3 2,1 186,255 5,46 1,48 84 7,8 3105,3 4 2,1 250,98 5,46 1,48 118,8 7,8 4249,16 5 2,1 232,2 5,46 1,48 108 7,8 3909 åQ9 = 3635 + 3843,5 + 3105,3 + 4249,16 + 3909 = 18742 W 10. Nhiệt truyền qua trần Q10 Giống nh­ cách xác định nhiệt qua vách Q9, Q10 xác định theo công thức: Q10 = å k. F. Dt10 ; W (4.12) Trong đó: + k - hệ số truyền nhiệt lấy theo bảng 3.4 [1] ; W/ m2 K + F - Diện tích trần hoặc mái, m2 + Dt10 - Độ chênh nhiệt độ được xác định giống nh­ phần tính độ chênh nhiệt độ giữa 2 mặt vách - Khi trần tiếp xúc với không gian ngoài trời thì Dt10 = tN - tT - Khi trần có không gian đệm thì : Dt10 = 0,7. (tN - tT) - Khi trần tiếp xúc trực tiếp với không gian điều hoà của tầng trên thì: Dt10 = 0 Vì kết cấu của trần cũng là kết cấu bao che nh­ ta đã tính ở phần tính nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q7. Vì tổn thất nhiệt của toà nhà qua trần chỉ xảy ra ở mái đua của tầng 2 và trần của tầng 5 tiếp xúc trực tiếp với không khí. Độ chênh nhiệt độ Dt10 = (tN – tT) = 32,8 – 25 = 7,8 0 C Bảng 4.11. Tổn thất nhiệt truyền qua trần Tầng k, W/ m2K Ftr , m2 Dt, 0 C Q10, W 2 2,38 26,46 7,8 491,2 5 2,38 375,48 7,8 6970,4 åQ10 = 491,2 + 6970,4 = 7461,6 W 11. Nhiệt truyền qua nền Q11 Biểu thức tính Q11 giống nh­ tính nhiệt Q9 và Q10. Q11 = å k. F. Dt11 W Kết cấu xây dựng của toà nhà là sàn nhà được đặt trực tiếp trên nền đất nên Dt11 = tN - tT o K Phần tính diện tích nền chia làm hai phần Phần 1 có chiều rộng là 16,8 m, chiều dài 29,4 m Phần 2 gồm 2 ô nhỏ có tổng diện tích là: F = 58,32 m2 Sàn làm bằng bêtông có hệ số truyền nhiệt k = 1,88 W/m2 .K (theo bảng 3.4 [1]) Áp dụng phương pháp tính theo dải nền rộng 2 m tính từ ngoài vào trong cho diện tích phần 1. Với hế số truyền nhiệt quy ước cho từng dải: - Dải 1 rộng 2m theo chu vi buồng với k = 0,47 W/ m2K - Dải 2 rộng 2m tiếp theo với k = 0,23 W/ m2K - Dải 3 rộng 2m tiếp theo với k = 0,12 W/ m2K - Dải 4 là phần còn lại của buồng với k = 0,7 W/ m2K. Diện tích các dải nền được xác định nh­ sau: F1 = 2(2a + 2b) = 4(a+b) F2 = 2[2(a-4) + 2(b-8)] = 4(a + b) – 48 = F1 – 48 F3 = 2[2(a-8) + 2(b-12) = 4(a + b) – 80 = F1 – 80 F4 = (a-12). (b-12) Trong đó: a – chiều rộng ; a= 16,8 m b - là chiều dài ; b= 29,4 m Vậy F1 = 4(a + b) = 4(16,8 + 29,4) = 184,8 m2. Bảng 4.12. Nhiệt truyền qua nền Q11 Tầng F1, m2 k1, W/m2.K F2, m2 k2, W/m2.K F3, m2 k3, W/m2.K F4, m2 k4, W/m2.K Dt, 0 C Q11, [W] 1 184,8 0,47 136,8 0,23 104,8 0,12 83,52 0,07 7,8 1067 Nhiệt truyền qua nền của diện tích phần 2 là: Q = F. k. Dt = 58,32. 1,88. 7,8 = 855,2 W Vậy tổng nhiệt truyền qua nền nhà là: Q11 = 855,2 + 1067 = 1922,2 W 12. Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách Qbs Khi tính toán các tổn thất nhiệt qua vách ta chưa tính đến ảnh hưởng của gió khi công trình có độ cao hơn 4 m, vì ở trên cao hệ số toả nhiệt bên ngoài tăng làm cho hệ số truyền nhiệt tăng. Để bổ sung tổn thất do gió thì cứ từ mét thứ 5 lấy tổn thất qua vách tăng thêm từ 1 đến 2%. Để tính tổn thất bổ sung ta tính theo công thức sau: Qbs = (1¸2%). (H - 4). Q9 + (5 ¸10%) (4.13) Trong đó: H – Chiều cao thực của toà nhà, m FD, FT – Diện tích bề mặt vách hướng tây và hướng đông của không gian điều hoà, m2 F – Diện tích tổng vách, m2 Lấy với 2% và 10% cho công thức trên. Bảng 4.13. Nhiệt tổn thất bổ sung Tầng H [m] FD [m2] FT [m2] F [m2] Qbs [W] 1 3,8 27,36 54,72 316,56 1085 2 9,4 0 40,32 334,63 2250 3 13,2 0 40,32 270,255 3728 4 17 0 40,32 369,728 5077 5 20,7 0 40,32 340,2 6482 åQbs = 1085 + 2250 + 3728 + 5077 + 6482 = 18622 W Vậy tổng nhiệt thừa của toàn bộ công trình là: Qt = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8 + Q9 + Q10 + Q11 + Qbs = 30700 + 10854,48 + 83125 + 0 +0 + 2087,05 + 16004 + 64431,63 + 18742 + 7461,6 + 1922,2 + 18622 = 2540 W = 254 kW 13. Tính kiểm tra đọng sương trên vách Khi có độ chênh lệch nhiệt độ giữa trong nhà và ngoài trời xuất hiện một trường nhiệt độ trên vách bao che, kể cả cửa kính. Nhiệt độ trên bề mặt vách phía nóng không được thấp hơn nhiệt độ đọng sương. Nếu bằng hoặc nhỏ hơn nhiệt độ đọng sương sẽ xảy ra hiện tượng đọng sương trên vách. Hiện tượng đọng sương trên vách làm cho tổn thất nhiệt lớn lên . Hiện tượng này chỉ xảy ra ở trên bề mặt vách nóng nghĩa là về mùa hè đọng sương xảy ra ở mặt ngoài. (Ta không thiết kế điều hòa mùa đông cho hệ thống). Để không xảy ra hiện tượng đọng sương, hệ số truyền nhiệt thực tế kt của vách phải nhỏ hơn hệ số truyền nhiệt cực đại kmax tính theo các biểu thức sau: Điều kiện đọng sương: kt < kmax Mùa hè : , W/m2K (4.14) Trong đó: aN- hệ số toả nhiệt đối lưu phía ngoài phòng điều hoà; aN=20W/m2K nếu bề mặt ngoài tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời và aN=10W/m2K nếu có không gian đệm. tsN - nhiệt độ đọng sương bên ngoài nhà. Với các thông số tính toán của không khí ngoài trời : tN =32,8 0C , độ Èm jN = 66 % tra đồ thị i-d của không khí Èm có tsN= 26,5oC Thay vào công thức tính kmax cho mùa hè ta có: Với bề mặt tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời kmax = W/m2K Với bề mặt tiếp xúc trực tiếp với không gian đệm kmax = W/m2K Với tường bao bằng gạch xây 200 mm có trát vữa 2 mặt, chiều dày mỗi mặt là 15 mm. Theo bảng 4.11[1] ta tìm được hệ số dẫn nhiệt Gạch xây: l = 0,81 W/mK Vữa vôi trát mặt ngoài: l = 0,87 W/mK Vữa vôi trát mặt trong: l = 0,7 W/mK Theo biểu thức (4.12) ở trên thì: W/m2K Kết luận: kmax lớn hơn kt rất nhiều do đó đảm bảo điều kiện không bị đọng sương trên vách. 4.2. Tính toán lượng Èm thừa WT Èm thừa trong không gian điều hoà gồm các thành phần chủ yếu nh­ sau: WT = W1 + W2 + W3 + W4, kg/ s Trong đó: W1 – lượng Èm thừa do người toả ra, kg/ s W2 – lượng Èm bay hơi từ bán thành phẩm, kg/s W3 – lượng Èm bay hơi đoạn nhiệt từ sàn Èm, kg/ s W4 – lượng Èm bay hơi từ thiết bị, kg/s Khi phòng điều hoà có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ ngoài trời nên ngoài dòng nhiệt còn có dòng Èm thẩm thấu qua kết cấu bao che vào phòng. Nhưng ta thường bỏ qua lượng nhiệt này vì không đáng kể. Do công trình Trụ sở làm việc Công đoàn hàng không dân dụng Việt Nam có không gian điều hoà chỉ phục vụ cho các phòng làm việc, các phòng họp và phòng nghỉ…nên không có lượng Èm bay hơi từ bán thành phẩm W2. Kết cấu xây dựng của sàn là các lớp bê tông có lát gạch men nên sàn luôn luôn khô ráo, vì vậy không có lượng Èm từ sàn Èm W3. Trong không gian điều hoà không đặt các thiết bị Trao đổi nhiệt nên không có lượng Èm W4 . Vậy lượng Èm toả ra chỉ tính theo lượng Èm từ người W1. Lượng Èm từ người được xác định theo công thức: W1 = n. qn; kg/s Trong đó n - Số người trong phòng điều hoà qn –Lượng Èm mỗi người toả ra trong một đơn vị thời gian, kg/ s Lượng Èm toả ra từ người phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh­; nhiệt độ, độ Èm môi trường, cường độ làm việc, lứa tuổi và giới tính… Theo bảng 3.5 [1] giới thiệu về lượng Èm của người toả ra trong từng điều kiện làm việc trong phòng. Áp dông cho công trình lấy qn = 115 g/h người Nhiệt độ trong phòng làm việc là 250 C, cường độ làm việc nhẹ nhàng (công việc văn phòng). Bảng 4.14. Tính nhiệt Èm của công trình do người toả ra Tầng n qn W1 [g/h người] 1 200 115 23000 2 70 115 8070 3 200 115 23000 4 20 115 2300 5 180 115 20700 åW1 = 23000 + 8070 + 23000 + 2300 + 20700 = 77070 g/h người = 0,02 kg/ s người CHƯƠNG 5 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT LẠNH – NĂNG SUẤT GIÓ CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ 5.1. Tính toán hệ số góc tia quá trình e Hệ số góc tia quá trình tự thay đổi trạng thái của không khí do nhận nhiệt thừa QT và Èm thừa WT trong phòng. eT - Được xác định theo công thức: eT = Trong đó: QT – Tổng lượng nhiệt thừa trong không gian điều hoà, kJ/s WT – Tổng lượng Èm thừa trong không gian điều hoà, kg/s Hệ số góc của tia quá trình cho riêng một phòng làm việc của tầng 1 là: eT = = kJ/ kg = 5908 kcal/ kg Khi tính toán hệ số góc tia quá trình và sơ đồ điều hoà không khí của không gian điều hoà em chỉ trình bày cách tính cho 1 phòng làm việc tầng 1 đặc trưng còn các phòng khác tính tương tự và chỉ nêu kết quả tính để tránh rườm rà trong cuốn đồ án. Bảng 5.1. Hệ số góc tia quá trình của các phòng Tầng Phòng QT, kW W1, kg/ s eT, kJ/ kg 1 Phòng làm việc 19,785 0,0008 24731,25 Phòng khách 15,4 0,00064 24062,5 Phòng làm việc ban 5 8,5 0,00048 17708.3 Lễ tân 2,3 0,00016 14375 Đại sảnh 19,55 0,0032 6109,4 2 Phòng họp 17,55 0,001 15954,5 Phòng P. Chủ Tịch 6,24 0,000096 65000 Phòng Chủ Tịch CĐ 6,24 0,000096 65000 3 Phòng làm việc ĐTN 16,64 0,0008 20800 Phòng làm việc ĐTN 13,75 0,00058 23706 Phòng truyền thống 10,55 0,00016 65937,5 Phòng bí thư đoàn 6,24 0,000096 65000 Phòng phó bí thư đoàn 5,33 0,000083 55520,8 4 Phòng khách VIP 4,28 0,00048 8916,6 Phòng nghỉ 1,54 0,000032 48125 5 Phòng hội thảo 16,36 0,001 16360 Hội trường 100 chỗ 20,15 0,0032 6296,875 Từ các thống số tính toán trong nhà tT = 250 C; j = 65% và ngoài nhà tN = 32,80 C; j = 66%. Gọi T là trạng thái ngoài nhà, N là trạng thái trong nhà. H là trạng thái của điểm hoà trộn không khí bên trong và bên ngoài. Xác định các điểm trên đồ thị I-d, sau đó kẻ tia quá trình eT đi qua điểm T, điểm V là trạng thái không khí của điểm thổi vào phòng điều hoà là giao điểm giữa eT và đường j = 95%. Từ đó xác định tV, IV, dV. Hình 5.1. Sơ đồ tuần hoàn một cấp mùa hè Khi bá qua tổn thất nhiệt quạt và đường ống thì V cũng là trạng thái không khí cuối quá trình làm lạnh, nghĩa là coi VºO. (O- Là trạng thái không khí cuối quá trình xử lý nhiệt Èm) Nối H với O, đoạn HO biểu diễn quá trình làm lạnh, làm khô không khí. Hệ thống ĐHKK có tuần hoàn một cấp cần có thêm đường ống gió hồi với các cửa hút gió, bộ lọc bụi, quạt gió hồi và trong buồng điều không cần bố trí thêm buồng hoà trộn. Năng suất gió của hệ thống được xác định theo: ; kg/ s Trong đó ; kg/s L – Lưu lượng thể tích của không khí Năng suất lạnh yêu cầu được xác định theo công thức Q0 = G(IH – IV) Theo sơ đồ hình 5.1 ta xác định được điểm V như sau: TV = 160 C; IV = 38,5 kJ/ kg không khí; dV = 9,8 g/ kg. Lưu lượng không khí cần thiết để triệt tiêu toàn bộ lượng nhiệt thừa và Èm thừa, hay chính là năng suất gió của hệ thống. ; kg/ s G – lưu lượng khối lượng của không khí Lưu lượng gió của toàn bộ phòng: L = m3/ phót Với: G = GN + GT = GH Trong đó: + GN – lượng gió bổ sung để đảm bảo điều kiện vệ sinh, có các thông số trạng thái bên ngoài, kg/s + GT – lượng gió tái tuần hoàn có các thông số trạng thái trong phòng, kg/s + GH – lượng gió điểm hoà trộn, kg/s Để tính toán GN lấy các giá trị cho trong bảng 1.4 [1]. GN phải đạt Ýt nhất 10% lượng gió tuần hoàn G. Nếu không đạt lấy GN bằng 10% G Theo bảng 1.4 áp dụng cho văn phòng làm việc tầng 1, không gian điều hoà không có người hút thuốc lá do vậy lượng gió tươi lấy từ 20 đến 30 m3/ h. người. Ta chọn lN = 25 m3/h. người. Ta có , m3/ s Vậy: gN = lN. r = .1,2 = 0,0083 kg/ s.người Số người thường xuyên trong không gian điều hoà của phòng là 25 người. Lượng gió tươi: GN = gN. n = 0,0083.25 = 0,2075 kg/ s Vậy lưu lượng thể tích gió tươi: LN = m3/ phót Vì GN = 0,2075 kg/ s > 10% G nên chọn GN = 0,2075 kg/ s Lượng gió tái tuần hoàn: GT = G – GN = 1,025 – 0,2075 = 0,8175 kg/ s. Xác định điểm hoà trộn H qua IH hoặc qua dH theo công thức: kJ/ kg, g/ kg. Năng suất lạnh yêu cầu: Q0 = G.(IH – I0) = 1,0125. (62,5 – 38,5) = 24,3 kW = 87480 kJ/ h = 82931,04 Btu/ h. Lượng nước ngưng tụ lại ở dàn lạnh: W = G.(dH – d0) = 1,025.(14,1 – 9,8) = 4,4074 g/ s = 0,0044 kg/ s Bảng 5.2. Các thông số các điểm trên sơ đồ mùa hè Điểm Thông số trạng thái không khí t0 C j, % d, g/ kg I, kJ/ kg O 16 92 9,8 38,5 H 26,2 67 14,1 62,5 T 25 65 12,8 57,8 N 32,8 66 19,5 81,2 Khi tính toán hệ thống ĐHKK cho Trụ sở làm việc Công đoàn hàng không dân dụng Việt Nam, em tính chung cho sơ đồ điều hoà không khí tuần hoàn 1 cấp, còn các phòng điều hoà của các tầng em nêu ra trong bảng 5.3 Bảng 5.3.Thông số tính toán từng phòng Tầng Phòng G, kg/ s GN, kg/ s Q0, Btu/ h W, kg/ s 1 Phòng làm việc 1,025 0,2075 82931,4 0,0044 Phòng khách 0,798 0,166 65764,6 0,0035 P. làm việc ban 5 0,44 0,1245 38905,92 0,0021 Văn thư 0,21 0,0415 17129 0,00096 Đại sảnh 1,013 0,83 132755,18 0,0086 2 Phòng họp 0,9 0,2075 75851,2 0,004 Phòng P. Chủ Tịch 0,32 0,032 23633 0,0012 P. C.T Công Đoàn 0,32 0,032 23633 0,0012 3 P. làm việc ĐTN 0,86 0,2075 73228,4 0,004 P. làm việc ĐTN 0,71 0,1494 58735,6 0,0031 Phòng truyền thống 0,55 0,055 40619 0,002 Phòng bí thư đoàn 0,32 0,032 23633 0,0012 Phòng P.Bí thư đoàn 0,276 0,0276 20383,4 0,001 4 Phòng khách VIP 0,22 0,022 16247 0,0008 Phòng nghỉ 0,08 0,0581 9910 0,000624 5 Phòng hội thảo 0,84 0,249 75109 0,0042 Hội trường 100 chỗ 1,07 0,83 136756 0,0088 CHƯƠNG 6 : CHỌN MÁY VÀ BỐ TRÍ THIẾT BỊ 6.1. Khái quát chung Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật nên hệ thống điều hoà không khí phần lớn đã được chế tạo thành các tổ hợp nguyên cụm hoàn chỉnh hoặc các tổ hợp gọn … vừa đảm bảo chất lượng, tuổi thọ, độ tin cậy cao của hệ thống, đơn giản được hầu hết các công việc thiết kế tính toán riêng lẻ các bộ phận rời rạc như máy nén, thiết bị ngưng tụ, bay hơi, tiết lưu… vừa đơn giản được rất nhiều công việc lắp ráp, căn chỉnh, vận hành, chạy thử nghiệm tại hiện trường. Cũng giống nh­ hệ thống lạnh, năng suất lạnh của một hệ thống hoặc một máy điều hoà không khí không phải cố định mà luôn luôn thay đổi theo điều kiện môi trường. Nhà chế tạo thường cho năng suất lạnh của máy điều hoà không khí ở dạng đồ thị và dạng bảng phụ thuộc nhiệt độ trong nhà và bên ngoài trong Catalog kỹ thuật. Trong Catalog thương mại thường chỉ có năng suất lạnh ở một chế độ chuẩn nên muốn biết năng suất lạnh ở chế độ khác cần phải tính toán hiệu chỉnh theo chế độ làm việc thực. Nói chung khi chọn máy điều hoà không khí cần thoả mãn các vấn đề sau đây: Phải chọn máy có đủ năng suất lạnh yêu cầu ở đúng chế độ làm việc đã tính toán. Nếu do đòi hỏi của chủ đầu tư hoặc do tính chất quan trọng của công trình đôi khi cần có năng suất lạnh dự trữ. Tổng năng suất lạnh của máy phải chọn lớn hơn hoặc bằng năng suất lạnh tính toán ở chế độ làm việc thực tế đã cho. Lý do là vì năng suất lạnh thực tế của một máy điều hoà không phải cố định nh­ giá trị ghi trên mác máy. Phải chọn máy có năng suất gió đạt yêu cầu thiết kế. Năng suất gió trong Catalog máy phải bằng hoặc lớn hơn năng suất gió tính toán. Nếu không đảm bảo được năng suất gió, máy điều hoà sẽ không đạt được năng suất lạnh tính toán, do chế độ lệch khỏi chế độ mà máy có thể sản ra năng suất lạnh yêu cầu. 6.2. Lựa chọn thiết bị Hệ thống VRV (Variable Refrigerant Volume) của Daikin Daikin luôn đi đầu trong lĩnh vực điều hoà không khí. Hệ thống VRV điều khiển năng suất lạnh bằng cách điều chỉnh lượng môi chất (sử dụng nguyên lý thay đổi tốc độ quay của máy nén bằng cách thay đổi tần số) đã tạo ra một bước đột phá trong lĩnh vực điều hoà không khí. Ứng dụng công nghệ mới vào hệ thống VRV Hệ thống điều hoà VRV là một hệ thống có lưu lượng môi chất thay đổi được thông qua điều chỉnh tần số dòng điện. Hệ thống gồm 2 hoặc 3 máy nén, trong đó có một máy nén được điều khiển biến tần theo nguyên lý : khi thay đổi tần số điện vào động cơ máy nén thì tốc độ quay của động cơ thay đổi, do đó thay đổi tác nhân lạnh qua máy nén. Khả năng thay đổi phụ tải của máy nén rộng do tần số điện có thể thay đổi trong phạm vi từ 30 đến 116 Hz. Nhờ đó năng suất lạnh có thể điều chỉnh được theo nhiều bước (lớn hơn cả 21 bước như các máy trước đây), điều này cho phép điều khiển riêng biệt hoặc điều khiển tuyến tính mỗi dàn. Thông thường các máy điều hoà không khí phải tuân thủ nghiêm ngặt những quy định về độ cao lắp máy. Do bị hạn chế nhiều về khả năng bố trí máy trong các toà nhà cao tầng, bên cạnh đó là sự đòi hỏi về tính thẩm mỹ cho công trình và đảm bảo cho công tác quản lý kỹ thuật, vận hành, bảo trì bảo dưỡng thiết bị nên việc lắp đặt các máy cục bộ với số lượng lớn các dàn trong nhà làm cho cảnh quan kiến trúc bị ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ. Với sự ra đời của công nghệ mới, hãng điều hoà không khí Daikin đã cho ra thị trường loại máy VRV đáp ứng được những yêu cầu trên. Hệ máy mà em chọn để lắp đặt cho công trình đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật, chủng loại máy cho phép bố trí dàn ngoài (Outdoor Unit) và dàn trong (In door Unit) cách nhau khá xa. Mét Outdoor Unit liên hệ với nhiều Indoor Unit (lên tới trên 16 dàn lạnh) với khả năng điều chỉnh năng suất lạnh rất hiện đại cho công trình. Các công nghệ mới của Daikin ứng dụng vào hệ thống VRV thể hiện qua các nét chính sau : · Có bộ điều khiển hiện đại · Có thể hoạt động theo chương trình định sẵn · Hệ thống cáp nhiều nhánh · Các bộ chia nhánh : Header, Joint · Bộ điều khiển trong hệ thống VRV rất hiện đại và thông minh · Có các mã lỗi khi có sự cố nên dễ dàng cho việc sửa chữa Trong hệ thống VRV dùng bộ điều khiển PI với tín hiệu áp suất môi chất và nhiệt độ trong phòng để điều khiển máy nén cho dàn phía ngoài trời. Mục đích là để chia nhỏ các bước điều khiển và do đó có thể điều chỉnh chính xác hơn. Nhờ vậy có thể điều khiển độc lập trên 16 dàn trong nhà trong một hệ thống với năng suất và chủng loại khác nhau. Với tỷ số giữa tổng năng suất dàn trong nhà và dàn ngoài nhà từ 50% đến 130%. Hệ thống luôn hoạt động chính xác, hiệu quả cao ở bất cứ chế độ tải nào, tuỳ theo yêu cầu của người sử dụng. Bộ điều khiển PI cùng với các đầu đo luôn giám sát áp suất môi chất và nhiệt độ trong phòng do đó luôn giữ hệ thống ở trạng thái vận hành hoàn thiện. Ngày nay hệ thống này trở nên chính xác hơn nhờ vào các phương tiện mới để điều chỉnh năng suất gió và năng suất trao đổi nhiệt của dàn bên ngoài trời. Nhờ đó hệ thống có thể hoạt động tốt khi nhiệt độ ngoài trời thay đổi. Trong hệ thống VRV còn sử dụng bộ điều khiển đa biến trong đó có mạch tự động cân bằng môi chất, với kỹ thuật điều khiển mới như sau : - Hệ thống kiểm tra dầu tự động. Điều chỉnh thể tích dầu bôi trơn để ngăn không cho chúng đi vào ống. Ngoài ra VRV còn có hệ thống van lọc rất tốt làm cho lượng dầu đi trong ống cùng môi chất lạnh rất Ýt. - Cơ cấu ổn định dòng môi chất để ngăn môi chất đọng lại trên đường ống do chênh lệch độ cao giữa các dàn trong nhà trong cùng một hệ thống. Nhờ đó hệ thống có khả năng sử dụng tới 150 m ống trong một hệ thống. Cho phép chênh lệch độ cao giữa các dàn trong nhà và dàn ngoài nhà là 50 m và giữa các dàn trong nhà trong cùng một hệ thống là 15m . - Hệ thống đường ống : Hệ thống VRV sử dụng môi chất lạnh R22 làm môi chất có hiệu quả tải nhiệt cao. Lượng môi chất Ýt nên hệ thống đường ống nhỏ gọn và khả năng rò rỉ là rất Ýt. Một dàn nóng ngoài nhà liên kết với các dàn lạnh trong nhà bằng đường ống, các Joint và Header liên kết. Trong hệ thống VRV nhờ có sự kết hợp giữa các Joint và Header nên ta có nhiều phương pháp rẽ nhánh. Nhờ vậy làm cho hệ thống linh hoạt hơn. Ưu điểm của VRV : Nhờ ứng dụng các công nghệ mới nên hệ thống có rất nhiều ưu điểm, đáp ứng được các yêu cầu như : Tiết kiệm:Tiết kiệm năng lượng. Giảm chi phí lắp đặt. Giảm chi phí vận hành. Linh hoạt : Có thể lắp đặt trong cùng một hệ thống nhiều dàn lạnh có công suất lạnh khác nhau. Linh hoạt trong lắp đặt nhờ các bộ chia (Joint, Header). Độ chênh lệch giữa các dàn lớn nên có thể linh hoạt thay đổi vị trí dàn nóng. Linh hoạt trong điều khiển. Về lắp đặt : Vị trí lắp đặt ống dẫn gas và đường điện từ 3 hướng trên Outdoor ; phía trước, bên cạnh và bên dưới, tuỳ thuộc vào cách lắp đặt. Cách bố trí này rất tiện lợi cho việc lắp đặt và bảo dưỡng, ngay cả khi hệ thống dàn nóng gồm nhiều dàn lắp đặt cạnh nhau. Chức năng tự kiểm tra đối với các sự cố về dây điện điều khiển và ống dẫn gas : VRV sử dụng chức năng tự động kiểm tra để kiểm tra sự cố về đường điện và đường ống dẫn gas bên trong. - Nhiệt độ trong phòng được điều chỉnh với mức độ tinh vi rất cao nhờ hệ điều khiển PID (Proportional Intergal Derivative - điều khiển dựa trên sự cân đối của toàn hệ thống) : sai lệch ±0,50 C. - Hệ thống VRV sử dụng việc thay đổi lưu lượng môi chất trong hệ thống thông qua điều chỉnh tần số dòng điện của máy nén. Do đó đạt hiệu quả cao trong khi hoạt động, tiết kiệm chi phí vận hành của hệ thống. Hệ thống vận hành trong khoảng nhiệt độ rất rộng, đã được nhiệt đới hoá nên hoạt động rất ổn định tại Việt Nam. Ngoài ra hệ cho phép điều khiển riêng biệt giữa các cụm máy trong hệ thống, do đó làm giảm chi phí vận hành - Hệ thống ống : Hệ thống ống REFNET của Daikin lắp đặt đơn giản, nó không giống như hệ thống ống nước, không cần các thiết bị phụ như thiết bị lọc, van chặn, van 2 ngả hay van 3 ngả. Hệ thống VRV của Daikin có không gian đường ống nhỏ do đó đảm bảo cho việc sử dụng không gian toà nhà hiệu quả hơn. Hệ 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 có khả năng đáp ứng được các thiết kế khác nhau. - Nhờ việc sử dụng hệ thống điều khiển tập trung nên giảm được chi phí thiết bị cũng như chi phí lắp đặt, đồng thời làm cho việc giám sát vận hành được dễ dàng hơn. - Cài đặt nhiệt độ: Nhiệt độ trong phòng có thể cài đặt chính xác tới 0,50C (dải nhiệt độ từ 16 đến 320C) - Chế độ hẹn giờ : Bộ hẹn giờ có thể chính xác tới 1 giê - Tín hiệu lọc : Tín hiệu này sẽ xuất hiện khi cần làm sạch bộ lọc. - Kiểm tra sự hoạt động : Bấm nút lần 1 để đặt hệ thống hoạt động ở trạng thái thử và lần thứ 2 để kiểm tra. - Hiển thị mã lỗi : Khi hệ thống bị lỗi, trạng thái và vị trí sẽ được hiển thị qua các mã lỗi (có hơn 60 mã lỗi) - Nhóm điều khiển hoạt động: Từng đơn vị hoạt động trong nhà có thể điều khiển theo từng nhóm. - Tính năng tự khởi động lại : Hệ thống VRV tự khởi động lại nếu như nguồn bị cắt trong thời gian dài vì bộ nhớ cái đặt trước đó sẽ không bị mất khi mất nguồn do đó không cần phải đặt lại chương trình cho hệ thống. - Dàn lạnh và dàn nóng được thiết kế đơn giản gọn nhẹ. Có thể được lắp đặt dễ dàng trong bất kỳ không gian nào - Dễ dàng thiết kế hệ thống điều hoà đối với các phòng và khu vực nơi mà nhiệt thải thay đổi. Điều chỉnh năng suất lạnh trong hệ thống VRV. - Việc điều chỉnh năng suất lạnh trong hệ thống VRV dựa trên cơ sở dùng máy biến tần. Phụ tải được điều chỉnh theo tín hiệu đưa ra của các dàn lạnh đặt trong phòng của hệ thống. Máy gồm 2 hoặc 3 máy nén. - Khi yêu cầu phụ tải lớn, máy nén số 2 và số 3 chạy 100% tải, còn máy nén số 1 làm việc ở tần số từ 52 đến 210 Hz. Nhờ đó phụ tải được điều chỉnh trong phạm vi từ 50 đến 130% phụ tải. - Khi yêu cầu phụ tải nhỏ thì máy nén số 2 ngừng làm việc, còn máy số 1 làm việc ở các tần số từ 52 đến 210 Hz. Điều chỉnh phụ tải tới mức thấp nhất. - Nhờ có công nghệ điều chỉnh biến tần mà công suất máy được thay đổi khá phù hợp với phụ tải yêu cầu, tiết kiệm năng lượng. Dựa vào tính năng và đặc điểm công trình Trụ sở làm việc Công đoàn hàng không dân dụng Việt Nam, em lựa chọn hệ thống điều hoà không khí VRV II để lắp đặt cho công trình. Phương án chọn dàn lạnh Khi vận hành ở chế độ thực các thông số trong nhà và ngoài nhà sẽ sai lệch với tiêu chuẩn trong Catalog, vì vậy cần phải dự trù năng suất lạnh thực tế để đáp ứng năng suất lạnh đáp ứng cho công trình. Năng suất lạnh thực tế : Q0 tt = at. QoTC Trong đó : Q0 : Năng suất lạnh thực tế ở nhiệt độ tT = 250 C ; và nhiệt độ tN = 32,80 C at : Hệ số hiệu chỉnh năng suất lạnh, có thể tra bảng 5.9 [1] hoặc nội suy từ ENGINEERING DATA (thông số kỹ thuật) Q0TC : Năng suất lạnh tiêu chuẩn theo Catalog thương mại với thông số nhiệt độ tT = 270C và nhiệt độ ngoài trời tN = 350C Dùa theo tài liệu ENGINEERING DATA VRV II của hãng Daikin ta có được at = 0,9 Tính chọn dàn lạnh cho phòng làm việc tầng 1 : - Năng suất lạnh yêu cầu : Q0 = 82931,04 Btu/ h - Lưu lượng gió yêu cầu: L = 51,1 m3/ phót Chọn 4 dàn lạnh loại Cassette âm trần 4 hướng thổi ký hiệu FXF63LVE có các thông số trong Catalog như sau : - Năng suất lạnh tiêu chuẩn : Q0TC = 25500 Btu/ h - Lưu lượng gió cao nhất : L = 18,5 m3/ phút của mỗi dàn Năng suất lạnh thực tế : Q0 tt = at. QoTC = 0,9. 4. 25500 = 91800 Btu/h Năng suất lạnh yêu cầu Q0 = 82931,04 < Q0 tt Lưu lượng gió : Ltt = 4.18,5 = 74 m3/ phót > Lyêu cầu = 51,1 m3/ phót Vậy việc chọn 4 dàn lạnh kiểu cassette âm trần cho phòng là phù hợp Bảng 5.4. Chọn dàn lạnh cho các không gian điều hoà Tầng Phòng Model Q0 TC Btu/h L m3/phót Số dàn 1 Phòng làm việc FXF63LVE 25000 51,1 4 Phòng khách FXF50LVE 19900 39,9 4 Làm việc ban 5 FXF63LVE 25000 22 2 Văn thư FXF63LVE 25000 10 1 Đại sảnh FXF100LVE 39700 50,65 4 2 Phòng họp FXF50LVE 19900 45 4 P.Phó chủ tịch FXYB40KV1 15900 16 2 Phòng chủ tịch FXYB40KV1 15900 16 2 3 Làm việc ĐTN FXC63LVE 25000 43 4 Làm việc ĐTN FXC50LVE 19900 35,5 4 Bí thư đoàn FXYB40KV1 15900 16 2 Phòng P. Bí thư FXYB32KV1 12500 13,8 2 Truyền thống FXH32LVE 12500 27,5 4 4 Phòng VIP FXYD32KAVE 12500 11 2 Phòng nghỉ FXYD32KAVE 12500 4 1 5 Phòng hội thảo FXF63LVE 25000 42 4 P. hội trường FXM50LVE 19900 53,5 8 Phương án chọn dàn nóng: Những lợi thế của hệ thống VRV là có hệ điều khiển riêng biệt. Với các hệ thống điều hoà không khí thông thường điều khiển cho toàn bộ toà nhà, trái lại hệ thống VRV chỉ làm lạnh riêng lẻ cho từng phòng. Do đó, rất lý tưởng khi thay đổi cách bố trí đối với từng loại cao ốc điển hình. Hơn thế nữa, có thể điều khiển chính xác theo từng mức độ phù hợp với điều kiện của mỗi phòng. Điều khiển riêng biệt tạo ra kinh tế và hiệu quả hơn cho hệ thống. Dàn nóng hệ thống VRV II của hãng Daikin cho phép khi cao điểm có thể hoạt động tới 130% công suất. Bảng 5.5: Thông số chọn dàn nóng Tầng Phòng Model Q0 TC Btu/h Số dàn Máy cấu thành 1 Phòng làm việc RXY18MY1 188000 1 RXY8MY1 RXY10MY1 Phòng khách Làm việc ban 5 Văn thư Đại sảnh 2 Phòng họp RXY8MY1 88800 1 P.Phó chủ tịch phòng chủ tịch 3 Làm việc ĐTN RXY14MY1 141000 1 Làm việc ĐTN Bí thư đoàn Phòng P. Bí thư Truyền thống 4 Phòng VIP RXY8MY1 88800 1 Phòng nghỉ 5 phòng hội thảo RXY10MY1 98700 1 P. hội trường Chọn HRV: Hệ thống phân phối khí tươi bao gồm xử lý không khí, vận chuyển không khí và phân phối không khí trong không gian điều hoà. Việc phân phối không khí thực chất là biện pháp tổ chức trao đổi không khí trong không gian cần điều hoà sao cho thích hợp, đạt hiệu quả cao, cụ thể là việc thiết kế lựa chọn bố trí, lắp đặt hệ thống miệng thổi và hút không khí tạo lên sự luân chuyển không khí trong không gian cần điều hoà đạt được sự phân bố nhiệt độ và mức độ chuyển động của không khí như yêu cầu (thoả mãn các tiêu chuẩn vệ sinh trong điều hoà không khí) đồng thời cũng phải tạo ra áp suất dương trong các phòng để ngăn chặn không khí bên ngoài lọt vào không gian điều hoà. Em chọn hệ thống tái thu hồi nhiệt HRV cho Công trình Trụ sở làm việc Công đoàn hàng không dân dụng Việt Nam. Hệ thống HRV nhãn hiệu Daikin (hệ thống gió tái thu hồi nhiệt) phục hồi năng lượng nhiệt mất đi thông qua bộ thông gió và giữ nhiệt độ thay đổi trong phòng gây ra bởi sự thông gió, do đó giữ lại môi trường dễ chịu và sạch sẽ. Hệ thống thông gió tái thu hồi nhiệt HRV trao đổi nhiệt giữa gió tươi cấp vào và gió thải ra để giảm tải cho hệ thống. Lượng không khí tươi cấp cho không gian điều hoà tầng 1 LN1 = (LNLV + LN khách + LN văn thư + LN đại sảnh ) = (51,1 + 39,9 + 22 + 10 + 50,65) = 173,65 m3/ phót = 10419 m3/ h Lượng không khí đi qua bộ xử lý HRV chỉ bằng 10% lượng không khí của toàn bộ không gian điều hoà (năng lượng phục hồi) Vậy lượng không khí tái tuần hoàn qua HRV là: LHRV = 10%LN1 = 1041,9 m3/ h Em chọn HRV theo Catalog của hãng Daikin được trình bày theo bảng: Bảng 5.6: Thông số chọn HRV Tầng LN m3/ h Model VAM500FAVE VAM650FAVE VAM800FAVE VAM1000FAVE VAM1500FAVE VAM2000FAVE 1 1041,9 0 0 0 0 1 0 2 462 1 0 1 0 0 0 3 814,8 0 0 0 1 0 0 4 90 1 0 0 0 0 0 5 573 0 0 1 0 0 0 CHƯƠNG7 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHÂN PHỐI GIÓ 7.1 Khái niệm chung Khi thiết kế cần bố trí đường ống gió sao cho hợp lý nhất, đơn giản nhất, ngắn nhất nhưng phải đảm bảo yêu cầu phân phối gió cũng như hồi gió hợp lý duy trì các điều kiện vi khí hậu của từng phòng vì đường ống gió có giá thành cao, tốn nhiều nguyên vật liệu và nhân công lắp đặt, cồng kềnh chiếm nhiều diện tích hữu Ých của công trình. 7.2. Tính toán thiết kế đường ống gió Tính toán thiết kế đường ống cấp gió cho hệ thống HRV tại tầng 1 Tổn thất áp suất trên đường ống gió: DP = DPms + DPcb Trong đó: DPms: trở kháng ma sát trên đường ống DPcb: trở kháng cục bộ Tính toán cho đoạn ống gió có kích thước axb = 300x200 mm, đường kính d = 0,3 m có độ dài 20 m, cút chữ nhật 900 không có cánh hướng dòng R = 1,25d; w/d = 1; (các số liệu trên lấy trong bảng 7.5 [1]), chiều dài tương đương cút chữ nhật a = ltđ/d = 7 Xác định tổn thất áp suất bằng ống gió theo công thức (7.3) [1] DPms = l. DP1 ; Pa Trong đó: l – Chiều dài ống gió, m DPl – Trở kháng ma sát trên 1 mét chiều dài ống Theo bảng 7.3 [1] với kích thước ống axb = 300x200 mm ta tìm được đường kính tương đương dtđ = 266 mm. Chọn tốc độ gió tối đa theo bảng 7.2 [1]: w = 7 m/s Từ chiều dài dtđ và tốc độ w tra theo hình 7.4 [1] ta tìm được tổn thất áp suất trên 1 mét đường ống DPl = 2,5 Pa/ m Tổn thất áp suất ma sát: DPms = l. DPl = 20. 2,5 = 50 Pa Xác định tổn thất áp suất cục bộ: DPcb Theo công thức (7.4) [1]: DPcb = ltđ. DPl Trong đó: ltđ - chiều dài tương đương Ta đã có: a = ltđ/ d = 7 Vậy: ltđ = 7d = 7. 0,3 = 2,1 m Tổn thất áp suất cục bộ: DPcb = ltđ. DPl = 2,1. 2,5 = 5,25 Pa Vậy tổn thất áp suất trên đường ống gió: DP = DPms + DPcb = 5,25 + 50 = 55,25 Pa Theo Catalog của HRV cho thấy áp suất tĩnh bên ngoài DP = 137 Pa Vậy tổn thất áp suất thực tế trên đường ống DP nhỏ hơn tổn thất áp suất theo Catalog. Vậy đường ống thiết kế là phù hợp. Khi tính toán miệng gió cấp và gió hồi cho không gian điều hoà, em chọn kích thước của miệng gió cấp và gió hồi là nh­ nhau cùng có kích thướclà 600x600. Khi thiết kế hệ thống đường ống gió hồi em chọn phương án hồi trần do vậy không cần tính toán kích thước của các đường ống hồi. Bằng cách tính tương tự cho ống gió của các bộ HRV khác, tất cả đều đạt yêu cầu và đảm bảo việc cung cấp gió tươi cho các không gian điều hoà. Thông giã cho nhà vệ sinh Để tránh luồng không khí không sạch từ nhà vệ sinh lan toả vào không gian điều hoà ta thiết kế hệ thống thông gió hút gió từ nhà vệ sinh thải ra ngoài môi trường. Lưu lượng gió hút ra từ nhà vệ sinh được tính theo hệ số thay đổi không khí, số lần thông gió n = 15 lần/ giờ Tính thông gió cho các phòng tầng 2: Tầng 2 gồm có 3 phòng vệ sinh với tổng diện tích là 5,94 m2, độ cao trần so với nền thực là 3,4 m (nền nhà vệ sinh cao hơn so với nền phòng là 0,2 m). Thể tích thực của nhà vệ sinh là: VVS = F.h = 5,94. 3,4 = 20,2 m3 Vậy lưu lượng gió cần thải ra ngoài là: L = n.VVS = 15. 20,2 = 303 m3/ h Theo bảng 7.22 chọn quạt ly tâm có các thông số: Ký hiệu quạt: N0: 2 1/2 Tốc độ quạt: w = 1440 vòng/ phút Năng suất: N = 540 m3/ h Hiệu suất: h = 75% CHƯƠNG 8 HỆ THỐNG ĐIỆN, ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 8.1. Hệ thống điện Tủ điện tổng được đặt tại tầng 1. Điện từ tủ điện tổng được cung cấp nguồn tới các tủ của dàn nóng đặt ở tầng mái, tủ điện của các dàn lạnh và các quạt hút của mỗi tầng. Mỗi dàn lạnh có một đường dây cấp nguồn điện riêng từ một Aptomat 1 pha đặt tại tủ điện mỗi tầng. Mỗi dàn nóng có một đường dây cấp nguồn điện riêng từ một Aptomat 3 pha đặt tại tủ điện tầng mái. Dây điện sẽ dẫn từ tủ điện đến dàn lạnh, dàn nóng. Đường dây điện sẽ được kiểm tra độ cách điện, độ tin cậy về an toàn điện và được định vị trong các máng đi dây hoặc trong các ống PVC. 8.2. Hệ thống điện điều khiển · Điều khiển dây : Mỗi dàn lạnh có một điều khiển dây và được lắp đặt trong các phòng. Chức năng : Bộ điều khiển sử dụng màn hình tinh thể lỏng lớn, có khả năng hiển thị toàn bộ tình trạng hoạt động của hệ thống như nhiệt độ, thời gian, hiển thị mã lỗi và các sự cố xảy ra trong hệ thống điều hoà không khí… Số hiển thị cho phép điều chỉnh nhiệt độ theo từng đơn vị 10 C Cho phép lập trình theo ý thích giờ bắt đầu và ngưng hoạt động tối đa 72 giê Trang bị bộ cảm biến nhiệt trong thiết bị điều khiển từ xa, giúp tiện lợi khi điều khiển nhiệt độ phòng. Kiểm tra nhiệt độ phòng và nhiệt độ cài đặt bằng vi sử lý, và có thể lựa chọn chế độ làm lạnh/ sưởi tự động Có thể lựa chọn chế độ lạnh/ sưởi/ quạt với bộ điều khiển từ xa của dàn lạnh mà không cần sử dụng bộ lựa chọn lạnh/ sưởi (loại 2 chiều) Liên tục kiểm tra sự cố của 80 lỗi trong hệ thống, chức năng‘’tự chuẩn đoán” thông báo ngay lập tức khi xảy ra sự cố giúp cho người vận hành có thể khắc phục sự cố nhanh nhất Thực hiện điều chỉnh nhiều chức năng khác nhau bằng bộ điều khiển từ xa.  Bộ điều khiển từ xa có dây có thể điều khiển tối đa 500m và có thể lắp đặt chúng cho các dàn lạnh khác tại một nơi. Hoạt động của HRV có thể được điều khiển bởi bộ điều khiển từ xa của dàn lạnh. Và bộ điều khiển từ xa có thể hiển thị thời gian làm sạch phin lọc. Các bộ điều khiển dây này được kết nối với hệ thống điều khiển thông minh có thể điều khiển từ xa. Hệ thống dây dẫn tín hiệu điều khiển giữa các dàn lạnh trong cùng một dàn nóng được đấu song song với nhau rồi được kết nối với dàn nóng. Hình 8.1. Sơ đồ nguyên lý kết nối đường dây dẫn · Hệ thống điều khiển trung tâm Có thể điều khiển 64 nhóm dàn lạnh (128 máy) Các bộ điều khiển trung tâm có thể được kết hợp với nhau tuỳ thích và hệ thống có thể được thiết kế phù hợp với kích cỡ và mục đích toà nhà. Dễ dàng hợp thành một hệ thống nhất với nhiều thiết bị điều hòa không khí khác nhau như HRV (hệ thống gió tái thu hồi nhiệt ) Điều khiển trung tâm có thể có khả năng kết nối đồng bộ với hệ thống khác liên quan như hệ thống quạt thông gió, cứu hoả, chiếu sáng… CHƯƠNG 9 : LẮP RÁP, VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ 9.1 Lắp đặt hệ thống ĐHKK a) Định vị -lấy dấu Dựa trên bản vẽ thiết kế kĩ thuật thi công và kết cấu thực tế của công trình đồng thời phối hợp với các đơn vị thi công khác để lấy dấu, xác định vị trí các thiết bị, hệ trục đường ống dẫn gas, nước ngưng, hệ thống điện động lực, điện điều khiển, vị trí các ống đỡ, treo ống…Sau khi có vị trí các đường ống, các thiết bị, ta tiến hành vạch tuyến và ghi kích thước của chúng b) Lắp đặt các hệ thống phụ trợ Sau khi xác định xong các vị trí của hệ thống ống dẫn, đơn vi thi công sẽ cho triển khai lắp đặt trước các hệ thống phụ trợ như : hệ trục đường ống dẫn gas, nước ngưng, hệ điện động lực, điện điều khiển. Toàn bộ hệ thống đường ống dẫn gas, nước ngưng, đường dây điện được treo đỡ bằng các chi tiết treo đỡ thích hợp, đảm bảo đúng kỹ thuật. Các hệ thống này sẽ được lắp đặt đến các vị trí của máy c) Lắp đặt hệ đường ống - Hệ thống đường ống dẫn môi chất lạnh Vật liệu làm hệ thống dẫn môi chất lạnh làm bằng đồng, khi lắp đặt hệ thống đường ống môi chất lạnh cần đáp ứng các yêu cầu : + Làm sạch đường ống bằng nhiều phương pháp như dùng khăn lau, dùng khí nén áp lực…tránh các bụi bẩn còn đọng lại trong ống + Cắt ống đồng bằng dao cắt ống chuyên dụng tránh tạo bavia trên miệng ống, khi mặt ống phẳng nhẵn dùng băng dính và nilông quấn đầu ống vừa được cắt để tránh hiện tượng bẩn và hơi nước vào trong ống. + Nối ống đồng với đầu nối của thiết bị : ống đồng dẫn môi chất lạnh được nối với hai đầu của hai thiết bị sử dụng bởi các dụng cụ chuyên dùng như thiết bị loe ống. Đầu ống đồng sau khi được loe nối vào các đầu van chờ của thiết bị + Nối ống đồng với ống đồng: Khi dẫn môi chất đi xa, ống đồng không đủ dài thì được nối với nhau bằng phương pháp hàn bạc, có thể sử dụng đèn hàn hơi hoặc đèn khò đốt nóng đỏ ống đồng, làm chảy que hàn bạc liên kết các ống đồng với nhau + Làm sạch đường ống : hệ thống ống sau khi hàn phải được làm sạch bằng cách dùng Nitơ từ chai Nitơ thổi mạnh làm sạch hệ thống ống. + Thử kín đường ống : Bịt kín hệ thống ống đưa khí Nitơ vào đến áp suất tiêu chuẩn của chính hãng cung cấp thì dừng lại, theo dõi trong 24 giờ nếu áp suất thay đổi ± 5% là đạt yêu cầu. Nếu có sự thay đổi quá lớn sẽ phải kiểm tra lại đường ống và tìm ra chỗ hở ống. - Hệ thống đường ống nước ngưng + Hệ thống thoát nước ngưng được lắp đặt bằng ống PVC có đường kính theo như thiết kế. + Èng được bảo ôn bằng vật liệu cách nhiệt chuyên dụng, đảm bảo hệ thống không bị đọng sương bên ngoài làm ảnh hưởng tới trần giả. + Các biện pháp thi công nhằm đảm bảo tránh các lỗi mắc phải do lắp đặt như làm rò nước qua các mối nối bảo ôn, các ống thông hơi cho đường nước ngưng tụ,… + Èng được treo trên trần hoặc lên tường bằng móc treo + Móc treo ống được sử dụng loại móc treo trần giả d) Lắp đặt thiết bị Khi các thiết bị được đưa đến công trình sẽ tiến hành lắp đặt liên kết toàn bộ hệ thống. Khi lắp đặt phải tuân thủ các yêu cầu sau: · Lắp đặt dàn nóng Các dàn nóng sẽ được lắp đặt đúng các vị trí đã xác định. Sau đó sẽ tiến hành lắp đặt liên kết với các hệ thống phụ trợ gồm: + Lắp đặt liên kết dàn nóng với bệ đỡ và hệ thống gia cố + Lắp đặt liên kết dàn nóng với hệ thống ống dẫn gas. + Lắp đặt đường dây điện cấp nguồn, dây điện điều khiển với dàn nóng. · Lắp đặt các dàn lạnh Các dàn lạnh sẽ được lắp đặt đúng các vị trí đã xác định. Sau đó sẽ tiến hành lắp đặt liên kết với các hệ thống phụ trợ gồm : + Lắp đặt liuên kết dàn lạnh với đường ống nước ngưng để thoát nước cho dàn lạnh. + Lắp đặt liên kết dàn lạnh với hệ thống ống dẫn gas + Lắp đặt liên kết đường dây điện cấp nguồn cho dàn lạnh, dàn nóng KẾT LUẬN Toàn bộ công trình được thiết kế sử dụng hệ thống điều hoà không khí trung tâm VRV II của hãng Daikin, đây là hãng điều hoà không khí có nhiều ưu điểm nổi bật hơn các hệ thống điều hoà không khí khác về mặt tiện Ých sử dụng, về công nghệ cũng như về mặt mỹ quan. Khối lượng tính toán thiết kế hệ thống điều hoà không khí và thông gió cho công trình Trụ sở làm việc Công đoàn hàng không dân dụng Việt Nam là: · Tính nhiệt thừa và Èm thừa : tính tải cho từng phòng riêng biệt và trình bày kết quả tính toán theo từng tầng của công trình · Chọn thiết bị : với các số liệu tính toán được ở phần tính tải, ta chọn thiết bị cho từng phòng riêng biệt dựa trên hồ sơ kỹ thuật của thiết bị · Thiết kế chi tiết : Thiết kế hệ thống điều hoà không khí dựa trên thiết bị được chọn và bản vẽ mặt bằng xây dựng công trình Với công trình Trụ sở làm việc Công đoàn hàng không dân dụng Việt Nam em chọn hệ thống VRV vì đảm bảo được mỹ quan và tiết kiệm được năng lượng cho hệ thống điều hoà nhờ hệ thống thông gió tái thu hồi nhiệt HRV. Do thời gian có hạn và thiếu kinh nghiệm thực tế nên bản đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô và các bạn. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Đức Lợi. Hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hoà không khí. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, xuất bản 2005. [2]. Hà Đăng Trung, Nguyễn Quân. Cơ sở điều tiết không khí. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. Hà nội 1998 [3]. Nguyễn Đức Lợi, Phạm văn Tuỳ. Kỹ thuật lạnh cơ sở. Nhà xuất bản giáo dục 1998 [4]. Nguyễn Đức Lợi, Phạm văn Tuỳ, Đinh Văn Thuận. Kỹ Thuật Lạnh Ứng Dụng. Nhà Xuất Bản Giáo Dục 2003 [5]. Nguyễn Đức Lợi .Tự Động Hoá Hệ Thống Lạnh. Nhà Xuất Bản Giáo Dục 2004 [6]. Catalog thương mại VRV II của hãng DAIKIN