Tính toán cân bằng nhiệt ẩm đối với hệ thống điều hoà không khí trung tâm kỹ thuật y tế cao cấp

3,9 573,45 240,00 688,14 -3177,30 -3,69 22 Phòng mổ 4 2554,43 25 70 60,6 13,9 573,45 240,00 688,14 -3177,30 -3,69 23 Hành lang mổ 1-2 -5863,54 22 65 49,4 10,7 1106,04 150,00 36 114,00 47,97 10,40 -2708,46 -3,14 24 Hành lang mổ 3-4 -5730,21 22 65 49,4 10,7 1080,89 150,00 36 114,00 47,94 10,39 -2657,20 -3,09 25 Sành phòng mổ 522,76 22 65 49,4 10,7 344,99 510,00 122,4 387,60 33,81 7,40 -860,39 -1,00 26 Hành lang mổ-hậu phẫu -2829,82 22 65 49,4 10,7 854,06 240,00 57,6 182,40 46,44 10,07 -2467,29 -2,86 27 Phòng nghỉ-chờ -293,24 25 65 58,1 12,9 248,04 360,00 86,4 273,60 33,20 7,23 -2043,65 -2,37 28 Phòng Y tá-trực 203,56 25 65 58,1 12,9 436,21 120,00 28,8 91,20 53,38 11,83 -653,63 -0,76 29 Sảnh hậu phẫu 891,78 22 60 47,3 9,9 865,46 750,00 180 570,00 39,55 8,49 -212,25 -0,25 30 Phòng hậu phẫu 1 713,34 25 65 58,1 12,9 178,78 480,00 115,2 364,80 12,04 2,42 -1486,44 -1,73 31 Phòng hậu phẫu 2 740,08 25 65 58,1 12,9 328,56 900,00 216 684,00 11,11 2,21 -2725,37 -3,16 32 Phòng cấp cứu 2647,14 25 70 60,6 13,9 824,48 600,00 144 456,00 46,73 10,51 788,72 0,92 Tầng V  33 Phòng 501 5052,27 25 65 58,1 12,9 1368,48 270,00 64,8 205,20 54,72 12,13 2166,70 2,52 34 Phòng 502 7896,70 25 65 58,1 12,9 4753,18 600,00 144 456,00 55,93 12,41 9189,39 10,67 35 Phòng 503 7600,17 25 65 58,1 12,9 2973,55 390,00 93,6 296,40 55,85 12,39 5676,68 6,59 Tầng VI 36 Phòng 601 -1889,20 25 60 55,5 11,9 210,85 90,00 21,6 68,40 49,02 10,56 -828,03 -0,96 37 Phòng 602 24,66 25 60 55,5 11,9 -5,83 90,00 21,6 68,40 289,95 60,46 -386,52 -0,45 38 Phòng 603 -1180,99 25 60 55,5 11,9 131,81 90,00 21,6 68,40 45,13 9,75 -664,65 -0,77 39 Phòng 604 -1064,73 25 60 55,5 11,9 118,83 90,00 21,6 68,40 44,00 9,52 -637,83 -0,74 40 Phòng 605 -389,51 25 65 58,1 12,9 68,04 90,00 21,6 68,40 35,41 7,74 -533,12 -0,62 41 Phòng 606 32,94 25 65 58,1 12,9 33,09 90,00 21,6 68,40 11,43 2,28 -435,67 -0,51 42 Phòng 607 -1107,78 25 60 55,5 11,9 123,63 90,00 21,6 68,40 44,45 9,61 -647,76 -0,75 43 Phòng 608 424,33 25 60 55,5 11,9 133,72 180,00 43,2 136,80 35,07 7,67 -980,20 -1,14 Tổng cộng năng suất sưởi -52664,79 -61,15 Tổng cộng năng suất lạnh 17032,77 19,78 4.2. LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHÍNH CỦA HỆ THỐNG 4.2.1. Các phương án lựa chọn thiết bị Như đã phân tích ở chương 2, do công trình “ Trung tâm kỹ thuật y tế cao cấp” là một toà nhà nhiều tầng, nhiều không gian riêng biệt, cấu trúc phức tạp, khoảng không gian trong trần nhỏ (khoảng cách từ bụng dầm tới trần chỉ có 250mm) nên việc bố trí đường ống gió là không thể thực hiện được. Hệ thống điều hoà không khí kiểu VRV mặc dù có khả năng bố trí khá linh hoạt song có vốn đầu tư ban đầu rất lớn. Phương án dùng các máy điều hoà cục bộ cũng được loại trừ do việc bố trí nhiều cục nóng bên ngoài sẽ làm mất mỹ quan của công trình, mặt khác chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành tương đối lớn. Từ các nhận xét trên ta thấy hệ thống điều hoà không khí sử dụng nước làm chất tải lạnh là thích hợp hơn cả. Do chất tải nhiệt là nước nên đường ống có kích thước nhỏ, dễ dàng bố trí trong trần và đi vào các FCU đặt trong trần, vì vậy vừa đáp ứng được yêu cầu thẩm mỹ, vừa dễ gia công, lắp đặt. Tuy nhiên trong từng điều kiện cụ thể, nên xem xét kết hợp các phương án điều hoà không khí để cho có hiệu quả cao nhất. Hiện nay trong thực tế, các hệ thống điều hoà không khí sử dụng nước làm chất tải lạnh xuất hiện khá phổ biến. Các hệ thống này thường bố trí các FCU có thanh điện trở để sưởi Êm vào mùa đông. Sử dụng các FCU có thanh điện trở có ưu điểm nổi bật là đáp ứng được các nhu cầu rất khác nhau của các phòng, phòng có nhiệt thừa lớn vẫn làm lạnh, phòng có nhiệt thiếu lớn vẫn sưởi Êm tất nhiên với điều kiện chiller vẫn hoạt động. Tuy nhiên, các FCU có thanh điện trở cũng có những nhược điểm rõ rệt. Do sử dụng các thanh điện trở tại nhiều vị trí trong toà nhà nên nguy cơ gây ra sự cố cháy nổ cao. Việc sử dụng dây điện trở làm tăng chi phí đầu tư và tăng chi phí vận hành. Từ bảng kết quả tính toán năng suất lạnh (mùa hè) và năng suất sưởi (mùa đông) 4.1 và 4.2 cho thấy có 3 phòng chạy thận nhân tạo tại tầng 5 do có nhiệt toả cuả thiết bị lớn nên hầu như cần phải được làm lạnh trong cả năm (kể cả mùa đông). Ngoài 3 phòng vừa nêu, hầu hết các phòng đều có nhu cầu sử dụng khá đồng đều, tức là đều có nhu cầu làm mát về mùa hè và sưởi Êm về mùa đông. Như vậy, nếu thực hiện đúng theo phương án trên tức là chiller vẫn phải hoạt động liên tục để phục vụ riêng cho 3 phòng này. Rõ ràng việc làm này vừa tiêu tốn chi phí vận hành do vẫn phải cung cấp điện cho chiller và bơm đồng thời giảm tuổi thọ của thiết bị và không phát huy được ưu điểm của thiết bị (các FCU có thanh điện trở). Vì vậy, để giảm chi phỉ đầu tư cũng như chi phí vận hành, đồng thời giảm thời gian làm việc cho chiller, giảm bớt nguy cơ cháy nổ, ta xem xét phương án sau đây: Do nhu cầu sử dụng của các phòng (trừ 3 phòng chạy thận nhân tạo) khá đồng đều, do đó thay vì sưởi Êm bằng các thanh đốt điện trở, ta sử dụng một thiết bị đun nước nóng (boiler) cấp nước nóng đến các FCU vào mùa đông. Do vẫn sử dụng hệ thống đường ống nước dùng cho mùa hè nên chi phí đầu tư, chi phí vận hành rất thấp đồng thời việc lắp đặt cũng hết sức đơn giản. Tất nhiên khi đó chỉ có thể sử dụng hoặc chiller hoặc boiler. Với phương án này, khi hầu hết các phòng cần sưởi Êm, phải sử dụng boiler thì ở cả 3 phòng chạy thận nhân tạo không được làm lạnh. Vì vậy, tại các phòng này ta cần bố trí thiết bị điều hoà không khí độc lập. Để phù hợp với kiến trúc tổng thể của toà nhà, ta nên chọn các thiết bị điều hoà không khí kiểu âm trần và gió thổi lạnh vào không gian điều hoà qua các miệng thổi giống như các FCU tại các phòng khác. Vì vậy, ta chọn máy điều hoà kiểu hai cục có dàn lạnh treo trong trần (split air conditioner concealed type). Việc lắp đặt các máy điều hoà không khí kiểu hai cục nếu không chú ý ‎sẽ ảnh hưởng tới độ thẩm mỹ của công trình. Tuy nhiên do các phòng này được lắp đặt tại tầng năm nên có thể bố trí dàn nóng trên sân thượng, vẫn đảm bảo được mỹ quan chung. Mặt khác, việc lắp đặt các máy loại này có ý nghĩa rất lớn trong việc giảm tải cho các chiller và tiết kiệm chi phí vận hành. Khi sử dụng các thiết bị điều hoà cục bộ này cho phép các phòng chạy thận nhân tạo có một chế độ điều hoà riêng biệt và được làm lạnh trong suốt cả năm. 4.2.2. Tính toán lựa chọn máy và thiết bị điều hoà không khí 4.2.2.1. Chọn các máy làm lạnh nước (Water chiller) Về cơ bản, máy làm lạnh nước được chia làm 2 loại: giải nhiệt bình ngưng bằng nước (water cooled water chiller) và giải nhiệt giàn ngưng bằng gió. (air cooled water chiller). So với máy giải nhiệt bằng gió, máy lạnh giải nhiệt nước có các ưu điểm là với cùng một kích thước, máy giải nhiệt nước cho năng suất lạnh lớn hơn nhiều so với máy lạnh giải nhiệt gió và năng suất lạnh rất ổn định, Ýt bị phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ không khí bên ngoài. Tuy nhiên, nó có những nhược điểm rất lớn mà máy lạnh giải nhiệt gió không mắc phải đó là: Vận hành, lắp đặt phức tạp do có thêm tháp giải nhiệt, bơm nước giải nhiệt. - Phải thường xuyên bảo dưỡng, làm vệ sinh do có hiện tượng đóng cặn ở bình ngưng làm ảnh hưởng tới tuổi thọ của thiết bị. - Tiêu tốn nước làm mát. - Độ ồn của hệ thống lớn (chủ yếu do quạt của tháp giải nhiệt gây ra). - Có thải nhiều hơi nước vào môi trường trong khu vực đặt tháp giải nhiệt. Từ những nhược điểm trên, do năng suất lạnh yêu cầu của toàn bộ hệ thống không quá lớn nên ta sử dụng máy sản xuất nước lạnh giải nhiệt gió. Hiện nay có rất nhiều hãng cung cấp sản phẩm điều hoà không khí tại Việt Nam, tuy nhiên hãng TRANE (Hoa Kỳ) là một trong những hàng đi đầu trong công nghệ sản xuất và lắp đặt máy nén xoắn đĩa cho các máy sản xuất nước lạnh, đồng thời hãng đã có văn phòng đại diện, hệ thống dịch vụ tại Việt Nam. Vì vậy, chọn máy lạnh do hãng TRANE sản xuất. Dựa vào năng suất lạnh yêu cầu của toàn bộ hệ thống ta chọn 3 máy sản xuất nước lạnh CGAH050 của TRANE với các thông số như sau: - Năng suất lạnh (tại nhiệt độ không khí ngoài trời là: 40OC, nhiệt độ nước ra: 5OC) là: 117,8 kW. Số lượng máy nén: 2 . Số bước điều chỉnh công suất: 4. Dòng điện có tải lớn nhất: 105A. Công suất điện tiêu thụ: 42,4kW. Dòng khởi động: 217A. Dòng điện hoạt động: 80A. Lưu lượng nước: 273 l/phút. Trở kháng thuỷ lực đường nước: 4 mH2O. Loại môi chất: HCFC-22. Lượng môi chất: 20,5kg. Điện áp: 3Ph/380V/50Hz. Như vậy tổng năng suất lạnh của thiết bị là: QO= 3* QOmáy= 3*117,8 = 353,4 Hệ sè dự trữ công suất là: Đối với các công trình điều hoà không khí thì hệ số dự trữ công suất như vậy là khá hợp lý. 4.2.2.2. Chọn giàn trao đổi nhiệt (FCU) tại các phòng Để tiện cho việc mua sắm, bảo hành, bảo trì thiết bị ta chọn các giàn trao đổi nhiệt (FCU) của TRANE. Như đã nêu ở phần trên, các FCU được chọn phải thoả mãn các yêu cầu của cả mùa đông và mùa hè: có năng suất lạnh, năng suất sưởi, năng suất gió lớn hơn hoặc bằng yêu cầu. Ví dụ đối với phòng mổ một chọn 2 FCU 08 có: Năng suất lạnh thiết bị là: 16,48 kW, lớn hơn năng suất lạnh yêu cầu là 25,7%. Năng suất thiết bị là: 2714 (m3/h), lớn hơn năng suất gió yêu cầu là 154%. Các FCU bố trí tại các phòng được liệt kê chi tiết ở bảng “Lựa chọn thiết bị điều hoà không khí cho từng phòng”. Cần lưu ý rằng để hạ giá thành các FCU này không có các phụ kiện đi kèm đồng bộ như van, hộp gió, phin lọc. Các phụ kiện này sẽ được mua sắm trong nước hoặc chế tạo, lắp đặt tại công trình trong quá trình thi công lắp đặt. 4.2.2.3. Chọn thiết bị đun nóng nước Hãng CIAT là hãng cung cấp các thiết bị Nhiệt Lạnh - Điều hoà không khí lớn. Và hiện nay trên thị trường Việt Nam chỉ có thiết bị đun nóng nước của CIAT do đó ta chọn thiết bị này của hãng CIAT. Dựa vào công suất nhiệt yêu cầu của hệ thống ta chọn bình đun nước nóng bằng điện ELECTROCIAT ký hiệu ECN – 35. Công suất nhiệt: 35 kW. Điện áp: 3 Ph/380V/50Hz. Trở kháng thuỷ lực của nước qua thiết bị: 2ml H2O Như vậy thiết bị đã chọn có: - Năng suất nhiệt tổng: QS= 2x QS máy= 2x 35= 70 (kW) - Hệ số dự trữ công suất: 4.2.2.4. Chọn các thiết bị điều hoà không khí cho các phòng chạy thận nhân tạo ở tầng năm Như đã nói ở trên, để phù hợp với kiến trúc công trình và toàn bộ hệ thống, ta chọn máy điều hoà không khí kiểu 2 cục có dàn lạnh đặt âm trần, đồng thời để đồng bộ ta chọn thiết bị của TRANE có các sơri TTK042KD, TTA050CD (dàn nóng) và MCD048DB, MCD060DB (dàn lạnh). Phòng 501 có: Năng suất lạnh yêu cầu lớn nhất: 9,56 kW. Năng suất gió yêu cầu lớn nhất: 1951.52 m3/h. Ta chọn 1 máy TTK042KD/MCD048DB có: Năng suất lạnh: 12.3 kW. Năng suất gió là: 2386 m3/h. Vậy hệ số dự trữ công suất là: Các phòng còn lại tính tương tự. Toàn bộ thiết bị điều hoà không khí bố trí tại các phòng được nêu trong bảng 4.3: “Lựa chọn thiết bị điều hoà không khí cho từng phòng”. BẢNG 4.3: LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ CHO TỪNG PHÒNG TT Tên phòng Năng suất gió cần thiết (m3/h) Lượng gió tươi cần bổ xung (m3/h) Năng suất lạnh cần thiết (kW) Thiết bị điều hoà không khí bố trí cho từng phòng Hệ sè dự trữ % Số lượng Năng suất gió (m3/h) Năng suất lạnh (kW) FCU 03 FCU 04 FCU 06 FCU 08 FCU 10 FCU 12 Tầng I 1 Phòng 101 1949,87 475,00 17,40 2 3392 19,08 9,66 2 Phòng 102 827,36 190,00 6,64 1 1357 8,24 24,10 3 Phòng 103 703,49 209,00 7,07 1 1357 8,24 16,55 4 Phòng 104 477,27 38,00 1,88 1 509 3,78 101,06 Tầng II 5 Phòng 201 542,78 133,00 4,54 1 678 5,87 29,30 6 Phòng 202 795,48 76,00 3,42 1 678 5,87 71,64 7 Phòng 203 424,81 95,00 3,35 1 509 3,78 12,84 8 Phòng 204 424,81 95,00 3,35 1 509 3,78 12,84 9 Phòng 205 400,11 95,00 3,28 1 509 3,78 15,24 10 Phòng 206 516,67 57,00 2,40 1 509 3,78 57,50 11 Phòng 207 493,81 57,00 2,35 1 509 3,78 60,85 12 Phòng 208 349,55 57,00 2,29 1 509 3,78 65,07 13 Phòng 209 694,38 152,00 5,41 1 678 5,87 8,50 14 Hành lang 2169,38 475,00 15,16 2 2 2374 19,3 27,31 15 Phòng 210 821,35 152,00 5,78 1 1018 6,27 8,48 16 Phòng 211 780,13 190,00 6,96 1 1357 8,24 18,39 17 Phòng 212 263,49 76,00 2,60 1 509 3,78 45,38 18 Phòng 213 423,88 76,00 2,93 1 509 3,78 29,01 Tầng III  19 Phòng mổ 1 1068,42 152,00 13,11 2 2714 16,48 25,71 20 Phòng mổ 2 1068,42 152,00 13,11 2 2714 16,48 25,71 21 Phòng mổ 3 1068,42 152,00 13,11 2 2714 16,48 25,71 22 Phòng mổ 4 1068,42 152,00 13,11 2 1018 16,48 25,71 23 Hành lang mổ 1-2 1123,68 95,00 3,98 2 1018 7,56 89,95 24 Hành lang mổ 3-4 1175,89 95,00 4,08 2 2036 7,56 85,29 25 Sành phòng mổ 1313,08 323,00 9,82 1 2036 11,93 21,49 26 Hành lang mổ-hậu phẫu 1077,89 152,00 5,00 2 1018 7,56 51,20 27 Phòng nghỉ-chờ 853,48 228,00 7,55 1 1357 8,24 9,14 28 Phòng Y tá-trực 308,76 76,00 2,59 1 509 3,78 45,95 29 Sảnh hậu phẫu 1840,55 475,00 14,16 1 1 2375 14,51 2,47 30 Phòng hậu phẫu 1 1319,50 304,00 10,61 2 2036 12,54 18,19 31 Phòng hậu phẫu 2 2479,89 570,00 19,91 2 6108 23,86 19,84 32 Phòng cấp cứu 1993,75 380,00 15,57 2 2714 16,48 5,84 Tầng V  33 Phòng 501 1951,52 171,00 9,56 1 máy TTK042KD/MCD048DB 2386 12,30 28,66 34 Phòng 502 6018,63 381,55 26,24 2 máy TTK050CD/MCD060DB 6800 35,20 34,14 35 Phòng 503 3694,22 247,00 16,40 1 máy TTK042KD/MCD048DB 4760 24,60 50,00 Tầng VI 36 Phòng 601 1388,48 97,71 4,73 1 1018 6,27 32,56 37 Phòng 602 1330,12 92,84 4,55 1 1018 6,27 37,80 38 Phòng 603 1330,12 92,84 4,55 1 1018 6,27 37,80 39 Phòng 604 1330,12 92,84 4,55 1 1018 6,27 37,80 40 Phòng 605 847,52 57,00 3,09 1 678 5,87 89,97 41 Phòng 606 725,52 57,00 2,84 1 509 3,78 33,10 42 Phòng 607 1330,12 92,84 4,55 1 678 5,87 29,01 43 Phòng 608 1580,12 114,00 5,95 1 1018 6,27 5,38 Tổng 19 6 10 15 2 3 Chương 5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG VÀ LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHỤ CHO HỆ THỐNG PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG Máy sản xuất nước lạnh giải nhiệt gió (Air cooled water chiller) cần được bố trí ở một nơi thông thoáng để bảo đảm năng suất gió giải nhiệt cho giàn ngưng. Mặt khác, do công trình không có tầng hầm để bố trí thiết bị, việc giành một mặt bằng rộng để bố trí thiết bị là không thể thực hiện, chưa xét tới ảnh hưởng của các phòng lân cận do độ ồn rung khi vận hành. Vì vậy, giải pháp thích hợp nhất là bố trí thiết bị ( Water chiller và water boiler) của hệ thống trên sân thượng toà nhà. Do bên trong toà nhà không có không gian thích hợp để bố trí đi đường ống trục chính nên buộc phải bố trí đường ống nước thẳng đứng ở bên ngoài toà nhà. Để không ảnh hưởng tới kiến trúc toà nhà, bố trí các đường ống đứng đi trong hộp kỹ thuật tại góc vuông giao giữa hai trục D-D và 8-8. Các đường ống cấp nước lạnh đi vào các phòng cấp nước lạnh cho các FCU, tuỳ theo cấu trúc cụ thể của từng tầng được bố trí trong bản vẽ thiết kế. Do mùa đông và mùa hè có chế độ nhiệt độ rất khác biệt nên có thể xảy ra hiện tượng biến dạng hệ thống đường ống, vì vậy, tại vị trí đầu cấp và hồi của mỗi tầng ta bố trí một đoạn chữ U để bù biến dạng. Để cấp không khí tươi vào các phòng, do cấu trúc của toà nhà bao gồm nhiều toà nhà riêng biệt được bố trí các FCU ngay trong trần nên ta sử dụng chính các không gian trần này hoà trộn. Không khí trong phòng được hút lên qua các cửa hồi có kích thước và hình dáng giống như các miệng thổi, hoà trộn với không khí ngoài được đi qua giàn lạnh, do đường ống gió khá ngắn nên ta cấp gió ra miệng thổi nhờ các ống gió mềm f 200. Do trần của công trình được lắp bằng các tấm thạch cao 600´600 vì vậy, ta cũng dùng miếng thổi đứng có loa khuếch tán với kích thước bao 600´600 để cho tiện việc lắp đặt và tạo cảm giác liên tục của bề mặt trần. Để đảm bảo cho môi trường không khí chung ở toà nhà được trong sạch, cần có hệ thống hút thải các nhà vệ sinh. Với kiến trúc toà nhà có khá nhiều nhà vệ sinh không có tường tiếp xúc trực tiếp với không khí nên việc bố trí các quạt hút không khí thải tại các nhà vệ sinh trở nên rất khó khăn. Đồng thời, việc đặt nhiều quạt hút thải và quạt cấp không khí tươi sẽ làm cho bề mặt ngoài của công trình trở nên gồ ghề, mất mỹ quan. Vì vậy, để giảm bớt các cửa thải đồng thời có thể hút thải tại các toilet không có tường tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài, cần bố trí các quạt hút thải chung cho toàn bộ toà nhà. 5.2. HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG CẤP NƯỚC LẠNH ĐỂ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ 5.2.1. Sơ đồ đi ống Đối với một hệ thống đường ống nước dùng để cung cấp nước lạnh vào mùa hè và nước nóng vào mùa đông ta có thể lựa chọn một trong cách bố trí sau : Hệ thống gồm hai ống cấp nước lạnh vào mùa hè và nước nóng vào mùa đông . Hệ thống gồm ba ống, một ống hồi và hai ống cấp. Hệ thống gồm bốn ống, hai ống hồi và hai ống cấp. Tuy nhiên trong điều kiện thực tế nước ta, do độ chênh lệch nhiệt độ nước giữa hai mùa không quá lớn, vốn đầu tư còn hạn chế nên ta vẫn thường sửc dụng hệ thống 2 ống dẫn cho cả mùa đông và mùa hè. 5.2.2. Sơ đồ hồi nước Thông thường ta có sử dụng hai phương pháp hồi nước là hồi nước trực tiếp và hồi nước không trực tiếp. Tuy nhiên trong thực tế thường gặp hệ thống điều hoà có đường ống nước hồi kiểu không trực tiếp. Cách bố trí hệ thống này được gọi nôm na một cách dể hiểu là “ đi xa về gần- đi gần về xa” . Khi sử dụng sơ đồ này để bố trí đường ống nước thì chiều dài của đường ống tới các thiết bị dàn trao đổi nhiệt hầu như bằng nhau. Do mặt bằng của công trình tương đối rộng, số lượng FCU khá lớn nên ta dùng sơ đồ 2 ống dẫn quay về không trực tiếp. Toàn bộ hệ thống đường ống nước được thể hiện trên các bản vẽ mặt bằng các tầng và sơ đồ nguyên lý hệ thống đường ống nước. Toàn bộ hệ thống sử dụng chung một bình dãn nở kiểu hở đặt tại đầu hút của bơm và có dung tích 500 lít (5% thể tích nước tuần hoàn trong hệ thống). 5.2.3. Tính toán trở lực thuỷ lực của hệ thống đường ống Để có thể bơm được một cách chính xác vừa đảm cho hệ thống hoạt động tin cậy, vừa không quá lãng phí công suất, hiệu suất cao, tiết kiệm năng lượng ta phải tính toán một cách chính xác trở lực thuỷ lực của hệ thống đường ống. Việc tính toán trở lực thuỷ lực được tính cho nhánh ống có trở lực thuỷ lực (bao gồm trở lực ma sát và trở lực cục bộ ) lớn nhất. Khi đã đảm bảo thắng được trở lực thuỷ lực nhánh lớn nhất thì công suất bơm đủ cho hệ thống làm việc bình thường. Nhánh ống có trở lực thuỷ lực lớn nhất là nhánh ống có đường đi dài nhất và có trở lực cục bộ lớn nhất. Theo sơ đồ nguyên lý của hệ thống, ta quyết định lựa chọn nhánh ống tầng 2 để tính trở lực thuỷ lực cho hệ thống. Tổng trở lực thuỷ lực của hệ thống được tính theo công thức [2]: åP =Pms +Pcb+PFCU+Ptbị Trong đó : Pms : là tổng trở lực ma sát của hệ thống bao gồm trở lực ma sát đường cấp ( Pms cấp) và trở lực ma sát đường hồi (Pmshồi), Pa. Pcb : là tổng trở lực cục bộ của hệ thống khi đi qua các chi tiết như van, tê, cút, rắc co...,Pa. PFCU : Tổn thất áp suất nước khi đi qua giàn trao đổi nhiệt (FCU), Pa. Ptbị : Tổn thất áp suất nước khi đi qua thiết bị trao đổi nhiệt (Water chiller hoặc Water boiler), Pa. 5.2.3.1. Trở lực ma sát DPms Các đường ống nước được lắp đặt bằng ống thép Schedule 40 vì vậy ta có thể sử dụng đồ thị tổn thất áp suất trong các ống dẫn nước bằng thép theo Schedule 40 cho trong hình 1 (phụ lục). Phương pháp xác định tổn thất như sau : Để không gây ồn, rung và giảm bớt hao mòn cho đường ống, ta nên chọn vận tốc nước chuyển động trong ống nhỏ hơn 4,5 m/s và tổn thất áp suất nhỏ hơn 0,1mH2O/m chiều dài ống. Để tính được đường kính ống và vận tốc nước, ta chọn P1 =900Pa/m ứng với lưu lượng nước trong ống, ta tìm được đường kính ống tiêu chuẩn gần nhất. Từ đường kính thực chọn này, ta tính được vận tốc và tổn thất áp suất trên 1m chiều dài ống thực tế. Ví dụ với đoạn ống cấp cuối cùng LM có lưu lượng nước cấp vào FCU là Vsi=0,33(l/s). Với P1 =900 ta tra được đường kính ống là 18mm và tốc độ là 1m/s. Trên thị trường có loại đường ống thép có đường kính 19mm. Vậy khi dùng loại này đồng thời đảm bảo lưu lượng nước là 0,33 l/s thì tổn thất áp suất trên mỗi mét chiều dài là 700Pa/m và vận tốc nước lạnh là 0,8m/s. Tương tự với cách làm trên đây ta sẽ lần lượt xác định được kích thước ống, vận tốc nước, tổn thất áp suất trên mỗi m chiều dài ống cho toàn hệ thống, kết quả được cho trong bảng 5.1 kết quả tính toàn trở lực ma sát là: åP =194900 ( Pa) =19,87 (mH2O). 5.2.3.2. Trở lực thuỷ lực cục bộ DPcb Trở lực thuỷ lực cục bộ là tổn thất áp suất khi lưu chất đi qua các vị trí đặc biệt trên đường ống, như van, côn, cút tê... Để tính toán trở lực thuỷ tại các điểm này, ta quy đổi mức độ tổn thất của các chi tiết đã nêu trên thành chiều dài tương đương của đoạn ống dẫn thẳng. Ví dụ đoạn AB có : - 1 van của F80 có chiều dài tương đương : 0,975m. Trở lực cục bộ của van là : Pcbvan=Itđ´P1=0,975´1500=1462,5(Pa) - 1 tê 80´80´60 có chiều dài tương đương là : 1,524m. Trở lực cục bộ qua tê là: Pcb=Itđ´P1=1,525´1500=2286(Pa) Tổng trở lực cục bộ của đoạn AB là : Pcb=Pcbvan+Pcb=1462,5+2286=3748,5 (Pa) Tương tù ta tính được trở lực cục bộ của toàn hệ thống. Kết quả tính toán trở lực cục bộ được đưa ra trong bảng 5.2, tổng trở lực thuỷ lực cục bộ tính được là : åPcb = 115954 (Pa) =1 1,82 (mH2O) 5.2.3.3. Trở lực thuỷ lực khi đi qua FCU Theo cataloge, tổn thất áp suất khi đi qua FCU va HFCA-04 là: åPFCU = PMN = 7350 (Pa) = 0,75 (mH2O) 5.2.3.4. Trở lực thuỷ lực khi đi qua chillers Theo cataloge tổn thất áp suất khi đi qua chiller CGAH050 là : Pchiller= 4(mH2O) vậy tổng trở lực thuỷ lực của hệ thống : åP = åPmc+ åPcb+ åPFCU+ åPchiller = 19,87 + 11,82 + 0,75 + 4 = 26,44 (mH2O) 5.2.4. Chọn bơm Để đảm bảo cho hệ thống hoạt động ổn định ta chọn bơm nước có lưu lượng và cột áp lớn hơn lưu lượng và cột áp cần thiết đã tính ở phần trên : Lưu lượng cần thiết của hệ thống : Q = 20,67 (l/s) = 77,4 (m3/h). Cột áp cần thiết : H= åP = 26,44 mH2O. Căn cứ vào các số liệu trên đây ta chọn hai bơm có ký hiệu CM40-200B của hãng FBARA có các thông số sau : Qmáy=39(m3/h). Hmáy=33,4mH2O. Công suất tiêu thụ : 7,8 kW. Điện áp : 3ph/380/50Hz. Với 2 máy bơm, các thông số là : Qthực=78 m3/h, Hthực =33,4 mH2O. Để bảo đảm hệ thống hoạt động liên tục trong cả năm ta chọn thêm một bơm dự phòng cùng ký hiện như trên. Mặt bằng bố trí thiết bị của hệ thống như bản vẽ mặt bằng mái. 5.3. HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÔNG KHÍ 5.3.1. Hệ thống ống gió cấp lạnh (hoặc sưởi) cho toà nhà 5.3.1.1. Đường gió hồi Như đã nhận phân tích ở phần trên, công trình “ Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp” bao gồm không gian điều hoà riêng biệt, có nhu cầu khác nhau về lượng không khí tươi, năng suất gió và có không gian trần độc lập được bố trí các FCU. Về kết cấu xây dựng, công trình có hệ thống khung dầm phức tạp chạy ngang dọc trong trần. Khoảng cách từ bụng dầm tới trần rất nhỏ ( 200mm) nên không thể vừa bố trí đường ống cấp nước, vừa bố trí hệ thống ống cấp gió tươi trong cùng một khu vực. Vì vậy phải chấp nhận phương án cấp không khí tươi cho từng phòng mặc dù phương án này có hạn chế về góc độ thẩm mỹ do xuất hiện nhiều cửa lấy gió trên tường. Do các phòng có không gian trần tương đối kín và độc lập nên ta dùng chính các khoảng không gian này làm buồng hoà trộn. Để lọc bụi cho không khí trước khi cấp vào phòng, tại các hội hồi gió của FCU và các cửa lấy gió tươi đều được bố trí phin lọc. Tại các cửa hồi gió có kích thước giống như các cửa cấp gió và được trang bị một lớp lưới lọc bụi. 5.3.1.2. Đường gió cấp Để cấp gió tới các miệng thổi, ta nên dùng ống nối mềm F200 có bảo ôn vừa dễ dàng bố trí vừa giảm ồn. Tính kiểm tra lại vận tốc gió đi trong ống mềm này ta thấy theo cách bố trí FCU 03, 03, 06 cấp gió cho một miệng thổi, các FCU 08, 10, 12 cấp gió cho 2 miệng thổi thì vận tốc lớn nhất là vận tốc đi trong ống mềm của FCU 06 hoặc 12 có giá trị bằng : VF200max = LFCU06/fF200. Trong đó : LFCU06 là năng suất gió của FCU HFCA06 và bằng 1018(m3/h) hay 0.238(m3/s). fF200=(11´0,22)/4=0,0314(m2) Vậy VF200max = 0,238/0,0314 » 9(m/s) Do đây là ống mềm nên vận tốc này có thể chấp nhận được. 5.3.1.3. Miệng thổi – Sự phân phối không khí trong nhà Do toà nhà có bố trí trần thạch cao có kích thước 600´600 nên để thuận tiện cho việc thi công lặp đặt và tạo ra bố cục hài hoà ta chọn miệng thổi đứng có kích thước bao là 600´600. Để đảm bảo phân phối đều gió ra các phía, đồng thời tiêu âm và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thi công, bên trên các miệng thổi được trang bị các hộp góp gió có kích thước 600´600´250. Bên trong các hộp góp gió này được gián một nút lớp cách nhiệt dày 5 cm vừa để cách nhiệt vừa có tác dụng hút âm. Để đảm bảo đồng thời cả phân bố tốc độ và nhiệt theo yêu cầu, kích thước họng thổi được chọn là trị số nhỏ hơn trong 2 trị số sau [5]: Trong đó : - : Đường kính miệng thổi tính theo chênh lệch nhiệt độ, m - : Đường kính miệng thổi tính theo tốc độ cho phép làm việc, m - H : chiều cao trần, m. - t1, tv : Độ chênh nhiệt độ vùng làm việc và độ chênh nhiệt thổi vào (oC) - vt, vv : vận tốc không khí vùng làm việc và vận tốc không khí ra khỏi miệng thổi, m/s. - m, n : Hệ số phụ thuộc vào miệng thổi. Lấy n=1, m=1,35 [5]. (m) (m) Để phù hợp với thực tế chọn kích thước họng thổi là 0,35m. Khi bố trí miệng thổi trong nhà, cần lưu ý bố trí xen kẽ các miệng thổi và miệng hút tạo nên sự phân bố đồng đều không khí trong phòng. 5.3.2.Đường hút không khí thải nhà vệ sinh Đối với các nhà vệ sinh trong bệnh viện, đây là nguồn phát sinh các chất gây mùi khú chịu, có thể lan toả ra các không gian điều hoà vốn rất kín. Vì vậy, việc thông gió, hút thải không khí trong nhà vệ sinh là hết sức cần thiết. Do công trình có nhiều tầng nên nếu bố trí cửa thải trực tiếp tại các tầng thì rất cỏ thể tầng trên lại hút không khí thải của tầng dưới qua cửa lấy gió tươi. Ngoài ra, trong toà nhà có nhiều nhà vệ sinh không có tường tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài nên cũng cần bố trí đường ống hút vào tận phòng. Đường ống gió thải và đường ống nước của hệ thống của hệ thống điều hoà có thể bố trí riêng biệt nên có thể sắp xếp cho chúng không bị giao với nhau. Từ các nhận thức trên cần thiết kế một hoặc vài đường ống gió hút thải nhà vệ sinh có ống góp chung và đặt quạt trên sân thượng. Theo bản vẽ mặt bằng, các nhà vệ sinh được đặt ở các vị trí khá xa nhau nên không thể bố trí một đường ống góp chung. Vì vậy, ta thiết kế 2 hệ thóng đường ống gió thổi đặt tại 2 góc khuất giao giữa các trục DD-33 và DD-88. Hệ thống đường ống này cho phép thông gió hầu hết các nhà vệ sinh. Tương tự như với đường ống nước, ta tính toán trở lực thuỷ lực đối với đường ống có tổng trở lực thuỷ lực lớn nhất. Theo bản vẽ thiết kế, nhánh ống ta cần tính là nhánh hút không khí từ nhà vệ sinh phòng 101. Tổng trở lực thuỷ lực được tính theo công thức [5]: åP =åPms+åPcb+åP11 Trong đó : åPms : là tổn thất áp suất do ma sát, Pa åPcb : là tổn thất áp suất trở lực cục bộ, Pa åP11 : Tổn thất áp suất gây ra do hiệu ứng ống khói, Pa. Tuy nhiên, với điều kiện Việt Nam, do nhiệt độ trong và ngoài nhà không đáng kể nên P11 có giá trị rất nhỏ có thể bỏ qua. 5.3.2.1. Tính toán trở lực ma sát Theo kinh nghiệm, hệ số trao đổi không khí đối với các hệ thống gió nên ta chọn vào khoảng 15¸20lần/h. Hầu hết các phòng vệ sinh trong toà nhà có diện tích từ 9¸12m3 sàn, tức là có khối thể tích vào khoảng 31,5¸42m3. Như vậy nếu lấy lưu lượng không khí thải cho các phòng vệ sinh là 630 m3/h thì sẽ đảm bảo hệ thống trao đổi đúng trong khoảng 15 ¸ 20 lần/h. Tốc độ không khí đi trong ống w cũng được chọn theo kinh nghiệm, tại các đoạn ống nhánh chọn w= 6 m/s, tại các đoạn ống chính chọn w= 9¸10 (m/s). Từ hai thông số lưu lượng L và vận tốc dòng khí w, ta dễ dàng tính được tiết diện ngang của đường ống theo công thức [5]: Tuỳ theo vị trí đặt ống (đứng, ngang, dưới dầm...) chọn kích thước ống cho phù hợp. Sau khi biết được kích thước và chiều dài ống ta tính được trở lực ma sát theo công thức [5] : Pms =Pms l. Trong đó : Pms : Là trở lực ma sát trên 1m chiều dài ống được tra từ độ thị hình 2(phụ lục), Pa/m. l: chiều dài đoạn ống, m. Theo cách tính trên ta xác định được tổng trở lực ma sát cho nhánh ống lớn nhất của hệ thống đường ống có quạt đặt tại trục 33-DD là : Pms = 197. Và trở lực ma sát cho nhánh ống lớn nhất của hệ thống đường ống có quạt đặt tại trục 88-DD là : Pms =177,9 Kết quả cụ thể cho trong bảng 5.3 và 5.4 “Trở lực ma sát trên đường ống dẫn khí ”. 5.3.2.2 Tính trở lực cục bộ Trở lực thuỷ lực cục bộ được tính theo công thức [5]: åPcb =x*r*w2/2 x : Hệ số trở lực cục bộ phụ thuộc vào vị trí có trở lực. Trị số x lấy trong phụ lục 1[5] và10.5[2] . r : Mật độ không khí, lấy r=1,2 (kg/m3). w : Vận tốc dòng khí chuyển động trong ống, m/s. Theo công thức tính trên đây ta tính được tổng trở lực thuỷ lực cục bộ cho nhánh ống lớn nhất của hệ thông đường ống có quạt đặt tại trục 33-DD là: Pcb=343,68 Và trở lực ma sát cho nhánh ống lớn nhất có quạt đặt tại 88-DD là: Pcb=302,85. Kết quả tính toán chi tiết Pcb cho trong bảng sau 5.5 và 5.6 “ Trở lực cục bộ trên đường ống dẫn khí “. Tổng trở lực thuỷ lực trên đường ống dẫn khí là đối với nhánh ống đặt quạt tại trục 33-DD là : åP33 = Pms + Pcb = 197 + 343,68 = 540,68 Lưu lượng không khí thải : Lthải 33=3,675(m3/s)=13,230(m3/h). Tổng trở lực thuỷ lực trên đường ống dẫn khí là đối với nhánh ống đặt quạt tại trục 88-DD là : åP88 = Pms + Pcb=177,9+303,85 = 480,75 Lưu lượng không khí thải : Lthải88 =3,15 (m3/s)= 11,340(m3/h). 5.3.3. Chọn quạt Đối với nhánh đặt quạt tại trục 33-DD : Với lưu lượng cột áp như trên, ta chọn 3 quạt IRE 80´50D của hảng OSTBERG có các thông số kỹ thuật như sau : Lưu lượng : 1,5 m3/s. Cột áp : 520 Pa. Điện áp : 380V/3 pha/50Hz. Công suất : 4kW. Kích thước : 900*952*705. Tuy nhiên, theo đường đặc tính của thiết bị thì quạt hút mà ta đã chọn có thể hoạt động bình thường với năng suất gió là 1,225 m3/s với cột áp 580Pa và công suất điện tiêu thụ 3 kW. Đối với nhánh dặt quạt tại trục 88-DD: Với lưu lượng cột áp như trên, ta cũng có thể chọn 2 quạt IRE 80´50D của hãng OSTBERG. Theo đường đặc tính của thiết bị thì quạt hút mà ta chọn có thể hoạt động bình thường với năng suất gió là 1,6 m3/s với cột áp 500 Pa và công suất điện tiêu thụ khoảng 3,3 kW. BẢNG 5.1. TRỞ LỰC M A SÁT TRÊN ĐƯỜNG ỐNG DẪN NƯỚC Đoạn ống Lưu lượng (l/s) Đường kính danh nghĩa (mm) Chiều dài (m) P1 (Pa/m) Vận tốc (m/s) åPl (Pa) Ghi chó AB 20,67 80 14 1500 3,5 21000 Đoạn ống chính trên mái BC 17,77 80 4 1300 3,2 5200 Sau khi rẽ nhánh tầng 6 CD 7,41 65 12 800 2,2 9600 Sau khi rẽ nhánh tầng 3 DE 5,04 50 3 900 1,8 2700 Bắt đầu vào tầng 2 EF 3,12 40 2 1300 2 2600 FG 2,98 40 6 1200 1,8 7200 GH 2,56 40 6 900 1,7 5400 HI 2,34 40 6 700 1,3 4200 IJ 2,12 32 6 1400 1,9 8400 IK 1,85 32 6 1200 1,7 7200 KL 0,8 25 3 1000 1,3 3000 Trước khi vào FCU LM 0,33 20 18 550 0,8 9900 Sau khi qua FCU NO 0,33 20 18 550 0,8 9900 OP 0,8 25 3 1000 1,3 3000 PQ 2,24 40 6 700 1,6 4200 QR 2,57 40 6 950 1,8 5700 RS 2,79 40 6 1100 1,9 6600 ST 3,12 40 24 1200 2 28800 TU 5,04 50 3 900 1,8 2700 UV 18,3 80 4 1400 3 5600 Đoạn ống đứng đi lên VW 20,67 80 28 1500 3,5 42000 Đoạn ống chính trên mái Tổng 194900 BẢNG 5.2: TRỞ LỰC CỤC BỘ TRÊN ĐƯỜNG ỐNG DẪN NƯỚC Đoạn ống Đường kính danh nghĩa (mm) Loại phụ kiện Số lượng Chiều dài tương đương (m) P1 (Pa/m) åP1 (Pa) Ghi chó AB 80 Van cửa 1 0,975 1500 1462,5 Đoạn ống chính trên mái 80 Cót 90 3 2,286 1500 10287 BC 80 Tê 1 1,524 1300 1981,2 Sau khi rẽ nhánh tầng 6 CD 65 Tê 1 1,294 800 999,2 Sau khi rẽ nhánh tầng 3 DE 50 Cót 90 4 2,5 900 9000 Bắt đầu vào tầng 2 50 Van cầu 1 16,764 900 15087,6 50 Van cửa 1 0,701 900 630,9 EF 40 Tê 1 0,792 1300 1029,6 FG 40 Tê 1 0,792 1200 950,4 GH 40 Tê 1 0,792 900 712,8 HI 40 Tê 1 1,128 700 789,6 IJ 32 Tê 1 0,701 1400 981,4 JK 32 Tê 1 0,945 1200 1134 KL 25 Cót 90 1 0,792 1000 792 LM 20 Cót 90 3 0,609 550 1004,85 Trước khi vào FCU 20 Van cầu 1 6,705 550 3687,75 NO 20 Cót 90 3 0,609 550 1004,85 Sau khi qua FCU 20 Van cầu 1 6,705 550 3687,75 OP 25 Cót 90 1 0,792 1000 792 PQ 40 Cót 90 2 1,219 700 1706,6 QR 40 Tê 1 0,792 950 752,4 RS 40 Tê 1 0,792 1100 871,2 ST 40 Tê 1 0,792 1200 950,4 TU 50 Cót 90 4 1,524 900 5486,4 50 Van cầu 1 16,76 900 15084 50 Van cửa 1 0,701 900 630,9 UV 80 Tê 1 1,524 1400 2133,6 Đoạn ống đứng đi lên VW 80 Cót 90 5 2,286 1500 1714,5 Đoạn ống chính trên mái 80 Van cửa 1 0,975 1500 1462,5 80 Van 1 chiều 1 9,144 1500 13716 Tổng 115954,4 BẢNG 5.3: TRỞ LỰC MA SÁT TRÊN ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ ĐẶT QUẠT TẠI TRỤC 33-DD Đoạn ống Lưu lượng (m3/s) Kích thước ống (mm´mm) Đường kính tương đương (mm) Diện tích F (m2) Vận tốc w (m/s) Chiều dài l (m) P1 (Pa/m) Pms (Pa) (m3/s) (mm´mm) (mm) (m2) (m/s) (m) (Pa/m) (Pa) AC 0,175 150´200 189 0,03 5,8 6 5 30 CD 0,35 250´200 244 0,05 7 21 3 63 DE 0,525 300´200 266 0,06 8,75 4 5 20 EG 0,875 450´200 321 0,09 9,7 7 5 35 GH 1,575 450´350 433 0,1575 10 8 3 24 HI 2,275 450´500 518 0,2275 10,1 4 2,5 10 IJ 2,975 600´500 598 0,2975 9,9 4 2 8 JK 3,675 735´500 660 0,3675 10 4 1,75 7 Tổng 197 BẢNG 5.4 : TRỞ LỰC MA SÁT TRÊN ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ ĐẶT QUẠT TẠI TRỤC 88-DD Đoạn ống Lưu lượng (m3/s) Kích thước ống (mm´mm) Đường kính tương đương (mm) Diện tích F (m2) Vận tốc w (m/s) Chiều dài l (m) P1 (Pa/m) Pms (Pa) AC 0,175 150´200 189 0,03 5,8 6 5 30 CD 0,35 250´200 244 0,05 7 21 3 63 DE 0,525 300´200 266 0,06 8,75 4 5 20 EG 0,7 400´200 305 0,08 8,75 7 3,5 24,5 GH 1,75 500´350 455 0,175 10 8 2,8 22,4 HI 2,45 500´500 547 0,25 9,8 4 2,5 10 IJ 3,15 630´500 615 0,315 10 4 2 8 Tổng 177,9 BẢNG 5.5. TRỞ LỰC CỤC BỘ TRÊN ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ Vị trí Dạng tổn thất Tỷ số lưu lượng Wo/Wn Hệ số trở lực cục bộ x Vận tốc w (m/s) åP1 (Pa) Ghi chó A Cửa hót 0,5 5,8 10,092 Tầng1 B Cót 90 0,27 5,8 5,4497 Tầng1 C Nhập dòng 1 0,65 7 19,11 Ra khỏi tầng1 D Cót 90 0,27 8,75 12,403 ống đứng Nhập dòng 0,5 0,6 8,75 27,563 ống đứng E Nhập dòng 0,33 0,5 8,75 22,969 ống đứng Đột mở 0,66 0,2 8,75 9,1875 ống đứng F Cót 90 0,27 8,75 12,403 ống đứng G Nhập dòng 1 0,65 10 39 ống đứng Đột mở 0,5 0,3 10 18 ống đứng H Nhập dòng 0,5 0,6 9,8 36,574 ống đứng Đột mở 0,33 0,38 9,8 21,897 ống đứng I Nhập dòng 0,33 0,5 10 30 ống đứng Đột mở 0,25 0,4 10 24 ống đứng J Cót 90 0,27 10 16,2 ống đứng Tổng 302,85 BẢNG 5.6. TRỞ LỰC CỤC BỘ TRÊN ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ Vị trí Dạng tổn thất Tỷ sè lưu lượng Wo/Wn Hệ số trở lực cục bộ x Vận tốc w (m/s) åP1 (Pa) Ghi chó A Cửa hót 0.5 5.8 10.092 Tầng1 B Cót 90 0.27 5.8 5.4497 Tầng1 C Nhập dòng 1 0.65 7 19.11 Ra khỏi tầng1 D Cót 90 0.27 8.75 12.403 ống đứng Nhập dòng 0.5 0.6 8.75 27.563 ống đứng E Nhập dòng 0.33 0.5 8.75 22.969 ống đứng Đột mở 0.66 0.2 8.75 9.1875 ống đứng F Cót 90 0.27 8.75 12.403 ống đứng G Nhập dòng 1 0.65 10 39 ống đứng Đột mở 0.5 0.3 10 18 ống đứng H Nhập dòng 0.5 0.6 9.8 36.574 ống đứng Đột mở 0.33 0.38 9.8 21.897 ống đứng I Nhập dòng 0.33 0.5 10 30 ống đứng Đột mở 0.25 0.4 10 24 ống đứng J Cót 90 0.27 10 16.2 ống đứng Tổng 302.85 5.4. Phương án xử lý không khí tổng hợp để đảm bảo các yêu cầu đặc biệt của môi trường không khí trong phòng mổ Khu phòng sạch vô trùng được bố trí trên tầng 3 trở lên: Thích hợp với tiêu chuẩn về xây dựng và bố trí mặt bằng [8]. Đối với các phòng sạch vô trùng, môi trường khí trong phòng được làm sạch thường xuyên đồng thời bằng cách biện pháp sau: khử trùng bằng nước Giaven Khử trùng bằng dung dịch phun sát trùng Aseptanios terminal HPH Sử dụng đèn cực tím Sử dụng hệ thống máy điều hoà không khí với hệ thống lọc phụ trợ đối với các phòng mổ. Dung dịch nước Giaven có chứa ion OCl- có khả năng oxy hoá cao, sử dụng để vệ sinh phòng mổ, diệt vi sinh vật. Dung dịch phun sát trùng (Aseptanios terminal HPH). Vi khuẩn: 120phút – 8 ml/m3. Nấm : 120 phót – 8 ml/m3. Virút : 60 phót. Thành phần: Formalin, alkyl amino, alkyl glycine, ethanol, isopropanol, butanol Công dụng : Dùng tẩy uế không khí, vệ sinh các thiết bị y tế. Chó ‎ý : Không được uống. Tránh tiếp xúc với da. Có thể gây dị ứng khi tiếp xúc trực tiếp với da. Tránh xa tầm tay trẻ em. Sử dụng các loại đèn cực tím hiện có trên thị trường: 40 W (dài 90 cm), 25 W (dài 60 cm), 20 W (dài 45 cm), loại đèn dùng tia cực tím có khả năng diệt vi sinh vật cao 99,9 %. Phương án sử dụng hệ thống diều hoà không khí với hệ thống lọc phụ trợ đảm bảo : Trong không gian cần điều hoà , tuỳ theo tính chất và yêu cầu, các phòng có các cấp độ làm sạch khác nhau Ở các phòng có điều hoà bình thường : Với cấp độ làm sạch yêu cầu đối với các không gian có điều hoà, thiết kế các tấm lọc bụi đặt trên các cửa cấp gió tươi, các tấm lọc bụi thích hợp theo tính toán đặt trên các cửa gió hồi. - Ở các phòng hậu phẫu : Do yêu cầu vô trùng cao nhưng trong phòng không có nguồn toả chất độc hại nên dùng phương án sử dụng sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp để tiết kiệm năng suất lạnh. Vì vậy, phương án đảm bảo môi trường không khí trong các phòng hậu phẫu Đặt lọc bụi trên các cửa cấp gió tươi vào không gian bên trong trần giả Đặt các tấm lọc thông thường trên các cửa hút gió hồi. Đặt các thiết bị lọc sạch đặc biệt đặt tiêu chuẩntrên các miệng cấp gió vào phòng cần điều hoà. Các biện pháp sát khuẩn phát sinh trong không gian cần điều hoà hoặc lọt vào phòng từ các nguồn khác. - Đối với các phòng mổ: trong phòng có chất gây mê và các hoá chất đặt biệt dành cho giải phẫu, nên các phòng mổ không sử dụng không khí tuần hoàn mà dùng sơ đồ thổi 1 chiều, không khí thổi vào phòng để điều hoà nhiệt Èm, sau đó được hút thẳng ra, không tuần hoàn trở lại như các phòng khác.Vì vậy, phương án giải quyết ở các phòng mổ gồm các biện pháp cụ thể như sơ đồ: Không khí tươi bên ngoài được hút qua cửa gió tươi nhờ quạt gió, qua thiết bị lọc bụi dạng thường, theo đường ống đến các FCU, qua các cửa gió. Trên các cửa cấp gió, đặt các thiết bị lọc đặc biệt. Thiết bị lọc Với giải pháp tổng hợp các biện pháp như trên, không khí trong phòng mổ đảm bảo được Chương 6 DỰ TOÁN KINH PHÍ CHO HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ “TRUNG TÂM KỸ THUẬT Y TẾ CAO CẤP ” Sau khi tính toán thiết kế về mặt kỹ thuật theo các bước đã trình bày ở trên, bước cần thiết tiếp theo là phải tính toán về mặt kinh tế để đảm bảo hệ thống đã thiết kế có hiệu quả kinh tế và kỹ thuật. Cách dự toán một công trình gồm bốn bước lớn: Bước 1: Cần dựa vào các bản vẽ thiết kế để tính ra số lượng máy móc thiết bị vật tư. Bước 2: Lập các phương án thi công lắp đặt hệ thống tuỳ theo điều kiện cụ thể của công trình để tính toán được máy móc và thiết bị phục vụ cho công tác lắp đặt và nhân công thi công. Bước 3: Tính các chi phí mua sắm máy móc, vật tư thiết bị (dựa theo kết quả bước 1) và chi phí về nhân công và máy thi công(dựa theo kết quả bước 2) Bước 4: Dự toán công trình theo mẫu hướng dẫn dự toán kinh tế hiện hành. Trong phạm vi đồ án, chỉ thực hiện bước 4: trình bày dự toán công trình một cách sơ bộ. 6.1. CHI PHÍ ĐẦU TƯ XÂY DỰNG VÀ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG Dự toán chi phí các thiết bị chính được thể hiện trong bảng 6.1 [11] và tổng chi phí xây lắp công trình thể hiện ở bảng 6.2. Tổng dự toán chi phí đầu tư xây dựng và lắp đặt thiết bị là: 2.956.047.000 VNĐ 6.2. CHI PHÍ CHO QUÁ TRÌNH VẬN HÀNH VÀ BẢO TRÌ, BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG Chi phí nhân công vận hành C1 Hệ thống làm việc có tính tự động hoá cao, do vậy đòi hỏi người vận hành hệ thống phải có trình độ. Hệ thống điều hoà không khí đã thiết kế cần 1 kỹ sư làm công tác kiểm tra vận hành máy, 2 công nhân làm nhiệm vụ bảo dưỡng hệ thống hàng tháng. Mức lương cho mỗi công nhân hàng tháng là 1.000.000 VNĐ Mức lương cho kỹ sư hàng tháng là 2.000.000 VNĐ Chi phí nhân công vận hành và bảo trì , bảo dưỡng máy hàng tháng C1 là: 2 x 1.000.000 + 2.000.000 = 4.000.000 VNĐ Chi phí điện năng cho hệ thống vận hành C2 Ước tính chi phí điện năng cho hệ thống điều hoà không khí trong 1 ngày là 2.000.000 VNĐ. Theo ước tính trên, chi phí điện năng trung bình sử dụng cho hệ thống điều hoà không khí C2 là 60.000.000 VNĐ. Chi phí vận hành và bảo trì, bảo dưỡng hệ thống C3 Những chi phí sử dụng cho nhiệm vụ bảo trì, bảo dưỡng hệ thống hàng tháng như chi phí mua dụng cụ, hoá chất....Do thiết bị có tính ổn định cao, do vậy, chi phí cho nhiệm vụ này trong mỗi tháng là không lớn. Ước tính chi phí C3 : 100.000 VNĐ/tháng. Chi phí sử dụng cho mua sắm thiết bị thay thế sẽ được thanh toán riêng do chi phí này là không thường xuyên. Tổng chi phí cho quá trình vận hành và bảo trì, bảo dưỡng hệ thống Cvh trong 1 tháng là: Cvh = C1 + C2 + C3 = 4.000.000 + 60.000.000 + 100.000 =64.100.000VNĐ BẢNG 6.1. THỐNG KÊ THIẾT BỊ CHÍNH HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ CÔNG TRìNH: TRUNG TÂM KỸ THUẬT Y TẾ CAO CẤP TT DANH MỤC THIẾT BỊ ĐƠN VỊ SỐ LƯỢNG ĐƠN GIÁ THÀNH TIỀN (triệu VNĐ) (triệu VNĐ) 1 Máy lạnh làm lạnh nước, giải nhiệt bằng gió CGAH 050 - TRANE Công suất lạnh 117,8 kW Máy 3 511 1.533 2 Máy bơm nuớc lạnh của hãng EBARA Model : CM40-200B Lưu lượng nước: 39m3/h. Áp lực H=33,4m H2O Bé 3 26 78 3 Giàn lạnh (Fan Coil Unit) -TRANE Model: HFCA12 Công suất lạnh: 11,93kW Model: HFCA10 Công suất lạnh: 9,54 kW Model: HFCA08 Công suất lạnh: 8,24 kW Model: HFCA06 Công suất lạnh: 6,27 kW Model: HFCA04 Công suất lạnh: 5,87 kW Model: HFCA03 Công suất lạnh: 3,78 kW Bé 3 2 15 10 6 19 9,570 8,274 6,875 6,154 5,482 4,328 28,710 16,548 103,125 61,540 32,892 82,232 4 Thiết bị đun nước nóng, CIAT model ECN-35 Công suất nhiệt: 35kW Bé 2 65 130 5 Máy TTK042KD/MCD048DB Máy 2 11,5 23 6 Máy TK050CD/MCD060DB Máy 2 15 30 Tổng chi phí các thiết bị chính 2.119,047 BẢNG 6.2.TỔNG HỢP KINH PHÍ CÔNG TRÌNH: NHÀ TRUNG TÂM KỸ THUẬT Y TẾ CAO CẤP HẠNG MỤC: ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ TRUNG TÂM TT TÊN MỤC Giá trị I Chi phí các thiết bị chính 2.119.047.000 II Giá trị phần xây lắp 1 Vật liệu 680.000.000 2 Nhân công 87.000.000 3 Máy xây dựng 13.000.000 Tổng chi phí trực tiếp 780.000.000 III Chi phí phụ trợ khác 50.000.000 IV Chi phí vận hành chạy thử 7.000.000 Tổng chi phí xây lắp công trình 2.956.047.000 KẾT LUẬN Bản đồ án thiết kế tốt nghiệp với nhiệm vụ: Thiết kế hệ thống điều hoà không khí và bảo vệ môi trường không khí cho các phòng sạch của “Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp” có các nội dung tập trung giải quyết các vấn đề chính: Thiết kế hệ thống điều hoà không khí cho các phòng theo yêu cầu. Thiết kế hệ thống hút thải để đảm bảo môi trường không khí chung trong công trình. Vấn đề làm sạch không khí đảm bảo môi trường đặc biệt cho các phòng sạch. Dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn, một phần nhờ sự nỗ lực của bản thân, bản đồ án đã hoàn thành, giải quyết được các vấn đề trên về cơ bản, các phuơng án hợp lý có tính khả thi. Hệ thống điều hoà không khí thiết kế đã đáp ứng được yêu cầu đặt ra, tạo được một môi trường vi khí hậu thích hợp nhất cho những người làm việc và điều trị trong “Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp”. Hệ thống điều hoà không khí được thiết kế và lắp đặt dựa trên những cơ sở tính toán cân bằng nhiệt, cân bằng Èm cho hệ thống cho công trình. Tính khả thi của thiết kế thể hiện trong việc lựa chọn hệ thống điều hoà, lựa chọn phương án bố trí máy cùng các thiết bị phụ trong không gian cần điều hoà. Với hệ thống điều hoà không khí trung tâm dùng nước làm chất tải lạnh, năng suất thiết bị máy lạnh và chế độ làm việc của quạt gió được chọn hợp lý, thiết kế đã đáp ứng được nhu cầu làm mát về mùa hè và sưởi Êm về mùa đông. Việc bố trí các đường ống hút và thổi gió bên trong trần giả không những đã tiết kiệm được không gian, giảm chi phí lắp đặt, mà còn tạo điều kiện dễ dàng cho việc vận hành và bảo dưỡng. Trong không gian riêng biệt, máy làm lạnh nước, giải nhiệt bằng gió đã giảm tối đa độ ồn, tận dụng độ thông thoáng của không gian trên tầng mái để giải nhiệt cho máy. Tuy nhiên, trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp với thời gian hạn chế và kiến thức thực tế cũng nh­ kinh nghiệm còn Ýt, nên bản đồ án phần nào chưa được hoàn thiện, còn có những thiếu sót. Vì vậy, em rất mong sẽ nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo và những góp ý chân thành của các bạn đồng nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Ngọc Lân đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ, động viên em trong toàn bộ thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp, cảm ơn tất cả các thầy, cô giáo, các cán bộ nhân viên trong Viện đã tạo mọi điều kiện để giúp em hoàn thành bản đồ án này. TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Ngọc Chấn. Điều hoà không khí. Nhà xuất bản Xây Dựng, 2002. Lê Chí Hiệp. Kỹ thuật điều hoà không khí. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 1996. Bùi Hải, Hà Mạnh Thư, Vũ Xuân Hùng. Hệ thống điều hoà không khí và thông gió. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2001. Nguyễn Đức Lợi. Hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hoà không khí. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2003. Hà Đăng Trung, Nguyễn Quân. Cơ sở kỹ thuật điều tiết không khí. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 1997. Tăng Văn Đoàn, Trần Đức Hạ. Kỹ thuật môi trường. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2001 Tiêu chuẩn xây dựng175: 1995. Thiết kế chống ồn cho nhà ở và công trình công cộng. Nhà xuất bản Xây Dựng, 1999. Tuyển tập Tiêu chuẩn xây dựng của Việt Nam. Tập 5, tiêu chuẩn thiết kế. Nhà xuất bản Xây Dựng, 1997. Tiêu chuẩn 232: 1999. Hệ thống thông gió, điều hoà không khí và cấp lạnh cấu tạo, lắp đặt và nghiệm thu. Products catalog Carrier Products catalog Trane Products catalog York Products catalog Daikin Products catalog Misubishi Products catalog Ciat MỤC LỤC Lời nói đầu Chương1 Vai trò của của điều hoà không khí đối với công trình Trung tâm y tế cao cấp...............1 1.1. ¶nh h­ëng cña c¸c th«ng sè m«i tr­êng trong phßng ®èi víi con ng­êi 1 1.1.1. NhiÖt ®é t 1 1.1.2. §é Èm t­¬ng ®èi 2 1.1.3. Tốc độ lưu chuyển của không khíWk………………………………...4 1.1.4.TiÕng ån 5 1.1.5. Nång ®é c¸c chÊt ®éc h¹i .6 1.2. Sự cần thiết của hệ thống điều hoà không khí ……………………………...9 1.2.1. Trong sinh hoạt, bảo vệ sức khỏe cho con người………………………….9 1.2.2. Trong sản xuất công nghiệp………………………………………..........10 1.2.3. Trong lÜnh vùc b¶o qu¶n c«ng tr×nh lÞch sö, v¨n hãa, nghÖ thuËt 12 1.3. Giíi thiÖu s¬ l­îc c«ng tr×nh “ Trung t©m kü thuËt Y tÕ cao cÊp” vµ vai trß cña hÖ thèng ®iÒu hoµ kh«ng khÝ 12 1.3.1. Giíi thiÖu s¬ l­îc vÒ c«ng tr×nh “ Trung t©m kü thuËt Y tÕ cao cÊp” 12 1.3.2. Vai trß cña hÖ thèng ®iÒu hoµ kh«ng khÝ ®èi víi c«ng tr×nh 13 Chương 2 Ph©n tÝch lùa chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu hoµ kh«ng khÝ “Trung t©m kü thuËt Y tÕ cao cÊp” 177 2.1. C¸c yªu cÇu chung cña hÖ thèng 177 2.2. Ph©n tÝch c¸c ph­¬ng ¸n ®iÒu hoµ kh«ng khÝ 17 2.2.1. HÖ thèng ®iÒu hoµ kh«ng khÝ dïng trùc tiÕp t¸c nh©n l¹nh lµm chÊt t¶i l¹nh 188 2.2.2. HÖ thèng ®iÒu hoµ kh«ng khÝ víi chÊt t¶i l¹nh lµ kh«ng khÝ 2119 2.2.3. HÖ thèng ®iÒu hoµ kh«ng khÝ víi chÊt t¶i l¹nh lµ n­íc 211 2.2.4. Hệ thống điều hoà không khí với chất tải lạnh kết hợp nước với không khí 22 Chương3 Tính toán cân bằng nhiệt Èm đối với hệ thống điều hoà không khí “Trung tâm Kỹ thuật Y tế cao cấp.……………………………………………………………….............25 3.1. Xác định các thông số tính toán……………………………........……………....25 3.1.1. Th«ng sè tr¹ng th¸i kh«ng khÝ trong nhµ 255 3.1.2. Th«ng sè tr¹ng th¸i kh«ng khÝ ngoµi trêi 266 3.2. TÝnh to¸n c©n b»ng nhiÖt Èm 266 3.2.1.TÝnh to¸n nhiÖt thõa 266 3.2.2. TÝnh to¸n l­îng Èm thõa 433 3.3. Kiểm tra điều kiện đọng sương………………………………………………….48 3.4. Tính hệ số góc tia của quá trình……………………………...…………………49 Chương 4 Thiết lập sơ đồ điều hoà không khí và lựa chọn các thiết bị chính của hệ thống……...52 4.1. ThiÕt lËp s¬ ®å ®iÒu hoµ kh«ng khÝ – TÝnh to¸n n¨ng suÊt l¹nh, n¨ng suÊt s­ëi cÇn thiÕt…………………………………………………………………...........................552 4.1.1. Thiết lập sơ đồ thẳng………………………………………………..53 4.1.2. Thiết lập sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp………...………….…58 4.2. Lựa chọn thiết bị chính của hệ thống………………………………………….…64 4.2.1. Các phương án lựa chọn thiết bị…………………………………….64 4.2.2. Tính toán lựa chọn máy và thiết bị điều hoà không khí………..…...65 Chương 5 Tính toán thiết kế đường ống và lựa chọn các thiết bị phụ cho hệ thống……………...70 5.1. Phương án bố trí thiết bị của hệ thống…………………………………………...70 5.2. Hệ thống đường ống cấp nước lạnh để điều hoà không khí…...………………...71 5.2.1. Sơ đồ đi ống………………………………………………………....71 5.2.2. Sơ đồ hồi nước………………………………………………………71 5.2.3. Tính toán trở lực thuỷ lực của hệ thống đường ống…...……………71 5.2.4. Chọn bơm...........................................................................…………73 5.3. Hệ thống đường ống dẫn không khí………………………………………….….74 5.3.1. Hệ thống ống gió cấp lạnh (hoặc sưởi) cho toà nhà…………….…..74 5.3.2. Đường hút không khí thải nhà vệ sinh……………...……………....75 5.3.3. Chọn quạt…………………………………………………………...78 5.4. Phương án xử lý không khí tổng hợp để đảm bảo các yêu cầu đặc biệt của môi trường không khí trong phòng mổ…………………………………………………....83 Chương 6 Tính toán chi phí cho hệ thống điều hoà không khí “Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp” .............. ………………………………………………………………..….…...87 6.1. Chi phí đầu tư xây dựng và lắp đặt hệ thống……........... .....................…….…...87 6.2. Chi phí cho quá trình vận hành và bảo trì, bảo dưỡng hệ thống................….…...87 Kết luận Tài liệu tham khảo