Năm 2021Bộ Giáo dục và Đào tạo Trường Đại học Giao thông Vận tải --- Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự do – Hạnh phúc --- NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Khoa: Cơ khí Bộ mô
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI NHIỆT ẨM
Tính toán phụ tải nhiệt
Nhiệt trong phòng đến từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm nhiệt phát ra từ con người, máy móc, hệ thống chiếu sáng, hiện tượng rò rỉ không khí, bức xạ mặt trời và nhiệt thẩm thấu qua các vách ngăn bao che Các yếu tố này góp phần tăng nhiệt độ trong không gian, ảnh hưởng đến cảm giác thoải mái và hiệu quả sử dụng phòng Hiểu rõ các nguồn nhiệt này giúp thiết kế hệ thống điều hòa và cách nhiệt phù hợp để duy trì môi trường trong lành, tiết kiệm năng lượng và tối ưu hóa năng suất.
Phương trình tính toán nhiệt thừa [1]:
Q toả : Nhiệt toả ra trong phòng, W;
Q tt : Nhiệt thẩm thấu từ ngoài vào qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ,W;
Q 1 : Nhiệt toả từ máy móc, W;
Q 2 : Nhiệt toả từ đèn chiếu sáng, W;
Q 4 : Nhiệt tỏa từ bán thành phẩm, W;
Q 5 : Nhiệt tỏa từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt, W;
Q 6 : Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính, W;
Q 7 : Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua bao che, W;
Q 8 : Nhiệt tỏa do rò lọt không khí qua cửa;
Q 9 : Nhiệt thẩm thấu qua vách, W;
Q 10 : Nhiệt thẩm thấu qua trần mái, W;
Q 11 : Nhiệt thẩm thấu qua nền, W;
Q bs : Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách, W;
Tính toán nhiệt thừa
2.2.1 Nhiệt toả từ máy móc, thiết bị điện Q 1
Tổn thất nhiệt do máy móc thiết bị điện Q 1 bao gồm: Q 1 Q 1.1 Q 1.2 (2-4)
+ Q 1.1 : Tổn thất do động cơ điện gây ra, W;
+ Q 1.2 : Tổn thất do các thiết bị điện, W;
Do không có thiết bị nào là động cơ điện nên: Q 1.1 = 0
+ N i : Công suất của thiết bị điện thứ i, kW;
+ K tt : Hệ số tính toán bằng tỷ số giữa công suất làm việc thực với công suất định mức Lấy K tt = 1
+K đt : Hệ số đồng thời Lấy K đt = 1
Ví dụ: Tầng 1, sảnh lễ tân
Phòng bao gồm các thiết bị sinh nhiệt sau:
+ Sảnh lễ tân tại tầng 1 có diện tích sàn 204 m 2 có 5 máy tính, 6 loa, 4 ti vi Nhiệt tỏa ra do máy móc của phòng là :
Các phòng khác được tính toán tương tự, kết quả được tổng hợp trong phụ lục 1
2.2.2 Nhiệt toả từ đèn chiếu sáng Q 2
Khi đèn chiếu sáng hoạt động, nó phát ra nhiệt lượng làm tăng nhiệt độ trong không gian xung quanh Trong các công trình văn phòng gồm nhiều phòng, nhiệt tỏa ra từ đèn chiếu sáng sẽ phân bổ không đều, ảnh hưởng đến môi trường làm việc và hiệu suất vận hành Việc kiểm soát nhiệt từ hệ thống chiếu sáng là yếu tố quan trọng để đảm bảo không khí trong văn phòng luôn thoải mái và tiết kiệm năng lượng.
Nhiệt tỏa ra từ đèn chiếu sáng Q 2 được xác định như sau [1]:
Trong đó: - Ncs: Tổng công suất của tất cả các đèn chiếu sáng, W;
Ta có thể tính công suất đèn theo diện tích sàn
N cs q F đ , W Trong đó: - F: Diện tích sàn, m 2 ;
- q đ : Công suất chiếu sáng theo diện tích sàn, W/m 2 ; q đ : lấy trong khoảng 10 - 12 W/m 2 Ta chọn:
Ví dụ: Tầng 1, sảnh lễ tân
+ sảnh lễ tân tầng 1 có diện tích sàn là 204 m 2 thì nhiệt tỏa ra do nguồn sáng nhân tạo là:
Các phòng khác được tính toán tương tự, kết quả được tổng hợp trong phụ lục 2
Nhiệt độ trung bình của con người là 37 o C, và nhiệt độ của phòng điều hòa là
Ở nhiệt độ 24°C, con người tỏa nhiệt vào không gian trong phòng qua quá trình đối lưu, bức xạ và bay hơi nước từ phổi cùng da Nhiệt lượng phát ra từ cơ thể gồm ba phần chính: đối lưu trực tiếp với không khí, bức xạ vào môi trường và bay hơi mồ hôi Lượng nhiệt tỏa ra từ người thay đổi theo mùa, khác biệt giữa mùa đông và mùa hè Nhiệt tỏa từ cơ thể (Q₃) được xác định dựa trên các nghiên cứu khoa học, giúp hiểu rõ hơn về quá trình trao đổi nhiệt trong không gian phòng điều hòa.
Trong đó: + n: Số người, người;
Nhiệt tỏa ra từ một người, được đo bằng công suất W/người, thể hiện qua giá trị nhiệt tỏa trung bình phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường làm việc và mức độ lao động Trong các công trình chủ yếu dành cho văn phòng và trung tâm thương mại, cường độ lao động thường là lao động nhẹ, làm tăng nhu cầu kiểm soát nhiệt độ và đảm bảo sự thoải mái cho người làm việc.
Bảng 2 1 Nhiệt tỏa ra của một người trưởng thành
Mức độ lao động Mùa hè, W/người Mùa đông, W/người
Lao động nhẹ 126 128 Ở đây do không thể xác định chính xác được số người, tùy thuộc vào từng phòng ta chọn định hướng số người sao cho phù hợp
Ví dụ: Tầng 1, sảnh lễ tân
- Sảnh lễ tân tầng 1 với diện tích sàn 204 m 2 có 30 người thì lượng nhiệt tỏa ra của người đó vào mùa hè la Q Q 3 = 126.30= 3780 W
- Phòng làm việc tầng 1 vói diện tích sàn 348 m 2 có 58 người thì lượng nhiệt tỏa ra của người đó vào mùa đông là Q 3 = 128.30= 3840 W
- Tương tự làm vói các phòng còn lại ta lần lượt được 2 là Bảng 2.3.1 và Bảng 2.3.2
- Vậy tổng lượng nhiệt do người tỏa ra vào mùa hè là:
- Vậy tổng lượng nhiệt do người tỏa ra vào mùa đông là:
Các phòng khác được tính toán tương tự Kết quả được tổng hợp trong phụ lục 2
2.2.4 Nhiệt tỏa từ bán thành phẩm Q 4
Bán thành phẩm là các vật có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ trong phòng điều hòa, khi đưa vào không gian sẽ tỏa ra nhiệt lượng gây tăng nhiệt cho phòng Tuy nhiên, đối với các công trình như văn phòng và trung tâm thương mại, lượng nhiệt tỏa ra từ bán thành phẩm là rất nhỏ, do đó chúng ta có thể coi lượng nhiệt tỏa Q₄ = 0 W để đơn giản hóa tính toán làm lạnh.
2.2.5 Nhiệt toả từ thiết bị trao đổi nhiệt Q 5
Các thiết bị trao đổi nhiệt đóng vai trò quan trọng trong quá trình truyền nhiệt liên tục giữa các không gian có sự chênh lệch nhiệt độ, như lò sưởi hoặc thiết bị sấy Chúng giúp chuyển đổi năng lượng nhiệt hiệu quả, đảm bảo hoạt động ổn định và tiết kiệm năng lượng Các thiết bị này thường được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và hệ thống điều hòa không khí, góp phần nâng cao hiệu suất làm việc và giảm thiểu tiêu thụ năng lượng Với khả năng trao đổi nhiệt liên tục, chúng đảm bảo hiệu suất cao trong các quy trình kỹ thuật và sản xuất.
Trong hệ thống điều hòa, không có các thiết bị trao đổi nhiệt và các đường dẫn môi chất có nhiệt độ làm việc khác với nhiệt độ trong không gian, dẫn đến tình trạng không có nhiệt lượng trao đổi, do đó Q₅ bằng 0 W.
2.2.6 Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính Q 6
Nhiệt tỏa ra do bức xạ mặt trời qua cửa kính phụ thuộc vào nhiều yếu tố, đó là:
- Trực xạ hoặc tán xạ bầu trời, sương mù, bụi khói và mây
- Cường độ bức xạ mặt trời tại địa phương
- Góc làm bởi trực xạ và mặt kính
- Vật liệu làm kính và các lớp phủ chống nắng
- Diện tích kính, độ dầy kính và các tính chất khác của kính
Nói chung, để xác định chính xác nhiệt toả do bức xạ là rất khó Ta tính gần đúng như sau [1]:
I sd là cường độ bức xạ mặt trời tác động lên mặt đứng, phụ thuộc vào hướng địa lý và đơn vị đo là W/m² Trong quá trình tính toán, ta tập trung vào các khoảng thời gian từ 8 đến 9 giờ sáng và 15 đến 16 giờ chiều của tháng nóng nhất (tháng 7) và tháng lạnh nhất (tháng 1), theo hướng dẫn trong tài liệu [TL3] Đối với Hà Nội, I sd được xác định dựa trên bảng số liệu quy định trong Bảng 2.20 [TL3], từ đó ta có thể xác định giá trị cụ thể của cường độ bức xạ mặt trời lên mặt đứng trong từng thời điểm.
Bảng 2 2 Cường độ bức xạ mặt trời theo các hướng, W/ m 2
Mùa Đông Tây Nam Bắc Tây
Tây Bắc Đông Bắc Đông Nam
+ F k : là diện tích cửa kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán, m 2 ;
Hệ số 1 , , , 2 3 4 của loại kính 2 lớp ta chọn như sau:
+ 1 : Hệ số trong suốt của kính, với kính 2 lớp màu xanh 1 = 0,81;
+ 2 : Hệ số bám bẩn,với kính 2 lớp đặt đứng 2 = 0,7;
+ 3 : Hệ số khúc xạ, với kính 2 lớp khung kim loại 3 = 0,79;
+ 4 : Hệ số tán xạ do che chắn, với kính khuếch tán 4 = 0,7;
Ví dụ: Tầng 1, sảnh lễ tân
Sảnh lễ tân tầng 1 có diện tích bề mặt kính tiếp xúc với bức xạ là 212,5 m² phía đông và 154,7 m² phía nam, phía bắc, dẫn đến công suất bức xạ tổng cộng là 189.303,5 W Các phòng khác trong tòa nhà được tính toán dựa trên nguyên lý tương tự, và kết quả tổng hợp chi tiết được trình bày trong phụ lục 3 để đảm bảo độ chính xác và dễ tra cứu.
2.2.7 Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua bao che Q 7
Nhiệt lượng tỏa ra vào phòng do bức xạ mặt trời làm cho kết cấu bao che nóng lên hơn mức bình thường Kết cấu bao che của tòa nhà chủ yếu là bằng kính, trong đó phần mái nhận lượng nhiệt lớn nhất, được tính bằng Q7 Ngoài ra, phần nhiệt thẩm thấu do chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong và ngoài nhà được xác định dựa trên Qtt.
Nhiệt do bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che Q 7 được xác định theo công thức kinh nghiệm 3.20-[1] như sau:
- F: Diện tích nhận bức xạ bao che,
- s : Hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời của vật liệu kết cấu bao che gạch mái ε s =0,65 [1],
- I sn : Cường độ bức xạ theo phương nằm ngang ISN = 928 W/m 2 [1],
- k: Hệ số truyền nhiệt qua bao che,
Thông số và kết cấu mái của tòa nhà:
Tra phụ lục 6 và 8 hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu [TL4]:
Bảng 2 3 Hệ số truyền nhiệt qua mái, kết cấu mái
STT Vật liệu Chiều dày δ i (m)
4 Lớp bê tông cốt thép 0,1 1,55
Hệ số truyền nhiệt qua mái:
Ví dụ: Tầng 1, sảnh lễ tân
Sảnh lễ tân không tiếp xúc trực tiếp với tia sáng mặt trời theo phương ngang, do đó Q 7 bằng 0 Các phòng khác đều được tính toán theo quy trình tương tự để đảm bảo độ chính xác trong phân tích nhiệt đô thị Kết quả các tầng bị nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua bao che, thể hiện qua Q 7, đã được tổng hợp và trình bày trong phụ lục 4 nhằm cung cấp dữ liệu tham khảo chi tiết.
2.2.8 Nhiệt tỏa do rò lọt không khí qua cửa Q 8
Khi có sự chênh lệch nhiệt độ và áp suất giữa trong nhà và ngoài trời, một dòng không khí sẽ lọt qua cửa mở hoặc khe cửa, gây mất nhiệt và làm giảm hiệu quả cách nhiệt Trong mùa hè, không khí lạnh thoát ra ở phía dưới trong khi không khí nóng ẩm đi vào phòng từ phía trên, làm ảnh hưởng đến nhiệt độ và độ ẩm trong không gian sống Quá trình này dẫn đến việc không khí lọt mang theo năng lượng nhiệt lượng Q, làm tăng tiêu thụ năng lượng điều hòa và ảnh hưởng đến sự thoải mái trong môi trường nội thất Vì vậy, việc kiểm soát các khe hở và cách nhiệt phù hợp đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì nhiệt độ ổn định và tiết kiệm năng lượng.
Nhiệt toả do rò lọt không khí qua cửa được xác định như sau [1]:
Q 8 G I.( N I T ), W (2-10) Trong đó: + G: Lượng không khí rò lọt qua cửa, kg/s;
+ V: Là thể tích không gian điều hòa, m 3 ;
+ ζ : là hệ số rò lọt không khí vào phòng, (bảng 4.20 [1])
+ I N : Entanpi không khí bên ngoài cửa tiếp xúc, kJ/kg;
+ I T : Entanpi không khí trong phòng, kJ/kg;
I N , I T tra từ đồ thị I-d của không khí ẩm
Ví dụ: Tầng 1, sảnh lễ tân
Sảnh lễ tân có diện tích 204 m 2 , chiều cao phòng 4,5m ta có :
( 87,37 – 61,49 ) = 19,363 W Các phòng khác được tính toán tương tự Kết quả được tổng hợp trong phụ lục 5
2.2.9 Nhiệt thẩm thấu qua vách Q 9
Trong quá trình vận hành của điều hòa, có sự chênh lệch nhiệt độ giữa không khí bên ngoài và trong phòng, tạo ra dòng nhiệt di chuyển từ vùng có nhiệt độ cao hơn đến vùng thấp hơn Quá trình này xảy ra qua các kết cấu bao che của phòng, dưới dạng dẫn nhiệt và đối lưu, ảnh hưởng đến hiệu quả cách nhiệt và tiết kiệm năng lượng của hệ thống điều hòa Hiểu rõ cơ chế truyền nhiệt này giúp tối ưu hóa thiết kế và vận hành điều hòa để đảm bảo không gian luôn mát mẻ, tiết kiệm điện năng.
Nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che được tính theo công thức 3.23 [1] như sau:
- k j : Hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che thứ j, W/m 2 K;
+ 1 : Hệ số tỏa nhiệt từ bề mặt bao che tới không khí ngoài trời, W/m 2 K;
Trong bài viết, hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà được xác định với các giá trị tiêu chuẩn là α₁ = 20 W/m²K và α₂ = 10 W/m²K, nhằm đảm bảo tính chính xác trong các tính toán nhiệt độ Việc xác định chính xác hệ số tỏa nhiệt α₁ và α₂ gặp nhiều khó khăn do tốc độ chuyển động của dòng không khí thay đổi theo chiều cao của phòng Do đó, theo hướng dẫn từ tài liệu tham khảo [1], các giá trị này được đưa ra dựa trên các ước lượng hợp lý để phù hợp với thực tế.
+ δ i , λ i : Là bề dầy và hệ số dẫn nhiệt của các lớp kết cấu bao che, m
- F j : Diện tích bề mặt bao che thứ j, m 2
- ∆tj: Hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà của kết cấu bao che thứ j
Nhiệt thẩm thấu qua vách gồm nhiệt qua kính, tường bao, tường ngăn, cửa
Kết cấu vách của tòa nhà bao gồm:
Tường bao của tòa nhà được xây dựng từ tường gạch và các cột bê tông cốt thép Để đơn giản trong công tác tính toán, chúng ta xem các cột bê tông cốt thép có kết cấu tương tự như tường gạch, vì vậy khi tính toán, giá trị của các cột này cũng được quy đổi thành tương tự như tường gạch để đảm bảo độ chính xác và dễ dàng trong quá trình tính toán cấu kiện xây dựng.
Thông số kết cấu tường bao (phụ lục 6 [TL4])
Bảng 2 4 Kết cấu của tường bao
STT Vật liệu Chiều dày δ i , m Hệ số dẫn nhiệt λ i , W/mK
Hệ số truyền nhiệt qua tường bao là:
Ví dụ: Tầng 1, sảnh lễ tân
Nhiệt thẩm thấu qua vách Q9
Tiếp xúc trực tiếp ngoài trời
Tiếp xúc không gian đệm
Các phòng khác được tính toán tương tự Kết quả được tổng hợp trong phụ lục 6
2.2.10 Nhiệt thẩm thấu qua trần Q 10
Trong một tòa nhà, sự chênh lệch nhiệt độ giữa không gian trên và dưới mỗi tầng gây ra dòng nhiệt truyền từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp thông qua dẫn nhiệt và đối lưu Đối với công trình này, do các phòng điều hòa có nhiệt độ giống nhau và trần không lắp thạch cao, ta chỉ tập trung vào độ chênh lệch nhiệt độ giữa các tầng có trần tiếp xúc trực tiếp với môi trường ngoài trời.
Nhiệt thẩm thấu qua trần được tính như sau [1] :
Q 10 k F 10 10 t W 10 , (2-12) Trong đó: + k 10 : Hệ số truyền nhiệt qua trần, W/m 2 K
+ Δt 10 : Độ chênh lệch nhiệt độ, K
Hệ số truyền nhiệt qua trần được lấy theo bảng 3.4 [1], chọn trần xi măng bê tông có : k = 1,88, W/m 2 K
Ví dụ cụ thế cho phòng tiếp dân có diện tích sàn 19,5 m 2 ta có :
Các phòng khác được tính toán tương tự Kết quả của những tầng có nhiệt thẩm thấu qua trần Q 10 được tổng hợp trong phụ lục 6
2.2.11 Nhiệt thẩm thấu qua nền Q 11
Phương thức truyền nhiệt giống với Q 10
Nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che được tính như sau [1] :
Trong đó: + k 11 : Hệ số truyền nhiệt qua nền, W/m 2 K
+ Δt 11 : Độ chênh lệch nhiệt độ, K
Hệ số truyền nhiệt qua trần được lấy theo bảng 3.4 [1], chọn trần xi măng bê tông có : k = 1,88, W/m 2 K
Nếu phía dưới sàn là phòng điều hòa thì Δt 11 = 0
Nếu phía dưới sàn không là phòng điều hòa thì Δt 11 = 0,7.(t N -t T )
Ví dụ: Tầng 1, sảnh lễ tân
Tính toán lượng ẩm thừa W T
Ẩm thừa trong không gian điều hòa:
W 1 : Lượng ẩm thừa do người tỏa ra, kg/s;
W 2 : Lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm, kg/s;
W 3 : Lượng ẩm bay hơi đoạn nhiệt từ sàn ẩm, kg/s;
W 4 : Lượng ẩm bay hơi từ thiết bị, kg/s;
W 5 : Lượng ẩm do không khí rò lọt, kg/s;
2.3.1 Lượng ẩm do người tỏa ra W 1
Hoạt động của cơ thể con người thông qua quá trình tiết mồ hôi nhằm điều tiết cân bằng nhiệt trong cơ thể, giúp duy trì sự ổn định của nhiệt độ, đặc biệt trong quá trình lao động Lượng nhiệt và độ ẩm thoát ra từ cơ thể, ví dụ như từ người W1, được xác định dựa trên công thức (3.29) [1], phản ánh mức độ hoạt động và mức độ tiết mồ hôi của cơ thể người Hiểu rõ quá trình này không chỉ quan trọng trong việc đảm bảo sức khỏe mà còn hỗ trợ tối ưu hóa các giải pháp kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trong môi trường làm việc.
W 1 n q n , g/h (2-16) Trong đó: + n: Số người trong phòng điều hòa, người;
+ q N : Lượng ẩm mỗi người tỏa ra trong một đơn vị thời gian, g/h.người;
Do Tòa nhà có công năng chủ yếu là văn phòng và trung tâm thương mại nên mức độ lao động ở đây chủ yếu là lao động nhẹ
Theo bảng 3.5 [1] ta được các giá trị như sau:
Bảng 2 5 Lượng ẩm tỏa q n của một người, g/h.người
Không gian điều hòa Mùa hè, 24 0 C 107
Ví dụ: Tầng 1, sảnh lễ tân
Vậy lượng ẩm do người tỏa ra:
Các phòng khác được tính toán tương tự Kết quả được tổng hợp trong phụ lục 8
2.3.2 Lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm W 2
Bán thành phẩm là những sản phẩm có lượng ẩm chênh lệch so với không gian lưu giữ hoặc xử lý, dẫn đến sự thay đổi trong thành phần thủy phần của sản phẩm Khi đưa bán thành phẩm vào phòng điều hòa, thủy phần có thể bị ảnh hưởng, gây ra sự bay hơi của nước vào không khí nếu lượng ẩm quá lớn Điều này khiến sản phẩm trở nên khô đi hoặc ngược lại, tùy thuộc vào mức độ ẩm ban đầu của bán thành phẩm Hiểu rõ quá trình này giúp kiểm soát tốt hơn độ ẩm và chất lượng sản phẩm trong quá trình bảo quản và xử lý.
Do đặc điểm của công trình là văn phòng và trung tâm thương mại nên không có bán thành phẩm mang vào không gian điều hòa nên W 2 = 0 kg/s
2.3.3 Lượng ẩm bay hơi từ sàn ẩm W 3
Khi sàn của không gian điều hòa bị ướt, lượng ẩm trong đó sẽ dễ dàng bay hơi vào không khí trong phòng Quá trình này làm tăng độ ẩm của không gian, ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của hệ thống điều hòa và tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của nấm mốc và vi khuẩn Việc duy trì sàn khô ráo là rất quan trọng để đảm bảo không khí trong phòng luôn thoáng mát, sạch sẽ và tối ưu hóa hiệu quả làm lạnh của hệ thống điều hòa.
Công trình gồm văn phòng và trung tâm thương mại có đặc điểm là không gian điều hòa thường khô ráo, ít bị ẩm ướt Do đó, lượng ẩm bay hơi từ sàn bằng W3 = 0 kg/s, đảm bảo môi trường luôn khô thoáng, phù hợp với yêu cầu của các không gian này.
2.3.4 Lượng ẩm do hơi nước nóng tỏa ra W 4
Trong không gian làm việc văn phòng, các thiết bị như nồi hơi, nồi nấu, ấm đun nước hay bình pha cà phê phát sinh lượng nhiệt Tuy nhiên, do công trình không có sự hiện diện của các thiết bị này, nên lượng ẩm thoát ra (W4) bằng 0 kg/s, đảm bảo môi trường làm việc không bị ảnh hưởng bởi ẩm ướt từ các nguồn nhiệt truyền thống.
2.3.5 Lượng ẩm do không khí rò lọt mang vào W 5
Do sự chênh lệch độ ẩm giữa môi trường bên ngoài và không gian trong phòng điều hòa, có một dòng ẩm từ bên ngoài di chuyển vào phòng qua các khe cửa sổ, cửa ra vào, giúp duy trì độ ẩm phù hợp trong không gian sống Việc này ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của điều hòa cũng như chất lượng không khí trong phòng Hiểu rõ cơ chế này giúp bạn kiểm soát tốt hơn về độ ẩm và duy trì môi trường trong lành, thoải mái hơn khi sử dụng điều hòa.
Công thức tính lượng ẩm rò lọt như sau:
W G d d kg/s (2-17) Trong đó: + G: Lượng không khí rò lọt qua cửa, kg/s
+ d N : Độ chứa hơi không khí bên ngoài cửa tiếp xúc, kg/kg;
+ d T : Độ chứa hơi không khí trong nhà, kg/kg;
2.3.6 Tổng ẩm thừa W t Ẩm thừa trong không gian điều hòa:
Các phòng khác tính toán tương tự Kết quả được tổng hợp trong phụ lục 9.
Tính toán hệ số góc tia quá trình, T
Hệ số góc tia quá trình εT thể hiện mức độ thay đổi trạng thái không khí khi qua điểm thổi ra của điều hòa và quá trình nhận nhiệt thừa QТ, ẩm thừa WТ, giúp kiểm soát sự điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm trong phòng theo các điều kiện đã định trước.
Hệ số tia quá trình T được xác định như sau [1]:
W , kcal/kg (2-18) Trong đó: + Q T : Tổng lượng nhiệt thừa trong không gian điều hoà, kcal/s;
+ W T : Tổng lượng ẩm thừa trong không gian điều hoà, kg/s;
Hệ số tia quá trình:
Các phòng khác được tính toán tương tự Kết quả được tổng hợp trong phụ lục 9.
THÀNH LẬP SƠ ĐỒ VÀ PHÂN TÍCH LỰA CHỌN LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
Thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí
3.1.1 Thành lập sơ đồ điều hòa không khí
Sơ đồ điều hoà không khí được thiết kế dựa trên kết quả tính toán cân bằng nhiệt ẩm, đảm bảo hiệu quả làm mát và điều hòa không khí tối ưu Các thiết kế này còn phải đáp ứng các yêu cầu tiện nghi của người sử dụng, mang lại không gian thoải mái, dễ chịu Đồng thời, sơ đồ điều hòa còn phải phù hợp với điều kiện khí hậu đặc thù của từng khu vực, đảm bảo hoạt động bền bỉ và hiệu quả trong mọi điều kiện thời tiết.
Việc thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí là bước quan trọng trong quá trình xử lý không khí, giúp xác định chính xác năng suất lạnh cần thiết của hệ thống Đồng thời, quá trình này còn hỗ trợ trong việc lựa chọn thiết bị phù hợp dựa trên biểu đồ I-d, đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và đáp ứng yêu cầu của công trình.
Tùy vào điều kiện cụ thể của công trình, người thiết kế có thể lựa chọn các sơ đồ tuần hoàn không khí phù hợp như sơ đồ thẳng, sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp, sơ đồ tuần hoàn không khí hai cấp hoặc sơ đồ có phun ẩm bổ sung để tối ưu hiệu quả thông gió và tạo điều kiện sinh hoạt hoặc làm việc tốt nhất.
Trong thực tế có một số sơ đồ điều hòa không khí được phổ biến
Sơ đồ thẳng là hệ thống không tái tuần hoàn khí từ không gian điều hòa về thiết bị xử lý không khí, trong đó toàn bộ không khí đưa vào là không khí tươi bên ngoài trời Mô hình này đảm bảo cung cấp khí sạch, tươi mới cho không gian nội thất, giúp duy trì chất lượng không khí tối ưu và nâng cao hiệu quả điều hòa.
- Ưu điểm: Đơn giản, gọn nhẹ và dễ lắp đặt
- Nhược điểm: Không tận dụng nhiệt của không khí thải nên hiệu quả kinh tế thấp
- Ứng dụng: Áp dụng cho các hệ thống nơi có phát sinh các chất độc hại việc tuần hoàn gió không thuận lợi hoặc đường ống xa
Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp được sử dụng để tận dụng nhiệt từ khí thải, giúp tiết kiệm năng lượng hiệu quả Hệ thống này có đặc điểm chính là gió tuần hoàn từ không gian trong máy điều hòa trở lại thiết bị xử lý nhiệt ẩm, tối ưu hóa quá trình trao đổi nhiệt và giảm tiêu thụ năng lượng.
- Ưu điểm: Do tận dụng được nhiệt của không khí tái tuần hoàn nên năng suất làm lạnh và năng suất làm khô tăng so với sơ đồ thằng
Hệ thống còn gặp hạn chế khi cần trang bị thiết bị sấy cấp II để làm nóng không khí trong các trường hợp khí thổi vào phòng không đáp ứng đủ yêu cầu về sinh; đồng thời, việc sử dụng hệ thống tái tuần hoàn không khí làm tăng chi phí đầu tư, do phải lắp đặt quạt tuần hoàn gió, kênh gió hồi và các miệng hút để đảm bảo hoạt động hiệu quả.
Sơ đồ này được sử dụng phổ biến nhờ hệ thống đơn giản, đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh và dễ vận hành Với tính kinh tế cao, nó phù hợp cho các trung tâm, hội trường, văn phòng và nhà hàng.
Sơ đồ tuần hoàn không khí hai cấp giúp khắc phục nhược điểm của hệ thống một cấp bằng cách loại bỏ nhu cầu sử dụng thiết bị sấy cấp II, đảm bảo vệ sinh và điều chỉnh nhiệt độ không khí thổi vào phòng linh hoạt hơn Nhờ đó, hệ thống có khả năng điều chỉnh nhiệt độ không khí theo yêu cầu mà không cần thiết bị sấy cấp II, nâng cao hiệu quả và tiết kiệm chi phí vận hành Hệ thống tuần hoàn hai cấp là giải pháp tối ưu để duy trì chất lượng không khí trong phòng, đáp ứng các tiêu chuẩn vệ sinh và an toàn môi trường.
Ưu điểm nổi bật của hệ thống là khả năng điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm không khí thổi vào phòng, giúp duy trì điều kiện vệ sinh tối ưu mà không cần sử dụng thiết bị sấy cấp II hoặc thiết bị phun ẩm bổ sung, mang lại sự tiện lợi và tiết kiệm chi phí cho người dùng.
- Nhược điểm: Năng suất làm lạnh, làm khô và lưu lượng gió giảm so với sơ đồ cấp
1 Đồng thời hệ thống phải có thêm buồng hòa trộn thứ 2 và hệ thống trích gió gió đến buồng hòa trộn này nên hệ thống có cấu tạo phức tạp hơn so với sơ đồ cấp 1
Sơ đồ hai cấp là giải pháp ứng dụng hiệu quả trong các xí nghiệp công nghiệp nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế và tiết kiệm năng lượng Phương pháp này giúp giảm tiêu thụ năng lượng bằng cách loại bỏ nhu cầu sử dụng thiết bị sấy cấp II để đảm bảo điều kiện vệ sinh Việc áp dụng sơ đồ hai cấp không chỉ tối ưu hóa quá trình sản xuất mà còn góp phần giảm chi phí vận hành, đồng thời nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong các nhà máy công nghiệp.
Dựa trên phân tích các loại sơ đồ, với những ưu nhược điểm riêng biệt, cùng với đặc điểm của công trình chủ yếu là làm việc văn phòng, chúng tôi đã quyết định chọn sơ đồ tuần hoàn một cấp để tối ưu hóa hiệu quả và phù hợp với yêu cầu công trình.
3.1.2 Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp
Hình 3 1 Sơ đồ nguyên lý tuần hoàn một cấp
Hệ thống điều hòa không khí bao gồm các thành phần chính như không khí ngoài trời (N), không khí trong nhà (T), và không khí được làm lạnh qua dàn lạnh (V) Cửa chớp (van) lấy gió tươi (1) và cửa (van) lấy gió hồi (2) điều chỉnh luồng không khí vào hệ thống Buồng hòa trộn (3) pha trộn không khí từ các nguồn khác nhau để duy trì chất lượng và nhiệt độ tối ưu Dàn lạnh (FCU) (4) làm lạnh và xử lý không khí trước khi phân phối, trong khi quạt gió cấp (5) tạo ra áp lực để đẩy không khí qua ống cấp gió lạnh (6) và cuối cùng là miệng thổi gió (7) phân phối không khí lạnh đến các không gian trong nhà.
(g/kg) vào phòng điều hoà; 8 – Không gian điều hoà; 9 – Miệng gió hồi; 10 – Ống gió hồi; 11- Quạt gió hồi; 12 –Cửa gió xả có van điều chỉnh lưu lượng
Không khí ngoài trời với lưu lượng G_N, kg/s, được quạt hút qua cửa chớp (van gió tươi) vào buồng hòa trộn 3 để trộn với gió hồi có trạng thái T và lưu lượng G_T Sau khi hòa trộn, không khí đạt trạng thái H với tổng lưu lượng là G_N + G_T, được xử lý qua thiết bị FCU nhằm đạt trạng thái không khí O trước khi được quạt phân phối vào phòng điều hòa qua các miệng thổi 7 Không khí thổi vào phòng có trạng thái V, nhận nhiệt và ẩm thừa trong không gian, biến đổi từ trạng thái V thành T theo quá trình |\(\varepsilon_T = Q_T / W_T\)| đã xác định Sau đó, không khí ở trạng thái T được quạt 11 hút qua các miệng hồi về buồng hòa trộn theo đường hồi, trong khi một phần không khí được xả ra ngoài qua cửa gió xả 12.
3.1.3 Tính xác định năng suất lạnh cho công trình
3.1.3.1 Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp mùa hè
Sự thay đổi trạng thái không khí trong hệ thống điều hoà không khí một cấp mùa hè được trình bày trên đồ thị I – d
Hình 3 2 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp mùa hè trên đồ thị I - d
Các điểm trên đồ thị:
+ T: Điểm biểu diễn trạng thái không khí trong phòng
+ N: Điểm biểu diễn trạng thái không khí bên ngoài môi trường
+ H: Điểm biểu diễn trạng thái không khi sau hòa trộn
+ O: Điểm biểu diễn trạng thái không khí sau khi xử lý nhiệt ẩm
+ V: Điểm biểu diễn trạng thái không khí thổi vào phòng
Các quá trình trên đồ thị:
+ TH, NH: Quá trình hòa trộn của không khí trong nhà ở trạng thái T và không khí ngoài trời ở trạng thái N
+ HO: Quá trình làm lạnh và khử ẩm
+ OV: Quá trình không khí sau khi xử lí ẩm được dẫn đến cửa thổi (Quá trình này tổn thất là không đáng kể nên điểm O≡V)
+ VT: Quá trình nhận nhiệt thừa và ẩm thừa trong phòng trở thành trạng thái T
Xác định các điểm trên đồ thị:
+ Điểm T và N trên đồ thị I-d:
T là giao điểm của 2 đường t T và φ T
N là giao điểm của 2 đường tN và φ N
+ Điểm sau khi xử lý nhiệt ẩm O: Là giao điểm của đường ε T với đường φ V
+ Điểm thổi không khí vào phòng V: Ở trường hợp này điểm V ≡ O
+ Điểm hoà trộn H được xác định theo công thức (3.41) và (3.42) [1] như sau:
, kJ/kg Độ chứa hơi: H T G T N G N d d d
+ G: Lưu lượng không khí cần thiết để xử lý lượng nhiệt thừa và ẩm thừa, kg/s
G N - Lượng không khí bổ sung để đảm bảo oxi cho người, đảm bảo điều kiện vệ sinh, kg/s
G T - Lưu lượng khí tái tuần hoàn, kg/s
G H - Lượng khí điểm hoà trộn (lượng khí tuần hoàn), kg/s
GN = n.ρk.Vk, kg/s trong đó ρk = 1,2 kg/m 3 : mật độ không khí n - Tổng số người trong phòng, người;
Vk - Lượng không khí tươi cần cung cấp cho một người trong một đơn vị thời gian, tra theo phụ lục F [TL5]
Tuy nhiên lưu lượng gió bổ sung không được nhỏ hơn 10%.G Vì thế khi GN tính theo các công thức trên mà nhỏ hơn 10%G thì lấy GN = 0,1.G
Năng suất lạnh yêu cầu: Q 0 = G (I H – I 0 ) ,KW
Lượng ẩm thải ra ở dàn lạnh: W 0 = G (d H – d 0 ) g/s
Lưu lượng không khí cần thiết để xử lý lượng nhiệt thừa và ẩm thừa :
kg/s => 10%G = 0,048866 kg/s Lượng không khí bổ sung :
Năng suất lạnh yêu cầu: Q 0 = G (I H – I 0 ) = 0,48866.(92,11 – 35,58) = 27,62,KW
Lượng ẩm thải ra ở dàn lạnh: W 0 = G (d H – d 0 ) = 0,48866.(21,54 – 7) = 7,1 g/s
Các phòng khác được tính toán tương tự Kết quả được tổng hợp trong phụ lục 10
3.1.3.2 Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp mùa đông
3.1.3.2.1 Sơ đồ điều hòa không khí khi có nhiệt thừa, ẩm thừa ( Q T >0 ; W T
Hình 3 3 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp mùa đông (Q T > 0, W T >0)
Các quá trình trên đồ thị:
+ NH và TH là các quá trình hòa trộn
+ HO là quá trình phun ẩm đoạn nhiệt
+ VT là quá trình tự biến đổi trạng thái của không khí khi nhận nhiệt thừa và ẩm thừa trong phòng
- Xác định các điểm trên sơ đồ như sau:
+ Điểm N và T đã biết trước theo thông số nhiệt độ ngoài và trong nhà
+ Điểm O là giao điểm của tia quá trình ε T và đường φ %
+ Điểm hòa trộn H nằm trên giao điểm đường nối TN theo tỷ lệ hòa trộn không khí
Trong trường hợp các phòng có nhiệt độ điểm thổi vào không đáp ứng yêu cầu vệ sinh, cần tiến hành sấy để điều chỉnh nhiệt độ điểm thổi về mức phù hợp với tiêu chuẩn vệ sinh Quá trình này giúp đảm bảo môi trường làm việc đạt tiêu chuẩn an toàn và vệ sinh, tránh tác động tiêu cực đến sức khỏe và chất lượng không khí trong phòng Việc kiểm tra và điều chỉnh nhiệt độ điểm thổi định kỳ là bước quan trọng để duy trì điều kiện vệ sinh tối ưu trong các khu vực sản xuất hoặc lưu trữ.
Trong sơ đồ này có thêm quá trình sấy không khí từ trạng thái O lên trạng thái V rồi mới thổi vào phòng
Lưu lượng gió cần thiết: G = T T
Lượng ẩm bổ sung: W = G (d V – d H ) (kg/s)
Trong trường hợp không thỏa mãn điều kiện vệ sinh thì ta phải tiến hành sấy với năng suất sấy: Q s =G (I V –I O ), kW; với t v(cp) = (7-10) 0 C
Hình 3 4 Sơ đồ điều hòa không khí khi có nhiệt thừa không đảm bảo điều kiện vệ sinh ( Q T >0 ; W T >0 T 0 )
Việc lựa chọn lượng gió tươi phải đáp ứng hai điều kiện:
+ Đạt tối thiểu 10% lưu lượng gió tuần hoàn Điểm hòa trộn H nằm trên giao điểm đường nối TN theo tỷ lệ hòa trộn không khí
Lưu lượng không khí cần thiết để xử lý lượng nhiệt thừa và ẩm thừa :
kg/s => 10%G = 0,12kg/s Lượng không khí bổ sung :
Năng suất lạnh yêu cầu: Q0 = G (I H – I 0 ) = 1,22.(39,06 – 29,3) = 13,67,KW
Lượng ẩm thải ra ở dàn lạnh: W 0 = G (d H – d 0 ) = 1,22.(8,73 – 7,5) = 1,49 g/s
Các phòng khác được tính toán tương tự Kết quả được tổng hợp trong phụ lục 11
3.1.3.2.2 Sơ đồ điều hòa không khí khi có nhiệt thiếu, ẩm thừa ( Q T 0,
Hình 3 7 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp mùa đông có Q T > 0, W T < 0
Các quá trình trên đồ thị:
+ NH và TH là các quá trình hòa trộn
+ HS là quá trình sấy đẳng dung
+ SV là quá trình phun ẩm đoạn nhiệt
+ VT là quá trình tự biến đổi trạng thái của không khí khi nhận nhiệt thừa và ẩm thừa trong phòng
- Xác định các điểm trên sơ đồ như sau:
+ Điểm N và T đã biết trước theo thông số nhiệt độ ngoài và trong nhà
+ Điểm hòa trộn H nằm trên đường nối TN theo tỷ lệ hòa trộn không khí
+ Điểm V là giao điểm của tia quá trình εT và đường φ %
+ Điểm S là giao điểm của đường đẳng dung ẩm đi qua H và cắt Iv
G G , kJ/kg Năng suất lạnh: = G ( – ), kW
Năng suất phun ẩm: W = G ( – ), kg/s
Tổng hợp năng suất lạnh Q 0 , lưu lượng gió G, của các phòng mùa đông được thống kê trong phụ lục 11
TÍNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ THÔNG GIÓ
Phân tích và lựa chọn hệ thống điều hòa không khí
Chọn hệ thống điều hòa phù hợp nhằm đảm bảo năng suất hoạt động tối ưu, tiết kiệm chi phí đầu tư, vận hành ổn định và tiết kiệm điện năng, đồng thời nâng cao tính thẩm mỹ cho công trình Hiện nay, thị trường đa dạng các loại hệ thống điều hòa như điều hòa cục bộ, điều hòa trung tâm (VRV, VRF) và hệ thống nước trung tâm (Water Chiller) Các đặc điểm của công trình giúp xác định phương án phù hợp để lựa chọn hệ thống điều hòa trung tâm tối ưu, đáp ứng yêu cầu về hiệu suất, tiết kiệm năng lượng và thẩm mỹ.
Hệ thống VRV, VRF gồm một dàn nóng kết nối với nhiều dàn lạnh nhờ hệ thống ống đồng và các bộ chia gas, cho phép lắp ghép đa dạng về kiểu dáng và công suất, với dải điều chỉnh rộng đến 168 kW Ưu điểm của hệ thống này là phù hợp với các tòa nhà cao tầng có không gian hạn chế nhờ hệ thống đường ống nhỏ gọn và phạm vi nhiệt độ rộng Tuy nhiên, nhược điểm bao gồm hiệu quả giải nhiệt chưa cao do sử dụng gió làm nguội và diện tích trao đổi nhiệt lớn, đồng thời hạn chế về số lượng dàn lạnh khiến phù hợp với hệ thống công suất vừa và nhỏ Chi phí đầu tư cao, tốn kém và hệ thống khó xử lý sự cố nhanh chóng là những hạn chế cần xem xét khi chọn hệ thống VRV, VRF cho công trình của bạn.
Hệ thống điều hòa trung tâm sử dụng máy làm lạnh nước kết hợp với dàn trao đổi nhiệt (FCU, AHU ) gọi là hệ thống Chiller, bao gồm thiết bị làm lạnh nước Chiller kết nối với các dàn trao đổi nhiệt qua hệ thống ống thép Chất tải lạnh (nước) được vận chuyển đến các dàn trao đổi nhiệt bằng bơm, giúp giải nhiệt hiệu quả và an toàn hơn so với hệ thống VRV, VRF sử dụng gas làm lạnh Ưu điểm lớn của hệ thống Chiller là dải công suất rộng, khả năng giải nhiệt tốt và an toàn về cháy nổ vì sử dụng nước làm chất tải lạnh trực tiếp đến từng dàn lạnh Tuy nhiên, nhược điểm là chi phí đầu tư ban đầu cao hơn so với các hệ thống sử dụng gas làm lạnh.
Dựa trên phân tích ưu nhược điểm và đặc điểm công trình, hệ thống điều hòa cần đáp ứng yêu cầu cho văn phòng làm việc và phòng dịch vụ trong tòa nhà Chính vì vậy, lựa chọn hệ thống điều hòa VRV là giải pháp tối ưu, mang lại hiệu quả vận hành linh hoạt, tiết kiệm năng lượng và phù hợp với nhiều không gian khác nhau.
Yêu cầu đối với chọn máy và thiết bị
Trong quá trình chọn máy và thiết bị cho hệ thống điều hòa không khí công trình, đảm bảo năng suất lạnh của thiết bị phải lớn hơn nhu cầu thực tế (Q 0máy > Q 0), nhằm đảm bảo hiệu quả làm lạnh tối ưu Ngoài ra, tổng công suất gió của hệ thống phải vượt qua mức cần thiết để duy trì lưu lượng gió phù hợp (L máy > L), giúp đảm bảo không khí được phân phối đều và giữ cho không gian thoáng mát, thoải mái Việc lựa chọn các thiết bị phù hợp không chỉ nâng cao hiệu suất vận hành mà còn tối ưu hóa chi phí lắp đặt và vận hành hệ thống điều hòa không khí.
Bạn cần lựa chọn máy móc và thiết bị phù hợp đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của công trình về mặt kỹ thuật, mỹ thuật, môi trường, cũng như đảm bảo tính tiện dụng trong vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa Ngoài ra, thiết bị phải đảm bảo an toàn, độ tin cậy cao, tuổi thọ dài và mang lại hiệu quả kinh tế tối ưu.
Chọn máy và thiết bị
Theo như tính toán năng xuất nhiệt ở trên và yêu cầu của Đồ án tốt nghiệp Nên ở đây ta lấy thông số mùa hè để tính chọn thiết bị
4.3.1 Lựa chọn công suất dàn lạnh
Dàn lạnh âm trần giúp đảm bảo tính thẩm mỹ và tiện nghi cho công trình Tôi chọn loại dàn lạnh âm trần nối ống gió hồi sau của hãng điều hòa DAIKIN để tối ưu hóa hiệu suất làm lạnh và mang lại không gian sang trọng, hiện đại.
Tiêu chí lựa chọn dàn lạnh:
Chọn dàn lạnh dựa trên hai tiêu chí chính là năng suất gió và tốc độ gió phù hợp với thiết kế Năng suất gió trong catalog cần bằng hoặc lớn hơn năng suất gió tính toán để đảm bảo hiệu quả làm lạnh Nếu không đảm bảo được năng suất gió, máy điều hòa sẽ không đáp ứng được yêu cầu về công suất lạnh, ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của hệ thống.
Khi chọn máy phải chọn sao cho điều kiện sau thoả mãn:
Trong đó: + Q 0TC : Giá trị năng suất lạnh cho trong catalog máy, kW;
+ Q 0 : Giá trị năng suất lạnh đã tính toán, kW;
Ví Dụ: Tầng 1, Sảnh chính
Phòng có diện tích sàn 224 m 2 , với năng suất lạnh mùa hè là 195,6 kW
Căn cứ vào những yêu cầu ở trên thì em chọn được dàn lạnh âm trần nối ống gió hồi sau với các thông số như sau [TL7]:
Bảng 3 1 Thông số dàn lạnh
Bảng thông số và số lượng dàn lạnh cho các phòng được thống kê cụ thể trong phụ lục
4.3.2 Yêu cầu kỹ thuật của các dàn lạnh
Cụm thiết bị xử lý không khí bao gồm dàn lạnh nguyên bộ hoặc lắp ráp sẵn cùng với các bộ phận chế tạo sẵn hoặc lắp ráp tại chỗ, đảm bảo hiệu quả trong kiểm soát môi trường bên trong Hệ thống này bao gồm dàn lạnh xử lý không khí chính và các dàn lạnh nhỏ dành cho các phòng riêng biệt, giúp tối ưu hóa khả năng điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm, phù hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau.
Dàn lạnh nhỏ cho phòng là thiết bị nhỏ gọn, gồm hộp chứa coil và quạt dẫn động trực tiếp, được thiết kế để gắn nổi trong phòng nhằm tiết kiệm diện tích Hộp chứa có thể tích hợp bộ lọc và các chi tiết phụ trợ, giúp tối ưu hiệu quả làm lạnh và lọc không khí Dãy sản phẩm này đa dạng, gồm các loại gắn âm hoặc không gắn âm nối với ống gió, phù hợp với nhiều loại không gian và yêu cầu lắp đặt khác nhau.
Dàn làm lạnh sơ bộ (PAU): dàn lạnh chuyên biệt cho làm lạnh sơ bộ gió tươi bên ngoài
Cấu tạo: lắp ráp và có gia cố để tránh cong vặn và ồn Có thể tháo rời các cấu kiện chính
Có lối vào cho công tác kiểm tra và bảo trì
Cách nhiệt: cách nhiệt cho vỏ máy để ngăn ngừa đọng sương bề mặt bên ngoài ở chế độ vận hành
Máng theo máy dưới mỗi phần coil lạnh được kéo dài xuôi dòng nhằm thu gom tất cả nước đọng trên bề mặt coil, giúp ngăn ngừa rò rỉ và bảo vệ các bộ phận khác của hệ thống Thiết kế này còn đảm bảo thoát nước hiệu quả, hạn chế sự tích tụ sương và đảm bảo hoạt động ổn định của thiết bị làm lạnh Việc lắp đặt máng hợp lý góp phần duy trì hiệu suất làm việc của hệ thống và kéo dài tuổi thọ các bộ phận liên quan.
Bọc cách nhiệt cho máng để ngăn ngừa đọng sương bên trong và trên bề mặt ngoài của vỏ thiết bị ở chế độ vận hành
4.3.3 Chọn dàn nóng cho hệ thống điều hòa
Tính toán cho: Tính chọn dàn nóng cho tầng 1 lửng 1 và 2 với tổng Qo =1391922 btu/h
Theo hình 5.8 [1], em chọn được các hệ số hiệu chỉnh như sau:
+ Tra đồ thị hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ ngoài trời với tnt= 35,1 được = 0.99
Hình 3 8 Hệ số hiệu chỉnh của máy điều hòa Daikin
+ Tra đồ thị hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ trong nhà với ttn= 24°C được = 0,85
Hình 3 9 Hệ số hiệu chỉnh của điều hòa Daikin
Dàn nóng được đặt ở tầng mái, tạo khoảng cách lên đến 30m so với dàn lạnh, với chiều dài đường ống gas khoảng 58m Theo đồ thị tại trang 659 trong tài liệu tham khảo [5], hệ số hiệu chỉnh là 0,90, giúp đảm bảo hiệu quả vận hành của hệ thống điều hòa Việc đặt dàn nóng ở vị trí cao như tầng mái giúp tối ưu hóa khả năng tản nhiệt và tiết kiệm không gian trong nhà Độ chênh lệch chiều cao giữa dàn nóng và dàn lạnh ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất hoạt động của hệ thống điều hòa Sử dụng các số liệu và đồ thị chuẩn trong tài liệu giúp tính toán chính xác và đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, tiết kiệm năng lượng.
Hình 3 10 Hệ số hiệu chỉnh của điều hòa Daikin
Hình 3 11 Tỷ lệ kết nối
Năng suất lạnh yêu cầu của dàn nóng:
Chọn cụm dàn nóng RXQ58TNY1Có tổng công suất làm nóng là: 553000*3 kW.
Các cụm dàn nóng khác được tính toán tương tự theo công thức
Kết quả được tổng hợp trong phần phụ lục 13
4.3.4 Tính chọn kích thước đường ống gas, bộ chia gas
Chọn bộ chia gas dàn lạnh dựa trên tổng chỉ số năng suất lạnh của các dàn lạnh đứng sau nó
Tổng chỉ số năng suất lạnh của các dàn lạnh BỘ CHIA GAS joints Kí hiệu
Bảng 4 2 NEFNET cho đường ống nhánh
Tổng chỉ số năng suất Đường kính ngoài [ mm ] Đường ống gas Đường ống lỏng x < 150 15,9
Bảng 4 3 Kích thước ống đồng giữa các bộ chia gas
Chọn bộ chia gas nối cho hai dàn lạnh model FXMQ125PVE và FXMQ80PVE với tổng chỉ số năng suất lạnh là 28kW, thấp hơn 200kW Do đó, bộ chia gas phù hợp là ký hiệu KHRP26A22T, viết tắt là 22T, đảm bảo hiệu quả và tối ưu hóa hệ thống làm lạnh của bạn.
Chọn bộ chia gas dàn lạnh đầu tiên tính từ phía dàn nóng theo công suất của dàn nóng
Chọn cỡ ống nối từ bộ chia gas đầu tiên của dàn lạnh đến bộ chia gas đầu tiên của dàn nóng dựa trên tổng công suất của các modul dàn lạnh để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu Việc lựa chọn đúng cỡ ống giúp hạn chế tổn thất áp lực, nâng cao hiệu quả làm lạnh và tiết kiệm năng lượng cho hệ thống Điều này rất quan trọng trong việc duy trì cân bằng nhiệt độ và đảm bảo độ bền của hệ thống điều hòa không khí.
Chọn cỡ ống nối giữa các bộ chia gas dàn lạnh theo chỉ số năng suất lạnh tổng các dàn lạnh đứng sau nó
Chọn cỡ ống nối từ bộ chia gas đến dàn lạnh theo cỡ ống các dàn lạnh đã chọn ở trên
Kí hiệu bộ chia gas và kích cỡ đường ống được ghi rõ trên bản vẽ mặt bằng bố trí điều hòa cũng như sơ đồ nguyên lý hệ thống đường ống gas, giúp đảm bảo thiết kế chính xác và dễ dàng thi công.
4.3.5 Chọn kích cỡ ống xả nước ngưng Đường ống nước ngưng là đường ống nước dùng với mục đích gom những nước ngưng đọng trên hệ thống dàn lạnh đưa ra ngoài Lượng nước ngưng đọng tùy thuộc vào lượng ẩm có trong không khí và lưu lượng gió của dàn Đối với kích thước ống nước ngưng cho từng đầu ra của dàn lạnh ta tra được trên catalog của sản phẩm Nước ngưng tạo dòng được là do độ chênh áp của độ dốc đường ống, vì là nước tự chảy cho nên nước trong ống không thể điền đầy được đường kính của ống, vì vậy để tính toán được đường kính ống là rất khó khăn Cho nên ta chọn ống góp nước ngưng theo công suất dàn lạnh và số lượng dàn có trên hệ thống đó
+ Chọn độ dốc tối thiểu 1/100
Đường ống thoát nước xả từ dàn lạnh cần phải phù hợp với kích thước ghi trong catalogue của hệ thống điều hòa trung tâm VRV của DAIKIN Việc lựa chọn kích cỡ ống góp lấy đúng theo hướng dẫn lắp đặt đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và phòng tránh các sự cố rò rỉ hay tắc nghẽn.
Theo tài tài liệu hướng dẫn lắp đặt thì cứ 1HP sẽ ngưng tụ được 6 lít nước ngưng mỗi giờ 1 HP = 1 kW/2,8
Kí hiệu và kích thước ống nước ngưng được thể hiện trên bản vẽ mặt bằng bố trí đường ống nước ngưng
Trong Chương 4, chúng tôi đã chọn hệ thống điều hòa không khí phù hợp với công trình dựa trên kết quả tính toán năng suất lạnh yêu cầu từ Chương 3 Dựa trên đó, chúng tôi đã xác định được công suất lạnh của dàn lạnh và dàn nóng phù hợp cho phòng điều hòa Từ mặt bằng phòng điều hòa, chúng tôi đã bố trí các thiết bị hợp lý trên bản vẽ mặt bằng, giúp dễ dàng tính toán và lựa chọn kích thước ống gas cũng như ống thoát nước ngưng phù hợp, đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và ổn định.
Tính toán hệ thống cấp ống cấp gió
Đường ống dẫn không khí đảm nhận nhiệm vụ vận chuyển khí từ quạt gió đến các miệng thổi gió hoặc từ các miệng hút gió về các quạt gió hồi hoặc quạt thải gió, bao gồm hệ thống đường ống dẫn gió chính, các ống nhánh trên đường cấp gió, đường ống gió hồi, và đường ống gió thải Việc thiết kế và lắp đặt hệ thống ống gió đúng tiêu chuẩn là yếu tố then chốt để đảm bảo hiệu quả thông gió và lưu thông không khí trong công trình xây dựng Các loại ống gió này cần được chọn lựa phù hợp về chất liệu, kích thước để tối ưu vận hành và tiết kiệm năng lượng Hệ thống ống dẫn không khí đóng vai trò quan trọng trong duy trì chất lượng không khí trong nhà, giảm thiểu ô nhiễm và đảm bảo môi trường sống và làm việc an toàn, thoáng đãng.
Trong công trình này, hệ thống ống gió gồm:
+ Hệ thống cấp gió lạnh
+ Hệ thống cấp gió tươi
+ Hệ thống hút gió vệ sinh
Trong quá trình thiết kế hệ thống ống gió, việc bố trí ống sao cho hợp lý, đơn giản và ngắn nhất là yếu tố quan trọng nhằm tối ưu hiệu suất hoạt động Đường ống nên được sắp xếp đối xứng để đảm bảo cân đối, giúp giảm thiểu tổn thất áp suất và tăng tuổi thọ của hệ thống Đồng thời, cần đảm bảo yêu cầu phân phối và hồi gió hợp lý để duy trì không khí sạch sẽ, đồng đều và hiệu quả trong không gian sử dụng.
Lựa chọn tốc độ không khí trên đường ống là một bài toán tối ưu về kinh tế và kỹ thuật, đòi hỏi thiết kế phù hợp để đảm bảo cung cấp đủ lưu lượng gió đến nơi yêu cầu Có nhiều phương pháp thiết kế đường ống gió, mỗi phương pháp có đặc điểm riêng và phù hợp với từng trường hợp cụ thể Tuy nhiên, phương pháp sử dụng ma sát đồng đều được ưu tiên, trong đó tiết diện đầu được chọn làm tiết diện điển hình Lựa chọn tốc độ không khí phù hợp với tiết diện đó sẽ giúp xác định kích thước ống, gồm diện tích tiết diện, kích thước các cạnh hoặc đường kính tương đương Từ lưu lượng và tốc độ hoặc đường kính tương đương, ta xác định tổn thất áp suất trên mỗi mét chiều dài ống, sau đó giữ giá trị này để tính toán cho tất cả các đoạn ống chính và ống nhánh, đảm bảo hiệu quả vận hành hệ thống thông gió.
Trong quá trình tính toán và lắp đặt hệ thống, việc này thường không hoàn toàn chính xác Vì vậy, tại mỗi điểm rẽ nhánh của ống gió, ta cần bố trí các van điều chỉnh lưu lượng để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và ổn định.
4.4.1 Tính toán và bố trí miệng thổi, miệng hồi
Có nhiều loại miệng gió khác nhau như miệng khuyếch tán, miệng thổi khe và miệng thổi tròn, với những đặc tính riêng biệt phù hợp từng ứng dụng Việc lựa chọn loại miệng gió phù hợp phụ thuộc vào kết cấu trần và yêu cầu của hệ thống điều hòa không khí để đảm bảo hiệu quả thông gió tối ưu Mỗi loại miệng gió có vai trò quan trọng trong việc phân phối không khí đều và tạo sự thoáng mát dễ chịu cho không gian sống và làm việc.
Trong các công trình điều hòa, miệng thổi khuyếch tán được chọn để đảm bảo phân phối gió lạnh đều khắp không gian Việc tính toán hệ thống dẫn khí áp dụng theo nguyên tắc giống nhau cho tất cả các dàn lạnh, do đó chỉ cần tính toán cho một dàn và các dàn còn lại sẽ tương tự Khi thiết kế, chúng ta chọn số cửa cấp khí bằng với số cửa hồi khí, giúp dễ dàng tính toán và cân đối lượng khí đưa vào và rút ra khỏi không gian điều hòa.
Kích thước cửa gió được tính theo công thức :
Trong đó : F là diện tích cửa gió m 2
L là lưu lượng gió đi qua cửa gió m 3 /s
V là vận tốc gió ra khỏi cửa gió m/s, chọn V = 2m/s
N là số lượng cửa gió
là tỉ lệ kích thước thực tế của cửa gió mà gió có thể đi qua, = 70%
Ví dụ: Tính cho dàn lạnh model FXMQ125PVE có công suất 14kW : Đối với dàn lạnh FXMQ125PVE công suất 14kW, công suất gió của máy là: 2340 m3/h hay 0,65 m3/s
Chọn cửa gió kích thước 600x600 mm
Vận tốc gió thực tại cửa gió là : 0, 65 1,52
Tính tương tự cho các dàn lạnh còn lại Kết quả được thể hiện trên bản vẽ
4.4.2 Tính toán hệ thống đường ống dẫn khí lạnh
Trong quá trình tính toán hệ thống lạnh, ta chỉ thực hiện tính toán cho một dàn lạnh vì các dàn còn lại đều có cách tính tương tự Hệ thống sử dụng ống gió mềm nối trực tiếp từ dàn lạnh đến các cửa gió, với tốc độ gió trong ống được chọn là 3 m/s để đảm bảo hiệu quả vận hành Ngoài ra, số lượng cửa cấp khí bằng với số cửa hồi khí, do đó việc tính toán các cửa này cũng được thực hiện theo cùng một phương pháp để đảm bảo sự cân bằng và tối ưu hóa của hệ thống lạnh.
Công thức tính toán đường kính ống gió mềm :
Trong đó : F là diện tích bề mặt cắt ngang ống gió mềm, m 2
V là vận tốc gió trong ống gió mềm, m/s
L là lưu lượng gió trong ống gió mềm, m 3 /s
D là đường kính ống gió mềm, m n là số lượng ống gió mềm, lấy bằng số lượng FCU
Ví dụ : Tính cho model FXMQ125PVE có công suất 14kW
Chọn ống gió mềm kích thước 400 mm
Vận tốc thực trong ống gió mềm là : 4 2 4.0,566 2 2,12
Tính tương tự cho các dàn lạnh còn lại Kết quả được thể hiện trên bản vẽ
4.4.3 Tính toán đường cấp gió tươi ngoài trời cho các phòng và hành lang 4.4.3.1 Tính thiết kế đường ống gió tươi
- Hệ thống cấp khí tươi được tính tương tự như hệ thống cấp khí lạnh cho điều hòa không khí
Ví dụ: Tính toán hệ thống cấp khí tươi cho tầng 1
- Lưu lượng khí tươi cần cấp cho tầng 1 dựa vào kết quả tính toán
- Kết quả lưu lượng cấp khí tươi cho từng phòng tại tầng 1 được lấy từ kết quả tại chương II Ta có bảng:
Bảng 4.4: Lưu lượng gió theo tầng
Văn phòng 0.042 0.051 p.tài vụ+kho 0.058 0.071
Pkt trung tâm 0.043 0.052 Đại sảnh 0.659 0.807
Trong các phương pháp tính toán đường ống gió lạnh cấp, phương pháp ma sát đồng đều thường được ưa chuộng trong thiết kế hệ thống điều hòa không khí nhờ vào những ưu điểm vượt trội của nó Các phương pháp phổ biến khác bao gồm phương pháp lý thuyết và phương pháp giảm dần tốc độ, nhưng mỗi phương pháp đều có những ưu nhược điểm riêng Phương pháp ma sát đồng đều mang lại độ chính xác cao và dễ thực hiện, giúp tối ưu hóa hiệu suất hệ thống gió Do đó, đây là phương pháp được sử dụng nhiều nhất trong các dự án hệ thống điều hòa không khí hiện nay.
Thiết kế hệ thống ống nhanh chóng nhờ khả năng tính toán bất kỳ đoạn nào mà không cần tuần tự từ đầu đến cuối, giúp tiết kiệm thời gian và tăng hiệu quả công việc trên công trường.
Phương pháp ma sát đồng đều giúp đảm bảo tốc độ giảm dần theo chiều chuyển động một cách chủ động và ổn định hơn Đây là kỹ thuật giảm tốc tin cậy, mang lại hiệu quả kéo dài và ổn định hơn so với phương pháp giảm dần tốc độ truyền thống Nhờ vào tính ổn định của phương pháp này, quá trình giảm tốc diễn ra một cách liên tục, tránh những biến động bất thường Do đó, sử dụng phương pháp ma sát đồng đều là lựa chọn tối ưu để kiểm soát tốc độ trong các hệ thống chuyển động cần độ chính xác cao.
- Vậy nên ta lựa chọn phương pháp ma sát đồng đều để tính thiết kế cho hệ thống cấp gió lạnh của dàn lạnh
Phương pháp ma sát đồng đều có hai cách tính chính: một là chọn tốc độ nhánh chính sau quạt để xác định tiết diện tương đương của nhánh chính, từ đó tính toán tổn thất ma sát trên toàn bộ đoạn ống Cách còn lại là chọn trước một giá trị tổn thất ma sát, sau đó xác định tiết diện tương đương của từng đoạn ống phù hợp Việc áp dụng đúng phương pháp giúp đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong thiết kế hệ thống ống dẫn khí hoặc chất lỏng.
- Trong bài làm ta sử dụng cách thứ nhất để tính toán
- Từ thực tế bản vẽ ta có sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp khí tươi trong tầng 1:
Hình 4.3: Sơ đồ nguyển lý đường ống gió
Từ bảng 4.4 và hình 4.3 ta có bảng: Đoạn ống
Tiết diện ống lí thuyết (m2)
Cỡ ống chọn Tốc độ chọn m3/h Rộng
4.4.3.2 Tính toán tổn thất và chọn quạt
Tổn thất áp suất của dòng không khí chuyển động trong ống là yếu tố quan trọng giúp chọn quạt có cột áp phù hợp cho hệ thống Trong quá trình dòng không khí di chuyển, hai dạng trở lực chính xuất hiện là ma sát theo chiều dọc của ống và các trở lực cục bộ tại các van, phụ kiện như tê, cút, đột mở, đột thu Hiểu rõ các yếu tố này giúp tối ưu hoá hiệu suất hệ thống thông gió và giảm tiêu thụ năng lượng.
Việc tính toán tổn thất áp suất giúp xác định tổng tổn thất mà quạt cần khắc phục bằng cột áp Chúng tôi chỉ tập trung tính toán cho đoạn ống xa nhất để đảm bảo độ chính xác Hệ thống này sử dụng một trục thông gió và quạt được đặt trên tầng mái của tòa nhà nhằm tối ưu hiệu suất hoạt động.
Tổn thất áp suất được tính theo công thức: ms cb
Trong đó: + P : Là tổn thất áp suất tổng, Pa;
+ P ms : Là tổn thất ma sát đường ống, Pa;
+ P cb : Là tổn thất áp suất cục bộ, Pa;
Tính tổn thất ma sát đường ống gió
Tổn thất áp suất ma sát tổng theo công thức:
Trong đó: +p l : Là tổn thất ma sát ứng với 1 m chiều dài ống, Pa/m tra hình 7,24 [1]
Tính tổn thất cục bộ trên đường ống gió
Tổn thất cục bộ qua cút 90 o : p cb l td p l Pa
p l - Là tổn thất ma sát ứng với 1 m chiều dài ống, Pa/m tra hình 7,24
[1] l td - Chiều dài tương đương của cút
Tổn thất cục bộ qua côn thu lại, chân rẽ [1]:
, Pa p d - Áp suất động tra theo bảng 7.6 [1] n- Hệ số áp suất động bảng 7.7 đến 7.10 [1]
Kết quả tính toán tổn thất được tổng hợp ở phụ lục 15
Tổng lưu lượng khí tươi cấp vào là: G = 13,95 m 3 /s
Tổng tổn thất là ∆P = 313,5Pa
Chọn quạt Kruger theo [TL6] :
Bảng 4 1 Thông số quạt cấp khí tươi
Tính toán thông gió
4.5.1 Thông gió nhà vệ sinh
4.5.1.1 Tính chọn kích thước thông gió
Trong công trình, ngoài các khu vực có sử dụng điều hòa cần cung cấp gió tươi đã được tính toán, còn các vị trí không có điều hòa cũng được yêu cầu thông gió để đảm bảo thông khí tốt Cụ thể, khu vực nhà vệ sinh từ tầng 1 đến tầng 15 cần hệ thống thông gió phù hợp nhằm duy trì không khí trong lành và hạn chế mùi hôi.
-Kích thước cửa gió được tính theo công thức :
Trong đó : F là diện tích cửa gió m 2
L là lưu lượng gió đi qua cửa gió m 3 /s
V là vận tốc gió ra khỏi cửa gió m/s, chọn V = 2m/s
N là số lượng cửa gió
là tỉ lệ kích thước thực tế của cửa gió mà gió có thể đi qua, 70%
-Công thức tính toán đường kính ống gió mềm :
Trong đó : F là diện tích bề mặt cắt ngang ống gió mềm, m 2
V là vận tốc gió trong ống gió mềm, m/s
L là lưu lượng gió trong ống gió mềm m 3 /s, chọn V = 3 m/s
D là đường kính ống gió mềm, m n là số lượng ống gió mềm, lấy bằng số lượng cửa gió
- Công thức chung để tính tiết diện ống gió chính:
Trong đó F là diện tích mặt cắt ngang ống gió m 2
G là tổng lưu lượng gió trong ống m 3 /s,
V là tốc độ gió trong ống m/s, chọn V = 5 m/s với ống gió dọc trục nối với quạt chọn v = 7 m/s
Ví dụ: Tính hệ hút gió phòng vệ sinh cho tầng3:
Lượng gió hút cần thiết trong toilet tối thiểu bằng 10 lần thể tích phòng [2] thể tích: wc 1 = 13,8 m 3
Lưu lượng gió cần thải: L T 1 10.13,8 138 m 3 /h 0,038m 3 /s thể tích: wc 2 = 9,1 m 3
Lưu lượng gió cần thải: L T 2 10.9,1 91m 3 /h 0,025m 3 /s
Tổng lưu lượng gió trục chính L = L T1 + L T2 = 0,038 + 0,025 = 0,063 m 3 /s
-Tính kích thước cửa gió:
Trong thiết kế nhà vệ sinh, nên bố trí cửa gió giữa hai toilet hoặc giữa hai bồn tiểu để đảm bảo thông gió hiệu quả Dựa trên bản vẽ, chúng ta chọn số cửa gió WC là 2 miệng gió và của W là 3 miệng gió nhằm tối ưu hóa quá trình lưu thông không khí và đảm bảo sự thông thoáng cho khu vực vệ sinh.
=> chọn cửa gió kích thước 100x100mm
=> chọn cửa gió kích thước 100x100mm
-Tính kích thước ống gió mềm:
=>Chọn ống gió mềm D = 100mm
=>Chọn ống gió mềm D = 100mm
-Tính kích thước ống gió chính: ống gió trục chính sẽ cấp cho cả 2 WC
=>Chọn kích thước ống gió là 150x100mm
Các phòng còn lại tính toán tương tự
Việc tính toán tổn thất trong hệ thống cấp gió tươi là bước quan trọng để đảm bảo hiệu quả hoạt động Chọn một trục ống chính cho tất cả các tầng giúp tối ưu hóa quá trình phân phối khí, giảm tổn thất năng lượng Khi tính toán tổn thất, cần xem xét điểm xa trục chính nhất ở tầng cuối cùng để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và đáng tin cậy Điều này giúp xác định chính xác lượng gió cần thiết và tối ưu hóa thiết kế hệ thống thông gió.
1 cho đến vị trí đặt quạt hút trên tầng kỹ thuật kết quả tính toán ở phụ lục 16
4.5.1.1.2 Chọn quạt hút Đối với hệ thống chính
-Tổng lưu lượng gió của cả hệ thống là: G = 0,945 m 3 /s
-Tổn thất trên toàn bộ hệ thống là : ∆p 6 Pa
=> chọn quạt kruger theo [TL6]:
Bảng 4 2 Thông số kỹ thuật quạt hệ thống WC chính
4.5.2 Thông gió tầng hầm Ở tầng hầm ta sử dụng đồng thời hệ thống cấp gió và hút gió, việc tính toán 2 hệ thống này hoàn toàn giống nhau nên ta chỉ tính toán cho 1 hệ thống
Chọn bội số tuần hoàn của hệ thống hút và cấp gió là : 6 lần/giờ
Thể tích tầng hầm là V 20 m 3
Lưu lượng gió lớn đạt 3,1 m³/s đã được tính toán dựa trên công thức G = 1820,6 / 3600 Trong hệ thống thông gió tầng hầm, để tiết kiệm không gian trần, không sử dụng ống gió mềm mà thay vào đó, các cửa gió được lắp trực tiếp trên trục ống gió chính Việc thiết kế này giúp tối ưu hóa không gian và nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống thông gió tầng hầm.
Chọn tốc độ tại cửa gió là 4 m/s
Căn cứ vào bản vẽ chọn 10 cửa gió
Kích thước mỗi cửa gió là:
Trong đó : F là diện tích cửa gió m 2
L là lưu lượng gió đi qua cửa gió m 3 /s
V là vận tốc gió ra khỏi cửa gió m/s
N là số lượng cửa gió
là tỉ lệ kích thước thực tế của cửa gió mà gió có thể đi qua, = 70%
Chọn kích thước cửa gió là 500x300mm
Trục chính ống gió sẽ được đưa vào phòng kỹ thuật của tầng hầm, Chọn tốc độ gió ở trục chính là 7 m/s, tốc độ gió ở trục nhánh là 5 m/s
Việc thiết kế và tính toán hệ thống đường ống thông gió tầng hầm tương tự với hệ thống hút mùi nhà vệ sinh và hệ thống cấp khí tươi Trong bản thuyết minh này, chỉ trình bày kết quả chọn quạt cho hệ thống thông gió tầng hầm, dựa trên các kết quả tính toán thể hiện rõ trên bản vẽ kỹ thuật.
Việc tính toán tổn thất hoàn toàn giống với hệ thống cấp khí tươi
Kết quả tính toán tổn thất được trình bày ở phụ lục 17
-với hệ thống cấp khí tươi:
Tổng lưu lượng khí tươi cấp vào là: G = 3,4 m 3 /s
Tổng tổn thất là ∆P = 54 Pa
Chọn quạt Kruger theo [TL6] :
Bảng 4 3 Thông số kỹ thuật quạt hệ thống cấp khí tươi Tầng hầm
-với hệ thống hút khí:
Tổng lưu lượng khí tươi cấp vào là: G = 3,4 m 3 /s
Tổng tổn thất là ∆P 2 Pa
Chọn quạt Kruger theo [TL6] :
Bảng 4 4 Thông số kỹ thuật quạt hệ thống hút khí Tầng Hầm
LẮP ĐẶT, VÂN HÀNH, BẢO DƯỠNG
Biện pháp thi công và lắp đặt
Biện pháp thi công lắp đặt được chia thành các công đoạn chính sau:
Lắp đặt hệ thống ống gas
+ Lắp đặt đường ống gas
+ Thử kín đường ống (thử áp)
+ Lắp đặt đường ống thoát nước ngưng
Lắp đặt phần điện điều hoà
4.7.1 Lắp đặt hệ thống đường ống gió:
+ Lắp đặt đường ống cấp khí tươi và lắp quạt
+ Lắp đặt ống gió lạnh và bảo ôn đường ống
+ Lặt đặt đường ống thông gió sự cố và lắp quạt
4.7.2 Các bước lắp đặt máy điều hòa: Đây là công tác rất khó khăn và nặng nhọc, đòi hỏi các bước chỉ đạo, thi công rất sát sao và tập trung Các bước tiến hành trình tự sau:
- Máy về cảng được vận chuyển bằng ô tô đến chân công trình
- Máy về chân công trình được đưa lên vị trí lắp đặt
- Lắp đặt máy vào đúng vị trí thiết kế
- Đầu nối hệ thống đường ống gas đồng, đường ống nước ngưng, đường ống phân phối gió, đầu nối điện nguồn, điện điều khiển
Chú ý việc lắp đặt và vận chuyển phải được thực hiện theo đúng chỉ dẫn của nhà sản xuất
Việc chọn vị trí lắp đặt căn cứ trên điều kiện thực tế tại nơi lắp đặt nhưng trên cơ sở đảm bảo những yêu cầu sau:
Vị trí lắp đặt dàn lạnh trên trần nội thất phải dựa trên bản vẽ thiết kế kỹ thuật thi công và thực tế tại công trường Việc lựa chọn vị trí cần đảm bảo tuân thủ các yêu cầu kỹ thuật và an toàn để tối ưu hiệu suất hoạt động của hệ thống điều hòa Lắp đặt đúng vị trí giúp giảm thiểu rung chấn, tiếng ồn và đảm bảo thẩm mỹ cho không gian nội thất Chính xác trong việc xác định vị trí lắp đặt là yếu tố quan trọng để đảm bảo hiệu quả làm lạnh và tiết kiệm năng lượng.
- Phân bố đều trên diện tích phòng
- Kết hợp hài hòa với các thiết bị khác lắp đặt trên trần như đèn, báo cháy…
Việc lắp đặt các dàn lạnh gắn liền với trần nội thất đã thi công đòi hỏi sự cẩn thận và chính xác để đảm bảo không gây ảnh hưởng đến kết cấu và mỹ quan của trần nội thất Chú ý đến quá trình thi công giúp đảm bảo tính bền vững, an toàn và thẩm mỹ của hệ thống điều hòa tại không gian của bạn Việc lắp đặt đúng kỹ thuật sẽ giảm thiểu rủi ro hư hỏng và đảm bảo hiệu quả hoạt động của thiết bị, mang lại sự hài lòng lâu dài cho khách hàng.
Để lắp đặt dàn lạnh hiệu quả, cần xác định chính xác vị trí lắp đặt và dựng dàn giáo đến độ cao yêu cầu Việc lắp đặt phải đảm bảo độ chắc chắn bằng cách dựng từ 4 đến 6 bộ dàn giáo và liên kết chúng với nhau bằng giằng để tạo kết cấu vững chắc Trước khi nâng dàn lạnh lên vị trí chuẩn, cần lắp đặt hệ thống giá treo và giá đỡ để đảm bảo sự ổn định Cuối cùng, dàn lạnh được cố định chắc chắn bằng bulong và ốc vít, đảm bảo an toàn và ổn định trong suốt quá trình vận hành.
Dàn lạnh cần được lắp đặt sao cho luồng gió thổi ra không bị vật cản, đảm bảo hiệu quả làm mát tối ưu Vị trí lắp đặt phải thuận tiện để thoát nước ngưng, tránh các khu vực ẩm ướt hoặc chịu tác động lớn từ bên ngoài Ngoài ra, cần có phương pháp xử lý các tác động bên ngoài để bảo vệ thiết bị hoạt động ổn định và bền bỉ.
Vị trí lắp đặt dàn lạnh và điều khiển cần đảm bảo không quá xa nhau để duy trì hiệu quả vận hành Đồng thời, nơi đặt điều khiển phải đảm bảo không ảnh hưởng đến khả năng cảm nhận nhiệt độ chính xác, giúp kiểm soát nhiệt độ trong phòng hiệu quả hơn.
Vị trí đặt dàn nóng
- Các dàn nóng được đặt ở nơi an toàn chắc chắn
- Các dàn được đặt nơi thông thoáng, có khoảng cách yêu cầu theo nhà sản xuất
Vị trí lắp đặt dàn nóng theo bản vẽ thiết kế trong hồ sơ mời thầu, tuy nhiên khi thi công, cần tiến hành khảo sát thực tế để lựa chọn phương án tối ưu nhất Việc khảo sát cụ thể giúp đảm bảo phù hợp với điều kiện thực tế, tối ưu hóa hiệu quả vận hành của hệ thống làm lạnh Do đó, xác định chính xác vị trí lắp đặt dàn nóng là bước quan trọng để đảm bảo sự thành công của dự án.
Các dàn nóng nên được đặt trên bệ bê tông cao hơn mặt chống nóng ít nhất 100mm để đảm bảo khoảng cách an toàn Việc cố định bằng bulong giúp giảm rung động truyền vào kết cấu, nâng cao độ bền và ổn định của hệ thống Ngoài ra, sử dụng hệ thống giảm chấn còn giúp giảm thiểu rung lắc, đảm bảo hoạt động ổn định và kéo dài tuổi thọ cho dàn nóng.
Lắp đặt dàn nóng là công việc đòi hỏi kỹ thuật cao và sự chuẩn bị kỹ lưỡng Do thiết bị khá nặng, việc cẩu máy và chọn phương pháp lắp đặt phù hợp là hết sức cần thiết Trước khi lắp đặt, cần khảo sát tỉ mỉ và tham khảo ý kiến của nhà sản xuất để xây dựng phương án lắp đặt chính xác Phương án này phải được trình duyệt và phê duyệt bởi ban quản lý dự án cùng các chuyên gia giám sát Việc lắp đặt chỉ nên thực hiện bởi những cán bộ, công nhân có kinh nghiệm và tay nghề cao để đảm bảo an toàn và đạt hiệu quả tối đa.
Các công việc lắp đặt thiết bị trên cao đòi hỏi kỹ sư đưa ra phương án và kế hoạch lắp đặt dựa trên mặt bằng thực tế để đảm bảo sự phù hợp và thống nhất với ban quản lý dự án Trong quá trình thi công, việc theo dõi và giám sát chặt chẽ của kỹ sư cùng với đội ngũ công nhân có kinh nghiệm là yếu tố then chốt để đảm bảo an toàn và hiệu quả Ngoài ra, xử lý nhanh chóng các tình huống phát sinh ngoài dự kiến là yếu tố quyết định thành công của công trình lắp đặt trên cao.
4.7.2.3 Nối ống đồng vào dàn nóng và dàn lạnh: Ống đồng sau khi được thử áp lực và bọc bảo ôn sẽ tiến hành đấu nối vào dàn nóng và dàn lạnh Các bước tiến hành như sau:
- Dùng giũa tròn chuyên dụng để làm sạch bavia đầu ống
- Đưa racco lồng sẵn vào trong ống
- Tiến hành loe đầu ống bằng bộ đồ loe chuyên dụng
- Kiểm tra kĩ các đầu loe ống (đầu loe phải phẳng, tròn đều, không bị nứt…)
- Thổi sạch bụi trong đường ống
- Đấu nối vào hệ thống
4.7.2.4 Hút chân không và nạp gas:
Sau khi hoàn tất đấu nối, hệ thống được hút chân không bằng máy hút chân không qua các van tại dàn nóng để đạt áp suất 75mmHg Hệ thống được giữ ở trạng thái cân bằng trong 24 giờ, và nếu độ chân không sai lệch không quá 5%, tiến hành mở van tại dàn nóng để nạp gas toàn hệ thống Đối với các máy có ống đồng dài hơn tiêu chuẩn, cần bổ sung thêm gas theo định lượng của nhà chế tạo cho mỗi mét ống dài hơn, phù hợp với yêu cầu của nhà sản xuất.
4.7.2.5 Chống rung và chống ồn cho hệ thống: Để khắc phục độ ồn và các chấn động do các thiết bị máy móc gây ra, ta sử dụng các biện pháp sau:
- Lựa chọn các thiết bị có độ ồn cũng như độ rung động bé trong giới hạn cho phép
Sử dụng các vật liệu có tính đàn hồi cao như cao su để giảm thiểu tác động của chấn động là một giải pháp hiệu quả Kết hợp với việc lắp đặt thiết bị trên các đế cao su chịu lực giúp hạn chế sự lan truyền của các chấn động do thiết bị phát ra Điều này không chỉ giảm thiểu rung lắc mà còn bảo vệ các thiết bị và kết cấu khỏi các tác động tiêu cực của chấn động.
4.7.2.6 Chạy thử, hiệu chỉnh hệ thống:
Ngay sau khi hoàn thành lắp đặt mỗi phần việc chính và hạng mục công trình, chúng tôi đều tiến hành kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo chất lượng và an toàn Việc kiểm tra này giúp phát hiện và khắc phục mọi sai sót ngay lập tức trước khi chuyển sang các công đoạn tiếp theo, đảm bảo tiến độ và hiệu quả công trình.
Bóc tách dàn nóng, dàn lạnh
Bảng 6 1 Bóc tách khối lượng dàn lạnh
STT Nội Dung Đơn vị Khối lượng Dàn lạnh
1 Âm trần nối ống gió hồi sau
2 Âm trần nối ống gió hồi sau 9kW Máy 68
3 Âm trần nối ốn gió hồi sau 14kW Máy 80
Bảng 6 2 Bóc tách khối lượng dàn nóng
STT Nội Dung Đơn vị Khối lượng Dàn nóng
Bóc tách hệ thống ống đồng, bộ chia gas, ống xả nước ngưng
Hệ thống ống đồng bộ chia gas
A Kích thước ống đồng Đơn vị Khối lượng
B Ký hiệu bộ chia gas Đơn vị Khối lượng
C Kích thước đường nước ngưng Đơn vị Khối lượng