- Các yêu cầu thiết kế Hệ thống thông gió nhà xưởng; Hệ thống Water Chiller, Frigel giải nhiệt cho máy móc thiết bị - Các bản vẽ có sẵn để conbine: Thang máng cáp hệ thống điện; Hệ thống
Tổng quan về công trình
Nhà xưởng B GT Industrial tọa lạc tại khu nhà xưởng cho thuê GT - Industrial, đường số 06, KCN Nhơn Trạch VI, Xã Long Thọ, Huyện Nhơn Trạch, Đồng Nai
Hình 1.1 Phối cảnh tổng thể dự án nhà xưởng Gia Thùy Industrial
Khu nhà xưởng B Gia Thùy Industrial nằm tại khu cho thuê GT - Industrial, đường số 06, Khu Công Nghiệp Nhơn Trạch VI, Xã Long Thọ, Huyện Nhơn Trạch, Đồng Nai, với tổng diện tích xây dựng lên đến 9,683 m².
Nhà xưởng là cơ sở sản xuất các phụ tùng và bộ phận hỗ trợ cho xe có động cơ Với hệ thống sản xuất hiện đại, nhà xưởng được thiết kế phù hợp với khu vực sản xuất và được trang bị các dây chuyền công nghệ tiên tiến.
Với diện tích 9683m², xưởng sản xuất tự chủ trong quy trình chế tạo, đảm bảo chất lượng sản phẩm và nâng cao độ ổn định cũng như độ chính xác của sản phẩm cuối cùng.
1.1.3 Đặc điểm cấu trúc công trình a Cao độ công trình
- Tầng trệt: khu sản xuất và khu văn phòng
- Tầng lửng: Nơi đặt các máy móc, thiết bị của hệ thống Mep
Bảng 1.1 Cao độ công trình
Tầng Cao độ (m) Chiều cao (m) Công năng Tầng trệt +0.000 +6.500 Khu sản xuất Tầng lửng +3.000 +3.500 Tầng kỹ thuật Tầng mái +6.500 +3.500 Khu vực mái b Cấu trúc công trình:
Do yêu cầu của đề tài nên nhóm em chỉ chú trọng tập trung tính toán và thiết kế các hệ thống của nhà xưởng block B:
Bảng 1.2 Thống kê số liệu diện tích các khu vực
Xưởng sản xuất 8904,77 Khu văn phòng 574,6
Hình 1.2 Mặt bằng công trình nhà xưởng block B GT Insdustrial
Các hệ thống trong hệ Mep (Mechanical Electrical Plumbing) sử dụng cho công trình
Phần điện bao gồm hệ thống điện nặng và điện nhẹ:
- Hệ thống các tủ điện phân phối: Submain power supply (bao gồm cấp điện cho động lực, sản xuất, chiếu sáng, ổ cắm…)
- Hệ thống chiếu sáng sinh hoạt: Lighting
- Hệ thống ổ cắm: Socket outlet
- Hệ thống chiếu sáng sự cố: Emergency lighting (đèn exit, đèn emergency)
- Hệ thống tiếp địa: Earthing system ( hay grounding system)
- Hệ thống chống sét: Lightning protection system (bao gồm các cọc tiếp địa và kim thu sét, khác hệ thống tiếp địa) …
- Hệ thống mạng Lan và Internet: Data network system
- Hệ thống điện thoại: Telephone system
- Hệ thống an ninh giám sát: Security & Supervisior system
- Hệ thống PA (Public address system)
1.2.2 Hệ thống phòng cháy (Fire alarm & Fire fighting) a) Hệ thống báo cháy
Hệ thống báo cháy đóng vai trò quan trọng trong công tác phòng cháy chữa cháy, giúp phát hiện kịp thời đám cháy và cảnh báo cho công nhân cũng như lực lượng cứu hỏa Hệ thống này thường bao gồm ba thành phần chính: trung tâm báo cháy (gồm bo mạch xử lý, bộ nguồn và ắc quy), thiết bị đầu vào (bao gồm đầu báo và công tắc khẩn), và thiết bị đầu ra (gồm bảng hiển thị phụ, chuông báo và đèn báo).
Hệ thống báo cháy được chia thành hai loại: hệ thống báo cháy thông thường và hệ thống báo cháy theo địa chỉ Hệ thống báo cháy thông thường chỉ có khả năng phát hiện cháy trong một khu vực rộng, trong khi hệ thống báo cháy địa chỉ có khả năng truyền tín hiệu từ từng đầu báo riêng biệt về trung tâm điều khiển, giúp xác định chính xác điểm gây cháy Với tính năng kỹ thuật cao, hệ thống báo cháy địa chỉ thường được lắp đặt tại các công trình lớn.
Hệ thống chữa cháy được chia làm ba loại: sử dụng nước, sử dụng bọt và sử dụng khí
Hệ thống chữa cháy bằng nước phổ biến nhất là hệ thống sprinkler, một hệ thống chữa cháy tự động với vòi phun kín luôn ở chế độ sẵn sàng.
Hệ thống sprinkler thông thường hoạt động bằng cách phun nước ngay lập tức khi từng đầu sprinkler được kích hoạt bởi nhiệt từ đám cháy Ngược lại, hệ thống sprinkler hồng thủy phun nước đồng loạt khi có tín hiệu báo cháy gần các đầu sprinkler Mặc dù hệ thống sprinkler có ưu điểm lắp đặt nhanh và chi phí thấp, nhưng nó thường chỉ là giải pháp tạm thời và không hiệu quả cho các đám cháy lớn Hơn nữa, hệ thống này có thể gây hư hỏng cho thiết bị và tài sản quý giá.
Hệ thống chữa cháy bằng nước không hiệu quả đối với các đám cháy do xăng hoặc dầu gây ra, vì vậy cần sử dụng hệ thống chữa cháy bằng bọt Bọt được tạo ra từ sự kết hợp giữa nước, bọt cô đặc và không khí Tùy thuộc vào loại bọt, hệ thống này có thể dập tắt lửa bằng cách phủ một lớp bọt dày lên bề mặt chất cháy, ngăn cách nhiên liệu với không khí, hoặc làm lạnh nhiên liệu nhờ lượng nước có trong bọt.
Tại Việt Nam, có nhiều nhà phân phối bọt chữa cháy với mức giá đa dạng Tuy nhiên, cần lưu ý rằng mỗi loại bọt có thành phần và tốc độ khắc phục khác nhau Trong trường hợp xảy ra cháy, tốc độ chữa cháy là ưu tiên hàng đầu để giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản Do đó, người dân và chủ đầu tư không nên tiết kiệm bằng cách chọn bọt có giá rẻ nhưng hiệu suất thấp, vì thiệt hại do cháy nổ có thể lớn hơn nhiều so với số tiền đầu tư ban đầu.
Hệ thống chữa cháy bằng khí vượt trội hơn so với hệ thống sử dụng nước và bọt, đặc biệt trong các khu vực có máy móc và thiết bị điện tử Hai phương pháp chữa cháy bằng khí phổ biến hiện nay là khí CO2 và khí trơ Bình CO2 có giá thành rẻ nhưng gây suy hô hấp và có thể dẫn đến tử vong, do đó không nên sử dụng khi có người trong phòng Ngoài ra, việc sử dụng không đúng cách có thể gây bỏng lạnh Trong khi đó, khí trơ không ảnh hưởng đến hô hấp, là lựa chọn an toàn hơn cho việc chữa cháy.
Hỗn hợp khí trơ, bao gồm Cacbon Dioxit, Nitơ và Argon, thường được sử dụng trong các hệ thống chữa cháy và an toàn cho con người.
Một hệ thống phòng cháy chữa cháy hiệu quả cần bao gồm cả hệ thống báo cháy và hệ thống chữa cháy, mỗi loại phù hợp với tính chất và đặc thù của đám cháy cũng như công trình Chủ đầu tư và người dân nên chú trọng đến công tác phòng cháy chữa cháy và tham khảo ý kiến chuyên gia để tích hợp hệ thống phù hợp nhất cho công trình của mình.
1.2.3 Hệ thống cấp thoát nước (Plumbing & Sanitary, gọi tắt là P&S)
Hệ thống cấp nước bên trong bao gồm các thành phần như đường ống dẫn nước, hố đồng hồ đo nước, mạng lưới đường ống chính, ống nhánh và ống phân phối nước đến các thiết bị vệ sinh, sản xuất và chữa cháy Tùy thuộc vào lưu lượng và áp lực của hệ thống cấp nước bên ngoài, hệ thống này có thể bao gồm máy bơm, két nước áp lực, két nước khí nén và bể chứa nước Các nhà thầu cơ điện cũng lắp đặt các van trên đường ống để kiểm soát và điều tiết lưu lượng, áp lực nước, bao gồm van khóa, van một chiều, van phao, van cân bằng và van giảm áp.
Hệ thống cấp nước ngoài bao gồm: trạm bơm cấp nước, mạng lưới đường ống chính và ống phân phối, đồng hồ nước
Hệ thống cấp nước nóng lạnh:
Hệ thống cấp nước lạnh:
Nước cấp trực tiếp là phương pháp cung cấp nước cho các thiết bị sử dụng nhờ vào áp lực của thủy cục, thường được áp dụng cho các công trình nhỏ, hộ gia đình và nhà thấp tầng Ngược lại, nước cấp gián tiếp thông qua hệ thống bể chứa, bơm và giếng trước khi được đưa đến các thiết bị sử dụng.
Hệ thống cấp nước nóng:
Cục bộ: Mỗi khu vực sử dụng nước nên lắp đặt thiết bị nước nóng riêng, bao gồm các loại như đặt sàn, treo tường và treo trần Phương pháp này có chi phí đầu tư thấp, mang lại sự tiện lợi và dễ dàng trong thao tác.
Nước nóng được tập trung tại một khu vực trước khi phân phối đến các thiết bị sử dụng thông qua hệ thống bơm, đường ống và van, bao gồm các loại như boiler, bơm nhiệt và năng lượng mặt trời Hệ thống này phù hợp cho các công trình quy mô lớn với nhu cầu sử dụng nước nóng cao, tuy nhiên, chi phí đầu tư và chi phí cho lắp đặt, bảo trì, thay thế lại khá lớn.
Hệ thống xử lý nước cấp:
Tùy thuộc vào yêu cầu của công trình và mục đích sử dụng, nhà thầu cơ điện sẽ tiến hành xử lý nước cấp trước khi đưa vào sử dụng Ví dụ, nước cấp cho sản xuất rượu, bia, nước giải khát, nước tinh khiết, nước giếng nhiễm phèn, nước sông, và nước cho ngành dược cần tuân thủ tiêu chuẩn GMP-WHO UPS28 và 98/83EC Ngoài ra, còn có nước nhiễm mặn cần được khử trùng và làm mềm.
Nước thải được thu gom từ các thiết bị sử dụng nước như thiết bị vệ sinh, máy giặt, và máy rửa chén thông qua hệ thống ống thoát Tùy thuộc vào mức độ ô nhiễm, các nhà thầu cơ điện sẽ xử lý nước thải trước khi thải ra cống thoát chung của khu vực.
Hệ thống thoát nước bao gồm:
Hệ thống thoát nước bẩn
Hệ thống thoát nước mưa
1.2.4 Hệ thống điều hòa không khí, thông gió (Heating Ventilation Air Conditioning, gọi tắt là HVAC)
Khái niệm điều hòa không khí, thông gió
Phần mềm chọn ống gió Duct Checker
Phần mềm Duct Checker được sử dụng để tính toán kích thước đường ống phân phối gió dựa trên lưu lượng và vận tốc đã xác định.
Phần mềm có 2 chức năng: chọn kích thước ống gió (Duct Size) và chọn kích thước miệng gió (Difuser, Air Grille)
Để tính chọn ống gió, ta cần nhập các thông số vào phần mềm:
- Flow rate: Lưu lượng gió (CMH)
- Tùy chọn các mục trong Properties hoặc tạo một giá trị mới và lựa chọn vận tốc và tổn thất áp suất trên đường ống
- Properties of selected Duct: Nhập kích thước ống gió, phần mềm tính ra vận tốc, tổn thất áp suất
Hình 2.1 Giao diện phần mềm Duct Checker
2.1.1 Tính chọn ống gió tab Duct Size
- Flow Rate: Nhập lưu lượng cần tính ống gió → Enter (hoặc click Calc)
Dưới đây là danh sách các kích thước ống gió Hãy chọn kích thước phù hợp với không gian lắp đặt và kiểm tra lưu lượng thực tế ở phần dưới cùng để chọn thông số gần nhất Bảng thông số cung cấp thông tin về vận tốc gió, tổn thất áp suất và đường kính tương đương.
Khi lựa chọn vật liệu cho ống gió, cần xem xét các loại như tole, bê tông, hoặc ống nhựa, vì mỗi loại sẽ có tổn thất áp suất và vận tốc gió khác nhau Để điều chỉnh các thông số này cho phù hợp với yêu cầu tính toán, bạn có thể truy cập vào mục Properties.
Hình 2.2 Điều chỉnh thông số vận tốc
ReCalc: Sau khi bạn nhập đầy đủ thông tin về lưu lượng và các điều kiện tính toán liên quan đến vật liệu, hãy nhấn vào đây để phần mềm cung cấp kết quả cho bạn.
Khi bạn nhấp vào biểu tượng "Properties", một hộp thoại "Config to select Duct size" sẽ hiện ra Trong hộp thoại này, bạn có thể thiết lập thêm các vật liệu sử dụng để dẫn gió mà phần mềm không cung cấp.
Nhấp vào mục Cài đặt để mở cửa sổ chọn kích thước ống gió DUCT, sau đó chọn Thêm mới và nhập thông tin ống gió mới (do phần mềm nước ngoài nên cần nhập tiếng Việt không dấu) Như vậy, bạn đã thiết lập thành công vật liệu cần sử dụng.
Trong mục Standard to seclect:
When selecting duct materials, you have several options available, including galvanized iron sheet, concrete, fiberglass, seamless pipe, polyvinyl chloride (PVC), and special use stainless steel Choose the material that best fits your specific requirements.
- Duct roughness (mm): độ nhám của vật liệu, độ nhám này thì phần mềm tự mặc định và không can thiệp vào được
- Air velocity (m/s): vận tốc gió ở trong ống Bạn xem vận tốc gió ở trên và lựa chọn vận tốc gió cho phù hợp
- Max loss: tổn thất áp suất lớn nhất trong ống gió, có thể lựa chọn là 1 Pa/m
- Aspect ratio: đây là tỉ lệ trong ống gió giữa chiều rộng và chiều cao của ống gió
Rename: Khi bạn muốn đổi tên vật liệu của mình trước đó đã thiết lập thì bạn click vào đẩy để đổi tên
Delete: xóa vật liệu mình thiết lập
Sau khi hoàn thành các bước trên bạn click vào Apply để lưu lại các thiết lập và click vào save để lưu lại
Như vậy là hoàn thành cơ bản việc chọn ống gió
Hình 2.3 Cửa sổ cài đặt ống gió
2.1.2 Tính chọn miệng gió tab Difuser, Air Grille
Tính chọn kích thước miệng gió
- Ở giao diện phần mềm, click chọn thẻ Diffuser, Air Grille
- Nhập lưu lượng qua miệng gió vào ô Flow Rate [CMH]
- Chọn loại miệng gió ở ô Properties
- Nhấn ReCalc và chọn miệng gió phù hợp
Hình 2.4 Tính chọn miệng gió
Phần mềm tính chọn quạt Fantech
Để chọn quạt cho đường ống gió, có hai phương pháp chính Phương pháp đầu tiên là tính toán cột áp và lưu lượng, sau đó tra Catalogues để chọn quạt, nhưng phương pháp này có thể giảm độ tin cậy do yếu tố con người Phương pháp thứ hai là sử dụng phần mềm để chọn quạt, yêu cầu hai thông số chính là cột áp và lưu lượng, ví dụ như phần mềm Fantech hoặc Kurger.
Hình 2.5 Giao diện phần mềm Fantech
Bước 1 : Tiến hành điền thông tin vào trong phần mềm, ví dụ như: Location (vị trí đặt),
Designation (Số thiết kế), Air Flow (Lưu lượng), Static Pressure (Áp suất tĩnh)
Hình 2.6 Giao diện điền thông số quạt
Bước 2: Nhập đầy đủ thông tin và thông số, sau đó chọn “Select Fan” để phần mềm tự động đề xuất các mẫu quạt phù hợp với yêu cầu đã nhập.
Chúng ta có thể chọn một trong các quạt mà phần mềm tự động đề xuất dựa trên thông số đã nhập Việc lựa chọn quạt có đường kính guồng lớn thường gặp khó khăn trong lắp đặt và sửa chữa, đặc biệt khi không thể lắp song song hoặc nối tiếp Danh sách quạt thường được sắp xếp theo thứ tự đường kính từ nhỏ đến lớn Nếu cột áp quá lớn, việc chia nhỏ ra để chọn quạt có đường kính nhỏ sẽ giúp dễ dàng hơn trong lắp đặt và sửa chữa.
Bước 3 : Để xem thông số và đồ thị đặc tính Quạt ta kích vào biểu tượng Performance
Data Ngoài ra để xuất bản vẽ chi tiết quạt mà ta đã chọn ta kích chọn vào biểu tượng Drawing trên thanh công cụ
Phần mềm chọn bơm Grundfos
Ngày nay, máy bơm là thiết bị thiết yếu trong cuộc sống, nhưng việc lựa chọn loại máy phù hợp với tiêu chuẩn và nhu cầu không hề đơn giản Bên cạnh đó, tính toán lượng nước mà bơm có thể cung cấp cũng là một thách thức Để chọn được máy bơm, trước tiên, chúng ta cần nắm rõ các thông số kỹ thuật.
- Lưu lượng đầu ra theo yêu cầu
- Đường kính ống, vật liệu ống hút, xả
Bước 1 : Truy cập vào đường dẫn https://product-selection.grundfos.com/
Hình 2.9 Giao diện website chọn bơm Grundfos
Bước 2 : Nhập lưu lượng và cột áp bơm vào, chọn bơm sử dụng cho hệ thống
Bước 3 : Chọn model thích hợp
Phần mềm Revit
2.4.1 Giới thiệu phần mềm Revit
Sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp xây dựng trong những năm gần đây đã dẫn đến nhu cầu thị trường tăng vọt Để đáp ứng kịp thời những yêu cầu này, công nghệ đã được áp dụng rộng rãi và cải tiến liên tục nhằm nâng cao hiệu suất làm việc Phần mềm Revit, với những cải tiến không ngừng, đã trở thành một công cụ quan trọng trong ngành xây dựng hiện nay.
Revit là phần mềm thiết kế 3D do Autodesk phát triển, hỗ trợ kiến trúc sư và kỹ sư trong việc xây dựng các dự án Phần mềm này mạnh mẽ nhờ vào mô hình thông tin công trình (BIM), cho phép các chuyên gia thiết kế ý tưởng dựa trên mô hình một cách hiệu quả.
Hình 2.11 Sử dụng phần mềm Revit trong thiết kế
Revit cho phép thực hiện các dự án 3D, mang lại cái nhìn trực quan dựa trên các tham số đầu vào Tất cả thông tin được lưu trữ trong một mô hình duy nhất, cho phép trích xuất không giới hạn các góc nhìn từ dữ liệu có sẵn Mọi thay đổi trong mô hình sẽ tự động cập nhật các mối quan hệ liên quan, đồng bộ hóa toàn bộ dự án, bao gồm góc nhìn, bảng thống kê, mặt cắt và mặt bằng.
Với những lợi thế nổi bật, Revit đã trở thành công cụ phổ biến trong các lĩnh vực như xây dựng, kiến trúc và cơ điện, đóng vai trò là giải pháp tiêu chuẩn cho các hệ thống bản vẽ.
2.4.2 Lợi ích từ việc sử dụng phần mềm revit
Mô phỏng 3D công trình, giúp kỹ sư có cái nhìn tổng quan thực tế công trình, giảm sai sót và thời gian thực hiện bản vẽ
Lựa chọn các phương án thi công phù hợp, tiết kiệm vật tư nhất từ đó giảm thiểu chi phí
Quản lý thống nhất và chặt chẽ trong các hệ thống ký hiệu, phân màu và workset giúp hồ sơ được xuất bản một cách dễ dàng, đồng thời đảm bảo việc thống kê và xuất khối lượng chính xác.
Việc phối hợp giữa các hệ thống MEP và giữa MEP với kiến trúc, kết cấu trở nên dễ dàng hơn, giúp giải quyết xung đột hiệu quả Điều này không chỉ đảm bảo khối lượng vật tư đặt hàng chính xác mà còn giảm thiểu chi phí do sai sót trong quá trình thi công.
Hình 2.12 Giao diện phần mềm Revit
2.4.3 Lưu ý khi sử dụng phần mềm
- Khi lựa chọn Revit là công cụ duy nhất để tính toán thông số thiết kế, cần xây dựng bộ family thật chính xác, đúng tiêu chuẩn
- Đảm bảo các hệ được kết nối đúng và đủ
- Các thông số được gán cho từng hệ thống để phục vụ tính toán phải chuẩn xác
Tùy thuộc vào quy mô, thời gian và kinh phí của công trình, bạn nên cân nhắc giữa việc sử dụng phần mềm để thiết kế hoàn toàn hoặc chỉ sử dụng phần mềm để hỗ trợ trong quá trình thiết kế.
Đối với các công trình quy mô lớn, có kinh phí cao và độ phức tạp lớn, việc sử dụng Revit ngay từ giai đoạn thiết kế ban đầu là rất cần thiết Do đó, cần có một công cụ quản lý tổng quát để đảm bảo hiệu quả trong quá trình thực hiện.
Đối với các công trình lớn, việc sử dụng Revit là rất cần thiết Ngược lại, đối với những công trình vừa và nhỏ, Revit chỉ nên được sử dụng như một công cụ hỗ trợ để đạt hiệu quả tốt nhất mà vẫn đảm bảo tiến độ.
Giới thiệu chung về ống gió
Ống gió là thiết bị quan trọng trong việc vận chuyển không khí giữa hệ thống lạnh và không gian cần điều hòa, giúp hồi, thải gió và cung cấp gió tươi cho các khu vực Việc tính toán, thiết kế và lựa chọn phương án dẫn gió cho hệ thống điều hòa không khí phụ thuộc vào nhiều yếu tố như cột áp, phương án dẫn gió và tổn thất Trong thiết kế, hai loại ống gió chính được sử dụng là ống gió mềm và ống gió cứng (tôn tráng kẽm).
Ống gió mềm được cấu tạo bởi ba lớp: lớp trong và lớp ngoài làm bằng giấy tráng nhôm, giúp cách nhiệt và chống ẩm hiệu quả Lớp giữa được làm từ bông thủy tinh, tạo độ bền cho sản phẩm Ống gió mềm có hình dáng tròn và thường có các vòng thép xoắn kiểu lò xo ở lớp trong cùng, tăng cường độ cứng cho ống.
Ống gió cứng thường được làm từ tôn tráng kẽm, tôn tấm hoặc inox với độ dày từ 0.7 đến 1.61 mm và được gia cường khi cột áp lớn Các ống gió cấp và gió hồi được bọc cách nhiệt, bên ngoài lớp cách nhiệt luôn có lớp giấy tráng nhôm chống ẩm.
Để ngăn chặn tổn thất năng lượng trong quá trình hoạt động, hệ thống ống gió cần được dán cách nhiệt Bên cạnh đó, các vị trí gắn quạt cũng nên được bọc cách âm để đảm bảo hiệu quả cách âm cho toàn bộ hệ thống Độ ồn của ống gió chịu ảnh hưởng lớn từ lưu lượng gió và cột áp do quạt tạo ra.
Độ dày ống gió là yếu tố quan trọng trong hoạt động của hệ thống thông gió Hệ thống này sử dụng quạt để tạo ra chuyển động không khí, bao gồm hai loại quạt chính: quạt ly tâm và quạt hướng trục.
Ngoài ống gió, còn có các thiết bị như miệng gió cấp, miệng gió hồi và miệng gió thải, giúp phân phối không khí vào và lấy không khí ra khỏi không gian cần điều hòa một cách đều đặn và thẩm mỹ.
Các phương pháp thiết kế ống gió
Thông thường, khi thiết kế hệ thống điều hòa không khí, người ta sử dụng một trong ba phương pháp sau:
Phương pháp ma sát đồng đều
Phương pháp này dựa trên nguyên tắc rằng tổn thất áp suất trên mỗi đơn vị chiều dài ống là đồng nhất trong toàn bộ hệ thống Nó thường được áp dụng cho các hệ thống có tốc độ dòng chảy thấp.
Phương pháp giảm tốc độ
Khi thực hiện phương pháp này đòi hỏi người thiết kế phải có kinh nghiệm để chọn một vận tốc thích hợp cho hệ thống
Phương pháp phục hồi áp suất tĩnh
Phương pháp này tập trung vào việc xác định kích thước ống nhằm đảm bảo rằng tổn thất áp suất trong hệ thống tương đương với độ gia tăng áp suất tĩnh trong ống.
Ngoài ba phương pháp nêu trên còn có các phương pháp khác như:
Là phương pháp tối ưu hóa trong việc thiết kế hệ thống
Phương pháp tốc độ không đổi
Phương pháp này chủ yếu là lựa chọn cho hệ thống một tốc độ hợp lý Thường áp dụng cho các hệ thống áp suất cao
Phương pháp áp suất tổng
Phương pháp này cho phép người thiết kế xác định các tổn thất áp suất tổng tức thời tại mỗi tiết diện của hệ thống ống dẫn
Kết luận: Sau khi phân tích các phương pháp, chúng tôi quyết định chọn phương pháp ma sát đồng đều để thiết kế hệ thống ống gió cho công trình này.
Các biện pháp thông gió
Lấy không khí từ bên ngoài vào phòng và tạo áp lực để đẩy không khí trong phòng ra ngoài qua các khe hở hoặc cửa thải gió.
Phương pháp này có ưu điểm là cung cấp gió đến các vị trí cần thiết, nơi có nhiều người hoặc nhiệt, ẩm thừa, với tốc độ luân chuyển lớn trong phòng Tuy nhiên, nhược điểm là gió có thể tràn ra ngoài theo mọi hướng, dẫn đến việc xâm nhập vào các khu vực không mong muốn.
Hình 3.3 Sơ đồ thông gió kiểu thổi 3.3.2 Thông gió kiểu hút
Hệ thống hút xả không khí ô nhiễm trong phòng và thải ra bên ngoài, đồng thời tạo áp lực để không khí trong lành từ bên ngoài tràn vào phòng qua các khe hở hoặc cửa lấy gió.
Phương pháp này có ưu điểm nổi bật là khả năng hút trực tiếp không khí ô nhiễm tại nguồn phát sinh, ngăn chặn sự phát tán ra không gian phòng Tuy nhiên, phương pháp này cũng tồn tại một số nhược điểm.
Tính toán hệ thống thông gió cho nhà xưởng
Điểm quan trọng là gió tuần hoàn trong phòng rất thấp, thường tạo cảm giác gió đứng yên và không chuyển động Bên cạnh đó, không khí vào phòng một cách tự do từ nhiều hướng khác nhau, dẫn đến việc không thể kiểm soát chất lượng gió.
Hình 3.4 Sơ đồ thông gió kiểu hút 3.3.3 Thông gió kết hợp
- Kết hợp cả hút xã lẫn thổi vào phòng, đây là phương pháp hiệu quả nhất
Thông gió kết hợp sử dụng hệ thống quạt hút và quạt thổi, cho phép chủ động loại bỏ không khí ô nhiễm từ các vị trí phát sinh chất độc và cung cấp không khí sạch đến những khu vực cần thiết Phương pháp này kết hợp tất cả các ưu điểm của hai phương pháp thông gió truyền thống, đồng thời loại trừ những nhược điểm của chúng Tuy nhiên, chi phí đầu tư cho hệ thống này có thể cao.
Hình 3.5 Sơ đồ thông gió kiểu kết hợp 3.4 Tính toán hệ thống thông gió cho nhà xưởng
Lưu lượng gió cấp được xác định theo công thức [3]
K= 6 là số lần thay đổi không khí (lần/h) tra theo tài liệu [8]
V: thể tích khu vực cần thông gió (m 3 ) (V= 8904,77 x 6,5 = 57881 m 3 )
Để đảm bảo lưu lượng gió phân bố đều và phù hợp với thiết kế kiến trúc, chúng tôi đã chọn 4 quạt, mỗi quạt có lưu lượng 100000 CMH cho nhà xưởng.
Dựa vào lưu lượng gió đã được xác định bằng phần mềm DuctChecker, chúng tôi đã tính toán kích thước ống gió và miệng gió Khu vực này sẽ được bố trí 46 miệng gió có kích thước 1000 x 1000 mm.
Hình 3.6 Chọn kích thước đường ống gió
Hình 3.7 Chọn kích thước miệng gió
Quạt số 1: Lưu lượng 100000 CMH
Hình 3.8 Đường ống cấp gió FAF 01 Bảng 3.1 Kích thước và vận tốc ống gió hệ thống quạt số 1 Đoạn Lưu lượng Kích thước Vận tốc Chiều dài ΔPa/m
Quạt số 2: Lưu lượng của quạt 100000 CMH
Hình 3.9 Đường ống cấp gió FAF 02 Bảng 3.2 Kích thước và vận tốc ống gió hệ thống quạt số 2 Đoạn Lưu lượng Kích thước Vận tốc Chiều dài Δpa/m
Quạt số 3: Lưu lượng của quạt 100000 CMH
Hình 3.10 Đường ống cấp gió FAF 03 Bảng 3.3 Kích thước và vận tốc ống gió hệ thống quạt số 3 Đoạn Lưu lượng Kích thước Vận tốc Chiều dài ΔPa/m
Quạt số 4: Lưu lượng của quạt 100000 CMH
Hình 3.11 Đường ống cấp gió FAF 04 Bảng 3.4 Kích thước và vận tốc ống gió hệ thống quạt số 4 Đoạn Lưu lượng Kích thước Vận tốc Chiều dài ΔPa/m
Dựa trên kích thước chi tiết của ống dẫn đã xác định, tổn thất trong quá trình chuyển động của không khí là yếu tố quan trọng để chọn quạt phù hợp Để quạt có thể thổi gió đến nơi cần thiết, cần tính toán trở lực trên đoạn ống có tổng trở lực lớn nhất, thường là đoạn ống dài nhất với nhiều khớp nối và co Tổng trở lực trên toàn bộ đoạn ống bao gồm trở lực ma sát, trở lực cục bộ, trở lực tại lưới lọc và trở lực tại dàn lạnh.
Tổn thất ma sát : theo tài liệu [3]
∆p là tổn thất ứng với kích thước của đoạn ống gió đó (Pa/m),
L = chiều dài ứng với kích thước của đường ống (m)
Chọn đoạn ống có tổng trở lực lớn nhất là đoạn ống từ quạt đến miệng thổi cuối cùng
- Tổn thất ma sát trên đường ống gió 1:
- Tổn thất ma sát trên đường ống gió 2:
- Tổn thất ma sát trên đường ống gió 3:
- Tổn thất ma sát trên đường ống gió 4:
Tất cả phần tính toán cột áp quạt dưới đây được thực hiện dựa trên tiêu chuẩn ASHRAE
- Fundamentals Handbook 2001 (chương 34: Thiết kế ống gió) và catalogue ASLI, TROX a Tổn thất áp suất qua ống gió thẳng Được tính theo công thức Darcy [4]
- tổn thất áp suất do ma sát, Pa
L - chiều dài ống gió, m ρ = 1.204 kg/m3, không khí ở điều kiện tiêu chuẩn
Dh - đường kính thủy lực, mm
F - hệ số ma sát b Tổn thất áp suất qua co, tê, miệng gió [4] Được tính theo công thức
∆Pj - tổn thất áp suất qua fittings, Pa
Co - hệ số tổn thất của fittings
Pv - áp suất động tại fittings, m/s c Các công thức liên quan [4] p v V 2 / 2
Trong đó: p v - áp suất động, Pa ρ = 1.204 kg/m3, không khí ở điều kiện tiêu chuẩn
Re = 66.4x Dh xV Trong đó:
Dh - đường kính thủy lực, mm
A - diện tích ống gió, mm 2
P - chu vi mặt cắt ngang, mm
Trong đó: ε - hệ số độ nhám tuyệt đối của vật liệu, mm
Re - số Reynolds, mm d Kết quả tính toán
Bảng 3.5 Tổn thất cột áp Ống gió/
Kích thước ống gió (miệng gió) Chiều dài ống
Tổn thất áp suất (Pa) Dài (mm) Rộng (mm)
Giới thiệu chung về hệ thống khí nén
Hệ thống khí nén là một tập hợp các thiết bị đa dạng, có chức năng chế tạo và lưu trữ khí nén phục vụ cho nhiều lĩnh vực như công nghiệp, khai khoáng và y tế Một hệ thống khí nén hoàn chỉnh thường bao gồm các thiết bị cơ bản như máy nén khí, bình tích, máy sấy khí, và bộ lọc tách, trong đó có lọc tinh và lọc thô.
Hệ thống khí nén chủ yếu sử dụng không khí nén làm môi chất vận hành Do máy nén khí có phản ứng chậm, nên cần phải tích trữ khí nén ở áp suất yêu cầu trong bình chứa Thể tích bình chứa được lựa chọn để đảm bảo độ chênh áp tối thiểu khi có sự thay đổi lưu lượng.
- Phương trình khí lý tưởng [5]
T: nhiệt độ được đo bằng độ Kelvin
Cấu tạo hệ thống khí nén
Máy nén khí là nguồn cung cấp khí nén chính cho toàn bộ hệ thống Tùy thuộc vào quy mô và mục đích sử dụng, có thể lựa chọn các loại máy nén khí khác nhau như máy nén piston, máy nén trục vít, máy nén đối lưu và máy nén ly tâm.
Bình tích áp có vai trò quan trọng trong việc lưu trữ khí nén từ máy nén khí, cung cấp khí cho các thiết bị khi cần thiết Nó giúp duy trì hoạt động liên tục của máy móc và phụ tùng, ngăn chặn tình trạng gián đoạn do thiếu khí nén Bên cạnh đó, bình còn giảm bớt nước và bụi bẩn trong khí, đồng thời làm mát cho các thiết bị khác.
Các thiết bị an toàn
Các thiết bị xử lý khí nén như lọc bụi, lọc hơi nước và sấy khô đóng vai trò quan trọng trong việc lọc bụi, tách nước và sấy khí, nhằm đảm bảo chất lượng tốt nhất cho lượng khí nén.
Ưu nhược điểm hệ thống khí nén
Không khí có khả năng chịu nén, cho phép nén và lưu trữ trong bình chứa với áp suất cao, hoạt động như một kho chứa năng lượng Trong quá trình vận hành, các trạm khí nén thường được xây dựng để phục vụ nhiều mục đích khác nhau, bao gồm làm sạch và truyền động cho các máy móc.
- Có khả năng truyền tải đi xa bằng hệ thống đường ống với tổn thất nhỏ
- Khí nén sau khi sinh công cơ học có thể thải ra ngoài mà không gây tổn hại cho môi trường
- Tốc độ truyền động cao, linh hoạt
- Dễ điều khiển với độ tin cậy và chính xác
- Có giải pháp và thiết bị phòng ngừa quá tải, quá áp suất hiệu quả b Nhược điểm
- Công suất chuyển động không lớn
Do tính đàn hồi cao của khí nén, vận tốc truyền động có xu hướng thay đổi khi tải trọng biến động Điều này dẫn đến khó khăn trong việc duy trì chuyển động thẳng đều hoặc quay đều.
- Dòng khí nén được giải phóng ra môi trường có thể gây tiếng ồn
Các giai đoạn xử lý không khí:
Không khí trong hệ thống khí nén cần được làm sạch và khô để giảm thiểu sự ăn mòn và kéo dài chu kỳ bảo dưỡng Khí quyển chứa nhiều tạp chất có hại như khói, bụi và hơi nước, do đó cần được xử lý trước khi sử dụng Quá trình xử lý này được thực hiện qua ba giai đoạn.
- Thứ nhất là lọc không khí nạp để loại bỏ các hạt có thể làm hại máy nén khí
- Thứ hai là làm khô không khí để giảm độ ẩm và hạ thấp điểm sương (xử lý không khí sơ cấp)
Giai đoạn thư 3 được thực hiện cục bộ theo yêu cầu tải, nhằm loại bỏ hơi ẩm và tạp chất, đồng thời cung cấp màn sương dầu mịn để hỗ trợ bôi trơn trong quá trình xử lý không khí thứ cấp.
Cách bố trí hệ thống
Nhiệm vụ : Chuyển không khí từ máy nén đến khâu cuối cùng để sử dụng
Yêu cầu : Đảm bảo áp suất, lưu lượng và chất lượng khí nén cho nơi sử dụng,
- Bố trí theo hệ thống đường ống chính:
Hình 3.13 Sơ đồ bố trí hệ thống theo đường ống chính
- Bố trí theo hệ thống vòng:
Có hai cách bố trí hệ thống từ bản vẽ mặt bằng của xưởng để chọn vị trí lắp đặt Vị trí của máy nén ảnh hưởng đến chất lượng khí nén cung cấp cho hệ thống, do đó cần được đặt ở vị trí đảm bảo các điều kiện cần thiết.
Hình 3.14 Cấu trúc phân phối khí nén theo hế thống vòng
- Khô và mát, để đảm bảo hạn chế lượng hơi nước hút vào
- Ít bụi để tránh làm nghẽn bộ lọc khí và hệ thống làm mát
- Thông gió đầy đủ để lượng khí nạp vào máy nén không bị hạn chế, đồng thời điều kiện làm mát sẽ tốt hơn,
- Không gian lắp đặt phải thuận tiện cho việc bảo trì, sửa chữa
Từ đây đưa ra phương án bố trí mạng đường ống sao cho tối ưu nhất.[5]
Hệ thống Water Chiller
Bảng 4.1: So sánh hệ thống làm lạnh giải nhiệt gió và giải nhiệt nước
Chiller giải nhiệt gió Chiller giải nhiệt nước
Công suất 7.5-500 tons (25-1758 kW) Công suất 10-3000 tons (35-10500 kW)
Hệ thống gọn nhẹ, đơn giản, dễ thi công, lắp đặt và vận hành
Hệ thống phức tạp hơn, khó thi công, lắp đặt và vận hành
Giá thành thấp Giá đầu tư ban đầu cao
Dàn ngưng to, cồng kềnh Bình ngưng nhỏ gọn
Chỉ số COP bé (bằng 2.8) nên điện năng tiêu thụ lớn
Chỉ số COP cao của máy nén piston (4.2) và máy nén li tâm (6.1) giúp giảm điện năng tiêu thụ so với giải nhiệt bằng không khí Tuy nhiên, nhiệt độ ngưng tụ của môi chất lại phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, dẫn đến hiệu suất không ổn định và không thể điều chỉnh theo ý muốn cá nhân.
Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất thấp giúp tăng hiệu suất mà không bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết bên ngoài Hệ thống này yêu cầu ít bảo trì và bảo dưỡng, bao gồm việc xử lý nước, vệ sinh ống dàn ngưng, và bảo trì tháp giải nhiệt Nó có khả năng hoạt động hiệu quả ngay cả trong điều kiện khí hậu dưới 0 độ C, phù hợp với các vùng lạnh ở nước ngoài.
Để duy trì hiệu suất tối ưu cho tháp giải nhiệt, cần thực hiện kế hoạch xử lý nước định kỳ, tránh tình trạng ống dàn ngưng bị bám bẩn và hư hỏng thiết bị Ngoài ra, trong mùa đông ở những vùng lạnh, cần trang bị bộ gia nhiệt cho nước cấp vào tháp để ngăn ngừa hiện tượng đóng băng đường nước.
Tuổi thọ trung bình từ 15 đến 20 năm Tuổi thọ trung bình từ 20-30 năm
Công suất của hệ thống dao động từ 5 tons lạnh đến hàng ngàn tons lạnh, cho phép đáp ứng hiệu quả các yêu cầu của các dự án lớn.
Hệ thống ống nước có thiết kế gọn nhẹ, vượt trội so với các hệ thống điều hòa công suất lớn khác, không bị giới hạn về chiều dài hay chênh lệch độ cao, miễn là bơm đáp ứng đủ yêu cầu Do đó, hệ thống này rất phù hợp cho các công trình có công suất lớn.
Hệ thống có nhiều cấp giảm tải giúp điều chỉnh công suất theo phụ tải bên ngoài, từ đó tiết kiệm điện năng khi không tải Mỗi máy thường có từ 3 đến 5 cấp giảm tải, và với các hệ thống lớn, tổng số cấp giảm tải sẽ lớn hơn nhiều do sử dụng nhiều cụm máy Hiện nay, có thể tăng số cấp giảm tải cho hệ thống Chiller bằng cách sử dụng van bypass trên đường ống chính nước lạnh đi và về.
Hình 4.1 Hệ thống chiller nén hơi 4.1.2 Tính chọn đường kính đường ống nước Water Chiller
Tốc độ nước chảy trong ống đồ án này chọn theo tiêu chuẩn ACCOR (021Heating_Ventilation_Air_Conditioning) trang 50 như sau:
+ Water flow < 16700 l/h → Water velocity nhỏ hơn bằng 1,25 m/s
+ 16700 l/h < Water flow < 303000 l/h → Water velocity nhỏ hơn bằng 1,8 m/s
+ Water flow > 303000 l/h → Water velocity nhỏ hơn bằng 2,5 m/s
Lưu lượng nước yêu cầu được xác định theo công thức [3]
𝐶 𝑝 × ∆𝑡 𝑜 Trong đó Q oi : Năng suất lạnh của thiết bị (kW)
C p : Nhiệt dung riêng của nước, C p 4.186( kJ / kg K ) t 0
: Độ chênh lệch nhiệt độ nước vào và ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt t 0
Bảng 4.2 Kích thước đường ống giải nhiệt sử dụng WaterChiller
Lưu lượng nước của 1 thiết bị (l/s)
Vận tốc ( m/s) Đường kính tính toán (mm) Đường kính chọn (mm)
6 2,3 1,25 48,4 50 Đoạn ống chính cho thiết bị được
Hệ thống Frigel giải nhiệt
Hình 4.2 Bộ làm mát đoạn nhiệt Ecodry 3DK 4.2.1 Vai trò của hệ thống
Hệ thống Frigel giải nhiệt (Adiabatic cooler) là giải pháp thay thế hiệu quả cho tháp giải nhiệt bay hơi truyền thống Đây là một hệ thống làm mát khép kín, được thiết kế để cải tiến công nghệ tháp giải nhiệt cũ Lắp đặt bên ngoài hệ thống, Frigel giúp loại bỏ nhiệt từ quá trình, từ đó đáp ứng các tiêu chí hiệu suất cao.
Hiệu suất làm mát tốt hơn với hiệu suất truyền nhiệt tăng lên
Tiết kiệm chi phí vận hành vượt trội, dẫn đến tổng chi phí sở hữu thấp
Các tiêu chuẩn mới về tác động Môi trường, từ cả dấu vết nước và tổng lượng phát thải
Hệ thống chỉ tiêu thụ nước lúc cần, có thể tiết kiệm lên đến 95% lượng nước
Bộ làm mát đoạn nhiệt ECODRY kết hợp:
Bộ trao đổi nhiệt tổn thất áp suất thấp với cuộn dây có vây bằng đồng / nhôm hiệu suất cao và đầu cắm bằng thép không gỉ
Quạt hướng trục bằng nhôm đúc được trang bị động cơ không chổi than với điều khiển biến tần, cho phép thay đổi tốc độ quạt linh hoạt Ngoài ra, quạt còn có động cơ biến tốc không chổi than đi kèm bộ khuếch tán khí thải, giúp tối ưu hóa hiệu suất hoạt động.
Hệ thống tự thoát nước sử dụng cấu hình cuộn dây trọng lực hoạt động mà không cần glycol, với khung thép không gỉ và cấu trúc hỗ trợ cùng bảng điều khiển bằng nhôm.
Buồng nhiệt độc đáo, đã được cấp bằng sáng chế quốc tế, được bao bọc bởi miếng đệm xenlulo và trang bị vòi phun ẩm không khí hiệu quả cao Thiết kế của nó giúp làm mát không khí dựa trên dòng chảy thay đổi của sương mù nước mỏng.
Hệ thống điều khiển thông minh
Phần cứng dựa trên điều khiển kỹ thuật số và quản lý logic theo yêu cầu của toàn bộ hệ thống
Quản lý tốc độ quạt: hệ thống luôn cung cấp lưu lượng gió tối thiểu cần thiết, theo nhu cầu tải thực
Công tắc Khô - Đoạn nhiệt - Tăng áp: hệ thống tự động chuyển từ chế độ này sang chế độ khác theo trường thực tế
Quản lý lượng nước tiêu thụ ở chế độ đoạn nhiệt kiểm soát lượng nước bốc hơi theo nhu cầu thực
Quản lý máy bơm quy trình: hệ thống tự động điều khiển công suất bơm thực tế theo nhu cầu thực
Bộ cảm biến và phần mềm tự thoát nước chống đóng băng hoàn chỉnh
Cấu trúc kim loại bằng thép không gỉ AISI430 rất phù hợp cho các ứng dụng ở những khu vực có nguy cơ bị rỉ sét Để đảm bảo hiệu quả, nên yêu cầu một cấu trúc bề mặt cụ thể và/hoặc xử lý thích hợp.
4.2.3 Các tính năng của hệ thống
Nhiệt độ nước tối đa để xử lý: 30/37 o C (86/98 o F)
Công suất lạnh: 50 – 10.000 kW (14 – 2.845 tấn)
Lưu lượng nước xử lý: 10 – 2.000 m 3 / giờ (45 – 8.805 gpm)
Buồng đoạn nhiệt hiệu quả cao để làm mát sơ bộ không khí, để hoạt động ở nhiệt độ môi trường lên đến 50 ℃ (122 ℉)
Ngăn chặn được sự đóng băng
Bộ trao đổi nhiệt với bề mặt trao đổi rộng, với các ống đồng và các cánh tản nhiệt bằng nhôm có khả năng chống thấm nước
Quạt hướng trục với động cơ, không chổi than, điều khiển bằng biến tần và được kết nối riêng
Thiết kế mô-đun với các ống góp kết nối bằng thép không ghỉ được lắp ráp sắn
Tiêu thụ nước thấp hơn
Hiệu quả tạo ẩm cao của nước phun sương trong “buồng đoạn nhiệt”
Tiếp cận thấp hơn đến nhiệt độ bầu ướt của không khí được làm lạnh trước với lượng nước sử dụng ít hơn
Hiệu suất đã được chứng minh trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt, lên đến 50°C
Hệ thống quản lý thông minh tự động điều chỉnh mức tiêu thụ nước thấp nhất theo điều kiện thực tế
Tiêu thụ năng lượng thấp hơn
Hiệu quả vượt trội với quạt thông gió điện tử theo tiêu chuẩn
Giảm tiêu thụ quạt nhờ miếng đệm xenlulo giảm áp suất không khí thấp
Dễ dàng tháo miếng đệm trong thời gian vận hành KHÔ
Tiêu thụ năng lượng bơm ít hơn nhờ tổn thất áp suất cuộn dây thấp
Giảm tổn thất bơm do lọc dòng nước trong quá trình
Hệ thống làm mát miễn phí có khả năng tự động thay thế một phần hoặc toàn bộ hệ thống làm lạnh cơ học, hoạt động như một bộ làm mát khô trong mùa đông.
Chi phí bảo trì thấp hơn
Yêu cầu lọc và xử lý nước liên tục tối thiểu
Cuộn dây luôn được giữ khô, không có nguy cơ ăn mòn hay đóng cặn Việc phun sương thay vì ngâm trong nước giúp kéo dài tuổi thọ của miếng tạo ẩm.
Mở rộng chân để tránh hút bụi Động cơ quạt không cần bảo dưỡng
Dễ dàng tiếp cận để làm sạch các cuộn dây và buồng đoạn nhiệt
Hoạt động không chứa glycol
44 Độ tin cậy 100% trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt xuống đến -40°C [6]
Hiệu quả truyền nhiệt tốt hơn Ít tác động đến môi trường
Tiêu thụ năng lượng bơm ít hơn
Nước sạch để xử lý Đóng mạch vòng - đảm bảo nước sạch luôn không bị ô nhiễm để xử lý
Không bám bẩn bề mặt, hiệu quả truyền nhiệt liên tục với các quá trình
Yêu cầu xử lý hóa chất liên tục tối thiểu
Kích thước vận chuyển được tối ưu hóa
Hút gió từ bên dưới
Tỷ lệ công suất/diện tích sử dụng thuận lợi với lượng diện tích sử dụng giữa các đơn vị ít hơn 35% [6]
Không có lưu lượng khí tuần hoàn giữa các đơn vị
Tổng mô-đun, độ tin cậy cao và 100% không gỉ
Dễ dàng mở rộng bất cứ lúc nào đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng
Dự phòng điện với các quạt có dây riêng lẻ
Giảm chi phí lắp đặt - ống góp bằng thép không gỉ được lắp ráp sẵn để kết nối với nhau
Khung kết cấu thép không gỉ và các tấm nhôm
Các cuộn dây đồng và các cánh tản nhiệt bằng nhôm với lớp bảo vệ chống thấm nước
Kết cấu cứng, chống lệch - mức độ ổn định tĩnh cao
Hệ thống quản lý thông minh
Kiểm soát đảm bảo hoạt động hiệu quả và tuân thủ các giá trị tiêu thụ dự đoán
Bộ điều khiển liên tục theo dõi các thông số quan trọng và tự động điều chỉnh chế độ hoạt động để phù hợp với yêu cầu hiện tại của hệ thống.
Kiểm soát thông minh tốc độ quạt và làm ướt
Bộ cảm biến và phần mềm chống đóng băng hoàn chỉnh
Bảo trì dự phòng và xác định lỗi
Cho phép các kỹ thuật viên dịch vụ Frigel giám sát và khắc phục sự cố từ các địa điểm trên toàn thế giới
Dễ dàng cài đặt, được cung cấp sẵn sàng để kết nối
Nhỏ gọn, thích ứng và có thể mở rộng
Làm mát đoạn nhiệt là một hệ thống làm mát bằng nước sử dụng không khí xung quanh mạch kín , kết hợp:
Quạt hướng trục để đối lưu không khí cưỡng bức
Một hệ thống đoạn nhiệt cho không khí trước khi làm mát trong thời tiết nóng
Một thiết bị giám sát để quản lý hệ thống
Hệ thống có 3 chế độ làm việc:
Thiết bị này hoạt động như một máy làm mát khô thông thường, với nhiệt độ được nước vận chuyển tản ra qua không khí nhờ vào đối lưu Việc điều chỉnh tốc độ động cơ quạt giúp duy trì chất làm mát ở mức tối thiểu đã được lập trình, từ đó tiết kiệm năng lượng Trong mùa đông kéo dài, có thể gỡ bỏ các tấm tiếp cận để cải thiện luồng không khí và giảm thêm mức tiêu thụ năng lượng của quạt.
Trong môi trường có nhiệt độ cao, Phòng đoạn nhiệt và Hệ thống kiểm soát quản lý thông minh giúp duy trì nhiệt độ nước làm mát ở mức tối đa đã được lập trình trước.
Không khí xung quanh ở nhiệt độ cao đi qua "buồng đoạn nhiệt"
Trong buồng, các vòi phun tạo ra một lớp sương mỏng nước từ nguồn bên ngoài
Sự làm ẩm không khí giúp giảm nhiệt độ trước khi đến các cuộn dây Lượng nước tiêu thụ được điều chỉnh tự động bởi bộ vi xử lý, đảm bảo hệ thống làm mát hoạt động hiệu quả Hệ thống điều khiển liên tục điều chỉnh lượng nước phun ra để duy trì sự làm mát ổn định.
Thiết kế khoang tránh nước trôi ra ngoài khoang ngăn cản sự đóng cặn của bộ trao đổi nhiệt
Bộ tăng cường đoạn nhiệt được thiết kế cho các tình huống không thể duy trì điểm đặt do nhiệt độ môi trường quá cao hoặc yêu cầu nhiệt độ cực thấp (thường dưới 30°C) Hệ thống điều khiển sẽ kích hoạt tuần tự các van điện từ để làm ngập hoàn toàn bề mặt cuộn dây trong buồng đoạn nhiệt hoạt động hoàn toàn.
Không giống như các hệ thống khác, quá trình ngập nước này ngăn chặn sự bốc hơi trên bề mặt cuộn dây
Các cuộn dây được phủ một lớp sơn ưa nước để chống rỗ bề mặt
Thông thường hệ thống tăng áp được sử dụng như một trường hợp khẩn cấp trong một vài giờ trong năm.
Tính chọn tháp giải nhiệt Frigel
Với yêu cầu về đặc tính kỹ thuật và lưu lượng 32,75/s, hệ thống giải nhiệt Frigel (Bộ làm mát đoạn nhiệt Ecodry 3DK) được lựa chọn với công suất 1500 kW.
Tính toán thiết kế hệ thống đường ống nước
Việc tính toán đường ống nước về cơ bản rất giống với đường ống dẫn không khí, nghĩa là cần biết:
- Lưu lượng nước trong mỗi nhánh và trong các ống chính
- Độ dài của từng đoạn ống (phụ thuộc vào sơ đồ cung cấp nước đã chọn và phụ thuộc điều kiện cụ thể của công trình)
Việc thiết kế đường ống nước bao gồm việc xác định kích thước đường kính của từng đoạn ống và tính toán trở kháng thủy lực của toàn bộ tuyến ống, nhằm xác định tuyến có trở lực lớn nhất để làm cơ sở cho việc chọn bơm nước phù hợp.
Có thể dùng phương pháp tốc độ giảm dần hoặc dùng phương pháp ma sát đồng đều giống như khi thiết kế đường ống dẫn không khí
Tốc độ nước trong ống không nên quá lớn để giảm thiểu tiêu hao điện năng của bơm và ngăn ngừa hiện tượng ăn mòn ống.
Tốc độ nước trong các ống chính không được vượt quá 4 m/s và trong ống nhánh không quá 2 m/s Việc chọn tốc độ nước quá thấp hoặc trở lực trên mỗi mét ống quá nhỏ sẽ dẫn đến việc tăng chi phí đầu tư cho hệ thống ống và chi phí cách nhiệt.
Hệ thống cấp nước giải nhiệt bao gồm các thành phần như co, tê, van và phụ kiện, có nhiệm vụ cung cấp nước giải nhiệt cho cụm chiller và thiết bị trong xưởng.
Nước được làm mát đến khoảng 30℃ tại Frigel và sau đó được chuyển đến bình chứa Hệ thống bơm sẽ chia nước thành hai nhánh: một phần được dẫn đến cụm Water chiller, trong khi phần còn lại được đưa qua hệ thống ống dẫn để giải nhiệt cho các thiết bị sản xuất trong xưởng.
Cần chú ý đến hiện tượng giãn nở và co rút của ống dẫn nước để có biện pháp đối phó với ứng suất cục bộ, nhằm ngăn ngừa hư hỏng không lường trước cho gối đỡ, mối nối và các chi tiết khác Các ống dẫn nước cần được bố trí dọc theo tường, trần và phải có hệ thống treo, đỡ ống cũng như chống rung hợp lý.
4.4.2 Tính chọn đường ống nước cấp hồi
Lưu lượng nước yêu cầu được xác định theo công thức:[3]
Q oi : Năng suất lạnh của thiết bị (kW)
C p : Nhiệt dung riêng của nước, C p 4.186( kJ / kg K ) t 0
: Độ chênh lệch nhiệt độ nước vào và ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt t 0
Vận tốc trong ống được chọn theo yêu cầu dưới đây:
Độ ồn do nước gây ra Khi tốc độ cao độ ồn lớn, khi tốc độ nhỏ kích thước đường ống lớn nên chi phí tăng.[3]
Hiện tượng ăn mòn: Trong nước có lẫn cặn bẩn như cát và các vật khác, khi tốc độ cao khả năng ăm mòn rất lớn.[3]
Bảng 4.3 Vận tốc nước trong đường ống ở từng vị trí khác nhau
Tính toán đường kính ống dẫn nước
Dựa vào vận tốc của dòng nước chảy trong ống và tổng lưu lượng trên từng nhánh, chúng ta có thể chọn đường kính thích hợp của ống bằng công thức: \$d = \sqrt{4 \times G}\$.
𝐺 là lưu lượng nước chảy trong ống, l/s
𝑣 là vận tốc dòng chảy trong ống, m/s
𝜌 = 1000 kg/m 3 là khối lượng riêng của nước, kg/m 3
Trường hợp Tốc độ của nước (m/s) Đầu đẩy của bơm Đầu hút của bơm Đường xả Ống góp Đường hướng lên Các trường hợp thông thường Nước thành phố
Hình 4.3 Sơ đồ bố trí các nhánh ống Bảng 4.4 Kích thước đường ống nước giải nhiệt thiết bị
Lưu lượng cấp cho mỗi thiết bị (l/s)
Vận tốc (m/s) Đường kính tính toán (mm) Đường kính chọn (mm)
Nhánh 3-4: Đoạn ống chính cung cấp nước giải nhiệt cho
Nhánh 4-5: Đoạn ống chính cung cấp nước giải nhiệt cho
4.4.3 Tổn thất áp suất trên ống
Tổn thất áp suất là yếu tố quan trọng để lựa chọn bơm có cột áp phù hợp cho hệ thống Trong quá trình nước chảy trong ống, có hai loại trở lực chính: ma sát trên đường ống và trở lực cục bộ tại các thiết bị như van, tê, co, đột thu, đột mở, và phân nhánh Theo tài liệu [3], tổn thất áp suất tổng quát được tính bằng công thức: \$\Delta p = \Delta p_{ms} + \Delta p_{cb}\$.
+ Δp là tổn thất áp suất tổng, Pa
+ Δp ms là tổn thất ma sát trên đường ống đi, Pa
+ Δp cb là tổn thất áp suất cục bộ, Pa
Sử dụng phương pháp ma sát đồng đều, chọn tổn thất ma sát trên 1m ống là Δp 1 cho tất cả các đoạn ống bằng nhau để tính toán Giá trị Δp 1 được chọn trong khoảng 800 - 1000 Pa/m, và cụ thể là Δp 1 = 0 Pa/m.
Tính tổn thất ma sát trên đường ống nước cấp
Tổn thất ma sát trên đường ống nước cấp [3] Δp ms = L Δp 1 , Pa Trong đó
+ L là chiều dài đoạn ống tính toán, m
+ Δp 1 tổn thất áp suất cho 1m chiều dài ống, Pa/m
Tính tổn thất áp suất cục bộ
Tổn thất áp suất cục bộ [3] Δp cb = Ltđ x Δp p1 , Pa Trong đó
+ Ltđ là chiều dài tương đương, m
+ Δp 1 tổn thất áp suất cho 1m chiều dài ống, Pa/m
Chiều dài tương đương của các phụ kiện như tee, co, đột thu, và đột mở được xác định theo phụ lục trong Giáo trình Điều hòa không khí của PGS.TS Võ Chí Chính Để tính cột áp bơm, cần chọn đường ống dài nhất với nhiều nhánh, co, và thiết bị nhất Trong trường hợp này, chiều dài L là 148m, và trên đường ống nước cấp có 16 tee DN 100mm, 2 co 90 độ C, 1 đột thu 150/100, và 1 tee DN 150mm.
Tổn thất ma sát trên đường ống nước cấp Δp ms = L Δp 1 = 148 x 800= 118,4 kPa
Tổn thất cục bộ trên đường ống nước cấp: Δp cb = Ltđ x Δp p1 = (16 x 2,042+ 2x3,048 + 2,337 + 3,050) x 800 = 35,3kPa Tổng tổn thất trên đường ống nước cấp Δp = Δp ms + Δp cb 8,4+ 35,33,7kPa
Do chênh lệch ống nước cấp và ống nước hồi không cao nên hệ thống đường ống nước cấp và nước hồi là bằng nhau ứng với 1 vị trí
Tổng tổn thất thất áp suất trên đường ống là: Δp = 153,7 x2 07,4 kPa 0,7 mH2O
4.4.4 Chọn bơm cho hệ thống giải nhiệt Frigel
Bơm nước tuần hoàn cần đáp ứng yêu cầu về năng suất và cột áp tổng của hệ thống, đồng thời hoạt động càng gần điểm hiệu suất tối đa càng tốt.
Với năng suất cần 32,75 l/s tra catalog grundfos chọn 4 bơm NB40-160/158A-F-A- BQQE Trong đó 3 bơm hoạt động 1 bơm dự phòng
Bảng 4.6 Thông số kỹ thuật như sau
Số vòng quay vòng/phút 2920 Áp suất vận hành bar 16
Hình 4.4 Bơm grundfos sử dụng cho hệ thống
Khi chọn hệ thống bơm, cần chú ý đến việc lựa chọn thiết bị bơm phù hợp với lưu lượng và cột áp yêu cầu Đồng thời, việc xem xét hiệu suất làm việc của bơm dựa trên thông số kỹ thuật từ nhà sản xuất là rất quan trọng, giúp tối ưu hóa hoạt động của hệ thống bơm.
Bài viết đề cập đến 53 hoạt động tối đa công suất và tiết kiệm điện năng trong quá trình sử dụng bơm Hiệu suất của bơm được thể hiện qua đường đặc tính trong hình 4.3, cùng với các thông số điện năng P1 và P2 trong quá trình hoạt động.
Van sử dụng để đóng mở, điều chỉnh dòng nước bằng tay hoặc tự động nhờ thiết bị tự động kiểu điện tử, khí nén, lò xo, thủy lực
Van bao gồm một thân van, một cửa thoát cho dòng chảy, đĩa van và ty van để điều chỉnh dòng chảy Để ngăn nước rò rỉ qua ty van, cần có đệm kín giữa khoang áp suất bên trong và khí quyển bên ngoài.
Dựa vào hình dáng và cấu tạo của thân van cũng như đĩa van, có thể phân loại các loại van như van cầu, van cổng, van chữ Y, van một chiều và van góc.