thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho tòa nhà văn phòng cho thuê số 4 láng hạ - hà nội

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦUCHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CHƯƠNG 3: THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHƯƠNG 4: TÍNH CHỌN MÁY VÀ CÁC THIẾT BỊ CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ T

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA CHẾ BIẾN

o0o

GVHD: PGS.TS Nguyễn Đức Lợi SVTH : Đinh Thanh Hùng

K45 - Ngành Nhiệt Lạnh MSSV : 45DC114

Đề Tài:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO TÒA

NHÀ VĂN PHÒNG CHO THUÊ - SỐ 4 LÁNG HẠ - HÀ NỘI

Nha Trang, tháng 12 năm 2007

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM

CHƯƠNG 3: THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA

KHÔNG KHÍ

CHƯƠNG 4: TÍNH CHỌN MÁY VÀ CÁC THIẾT BỊ

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG GIÓ

CHƯƠNG 6: CÁC BIỆN PHÁP THI CÔNG LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH, BẢO

DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA

NỘI DUNG

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1 VAI TRÒ CỦA ĐHKK ĐỐI VỚI CƠ THỂ CON NGƯỜI

Sức khỏe con người là một trong những yếu tố quan trọng quyết định đến năng suất lao động Hệ thống điều hòa không khí có nhiệm vụ tạo ra và giữ ổn định các thông số trạng thái của không khí trong không gian hoạt động của con người, để con người luôn cảm thấy dễ chịu nhất tức là tạo cho con người điều

kiện vi khí hậu thích hợp.

1.2 VAI TRÒ CỦA ĐHKK ĐỐI VỚI SẢN XUẤT

Điều hòa không khí có vai trò đặc biệt quan trọng thậm chí không thể thiếu đối với nhiều ngành công nghiệp: Cơ khí chính xác, điện tử, … và các ngành công nghiệp nhẹ như: Dệt, thuốc lá, giấy … Để đảm bảo chất lượng cao cho sản phẩm hoặc đảm bảo cho máy móc, thiết bị làm việc bình thường.

1.3 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

Trung tâm thương mại và văn phòng cho thuê số 4 Láng Hạ là một tòa nhà lớn với kiến trúc hiện đại 15 tầng cao trên 50 m, có diện tích mặt bằng là 760 m2, với hướng chính là hướng Đông Nam Đây là một công trình cao tầng với quy mô lớn được xây dựng với mục đích chính cho các

công ty trong và ngoài nước thuê làm văn phòng làm việc

Các thông số chi tiết của từng phòng được giới thiệu trong bảng sau:

Tầng Phòng

Diện tích,

Chiều cao, m

DT tường bao,

DT tường ngăn,

DT kính

1

Phòng làm việc 505 3,5 124,8 42,5 79,25Hành lang thang máy 23 3,5 - 38,8 -Phòng quản lý 17 3,5 12,6 21,6 2,25

2 ÷ 3

Phòng làm việc 528 3,5 150,25 32,05 84,25Hành lang thang máy 28 3,5 - 31,7 -

4

Phòng làm việc 528 3,5 178,85 32,05 55,65Hành lang thang máy 28 3,5 - 31,7 -Phòng quản lý 40 3,5 37,6 31 7,05

1.4 CHỌN CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN

1.Chọn cấp điều hòa không khíQua phân tích đặc điểm công trình, cấp ĐHKK được chọn cho công trình

là điều hòa không khí cấp 3

2 Chọn các thông số tính toán ngoài nhàThông số ngoài nhà được chọn cho điều hòa cấp 3 tại Hà Nội theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687-1992 biểu diễn trên đồ thị I - d của không khí

ẩm Điều kiện khí hậu lấy theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4088 - 85

Sau khi chọn và tra đồ thị ta được các thông số thiết kế ngoài nhà như sau:

Mùa

Thông sốNhiệt độ,

0C

Độ ẩm,

%

Entanpy,kJ/kg

Độ chứa ẩm,

g ẩm/kg kkk

3 Chọn các thông số tính toán trong nhà

Các thông số tính toán trong nhà được chọn theo yêu cầu tiện nghi của con người theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687 – 1992 Sau khi chọn

và tra đồ thị ta được các thông số tính toán trong nhà như bảng sau:

Không gian Mùa

Thông sốNhiệt độ,

0C

Độ ẩm,

%

Entanpy, kJ/kg

Độ chứa ẩm,g/kg

CHƯƠNG 2: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM

Hiện nay có rất nhiều phương pháp tính toán cân bằng nhiệt ẩm khác nhau, nhưng có hai phương pháp hay dùng là phương pháp truyền thống và phương pháp Carrier Phần tính cân bằng nhiệt ở đây được thực hiện theo phương pháp truyền thống

2.1 TÍNH TOÁN NHIỆT THỪA

Xác định các nguồn nhiệt tỏa vào phòng từ các nguồn khác nhau như:

Do người, máy móc, chiếu sáng, rò lọt không khí, bức xạ mặt trời, thẩm thấu qua kết cấu bao che …

Phương trình cân bằng nhiệt tổng quát có dạng:

Qt = Qtỏa + Qtt

Trong đó: Qt - nhiệt thừa trong phòng, W

Qtỏa - nhiệt tỏa ra trong phòng, W

Qtt - nhiệt thẩm thấu từ ngoài vào qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ, W

2.1.1 Tính toán nhiệt tỏa:

Qtỏa = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8 , W

Q1 - nhiệt tỏa từ máy móc

Q2 - nhiệt tỏa từ đèn chiếu sáng

Q3 - nhiệt tỏa từ người

Q4 - nhiệt tỏa từ bán thành phẩm

Q5 - nhiệt tỏa từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt

Q6 - nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính

Q7 - nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua bao che

Q8 - nhiệt tỏa ra do rò lọt không khí qua cửa

2.1.2 Tính toán nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che Q tt , W

Nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ bên trong

và bên ngoài nhà gồm: Nhiệt thẩm thấu qua kính, tường bao, tường ngăn,

trần và nền nhà được xác định theo công thức:

= 10 W/m2.K, = 20 W/m2K, hệ số tỏa nhiệt phía trong và ngoài nhà

Fi - diện tích bề mặt kết cấu bao che thứ i, m2;

∆ti - hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà của kết cấu bao che thứ i, K

δ α

1 1

2.2 TÍNH TOÁN LƯỢNG ẨM THỪA

Do trong nhà không có bán thành phẩm mang ẩm, không có các thiết

bị sinh hơi, các phòng được điều hoà có sàn khô, sàn ẩm ở các nhà vệ sinh với miệng hút riêng, nên ta chỉ tính toán lượng ẩm do người tỏa ra

* Lượng ẩm do người toả ra W1 được xác định theo công thức:

W1 = n.qn , kg/s

Trong đó:

n - số người trong phòng điều hoà;

qn - lượng ẩm mỗi người toả ra trong một đơn vị thời gian, kg/s

2.3 TÍNH TOÁN HỆ SỐ GÓC TIA QUÁ TRÌNH

Hệ số góc tia quá trình biểu diễn hướng tự thay đổi trạng thái không khí do nhận nhiệt thừa QT và ẩm thừa WT, được tính theo công thức:

εT = , kJ/kg

Trong đó:

QT - tổng lượng nhiệt thừa trong không gian điều hoà, W

WT - tổng lượng ẩm của không gian điều hoà, kg/h

T

T

W Q

Tầng Phòng QT, W WT, kg/h εT, kJ/kg 1

CHƯƠNG 3: THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ

ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

3.1 THÀNH LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Qua phân tích đực điểm công trình: “ Trung tâm thương mại và văn phòng cho thuê số 4 Láng Hạ - Hà Nội ” ta thấy: Đây là công trình điều hoà thông thường không đòi hỏi nghiêm ngặt về chế độ nhiệt ẩm, vấn đề tiết kiệm năng lượng cần được quan tâm hàng đầu, trong tòa nhà không

có chất độc hại Do đó, chỉ cần sử dụng sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp

là đủ đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật mà lại tiết kiệm về mặt kinh tế

Nguyên lý làm việc của sơ đồ tuần

hoàn không khí một cấp

7 8 9 10

11 12

1- Cửa lấy gió tươi 7 - Không gian điều hoà

2 - Buồng hoà trộn 8 - Miệng hồi

3 - Thiết bị xử lý nhiệt ẩm 9 - Ống gió hồi

4 - Quạt gió cấp 10 - Lọc bụi

5 - Ống gió cấp 11 - Quạt gió hồi

6 - Miệng thổi 12 - Cửa tự thải

3.2 TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ TUẦN HOÀN KHÔNG KHÍ MỘT CẤP MÙA HÈ

Sự thay đổi trạng thái không khí của sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp mùa hè được trình bày trên đồ thị I-d

Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp mùa hè

Tầng Phòng Năng suất lạnh, kW Tổng, kW1

nước) của hãng DAIKIN - Nhật Bản.

Hệ thống VRV - WII bao gồm các thiết bị chính sau đây:

+ Cụm dàn lạnh+ Cụm dàn nóng giải nhiệt nước+ Hệ thống ống gas và bộ chia gas (REFNET)+ Tháp giải nhiệt nước

Những lợi thế của hệ thống VRV giải nhiệt nước:

+ Chỉ làm lạnh riêng lẻ cho từng phòng+ Tiết kiệm năng năng lượng

+ Linh hoạt trong thiết kế+ Độ tin cậy tối đa

+ Hiệu suất làm lạnh cao+ Lắp đặt đơn giản và tiện lợi hơn về không gian lắp đặt.4.2 LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH CỦA HỆ THỐNG

1 Chọn dàn lạnh

Chọn dàn lạnh được tiến hành dựa trên hai thông số chính sau:

- Năng suất lạnh yêu cầu

- Năng suất gió yêu cầu

Tầng Phòng Kí hiệu dàn

Kiểu dàn lạnh

Số Lượng

Công suất lạnh, kW

Lưu lượng gió,

m 3 /mm

ống nối

2÷3

φ

φ

φ φ

φ φ

φ

φ φ

φ φ

φ

Thông số kỹ thuật chi tiết của dàn lạnh

5÷14

φ φ φ

φ φ φ φ φ

φ φ

φ φ

φ

φ φ

φ φ φ φ

φ φ

φ

2 Chọn dàn nóng

Tầng 1 có tổng công suất lạnh danh định của các dàn lạnh là 157 kW Dựa vào Engineering Data VRV-WII ta chọn 2 tổ dàn nóng mang ký hiệu là: RWEYQ20MY1 và RWEYQ30MY1 với công suất kết nối 116% nằm

trong giới hạn cho phép (50 đến 130%)

Tầng 2 ÷ 3 có tổng công suất lạnh danh định của các dàn lạnh là 155,5 kW ta chọn 2 tổ dàn nóng mang ký hiệu là: RWEYQ20MY1và

RWEYQ30MY1với công suất kết nối 115%

Tầng 4 có tổng công suất lạnh danh định của các dàn lạnh là 145,7 kW ta chọn 2 tổ dàn nóng mang ký hiệu là: RWEYQ20MY1 và

RWEYQ30MY1 với công suất kết nối 108%

Tầng 5 ÷ 14 có tổng công suất lạnh danh định của các dàn lạnh là 132,3 kW ta chọn 2 tổ dàn nóng mang ký hiệu là: RWEYQ20MY1 và

RWEYQ30MY1 với công suất kết nối 98%

Tầng 15 có tổng công suất lạnh danh định của các dàn lạnh là 176,1

kW ta chọn 2 tổ dàn nóng mang ký hiệu RWEYQ30MY1 với công suất

kết nối 109%

Loại model RWEYQ20MY1 RWEYQ30MY1Nguồn 3 pha, 380 – 415 V, 50Hz

3 Chọn hệ thông gió thu hồi nhiệt HRV

CHƯƠNG 5.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG

ỐNG GIÓ

5.1 LỰA CHỌN VÀ BỐ TRÍ HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÔNG

KHÍ

5.1.1 Lựa chọn miệng thổi và miệng hồi

1 Yêu cầu của miệng thổi và miệng hồi

Việc lựa chọn miệng thổi và hình thức thổi gió ta căn cứ vào chiều cao, diện tích sàn không gian điều hoà, lưu lượng không khí cần thiết và các chỉ tiêu như:

có tính thẩm mỹ cao, hài hoà với trang trí nội thất của công trình, dễ dàng lắp đặt,

độ ồn thấp; đảm bảo phân phối gió đều, tốc độ gió phù hợp, trở lực nhỏ …

2 Tính chọn miệng thổi, miệng hồi.

Căn cứ vào đặc điểm công trình, mặt bằng trần để chọn số lượng miệng thổi Sau đó tính toán kiểm tra các thông số yêu cầu để điều chỉnh các thông số Ở công trình này em chọn loại miệng thổi khuyếch tán để lắp đặt cho phù hợp với

kiến trúc của các không gian điều hoà.

5.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÔNG KHÍ

Trong các tính toán thiết kế ta phải đáp ứng được các yêu cầu chung của các hệ thống đường ống gió như:

- Bố trí đường ống đơn giản và nên đối xứng,

- Hệ thống đường ống gió phải tránh được các kết cấu xây dựng, kiến trúc và các thiết bị khác trong không gian thi công

Có rất nhiều phương pháp tính toán thiết kế hệ thống ống dẫn không khí, trong bản đồ án này sử dụng phương pháp ma sát đồng đều để tính toán Tiến hành theo các bước sau:

+ Xác định tốc độ gió khởi đầu, tiết diện và tổn thất áp suất của đoạn ống đầu tiên từ quạt đến chỗ rẽ nhánh thứ nhất

+ Xác định kích thước của từng đoạn ống+ Xác định tổng chiều dài tương đương của mạng ống gió với trở kháng thuỷ lực lớn nhất

+ Tính áp suất tĩnh tổng cần thiết để kiểm tra cột áp của quạt

CHƯƠNG 6: CÁC BIỆN PHÁP THI CÔNG LẮP ĐẶT,

VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA

6.1 BIỆN PHÁP THI CÔNG LẮP ĐẶT

Biện pháp thi công lắp đặt có vai trò rất lớn trong việc đảm bảo chất lượng, tính ổn định, độ tin cậy, độ an toàn, tuổi thọ và hiệu quả kinh tế trong vận hành sử dụng hệ thống điều hòa không khí nói chung Đặc biệt là đối với hệ thống điều hòa không khí kiểu VRV do có một số đặc thù kỹ thuật riêng nên có một số yêu cầu khắt khe hơn trong việc thi công lắp đặt các hạng mục của hệ thống so với các hệ thống điều hòa khác nên giải

pháp kỹ thuật thi công lắp đặt càng trở nên phức tạp

Các hạng mục công trình sẽ thi công:

A/ Trước khi tiến hành các công việc thi công tại hiện trường, cần tiến hành các công tác chuẩn bị Một trong công tác chuẩn bị hết sức quan

trọng là khảo sát hiện trường

B/ Việc thi công lắp đặt tại hiện trường sẽ được tiến hành như sau:

1 Lắp đặt hệ ống dẫn môi chất lạnh và hệ ống thoát nước ngưng

2 Lắp đặt các thiết bị điện động lực

3 Lắp đặt thiết bị:

- Lắp đặt các dàn lạnh (Indoor Unit - IU)

- Lắp đặt các tổ máy dàn nóng (OU)

- Lắp đặt tháp giải nhiệt, bơm, quạt…

4 Hút chân không, nạp gas vào hệ thống đường ống dẫn môi chất

5 Kiểm tra điện trước khi chạy hệ thống

6 Chạy thử hiệu chỉnh Lập bản vẽ hoàn công

7 Hướng dẫn vận hành cho nhân viên vận hành hệ thống

6.2 CÔNG TÁC VẬN HÀNH

Để duy trì sự hoạt động bình thường của toàn bộ hệ thống, đạt được các chế

độ nhiệt ẩm theo yêu cầu, tránh được những sự cố đáng tiếc xảy ra, người vận hành phải là người có những kiến thức cơ bản về hệ thống VRV Khi vận hành phải tuân thủ những quy định chỉ dẫn trong quy trình vận hành máy và an toàn lao

động.

6.3 CÔNG TÁC BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA

Việc bảo dưỡng hệ thống thường xuyên là rất quan trọng nhằm tạo điều kiện tối ưu cho sự hoạt động của các thiết bị đồng thời kịp thời phát hiện những hư hỏng, sự cố, từ đó có biện pháp sửa chữa, khắc phục để duy trì sự làm việc ổn định

của hệ thống đảm bảo các chỉ tiêu về kinh tế và kỹ thuật.

Hệ thống điều hoà không khí VRV có khả năng tự động thông báo sự cố của các thiết bị trong hệ thống bằng cách hiện thị mã lỗi trên màn hình tinh thể lỏng của điều khiển tay Thông qua mã lỗi này người vận hành, sửa chữa khoanh vùng

được sự cố làm giảm thời gian khắc phục sự cố.

KẾT LUẬN

Phương án lựa chọn hệ thống điều hòa không khí VRV với các dàn lạnh âm trần 4 hướng thổi, giải pháp cấp gió tươi bằng cách sử dụng các dàn thông gió thu hồi nhiệt HRV cho công trình là hết sức hợp lý cả về mặt kinh

- Tiết kiệm điện năng do sử dụng máy VRV (trên 20%) cũng như sử

dụng thiết bị với công suất nhỏ hơn

- Công suất nhỏ hơn do đó tiết kiệm được chi phí hoạt động

- Dễ dàng vận hành và sửa chữa

Nhược điểm:

- Hệ thống VRV không lấy được gió tươi, để cấp gió tươi cho phòng và tiết kiệm năng lượng cho hệ thống ĐHKK cần bố trí thêm thiết bị thông gió hồi nhiệt đi

kèm.

- Giá thành hệ thống VRV tương đối cao nên chủ yếu phục vụ cho điều hòa

tiện nghi chất lượng cao.

- Nên sử dụng phần mềm để việc tính toán cân bằng nhiệt ẩm trở nên đơn

giản, nhanh chóng và chính xác hơn.

- Đây là hệ thống hiện đại nên việc lắp đặt phải hết sức chính xác để hệ thống

có thể hoạt động ổn định theo đúng các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu.

- Do hệ thống VRV-WII còn là hệ thống ĐHKK mới lạ ở VN (thực ra ở VN chưa được lắp đặt) nên còn gặp nhiều khó khăn trong việc lựa chọn và thiết kế Vì vậy em muốn được nghiên cứu sâu hơn, tìm ra những giải pháp tối ưu nhất để cho

công trình của mình mang tính khả thi hơn.

3 Chọn bộ chia gas (REFNET)

+ Đối với bộ chia gas đầu tiên tính từ Outdoor, chọn theo bảng sau:

Kiểu dàn nóng Bộ chia gas

RWEYQ30MVE KHRP26M73T + KHRP26M73TP

+ Đối với bộ chia gas khác sau bộ chia gas đầu tiên tính từ dàn nóng, thì dựa vào tổng chỉ số công suất của dàn lạnh và chọn theo bảng sau:

4 Lựa chọn đường ống dẫn môi chất

Tổng chỉ số công suất

dàn lạnh Đường kính ống hơi (mm) Đường kính ống lỏng (mm)62,5 12,7 x 0,80 6,4 x 0,8062,5 ≤ x < 200 19,5 x 0,99

φ φ

φ φ

φ

φ φ

φ φ φ

1 Nhiệt tỏa từ máy móc Q 1

Q1 =Trong đó:

+ Nđc: Công suất động cơ lắp đặt máy, W+ Ktt: Hệ số phụ tải

+ Kđt: Hệ số đồng thời+ KT: Hệ số thải nhiệt+ : Hiệu suất làm việc thực tế của động cơ

2 Nhiệt tỏa ra từ đèn chiếu sáng Q 2

Q2 = A F , W

A - Năng suất chiếu sáng trên mỗi m

A - Năng suất chiếu sáng trên mỗi m2 sàn, W/ m2

F - Diện tích sàn, m2Theo yêu cầu của chủ đầu tư và tư vấn, thì công suất chiếu sáng trên mỗi mét vuông sàn là 12 W/ m2

3 Nhiệt toả từ người Q 3

Q3 = n1 qn + 0,85 n2 qn, WTrong đó

n1: Số người là nam giới trong phòng

n2: Số người là nữ giới trong phòng

qn: Nhiệt tỏa từ một người, W/người Như đã giới thiệu, toàn bộ tòa nhà được sử dụng vào mục đích văn phòng nên nhiệt tỏa ra từ một người

lấy bằng 125 W/người

4 Nhiệt toả ra từ bán thành phẩm Q 4

Do trong phòng không có các sản phẩm bay hơi hay ngưng tụ nên Q4 = 0

5 Nhiệt toả ra từ thiết bị trao đổi nhiệt Q 5

Do trong phòng không có các thiết bị trao đổi nhiệt, các đường ống

dẫn môi chất cho nên Q5 = 0

6 Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua cửa kính Q 6

Nói chung, xác định được chính xác nhiệt tỏa do bức xạ qua kính là rất khó khăn, ở đây xin trình bày cách tính gần đúng như sau:

Q6 = Isd Fk , W

Isd - cường độ bức xạ mặt trời lên mặt đứng, W/m2 Theo bảng 3.3 [1]

ta có cường độ bức xạ mặt trời theo hướng Đông Bắc và Tây Bắc là 450

W/m2, hướng Đông Nam và Tây Nam là 328 W/m2;

Fk - diện tích kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán, m2;

- hệ số trong suốt của kính, với kính một lớp = 0,9;

- hệ số bám bẩn, với cửa kính một lớp đặt đứng = 0,8;

- hệ số khúc xạ, với cửa kính một lớp khung kim loại = 0,75;

- hệ số tán xạ do che nắng, với kính có rèm bên trong = 0,6

Do toàn bộ toà nhà đều trang bị các cửa kính một lớp đặt đứng, có khung

nhôm và có rèm che bên trong nên có thể lấy một giá trị chung: