Thiết kế hệ thống thông gió, tản nhiết và khử khói bụi cho hầm tầng hai để xe trường DH CN TPHCM

Thiết kế hệ thống thông gió, tản nhiết và khử khói bụi cho hầm tầng hai để xe trường DH CN TPHCM

LỜI MỞ ĐẦU



Với sự phát triển mạnh mạnh của nền kinh tế và xã hội hiện nay, thì nhucầu về điều kiện sinh hoạt làm việc của con người ngày càng cao Vì vậy thônggió và điều hòa không khí là một trong những lĩnh vực được đặc biệt chú trọngtrong đời sống cũng như trong làm việc và học tập hàng ngày

Trong những năm gần đây, nền kinh tế xã hội nước ta phát triển với tỷ lệtăng trưởng rất đáng kể, bước đầu thực hiện thành công sự nghiệp công nghiệphóa, hiện đại hóa đất nước cùng với sự phát triển đó thì nhu cầu cuộc sống vềđiều hòa thông gió làm lạnh cũng tăng theo nhanh chóng.Mặt khác, Việt Nam

là một nước nằm trong khu vực nhiệt đới nên đã trở thành một thị trường đầytiềm năng của rất nhiều hang sản xuất kinh doanh máy và thiết bị trong hệthống thông gió và điều hòa không khí

Điều hòa không khí có vai trò rất quan trọng trong việc bảo vệ sức khỏecon người Để dần dần từng bước cải thiện điều kiện làm việc sản xuấ, vệ sinhmôi trường trong các khu công nghiệp và đô thị cần phải áp dụng các biện phápnhằm hạn chế, giảm thiểu tối đa các chất độc hai sinh ra do hoạt đông đời sốnghay trong sản xuất

Trong các công trình nhà văn hóa, câu lạc bộ, triển lãm… thường cólượng nhiệt, ẩm và khí CO2 thải ra rất lớn để tao được cảm giác thoải mái vàđiều kiện làm việc, học tập cho con người thì cần phải tổ chức hệ thống thônggió, DHKK , thổi không khí được làm mát, sạch tới từng ngóc ngách

Riêng đối với các phân xưởng có tỏa ra nhiều bụi và các khí độc hại.ngoài việc tổ chức cung cấp không khí sạch còn phải thiết kế hệ thống hút vàvận chuyển hỗn hợp khí bụi và chất độc hại về thu gom, xử lý làm sạch trướckhi đưa ra môi trường xung quanh

Đối với đề tài “ thiết kế hệ thống thông gió, tản nhiết và khử khói bụicho hầm tầng hai để xe trường DH CN TPHCM” nhóm chúng em trình bàynhững vấn đề cơ bản về tính toán nhiệt thừa , ẩm thừa, lượng khí độc hại… tỏa

ra trong hầm trên cơ sở đó, chúng em xác định lưu lượng cần thiết để khửnhiệt, ẩm thừa, khí độc hại… trong công trình và nêu lên một số biện pháp tổchức thông gió, tản nhiệt, khử bụi và khí độc

Mặc dù đã rất cố gắng trong quá trình thực hiện đề tài, song không tránhkhỏi những thiếu sót, kính mong được sự góp ý của quý thầy cô và bạn đọc.Chúng em chân thành cảm ơn !

Nhóm 2

CHƯƠNG I



GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH.

Trường ĐHCN TP HCM có cơ sở chính nằm ngay trong TP HCM, mộttrung tâm kinh tế, văn hóa, khoa hoc kỹ thuật…Tại đây tập trung rất nhiềutrường đại học, cao đẳng, nhiều trung tâm nghiên cứu khoa học kỹ thuật, nhiềukhu chế xuất, khu công nghiệp lớn, siêu thị, nhà hàng , khu vui chơi giải chí…

Có thể nói: trường ĐHCN TP HCM hiện nay là một trong những cơ sởgiáo dục CĐ ĐH và đào tạo nghề lớn nhất tại Việt Nam Với cơ sở vật chất vàtrang thiết bị giảng dạy, thực hành theo công nghệ mới, cùng với chương trìnhđào tạo luôn được cập nhật, cải tiến… Nhà trường luôn tạo điều kiện tốt nhấtcho sinh viên học tập tại trường và sáng tạo, phát triển tài năng

Một trong những vấn đề quan tâm của nhà trường đối với sinh viên làvấn đề giữ xe và khu vực để xe Vì vậy, nhà trường đã thiết kế xây dựng batầng hầm cho sinh viên để xe hàng ngày : hầm số 1, hầm số 2 nằm dưới sântrường, trên là sân dể xe đạp, hầm số 3 dưới nhà V và X

Nhà trường luôn luôn chú trọng tới việc cải thiện điều kiện học tập, làmviệc và đảm bảo vệ sinh môi trường trong đời sống hàng ngày, cho nên đã tổchức hệ thống thông gió, hút bụi và thổi không khí sạch đến toàn bộ khônggian tầng hầm Ngoài ra còn có hệ thống hút và khử khói bụi, thu gom và xử lýtrước khi đưa ra ngoài

Sơ đồ mô phỏng hầm để xe tầng 2

Đề tài của nhóm là : Thiết kế hệ thống thông gió, tản nhiệt và khử khóibụi cho hầm tầng hai để xe trường ĐHCN TP HCM ( số liệu khảo sát thực tế)quan sát số người, số xe lưu chuyển, nhiệt độ trong nhà xe ứng với yêu cầu Q,

H theo miệng hút và vị trí đặt quạt

3 Yêu cầu của hệ thống thông gió :

ĐN : Nếu trong một khoảng không gian xác định có sự tích tụ nhiệt, ẩm,khói bụi và các chất độc hại thì sau một thời gian, các thông số nhiệt độ, độ ẩmcủa không khí ở đó sẽ biến động, nhiều khi vượt quá giới hạn cho phép Đểngăn cản sự tích tụ nhiệt, ẩm hoặc các chất độc hại thì cần phải thay thế liên tụclượng không khí đã bị ô nhiễm bằng một lượng không khí tươi mát lấy từ môitrường bên ngoài Quá trình như vậy được gọi là thông gió

Trước hết chúng ta cần thấy rằng, con người là nhân tố quan trọng, việcbảo vệ sức khỏa cho sinh viên là rất cần thiết Môi trường không khí trongsạch, có chế độ nhiệt và ẩm thích hợp… chính là yếu tố gián tiếp nâng caoinăng suất học tập cũng như sức khỏe của sinh viên

Tiếp theo, chúng ta cũng cần quan tâm đến xe máy để trong hầm Nhiệt

độ cao, độ ẩm và khói bụi nhiều có thể sẽ làm cho các thiết bị trong xe nhanh

hư hỏng và cũ

Hầm tầng hai có diện tích khoảng 2040 m2, chứa được 600-800 chiếc xe

Số lượng xe này giao động thường xuyên vì sinh viên học theo ca nên việc gửi

và lấy xe của sinh viên cũng thường xuyên hơn Ước lượng số người trong hầm

khoảng 30 người Vì những lý do trên mà hầm xe lúc nào cũng có khói bụi,nhiệt độ và các chất khí độc hại cũng tăng cao Mặt khác, do hầm xe nằm tronglòng đất nên việc trung hòa các thành phần trên do tự nhiên là không thể.

Thiết kế hệ tống thông gió nhằm mục đích khử nhiệt độ thừa,khói bụi,các chát khí độc hại, đặc biệt là lưu thông gió giữa môi trường bên ngoài vàtrong hầm, uôn dảm bảo một môi trường thoáng mát, “ Sạch” để sinh viên vàolấy xe, gửi xe an toàn Vì vậy, hệ thống thông gió cho tầng hầm 2 để xe phảidảm bảo một số yêu cầu sau :

 Cung cấp đầy đủ lượng khí tươi từ môi trường bên ngoài vàonhằm mục dích giải nhiệt thừa, trung hòa các chất khí độc hại vàkhử khói bụi

 Lượng khí trong hầm phải được xử ý trước khi đưa ra ngoài

 Hệ thống phải đảm bảo tính bền lâu dài và giá thành vừa phải

4 Cấp điều hòa.

Khi thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió, việc đầu tiên làphải lựa chọn cấp điều hòa cho hệ thống thông gió cần tính Có 3 cấp điều hòathông gió như sau :

 Hệ thống thông gió cấp một: có độ chính xác nhất

 Hệ thống thông gió cấp hai : có độ chính xác trung bình

 Hệ thống thông gió cấp ba : có độ chính xác vừa phải

Tùy từng trường hợp mà ta chọn cấp điều hòa Nếu chọn cấp một có độchính xác cao thì giá thành trang thiết bị cao và ngược lại đối với hầm để xecủa trường ĐH CN TPHCM thì không cần đòi hỏi độ chính xác cao nên tachọn cấp điều hòa không khí là cấp ba

Ndc : Công suất động cơ lắp đặt của máy [ W ]

Ktt : Hệ số phụ tải, bằng tỷ số giữa công suất thực (hiệu dụng ) của máy trên

Công suất của động cơ xe máy khoảng : 5.1 KW

Tiến hành tra bảng 1.1 và 1.2 theo công suất ta được :

Hầm để xe tầng hai của trường sử dụng chủ yếu là đèn Nêon Nên nhiệtlượng tỏa ra từ đèn được tính bởi công thức:

 

2 cs

Q N W

cs

N : tổng công suất của tất cả đèn chiếu sáng [ W]

Công trình thuộc kiến trúc hầm nên ta tính công suất chiếu sáng theo m2sàn Bình thường theo tiêu chuẩn chiếu sáng lấy 10 W/m2 diện tích sàn

Ta có: Q2 = 10.F = 10.2040 = 20400 W

1.3 Nhiệt tỏa ra từ người Q 3

Nhiệttỏa ra từ người thay đổi theo điều kiện vi khí hậu, cường độ laođộng, thể trạng cũng như giới tính

Nhiệt tỏa ra từ người được tính bởi công thức sau:

Q3 = n.qTrong đó :

q : nhiệt tỏa ra từ một người [ W/người]

Bảng 2.1_Lượng ẩm tỏa qn của một người g/h người.

Trong đó : n là số người có trong hầm để xe

qn là lượng ẩm mỗi người tỏa ra trong một đơn vị thời giankg/s

Giống như tỏa nhiệt, lượng ẩm tỏa ra từ người cũng phụ thuộc vào nhiềuyếu tố như: nhiệt độ, độ ẩm môi trường, cường độ lao động, lứa tuổi, giớitính… bảng 2.1 giới thiệu lượng ẩm tỏa qn của mỗi người đàn ông trung niêncân nặng khoảng 68 kg

Chọn n= 30 người , qn =200 g/h

1 n

W  n.q  30.200 6000  g h /  0,0017 kg s /

Tầng hầm 2 của trường chủ yếu chứa xe máy, nên lượng ẩm tỏa ra từ

sản phẩm ướt cũng như sàn ẩm xem như bằng không Lượng ẩm thừa Wth chủyếu là do người tỏa ra

1 0,0017 /

th

3 Lượng khí CO 2 do người và xe thải ra.

3.1 Lượng khí CO 2 do người thải ra.

N

G   n k

Trong đó : n là số người trong hầm để xe

k là lượng khí do người thải CO2 ( g/h)Nhiệt độ trong hầm để xe khoảng 35 0C và cường độ lao động thuộc laođộng nhẹ Tra bảng 3.7 trang 92 sách “ thông gió” GVC Hoàng Thị Hiền_TSBùi Sỹ Lý ta được k =200 g/h Chọn n =30

X

G  k S

Trong đó : S là quãng đường xe chạy

k’ là lượng khí CO2 do mỗi xe máy thải ra ( g/km)

Ở nước ta hiện nay , lượng khí CO2 thải ra của mỗi động cơ xe máy

Ước lượng số xe thường xuyên hoạt động trong hầm là 30 xe, nên tổng

lượng CO2 do xe thải ra trong hầm là:

4 Xác định lưu lượng cần thiết

4.1 Lưu lượng giải nhiệt thừa.

Công thức tính lưu lượng cần thiết để khử nhiệt thừa:

th

R V

Q G

I I





Trong đó : G là lưu lượng cần thiết để khử lượng nhiệt thừa (kg/h)

QW là nhiệt lượng thừa

IR là enthapi của không khí từ trong hầm xe ra

IV là enthapi của không khí từ ngoài cung cấp vào

Áp dụng cho hầm để xe của trường :

Nhiệt độ không khí khi ra khỏi hầm là tR = 350CNhiệt độ không khí khi vào hầm là tv = 300CTính IR :

Tra bảng nước sôi và hơi nước bão hòa theo tR = 350C

0,8 0,04241

hbh V

4.2 Lưu lượng khử hơi nước thừa.

Công thức tính lưu lượng khử hơi nước thừa :

th

R V

W G

d d





Trong đó :

G : Lưu lượng trao đổi không khí khử hơi nước thừa

Wth: lượng hơi nước thừa trong hầm để xe ( g/h)

dR : độ chứa hơi của không khí ra (g/kg)

dV : độ chứa hơi của không kí vào (g/kg)

/

d cp

L : Lưu lượng không khí khử CO2 [m3/s]

Gd : Lưu lượng khí CO2 do người và xe thải ra trong hầm [g/h]

Ccp : Nồng độ cho phép của hơi độc trong không khí vùng làm việc [g/

m3]

C0 : Nồng độ cho phép CO2 có trong không khí [g/m3]

Dựa vào bảng phụ lục 3 trang 345 sách “ thông gió” GVC Hoàng Thị

Hiền_TS Bùi Sỹ Lý ta chọn : Ccp =1 , C0 = 0,5

Áp dụng công thức tính lưu lượng khử CO2

3 0

19,5 10

1 0,5

d cp

Vậy lưu lượng khử cần thiết là :

TÍNH TOÁN THÔNG GIÓ

1.1 Bội số tuần hoàn.

Để tính toán thông gió ta cần phải xác định lưu lượng thông gió và chọnvận tốc gió hợp lý để thiết kế đường ống gió, thông qua đó có thể tính được cột



Chọn vận tốc hợp lý là rất quan trọng bởi vì vận tốc chọn quá bé sẽ giảm được tiếng ồn, tổn thất bé dẫn đến quạt nhỏ, nhưng đường ống cồng kềnh,tiêu tốn chi phí đầu tư ban đầu và hạn chế trong trường hợp không gian làm việc quá bé Ngược lại vận tốc chọn quá lớn sẽ sinh ra tổn thất lớn, ồn ào, và quạt sẽ to nhưng giảm được chi phí đầu tư do kích thước đường ống nhỏ hơn

Vì vậy cần cân nhắc cẩn thận trong quá trình thiêt kế

1.2 Phương pháp thiết kế đường ống thông gió.

Có nhiều phương pháp để thiết kế đường ống gió Ở đây ta sẽ dùng phương pháp ma sát đồng đều

Thiết kế theo phương pháp ma sát đồng đều : từ lưu lượng cần cấp, và vận tốc gió chọn trong đường ống Đường ống chính là đường ống mà tổn thất

sẽ lớn nhất (đường ống dài nhất) Xem tổn thất trên ống mềm giống ống cứng

Chọn miệng gió.

Chọn miệng gió căn cứ vào chức năng sử dụng miệng gió, lưu lượng giócần cấp, độ ồn cho phép Từ đó sẽ xác định được tổn thất qua miệng gió, cũng như các kích thước cổ, kích thước ống gió, kích thước trần, kích thước mặt Với miệng gió hút khí thải cho tầng hầm ta chon miệng gió RV-T-300200-G1

có lưu lượng gió la 1715 m3/h, tổn thất qua miệng gió là 15,2 Pa

2.1 Thiết kế đường ống gió.

Ta thiết kế tiêu biểu đường ống gió của một quạt hút gió thải ở tầng hẩmhai

Thông số ban đầu như sau: lưu lượng quạt cần phải hút là 32500 m3/h Theo bố trí kiến trúc của công trình, ta chọn 20 miệng gió Suy ra lưu lượng một miệng gió là 1715 m3/h = 0,477 m3/s

Lưu lượng của 20 miệng gió là 9,54 m3/s

Ta chọn vận tốc khởi đầu là 14,1 m/s tại cửa hút của quạt

Tiết diện của ống yêu cầu :

2

9,54

0,677 14,1

Khi đó tốc độ gió là :

9,54

13,63 / 0,7

Q

m s F

Tra bảng 7.3 trang 370 sách “hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hòa không khí” của Nguyễn Đức Lợi với cỡ ống là 1400*500 ta được đường kính ống tương đương là dtd = 0,886m.

Sử dụng bảng 7.11 sách “hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hòa không khí”của Nguyễn Đức Lợi để tính tiết diện ống nhánh và xác định cỡ ống ab ta được bảng sau :

Đoạn

ống

Sốquạt

Lưulượnggió, m3/s

Phầntrămlưulượng

Phầntrămtiếtdiện

Tiếtdiệnống, m2

Cỡ ốngchọn quạt Tốc độm/s

2.2 Tính tổn thất để chọn quạt

Tổn thất trên đường ống chính sẽ là cơ sở để chọn quạt Rõ rang đoạn ống dài nhất từ quạt tới miệng thổi thứ 20 có chiều dài lớn nhất và có tổn áp áp suất lớn nhất, do đó ta tiến hành tính trở kháng trên đoạn này để tiến hành xác định cột áp quạt

Tổn thất áp suất ống gió gồm 2 thành phần ma sát và cục bộ

22

2.2.1 Tổn thất ma sát.

Khi tính tổn thất ma sát đồng đều thì ta qui hệ số ma sát trên đường ống bằng nhau Trong trường hợp này thì ta không sử dụng cách trên mà ta tính theo phương pháp bảng số

Tổn thất ma sát được tính theo công thức :

0,00110,0125

và tổn thất cục bộ trên đường ống như sau:

Tên Vị trí Vận tốc m/s 

Tổn thất cục

bộ Hcb , mmH2O

Miệng gió thổi

đến điểm A - 1 iệng gió thổi- 3 co 900 13,63 2,1

Co nối -1 co nối đọan

0,270,20,390,34

1,04491,012,171,93

Các thiết bị phụ ở đây là lưới lọc khí trước khi đưa ra khỏi hầm

Bộ lọc bụi kiểu lưới được chế tạo từ nhiều loại khác nhau nhằm giảm bớt lượng bụi khi đưa ra ngoài không khí, lưới lọc có trở lực khá bé khoảng 30-

Khi chọn quạt, cần chú ý loại quạt sử dụng cho thích hợp Đối với quạt hút gió thải tầng hầm 2 ta chọn loại quạt ly tâm (100 mmH2O <H< 300

mmH2O)

Chọn quạt:

Các thông số của quạt:

 Lưu lượng quạt:

Từ đây ta xác định được đây là quạt loại trung áp cánh thẳng

Theo đường đặc tính của quạt ly tâm (phụ lục 7.11) :ta chọn loại quạt là trung áp cánh thẳng kiểu “Xa” 4-76 N010 lam việc với tốc độ quay n1=1280 v/ph hiệu suất q=0,81 ở chế độ Q1=38000 m3/h và p1=2,4 kPa (sách thiết kế công nghiệp của tác giả Hoàng Thị Hiền)

Theo phụ lục 7.18 , tổ hợp B10-4 là tổ hợp cùng với động cơ 4A200L4

có tần số quay n=1475 v/ph, có công suất điện 45 kW Vì n1 n nên ta sử dụng bảng 7.1 để tìm giá trị lưu lượng Q và áp suất H của quạt:

Để thiết kế guồng ta lần lượt tính các thông số sau:

 Đường kính trong của guồng :

3 3 1

0,706

1, 0860,65 0,65

1,086

17,950,19

D n t



Trong đó : h d 0,3H 0,3 326 97,8  mmH O2

2 2 2 0 2

r

t

C C

54,5

62,6929,54

U W

2 0 2

cos cos

cos 0,353 cos 29,54

0,54355,56

R R

D n C U



Với :  : chiều dày cánh, chọn  0,006 m để đảm bảo an toàn

C1: vận tốc ở của vào của guồng quạt (m/s)

0,30340

Q

C

 Độ dài cạnh miệng đẩy vuông B0 = F =0.55 m

 Khoảng cách giữa guồng động và cửa hút:

Thông số của quạt:

- Tổng lưu lượng quạt cần cung cấp: Q= 32500 m3/h=9,03 m3/s

Tài li ệ u tham kh ả o

 Sách “Bơm - Quạt - Máy nén” của Ths Bùi Trung Thành

 Sách “Kỹ thuật điều hoà không khí” của tác giả Lê Chí Hiệp , Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2001

 Sách “Hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hoà không khí” của tác giả Nguyễn Đức Lợi, Nhà xuất bản khoa

học và kỹ thuật – 2003

 sách “Thông gió”của tác giả Hoàng thị Hiền- Ts.Bùi Sỹ Lý, Nhà xuất bản xây dựng

HÌNH VẼ THIẾT KẾ GUỒNG QUẠT

HÌNH VẼ THIẾT KẾ VỎ QUẠT.

Mục lục

Trang

Lời mở đầu. -1

Chương I: giới thiệu công trình -2

 Giới thiệu chung về trường ĐH Công Nghiệp TP HCM -2

 Tổng quan về công trình -2

 Yêu cầu của hệ thống thông gió -3

 Cấp điều hoà -4

Chương II: lựa chọn và tính toán thông số -4

 Tính nhiệt thừa -4

 Tính ẩm thừa -6

 Tính lượng CO2 do người và xe thải ra -7

 Xác định lưu lượng cần thiết -8

Chương III: tính toán thông gió -10

 Các thông số lựa chọn để tính tóan thông gió- - -10

 Thiết kế ống gió tiêu biểu -11

Chương IV: thiết kế quạt -16