Tải bản đầy đủ
1 Giới thiệu công trình.

1 Giới thiệu công trình.

Tải bản đầy đủ

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CHUYÊN NGÀNH NHIỆT LẠNH
Đá Granit

Gạch

Vữa

T

N

Hình 6. Kết cấu tường bao
Nền.
Nền có cấu tạo như sau:

Hình 7. Kết cấu nền
Trong đó:
1- Lớp đá granit.
2-Lớp bê tông cốt thép;
3-Lớp cát vàng
Bi tum
Vữa

- Trần

Bê tông

Cấu tạo của trần:
Hình 8. Kết cấu trần nhà

GVHD: NGUYỄN TIẾN CẢNH

17

SVTH: NGUYỄN MINH ĐÀM
HUỲNH VĂN THANH

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CHUYÊN NGÀNH NHIỆT LẠNH

2.2. Chọn các thông số thiết kế.
2.2.1. Chọn thông số thiết kế trong nhà.
Do tính chất khu vực địa lý tp HCM không có mùa lạnh nên ở đồ án này chỉ
tính, thiết kế hệ thống lạnh cho mùa hè.
- Nhiệt độ và độ ẩm.
Đối với các văn phòng làm việc thì các thông số thiết kế được chọn theo
yêu cầu tiện nghi của con người. Yêu cầu tiện nghi được chọn theo tiêu chuẩn
Việt Nam TCVN 5687-1992.
+ Mùa hè:
- Nhiệt độ không khí trong nhà: tT = 250C
- Độ ẩm tương đối trong nhà :  = 65%
Từ các thông số trên, dựa trên đồ thị i-d của không khí ẩm, ta tìm được các
thông số còn lại:
- Entanpi:

IT = 60 kJ/kg.

- Độ chứa hơi: dT = 14 g/kg không khí khô.
Bảng 2.1. Các thông số thiết kế trong nhà.
-

Thông số
Entanpi
Nhiệt độ 0C
25

Độ ẩm %
65

kJ/kg
60

Gió
Độ chứa ẩm g/kg.
14,0

t-

ươi và
hệ

số

thay đổi không khí.
Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687 - 1992, lượng gió tươi cho một người một giờ đối với phần lớn các công trình là 20 m3/h. Tuy nhiên lượng gió tươi
không được thấp hơn 10% lượng gió tuần hoàn. Như vậy việc chọn gió tươi phải
đáp ứng được 2 điều kiện sau:
-Đạt tối thiểu 20 m3/h.người.
-Đạt tối thiểu lưu lượng gió tuần hoàn.
Trong đó lưu lượng gió tuần hoàn bằng thể tích phòng nhân với hệ số thay
đổi không khí.
-Hệ số thay đổi không khí:
Phòng làm việc, văn phòng: 3 - 8 m3/h/(m3/phòng).
GVHD: NGUYỄN TIẾN CẢNH

18

SVTH: NGUYỄN MINH ĐÀM
HUỲNH VĂN THANH

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CHUYÊN NGÀNH NHIỆT LẠNH

- Độ ồn cho phép.
Độ ồn được coi là một yếu tố quan trọng gây ô nhiễm môi trường nên nó
cần được khống chế, đặc biệt đối với một số công trình đặc biệt như phòng
studio, phòng ghi âm …. Độ ồn cho phép được Bộ Xây dựng Việt Nam đã ban bố
tiêu chuẩn về tiếng ồn 20 TCN 175 – 90 quy định về mức ồn cho phép.
- Tốc độ không khí.
Tốc độ không khí xung quanh có ảnh hưởng đến cường độ trao đổi nhiệt và
thoát mồ hôi giữa cơ thể với môi trường xung quanh. Khi tốc độ lớn, cường độ
trao đổi nhiệt, ẩm tăng lên. Vì vậy khi đứng trước gió ta cảm thấy mát và thường
da khô hơn nơi yên tĩnh trong cùng điều kiện về độ ẩm và nhiệt độ.
Khi nhiệt độ không khí thấp, tốc độ quá lớn thì cơ thể mất nhiệt gây cảm
giác lạnh. Tốc độ gió thích hợp tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ gió, cường
độ lao động, độ ẩm, trạng thái sức khỏe…. Thông thường tốc độ gió tiện nghi
được lấy trong khoảng 0,07 - 0,21m/s.
2.2.2. Chọn thông số thiết kế ngoài nhà.
Theo mức độ quan trọng của công trình, điều hoà không khí được chia làm
3 cấp như sau :
Điều hoà không khí cấp 1: Là điều hoà tiện nghi có độ tin cậy cao nhất,
duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà trong giới hạn cho phép không phụ
thuộc vào những biến động khí hậu cực đại ngoài trời của cả mùa hè và mùa
đông đã ghi nhận được trong nhiều năm.
Điều hoà không khí cấp 2: Là điều hoà tiện nghi có độ tin cậy trung bình,
duy trì được các thông số vi khí hậu trong nhà với phạm vi sai lệch không quá
200h trong một năm khi có biến động khí hậu cực đại ngoài trời của cả mùa hè
và mùa đông.
Điều hoà không khí cấp 3: Là điều hoà tiện nghi có độ tin cậy thấp, duy trì
được các thông số vi khí hậu trong nhà với phạm vi sai lệch không quá 400 h
trong 1 năm khi có biến động khí hậu cực đại ngoài trời của cả mùa hè và mùa
đông.
-Điều hoà không khí cấp 1 tuy có mức độ tin cậy cao nhất nhưng chi phí
đầu tư, lắp đặt, vận hành rất lớn nên chỉ sử dụng cho những công trình điều hoà
GVHD: NGUYỄN TIẾN CẢNH

19

SVTH: NGUYỄN MINH ĐÀM
HUỲNH VĂN THANH

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CHUYÊN NGÀNH NHIỆT LẠNH

tiện nghi đặc biệt quan trọng hoặc các công trình điều hoà công nghệ. Các công
trình ít quan trọng hơn như khách sạn 4-5 sao, bệnh viện thì nên chọn điều hoà
không khí cấp2.
-Trên thực tế, đối với hầu hết các công trình như điều hoà không khí khách
sạn, văn phòng, nhà ở, siêu thị, hội trường, thư viện…chỉ cần chọn điều hoà cấp
3. Điều hoà cấp 3 tuy độ tin cậy không cao nhưng đầu tư không cao nên thường
được sử dụng cho các công trình trên.

GVHD: NGUYỄN TIẾN CẢNH

20

SVTH: NGUYỄN MINH ĐÀM
HUỲNH VĂN THANH

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CHUYÊN NGÀNH NHIỆT LẠNH

GVHD: NGUYỄN TIẾN CẢNH

21

SVTH: NGUYỄN MINH ĐÀM
HUỲNH VĂN THANH

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CHUYÊN NGÀNH NHIỆT LẠNH

GVHD: NGUYỄN TIẾN CẢNH

22

SVTH: NGUYỄN MINH ĐÀM
HUỲNH VĂN THANH

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CHUYÊN NGÀNH NHIỆT LẠNH

Hình 10 :đồ thị không khí id của không khí ẩm
Qua việc giới thiệu và phân tích các đặc điểm của công trình VINAGAME
Tân Bình cho thấy: Đây là một tòa nhà sử dụng chủ yếu làm văn phòng làm việc
nên đòi hỏi chế độ nhiệt ẩm không khắc khe nên phương án cuối cùng được lựa
chọn là điều hoà không khí cấp 3.
Thông số ngoài nhà được chọn cho điều hoà cấp 3 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.
Bảng 2.2. Các thông số thiết kế ngoài nhà.
Cấp ĐHKK

Mùa nóng
Nhiệt độ, 0C
ttbmax

Cấp 3

Độ ẩm, %
N = 13-15

Mùa lạnh
Nhiệt độ, 0C
ttbmin

Độ ẩm, %
N = 13-15

Trong đó
ttbmax : Nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất.
ttbmin : Nhiệt độ trung bình của tháng lạnh nhất.
Độ ẩm lúc 13 - 15h của tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất ghi nhận theo
TCVN 4088 - 1985.
Thông số tính toán ngoài trời cho khu vực Tp HCM như sau:
Mùa hè: Nhiệt độ : t = 33,70C,
Độ ẩm : N = 79%,
Từ các thông số trên, dựa trên đồ thị i-d ta xác định được các thông số còn
lại và được tổng kết trong bảng:
Bảng 2.3. Các thông số thiết kế ngoài nhà cho ĐHKK cấp 3 tại Nha Trang
dùng cho công trình.
Thông số ngoài nhà mùa nóng
Nhiệt độ 0C

Độ ẩm %

Entanpi kj/kg Độ chứa hơi g/kg

33,7

79

102

GVHD: NGUYỄN TIẾN CẢNH

26,5

23

SVTH: NGUYỄN MINH ĐÀM
HUỲNH VĂN THANH

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CHUYÊN NGÀNH NHIỆT LẠNH

2.3. Đối tượng nghiên cứu.
Từ các hệ thống điều hòa không khí và từ phương án chọn thiết kế của em.
Đối tượng nghiên cứu trong đồ án này của em là hệ thống điều hòa không khí
water chiller
2.3.1. Chất tải lạnh.
Chất tải lạnh là chất trung gian nhận nhiệt của đối tượng cần làm lạnh
chuyển tới thiết bị bay hơi cấp cho môi chất lạnh sôi. Chất tải lạnh đôi khi còn
được gọi là môi chất lạnh thứ cấp.
Có nhiều loại chất tải lạnh khác nhau. Nhưng một trong những chất tải lạnh
đáp ứng được yêu cầu, tính chất cần thiết và được sử dụng rộng rải nhất hiện nay
là: nước, nước muối và các hợp chất hữu cơ.
Trong đồ án thiết kế này, Chất tải lạnh mà em đã chọn cho hệ thống là
nước.
Vì nước là chất tải lạnh lý tưởng, nó đáp ứng hầu hết các yêu cầu đề ra.
Nhược điểm duy nhất của nước là nó đông đặc ở 0 oC, như vậy để đảm bảo an
toàn nhiệt độ sôi môi chất không được thấp hơn 5 oC và như vậy nhiệt độ buồng
lạnh cũng không được xuống thấp hơn 5oC.
2.4. Phương pháp thiết kế.
2.4.1. Tính cân bằng nhiệt ẩm.
Để duy trì được các thông số trong phòng, cần phải khử được lượng nhiệt
thừa và lượng ẩm thừa từ các nguồn khác nhau thải vào phòng. Điều kiện cân
bằng nhiệt ẩm là vào mùa hè máy lạnh phải đủ công suất để cân bằng với nhiệt
tổn thất qua kết cấu bao che, nhiệt sinh ra do người, máy, đèn chiếu sáng, do rò
lọt không khí , qua bức xạ mặt trời, do lượng gió tươi mang vào…và cần phải
tính năng suất gió thổi vào, gió hồi, gió tươi, nhiệt độ thổi vào, nhiệt độ các thành
phần...
Có rất nhiều phương pháp tính cân băng nhiệt ẩm khác nhau để xác định
năng suất lạnh yêu cầu khác nhau. Đồ án này em xin trình bày phương pháp tính
cân bằng nhiệt ẩm bằng phương pháp Carrier.
Theo phương pháp của Carrier ta có: Qo = Qt = ∑ Qht + ∑ Qât.
GVHD: NGUYỄN TIẾN CẢNH

24

SVTH: NGUYỄN MINH ĐÀM
HUỲNH VĂN THANH

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CHUYÊN NGÀNH NHIỆT LẠNH

Sau khi xác định đuợc phụ tải lạnh ta xác định các thông số trạng thái không khí.
2.4.2. Tính chọn máy và thiết bị.
Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật nên hệ thống
điều hòa không khí phần lớn đã được chế tạo thành các tổ hợp nguyên cụm hoàn
chỉnh hoặc các tổ hợp gọn...vừa đảm bảo chất lượng, tuổi thọ, độ tin cậy cao của
hệ thống, đơn giản được hầu hết các công việc thiết kế tính toán riêng lẻ các bộ
phận rời rạc như máy nén, thiết bị ngưng tụ, bay hơi, tiết lưu...
Cũng giống như hệ thống lạnh, năng suất lạnh của một hệ thống hoặc một
máy điều hòa không khí không phải cố định mà luôn luôn thay đổi theo điều kiện
môi trường, nghĩa là năng suất lạnh của máy điều hòa nhiệt độ tăng khi nhiệt
trong phòng tăng và nhiệt độ ngoài nhà giảm và ngược lại giảm khi nhiệt độ
trong phòng giảm và nhiệt độ ngoài nhà tăng. Tóm lại Q0 = f(t0, tk).
Khi chọn máy điều hòa không khí cần thỏa mãn các vấn đề sau đây:
+Phải chọn máy có đủ năng suất lạnh yêu cầu ở đúng chế độ làm việc đã
tính toán. Ngoài ra đôi khi cần có năng suất lạnh dự trữ. Tổng năng suất lạnh của
máy chọn phải lớn hơn hoặc bằng năng suất lạnh tính toán ở chế độ làm việc thực
tế đã cho. Ta phải tính như vậy là vì năng suất lạnh thực tế của một máy điều hòa
không phải cố định như giá trị ghi trên mác máy.
+Phải chọn máy có năng suất gió đạt yêu cầu thiết kế. Năng suất gió trong
catalog máy phải bằng hoặc lớn hơn năng suất gió tính toán.
2.4.2.1. Chọn máy làm lạnh nước giải nhiệt nước.
Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước (water cooled water chiller) thường có
năng suất lạnh tiêu chuẩn ở chế độ nhiệt độ như sau:
- Nhiệt độ nước lạnh vào và ra khỏi bình bay hơi: tl1 = 12oC , tl2 = 7oC.
- Nhiệt độ nước giải nhiệt vào và ra khỏi bình ngưng: tw1 = 30oC, tw2 = 35oC.
Việc chọn máy làm lạnh nước có ý nghĩa rất quan trọng đối với hệ thống
điều hòa không khí trung tâm nước. Nó không những có ảnh hưởng đến năng
suất lạnh của hệ thống mà còn ảnh hưởng đến giá thành của một đơn vị lạnh. Do
đó việc chọn nhiệt độ nước lạnh và nước giải nhiệt sao cho phù hợp và tối ưu là
rất quan trọng.

GVHD: NGUYỄN TIẾN CẢNH

25

SVTH: NGUYỄN MINH ĐÀM
HUỲNH VĂN THANH

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CHUYÊN NGÀNH NHIỆT LẠNH

2.4.2.2. Tính chọn thiết bị.
Tính chọn tháp giải nhiệt.
Trong hệ thống điều hoà không khí giải nhiệt bằng nước bắt buộc phải sử dụng
tháp giải nhiệt. Tháp giải nhiệt được sử dụng để giải nhiệt nước làm mát bình ngưng trong

hệ thống lạnh máy điều hoà không khí.
Cấu tạo gồm : Thân và đáy tháp bằng nhựa composit . Bên trong có các
khối sợi nhựa, ống phun nước, quạt hướng trục. Hệ thống ống phun nuớc quay
xung quanh trục khi có nước phun. Mô tơ quạt đặt trên đỉnh tháp. Xung quanh
phần thân còn có các tấm lưới , có thể dễ dàng tháo ra để vệ sinh đáy tháp, cho
phép quan sát tình hình nước trong tháp nhưng vẫn ngăn cản rác có thể rơi vào
bên trong tháp. Thân tháp được lắp từ một vài tấm riêng biệt, các vị trí lắp tạo
thành gân tăng sức bền cho thân tháp. Phần dưới đáy tháp có các ống nước sau :
Ống nước vào, ống nước ra, ống xả cặn, ống cấp nước bổ sung và ống xả tràn.
Khi chọn tháp giải nhiệt người ta căn cứ vào công suất giải nhiệt . Công
suất đó được căn cứ vào mã hiệu của tháp.
Việc tính toán tháp giải nhiệt rất phức tạp, thường người ta chọn theo
catalog của máy.
Chọn AHU.
Các AHU (Air Handling Unit) là thiết bị trao đổi nhiệt. Năng suất lạnh phụ
thuộc vào nhiệt độ nước lạnh, nhiệt độ không khí vào ra và hệ số truyền nhiệt qua
vách trao đổi nhiệt.
Q0 = k.F. ∆ tln
Năng suất lạnh của AHU được cho theo điều kiện tiêu chuẩn của nhà chế
tạo, thường là nhiệt độ không khí vào dàn t T = 270C, tTƯ = 19.50C, nhiệt độ nước
vào dàn 7oC và ra 12oC và lưu lượng nước danh định cũng như lưu lượng gió
danh định cho từng loại dàn cụ thể.
Khi chọn AHU cho các phòng, cần đảm bảo năng suất lạnh của dàn làm
việc với điều kiện thực phải lớn hơn hoặc bằng tải lạnh xác định được cho phòng
đó. Khi có catolog kỹ thuật ta dễ dàng tra được năng suất lạnh thực.

GVHD: NGUYỄN TIẾN CẢNH

26

SVTH: NGUYỄN MINH ĐÀM
HUỲNH VĂN THANH

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN CHUYÊN NGÀNH NHIỆT LẠNH

2.4.3.3 Tính đường ống dẫn nước lạnh và đường ống dẫn gió.
2.4.3.4 Tính toán thiết kế hệ thống đường ống nước.
Trong các kỹ thuật điều hoà không khí có sử dụng các loại đường ống nước
như sau :
- Đường ống nước giải nhiệt cho các thiết bị ngưng tụ.
- Đường ống nước lạnh để làm lạnh không khí.
- Đường ống nước nóng và hơi bão hoà để sưởi ấm không khí
- Đường ống nước ngưng.
Trong hệ thống điều hòa không khí trung tâm nước có hệ thống đường ống
nước lạnh. Nếu máy làm lạnh nước loại giải nhiệt nước thì hệ thống có thêm hệ
đường ống nước giải nhiệt. Hệ thống đường ống nước bao gồm hệ thống ống,
van, tê, cút, các phụ kiện khác và bơm.
Hệ thống nước làm lạnh có nhiệm vụ tải lạnh từ bình bay hơi tới các phòng
vào mùa hè để làm lạnh phòng.
Hệ thống nước giải nhiệt (còn gọi là nước làm mát) có nhiệm vụ tải nhiệt từ
bình ngưng lên tháp giải nhiệt để thải nhiệt vào môi trường.
Mục đích của việc tính toán ống dẫn nước là xác định kích thước hợp lý của
đường ống, xác định tổng tổn thất trở lực và chọn bơm. Để làm được điều đó cần
phải biết trước lưu lượng nước tuần hoàn. Lưu lượng đó được xác định từ các
phương trình trao đổi nhiệt.
Hệ thống đường ống dẫn nước
Các vấn đề được quan tâm chủ yếu trong việc thiết kế lắp đặt vận hành
đường ống là vật liệu, phạm vi ứng dụng, sự bù dãn nở đường ống, chống rung
động, các loại phụ kiện như: tê, cút, các van và đặc biệt là tốc độ nước và tổn
thấp áp suất ma sát, cục bộ … vì chúng ảnh hương đến tuổi thọ, việc bảo trì, bảo
dưỡng, giá thành của công trình cung như giá vận hành của hệ thống.
Vật liệu đường ống : Người ta sử dụng nhiều loại vật liệu khác nhau làm
đường ống cụ thể như sau :

GVHD: NGUYỄN TIẾN CẢNH

27

SVTH: NGUYỄN MINH ĐÀM
HUỲNH VĂN THANH