Đồ án Thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho trụ sở thành ủy Thái Bình – thành phố Thái Bình ( ĐH Nha Trang)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO TRỤ SỞ THÀNH ỦY THÁI BÌNH – THÀNH PHỐ THÁI BÌNH ®Ò tµi: GVHD: GS.TS. Phạm Văn Tùy SVTH : Ngô Quang Tấn Lớp : 45 – Nhiệt Lạnh TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CHẾ BIẾN NỘI DUNG ĐỒ ÁN CHƯƠNG 1: MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHƯƠNG 2: CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ THÔNG DỤNG CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI CHO CÔNG TRÌNH CHƯƠNG 5: THIẾT LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ VÀ XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT LẠNH, NĂNG SUẤT GIÓ CHƯƠNG 6: CHỌN MÁY VÀ BỐ TRÍ THIẾT BỊ CHƯƠNG 7:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG GIÓ CHƯƠNG 8: HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG LỰC VÀ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG 9: LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG MÁY VÀ HỆ THỐNG Chương 1 MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Hiện nay mức sống của người dân trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng ngày càng được nâng cao thì nhu cầu về ĐHKK là rất cần thiết. ĐHKK cho sinh hoạt và nghỉ ngơi là một nhu cầu thiết yếu. Việc thiết kế và lắp đặt các hệ thống ĐHKK được đặt ra. Ngoài ý nghĩa to lớn trong cuộc sống ĐHKK còn có ý nghĩa trong các ngành công nghiệp đòi hỏi điều kiện vi khí hậu như: sản xuất thực phẩm, dệt sợi, công nghệ bán dẫn… Như vậy môi trường không khí trong sạch có chế độ nhiệt, độ ẩm thích hợp cũng là yếu tố gián tiếp nâng cao năng suất lao động và chất lượng sản phẩm. Chương 2 CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ THÔNG DỤNG Việc phân loại các hệ thống điều hoà không khí là rất phức tạp vì chúng quá đa dạng và phong phú đáp ứng nhiều ứng dụng cụ thể của hầu hết các nghành kinh tế, có thể phân loại sơ bộ thành: Máy điều hoà cục bộ Máy điều hoà (tổ hợp) gọn Hệ thống điều hòa trung tâm hệ thống điều hòa trung tâm gió Hệ thống điều hoà trung tâm nước Máy điều hoà VRV Chương 3GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 3.1. GiỚI THIỆU CÔNG TRÌNH TRỤ SỞ THÀNH ỦY THÀI BÌNH là tòa nhà gồm 5 tầng, có địa điểm tại thành phố THÁI BÌNH. Mặt đứng (mặt trước) : hướng nam; Mặt đứng (đằng sau) : hướng bắc; Mặt đứng (đầu hồi) : hướng tây; Mặt đứng (đầu hồi) : hướng đông; THÁI BÌNH có vị trí địa lý: - Vị trí toạ độ : 20 độ vĩ Bắc; 106 độ kinh Đông - Độ cao 20m so với mực nước biển. Bảng 3.1. Diện tích các phòng 3.2. CHỌN HỆ THỐNG ĐHKK CHO CÔNG TRÌNH Sau khi phân tích công trình và phân tích hệ thống ở trên, để gọn nhẹ, đơn giản ta chọn hệ thống điều hòa không khí trung tâm VRV điều chỉnh nhiệt độ bằng điều chỉnh năng suất lạnh tự động nhờ bộ biến tần. 3.2.1. CHỌN CÁC THÔNG SỐ TRONG NHÀ Bảng 3.2. Các thông số trong nhà 3.1.2 CHỌN CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ NGOÀI NHÀ Qua việc phân tích các đặc điểm của công trình: đây là một công cộng sử dụng làm văn phòng nên khôg đòi hỏi chế độ nhiệt, độ ẩm khắt khe, không có phòng nào yêu cầu đặc biệt nên phương án 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 Sau khi chọn và tra đồ thị ta được các thông số thiết kế ngoài nhà như bảng sau: Bảng 3.3. Các thống số trạng thái không khí ngoài nhà Bảng 3.4. Lượng gió tươi cần thiết Có nhiều phương pháp để tính toán cân bằng nhiệt, trong đề tài này trình bày các bước tính cân bằng nhiệt theo phương pháp Carrier: tính toán năng suất lạnh Q0 mùa hè bằng cách tính riêng tổng nhiệt hiện thừa Qht và nhiệt ẩn thừa Qât của mọi nguồn nhiệt tỏa ra và thẩm thấu tác động vào phòng điều hòa. Q0 = Qt = ∑Qht + ∑Qât Sau đó tính năng suất gió thổi vào, gió hồi, gió tươi, nhiệt độ thổi vào…,chọn sơ đồ điều hòa thích hợp và lập sơ đồ điều hòa trên ẩm đồ t-d của không khí ẩm theo Carrier. Chương 4 TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI CHO CÔNG TRÌNH 4.1. TỔNG QUAN 4.2. TÍNH NHIỆT HIỆN THỪA VÀ NHIỆT ẨN THỪA. 4.2.1. Nhiệt bức xạ qua kính Q11 4.2.2. Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ Q21 4.2.3. Nhiệt hiện truyền qua vách Q22 4.2.4. Nhiệt hiện truyền qua nền Q23 4.2.5. Nhiệt hiện tỏa do đèn chiếu sáng Q31 4.2.6. Nhiệt hiện tỏa do máy móc Q32 4.2.7. Nhiệt hiện và ẩn do ngưới toả ra Q4 4.2.8. Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào Qhn và Qân 4.2.9. Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt Q5h và Q5â Do số lượng phòng nhiều nên không thể trình bày các bước tính toán cân bằng nhiệt cho từng phòng một, nên đồ án chỉ trình bày phương pháp, công thức tính toán, giải thích chi tiết từng thành phần, cách tra số liệu. Sau đó bằng cách lập bảng trong Excel, kết quả tính toán của từng phòng được lập trong bảng dưới đây. Bảng4.1. kết quả tính toán nhiệt tải Q0 của các phòng 5.1. THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ 5.1.1. Thành lập sơ đồ điều hoà không khí Qua phân tích đặc điểm của công trình ta thấy đây là công trình điều hoà thông thường không đòi hỏi nghiêm ngặt về chế độ nhiệt độ, độ ẩm. Do đó chỉ cần sử dụng sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp là đủ đáp ứng các yêu cầu đặt ra. Sơ đồ này được sử dụng rộng rãi nhất vì hệ thống tương đối đơn giản, đảm bảo được yêu cầu vệ sinh, kinh tế và vận hành đơn giản. Chương 5 THIẾT LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ VÀ XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT LẠNH, NĂNG SUẤT GIÓ 5.1.2. Sơ đồ điều hoà không khí tuần hoàn 1 cấp 1-Cửa lấy gió tươi, 2-Buồng hòa trộn, 3-Thiết bị xử lý ẩm, 4-Quạt gió cấp, 5-Ống gió cấp, 6-Miệng thổi, 8-Không gian điều hòa 7-Miệng hồi, 9-Ống gió hồi, 10-Lọc bụi N – Trạng thái không khí ngoài nhà. T - Trạng thái không khí trong nhà. H - Trạng thái không khí sau khi hoà trộn. V – Điểm thổi vào. Hình 5.1. sơ đồ ĐH tuần hoàn 1 cấp 5.1.3 Tính toán sơ đồ điều hoà không khí 1. Điểm gốc (G) và hệ số nhiệt hiện SHF (h) Điểm gốc (G) được xác định trên ẩm đồ ở: t = 240C và  = 50% . 2. Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF(hf) Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF hf : Là tỉ số giữa thành phần nhiệt hiện trên tổng nhiệt hiện và ẩn của phòng chưa tính đến thành phần nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi và gió lọt QhN và QâN đem vào không gian điều hoà. 3. Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF(ht) Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF ht : là tỉ số giữa nhiệt hiện tổng và nhiệt tổng ht = = hf = 4. Hệ số đi vòng bypass (BF) Xác định hệ số đi vòng BF: là tỉ số giữa lượng không khí đi qua dàn lạnh nhưng không trao đổi nhiệt ẩm với dàn với tổng lượng không khí thổi qua dàn. BF =0,1 5. Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (hef). Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF hef : là tỉ số giữa nhiệt hiện hiệu dụng của phòng và nhiệt hiện tổng hiệu dụng của phòng. Qhef – Nhiệt hiện hiệu dụng của phòng ERSH . Qhef = Qhf + BF.( Q5h + QhN ) Qâef – Nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng ERLH . Qâef = Qâf + BF.( Q5â + QâN ) = hef = 5.1.4. Các bước tính toán sơ đồ tuần hoàn một cấp Hình 5.2. Sơ đồ tuần hoàn một cấp với các điểm N, T, H, O, V, S với các hệ số nhiệt hiện , hệ số đi vòng Chương 6CHỌN MÁY VÀ BỐ TRÍ THIẾT BỊ 6.1. CHỌN DÀN LẠNH Ta chọn dàn lạnh của hãng Daikin do Nhật Bản sản xuất Bảng 6.1. các thông số của dàn lạnh 6.2. CHỌN CỤM DÀN NÓNG Cụm dàn nóng của hệ thống VRV của Daikin cho phép làm việc tới 130% công suất, chế độ làm việc bình thường 110÷120% công suất, để tiết kiệm chi phí lắp đặt dàn nóng ta chọn chế độ làm việc của cụm dàn nóng là 120% công suất. Tra trong catalog VRV của Daikin ta có các thông số của dàn nóng loại chỉ làm lạnh (50Hz). Bảng 6.1. Thông số các cụm dàn nóng Chương 7TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG GIÓ 7.1. Hệ thống cung cấp gió tươi 7.1.1. Lựa chọn tốc độ đi trong ống Bảng 7.1. tốc độ không khí Bảng 7.2. Các thông số ống gió tươi 7.1.2. Chọn HRV Gió tươi được đưa qua HRV rồi theo ống gió thổi vào phòng. Không khí tại HRV được xử lý và làm lạnh sơ bộ nhờ dòng không khí thải từ không gian điều hòa. Dùng HRV của hãng Daikin để tiết kiệm năng lượng vận hành hệ thống. Tận dụng lượng không khí ở nhiệt độ thấp thải ra ngoài để làm lạnh không khí tươi từ ngoài trời thổi vào phòng, giảm khoảng 28% tải của hệ thống ĐHKK. Dựa vào lượng không khí tươi đưa vào các tầng ta chọn HRV cho từng không gian. Bảng 7.3. Các thông số của HRV Chương 8HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG LỰC VÀ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN 8.1. Hệ thống điện động lực 8.2. Hệ thống điều khiển Hình 8.1. sơ đồ điện động lực và điều khiển Chương 9LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG MÁY VÀ HỆ THỐNG 9.1. Lắp đặt hệ thống ĐHKK Việc lắp đặt hệ thống: các dàn nóng, các dàn lạnh, hệ thống điện động lực, điện điều khiển, hệ thống đường ống gió, thông gió vệ sinh… tất cả đòi hỏi phải chính xác đúng tiêu chuẩn kỹ thuật, chắc chắn và thẩm mỹ. 9.2. Vận hành hệ thống 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 các thiết bị: máy nén, các thiết bị tự động… phải tuân thủ những quy định chỉ dẫn trong quy trình vận hành máy và an toàn lao động. 9.3. Sửa chữa và bảo dưỡng Việc bảo dưỡng hệ thống: Dàn nóng, dàn lạnh thường xuyên là rất quan trọng, nhằm tạo những 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 kịp thời duy trì sự làm việc ổn định của hệ thống đảm bảo các chỉ tiêu về kỹ thuật, kinh tế. Hệ thống điều hòa không khí VRV có khả năng tự động thông báo sự cố của các thiết bị trong hệ thống bằng cách hiển 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 đáng kể 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 hồi phía sau, giải pháp cấp gió tươi bằng cách sử dụng các HRV cho công trình là hết sức hợp lý cả về mặt kinh tế và kỹ thuật. Ưu điểm: -Thỏa mãn các yêu cầu của thiết kế (nhiệt độ, độ ẩm, độ ồn, mỹ quan, sức khỏe ...) - Thi công và lắp đặt dễ dàng, - Tiết kiệm điện năng do sử dụng HRV (khoảng 28%), - Dễ dàng vận hành, sửa chữa Nhược điểm: - Chi phí đầu tư cao hơn do sử dụng thiết bị VRV dù hệ thống này rất tiết kiệm năng lượng. Xét về tất cả các mặt kinh tế, kỹ thuật và thẩm mỹ thì sử dụng hệ thống VRV là phương án tối ưu nhất cho công trình này. Đề xuất ý kiến: - Nên sử dụng phần mềm để việc tính toán cân bằng nhiệt trở lên 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. -Công trình thiết kế trong đồ án tốt nghiệp này thực hiện theo TCVN về điều hòa không khí, cho một tòa nhà làm văn phòng. Phương án điều hòa và xử lý không khí đưa ra trong đồ án là hoàn toàn có tính khả thi cao, có thể áp dụng trong thực tế.