Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho tòa nhà thời báo kinh tế Việt Nam chi nhánh phía nam (slide)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CHẾ BIẾN NGUYỄN VĂN THAO MSSV: 45DC211 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO TÒA NHÀ THỜI BÁO KINH TẾ VIỆT NAM CHI NHÁNH PHÍA NAM NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT- LẠNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Cán bộ hướng dẫn: TS.Trần Danh Giang Nha Trang, tháng 12 năm 2007 NỘI DUNG ĐỒ ÁN MỞ ĐẦU Chương1. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Chương 2. TÍNH TOÁN NĂNG SUẤT LẠNH Chương 3. TÍNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ. Chương 4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN PHỐI KHÔNG KHÍ. Chương 5. CÁC BIỆN PHÁP THI CÔNG LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG. Chương 6. SƠ BỘ TÍNH GIÁ THÀNH CÔNG TRÌNH KẾT LUẬN Chương 1- TỔNG QUAN 1.1. Mục đích và ý nghĩa của điều hòa không khí Điều hòa không khí đối với sinh hoạt và sức khỏe con của con người Điều hòa không khí điều chỉnh khống chế và duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà như nhiệt độ, độ sạch, khí tươi, sự tuần hoàn phân phối không khí trong phòng đảm bảo phù hợp với điều kiện vệ sinh, đảm bảo sức khỏe của con người. Điều hòa không khí đối với sản xuất công nghiệp Trong sản xuất công nghiệp thì điều hòa không khí làm duy trì nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch của không khí. Điều này có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả và chất lượng của quá trình sản xuất. Điều hòa không khí đối với lĩnh vực lịch sử, văn hóa, nghệ thuật. Điều hòa không khí đóng một vai trò quan trọng trong việc giữ gìn và bảo đảm các giá trị nghệ thuật. 1.2. Tổng quan về điều hòa không khí Hệ thống điều hòa không khí kiểu cục bộ. + Máy điều hòa dạng cửa sổ. + Máy điều hòa không khí kiểu rời. + Máy điều hòa không khí kiểu ghép. + Máy điều hòa kiểu hai mảng thổi tự do. Hệ thống điều hòa kiểu phân tán + Hệ thống điều hòa không khí kiểu VRV. + Hệ thống điều hòa không khí trung tâm nước. Chương 2. TÍNH TOÁN NĂNG SUẤT LẠNH 2.1. Giới thiệu công trình Tòa nhà thời báo kinh tế Việt Nam là một tòa nhà lớn với kiến trúc hiện đại bao gồm 9 tầng và có một tầng hầm, độ cao trên 30 m, mặt bằng rộng khoảng 700 m2. Tọa lạc trên đường Hoàng Quốc Việt, phường 3, Quận Tân Bình, TP. Hồ Chí Minh. Nhiệm vụ chủ yếu của tòa nhà là nơi làm việc, trụ sở chính của báo Kinh Tế Việt Nam chi nhánh phía Nam. Các thông số của tòa nhà được cho trong bảng sau: 2.2. Lựa chọn các thông số thiết kế Chọn cấp điều hòa không khí Qua việc phân tích đặc điểm của công trình “ trụ sở tòa thời báo kinh tế Việt Nam” ta thấy đây là một công trình không mang tính chất đặc biệt quan trọng, yêu cầu về nhiệt độ và độ ẩm không khắt khe vì tòa nhà luôn có người ra vào thường xuyên nên ở đây em chọn hệ thống điều hòa không khí cấp 3 cho công trình. Chọn các thông số thiết kế Các thông số tính toán được chọn theo tiêu chuẩn Việt Nam 5687 –1992. Sau khi chọn và tra đồ thị ta được các thông số thiết kế trong và ngoài nhà như sau: Thông số thiết kế trong nhà được cho trong bảng sau: Thông số thiết kế ngoài nhà được cho trong bảng sau: 2.3. Tính toán cân bằng nhiệt ẩm bằng phương pháp carrier Phương pháp tính cân bằng nhiệt ẩm bằng phương pháp carrier được tổng hợp trên hình 2.1 Tính nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa 1. Nhiệt xâm nhập qua kính do bức xạ mặt trời: Q11 Q11 = nt . Q’11 , W 2. Nhiệt truyền qua mái bằng bức xạ và do t: Q21 Q21 = k. F. ttđ , W 3. Nhiệt truyền qua vách Q22 Q22 = Q22t + Q22c + Q22k = ki. Fi. ∆t , W a) Nhiệt truyền qua tường Q22t b) Nhiệt truyền qua cửa ra vào Q22c c) Nhiệt truyền qua kính cửa sổ Q22k 4. Nhiệt truyền qua nền Q23 Q23 = kn. Fn. ∆t , W 5. Nhiệt hiện tỏa ra do chiếu sáng Q31 Q31 = nt . nđ . Q , W 6. Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc Q32 Q32 = 7. Nhiệt hiện và ẩn do người tỏa Q4h và Q4â Q4h = n. nđ . qh , W Q4â = n . qâ , W 8. Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào QhN và QâN QhN = 1,2. n. l.(tN – tT ) , W QâN = 3. n. l.(dN – dT ) , W 9. Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt Q5h và Q5â Q5 = Q5h + Q5â Trong đó: Q5h = 0,39.  . V.(tN - tT) , W Q5â = 0,84.  . V.(dN - dT) , W 10. Các nguồn nhiệt khác Kết quả tính toán nhiệt hiện và nhiệt ẩn được tổng kết trong bảng sau: Thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí 1. Thành lập sơ đồ điều hòa không khí Sơ đồ điều hòa không khí được thiết lập dựa trên kết quả tính toán cân bằng nhiệt ẩm, đồng thời thỏa mãn các yêu cầu về tiện nghi của con người và yêu cầu công nghệ, phù hợp với điều kiện khí hậu. Việc hành lập sơ đồ điều hòa không khí phải căn cứ trên các kết quả tính toán như nhiệt hiện và nhiệt ẩn của phòng. Qua phân tích đặc điểm của công trình “Trụ sở tòa nhà thời báo kinh tế Việt Nam” ta thấy đây là công trình công cộng không đòi hỏi cao về chế độ nhiệt ẩm. Do đó ở đây ta chỉ cần sử dụng sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp. Sơ đồ này được sử dụng tương đối rộng rãi vì hệ thống tương đối đơn giản, đảm bảo được yêu cầu vệ sinh mà lại rất kinh tế, vận hành và bảo dưỡng tương đối đơn giản. 2. Sơ đồ điều hòa không khí tuần hoàn một cấp 1-cửa lấy gió tươi, 2- cửa gió hồi, 3-buồng hòa trộn, 4- thiết bị xử lý không khí, 5-quạt gió cấp, 6- đường ống đẩy, 7- hệ thông phân phối không khí, 8- khônggian điều hòa, 9- cửa gió hồi, 10- đường ống, 11- cửa gió thải. N- Không khí ngoài nhà T- Không khí trong nhà H- Không khí sau hòa trộn O V- Điểm thổi vào Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý điều hòa không khí một cấp Hình 2.3. Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp 3. Tính toán sơ đồ điều hòa không khí a) Điểm gốc và hệ số nhiệt hiện h Điểm gốc G được xác định trên ẩm đồ là điểm G: t = 240C và  = 50%.Thang chia hệ số nhiệt hiện đặt bên phải ẩm đồ. b) Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF hf hf = c) Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF ht ht = = d) Hệ số đi vòng BF Hệ số đi vòng BF được tra trong bảng 4.22[1]ta được BF = 0,15 e) Hệ số nhiệt hiệu dụng ESHF hef = hef = Qhef: Nhiệt hiện hiệu dụng của phòng Qhef = Qhf + BF . QhN Qâef: Nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng Qâef = Qâf + BF . QâN f) Nhiệt độ đọng sương của thiết bị Nhiệt độ đọng sương của thiết bị phụ thuộc vào hệ số nhiệt hiện hiệu dụng hef được lấy theo bảng 4.24[1] h) Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh to = ts + BF . (tH – tS ) Nhiệt độ sau điểm hòa trộn Hình 2.3.Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp Sau khi lập được sơ đồ tính toán tính được các hệ số, kiểm tra điều kiện vệ sinh, ta tính được năng suất lạnh yêu cầu của các không gian điều hòa được tổng kết trong bảng sau . Chương3. TÍNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 3.1. Cơ sở của việc chọn máy Trong quá trình thiết kế thì việc chọn máy cũng là một khâu rất quan trọng. Nó góp phần quyết định đến chất lượng của công trình, khả năng lắp đặt và các chế độ vận hành máy móc sau này. Qua việc phân tích các hệ thống điều hòa không khí, các yêu cầu riêng của công trình và của chủ đầu tư, ở đây em sử dụng hệ thống VRV của hãng Mitsubishi với hệ thống KX4. Việc lựa chọn máy phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Tổng năng suất của máy chọn phải lớn hơn hoặc bằng năng suất lạnh tính toán ở chế độ làm việc thực tế. - Phải chọn máy có năng suất gió đạt yêu cầu thiết kế. - Chọn máy cũng phải đảm bảo về mặt kỹ thuật, thẩm mỹ và thoả mãn được nhu cầu của nhà đầu tư. 3.2. Phương án bố trí máy cho tòa nhà Do đặc điểm của công trình: tầng hầm được sử dụng làm bãi đậu xe, tầng thượng của tòa nhà thì được sử dụng làm quán Bar và café nên ta không thể bố trí các dàn nóng trên tầng thượng được. Các dàn nóng được bố trí bên ngoài tại các tầng. Dàn lạnh là loại áp trần được bố trí bên trong trần giả, các dàn lạnh được treo bằng các ty treo và các thanh thép chữ V. Chọn dàn lạnh. Ta dựa vào hai thông số chính sau đây để chọn dàn lạnh: - Năng suất lạnh yêu cầu. - Năng suất gió yêu cầu. Kết quả chọn dàn lạnh được cho trong bảng sau: Chọn dàn nóng. Việc lựa chọn dàn nóng được tiến hành theo nguyên tắc: năng suất lạnh danh định của dàn nóng bằng tổng năng suất lạnh danh định của các dàn lạnh phục vụ. Các dàn nóng được chọn cho trong bảng sau: Chọn bộ chia gas và đường ống gas Hệ thống điện và điều khiển Hệ thống điện sử dụng hai dây điều khiển không vòng lặp “ không phân cực” để kết nối và điều khiển các dàn lạnh. Việc cấp nguồn điện riêng rẽ được sử dụng để cấp điện cho dàn nóng và các dàn lạnh. Chỉ có sự đấu nối dây điều khiển được kết nối từ dàn nóng đến dàn lạnh. Cách đấu dây điện của hệ thống như sau: Hình 3.1. Cách đấu dây điện hệ thống Chương 4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN PHỐI KHÔNG KHÍ 4.1. Lựa chọn và bố trí hệ thống phân phối không khí Yêu cầu miệng thổi và miệng hút Các miệng thổi và miệng hút phải đảm bảo luồng không khí nằm trong giới hạn cụ thể hợp lý tùy theo công trình yêu cầu, không gây ồn, không gây cảm giác khó chịu hoặc gây trở ngại cho sinh hoạt. Miệng thổi và miệng hút cần được thiết kế chế tạo có hình thức trang trí mỹ thuật, bảo đảm mỹ quan, hòa hợp với trang trí, trang thiết bị nội thất. Đảm bảo phân phối gió đều trong không gian điều hòa tốc độ trong vùng làm việc không vượt quá mức cho phép. Tính chọn miệng thổi và miệng hồi Dựa vào đặc điểm của công trình, mặt bằng trần và chiều cao từ sàn dến trần giả, sau đó ta chọn số lượng miệng thổi và kiểm tra các thông số yêu cầu để điều chỉnh các thông số cho phù hợp. Chi tiết bố trí dàn lạnh, miệng thổi và miệng hồi được vẽ chi tiết trong bản vẽ. Tính toán thiết kế đường ống dẫn không khí Việc thiết kế đường ống dẫn không khí phải đảm bảo một số các yêu cầu sau: - Ít gây tiếng ồn, tổn thất lạnh nhỏ, tổn thất áp suất trên đường ống ít. - Chiếm không gian không nhiều và bảo đảm các yêu câu về mặt mỹ thuật, cơ cấu hợp lý, dễ lắp đặt, chi phí vận hành thấp. Có rất nhiều phương pháp tính toán thiết kế hệ thống ống dẫn không khí,nhưng ở đây em sử dụng phương pháp ma sát đồng đều vì phương pháp này có nhiều ưu việt, đảm bảo độ tin cậy .Phương pháp ma sát đồng đều được 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 từng đoạn ống. - Xác định tổng chiều dài tương đương của mạng ống gió với trở kháng thủy lực lớn nhất. - Tính áp suất tĩnh tổng cần thiết để kiểm tra cột áp quạt. Đối với tuyến ống gió từ dàn lạnh đến các miệng thổi được biểu diễn như sau Lưu lượng gió tổng là: 0,66 m3/s Chọn tốc độ cho đoạn khởi đầu là: 7 m/s Tiết diện ống yêu cầu: 0,66/7 = 0,943 m2 Chọn cỡ ống 500x200 = 0,1 m2 Tính lại tốc độ gió:  = 0,66/0,1 = 6,6 m/s Tra đồ thị với lưu lượng gió 660l/s, tốc độ 6,6 m/s ta được p1 = 1,38 Pa/m và đường kính ống tương đương dtđ = 380 mm Kết quả xác định cỡ ống được cho trong bảng sau: Tổng tổn thất để kiểm tra cột áp quạt là: PT = 121,6 Pa 4.2. Thông gió nhà vệ sinh Trong nhà vệ sinh luôn có chứa không khí không sạch gây hại cho con người, vì vậy để tránh các khí này xâm nhập vào trong nhà thì ta phải tiến hành thông gió để hút khí thải từ nhà vệ sinh ra ngoài.việc thông gió được tiến hành bằng hệ thống miệng hút, đường ống gió và quạt hút. Lưu lượng gió thải tổng cho tòa nhà: Vt = 1,91 m3/s Chọn tốc độ cho đoạn khởi đầu là:  = 6 m/s Tiết diện ống yêu cầu là: 1,91/6 = 0,318 m2 Chọn ống có tiết diện 600x550 = 0,33 m2 Tính lại tốc độ gió:  = 1,91/0,33 = 5,79 m/s Tra đồ thị với lưu lượng gió 1910 l/s, tốc độ 5,79 m/s ta được p1 = 0,52 Pa/m. Kết quả tính tiết diện ống nhánh và cỡ ống được cho trong bảng sau: Tổng áp suất tĩnh để chọn quạt: P = 59,95 Pa Chương 5. PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG LẮP ĐẶT VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG 5.1. Công tác lắp đặt. Công tác lắp đặt bao gồm lắp đặt hệ thống điện, lắp đặt dàn nóng, lắp đặt dàn lạnh, lắp đặt đường ống. Công việc lắp đặt đòi hỏi phải chính xác, đúng kỹ thuật, đảm bảo được các yêu cầu thiết kế và tính thẩm mỹ cao. 5.2. Công tác vận hành. Công việc vận hành đòi hỏi người vận hành phải có trình độ chuyên môn nhất định, và phải có kiến thức cơ bản về hệ thống VRV. Việc vận hành phải đảm bảo cho hệ thống hoạt động bình thường, tránh các sự cố đáng tiếc có thể xảy ra. 5.3. Công tác bảo dưỡng. Hệ thống được kết nối với máy tính, cho phép thẩm vấn các thông số hoạt động của hệ thống, do đó việc bảo hành, bảo trì và khắc phục các sự số được thực hiện tương đối dễ dàng. Chương 6. SƠ BỘ TÍNH GIÁ THÀNH Đối với bất cứ một công trình nào thì công việc cuối cùng đòi hỏi người thiết kế phải quan tâm đến là giá thành của công trình. Bên cạnh các yếu tố chất lượng và thẩm mỹ đạt yêu cầu đề ra thì yếu tố kinh tế cũng là yếu tố được quan tâm sao cho giá thành là tối ưu nhất. Ở đây ta chỉ tính giá thành của thiết bị, vật tư, còn giá thành về mặt nhân công ta có thể lấy định hướng bằng 10% tổng giá thành của toàn công trình. Tổng chi phí sơ bộ của công trình là: 1.109.193.000 đ KẾT LUẬN Đối với công trình “ trụ sở tòa thời báo kinh tế Việt Nam chi nhánh phía Nam ” thì việc chọn lựa hệ thống VRV KX4 của hệ thống hãng Mitshubishi là hoàn toàn hợp lý cả về mặt kinh tế và kỹ thuật. Đề xuất ý kiến Do hệ thống thông gió được bố trí hút từ nhà vệ sinh nên phải bố trí cửa phòng vệ sinh đóng mở một cách hợp lý để đảm bảo không khí lưu thông trong phòng luôn sạch. Đây là một hệ thống có sử dụng nhiều thiết bị tự động và hiện đại, vì vậy cần phải có một đội ngũ cán bộ chuyên môn có trình độ và năng lực để điều khiển hệ thống. EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN!