Tài liệu Đồ án chuyên ngành 1 thiết kế hệ thống điều hoà không khí cho văn phòng hoa sen group

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH - -  - - ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TRUNG TÂM CHILLER CHO TÒA NHÀ “HOA SEN GROUP”. GVHD: ThS. Trương Quang Trúc SVTH MSSV Nguyễn Đình Nam 11049141 Võ Thành Nhân 11040001 Hồ Chí Minh, ngày 23 tháng 11 năm 2014 Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh TRƯỜNG ĐHCN TPHCM KHOA CN NHIỆT LẠNH - - - o0o - - - Đồ án chuyên ngành 1 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ******* NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1 Họ và tên: Nguyễn Đình Nam Võ Thành Nhân 11049141 11040001 Lớp: ĐHNL7 Lớp: ĐHNL7 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TRUNG TÂM CHILLER. 1. Số liệu cho trước:  Hệ thống điều hòa trung tâm Chiller.  Vị trí lắp đặt tại Tp. Hồ Chí Minh. 2. Tiêu chuẩn hệ thống: Hệ thống vận hành tự động theo nhu cầu phụ tải. 3. Các nội dung cần giải quyết: a. Giới thiệu tòa nhà và yêu cầu ĐHKK. b. Chọn phương án điều hòa. Lý giải cho lựa chọn của mình. c. Tính phụ tải nhiệt cần thiết cho từng phòng. d. Lựa chọn thiết bị (condensing unit, bơm, tháp giải nhiệt...) e. Bố trí đặt máy và sơ đồ các đường ống. f. Phương án điều khiển tự động cho hệ thống theo phụ tải biến động. g. Các bản vẽ: Bản vẽ bố trí thiết bị, sơ đồ đường ống. 4. Hình thức trình bày được quy định theo “Quy định trình bày luận văn, đồ án, tiểu luận”. 5. Ngày giao nhiệm vụ: 12.09.2014. 6. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 12.12.2014. 7. Giảng viên hướng dẫn: Trương Quang Trúc, [email protected] Khoa CN Nhiệt – Lạnh Nhiệm vụ đồ án chuyên ngành 1. Giảng viên hướng dẫn Trương Quang Trúc Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Nhiệm vụ đồ án chuyên ngành 1. Đồ án chuyên ngành 1 Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án chuyên ngành 1 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN. .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... Nhận xét của giảng viên hướng dẫn. Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án chuyên ngành 1 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN. .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... Nhận xét của giảng viên phản biện. Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án chuyên ngành 1 MỤC LỤC MỤC LỤC ...................................................................................................................... 7 L IM Đ ................................................................................................................ 9 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH ...................................................... 10 1.1 Mục đích, ý nghĩa của đề tài. .............................................................................. 10 1.2 Giới thiệu sơ lược về công trình. ......................................................................... 10 1.3 Đặc điểm, cấu trúc của công trình. ...................................................................... 11 1.4 Giới thiệu về mặt bằng tính toán. ........................................................................ 12 CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ THÔNG SỐ TÍNH TOÁN BAN Đ U ........................................................................................................ 16 2.1 Ảnh hưởng của môi trường không khí tới con người và sản xuất. ....................... 16 2.2 Lựa chọn cấp điều hòa không khí cho công trình. ............................................... 18 2.3 Lựa chọn các thông số tính toán.......................................................................... 19 2.4 Lựa chọn phương án thiết kế............................................................................... 19 2.5 Lựa chọn sơ đồ điều hòa không khí. ................................................................... 21 CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CHO CÔNG TRÌNH...................... 26 3.1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính q11. ........................................................................... 26 3.2 Nhiệt hiện truyền qua kết cấu bao che................................................................. 28 3.2.1 Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do ∆t: Q21................................... 28 3.2.2 Nhiệt hiện truyền qua tường Q22. ................................................................. 29 3.2.3 Nhiệt truyền qua nền Q23: ............................................................................ 31 3.3 Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc thiết bị điện. ......................................................... 32 3.3.1 Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sángQ31. ....................................................... 32 3.3.2 Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc Q32. ............................................................... 32 3.4 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏa ra Q4. .......................................................... 33 3.4.1 Nhiệt hiện do người tỏa ra. .......................................................................... 33 3.4.2 Nhiệt ẩn do người tỏa ra. ............................................................................. 33 3.5 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt Q5. ................................................................... 34 3.6 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào Qn. ................................................. 35 3.7 Các nguồn nhiệt khác Q6. ................................................................................... 36 3.8 Xác định phụ tải lạnh. ......................................................................................... 36 CHƯƠNG 4: THIẾT LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀ HÒA KHÔNG KHÍ ...... 37 4.1 Các quá trình cơ bản trên ẩm đồ. ........................................................................ 37 Lời mở đầu. 7 Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án chuyên ngành 1 4.2 Thiết lập sơ đồ điều hòa không khí. .................................................................... 39 4.3 Tính toán các thông số trong sơ đồ điều hòa không khí một cấp. ........................ 39 CHƯƠNG 5: TÍNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ ..................................................... 44 5.1 Yêu cầu đối với việc chọn máy và thiết bị. ......................................................... 44 5.2 Chọn FCU. ......................................................................................................... 44 5.3 Chọn CHILLER. ................................................................................................ 45 5.4 Chọn tháp giải nhiệt............................................................................................ 46 5.5 Chọn bình giãn nở. ............................................................................................. 47 CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TR LỰC ĐƯ NG ỐNG NƯỚC ......... 48 6.1 Hệ thống đường ống nước lạnh. .......................................................................... 48 6.1.1 Phương pháp thiết kế. .................................................................................. 48 6.1.2 Lựa chọn hệ thống đường ống. .................................................................... 48 6.1.3 Vật liệu đường ống. ..................................................................................... 48 6.1.4 Thiết kế đường ống...................................................................................... 48 6.1.5 Tính trở lực đường ống nước lạnh. .............................................................. 52 6.1.6 Chọn bơm nước lạnh. .................................................................................. 58 6.2 Hệ thống đường ống nước giải nhiệt. .................................................................. 59 6.3 Chọn van và các phụ kiện cho đường ống. .......................................................... 61 CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯ NG ỐNG GIÓ............. 64 7.1 Phương pháp thiết kế. ......................................................................................... 64 7.2 Chọn và bố trí miệng gió thổi và hồi. .................................................................. 64 7.2.1 Chọn miệng thổi. ......................................................................................... 65 7.2.2 Chọn miệng hồi. .......................................................................................... 66 7.3 Tính toán đường ống cấp gió tươi cho các phòng. ............................................... 67 7.3.1 Thiết kế đường ống gió. ............................................................................... 67 7.3.2 Tính chọn lover. .......................................................................................... 68 7.3.3 Tính tổn thất áp suất trên đường ống gió tươi. ............................................. 69 7.3.4 Tính chọn quạt cấp gió tươi. ........................................................................ 71 CHƯƠNG 8: Q Y TRÌNH VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG ................................. 72 8.1 Quy trình vận hành. ............................................................................................ 72 8.2 Quy trình bảo dưỡng. .......................................................................................... 74 CHƯƠNG 9: TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRI N C A ĐỀ TÀI ................... 78 9.1 Tổng kết. ............................................................................................................ 78 9.2 Hướng phát triển đề tài. ...................................................................................... 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 79 Lời mở đầu. 8 Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án chuyên ngành 1 LỜI M Đ U Đồ án học phần một là nhiệm vụ và yêu cầu đầu tiên của mỗi sinh viên để củng cố kiến thức, ứng dụng kiến thức đã học vào thực tế cụ thể đồng thời kết thúc môn học, cũng như phần nào xác định được công việc mà mình sẽ làm trong tương lai khi ra trường. Góp phần cũng cố và tóm tắt tất cả kiến thức liên quan, tạo nền tảng v ng chắc cho sinh viên. Nước ta là một nước nằm trong v ng khí hậu gió m a, nóng ẩm quanh năm nên c ng với việc phát triển về nhiều mặt thì điều hòa không khí cũng rất phát triển theo nhu cầu của con người, theo sự phát triển của khoa học k thuật. Nó càng ngày đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống. Về nội dung thiết kế “Hệ thống điều hoà không khí cho văn phòng Hoa Sen Group”, sau khi tìm hiểu và tiến hành làm đồ án, c ng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo đã đem lại cho em nh ng kiến thức bổ ích và kinh nghiệm cho công việc trong tương lai. Đây là một đề tài hay giúp chúng em hệ thống hóa kiến thức đã được học trong suốt mấy năm vừa qua. Trong phần nội dung của bài làm được sự hướng dẫn của TS. Trương Quang Trúc, chúng em đã trình bày nội dung của bài làm thành 9 chương. Chương 1: Tổng quan về công trình “Hoa Sen Group”. Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế và thông số tính toán ban đầu. Chương 3: Tính toán cân bằng nhiệt ẩm cho công trình. Chương 4: Thiết lập và tính toán sơ đồ điều hòa. Chương 5: Tính toán chọn máy và thiết bị. Chương 6: Thiết kế và tính toán trở lực đường ống nước. Chương 7: Tính toán và thiết kế đường ống gió. Chương 8: Quy trình vận hành, bảo dưỡng. Chương 9: Tổng kết và hướng phát triển đề tài. Lời mở đầu. 9 Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án chuyên ngành 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1.1 Mục đích, ý nghĩa của đề tài. 1.1.1 Mục đích của đề tài. Thiết kế hệ thống thông gió và điều hòa không khí cho văn phòng “Hoa Sen GROUP”. 1.1.2 Ý nghĩa của đề tài. Nhằm củng cố lại kiến thức đồng thời vận dụng nh ng kiến thức đã học để áp dụng tính toán cho một công trình cụ thể trong thực tế. Từ đó giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan hơn gi a lý thuyết và thực nghiệm, giúp sinh viên trau dồi, hoàn thiện nh ng kiến thức đã học để áp dụng vào công việc sau này. 1.1. Ý nghĩa việc p đ t hệ thống điều hòa không khí tại văn phòng “Hoa Sen Group”. Việt Nam nằm trong v ng khí hậu nhiệt đới gió m a, nóng và ẩm. Nên tại TP. Hồ Chí Minh hầu như nắng quanh năm, môi trường không khí bụi bặm. Nhu cầu lắp đặt hệ thống điều hòa tại văn phòng “Hoa Sen Group” là không thể thiếu để tạo ra môi trường làm việc thoải mái, tiện nghi cho văn phòng làm việc. Vì thế, điều hòa không khí và thông gió là một phần rất quan trọng không thể thiếu trong vai trò tạo ra môi trường khí hậu trong lành và dễ chịu trong tòa nhà. 1.2 Giới thiệu sơ ược về công trình. Văn phòng “Hoa Sen Group” đặt tại TP. Hồ Chí Minh, là một trong nh ng trung tâm văn hóa, kinh tế, chính trị của Việt Nam, với vị thế vô c ng quan trọng đó kết hợp với thời kỳ kinh tế hội nhập hiện nay, thành phố đang ngày càng phát triển mạnh mẽ, đời sống người dân được nâng cao, và theo đà đó các trung tâm thương mại, nhà hàng, khách sạn, chung cư cao cấp ngày càng được xây dựng nhiều hơn và hiện đại hơn, nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển của thành phố. Vị trí địa lí của văn phòng “Hoa Sen GROUP” được xây dựng tại số 183 Nguyễn Văn Trỗi, Phường 8, Quận Phú Nhuận, TP. Hồ Chí Minh. - Mặt trước: Hướng đông bắc. - Mặt trái: Hướng đông nam. - Mặt sau: Hướng tây bắc. - Mặt phải: Hướng tây nam. Cao ốc văn phòng “Hoa Sen GROUP” được thiết kế với kiến trúc hài hòa, hợp lý tạo ra sự thoải mái và tiện lợi. Với tổng diện tích mặt bằng hơn 5.000 m2, với chiều cao tòa nhà là 51,3m với quy mô 1 tầng hầm, 1 tầng trệt, 1 tầng lửng, 11 tầng và sân thượng. Bảng 1-1: Thống kê công năng của các tầng. Tầng Hầm Trệt Lửng 1 - 11 Mục đích sử dụng. Bãi đỗ xe ô tô, xe máy và phòng k thuật. Bãi đỗ xe hơi, quầy tiếp tân và sảnh. Văn phòng. Văn phòng. Chương 1: Tổng quan về công trình. 10 Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án chuyên ngành 1 Hình 1-1. Hình phối cảnh của công trinh. 1.3 Đ c điểm, cấu trúc của công trình. 1. .1 Tường bao. Được bố trí bao quanh các phòng, d ng ngăn cách và cô lập các không gian điều hòa với môi trường bên ngoài. Cấu trúc tường bao được phân thành 4 lớp được cho dưới bảng sau: Hình 1-2. Mặt cắt của tường bao công trình. Hệ số dẫn nhiệt  [W/m.K] tra ở bảng 3.1 [3, 81]. Ta được bảng sau: Bảng 1-2: Cấu trúc của tường bao. Chiều dày δ Hệ số dẫn nhiệt Lớp vật liệu [m] [W/m.K] 0,025 0,35 Đá granite 0,02 0,93 Vữa trong 0,22 0,58 Gạch 0,02 0,93 Vữa ngoài Chương 1: Tổng quan về công trình. 11 Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án chuyên ngành 1 1. .2 Kính bao che. Sử dụng kính Calorex, màu xanh, 6mm, có hệ số hấp thụ αk = 0,75 hệ số phản xạ ρk = 0,05 hệ số xuyên qua τk = 0,2 [3, 61]. 1.4 Giới thiệu về m t bằng tính toán. Công trình cần lắp đặt hệ thống điều hòa không khí, tương ứng với mỗi khu vực cần điều hòa ta có bảng số liệu dưới đây. Riêng các khu vực như phòng máy, nhà vệ sinh… chỉ tiến hành lắp đặt hệ thống thông gió. Theo bảng 3.2 [1, 104] dự kiến mật độ người như sau: Văn phòng: 6 ÷ 20 [m2/người]. Bảng 1-3: Bảng thống kê diện tích sử dụng điều hòa. Mật độ Diện tích Chiều cao Số người Tầng Khu vực/Phòng 2 2 F [m ] [m] [n] [m /người] Bãi đỗ xe 224,4 2,6 6 10 Hầm 13,3 5,1 6 3 Quầy tiếp tân và sảnh Trệt 10,8 3,6 6 2 Sảnh Lửng 196,35 3,6 6 33 Văn phòng cho thuê 31,89 3,6 6 6 Sảnh 1 235,39 3,6 6 40 Văn phòng cho thuê 31,89 3,6 6 6 Sảnh 2 235,39 3,6 6 40 Văn phòng cho thuê 31,89 3,6 6 6 Sảnh 3 235,39 3,6 6 40 Văn phòng cho thuê 31,89 3,6 6 6 Sảnh 4 235,39 3,6 6 40 Văn phòng cho thuê 31,89 3,6 6 6 Sảnh 5 235,39 3,6 6 40 Văn phòng cho thuê 31,89 3,6 6 6 Sảnh 6 235,39 3,6 6 40 Văn phòng cho thuê 31,89 3,6 6 6 Sảnh 7 235,39 3,6 6 40 Văn phòng cho thuê 31,89 3,6 6 6 Sảnh 8 235,39 3,6 6 40 Văn phòng cho thuê 31,89 3,6 6 6 Sảnh 9 235,39 3,6 6 40 Văn phòng cho thuê 31,89 3,6 6 6 Sảnh 10 235,39 3,6 6 40 Văn phòng cho thuê 31,89 3,6 6 6 Sảnh 11 235,39 3,6 6 40 Văn phòng cho thuê Chương 1: Tổng quan về công trình. 12 Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án chuyên ngành 1 Hình 1-3: Mặt bằng tầng trệt. Chương 1: Tổng quan về công trình. 13 Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án chuyên ngành 1 Hình 1-4: Mặt bằng tầng lửng. Chương 1: Tổng quan về công trình. 14 Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án chuyên ngành 1 Hình 1-5: Mặt bằng tầng 1 đến 11 Chương 1: Tổng quan về công trình. 15 Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án chuyên ngành 1 CHƯƠNG 2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ THÔNG SỐ TÍNH TOÁN BAN Đ U 2.1 Ảnh hưởng của môi trường không khí tới con người và sản xuất. 2.1.1 Khái niệm về điều hòa không khí. Điều hoà không khí là một nghành khoa học nghiên cứu các phương pháp, công nghệ và thiết bị để tạo ra một môi trường không khí ph hợp với công nghệ sản xuất, chế biến hoặc tiện nghi đối với con người. Ngoài nhiệm vụ duy trì nhiệt độ trong không gian cần điều hoà ở mức yêu cầu, hệ thống điều hoà không khí còn phải gi độ ẩm, độ sạch, độ ồn và sự lưu thông hợp lí của dòng không khí trong không gian điều hòa theo từng trường hợp cụ thể. Nói chung, có thể chia khái niệm điều hoà không khí thường được mọi người sử dụng thành 3 loại với các nội dung rộng hẹp khác nhau: - Điều tiết không khí: Thường d ng để thiết lập môi trường thích hợp với việc bảo quản máy móc, thiết bị và đáp ứng yêu cầu của nh ng công nghệ sản xuất, chế biến cụ thể. - Điều hoà không khí: Tạo ra các môi trường tiện nghi cho các sinh hoạt của con người. - Điều hoà nhiệt độ: Nhằm tạo ra môi trường có nhiệt độ thích hợp. Trạng thái không khí được biểu thị bởi nhiệt độ t, độ ẩm tương đối , tốc độ , độ trong sạch và nồng độ chất độc hại c ng độ ồn. Các đại lượng trên của không khí sẽ tác động tới con người và qui trình công nghệ sản xuất. 2.1.2 Ảnh hưởng của trạng thái không khí tới con người. 2.1.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ. Nhiệt độ bên trong cơ thể con người luôn gi ở 37C. Để có được nhiệt độ này người luôn sản sinh ra nhiệt lượng. Trong bất kỳ hoàn cảnh nào (hoạt động, ngủ nghỉ ngơi...) con người sản sinh ra lượng nhiệt nhiều hơn lượng nhiệt cơ thể cần để duy trì ở 37C. Vậy lượng nhiệt dư thừa này cần phải thải vào môi trường không khí xung quanh từ bề mặt bên ngoài cơ thể người bằng 3 phương thức truyền nhiệt sau: đối lưu, bức xạ, bay hơi. Khi nhiệt độ không khí xung quanh tkk tăng lên, nhiệt hiện qh toả ra do đối lưu và bức xạ giảm, cơ thể con người tự động tiết ra mồ hôi để bay hơi nước vào môi trường, thành phần nhiệt ẩn qa tăng lên để bảo đảm luôn thải ra một lượng q = qh + qa vào môi trường. Qua nghiên cứu thấy rằng con người thấy thoải mái dễ chịu khi sống trong môi trường không khí có nhiệt độ tkk = 22  27oC. 2.1.2.2 Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối. Qua nghiên cứu ta thấy con người sẽ cảm thấy dễ chịu khi sống trong môi trường không khí có độ ẩm tương đối  = (50 70). 2.1.2.3 Ảnh hưởng của tốc độ không khí. Chương 2: Phương án thiết kế và thông số ban đầu. 16 Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án chuyên ngành 1 Ta biết rằng khi tốc độ không khí tăng, lượng nhiệt toả ra từ cơ thể bằng đối lưu và bằng bay hơi đều tăng và ngược lại. Tốc độ ph hợp là 0,5 [m/s] cho con người cảm giác thoải mái. Trong lĩnh vực điều hoà không khí, người ta chỉ quan tâm tới tốc độ gió ở trong v ng làm việc, tức là v ng dưới 2 mét kể từ sàn nhà trở lên. Đây là v ng mà mọi hoạt động của con người đều xảy ra trong đó. 2.1.2.4 Ảnh hưởng của nồng độ các chất độc hại. Các chất độc hại bao gồm các chất chủ yếu sau: - Bụi: Ảnh hưởng đến hệ hô hấp, tác hại của bụi phụ thuộc vào bản chất của bụi, nồng độ và kích thước của bụi. Bụi có hai nguồn gốc: H u cơ và vô cơ. - Khí SO2, CO2: Các khí này có nồng độ thấp thì không độc nhưng khi có nồng độ cao thì làm giảm nồng độ O2 trong không khí, gây nên cảm giác mệt mỏi. Khi nồng độ quá lớn có thể gây ngạt thở. Nồng độ SO2 ở tp. Hồ Chí Minh khoảng 30 [µg/m3]. - Các chất độc hại khác: Trong quá trình sản xuất và sinh hoạt, trong không khí có thể lẫn các chất độc hại như: NH3, Cl, C6H6… Là nh ng chất có hại đến sức khoẻ của con người. Nồng độ của C6H6 là 35 - 40 [µg/m3] lớn hơn rất nhiều so với tiêu chuẩn là 10 [µg/m3]. Bảng 2-1: Nồng độ của các chất độc hại trong không khí tại tp.Hồ Chí Minh. Chất độc Nồng độ CO2 - Khoảng 0,1 [mg/m3] SO2 - Khoảng 35 - 40 [mg/m3] NO2 - Khoảng 0,15 - 0,24 [mg/m3] C6H6 - Khoảng 35 - 40 [mg/m3] Để đánh giá mức độ ảnh hưởng người ta dựa vào nồng độ CO2 có trong không khí: Bảng 2-2: Ảnh hưởng của nồng độ CO2 trong không khí. Nồng độ CO2 [% thể tích] Mức độ ảnh hưởng - Chấp nhận được ngay khi có nhiều người trong phòng. - Nồng độ cho phép trong trường hợp thông thường. - Nồng độ cho phép khi d ng tính toán thông gió. - Tương đối nguy hiểm. - Nguy hiểm. - Hệ thần kinh bị kích thích gây ra thở sâu và nhịp thở gia tăng. Nếu hít thở trong môi trường này kéo dài có thể gây nguy hiểm. 8 - Nếu thở trong môi trường này kéo dài 10 phút mặt đỏ bừng và đau đầu. >=18 - Hết sức nguy hiểm, có thể gây tử vong. 2.1.2.5 Ảnh hưởng của độ ồn. 0,07 0,1 0,15 0,20 - 0,50 >0,50 4-5 Chương 2: Phương án thiết kế và thông số ban đầu. 17 Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án chuyên ngành 1 Nếu con người làm việc lâu dài trong khu vực có độ ồn cao thì lâu ngày tinh thần sẽ suy sụp và có thể gây ra một số bệnh như: stress, bồn chồn và các rối loạn gián tiếp khác. Độ ồn tác động nhiều đến hệ thần kinh, làm ảnh hưởng đến mức độ tập trung vào công việc hoặc đơn giản hơn là gây sự khó chịu cho con người. Vì vậy, độ ồn là tiêu chuẩn quan trọng không thể bỏ qua khi thiết kế hệ thống không khí điều hoà hiện đại. Đặc biệt là các hệ thống không khí điều hoà cho các đài phát thanh, truyền hình, các phòng studio, thu âm, văn phòng làm việc thì yêu cầu về độ ồn là quan trọng nhất. 2.1.3 Ảnh hưởng của trạng thái không khí tới sản xuất. 2.1.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ của tới sản xuất. Nhiệt độ có ảnh hưởng đến nhiều loại sản phẩm. Một số quá trình đòi hỏi nhiệt độ phải nằm trong một giới hạn nhất định. 2.1.3.2 Ảnh hưởng độ ẩm tương đối của tới sản xuất. Độ ẩm cũng có ảnh hưởng đến một số sản phẩm, cụ thể như sau: - Khi độ ẩm cao có thể gây nấm mốc cho sản phẩm nông nghiệp và công nghiệp nhẹ. - Khi độ ẩm thấp sản phẩm sẽ khô, giòn không tốt hoặc bay hơi làm giảm chất lượng sản phẩm hoặc hao hụt trọng lượng sản phẩm. 2.1.3.3 Ảnh hưởng vận tốc không khí của tới sản xuất. Tốc độ không khí cũng ảnh hưởng đến sản xuất nhưng ở một khía cạnh khác. Khi tốc độ lớn, trong nhà máy dệt, nhà máy sản xuất giấy… sản phẩm nhẹ sẽ bay khắp phòng hoặc làm rối sợi. Trong một số trường hợp sản phẩm bay hơi nhanh làm giảm chất lượng. 2.1.3.4 Ảnh hưởng độ trong sạch của không khí. Một số ngành sản xuất đòi hỏi bắt buộc phải thực hiện không khí trong phòng cực kì trong sạch như sản xuất hàng điện tử bán dẫn, tráng phim, quang học, y học… một số ngành thực phẩm cũng đòi hỏi cao về độ trong sạch của không khí, tránh làm bẩn thực phẩm. 2.2 Lựa ch n cấp điều hòa không khí cho công trình. Cấp điều hoà được phân loại theo mức độ quan trọng của hệ thống đối với công trình: - Hệ thống điều hoà không khí cấp I: Hệ thống điều hoà có khả năng duy trì các thông số tính toán trong nhà với mọi phạm vi thông số ngoài trời. - Hệ thống điều hoà không khí cấp II: Hệ thống điều hoà có khả năng duy trì các thông số tính toán trong nhà với sai số không quá 200 giờ trong một năm. - Hệ thống điều hoà không khí cấp III: Hệ thống điều hoà có khả năng duy trì các thông số tính toán trong nhà với sai số không quá 400 giờ trong một năm. Khái niệm về mức độ quan trọng chỉ mang tính tương đối và không rõ ràng. Chọn mức độ quan trọng là theo yêu cầu của khách hàng và điều kiện thực tế của công trình. Tuy nhiên người ta thường chọn hệ thống điều hoà không khí cấp III cho hầu hết các hệ thống điều hoà trên thực tế. Đây là công trình văn phòng làm việc nên đòi hỏi không quá khắt khe về nhiệt độ, độ ẩm. Do đó, ta chọn hệ thống điều hoà không khí cấp III để thiết kế, lắp đặt cho công trình. Chương 2: Phương án thiết kế và thông số ban đầu. 18 Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án chuyên ngành 1 2.3 Lựa ch n các thông số tính toán. 2.3.1 Ch n thông số khí hậu. Do tính chất khu vực địa lý ở TP. HCM không có m a đông nên ở trong đồ án này ta chỉ tính thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho m a hè. 2.3.1.1 Ch n thông số tính toán không khí trong nhà. Theo tiêu chuẩn TCVN 5687 - 2010 nhiệt độ và độ ẩm không khí trong phòng thích hợp cho con người vào m a hè là: M a hè: tT = (23 ± 26)oC, T = (60 ± 70)%. Chọn thông số để tính toán là: - Nhiệt độ không khí trong nhà: tT = 25oC. - Độ ẩm tương đối trong nhà: T = 60%. 2.3.1.2 Ch n thông số tính toán không khí ngoài nhà. Thông số nhiệt độ và độ ẩm tính toán ngoài trời được chọn theo TCVN 5687 2010. Chọn thông số tính toán ngoài trời cho khu vực TP Hồ Chí Minh với sai số khoảng 350h/năm tương đương 15 ngày. - Nhiệt độ không khí ngoài trời: tN = 35,7oC. - Độ ẩm tương đối ngoài trời: N = 49,7 %. Từ các thông số trên, ta tính được các thông số khí hậu ban đầu như bảng 2.1. Bảng 2-3: Thông số tính toán trong nhà và ngoài trời. Nhiệt độ Độ ẩm Entanpy Dung ẩm Vị trí o [ C] [%] [kJ/kgkk] [kg/kgkk] o 25 C 60% 58 0.012 Trong nhà (T) o 35,7 C 49,7% 83,05 0.0184 Ngoài trời (N) 2. .2. Các thông số phục vụ cho quá trình tính nhiệt thừa, ẩm thừa. Các hệ số tính toán ktt và hệ số sử dụng không đồng thời của thành phần động cơ, thiết bị điện, phụ tải của đèn và nhiệt do con người tỏa ra. Bảng 2-4: Hệ số tính toán và hệ số không đồng thời. Hệ số tính toán Thiết bị tỏa nhiệt Hệ số sử dụng không đồng thời [nđ] [ktt] Động cơ, thiết bị điện 1 0,8 Đèn 0,8 Nhiệt do người tỏa ra - 0,8 2.4 Lựa ch n phương án thiết kế. Văn phòng “Hoa Sen Group” có kích thước và các thông số đã cho như trên, ta có thể sử dụng các phương án chọn máy điều hoà sau: 2.4.1 Máy điều hoà tách rời. Máy được phân thành hai mảng: - Mảng trong nhà (indoor unit): gồm một hay nhiều khối trong có chứa dàn bay hơi (dàn lạnh) nên còn gọi là khối lạnh. Chương 2: Phương án thiết kế và thông số ban đầu. 19 Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án chuyên ngành 1 - Mảng ngoài trời (outdoor unit): gồm một khối trong có chứa dàn ngưng (dàn nóng). - Ưu điểm: + Máy điều hòa rời cho phép lắp đặt ở nhiều không gian khác nhau. + Giá thành rẻ, đơn giản, dễ sử dụng, vận hành, lắp đặt. + Tiện lợi cho các công trình nhỏ hẹp và hộ gia đình. + Dễ dàng sử dụng, bảo dưỡng và sửa ch a. - Nhược điểm: + Khoảng cách dàn nóng và dàn lạnh hạn chế (không quá 20 m). + Công suất máy hạn chế (tối đa là 60.000BT /h). + Giải nhiệt bằng gió nên hiệu quả không cao. + Đối với công trình lớn, d ng máy này dễ phá vỡ kiến trúc công trình, mất m quan. 2.4.2 Máy điều hoà dạng tủ hai khối. Một khối trong nhà (khối lạnh) có thể đặt đứng hoặc treo, một khối ngoài trời (khối nóng). Loại này có năng suất lạnh vừa và nhỏ. Nó có đặc điểm của máy điều hòa 2 mảnh, ngoài ra còn có các ưu điểm khác như: - Tiết kiệm không gian lắp đặt giàn nóng. - Chung điện nguồn, giảm chi phí lắp đặt. 2.4.3 Máy điều hoà kiểu VRV (Variable Refrigerant Volume). Về cấu tạo máy VRV giống như máy loại tách rời nghĩa là gồm hai mảng: mảng ngoài trời và mảng trong nhà gồm nhiều khối trong có dàn bay hơi và quạt. Sự khác nhau gi a máy điều hòa dạng VRV và máy điều hòa dạng tách rời là với VRV chiều dài và chiều cao gi a khối ngoài trời và trong nhà cho phép rất lớn (100 m chiều dài và 50 m chiều cao), chiều cao gi a các khối trong nhà có thể tới 15m. Vì vậy khối ngoài trời có thể đặt trên nóc nhà cao tầng để tiết kiệm không gian và điều kiện làm mát dàn ngưng bằng không khí tốt hơn. - Ưu điểm: + Có khả năng thay đổi công suất lạnh bằng cách thay đổi tần số điện cấp cho máy nén, nên tốc độ quay của máy nén thay đổi và lưu lượng môi chất lạnh cũng thay đổi. + Tiết kiệm được hệ thống đường ống nước lạnh, nước giải nhiệt, có thể tiết kiệm được rất nhiều nguyên vật liệu cho hệ thống điều hoà. + Tiết kiệm được nhân lực và thời gian thi công lắp đặt vì hệ VRV đơn giản hơn nhiều so với hệ điều hòa trung tâm. + Khả năng tiết kiệm năng lượng cao vì được trang bị máy nén biến tầng và khả năng điều chỉnh năng suất lạnh gần như vô cấp. + Tiết kiệm chi phí vận hành: Hệ VRV không cần nhân công vận hành trong khi hệ chiller cần đội ngũ vận hành chuyên nghiệp. + Khả năng tự động hoá cao vì thiết bị đơn giản. + Khả năng sửa ch a bảo dưỡng rất năng động và nhanh chóng nhờ thiết bị chuẩn đoán đã được lập trình và cài đặt sẵn trong máy. Chương 2: Phương án thiết kế và thông số ban đầu. 20 Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh Đồ án chuyên ngành 1 - Nhược điểm: + Không d ng cho tòa nhà quá cao vì giới hạn về khoảng cách dàn nóng và dàn lạnh. + Số lượng dàn lạnh bị giới hạn (65 dàn đối với VRV III). + Công suất thấp hơn so với hệ thống điều hoà Water Chiller (chỉ khoảng 60 HP). + Vị trí đặt dàn nóng cần phải được tính toán hợp lý, khả năng linh động kém. 2.4.4 Hệ thống điều hoà Water Chi er: Là hệ thống điều hoà không khí gián tiếp, môi chất lạnh trong bình bay hơi của máy lạnh làm lạnh nước (chất tải lạnh) sau đó nước sẽ làm lạnh không khí trong phòng cần điều hoà bằng thiết bị trao đổi nhiệt như FC , AH hoặc buồng phun. - Ưu điểm: + Công suất dao động lớn lên đến hàng ngàn ton lạnh. + Hệ thống đường ống nước lạnh có thể dài tuỳ ý, đáp ứng được mọi yêu cầu thực tế. + Có nhiều cấp giảm tải 3 ÷ 5 cấp/cụm. Đối với hệ thống lớn người ta thường sử dụng nhiều máy nên số cấp giảm tải lớn hơn nhiều. + Thường giải nhiệt bằng nước nên hoạt động bền, hiệu quả, ổn định. + Thích hợp với các công trình lớn hoặc rất lớn. - Nhược điểm: + Phải có phòng máy riêng cho cụm Chiller. + Phải có người chuyên trách phục vụ. + Hệ thống lắp đặt, vận hành, sử dụng tương đối phức tạp. + Phí vận hành cao, đầu tư cao. 2.4.5 Lựa ch n máy điều hòa cho công trình. Sau quá trình phân tích mặt bằng kiến trúc tổng thể cho văn phòng “Hoa Sen Group”. Nhóm chúng em nhận thấy rằng văn phòng này có kiến trúc khá phúc tạp, đòi hỏi công suất lạnh tương đối lớn. Bên cạnh đó với việc đi phân tích nh ng ưu, nhược điểm của các hệ thống điều hòa không khí hiện nay, nhóm chúng em quyết định chọn: Máy điều hòa không khí làm lạnh bằng nước (Water Chiller) để làm hệ thống điều hòa không khí cho công trình văn phòng “Hoa Sen Group”. 2.5 Lựa ch n sơ đồ điều hòa không khí. 2.5.1 Mục đích ập sơ đồ điều hoà không khí. Lập sơ đồ điều hoà không khí là xác định các quá trình thay đổi trạng thái của không khí trên đồ thị I - d, nhằm mục đích xác định các khâu cần xử lý và năng suất của nó để đạt được trạng thái không khí cần thiết trước khi cho thổi vào phòng. Sơ đồ điều hoà không khí được lập trên cơ sở: - Điều kiện khí hậu địa phương nơi lắp công trình: tN và N. - Yêu cầu về tiện nghi hoặc công nghệ: tT và T. - Các kết quả tính cân bằng nhiệt: QT và WT. - Thoả mãn các điều kiện vệ sinh an toan. Chương 2: Phương án thiết kế và thông số ban đầu. 21