Giáo trình Thiết kế lắp đặt sơ bộ hệ thống điều hòa không khí

au biểu thị trên hình 7.11 dưới đây. Theo yêu cầu kỹ thuật áp suất dư trước các mũi phun không nên quá lớn, vì nếu lớn thì yêu cầu về cột áp của bơm phải cao. Thực tế nên chọn pf < 2,5at. Vì vậy khi tính toán, nếu áp suất dư lớn quá thì phải tăng số mũi phun N, để giảm áp suất dư. Trong phần này tuỳ theo điều kiện thực tế mà có thể chọn áp suất dư pf định trước và xác định số mũi phun cần thiết. Tuy nhiên nếu chọn số mũi phun nhiều, áp suất giảm, chế độ phun chuyển sang phun thô, hiệu quả trao đổi nhiệt ẩm giảm. 119 Hình 2.21: Các loại vật liệu làm tơi nước 8) Bố trí dàn phun: Có thể tham khảo cách bố trí dàn phun của Nga nêu ở trong tài liệu [ ]. - Bề rộng chắn nước trước a = 120mm; - Bề rộng chắn nước sau b = 185 ÷ 250mm; - Các kích thước khác: c = 200mm; l = 1500mm; m = 660mm; n = 400mm; p = 600mm; v = 900mm; - Khoảng cách giữa các cọc phun từ 250 ÷ 350mm. Khoảng cách giữa các mũi phun theo chiều đứng khoảng 400 ÷ 600mm. Hình 2.22: Bố trí buồng phun 120 a - Một dãy phun thuận chiều; b - Một dãy phun ngược chiều; c - Hai dãy phun ngược chiều; d - Hai dãy phun thuận và ngược chiều; e - Ba dãy phun 2.2.3.2. Tính kiểm tra: Các bước tính toán kiểm tra: 1) Xác định năng suất phun của các mũi phun gf theo d0 và pf dựa vào đồ thị hình 7.11 hoặc theo các công thức (7-13) và (7-14) 2) Tính lưu lượng nước phun Gn: Gn = gf .N, kg/s 3) Tính hệ số phun: 4) Tính tốc độ lưu lượng khối lượng của không khí 5) Xác định E’b, Eb và khc. E’ = E’b.khc En = Eb.khc 6) Tính nhiệt độ nhiệt kế ướt của không khí sau khi xử lý: Tư2 = (1 – En). (tư1 - t’n) + t”n Trong đó t”n được xác định theo công thức sau: t”n = t’n + (m1.tư1 – m2.tư2)/μ Trong đó m1 và m2 - các hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào nhiệt độ được cho theo bảng dưới đây lấy theo áp suất khí quyển Bảng 2.1 121 Để xác định m2 cần xác định t ư2 do đó cần phải tiến hành tính lặp. Các bước tính lặp được thực hiện như sau: - Tạm lấy một giá trị nước ra nào đó theo kinh nghiệm: t”n = t’n + (3÷5)0C; - Xác định nhiệt độ tư2 theo công thức: t ư2 = (1 - E n ).(t ư1 - t’ n ) + t” n - Tra bảng 7.2 để xác định giá m1 theo t ư1 và m2 theo t ư2 ; - Tính lại giá trị t”n theo công thức: t”n = t’ n + (m 1.t ư1 - m 2.t ư2 )/μ Nếu sai số không lớn thì có thể chấp nhận được. - Xác định t ư2 theo giá trị t”n xác định được 7) Xác định I2 theo t ư2 trên đồ thị I-d: Đường I2 = const đi qua điểm bão hoà có nhiệt độ bằng t ư2 . 8) Xác định t 2 theo E’ theo công thức: t 2 = t ư2 + (1-E’).(t 1 - t ư2 ) 9) Theo t2 và I 2 (hoặc t ư2 ) xác định điểm 2 trên I-d và các thông số trạng thái khác: φ2, d2; 10) Xác định năng suất lạnh của thiết bị xử lý không khí: Q0 = G.(I1 - I2) 11) Kiểm tra nhiệt lượng nước lạnh nhận được: Q n = G n .C pn .(t” n - t’ n ) 12) So sánh giá trị Q0 và Q n ; sai lệch không quá 10%. 3. TÍNH TOÁN ĐƯỜNG ỐNG, CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM ĐƯỜNG ỐNG GIÓ, NƯỚC LẠNH, TÍNH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG TIÊU ÂM: 3.1. Tính toán thiết kế đường ống gió, đường ống nước: Hệ thống phân phối và vận chuyển không khí bao gồm các bộ phận chính sau: - Hệ thống đường ống gió: Cấp gió, hồi gió, khí tươi, thông gió; - Các thiết bị đường ống gió: Van điều chỉnh, tê, cút, chạc, vv...; - Quạt cấp và hồi gió. 122 Chức năng và nhiệm vụ của hệ thống vận chuyển không khí là công cụ và phương tiện truyền dẫn không khí đã qua xử lý cấp cho các hộ tiêu thụ, không khí tươi, không khí tuần hoàn và không khí thông gió. Vì lý do đó mà hệ thống vận chuyển không khí phải đảm bảo bền đẹp, tránh các tổn thất nhiệt, ẩm trong quá trình vận chuyển, đảm bảo phân phối khí đều đến các hộ tiêu thụ vv... 3.1.1. Phân loại và đặc điểm hệ thống đường ống gió: 3.1.1.1. Phân loại: Đường ống dẫn không khí được chia làm nhiều loại dựa trên các cơ sở khác nhau: * Theo chức năng: Người ta chia hệ thống đường ống gió ra làm các loại chủ yếu sau: - Đường ống cung cấp không khí - Đường ống hồi gió - Đường ống cấp không khí tươi - Đường ống thông gió - Đường ống thải gió * Theo tốc độ gió: Người ta chia ra loại tốc độ cao và thấp, cụ thể như sau: * Theo áp suất: Theo áp suất dư của dòng không khí trong đường ống người ta chia ra làm 3 loại: đường ống có áp suất thấp, trung bình và cao như sau: - Áp suất thấp: 95 mmH 2 O - Áp suất trung bình: 95 ÷ 172 mmH2O - Áp suất cao: 172 ÷ 310 mmH2O * Theo kết cấu và vị trí lắp đặt: 123 - Đường ống gió treo - Đường ống gió ngầm * Theo hình dáng tiết diện đường ống: - Đường ống chữ nhật, hình vuông; - Đường ống tròn; - Đường ống ô van. * Theo vật liệu chế tạo đường ống: - Đường ống tôn tráng kẽm; - Đường ống inox; - Đường ống nhựa PVC; - Đường ống polyurethan (foam PU). 3.1.1.2. Đăc điểm: Dưới đây chúng ta nghiên cứu đặc điểm và cấu tạo của hai loại đường ống thường hay sử dụng trên thực tế la: đường ống ngầm và đường ống treo. a/ Hệ thống đường ống gió ngầm: Đường ống gió ngầm được xây dựng bằng gạch hoặc bê tông và đi ngầm dưới đất. Đường ống gió ngầm thường kết hợp dẫn gió và lắp đặt các hệ thống đường nước, điện, điện thoại đi kèm nên gọn gàng và tiết kiệm chi phí nói chung. Tuy nhiên chính các hạng mục đi kèm trong đường ống gió cũng gây ra những rắc rối nhất định như vấn đề vệ sinh, tuần hoàn gió vv. . . Đường ống gió ngầm được sử dụng khi không gian lắp đặt không có hoặc việc lắp đặt các hệ thống đường ống gió treo không thuận lợi, chi phí cao và tuần hoàn gió trong phòng không tốt. Một trong những trường hợp người ta hay sử dụng đường ống gió ngầm là hệ thống điều hoà trung tâm cho các rạp chiếu bóng, hội trường vv. . . Đường ống gió ngầm thường sử dụng làm đường ống gió hồi, rất ít khi sử dụng làm đường ống gió cấp do sợ ảnh hưởng chất lượng gió sau khi đã xử lý do ẩm mốc trong đường ống, đặc biệt là đường ống gió cũ đã hoạt động lâu ngày. Khi xây dựng cần phải xử lý chống thấm đường ống gió thật tốt. 124 Đường ống thường có tiết diện chữ nhật và được xây dựng sẵn khi xây dựng công trình. Vì vậy có thể nói đường ống gió ngầm rất khó đảm bảo phân phối gió đều vì tiết diện đường ống thường được xây đều nhau từ đầu đến cuối. Hệ thống đường ống gió ngầm thường được sử dụng trong các nhà máy dệt, rạp chiếu bóng. Trong nhà máy dệt, các đường ống gió ngầm này có khả năng thu gom các sợi bông rơi vãi tránh phán tán trong không khí ảnh hưởng đến công nhân vận hành và máy móc thiết bị trong nhà xưởng. Vì vậy trong các nhà máy dệt, nhà máy chế biến gỗ để thu gom bụi người ta thường hay sử dụng hệ thống đường ống gió kiểu ngầm. Nói chung đường ống gió ngầm đòi hỏi chi phí lớn, khó xây dựng và có nhiều nhược điểm. Nó chỉ được sử dụng trong trường hợp bất khả kháng hoặc với mục đích thu gom bụi. b/ Hệ thống ống kiểu treo: Hệ thống đường ống treo là hệ thống đường ống được treo trên các giá đỡ đặt ở trên cao. Do đó yêu cầu đối với đường ống gió treo tương đối nghiêm ngặt: - Kết cấu gọn, nhẹ; - Bền và chắc chắn; - Dẫn gió hiệu quả, thi công nhanh chóng; - Dễ chế tạo và giá thành thấp. Đường ống gió treo có thể chế tạo từ nhiều loại vật liệu khác nhau, tiết diện đường ống cũng có hình dạng rất khác nhau. Đường ống gió treo cho phép dễ dàng điều chỉnh tiết diện để đảm bảo phân phối gió đều trên toàn tuyến đường ống. Vì vậy đường ống gió treo được sử dụng rất phổ biến trên thực tế 125 Hình 2. 23: Treo, đỡ đường ống gió 1 - Trần bê tông 5 - Thanh sắt đỡ 2 - Thanh treo 6 - Bông thuỷ tinh cách nhiệt 3 - Đoạn ren 7 - Ống gió 4 - Bu lông + đai ốc 8 - Vít nỡ nh sắt đỡ Hình dạng tiết diện đường ống gió rất đa dạng: Chữ nhật, tròn, vuông, ovan. Tuy nhiên đường ống gió có tiết diện chữ nhật được sử dụng phổ biến hơn cả vì nó phù hợp với kết cấu nhà, dễ treo đỡ, dễ chế tạo, dễ bọc cách nhiệt và đặc biệt các chi tiết phụ như: cút, chạc 3, chạc 4, T... dễ chế tạo hơn các tiết diện khác. Hình 2.24. Các loại tiết diện đường ống * Cách nhiệt: Êm lớp lưới sắt mỏng. Để tránh tổn thất nhiệt, đường ống thường bọc một lớp cách nhiệt bằng bông thủy tinh, hay stirofor, bên ngoài bọc lớp giấy bạc chống cháy và phản xạ nhiệt. Để tránh chuột làm hỏng người ta có thể bọc thêm lưới thép, sắt mỏng. 126 Hiện nay người ta thường sử dụng bông thuỷ tinh chuyên dụng để bọc cách nhiệt các đường ống gió, bông thuỷ tinh được lắp lên đường ống nhờ các đinh chông, ống các chất keo, sau khi xuyên lớp bông qua các đinh chông người ta lồng các mảnh kim loại trông giống như các đồng xu vào bên ngoài kẹp chặp bông và bẻ gập các chông đinh lại. Cần lưu ý sử dụng số lượng cách chông đinh một cách hợp lý, khi số lượng quá nhiều sẽ tạo cầu nhiệt không tốt, nhưng nếu quá ít thì bông sẽ được giữ không chặt. Mật độ đinh gắn khoảng 01 đinh trên 0,06m2 bề mặt ống gió. Hình 2.25: Cách gắn lớp cách nhiệt Khi đường ống đi ngoài trời người ta bọc thêm lớp tôn ngoài cùng để bảo vệ mưa nắng. Cần lưu ý các loại đường ống gió nào thì cần bọc cách nhiệt và độ dày tương ứng bao nhiêu. Các đường ống bọc cách nhiệt bao gồm: đường cấp gió và đường hồi gió. Các đường ống cấp gió tươi, hút xả và thông gió không cần bọc cách nhiệt. Đường hồi gió đi trong không gian điều hòa không cần bọc cách nhiệt. Riêng đường ống cấp gió đi trong không gian điều hoà có thể bọc hoặc không tuỳ thuộc nhiệt độ và tầm quan trọng của phòng. Khi không bọc cách nhiệt trên bề mặt đường ống khí mới vận hành có thể đọng sương, do nhiệt độ trong phòng còn cao, sau một thời gian khi nhiệt độ phòng đã giảm thì không xảy ra đọng sương nữa. Chiều dày lớp bông thủy tinh cách nhiệt phụ thuộc kích thước đường ống và tính năng của đường ống. Nói chung đường ống cấp gió cần bọc bông thuỷ tinh dày hơn đường hồi gió. Đường ống càng lớn, bọc cách nhiệt càng dày. Chiều dày lớp bông cách nhiệt nằm trong khoảng 20 ÷ 75mm. 127 * Ghép nối đường ống: Để tiện cho việc lắp ráp, chế tạo, vận chuyển đường ống được gia công từng đoạn ngắn theo kích cỡ của các tấm tôn. Việc lắp ráp thực hiện bằng bích hoặc bằng các nẹp tôn. Bích có thể là nhôm đúc, sắt V hoặc bích tôn. Ưu điểm của bích nối kiểu này là rất chắc Hình 2.26: Chi tiết bích nối đường ống 3.1.1.3. Các cơ sở lý thuyết tính toán thiết kế hệ thống đường ống gió: Trong hệ thống điều hoà không khí hệ thống kênh gió có chức năng dẫn và phân gió tới các nơi khác nhau tuỳ theo yêu cầu. Nhiệm vụ của người thiết kế hệ thống kênh gió là phải đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau: - Ít gây ồn . - Tổn thất nhiệt nhỏ. - Trở lực đường ống bé. - Đường ống gọn, đẹp và không làm ảnh hưởng mỹ quan công trình. - Chi phí đầu tư và vận hành thấp. - Tiện lợi cho người sử dụng. - Phân phối gió cho các hộ tiêu thụ đều. 3.1.1.4. Các vấn đề liên quan đến thiết kế đường ống gió: a/ Lựa chọn tốc độ không khí trên đường ống: 128 Lựa chọn tốc độ gió có liên quan tới nhiều yếu tố: - Khi chọn tốc độ cao đường ống nhỏ, chi phí đầu tư và vận hành thấp, nhưng trở lực hệ thống lớn và độ ồn do khí động của dòng không khí chuyển động cao. - Ngược lại khi tốc độ bé, đường ống lớn chi phí đầu tư và vận hành lớn, khó khăn lắp đặt, nhưng trở lực bé. Tốc độ hợp lý là một bài toán kinh tế, kỹ thuật phức tạp. b/ Xác định đường kính tương đương của đường ống: Để vận chuyển không khí người ta sử dụng nhiều loại ống gió: Chữ nhật, vuông, ô van, tròn. Tuy nhiên để tính toán thiết kế đường ống gió thông thường người ta xây dựng các giản đồ cho các ống dẫn tròn. Vì vậy cần qui đổi tiết diện các loại ra tiết diện tròn tương đương, sao cho tổn thất áp suất cho một đơn vị chiều dài đường ống là tương đương nhau, trong điều kiện lưu lượng gió không thay đổi. Đường kính tương đương có thể xác định theo công thức hoặc tra bảng. Để thuận lợi cho việc tra cứu và lựa chọn , người ta đã lập bảng xác định đường kính tương đương của các đường ống dạng - Đường kính tương đương của tiết diện chữ nhật được xác định theo công thức a, b là cạnh chữ nhật, mm Tuy tổn thất giống nhau nhưng tiết diện trên 2 ống không giống nhau S' = a x b > S = π x dtđ 2 / 4 - Đường kính tương đương của ống ô van: A - Tiết diện ống ô van: A = π x b2 / 4 + b(a-b) a, b là cạnh dài và cạnh ngắn của ô van, mm 129 p Là chu vi mặt cắt: p = π.b + 2(a-b), mm c/ Tổn thất áp suất trên đường ống gió: Có 2 dạng tổn thất áp lực: - Tổn thất ma sát dọc theo đường ống Δpms - Tổn thất cục bộ ở các chi tiết đặc biệt: Côn, cút, tê, van ... * Tổn thất ma sát: Tổn thất ma sát được xác định theo công thức: * Tổn thất cục bộ: Tổn thất áp lực cục bộ được xác định theo công thức: Trị số ξ trở lực cục bộ phụ thuộc hình dạng, kích thước và tốc độ gió khi qua chi tiết trên 3.1.1.5. Tính toán thiết kế đường ống gió: Hiện nay để thiết kế đường ống gió người ta sử dụng rất nhiều phương pháp khác nhau. Mỗi phương pháp có những ưu nhược điểm khác nhau, dưới đây chúng tôi xin trình bày các nét chính của các phương pháp đó. * Phương pháp tính toán lý thuyết: Phương pháp này dựa vào các công thức lý thuyết và tính toán kích thước đường ống tuần tự từ đầu đến cuối tuyến ống sao cho áp suất tĩnh ở các vị trí lắp các miệng thổi và hút không đổi. Đây là phương pháp có thể coi là chính xác nhất. Tuy nhiên phương pháp này tính toán khá phức tạp. * Phương pháp giảm dần tốc độ: Người thiết kế bằng kinh nghiệm của mình chủ động thiết kế giảm dần tốc độ theo chiều chuyển động của dòng không khí trong đường ống. Đây là phương pháp thiết kế tương đối nhanh nhưng phụ thuộc nhiều vào chủ quan người thiết kế và khó 130 đánh giá được mức độ chính xác. Khi thiết kế theo phương pháp này hệ thống bắt buộc phải lắp các van điều chỉnh lưu lượng gió. * Phương pháp ma sát đồng đều: Thiết kế hệ thống đường ống gió sao cho tổn thất trên 1 m chiều dài đường ống đều nhau trên toàn tuyến, ở bất cứ tiết diện nào và bằng tổn thất trên 1m chiều dài đoạn ống chuẩn. Đây là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất, nhanh và tương đối chính xác. Khác với các phương pháp khác là phải tính toán thiết kế đường ống một cách tuần tự, muốn xác định kích thước đoạn sau phải biết kích thước đoạn trước, phương pháp ma sát đồng đều cho phép xác định bất cứ đoạn ống nào trên mạng mà không cần phải biết kích thước các đoạn trước đó. Điều này rất phù hợp với thực tế thi công tại các công trường. * Phương pháp phục hồi áp suất tĩnh: Phương pháp phục hồi áp suất tĩnh xác định kích thước của ống dẫn sao cho tổn thất áp suất trên đoạn đó đúng bằng độ gia tăng áp suất tĩnh do sự giảm tốc độ chuyển động của không khí sau mỗi nhánh rẽ. Phương pháp này tương tự phương pháp lý thuyết nhưng ở đây để thiết kế người ta chủ yếu sử dụng các đồ thị. Ngoài các phương pháp trên người ta còn sử dụng một số phương pháp sau đây: - Phương pháp T - Phương pháp tốc độ không đổi - Phương pháp áp suất tổng a/ Phương pháp thiết kế lý thuyết: Nội dung của phương pháp như sau: Dựa vào phương trình tiến hành thiết kế mạng đường ống đảm bảo áp suất tĩnh không đổi ở tất cả các cửa rẽ nhánh của toàn tuyến ống (ΔH=0) . Các bước thiết kế: Bước 1: - Chọn tốc độ đoạn ống đầu tiên ω1 . Dựa vào lưu lượng gió, xác định kích thước của đoạn ống đầu tiên. Bước 2: - Xác định tốc độ các đoạn tiếp theo ω2 dựa vào phương trình: ρ(ω21- ω22)/2 - ΣΔp12 = 0 131 trong đó ΣΔp12 tổng tổn thất áp suất tĩnh từ điểm phân nhánh thứ nhất đến điểm phân nhánh thứ 2, bao gồm tổn thất ma sát và các tổn thất cục bộ. Trong công thức này cần lưu ý là các tổn thất được tính theo tốc độ ω2, vì vậy để xác định ω2 cần phải tính lặp. Dựa vào lưu lượng đoạn kế tiếp, xác định kích thước đoạn đó F2 = L2/ω2 Bước 3: - Tiếp tục xác định tuần tự tốc độ và kích thước các đoạn kế tiếp cho đến đoạn cuối cùng của tuyến ống như đã tính ở bước 2 Phương pháp lý thuyết có các đặc điểm sau: - Các kết quả tính toán chính xác, tin cậy cao. - Tính toán tương đối dài và phức tạp, nên thực tế ít sử dụng. b/ Phương pháp giảm dần tốc độ: Nội dung của phương pháp giảm dần tốc độ là người thiết kế bằng kinh nghiệm của mình lựa chọn tốc độ trên cơ sở độ ồn cho phép và chủ động giảm dần tốc độ các đoạn kế tiếp dọc theo chiều chuyển động của không khí. Phương pháp giảm dần tốc độ được thực hiện theo các bước sau: Bước 1: Chọn tốc độ trên kênh chính trước khi rẽ nhánh ω1. Chủ động giảm dần tốc độ gió dọc theo tuyến ống chính và ống rẽ nhánh ω2, ω3 ... ωn Bước 2: Trên cơ sở lưu lượng và tốc độ trên mỗi đoạn tiến hành tính toán kích thước của các đoạn đó. Fi = Li/ωi Bước 3: Dựa vào đồ thị xác định tổn thất áp suất theo tuyến ống dài nhất (tuyến có trở lực lớn nhất). Tổng trở lực theo tuyến này là cơ sở để chọn quạt. 132 Phương pháp giảm dần tốc độ có nhược điểm là phụ thuộc nhiều vào chủ quan của người thiết kế, vì thế các kết quả là rất khó đánh giá. Đây là một phương pháp đơn giản, cho phép thực hiện nhanh nhưng đòi hỏi người thiết kế phải có kinh nghiệm. c/ Phương pháp tốc độ giảm dần: Nội dung của phương pháp ma sát đồng đều là thiết kế hệ thống kênh gió sao cho tổn thất áp suất trên 1m chiều dài đường ống bằng nhau trên toàn tuyến ống. Phương pháp này cũng đảm bảo tốc độ giảm dần và thường hay được sử dụng cho kênh gió tốc độ thấp với chức năng cấp gió, hồi gió và thải gió. Có hai cách tiến hành tính toán: Cách 1: Chọn tiết diện đoạn đầu nơi gần quạt làm tiết diện điển hình, chọn tốc độ không khí thích hợp cho đoạn đó. Từ đó xác định kích thước, tổn thất ma sát trên 1m chiều dài của đoạn ống điển hình. Giá trị tổn thất đó được coi là chuẩn trên toàn tuyến ống. Cách 2: Chọn tổn thất áp suất hợp lý và giữ nguyên giá trị đó trên toàn bộ hệ thống kênh gió. Trên cơ sở lưu lượng từng đoạn đã biết tiến hành xác định kích thước từng đoạn. Cách 2 có nhược điểm là lựa chọn tổn thất thế nào là hợp lý. Nếu chọn tổn thất bé thì kích thước đường ống lớn, nhưng nếu chọn tốc độ lớn sẽ gây ồn, chi phí vận hành tăng. Trên thực tế người ta chọn cách thứ nhất. Sau đây là các bước thiết kế: Bước 1: Lựa chọn tiết diện đầu làm tiết diện điển hình. Chọn tốc độ cho tiết diện đó và tính kích thước đoạn ống điển hình: diện tích tiết diện f, kích thước các cạnh a,b và đường kính tương đương dtđ. Từ lưu lượng và tốc độ tiến hành xác định tổn thất áp suất cho 1 m ống tiết diện điển hình. Giá trị đó được cố định cho toàn tuyến. Bước 2: 133 Trên cơ sở tổn thất chuẩn tính kích thước các đoạn còn lại dựa vào lưu lượng đã biết. Người ta nhận thấy với điều kiện tổn thất áp suất không đổi thì với một tỷ lệ % lưu lượng so với tiết diện điển hình sẽ có tỷ lệ phần trăm tương ứng về tiết diện. Để quá trình tính toán được dễ dàng và thuận tiện người ta đã xây dựng mối quan hệ tỷ lệ % tiết diện so với đoạn ống điển hình theo tỷ lệ % lưu lượng Bước 3: Tổng trở lực đoạn ống có chiều dài tương đương lớn nhất là cơ sở để chọn quạt dàn lạnh. - Phương pháp ma sát đồng đều có ưu điểm là thiết kế rất nhanh, người thiết kế không bắt buộc phải tinh toán tuần tự từ đầu tuyến ống đến cuối mà có thể tính bất cứ đoạn ống nào tuỳ ý, điều này có ý nghĩa trên thực tế thi công ở công trường. - Phương pháp ma sát đồng đều cũng đảm bảo tốc độ giảm dần dọc theo chiều chuyển động, có độ tin cậy cao hơn phương pháp giảm dần tốc độ. - Không đảm bảo phân bố lưu lượng đều trên toàn tuyến nên các miệng thổi cần phải bố trí thêm van điều chỉnh. - Việc lựa chọn tổn thất cho 1m ống khó khăn. Thường chọn Δp= 0,5 - 1,5 N/m2 cho 1 m ống - Phương pháp ma sát đồng đều được sử dụng rất phổ biến. d/ Phương pháp phục hồi áp suất tĩnh: Nội dung của phương pháp phục hồi áp suất tĩnh xác định kích thước của ống dẫn sao cho tổn thất áp suất trên đoạn đó đúng bằng độ gia tăng áp suất tĩnh do sự giảm tốc độ chuyển động của không khí sau mỗi nhánh rẽ. Phương pháp phục hồi áp suất tĩnh được sử dụng cho ống cấp gió, không sử dụng cho ống hồi. Về thực chất nội dung của phương pháp phục hồi áp suất tĩnh giống phương pháp lý thuyết, tuy nhiên ở đây người ta căn cứ vào các đồ thị để xác định tốc độ đoạn ống kế tiếp. Các bước tính thiết kế: Bước 1: - Chọn tốc độ hợp lý của đoạn ống chính ra khỏi quạt ω1 và tính kích thước đoạn ống đó. Bước 2: 134 Xác định tốc độ đoạn kế tiếp như sau - Xác định tỉ số Ltđ/Q0,61 dựa vào tính toán hoặc cho đoạn ống đầu. trong đó Ltđ - Chiều dài tương đương của đoạn đầu gồm chiều dài thực đường ống cộng với chiều dài tương đương tất cả các cút. Q - lưu lượng gió trên đoạn đầu - Dựa vào tốc độ đoạn đầu ω1 và tỷ số a = Ltđ/Q0,61, xác định tốc độ đoạn ống tiếp theo, tức là tốc độ sau đoạn rẽ nhánh thứ nhất ω2. - Xác định kích thước đoạn ống thứ 2 F2 = L2/ω2 Bước 3: Xác định tốc độ và kích thước đoạn kế tiếp như đã xác định với đoạn thứ 2 * Đặc điểm của phương pháp phục hồi áp suất tĩnh: - Đảm bảo phân bố lưu lượng đều và do đó hệ thống không cần van điều chỉnh. - Tốc độ cuối tuyến ống thấp hơn nên đảm bảo độ ồn cho phép. - Khối lượng tính toán tương đối nhiều, chi phí thiết kế lớn. - Kích thước đường ống lớn hơn các cách tính khác nhất là các đoạn rẽ nhánh, nên chi phí đầu tư cao 3.1.2. Tính toán thiết kế hệ thống đường ống dẫn 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. 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. 3.1.2.1. Tính toán đường ống dẫn nước và chọn bơm: a/ Lưu lượng nước yêu cầu: Lưu lượng nước yêu cầu được xác định tuỳ thuộc trường hợp cụ thể 135 - Nếu nước sử dụng để giải nhiệt bình ngưng máy điều hoà - Lưu lượng nước lạnh - Lưu lượng nước nóng. Trong đó: Qk, Q0 và QSI - Công suất nhiệt bình ngưng, công suất lạnh bình bay hơi và công suất bộ gia nhiệt không khí, kW. Δtn, ΔtNL, ΔtNN - Độ chênh nhiệt độ nước vào ra bình ngưng, bình bay hơi và bộ sấy. Thường Δt ≈ 3 ÷ 5 0C. Cp - Nhiệt dung riêng của nước, Cp ≈4186 J/kg. 0C Dọc theo tuyến ống lưu lượng thay đổi vì vậy cần phải thay đổi tiết diện đường ống một cách tương ứng. b/ Chọn tốc độ nước trên đường ống: Tốc độ của nước chuyển động trên đường ống phụ thuộc 2 yếu tố - Độ ồn do nước gây ra. Khi tốc độ cao độ ồn lớn, khi tốc độ nhỏ kích thước đường ống lớn nên chi phí tăng - Hiện tượng ăn mòn: Trong nước có lẫn cặn bẩn như cát và các vật khác, khi tốc độ cao khả năng ăm mòn rất lớn 136 Bảng 2.2: Tốc độ nước trên đường ống c/ Xác định đường kính tương đương của đường ống: Để vận chuyển không khí người ta sử dụng nhiều loại ống gió: Chữ nhật, vuông, ô van, tròn. Tuy nhiên để tính toán thiết kế đường ống gió thông thường người ta xây dựng các giãn đồ cho các ống dẫn tròn. Vì vậy cần qui đổi tiết diện các loại ra tiết diện tròn tương đương, sao cho tổn thất áp suất cho một đơn vị chiều dài đường ống là tương đương nhau, trong điều kiện lưu lượng gió không thay đổi. Đường kính tương đương có thể xác định theo công thức hoặc tra bảng. Để thuận lợi cho việc tra cứu và lựa chọn, người ta đã lập bảng xác định đường kính tương đương của các đường ống dạng chữ nhật - Đường kính tương đương của tiết diện chữ nhật được xác định theo công thức sau : a, b là cạnh chữ nhật, mm Tuy tổn thất giống nhau nhưng tiết diện trên 2 ống không giống nhau S' = a x b > S = π x dtđ 2 / 4 - Đường kính tương đương của ống ô van: A - Tiết diện ống ô van: 137 A = π x b2 / 4 + b(a - b) a, b là cạnh dài và cạnh ngắn của ô van, mm p Là chu vi mặt cắt: p = π.b + 2(a-b), mm d/. Xác định tổn thất áp suất : Có 2 cách xác định tổn thất áp lực trên đường ống: - Phương pháp xác định theo công thức - Xác định theo đồ thị - Phương pháp xác định theo công thức : ΣΔp = ΣΔpms + ΣΔpcb - Xác định tổn thất áp suất theo đồ thị: Ngoài cách xác định theo công thức, trên thực tế người ta hay sử dụng phương pháp đồ thị. Các đồ thị thường xây dựng tổn thất áp suất cho 1m chiều dài đường ống. Khi biết 2 trong ba thông số: Lưu lượng nước tuần hoàn (L/s), đường kính ống (mm) và tốc độ chuyển động (m/s). Thông thường chúng ta biết trước lưu lượng và chọn tốc độ sẽ xác định được kích thước ống và tổn thất áp suất cho 1m ống. Hình 2.27: Đồ thị xác định tổn thất áp suất 3.2. Tính toán cách nhiệt, cách ẩm đường ống gió và đường ống nước lạnh: 138 3.2.1. Vật liệu cách nhiệt: Các vật liệu cách nhiệt dùng trong hệ thống lạnh có nhiệm vụ hạn chế dòng nhiệt truyền từ ngoài môi trường có nhiệt độ cao hơn vào phòng lạnh, đường ống hay các thiết bị làm việc ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ môi trường qua vách ống, vỏ thiết bị hay kết cấu bao che của phòng lạnh, bể lạnh. Chính những dòng nhiệt này gây nên tổn thất lạnh, tăng tiêu hao năng lượng, chi phí vốn đầu tư, chi phí vận hành,... Để phát huy được tác dụng, chiều dày lớp cách nhiệt phải được tính toán theo hai điều kiện cơ bản sau: 1- Vách ngoài của kết cấu bao che, của ống dẫn hay của thiết bị không đọng sương. 2- Tổng chi phí cho một đơn vị lạnh là thấp nhất. Chi phí để có được một đơn vị công suất lạnh (W, kW, kcal/h, ...) gồm chi phí vốn đầu tư và chi phí vận hành. Cách nhiệt càng dày, chi phí vốn đầu tư cho cách nhiệt càng lớn, nhưng ít tổn thất lạnh nên chi phí vận hành lại giảm (yêu cầu công suất lạnh phát ra, tiêu thụ điện cho động cơ máy nén, bơm, quạt và chi phí khác ít hơn). Ngược lại, cách nhiệt càng mỏng thì chi phí đầu tư giảm nhưng lạnh tổn thất nhiều và chi phí vận hành lại tăng. Vì vậy, chiều dày cách nhiệt phải được xác định theo điều kiện tối ưu tổng hợp: tổng chi phí vốn và chi phí vận hành là nhỏ nhất. * Yêu cầu của vật liệu cách nhiệt: - Hệ số dẫn nhiệt  nhỏ (  0) - Khối lượng riêng nhỏ - Độ thấm hơi nước  nhỏ ( 0) - Độ bền cơ học và độ dẻo cao - Bền ở nhiệt độ thấp và không ăn mòn các vật liệu xây dựng tiếp xúc với nó - Không cháy hoặc không dễ cháy - Không bắt mùi và không có mùi lạ - Không gây nấm mốc, phát sinh vi khuẩn, không bị chuột, sâu bọ đục phá - Không độc hại với cơ thể con người 139 - Không độc hại với các sản phẩm bảo quản, làm biến chất và giảm chất lượng sản phẩm - Vận chuyển, lắp ráp, gia công, sửa chữa dễ dàng - Rẻ tiền, dễ kiếm, không cần có sự bảo dưỡng đặc biệt Trong thực tế khó có vật liệu cách nhiệt nào đáp ứng đầy đủ các yêu cầu trên, nên khi chọn vật liệu cách nhiệt cho một công trình cần cân nhắc những ưu điểm và nhược điểm cụ thể của nó để quyết định. Trong các yêu cầu nêu trên chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá vật liệu cách nhiệt là hệ số dẫn nhiệt , giá trị của nó phụ thuộc vào những yếu tố sau: a, Khối lượng riêng: Khối lượng riêng của vật liệu cách nhiệt là khối lượng của 1 m3 vật liệu tính cả phần rỗng chứa khí. Khối lượng riêng càng nhỏ thể tích phần rỗng chứa khí càng lớn và hệ số dẫn nhiệt  càng nhỏ, nhưng khối lượng riêng nhỏ cũng có nghĩa là vật liệu sẽ có độ bền cơ học thấp. Để đảm bảo độ bền người ta không thể giảm khối lượng riêng xuống quá thấp. b, Kích thước các lỗ rỗng trong vật liệu cách nhiệt: Kích thước các lỗ rỗng nhỏ dòng nhiệt đối lưu trong lỗ giảm, hệ số dẫn nhiệt  giảm. c, Nhiệt độ: Thông thường nhiệt độ giảm thì hệ số dẫn nhiệt  giảm. d, Áp suất của chất khí trong lỗ: Càng nhỏ thì hệ số dẫn nhiệt  càng nhỏ. e, Độ ẩm: Là yếu tố rất quan trọng, độ ẩm của vật liệu cách nhiệt tăng sẽ làm giảm khả năng cách nhiệt do nước trong vật liệu cách nhiệt dẫn nhiệt tương đối tốt làm cho hệ số dẫn nhiệt  tăng. Cách nhiệt buồng lạnh bao giờ cũng phải đi đôi với cách ẩm. * Vật liệu cách nhiệt thường dùng: Polystirol (Styropo), Polyurethane, Polyvinylclorit, nhựa phenol, nhựa phormadehit, bông thuỷ tinh, bông khoáng 3.2.2. Vật liệu cách ẩm: * Nguyên nhân gây đọng ẩm trong vật liệu cách nhiệt: 140 Do nhiệt độ môi trường bên ngoài và trong kho lạnh chênh lệch, nên áp suất của hơi nước ở môi trường bên ngoài luôn lớn hơn áp suất hơi nước trong buồng lạnh dẫn đến luôn có một dòng ẩm đi từ ngoài vào buồng lạnh, khi gặp nhiệt độ thấp trong buồng lạnh, ẩm ngưng đọng lại trong kết cấu cách nhiệt làm giảm khả năng cách nhiệt, gây nấm mốc và thối rữa cho vật liệu cách nhiệt. Vật liệu cách ẩm thường dùng: Bitum, giấy dầu, nilông, màng nhựa, màng nhôm, vải thuỷ tinh có sơn quét, tôn 3.2.3. Tính chọn: * Nguyên tắc bố trí lớp cách ẩm: Để cách ẩm đạt hiệu quả cao nhất người ta phải bố trí lớp cách ẩm ở vị trí hợp lý để nó phát huy được tác dụng. - Nếu tính từ phía nóng vào phía lạnh thì vị trí lớp cách nhiệt ở trong và lớp cách ẩm bên ngoài. - Lớp cách ẩm không cần quá dầy, chỉ cần vài mm, nhưng phải liên tục, không nứt, đứt quãng tạo thành các cầu thấm ẩm. - Không bố trí lớp cách ẩm nằm trong lớp cách nhiệt để ẩm trong lớp cách nhiệt (nếu có) có thể thoát vào buồng lạnh được dễ dàng. Trường hợp không thể ví dụ như đường ống có vách là vật liệu cách ẩm hoàn toàn thì việc bọc chống ẩm đòi hỏi phải thật nghiêm ngặt. - Đường kính trong của lớp cách nhiệt chính là đường kớnh ngoài của đường ống gió, đường nước lạnh - Yêu cầu đối với chiều dày lớp vật liệu cách nhiệt: a, Vách ngoài của kết cấu bao che không được đọng sương: Vách ngoài đọng sương khi nhiệt độ của bề mặt vách nhỏ hơn nhiệt độ đọng sương, nhiệt độ này càng nhỏ khi chiều dày lớp cách nhiệt nhỏ vì vậy chiều dày của lớp vật liệu cách nhiệt phải đủ lớn. b, Giá thành một đơn vị lạnh là nhỏ nhất: 141 Giá thành một đơn vị lạnh bao gồm nhiều yếu tố, trong đó có chi phí cho công tác cách nhiệt, giá thành vật liệu cách nhiệt khá cao, thường chiếm tới 20 - 40% giá thành xây dựng nên không thể thiết kế với chiều dày lớp vật liệu cách nhiệt quá lớn. 3.3. Tính toán thiết kế lắp đặt hệ thống tiêu âm: Tiếng ồn là tập hợp những âm thanh có cường độ và tần số khác nhau sắp xếp không có trật tự, gây khó chịu cho người nghe, cản trở con người làm việc và nghỉ ngơi. 3.3.1. Các nguồn gây ồn : Nguồn ồn gây ra cho không gian điều hòa có các nguồn gốc sau: - Nguồn ồn do các động cơ quạt, động cơ, máy lạnh đặt trong phòng gây ra - Nguồn ồn do khí động của dòng không khí . - Nguồn ồn từ bên ngoài truyền vào phòng + Theo kết cấu xây dựng + Theo đường ống dẫn không khí + Theo dòng không khí + Theo khe hở vào phòng - Nguồn ồn do không khí ra miệng thổi 3.3.2. Cách khắc phục a. Nguồn ồn do các động cơ, thiết bị trong phòng: - Chọn thiết bị có độ ồn nhỏ: Khi chọn các máy điều hoà, các dàn lạnh, FCU, AHU cần lưu ý độ ồn của nó, tránh sử dụng thiết bị có độ ồn lớn. - Bọc tiêu âm cụm thiết bị: Trong nhiều trường hợp người ta chọn giải pháp bọc tiêu âm cụm thiết bị. Chẳng hạn các FCU, AHU và quạt thông gió công suất lớn khi lắp đặt trên laphông sẽ gây ồn khu vực đó nên người ta thường bọc cách âm cụm thiết bị này. - Thường xuyên bôi trơn các cơ cấu chuyển động để giảm ma sát giảm độ ồn - Đặt thiết bị bên ngoài phòng b. Nguồn ồn do khí động của dòng không khí: 142 Dòng không khí chuyển động với tốc độ cao sẽ tạo ra tiếng ồn. Vì thế khi thiết kế phải chọn tốc độ hợp lý. c. Nguồn ồn truyền qua kết cấu xây dựng: - Đối với các phòng đặc biệt, người thiết kế xây dựng phải tính toán về cấu trúc sao cho các nguồn ồn không được truyền theo kết cấu xây dựng vào phòng, bằng cách tạo ra các khe lún, không xây liền dầm, liền trục với các phòng có thể tạo ra chấn động. - Một trong những trường hợp hay gặp là các động cơ, bơm và máy lạnh đặt trên sàn cao. Để khử các rung động do các động cơ tạo ra lan truyền theo kết cấu xây dựng làm ảnh hưởng tới các phòng dưới, người ta đặt các cụm thiết bị đó lên các bệ quán tính đặt trên các bộ lò xo giảm chấn. Quán tính của vật nặng và sức căng của lò xo sẽ khử hết các chấn động do các động cơ gây ra. - Đối với các FCU, AHU và quạt dạng treo, thường người ta treo trên các giá có đệm cao su hoặc lò xo. d. Nguồn ồn truyền theo các ống dẫn gió, dẫn nước vào phòng: Các ống dẫn gió, dẫn nước được nối với quạt và bơm là các cơ cấu chuyển động cần lưu ý tới việc khử các chấn động lan truyền từ động cơ theo đường ống. Trong quá trình hoạt động các chấn động từ các thiết bị đó có thể truyền vào phòng và tạo ra độ ồn nhất định. Để khử các chấn động truyền theo đường này người ta thường sử dụng các đoạn ống nối mềm bằng cao su e. Nguồn ồn do truyền theo dòng không khí trong ống dẫn: Do kênh dẫn gió dẫn trực tiếp từ phòng máy đến các phòng, nên âm thanh có thể truyền từ gian máy tới các phòng, hoặc từ phòng này đến phòng kia. Để khử độ ồn truyền theo dòng không khí người ta sử dụng các hộp tiêu âm, hoặc đoạn ống tiêu âm. Trong kỹ thuật điều hoà người ta có giải pháp bọc cách nhiệt bên trong đường ống. Lớp cách nhiệt lúc đó ngoài chức năng cách nhiệt còn có chức năng khử âm. f. Nguồn ồn bên ngoài truyền theo khe hở vào phòng: Để ngăn ngừa phải làm phòng kín, đặc biệt các phòng yêu cầu về độ ồn khắt khe. g. Nguồn ồn do không khí ra miệng thổi: 143 Khi tốc độ không khí ra miệng thổi lớn, có thể gây ồn. Vì vậy phải chon tốc độ không khí ra miệng thổi hợp lý. 3.3.3.Thiết bị tiêu âm: Trong kỹ thuật điều hoà không khí người ta thường sử dụng các thiết bị tiêu âm nhằm giảm âm thanh phát ra từ các thiết bị và dòng không khí chuyển động truyền đến khu vực xung quanh và đặc biệt là truyền vào phòng. Đối với các thiết bị nhỏ như các quạt, FCU và AHU người ta bọc kín thiết bị bằng các hộp tiêu âm để hút hết các âm thanh phát xạ từ thiết bị không để chúng lan truyền ra chung quanh Đối với các AHU lớn, phòng máy Chiller người ta đặt trong các phòng máy kín có bọc cách âm. Đối với dòng không khí người ta sử dụng các hộp tiêu âm đặt trên đường đi. Các hộp tiêu âm này có nhiệm vụ hút hết âm lan truyền theo dòng không khí chuyển động. Dưới đây trình bày cấu tạo của hộp tiêu âm đặt trên đường ống. Hình 2.28: Cấu tạo hộp tiêu âm. Cấu tạo của hộp tiêu âm gồm các lớp sau đây (kể từ trong ra ngoài) : - Lớp tôn có đực lỗ Φ6, a=20mm - Lớp vải mỏng - Lớp bông hút âm - Lớp tôn vỏ ngoài Hộp tiêu âm được định hình nhờ khung gỗ bao quanh . Độ dày D của lớp bông thuỷ tinh nằm trong khoảng 100 ÷ 300mm. Độ dày càng lớn khả năng hút âm càng tốt. 144 Lớp trong cùng là lớp tôn đục lỗ , các lỗ có tác dụng hút âm thanh, trong một số trường hợp người ta sử dụng lứới sắt hoặc lưới nhựa để thay thế. 4. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỆ THỐNG ĐHKK: Khi tính toán, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho hệ thống ĐHKK hoàn toàn phụ thuộc vào việc lựa chọn hệ thống ĐHKK, phụ thuộc vào việc chọn máy và thiết bị của hệ thống. Thông thường mạch điện điển hình của hệ thống ĐHKK giải nhiệt bằng nước, phân ra từng cụm trên sơ đồ gồm: - Mạch điện chính - Mạch điện điều khiển quạt - Mạch điện điều khiển máy nén (gồm cả mạch khóa liên động của bơm nước giải nhiệt – nếu có ) - Mạch tự động bảo vệ Sau đây xin giói thiệu 1 số mạch điện điển hình: 4.1. Mạch điện động lực trong hệ thống lạnh: Hình 2.29 : Mạch điện động lực trong hệ thống lạnh 145 Các thiết bị chính trên mạch điện động lực bao gồm: - MCCB - Aptomat - CT: Biến dòng - MC: Tiếp điểm khởi động từ cuộn chạy của máy nén - MD - Tiếp điểm khởi động từ mạch tam giác - MS - Tiếp điểm khởi động từ mạch sao - OCR - Rơle nhiệt - M - Môtơ ; P – Bơm (Pump); F – Quạt (Fan) - A – Ampekế - Dây điện các loại Đối với động cơ máy nén quá trình khởi động diễn ra như sau: Khi nhấn nút START trên mạch điều khiển, nếu không có bất cứ sự cố nào thì cuộn dây khởi động từ (MC) có điện và đóng tiếp điểm thường mở MC trên mạch động lực. Trong khoảng 5 giây đầu tiên (đặt ở rơ le thời gian), cuộn dây khởi động từ (MS) có điện và tiếp điểm thường mở MS của nó trên mạch động lực đóng. Lúc đó máy chạy theo sơ đồ sao, dòng khởi động giảm đáng kể. Sau thời gian đặt, rơ le thời gian tác động ngắt điện cuộn (MS) và đóng điện cho cuộn (MD), tương ứng các tiếp điểm trên mạch động lực, MD đóng và MS mở. Máy chuyển từ sơ đồ nối sao sang sơ đồ tam giác. - Đối với các thiết bị có công suất nhỏ như bơm, quạt dòng khởi động nhỏ nên không cần khởi động theo sơ đồ sao – tam giác như máy nén. 4.2. Mạch khởi động sao - tam giác: 146 Hình 2.30 : Mạch khởi động sao - tam giác Các ký hiệu trên mạch điện: - MC, MS và MD – Cuộn dây khởi động từ sử dụng đóng mạch chính, mạch sao và mạch tam giác của mô tơ máy nén. - AX - Rơ le trung gian - T - Rơ le thời gian Khi hệ thống đang dừng cuộn dây của rơ le trung gian (AX) không có điện, các tiếp điểm thường mở của nó ở trạng thái hở nên các cuộn dây (MC), (MD), (MS) không có điện. Khi nhấn nút START để khởi động máy, nếu hệ thống không có các sự cố áp suất cao, áp suất dầu, áp suất nước, quá nhiệt thì tất cả các tiếp điểm thường đóng HPX, OPX, WPX, OCR ở trạng thái đóng. Dòng điện đi qua cuộn dây của rơ le trung gian (AX). Khi cuộn dây (AX) có điện nhờ tiếp điểm thường đóng AX mắc nối tiếp với tiếp điểm MCX nên tự duy trì điện cho cuộn AX. Tiếp điểm thường mở MCX đóng khi 147 không có sự cố áp suất nước ở bơm giải nhiệt máy nén và bơm giải nhiệt dàn ngưng (xem mạch bảo vệ áp suất nước). Khi cuộn (AX) có điện, tiếp điểm thường mở AX thứ hai của nó sẽ đóng mạch điện cho các cuộn dây khởi động từ (MC) và (MS) hoặc (MD). Trong thời gian 5 giây đầu (thời gian này có thể thay đổi tuỳ ý) rơ le thời gian T có điện và bắt đầu đếm thời gian, mạch cuộn dây khởi động từ (MS) có điện, máy chạy theo sơ đồ nối sao, cuộn (MD) không có điện. Sau thời gian đặt 5 giây, tiếp điểm của rơ le thời gian nhảy và đóng mạch cuộn (MD) và mạch cuộn (MS) mất điện. Kết quả máy chuyển từ sơ đồ nối sao sang tam giác. Do cuộn dây (MC) nối với cặp tiếp điểm thường mở MS, MD nối song song nên dù máy có chạy theo sơ đồ nào thì cuộn (MC) cũng có điện. Khi xảy ra quá nhiệt (do máy quá nóng hay dòng điện quá lớn) thì cơ cấu lưỡng kim của rơ le quá nhiệt OCR nhảy và đóng mạch điện đèn báo hiệu sự cố (L 1 ) báo hiệu sự cố đồng thời cuộn (AX) mất điện và đồng thời các khởi động từ của mô tơ máy nén mất điện và máy dừng. Nếu xảy ra một trong các sự cố áp suất dầu, áp suất cao hoặc áp suất nước, hoặc nhấn nút STOP thì cuộn (AX) mất điện và máy nén cũng sẽ dừng. 4.3. Mạch điện điều khiển hệ thống lạnh: 148 Hình 2.31: Mạch điện điều khiển hệ thống lạnh Mạch giảm tải trong sơ đồ đã chỉ ra trên hình 10-14 được sử dụng để giảm tải trong các trường hợp sau: a) Khi mới khởi động đang chạy theo sơ đồ sao Y, do dòng khởi động rất lớn nên bắt buộc giảm tải. b) Khi vận hành do phụ tải lớn, người vận hành muốn giảm tải bằng tay. c) Lúc chạy bình thường (chế độ tam giác Δ) nhưng áp suất hút quá thấp, hệ thống hoạt động không hiệu qủa nên máy chuyển sang chế độ giảm tải. Khi giảm tải, cuộn dây van điện từ (SV) có điện và mở thông đường dầu tác động lên cơ cấu giảm tải của máy nén để giảm tải. Công tắc xoay COS trên sơ đồ điều khiển cho phép lựa chọn chế độ giảm tải bằng tay MANUAL (ngay lập tức), chế độ giảm tải tự động AUTO hoặc ngắt mạch giảm tải OFF. 4.4. Mạch bảo vệ áp suất nước và quá dòng bơm, quạt giải nhiệt: 149 Hình 2.32: Mạch bảo vệ áp suất nước và quá dòng bơm, quạt giải nhiệt * Điều khiển chạy các bơm và quạt: Để chạy các bơm và quạt giải nhiệt có thể thực hiện theo hai chế độ: - Chế độ bằng tay: Bật công tắc COS sang vị trí MAN, nếu không có sự cố áp suất nước và sự cố quá dòng của các bơm quạt (tiếp điểm WPX và OCR đóng) các cuộn dây khởi động từ của các bơm, quạt có điện và đóng điện cho mô tơ các bơm, quạt. - Chế độ tự động: Bật công tắc COS sang vị trí AUT. ở chế độ tự động bơm quạt sẽ khởi động cùng với máy nén. Sau khi nhấn nút START trên mạch khởi động nếu không có bất cứ sự cố nào thì cuộn (AX) có điện, đồng thời đóng tiếp điểm AX cấp điện cho các cuộn dây của các khởi động từ (MCP1), (MCP2), (MCCF1) và (MCCF2) của bơm, quạt giải nhiệt và bơm, quạt hoạt động. 150 Khi một trong các thiết bị bơm giải nhiệt máy nén, bơm và quạt giải nhiệt dàn ngưng không làm việc thì cuộn (MCX) mất điện, mạch khởi động máy nén mất điện và ngừng máy nén. * Bảo vệ quá dòng bơm, quạt giải nhiệt: Khi một trong 4 thiết bị gồm bơm giải nhiệt máy nén, bơm giải nhiệt và các quạt giải nhiệt dàn ngưng bị quá dòng, rơ le nhiệt nhảy khỏi vị trí thường đóng và đóng mạch điện cuộn dây rơ le trung gian (AUX) và đèn (L5) sáng báo sự cố. Cuộn dây sự cố (AUX) đóng mạch chuông báo hiệu sự cố (hình 10- ), đồng thời cuộn dây của rơ le trung gian (MCX) mất điện. Tiếp điểm thường mở của nó trên mạch khởi động nhả ra, cuộn (AX) mất điện và máy dừng ngay lập tức Khi tính toán, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho hệ thống ĐHKK hoàn toàn phụ thuộc vào việc lựa chọn hệ thống ĐHKK, phụ thuộc vào việc chọn máy và thiết bị của hệ thống. Thông thường mạch điện điển hình của hệ thống ĐHKK giải nhiệt bằng nước, phân ra từng cụm trên sơ đồ gồm: - Mạch điện chính - Mạch điện điều khiển quạt - Mạch điện điều khiển máy nén (gồm cả mạch khóa liên động của bơm nước giải nhiệt – nếu có ) - Mạch tự động bảo vệ * Các bước và cách thức thực hiện công việc: 1.1. Quy trình và các tiêu chuẩn thực hiện công việc: TT Tên công việc Thiết bị - dụng cụ Tiêu chuẩn thực hiện 01 Chọn máy và thiết bị cho hệ thống ĐHKK: Máy nén, AHU, FCU, dàn nóng, dàn lạnh, Bản vẽ sơ đồ thiết bị, các catalog của máy, thiết bị liên quan Chọn máy nén, AHU, FCU, dàn nóng, dàn lạnh, bơm, quạt, tháp giải nhiệt,...cho hệ thống phù hợp, chuẩn xác theo tính toán và theo 151 bơm, quạt, tháp giải nhiệt,... catalog. 02 Bố trí thiết bị, tính toán xác định kích thước hệ thống nước, không khí Sơ đồ bố trí hệ thống nước, hệ thống gió, giấy bút Bố trí và tính toán xác định số lượng, đặc tính thiết bị xử lý nước và không khí cho hệ thống ĐHKK đúng, kinh tế nhất 03 Tính toán đường ống, cách nhiệt, cách ẩm đường ống gió, nước lạnh, tính và thiết kế lắp đặt hệ thống tiêu âm. Bảng biểu tra đường kính tương đương, trở lực đường ống, vật liệu cách nhiệt, cách ẩm, tiêu âm, giấy bút Xác định được kích thước đường ống, cách nhiệt, cách ẩm đường ống gió, nước lạnh đúng, phù hợp với sơ đồ hệ thống Chọn và lắp đặt hệ thống tiêu âm đạt tiêu chuẩn 04 Tính toán, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho hệ thống ĐHKK Sơ đồ mạch điện , giấy bút Thể hiện được mạch điện cho hệ thống ĐHKK đúng, hệ thống hoạt động được 05 Kết thúc Giấy bút Thiết kế sơ bộ được hệ thống ĐHKK 1.2. Hướng dẫn cách thức thực hiện công việc: Tên công việc Hướng dẫn Chọn máy và thiết bị cho hệ thống ĐHKK: Máy nén, AHU, FCU, dàn - Yêu cầu về kỹ thuật Chọn được máy nén, AHU, FCU, dàn nóng, dàn lạnh, bơm, quạt, tháp giải nhiệt,.. phù hợp, chuẩn xác theo catalog và theo tính toán 152 nóng, dàn lạnh, bơm, quạt, tháp giải nhiệt,... - Trang thiết bị (Đủ bản vẽ sơ đồ thiết bị,, các catalog của máy, thiết bị liên quan) Bố trí thiết bị, tính toán xác định kích thước hệ thống nước, không khí: - Yêu cầu về kỹ thuật + Bố trí thiết bị xử lý nước và không khí cho hệ thống ĐHKK + Tính toán xác định số lượng, đặc tính thiết bị xử lý nước và không khí cho hệ thống ĐHKK - Trang thiết bị: Sơ đồ bố trí hệ thống nước, hệ thống gió, giấy bút Tính toán đường ống, cách nhiệt, cách ẩm đường ống gió, nước lạnh, tính và thiết kế lắp đặt hệ thống tiêu âm. - Yêu cầu về kỹ thuật + Xác định được kích thước đường ống, cách nhiệt, cách ẩm đường ống gió, nước lạnh đúng, phù hợp với sơ đồ hệ thống + Chọn và lắp đặt hệ thống tiêu âm đạt tiêu chuẩn - Trang thiết bị: Bảng biểu tra đường kính tương đương, trở lực đường ống, vật liệu cách nhiệt, cách ẩm, tiêu âm, giấy bút Tính toán, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho hệ thống ĐHKK - Yêu cầu về kỹ thuật + Thể hiện được mạch điện cho hệ thống ĐHKK đúng,phù hợp + Hệ thống hoạt động được - Trang thiết bị: Sơ đồ mạch điện, giấy bút Kết thúc Thể hiện được: Sơ đồ thiết bị, Sơ đồ bố trí hệ thống nước, hệ thống gió, Sơ đồ mạch điện của hệ thống ĐHKK 1.3. Những lỗi thường gặp và cách khắc phục: TT Hiện tượng Nguyên nhân Cách phòng ngừa 1 Không chọn được máy nén, AHU, Do tính toán công suất từng thiết bị sai Kiểm tra và tính lại cẩn thận 153 FCU, dàn nóng, dàn lạnh, bơm, quạt, tháp giải nhiệt theo catalog 2 Không cách nhiệt, cách ẩm đủ cho đường ống gió và nước lạnh Do tính toán và chọn vật liệu sai, thiếu Kiểm tra và tính lại cẩn thận 3 Hệ thống điện của hệ thống ĐHKK không hoạt động được Do vẽ sơ đồ sai, thiếu Kiểm tra và tính vẽ lại 154 BÀI TẬP THỰC HÀNH CỦA HỌC SINH Các bài tập áp dụng, ứng dụng kiến thức: Thực hành theo chương trình Bài thực hành giao cho nhóm, mỗi nhóm tối đa 5 sinh viên Nguồn lực và thời gian cần thiết để thực hiện công việc: Theo chương trình Kết quả và sản phẩm phải đạt được: Đáp ứng tiêu chuẩn * Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập: Thực hành: + Chọn được máy nén, AHU, FCU, dàn nóng, dàn lạnh, bơm, quạt, tháp giải nhiệt theo catalog phù hợp với tính toán + Tính toán xác định đường kính ống gió, ống nước của hệ thống điều hoà không khí đúng + Thể hiện được sơ đồ hệ thống ĐHKK, sơ đồ hệ thống nước, sơ đồ hệ thống gió và sơ đồ mạch điện của hệ thống . Lý thuyết: Vận dụng công thức tính, tra bảng biểu, catalog máy và thiết bị Sau khi tính toán và xác định được máy và thiết bị hoặc đường kính ống, trả lời thêm 1 hoặc 2 câu hỏi của giáo viên 155 BÀI 3: THI KẾT THÚC MÔ ĐUN Mã bài: MĐ ĐL 24- 03 Mục tiêu: - Báo cáo trình diễn tổng thể kết quả tính toán và thiết kế để G/V đánh giá cho điểm kết thúc mô đun. 1. Báo cáo trình diễn tổng thể kết quả tính toán và thiết kế để G/V đánh giá cho điểm kết thúc mô đun 2. Kiểm tra tính hợp lý của phương pháp và phương án tính toán thiết kế 3. Kiểm tra kết quả tính toán, lựa chọn thiết bị và nội dung, hình thức thể hiện bản vẽ * Các bước và cách thức thực hiện công việc: 1.1. Quy trình và các tiêu chuẩn thực hiện công việc: TT Tên công việc Thiết bị - dụng cụ Tiêu chuẩn thực hiện 01 Báo cáo trình diễn tổng thể kết quả tính toán và thiết kế để G/V đánh giá cho điểm kết thúc mô đun Đồ án môn học, máy tính, bản vẽ - Thể hiện được kết quả tính toán đúng, lựa chọn được phương án phù hợp. - Các bản vê đủ, đúng yêu cầu 02 Kiểm tra tính hợp lý của phương pháp và phương án tính toán thiết kế Đồ án môn học, máy tính, bản vẽ - Phương pháp thiết kế phù hợp, hợp lý - Phương án tính toán thiết kế hợp lý,đảm bảo. 03 Kiểm tra kết quả tính toán, lựa chọn thiết bị và nội dung, hình thức thể hiện bản vẽ Các bảng biểu, catalog máy, đồ thị I-d, bản vẽ - Máy, thiết bị lựa chọn phù hợp với tính toán - Sơ đồ hệ thống, mạch điện được thể hiện rõ ràng trên bản vẽ, phù hợp với đồ án 04 Kết thúc Đồ án môn học, máy tính, bản vẽ, Thuyết minh, trình bầy được đồ án môn học, trả lời được 156 Giấy bút các câu hỏi của G/v 1.2. Hướng dẫn cách thức thực hiện công việc: Tên công việc Hướng dẫn Báo cáo trình diễn tổng thể kết quả tính toán và thiết kế để G/V đánh giá cho điểm kết thúc mô đun - Yêu cầu về kỹ thuật Thể hiện được kết quả tính toán đúng, Lựa chọn được phương án phù hợp. - Trang thiết bị (Đủ bản vẽ không gian ĐH, thước mét cuộn ) Kiểm tra tính hợp lý của phương pháp và phương án tính toán thiết kế - Yêu cầu về kỹ thuật Phương pháp thiết kế phù hợp, hợp lý Phương án tính toán thiết kế hợp lý, đảm bảo. - Trang thiết bị: Bảng biểu tra nhiệt độ, độ ẩm, giấy bút Kiểm tra kết quả tính toán, lựa chọn thiết bị và nội dung, hình thức thể hiện bản vẽ - Yêu cầu về kỹ thuật Máy, thiết bị lựa chọn phù hợp với tính toán Sơ đồ hệ thống, mạch điện được thể hiện rõ ràng trên bản vẽ, phù hợp với đồ án - Trang thiết bị: Bảng biểu, công thức tính và giấy bút Kết thúc - Yêu cầu về kỹ thuật Thuyết minh, trình bầy được đồ án môn học, trả lời được các câu hỏi của G/v - Trang thiết bị: Đồ án môn học, máy tính, bản vẽ, Giấy bút 1.3. Những lỗi thường gặp và cách khắc phục: TT Hiện tượng Nguyên nhân Cách phòng ngừa 1 Không báo cáo trình diễn tổng thể kết quả tính toán và thiết kế được Do tính toán sai Do chọn phương án không phù hợp Kiểm tra, tính toán lại. Kiểm tra, chọn lại phương án 2 Máy và thiết bị của Do tính toán công suất, Kiểm tra, tính toán, chọn 157 hệ thông lựa chọn không phù hợp tra bảng biểu, catalog sai lại. 3 Bản vẽ sơ đồ hệ thống hoặc sơ đồ điện không thể hiện được Do chọn thiết bị hoặc chọn sơ đồ hệ thống, sơ đồ điện không phù hợp Kiểm tra lại sơ đồ hệ thống, mạch điện đã lựa chọn cho chính xác 158 YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP Bảo vệ được đồ án môn học Sau khi trình bầy, trả lời thêm 1 hoặc 2 câu hỏi của giáo viên 159 TÀI LIỆU THAM KHẢO - Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ. Máy và thiết bị lạnh. NXB Giáo dục - Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ. Kỹ thuật lạnh cơ sở. NXB Giáo dục - Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ. Tủ lạnh, máy kem, máy đá: Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. - Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ. Thông gió và điều hòa không khí. NXB Giáo dục - Bùi Hải. Tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí theo phương pháp mới. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 2005. - Nhà xuất bản Hà Nội. Giáo trình hướng dẫn đồ án cung cấp điện. 2007. - Nhà xuất bản Hà Nội. Giáo trình cung cấp điện. 2007. - Nguyễn Đức Lợi, Giáo trình Thiết kế hệ thống điều hoà không khí, NXB Giáo dục, 2010. - Nguồn tài liệu từ internet đang được ban hành