Hệ thống điều hòa không khí Trung tâm nước với máy làm lạnh nước giải nhiệt nước

Chương 5 : Đối tượng nghiên cứu Từ các hệ thống điều hòa không khí và từ phương án chọn thiết kế của em. Đối tượng nghiên cứu trong đồ án này của em là Hệ thống điều hòa không khí Trung tâm nước với máy làm lạnh nước giải nhiệt nước. 2.3.1. Hệ thống điều hòa không khí trung tâm nước. Hệ thống điều hòa không khí trung tâm nước là hệ thống điều hòa không khí gián tiếp lớn với bình bay hơi làm lạnh nước, rồi nước lạnh được dùng để làm lạnh phòng qua các dàn FCU và AHU hở hoặc kín, năng suất lạnh thường lớn hơn 100 tấn lạnh Mỹ (350 kW). Với các công trình lớn hệ thống điều hòa không khí trung tâm nước tỏ ra rất có hiệu quả với các tính năng, ưu điểm của nó như là: Đảm bảo các chỉ tiêu về nhiệt độ, độ ẩm và độ sạch của không khí trong tòa nhà theo tiêu chuẩn tiện nghi và sức khỏe của con người và các yêu cầu kỹ thuật của thiết kế. Có vòng tuần hoàn an toàn là nước nên không sợ ngộ độc hoặc tai nạn do rò rỉ môi chất lạnh ra ngoài, vì nước hoàn toàn không độc hại. Công suất hệ thống được điều khiển hoàn toàn tự động theo tải nhiệt, do vậy nâng cao hiệu suất sử dụng thiết bị, tiết kiệm điện năng vận hành. Hệ thống ống nước so với ống gió nhỏ hơn nhiều do đó tiết kiệm được nguyên vật liệu làm ống. Đảm bảo hệ thống hoạt động tin cây, tuổi thọ cao với các thiết bị nhập ngoại. Độ ồn thiết bị giảm đến mức tối thiểu cho phép do cấu tạo thiết bị và giải pháp kỹ thuật thi công đảm bảo. Vận hành thiết bị đơn giản, thuận tiện dễ dàng trong việc bảo dưỡng và sữa chữa. 2.3.2. Chất tải lạnh. Chất tải lạnh là chất trung gian nhận nhiệt của đối tượng cần làm lạnh chuyển tới thiết bị bay hơi cấp cho môi chất lạnh sôi. Chất tải lạnh đôi khi còn được gọi là môi chất lạnh thứ cấp. Có nhiều loại chất tải lạnh khác nhau. Nhưng một trong những chất tải lạnh đáp ứng được yêu cầu, tính chất cần thiết và được sử dụng rộng rải nhất hiện nay là: nước, nước muối và các hợp chất hữu cơ. Trong đồ án thiết kế này, Chất tải lạnh mà em đã chọn cho hệ thống là nước. Vì nước là chất tải lạnh lý tưởng, nó đáp ứng hầu hết các yêu cầu đề ra. Nhược điểm duy nhất của nước là nó đông đặc ở 0oC, như vậy để đảm bảo an toàn nhiệt độ sôi môi chất không được thấp hơn 5oC và như vậy nhiệt độ buồng lạnh cũng không được xuống thấp hơn 5oC. 2.4. Phương pháp thiết kế. 2.4.1. Tính cân bằng nhiệt ẩm. Để duy trì được các thông số trong phòng, cần phải khử được lượng nhiệt thừa và lượng ẩm thừa từ các nguồn khác nhau thải vào phòng. Điều kiện cân bằng nhiệt ẩm là vào mùa hè máy lạnh phải đủ công suất để cân bằng với nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che, nhiệt sinh ra do người, máy, đèn chiếu sáng, do rò lọt không khí , qua bức xạ mặt trời, do lượng gió tươi mang vào…và cần phải tính năng suất gió thổi vào, gió hồi, gió tươi, nhiệt độ thổi vào, nhiệt độ các thành phần... Có rất nhiều phương pháp tính cân băng nhiệt ẩm khác nhau để xác định năng suất lạnh yêu cầu khác nhau. Đồ án này em xin trình bày phương pháp tính cân bằng nhiệt ẩm bằng phương pháp Carrier. Theo phương pháp của Carrier ta có: Qo = Qt = Qht + Qât Phương pháp tính tải lạnh của Carrier chỉ khác với phương pháp truyền thống ở cách xác định năng suất lạnh Q0 mùa hè và năng suất sưởi Qs mùa đông bằng cách tính riêng tổng nhiệt hiện thừa Qht và nhiệt ẩm thừa Qât của mọi nguồn nhiệt tỏa và thẩm thấu tác động vào phòng điều hòa. Hình 3.1 Sơ đồ tính toán nhiệt theo phương pháp Carrier Sau khi xác định đuợc phụ tải lạnh ta xác định các thông số trạng thái không khí. 2.4.2. Tính chọn máy và thiết bị. Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật nên hệ thống điều hòa không khí phần lớn đã được chế tạo thành các tổ hợp nguyên cụm hoàn chỉnh hoặc các tổ hợp gọn...vừa đảm bảo chất lượng, tuổi thọ, độ tin cậy cao của hệ thống, đơn giản được hầu hết các công việc thiết kế tính toán riêng lẻ các bộ phận rời rạc như máy nén, thiết bị ngưng tụ, bay hơi, tiết lưu... Qo = Qt = Qht + Qât Nhiệt hiện thừa Qht do: Nhiệt ẩn thừa Qât do: Bức xạ Q1 ∆t qua bao che Q2 Nhiệt toả Q3 Do người Q4 Do gió tươi QN Gió lọt Q5 Nguồn khác Q6 Qua kính Q11 Trần (mái) Q21 vách Q22 Nền Q23 Đèn Q31 Máy Q32 Người hiện Q4h Người ẩn Q4â Gió tươi hiện QhN Gió tươi ẩn QâN Gió lọt hiện Q5h Gió lọt ẩn Q5â Khác Q6 Cũng giống như hệ thống lạnh, năng suất lạnh của một hệ thống hoặc một máy điều hòa không khí không phải cố định mà luôn luôn thay đổi theo điều kiện môi trường, nghĩa là năng suất lạnh của máy điều hòa nhiệt độ tăng khi nhiệt trong phòng tăng và nhiệt độ ngoài nhà giảm và ngược lại giảm khi nhiệt độ trong phòng giảm và nhiệt độ ngoài nhà tăng. Tóm lại Q0 = f(t0, tk). Khi chọn máy điều hòa không khí cần thỏa mãn các vấn đề sau đây: * Phải chọn máy có đủ năng suất lạnh yêu cầu ở đúng chế độ làm việc đã tính toán. Ngoài ra đôi khi cần có năng suất lạnh dự trữ. Tổng năng suất lạnh của máy chọn phải lớn hơn hoặc bằng năng suất lạnh tính toán ở chế độ làm việc thực tế đã cho. Ta phải tính như vậy là vì năng suất lạnh thực tế của một máy điều hòa không phải cố định như giá trị ghi trên mác máy. * Phải chọn máy có năng suất gió đạt yêu cầu thiết kế. Năng suất gió trong catalog máy phải bằng hoặc lớn hơn năng suất gió tính toán. Năng suất lạnh thực của hệ thống em xác định theo nhiệt độ trong nhà và ngoài nhà. 2.4.2.1. Chọn máy làm lạnh nước giải nhiệt nước. Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước (water cooled water chiller) thường có năng suất lạnh tiêu chuẩn (danh định) ở chế độ nhiệt độ như sau: - Nhiệt độ nước lạnh vào và ra khỏi bình bay hơi: tl1 = 12oC , tl2 = 7 oC. - Nhiệt độ nước giải nhiệt vào và ra khỏi bình ngưng: tw1 = 30oC, tw2 = 35 oC. Việc chọn máy làm lạnh nước có ý nghĩa rất quan trọng đối với hệ thống điều hòa không khí trung tâm nước. Nó không những có ảnh hưởng đến năng suất lạnh của hệ thống mà còn ảnh hưởng đến giá thành của một đơn vị lạnh. Do đó việc chọn nhiệt độ nước lạnh và nước giải nhiệt sao cho phù hợp và tối ưu là rất quan trọng.