i PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1 Họ và tên sinh viên nhóm sinh viên đƣợc giao đề tài (1) Trần Quốc Đông, MSSV 15124691 (2) Phan Gia Bảo, MSSV 15124531 2 Tên đề tài THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TY TNHH VĂN PHÕNG PHẨM VÀ BÚT BI BẾN NGHÉ 3 Nội dung Xác định phụ tải tính toán của từng phân xƣởng và của toàn xí nghiệp để đánh giá nhu cầu và chọn phƣơng thức cung cấp điện Xác định phƣơng án về nguồn điện Xác định cấu trúc mạng Chọn thiết bị Tính toán chống sét, nối đất chống sét và nối.
TỔNG QUAN
Tổng quan về cung cấp điện
Điện năng ngày càng trở thành nguồn năng lượng thiết yếu trong cuộc sống con người, nhờ vào những ưu điểm vượt trội như khả năng chuyển đổi thành các dạng năng lượng khác, dễ dàng truyền tải và hiệu suất cao Hiện nay, điện năng được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực, từ công nghiệp và dịch vụ cho đến sinh hoạt hàng ngày của mỗi gia đình.
Ngày nay, mọi quốc gia trên thế giới đều sản xuất và tiêu thụ điện năng, và nhu cầu về nguồn năng lượng này sẽ tiếp tục gia tăng trong tương lai.
Trong những năm gần đây, Việt Nam đã ghi nhận những thành tựu đáng kể trong phát triển kinh tế và xã hội, với sự gia tăng nhanh chóng của các nhà máy công nghiệp cùng các hoạt động thương mại, dịch vụ Điều này đã dẫn đến sự tăng trưởng mạnh mẽ trong sản lượng điện sản xuất và tiêu dùng, và dự báo sẽ tiếp tục tăng nhanh trong những năm tới.
Hiện nay, nhu cầu về đội ngũ chuyên gia am hiểu điện là rất cần thiết để thực hiện thiết kế, vận hành, cải tạo và sửa chữa lưới điện, đặc biệt là trong việc thiết kế hệ thống cung cấp điện.
Trong bối cảnh hội nhập quốc tế hiện nay, việc mở rộng quan hệ quốc tế và thu hút nhà đầu tư nước ngoài ngày càng trở nên quan trọng Để đáp ứng nhu cầu này, cần thiết phải thiết kế các hệ thống cung cấp điện một cách bài bản và tuân thủ đúng quy cách, phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành Chỉ khi đó, chúng ta mới có thể theo kịp trình độ phát triển của các nước khác.
1.1.2 Những yêu cầu chủ yếu khi thiết kế một hệ thống cung cấp điện:
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cần được thực hiện như một tổng thể, lựa chọn các phần tử sao cho đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo vận hành an toàn và hiệu quả kinh tế Mục tiêu chính là cung cấp đủ điện năng cho hộ tiêu thụ với chất lượng nằm trong giới hạn cho phép.
Một phương án cung cấp điện được xem là hợp lý khi thỏa mãn được các yêu cầu sau:
Độ tin cậy trong cung cấp điện là yếu tố quan trọng, đặc biệt đối với các công trình cấp quốc gia, nơi yêu cầu duy trì nguồn điện liên tục và ổn định Đối với những đối tượng như nhà máy, xí nghiệp và tổ sản xuất, việc sử dụng máy phát điện dự phòng là cần thiết để đảm bảo cung cấp điện cho các phụ tải quan trọng trong trường hợp mất điện.
Chất lượng điện được đánh giá qua hai chỉ tiêu chính là tần số và điện áp Tần số được điều chỉnh bởi cơ quan điện hệ thống quốc gia, trong khi đó, người thiết kế cần đảm bảo ổn định điện áp Điện áp lưới trung và hạ chỉ cho phép dao động trong một khoảng nhất định Đối với các xí nghiệp và nhà máy yêu cầu chất lượng điện áp cao, cần phải tuân thủ các tiêu chuẩn nghiêm ngặt hơn.
Công trình cấp điện cần được thiết kế với tiêu chí an toàn hàng đầu, đảm bảo sự an toàn cho người vận hành, người sử dụng, thiết bị và toàn bộ công trình.
Người thiết kế cần phải không chỉ tính toán chính xác và chọn thiết bị phù hợp mà còn phải nắm vững các quy định an toàn Họ cũng cần hiểu rõ về môi trường hệ thống cấp điện và đối tượng được cấp điện.
Trong quá trình thiết kế, có nhiều phương án với ưu và nhược điểm riêng, ảnh hưởng đến cả kinh tế và kỹ thuật Các phương án có chi phí cao thường đảm bảo độ tin cậy và an toàn tốt hơn Để đạt được sự hài hòa giữa yếu tố kinh tế và kỹ thuật, cần thực hiện nghiên cứu kỹ lưỡng nhằm tìm ra giải pháp tối ưu.
- Những yêu cầu trên thường mâu thuẫn nhau, nên người thiết kế cần phải cân nhắc, kết hợp hài hòa tùy vào hoàn cảnh cụ thể
- Ngoài ra, khi thiết kế cung cấp điện cũng cần chú ý đến các yêu cầu khác nhƣ:
Có điều kiện thuận lợi nếu có yêu cầu phát triển phụ tải sau này, rút ngắn thời gian xây dựng v.v…
1.1.3 Các bước thực hiện thiết kế cung cấp điện trong luận văn này
Sau đây là những bước chính để thực hiện bản thiết kế kỹ thuật đối với phương án cung cấp điện cho xí nghiêp:
1.Xác định phụ tải tính toán của từng phân xưởng và của toàn xí nghiệp để đánh giá nhu cầu và chọn phương thức cung cấp điện
2.Xác định phương án về nguồn điện
3.Xác định cấu trúc mạng
5.Tính toán chống sét, nối đất chống sét và nối đất an toàn
6.Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cụ thể đối với mạng lưới điện sẽ thiết kế (các tổn thất, hệ số công suất, dung lƣợng bù v.v )
7 Kiểm tra lại bằng phần mềm Ecodial
8 Thống kê vật liệu trạm biến áp
Tổng quan về công ty TNHH văn phòng phẩm và bút bi Bến Nghé
Công ty bút bi Bến Nghé, nằm tại số 318 Trịnh Đình Trọng, phường Hòa Thạnh, quận Tân Phú, TPHCM, sở hữu diện tích mặt đất khoảng 2600m2 và diện tích tầng lầu khoảng 1600m2 Đây là một trong những công ty bút bi uy tín và có quy mô lớn tại Việt Nam, cung cấp sản phẩm đa dạng về chủng loại và mẫu mã Sản phẩm của công ty không chỉ được tiêu thụ trong nước mà còn được xuất khẩu sang nhiều quốc gia trên thế giới.
Công ty chuyên sản xuất các sản phẩm nhựa, vì vậy máy ép nhựa là công cụ sản xuất chính tại nhà máy.
Nhà máy sản xuất có đặc điểm phụ tải chủ yếu là sử dụng động cơ 3 pha không đồng bộ rô to lồng sóc với điện áp định mức 380V, cùng với một số thiết bị 1 pha có điện áp 220V Các phân xưởng sản xuất và văn phòng làm việc được chiếu sáng bằng đèn huỳnh quang Nguồn điện cho nhà máy được cung cấp từ lưới điện quốc gia, với điện áp đầu vào phía trung thế.
Hệ thống điện 22 kV được thiết kế với dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối được đặt trong ống cách điện ngầm dưới đất, đảm bảo tính mỹ quan và an toàn Dây dẫn từ tủ phân phối đến thiết bị được lắp đặt trên máng cáp và la phong, trong khi dây đèn, ổ cắm và công tắc được âm tường hoặc âm trần để tối ưu hóa không gian và thẩm mỹ.
1.2.1 Quy trình sản xuất của nhà máy: Đầu vào nguyên liệu là các loại keo
H.1.1 Sơ đồ khối quy trình SX của công ty bút bi Bến Nghé
1.2.2 Bảng số liệu về công suất đặt và số lƣợng các thiết bị động lực trong các khu vực:
Bảng 1.1 Danh sách các thiết bị khu ép tự động
Số thứ tự Tên thiết bị số lƣợng P đm (kW) U đm (V) cos P đm *SL
(Ép thành sản phẩm theo khuôn mẫu)
(Ép thành sản phẩm theo khuôn mẫu)
Bảng 1.2 Danh sách các thiết bị khu vực In
Số thứ tự Tên thiết bị Số lƣợng Pđm(kW) Uđm(V) cos Pđm*SL
Bảng 1.3 Danh sách các thiết bị khu vực trộn ó keo
Số thứ tự Tên thiết bị số lƣợng Pđm(kW) Uđm(V) cos Pđm*SL
Bảng 1.4 Danh sách các thiết bị khu bơm mực
Số thứ tự Tên thiết bị Số lƣợng Pđm(kW) Uđm(V) cos Pđm*SL
Bảng 1.5 Danh sách các thiết bị khu máy lắp ráp
Số thứ tự Tên thiết bị
Bảng 1.6 Danh sách các thiết bị khu vực nấu sáp
Tên thiết bị Số lƣợng Pđm (kw) Uđm (V) cos Pđm *SL
Bảng 1.7 Danh sách các thiết bị phòng CNC
Số thứ tự Tên thiết bị
Số lƣợng Pđm (KW) Uđm (V) cos Pđm*SL
Bảng 1.8 Danh sách các thiết bị phòng đầu bi
Số thứ tự Tên thiết bị
Số lƣợng Pđm (KW) Uđm (V) cos Pđm*SL
Bảng 1.9 Danh sách thiết bị phòng bơm hơi
Số thứ tự Tên thiết bị
Số lƣợng Pđm (kW) Uđm (V) cos Pđm*SL
Bảng 1.10 Danh sách thiết bị khu lắp ráp bằng băng tải
Số thứ tự Tên thiết bị
Bảng 1.11 Danh sách các thiết bị xưởng sửa chữa cơ khí
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG
Những vấn đề chung về ánh sáng
Trong mọi nhà máy, xí nghiệp và công trình cao ốc, bên cạnh ánh sáng tự nhiên, việc sử dụng chiếu sáng nhân tạo là cần thiết Đèn điện hiện nay là phương pháp chiếu sáng nhân tạo phổ biến nhất, nhờ vào những ưu điểm vượt trội mà nó mang lại.
Tạo đƣợc ánh sáng gần giống ánh sáng tự nhiên
Trong luận văn này đối với phần lý thuyết về chiếu sáng đƣợc tham khảo trong các tài liệu:
Hệ Thống Cung Cấp Điện
(Tên tác giả đƣợc nêu trong phần TÀI LIỆU THAM KHẢO)
Bài viết này sẽ tóm tắt lý thuyết chiếu sáng, tập trung vào các phương pháp chiếu sáng và phân tích ưu nhược điểm của từng nguồn sáng Mục tiêu là chọn lựa nguồn sáng phù hợp nhất cho nhu cầu sử dụng.
+Các yêu cầu của thiết kế chiếu sáng:
Không lóa do phản xạ
Phải có độ rọi đồng đều
Phải tạo đƣợc ánh sáng giống ánh sáng ban ngày
Chiếu sáng toàn bộ diện tích cần ánh sáng bằng cách bố trí ánh sáng đồng đều giúp tạo ra độ rọi đồng nhất trên toàn khu vực.
Chiếu sáng là yếu tố quan trọng ở những khu vực cần độ rọi cao để đảm bảo hiệu quả làm việc, đặc biệt là tại những nơi mà ánh sáng chung không đáp ứng đủ yêu cầu về độ rọi cần thiết.
Chiếu sáng hỗn hợp là hình thức chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung và chiếu sáng cục bộ, thường được sử dụng ở những nơi có yêu cầu độ chính xác cao như phân xưởng gia công nguội, khuôn mẫu và đúc Phương pháp này rất hữu ích trong các trường hợp cần phân biệt màu sắc, độ lồi lõm và hướng sắp xếp các chi tiết, đặc biệt khi diện tích làm việc hạn chế và không thể bố trí nhiều đèn Chiếu sáng hỗn hợp cung cấp ánh sáng tốt từ mọi hướng, giúp nâng cao hiệu quả công việc.
Chiếu sáng khẩn cấp là giải pháp quan trọng nhằm đảm bảo an toàn ở những khu vực có nguy cơ cháy nổ, nhiễm độc hoặc ảnh hưởng tiêu cực đến kinh tế và chính trị khi hệ thống chiếu sáng chính mất điện.
Độ rọi chiếu sáng sự cố tối thiểu trong hành lang và cầu thang phải đạt 3 lux, trong khi ở các lối đi bên ngoài nhà không được dưới 2 lux Hệ thống chiếu sáng sự cố cần có độ rọi lớn hơn 10% so với hệ thống chiếu sáng làm việc.
Điện cung cấp cho hệ thống chiếu sáng sự cố cần được lấy từ nguồn dự trữ hoặc ắc quy Nguồn điện này phải đảm bảo cung cấp đủ năng lượng cho tất cả các đèn trong các tình huống khẩn cấp, tối thiểu trong thời gian một giờ, nhằm hỗ trợ quá trình di tản an toàn.
Hệ thống chiếu sáng sự cố hoạt động đồng thời với hệ thống chiếu sáng làm việc, hoặc tự động kích hoạt khi hệ thống chiếu sáng làm việc gặp sự cố mất điện.
Khi thiết kế hệ thống chiếu sáng, việc xác định mục đích sử dụng của khu vực cần chiếu sáng là yếu tố quan trọng hàng đầu Điều này giúp lựa chọn màu sắc và cường độ ánh sáng phù hợp, đảm bảo hiệu quả và tính thẩm mỹ cho không gian.
Trong các tòa nhà văn phòng, đèn huỳnh quang là lựa chọn chính, thường được lắp đặt ở khu vực làm việc với cấu trúc hình hộp gồm hai hoặc ba bóng song song nằm trên trần giả Khu vực hành lang và nhà vệ sinh sử dụng đèn có bộ phản quang hình chóp, với bóng đèn là loại sợi đốt hoặc huỳnh quang hình chữ U Đối với khu vực tiền sảnh, đèn sợi đốt – halogen được ưa chuộng.
Khi chọn độ rọi tiêu chuẩn, cần chú ý các yếu tố chính sau đây:
Kích thước vật cần phân biệt khi nhìn
Độ tương phản giữa vật và nền
- Khi độ chói của nền và vật khác nhau ít, độ tương phản nhỏ (khoảng 0,2)
- Khi độ chói của nền và vật khác nhau ở mức độ trung bình, độ tương phản trung bình (từ 0,2 đến 0,5)
- Khi độ chói của nền và vật khác nhau rõ rệt, độ tương phản lớn (khoảng 0,5) Mức độ sáng của nền:
- Nền xem nhƣ tối: khi hệ số phản xạ của nền 0,3
- Nền xem nhƣ sáng: khi hệ số phản xạ của nền > 0,3
- Khi dùng đèn huỳnh quang, không nên chọn độ rọi < 75 lux vì nếu thế sẽ tạo cho ta một cảm giác ánh sáng mờ tối
Khi xác định tiêu chuẩn độ rọi trong tính toán chiếu sáng cần phải lấy theo các chỉ số trong thang độ rọi
Sau khi chọn độ rọi tiêu chuẩn, cần nhân thêm hệ số dự trữ K dt trong quá trình tính toán chiếu sáng Hệ số này giúp điều chỉnh cho độ già cỗi của bóng đèn, bụi bẩn và tình trạng bề mặt phát sáng Thời gian sử dụng sẽ làm giảm tính chất phản xạ ánh sáng, do đó hệ số dự trữ K dt cũng phụ thuộc vào chu kỳ vệ sinh đèn.
Bảng 2.1 Hệ số dự trữ của các loại đèn (Trang 55 sách kỹ thuật chiếu sáng)
Hệ số dự trữ (kdt)
Số lần lau bóng đèn Đèn huỳnh quang Đèn nung sang
1 Các phòng có nhiều bụi khói, tro, bồ hóng 2 1,7 4 lần trong 1 tháng
2 Các phòng có bụi khói, tro, bồ hóng trung bình 1,8 1,3 5 lần trong 1 tháng
3 Các phòng có ít bụi khói, tro, bồ hóng 1,5 1,3 2 lần trong 1 tháng
+ Các yêu cầu của chiếu sáng ngoài trời:
Chiếu sáng ngoài trời đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ an ninh và hỗ trợ giao thông trong các nhà máy Khi thiết kế hệ thống chiếu sáng ngoài trời, cần xem xét các yếu tố như địa hình, lưu lượng giao thông, tính thẩm mỹ và ngân sách đầu tư để lựa chọn phương pháp chiếu sáng, độ rọi và cấu trúc phù hợp.
- Dùng trong chiếu sáng đường phố, công trường, những nơi cần chiếu hẹp, dài:
- Nếu phố rộng 8 – 10 m: Bố trí một dãy, một bên đường
- Nếu phố rộng 20 – 25 m: Bố trí một dãy giữa
- Nếu phố rộng 25m trở lên: Bố nhiều dãy
(Trang 145 sách thiết kế cấp điện nhà xuất bản khoa học kỹ thuật)
Mặt phẳng ngang có độ rọi lớn Tổn hao quang thông nhỏ Với khu vực nhỏ thì chi phí vận hành nhỏ
Khuyết điểm: Độ rọi ở mặt phẳng đứng nhỏ Tốn nhiều cột điện, dây điện Chi phí vận hành nhiều
- Dùng ở những khu vực lớn: Nhà ga, kho tàng, sân bay, trạm biến áp, đập nước,
- Đèn pha thường đặt trên các cột sắt hoặc cột gỗ Khoảng cách giữa các cột thường từ 150 đến 200m
- Nếu cần có độ rọi trên mặt phẳng đứng hoặc để chiếu sáng lưu động hoặc chiếu sáng tạm thời: Chiều cao đèn h = 10 15m
- Nếu cần chiếu sáng khoảng rộng Yêu cầu độ rọi lớn, vật đặt xa chân cột đèn pha: chiều cao đèn h = 20 30m hoặc cao hơn nữa
Ƣu điểm: Độ rọi trên mặt phẳng đứng lớn hơn mặt phẳng ngang, số cột và dây điện ít, chi phí bảo quản ít
Tổn hao quang thông lớn, có bóng tối với khu vực nhỏ, chi phí vận hành cao
2.1.3 Các đại lƣợng cơ bản của chiếu sáng:
Quang thông là lượng ánh sáng hữu ích trong hệ thống chiếu sáng, phản ánh tác động của bức xạ lên bộ thu chọn lọc (mắt) với độ nhạy cảm phổ được tiêu chuẩn hóa bằng hàm hiệu quả ánh sáng phổ tương đối Đơn vị đo quang thông là lumen.
+ Quang hiệu (lm/W): Quang hiệu đƣợc xác định bằng tỷ số quang thông phát ra trên công suất của nguồn sáng
+ Độ rọi E (lux): Độ rọi là mật độ quang thông rớt trên mặt phẳng đƣợc chiếu sáng
Lux kế là dụng cụ đo độ rọi
+ Độ chói – huy độ L (cd/m 2 ) Độ chói là tỷ số của chế độ ánh sáng theo hướng xác định trên diện tích biểu kiến của nguồn sáng đó
+ Độ trƣng M (lm/m 2 ) Độ trƣng là mật độ quang thông trên diện tích mặt phẳng phát sáng.
Các nguồn sáng
Hoạt động của bóng đèn dựa trên nhiệt độ của sợi dây tóc khi được đốt nóng Khi điện áp tác động lên dây tóc thay đổi, nhiệt độ đốt nóng cũng sẽ thay đổi, dẫn đến sự thay đổi trong độ phát quang của bóng đèn.
Đèn sợi đốt là lựa chọn lý tưởng cho các khu vực cần điều chỉnh độ sáng nhờ vào nút điều chỉnh điện áp Với nhiệt độ màu thấp, đèn sợi đốt rất phù hợp cho việc chiếu sáng ở mức thấp và trung bình trong các không gian dân cư Chúng thường được sử dụng trong các mục đích sinh hoạt như khách sạn và khu vui chơi, nhờ khả năng kết hợp hiệu quả với các bộ phận phản quang như đèn chùm và đèn chiếu hắt.
Nối trực tiếp vào lưới điện
Tạo ra màu sắc ấm áp dA
Hiệu suất chuyển đổi điện quang thấp hơn so với các loại đèn khác Hiệu quả phát sáng của đèn từ 10 đến 20 lm/w
Tính năng của đèn thay đổi đáng kể theo biến thiên điện áp nguồn
- Đặc tính hoạt động của đèn sợi đốt – Halogen tương tự như đèn sợi đốt
Đèn sợi đốt Halogen sử dụng sợi đốt trong môi trường khí Halogen, giúp tối ưu hóa hiệu suất chuyển đổi điện quang lên tới gần 90% Loại đèn này không chỉ mang lại ánh sáng mạnh mẽ mà còn có độ bền cao, trở thành lựa chọn phổ biến cho nhiều ứng dụng chiếu sáng.
Đèn sợi đốt nổi bật với độ chiếu sáng lớn, thường được sử dụng ở những khu vực có khoảng cách xa từ nguồn sáng đến bề mặt cần chiếu sáng, như tiền sảnh, hành lang, và chiếu hắt mỹ thuật bên ngoài nhà.
- Trong các khách sạn, các loại đèn sợi đốt - Halogen có công suất nhỏ, màu sắc ấm sẽ đƣợc dùng để trang trí mỹ thuật
2.2.3 Đèn hơi Natri áp suất thấp:
Đèn dạng ống, thường có hình chữ U, chứa Natri ở trạng thái lỏng khi nguội trong khí Neon, giúp kích hoạt ống bằng ánh sáng đỏ-da cam và cho phép Natri bay hơi.
- Đèn đƣợc sử dụng ở những nơi mà việc thể hiện màu không quan trọng hay dùng để chiếu sáng xa lộ
Đèn có hiệu quả phát sáng lên đến 190lm/W, vượt trội hơn so với các nguồn sáng khác Tuy nhiên, chỉ số màu của đèn là bằng không do ánh sáng tỏa ra chủ yếu là đơn sắc.
2.2.4 Đèn hơi natri áp suất cao:
Đèn có kích thước nhỏ, được thiết kế để duy trì nhiệt độ và áp suất ổn định, sử dụng vật liệu thủy tinh alumin và thạch anh, có khả năng chống ăn mòn bởi natri Ống đèn được chế tạo với hình dạng quả trứng hoặc hình ống có đuôi xoáy, đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.
- Đèn đƣợc sử dụng chủ yếu để chiếu sáng ngoài trời trong các vùng dân cƣ nhƣ đường phố, bến đỗ xe lớn, một số công trình thể thao
- Hiệu quả ánh sáng của đèn có thể đạt tới 120lm/W, nhƣng chỉ số màu của đèn thấp (R a 20)nên đèn có nhiệt độ thấp
Hoạt động của thiết bị dựa trên nguyên tắc phóng điện trong khí hiếm, nhờ vào sự va chạm của các hạt điện tích với lớp chất phát quang được phủ trên bề mặt bên trong ống thủy tinh Tùy thuộc vào các yếu tố khác nhau, hiệu suất và màu sắc ánh sáng phát ra có thể thay đổi.
Có 15 loại khí hiếm và các chất phát quang có thể được sử dụng để chế tạo đèn với nhiều màu sắc khác nhau Hiện nay, hai màu đèn phổ biến nhất là ánh sáng lạnh, thường được sử dụng trong các gia đình, và ánh sáng trắng ấm, giống như ánh sáng ban ngày, thường được lắp đặt trong các cao ốc.
Ánh sáng cao có hiệu quả từ 40 đến 95 lm/W và tuổi thọ lên tới 10.000 giờ Quang thông của đèn ổn định ngay cả khi điện áp lưới giảm, đồng thời độ chói cũng tương đối thấp.
Có thể tạo đƣợc nguồn sáng với những tập hợp quang phổ khác nhau Ít sinh nhiệt
Có ít loại công suất khác nhau
Để đảm bảo hiệu suất chiếu sáng tối ưu, cần trang bị thêm thiết bị phụ như chấn lưu và starter Độ sáng của đèn sẽ giảm nhanh chóng sau khoảng 100 giờ sử dụng, chỉ còn khoảng 85% so với mức ban đầu, trước khi ổn định trở lại.
Quang thông giảm nhiều ở cuối tuổi thọ đèn (còn khoảng 60%)
Các phương pháp tính toán chiếu sáng
2.3.1 Phương pháp hệ số sử dụng:
Quang thông của các đèn trong hệ thống chiếu sáng chung đồng điều được xác định dựa trên yêu cầu độ rọi cụ thể trên mặt phẳng nằm ngang, đồng thời tính đến sự phản xạ ánh sáng từ trần, tường và sàn.
- Không dùng phương pháp này để tính toán chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng ngoài trời
Theo tiêu chuẩn của Pháp, tập hợp các đèn phải phát xạ quang thông tổng là:
(Trang 69 kỹ thuật chiếu sáng của Dương Lan Hương)
+ S: Là diện tích của mặt hữu ích (m²) i i d d tong U U d S
+ E :Là độ rọi cuả mặt hữu ích (lux)
+ U: Là hệ số sử dụng
+ d và i : Là hiệu suất trực tiếp và gián tiếp
+ Ud và Ui : Là hệ số có ích trực tiếp và gián tiếp cuả bộ đèn
Chọn độ rọi ngang chung cho bề mặt làm việc ở độ cao trung bình 0.8 m so với sàn, với độ rọi này phụ thuộc vào bản chất địa điểm, môi trường chiếu sáng, thời gian sử dụng hàng ngày và tính chất công việc.
- Theo tiêu chuẩn IEC, độ rọi trung bình đòi hỏi với mọi địa điểm có tính đến tất cả các thông số trên là:
+ Đường đi, nhà kho, công việc không liên tục: 150 lux
+ Chế tạo và lắp ráp các thiết bị có kích thước lớn : 300 lux
+ Công việc hành chính, văn phòng : 500 lux
(Bảng B13 – Sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện )
Một số giá trị độ rọi của một số phòng:
Phòng làm việc, phòng đọc: E00lx
Phòng vẽ, thiết kế: EP0lx
Phòng kế toán, máy tính: E@0 lx
(Trang 55 kỹ thuật chiếu sáng của DƯƠNG LAN HƯƠNG)
Sự già hóa và cáu bẩn của đèn ảnh hưởng đến chất lượng quang học, do đó cần thay thế thiết bị để đảm bảo độ rọi đạt yêu cầu sau một năm sử dụng.
Mức độ hoạt động trong khu vực chiếu sáng ảnh hưởng đến sự giảm quang thông do bụi Cụ thể, tại các địa điểm sạch như văn phòng hay lớp học, quang thông giảm còn 0.9, trong khi ở các địa điểm công nghiệp như kho hoặc cơ khí, mức giảm quang thông là 0.8.
Không khí ô nhiễm (xưởng cưa, xưởng bột, ….) : 0.7
17 Để bù lại sự suy giảm này, cần phải dùng hệ số bù: 1.25 < d < 1.6
(Trang 55-56 sách kỹ thuật chiếu sáng của DƯƠNG LAN HƯƠNG)
Hệ số suy giảm quang thông là 1 =0,9
Hệ số suy giảm do bám bụi là 2 = 0,8
Suy ra , hệ số bù: d = 1,39
- Là tỷ số quang thông nhận đƣợc trên mặt hữu ích trên tổng số quang thông đi khỏi bộ đèn
Khi chọn chao đèn, chúng ta cần xác định các hệ số F i, từ đó có thể tính toán hệ trực tiếp d và hệ số gián tiếp i Dựa trên các hệ số này, ta có thể xác định cấp bộ đèn phù hợp.
(Trang 88-92 Kỹ thuật chiếu sáng)
- Chỉ số địa điểm:với 0.6 K 5
- Tỷ số treo : với h tt 2 h 1 và 0 j 1/3
Hệ số phản xạ trần, tường, sàn:
+ Màu sáng trắng, thạch cao trắng: 80%
+ Các màu rất sáng, màu trắng nhạt: 70%
+ Màu vàng, xanh lá cây sáng, màu xi măng: 50%
+ Các màu rực rỡ, gạch: 30%
Trong đó: a là chiều dài bề mặt hữu ích (m) h tt h j h
18 b là chiều rộng bề mặt hữu ích (m) h’ là khoảng cách từ trần đến đèn (m) h tt là chiều cao treo đèn so với bề mặt làm việc (m)
Tra cứu bảng hệ số có ích trong tài liệu kỹ thuật chiếu sáng (trang 101-106) giúp xác định hệ số có ích trực tiếp và gián tiếp của bộ đèn.
Căn cứ vào cấp bộ đèn ta sẽ xác định đƣợc hiệu suất trực tiếp và gián tiếp
- Sau khi tính toán, cần phải kiểm tra sai số quang thông:
Nếu (-10% 20%) thì chấp nhận đƣợc (trang 192 - Sách hệ thống cung cấp điện cuả Nguyễn Công Hiền và Nguyễn Mạnh Hoạch )
2.3.2 Phương pháp đơn vị công suất:
Phương pháp này sử dụng trị số đơn vị công suất có sẵn để xác định tổng công suất của tất cả các đèn trong chiếu sáng chung đồng đều mà không cần thực hiện các tính toán phức tạp Đặc biệt, trong các phòng có kích thước lớn, phương pháp này cho kết quả khá chính xác.
Để tính toán công suất hệ thống chiếu sáng, ngoài phương pháp hệ số sử dụng, còn có thể áp dụng phương pháp công suất riêng khi các bộ đèn được phân bố đều và chiếu sáng xuống mặt phẳng nằm ngang.
- Phương pháp này tuy gần đúng, nhưng cho phép ta tính toán tổng công suất của hệ thống chiếu sáng một cách dễ dàng
Để xác định công suất của hệ thống chiếu sáng, cần xem xét yêu cầu của đối tượng chiếu sáng, kích thước đối tượng, độ rọi và loại bộ đèn Từ đó, chúng ta sẽ chọn mật độ công suất phù hợp trên một đơn vị diện tích.
P riêng : Mật độ công suất trên một đơn vị diện tích
S : Diện tích cần chiếu sáng (m 2 )
Từ tổng công suất của hệ thống ta xác định số bộ đèn theo công suất
P bđ : Công suất của 1 bộ đèn
(Trang 140 sách thiết kế cấp điện nhà xuất bản khoa học kỹ thuật)
Ngoài hai phương pháp chiếu sáng truyền thống, còn có phương pháp điểm, được áp dụng khi đối tượng chiếu sáng không có hình dạng chữ nhật hoặc khi sử dụng ít nhất hai loại nguồn sáng khác nhau.
Người ta sử dụng phương pháp này khi đối tượng chiếu sáng không có dạng hình hộp chữ nhật hoặc có ít nhất hai loại nguồn sáng trở lên
Nguồn sáng điểm đối xứng tròn xoay:
+ Cho rằng tổng quang thông các đèn trong một bộ đèn là 1000lm Khi đó độ rọi đƣợc xác định gọi là độ rọi quy ƣớc E
+ Để xác định E có thể dùng đồ thị đường đẳng rọi được xây dựng đối với các loại đèn
Đối với các bộ đèn không có đồ thị các đường đẳng rọi, có thể áp dụng đồ thị cho những bộ đèn có cường độ ánh sáng đồng đều 100cd ở mọi phía.
Khi đó độ rọi tại điểm tính toán đƣợc xác định theo công thức:
E : Độ rọi được xây dựng trên đồ thị đẳng rọi có cường độ ánh sáng về mọi phía là 100cd (lx)
: Giá trị cường độ ánh sáng thực tế (cd)
Sau đó xác định tổng các độ rọi qui ƣớc của các đèn gần điểm tính toán
Tác dụng của đèn xa và các thành phần phản xạ được đánh giá thông qua hệ số phản xạ Kết quả của bài toán này phụ thuộc vào loại đèn và cách sắp xếp chúng Để tính toán quang thông và công suất trong bộ đèn sử dụng nguồn sáng điểm, cần áp dụng công thức cụ thể.
E : Giá trị độ rọi nhỏ nhất theo tiêu chuẩn (lx) k: Hệ số dự trữ
: Tổng giá trị độ rọi tại điểm tính toán của các bộ đèn có quang thông nguồn sáng 00lm
Hệ số điều chỉnh cho sự tác động của đèn xa và phản xạ nhiều lần trong quang thông thường được chọn trong khoảng từ 1,1 đến 1,2 Hệ số này phụ thuộc vào các yếu tố như hệ số phản xạ của các bề mặt, hình dạng đường phối quang, và số lượng bộ đèn được lựa chọn ở xa.
Để tính toán độ sáng E của bộ đèn, có thể áp dụng phương trình chung cho nguồn sáng điểm Tuy nhiên, để đơn giản hóa quá trình tính toán, việc sử dụng đồ thị các đường đẳng rọi trong hệ tọa độ h (độ cao treo đèn) và d (khoảng cách giữa các bộ đèn) là một phương pháp hiệu quả.
Khi tính toán quang thông, một trong những vấn đề quan trọng là xác định điểm E để tính toán Điểm này thường được đặt ở giữa phòng hoặc ở trung tâm của khu vực được giới hạn bởi bốn bộ đèn ở các góc.
Thiết kế chiếu sáng
Trong bài viết này, chúng tôi đã trình bày ba phương pháp tính độ rọi Để đảm bảo độ chính xác cao, phương pháp hệ số sử dụng sẽ được lựa chọn để tính toán độ rọi tại một điểm cụ thể, áp dụng cho cả nguồn sáng điểm và nguồn sáng dài.
Có nhiều phương pháp tính toán chiếu sáng, nhưng trong trường hợp của công ty này, chúng ta áp dụng phương pháp hệ số sử dụng theo tiêu chuẩn Pháp.
2.4.1 Nội dung thiết kế bao gồm:
Nghiên cứu về đối tƣợng chiếu sáng
Lựa chọn độ rọi yêu cầu
Lựa chọn chiều cao treo đèn
Xác định các thông số kỹ thuật ánh sáng
Xác định quang thông tổng của các bộ đèn
Xác định số bộ đèn
Phân bố các bộ đèn
Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc
Nghiên cứu về đối tƣợng chiếu sáng:
+ Đối tƣợng chiếu sáng đƣợc nghiên cứu theo các góc độ:
- Hình dạng, kích thước, các bề mặt, các hệ số phản xạ các bề mặt, màu sơn, đặc điểm và sự phân bố các đồ đạc, thiết bị
- Mức độ bụi, ẩm, rung, ảnh hưởng của môi trường
- Các đều kiện về khả năng phân bố và giới hạn
- Đặc tính cung cấp điện (nguồn ba pha, một pha )
- Loại công việc tiến hành
- Độ căng thẳng công việc
- Lứa tuổi người sử dụng
- Các khả năng và điều kiện bảo trì
+ Các yếu tố sau sẽ ảnh hưởng tới chọn hệ chiếu sáng:
- Yêu cầu của đối tƣợng chiếu sáng
- Đặc điểm, cấu trúc căn nhà và sự phân bố của thiết bị
- Khả năng kinh tế và đều kiện bảo trì
Lựa chọn độ rọi yêu cầu:
+ Việc chọn độ rọi yêu cầu phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Loại công việc, kích thước các vật, sự sai biệt của vật vào hậu cảnh
- Mức độ căng thẳng của công việc
- Lứa tuổi người sử dụng
+ Chọn nguồn chiếu sáng phụ thuộc :
Nhiệt độ màu của nguồn sáng theo biểu đồ Kruithof:
Tiêu chuẩn đầu tiên để chọn nguồn sáng nhằm đạt độ rọi trong môi trường tiện nghi được thể hiện qua biểu đồ Kruithof, tạo ra điều kiện tiên nghiệm cho tất cả các hệ thống chiếu sáng nhân tạo.
+ Các tính năng của nguồn sáng:
Hình1.2: Biểu đồ Kruithof Hình1.2: Biểu đồ Kruithof
- Đặc tính điện (điện áp, công suất), kích thước, hình dạng bóng đèn, đặc tính ánh sáng, màu sắc, tuổi thọ đèn
+ Chiếu sáng bình thường (Chiếu sáng làm việc):
- Là loại chiếu sáng thông thường hằng ngày
Việc di tản người ra khỏi khu vực xảy ra tai nạn cần được đảm bảo, đặc biệt khi hệ thống chiếu sáng bình thường bị mất Hệ thống chiếu sáng sự cố phải có khả năng hỗ trợ các hoạt động đảm bảo an toàn trong tình huống khẩn cấp.
Để đảm bảo hoạt động bình thường trong trường hợp sự cố, hệ thống chiếu sáng sự cố được thiết kế để thay thế cho hệ thống chiếu sáng thông thường Loại chiếu sáng này cho phép tiếp tục công việc hàng ngày, tùy thuộc vào đặc điểm thiết kế và thời gian mất điện Hệ thống chiếu sáng sự cố sẽ tự động hoạt động ngay khi hệ thống chiếu sáng dự phòng không còn hiệu lực.
+ Việc chọn bộ đèn dựa trên:
- Tính chất môi trường xung quanh
- Các yêu cầu về sự phân bố ánh sáng, sự giảm chói:
Để hạn chế sự loá mắt và giảm độ chói từ nguồn sáng, cần lựa chọn góc bảo vệ và chiều cao treo đèn phù hợp Độ chói cần được phân bố đồng đều trên bề mặt làm việc, điều này phụ thuộc vào các loại chiếu sáng, sự phân bố ánh sáng và cách bố trí đèn.
- Các cấp bộ đèn đã đƣợc phân chia theo tiêu chuẩn IEC
- Chọn theo yêu cầu kinh tế
Lựa chọn chiều cao treo đèn:
- Đặc điểm của đối tƣợng
+ Độ tương phản giữa vật và nền:
- Khi độ chói của vật và nền khác nhau ít, độ tương phản ít: khoảng 0,2
- Khi độ chói của nền và vật khác nhau ở mức độ trung bình, độ tương phản trung bình: khoảng 0,2 đến 0,5
- Khi độ chói của nền và vật khác nhau rõ rệt, độ tương phản lớn: khoảng 0,5 + Mức độ sáng của nền:
- Nền xem nhƣ tối: Khi hệ số phản xạ của nền 0,3
- Nền xem nhƣ sáng: Khi hệ số phản xạ của nền > 0,3
Xác định các thông số kỹ thuật ánh sáng:
+ Tính chỉ số địa điểm: Đặc trưng cho kích thước hình học của địa điểm:
(Trang 60 Kỹ thuật chiếu sáng của Dương Lan Hương)
Với: a,b: Chiều dài và rộng của căn phòng (m)
- h tt : Chiều cao tính toán : h tt =h - (h lv + h’)
- h lv : Độ cao của bàn làm việc so với đất, thường lấy bằng 0,8
- h’ : khoảng cách từ đèn đến trần (m)
- Chọn hệ số suy giảm quang thông 1 : Tuỳ theo loại bóng đèn
- Chọn hệ số suy giảm quang thông do bụi bẩn 2 : Tuỳ thuộc theo mức độ bụi, bẩn, loại khí hậu, mức độ kín của các bộ đèn
(Trang 55 Kỹ thuật chiếu sáng của Dương Lan Hương)
Nếu h_tt là chiều cao của nguồn so với bề mặt hữu ích và h' là khoảng cách từ đèn đến trần, ta có thể xác định tỷ số treo j bằng cách sử dụng công thức phù hợp.
(Trang 83 Kỹ thuật chiếu sáng của Dương Lan Hương)
+ Thông thường nên chọn h’ cực đại bởi vì:
- Các đèn có công suất lớn hơn và do đó có hiệu quả ánh sáng tốt hơn
- Các đèn có thể cách xa nhau hơn, do đó làm giảm số đèn
Đối với chiếu sáng bán trực tiếp, chiếu sáng hỗn hợp hoặc tại các khu vực công nghiệp có chiều cao lớn, cần thiết phải xác định chiều cao treo đèn hợp lý Điều này giúp tối ưu hóa việc phản chiếu ánh sáng lên trần và giảm thiểu thể tích chiếu sáng không cần thiết, tập trung vào những khu vực thực sự hữu ích.
+ Xác định hệ số sử dụng:
Dựa vào các thông số như loại bộ đèn, tỷ số treo, chỉ số địa điểm, và hệ số phản xạ của trần, tường, sàn, chúng ta có thể xác định giá trị hệ số sử dụng từ các bảng có sẵn của các nhà chế tạo.
Khi bộ đèn không có tổng giá trị hệ số sử dụng, chúng ta cần xác định cấp của bộ đèn và tra cứu giá trị hữu ích trong các catalog về chiếu sáng Dựa trên thông tin này, ta có thể xác định hệ số sử dụng U.
Xác định quang thông tổng yêu cầu:
Quang thông (lumen, lm) là đơn vị đo lường cường độ sáng của một nguồn phát sáng theo mọi hướng, tương ứng với đơn vị cường độ sáng Candela Lumen được xác định là quang thông phát ra từ nguồn sáng trong một góc mở bằng một steradian Nhờ vào sự phân bố cường độ ánh sáng của nguồn sáng trong không gian, ta có thể suy ra giá trị quang thông của nó.
Người ta định nghĩa mật độ quang thông rơi trên một bề mặt là độ rọi, có đơn vị là lux: hoặc 1 lux = 1 lm/m 2
Khi ánh sáng trên bề mặt không đồng đều, cần tính toán độ rọi trung bình bằng cách lấy trung bình số học ở các điểm khác nhau Dưới đây là một số giá trị thông thường khi sử dụng chiếu sáng tự nhiên hoặc nhân tạo.
Ngoài trời buổi trƣa trời nắng: 100.000 lx
Phố đƣợc chiếu sáng: 20 50 lx
Ta có biểu thức xác định quang thông tổng yêu cầu:
E tc : Độ rọi lựa chọn theo tiêu chuẩn (lx)
S : Diện tích bề mặt làm việc (m 2 )
yc : Quang thông tổng của các bộ đèn (lm)
Số bộ đèn được xác định bằng cách chia quang thông tổng cho quang thông của một bộ đèn Tùy thuộc vào số lượng đèn tính toán được, có thể làm tròn lên hoặc xuống để dễ dàng phân chia thành các dãy Tuy nhiên, việc làm tròn không được vượt quá khoảng cho phép từ -10% đến 20%, nếu không sẽ không đảm bảo độ rọi yêu cầu, dẫn đến tình trạng quá cao hoặc quá thấp.
:Tổng quang thông các bóng trong 1 bộ đèn
Khi lựa chọn bộ đèn, nếu ta quyết định chọn số lượng bộ đèn trước, thì thông số cần xác định sẽ là quang thông của từng bộ đèn.
Kiểm tra sai số quang thông không đƣợc vƣợt quá khoảng cho phép: (-10% 20%)
(Trang 192 - Sách hệ thống cung cấp điện của Nguyễn Công Hiền và Nguyễn Mạnh Hoạch nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2001)
Sai số quang thông đƣợc tính :
Phân bố các bộ đèn:
+ Dựa trên các yếu tố:
Phân bố cho độ rọi đồng đều và tránh chói
Đặc điểm kiến trúc của đối tƣợng, phân bố đồ đạc
Thoả mãn các yêu cầu về khoảng cách tối đa giữa các dãy và giữa các đèn trong một dãy
Dễ vận hành và bảo trì
Có thể phân bố đèn theo hình chữ nhật
- Đối với đèn huỳnh quang X là khoảng cách theo chiều ngang giữa hai bộ đèn kế nhau
Y là khoảng cách theo chiều dài giữa hai tâm đèn
Do đặc điểm phân bố ánh sáng của đèn huỳnh quang có chiều ngang lớn hơn chiều dọc, cần bố trí đèn với tỉ lệ X > Y để đảm bảo ánh sáng được phân bố đều Đối với các nguồn sáng hình cầu, tỉ lệ khoảng cách giữa chiều ngang và chiều dọc của đèn là 1,5.
Ngoài ra còn có thể phân bố đèn theo hình bàn cờ
Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc :
Cần kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc ban đầu và sau một năm ứng với số bộ đèn ta lựa chọn:
(Trang 60 Kỹ thuật chiếu sáng)
2.4.2 Áp dụng tính chiếu sang cho Công ty bút bi Bến Nghé
Ta chia thành các khu vực nhỏ ứng với tính chất công việc của từng bộ phận trong nhà máy để thuận tiện cho việc tính toán chiếu sáng
Gồm các khu vực sau:
Trần: Trắng sáng Hệ số phản xạ trần tr = 0,8
Tường: Sáng nhạt Hệ số phản xạ tường tg = 0,7
Sàn: Vàng sậm Hệ số phản xạ sàn s = 0,3
Chọn loại bóng đèn :Huỳnh quang màu trắng 84 của hãng Claude (Trang 74 “
Kỹ Thuật Chiếu sáng” Nhà xuất Bản khoa Học và Kỹ Thuật)
P 6 w, Tm= 4000k, chỉ số màu Ra = 85, quang thông = 3350 lm
Chọn bộ đèn : Loại DI2L 36 ( Trang 153 “ Kỹ Thuật Chiếu sáng” Nhà xuất Bản khoa Học và Kỹ Thuật), có 2 bóng trong một bộ
Cấp bộ đèn: 0,54 D + 0.24 T bđ g00 lm Độ rọi yêu cầu: E TC = 300 lx
Chọn hệ chiếu sáng: Chung đều
Chọn nhiệt độ màu: Tm = 3000 4200 K (Theo biểu đồ Kruithof hình 3.2 trang 32 “kỹ thuật chiếu sáng”nhà xuất bản Khoa Học Kỹ Thuật.)
Quang thông của bộ đèn: bóngđèn = 2x3350= 6700 lm
Phân bố các bộ đèn:
Bề mặt làm việc: h lv = 0,8 m
Chiều cao treo đèn so với bề mặt làm việc: h tt = 4 – 0,8 = 3,2 m
Chọn hệ số suy giảm quang thông: 1 = 0,9
Chọn hệ số suy giảm do bám bụi: 2 = 0,8
Hệ số có ích cấp D: u d = 0,86
Hệ số có ích cấp T: u i = 0.63
(Trang 123-130 Kỹ thuật chiếu sáng)
Xác định số bộ đèn:
Kiểm tra sai số quang thông:
Phân bố các bộ đèn thành 2 dãy, mỗi dãy 2 bộ (nhƣ hình vẽ)
Gọi x là khoảng cách giữa hai tâm đèn kế tiếp nhau trong một dãy và p là khoảng cách từ tim đèn một dãy đến tường
Gọi y là khoảng cách hai dãy, và q là khoảng cách từ dãy ngoài cùng đến tường: 2y = 5 y = 2,5(m); q = y/2 = 1,25 (m)
H1.3 Bố trí đèn phòng giám đốc
Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc: lx
Trần: Trắng sáng Hệ số phản xạ trần tr = 0,8
Tường: Sáng nhạt Hệ số phản xạ tường tg = 0,7
Sàn: Vàng sậm Hệ số phản xạ sàn s = 0,3 Độ rọi yêu cầu: E tc = 350 lx
Chọn hệ chiếu sáng: Chung đều
Chọn nhiệt độ màu: Tm = 3000 4200 K
Chọn bóng đèn huỳnh quang màu trắng 84 của hãng Claude:
Số đèn trong một bộ: 2 bóng
Quang thông của bộ đèn: bóngđèn = 2x3350= 6700 lm
Phân bố các bộ đèn:
Chiều cao treo đèn so với bề mặt làm việc: h tt = 4 – (0,8 + 0) = 3.2 m
Chọn hệ số suy giảm quang thông: 1 = 0,9
Chọn hệ số suy gảm do bám bụi: 2 = 0,8
Hệ số có ích cấp D: u d = 0.86
Hệ số có ích cấp T: u i = 0,63
Xác định số bộ đèn:
Kiểm tra sai số quang thông:
Phân bố các bộ đèn thành 3 dãy, mỗi dãy 2 bộ (nhƣ hình vẽ)
Gọi x là khoảng cách giữa hai tâm đèn kế tiếp nhau trong một dãy và p là khoảng cách từ tâm đèn một dãy đến tường
Gọi y là khoảng cách hai dãy và q là khoảng cách từ dãy ngoài cùng đến tường: 3y = 6 y = 2 (m)
H 1.4 Bố trì đèn phòng kinh doanh
Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc: lx
2.4.2.3 Phòng kế hoạch điều phối:
Trần: Trắng Hệ số phản xạ trần tr = 0,7
Tường: Vàng nhạt Hệ số phản xạ tường tg = 0,5
Sàn: Vàng sậm Hệ số phản xạ sàn s = 0,3 Độ rọi yêu cầu: E tc = 300 lx
Chọn hệ chiếu sáng: Chung đều
Chọn nhiệt độ màu: Tm = 3000 4200 K
Chọn bóng đèn huỳnh quang màu trắng 84 của hãng Claude:
Số đèn trong một bộ: 2 bóng
Quang thông của bộ đèn: bóngđèn=2x3350= 6700 lm
Phân bố các bộ đèn:
Chiều cao treo đèn so với bề mặt làm việc: h tt = 4 – (0,8 + 0) = 3,2 m
Chọn hệ số suy giảm quang thông: 1 = 0,9
Chọn hệ số suy gảm do bám bụi: 2 = 0,8
Hệ số sử dụng, ta có: U = d u d + i u i
Hệ số có ích cấp D: u d = 0,9
Hệ số có ích cấp T: u i = 0,58
Xác định số bộ đèn:
Kiểm tra sai số quang thông:
Phân bố các bộ đèn thành 4 dãy, mỗi dãy 2 bộ (nhƣ hình vẽ):
Gọi x là khoảng cách giữa hai tâm đèn kế tiếp nhau trong một dãy và p là khoảng cách từ tâm đèn đầu dãy đến tường
Gọi y là khoảng cách hai dãy và q là khoảng cách từ dãy ngoài cùng đến tường: 4y = 10 y = 2.5(m)
Hình 1.5 Bố trí đèn phòng kế hoạch
Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc:
Đối với các phòng còn lại, ta tính tương tự như trên và được kết quả như (bảng 2.2) dưới đây:
Bảng 2.2 Bảng phân bố đèn các khu vực
Số thứ tự Tên Phòng Diện tích
Số bộ đèn (bộ) Phân bố
3 Hành chánh & nhân sự 8 x 5 300 4 2 bộ/1dãy
4 Điều phối & kế hoạch 8x10 300 9 3 bộ/1dãy
5 Khu trƣng bày 10 x 5 300 6 3 bộ/1dãy
7 Kế toán & vật tƣ 10 x 5 300 6 3 bộ/1dãy
8 Xưởng cơ khí 27 x 10 150 15 5 bộ/1dãy
12 Phòng bơm mực 8.5 x 5 150 3 3 bóng /1dãy
13 Khu máyLắp ráp 8.5 x 5 150 3 3bóng/1dãy
14 Kho hóa chất 8 x 4 100 3 3 bộ /1dãy
16 Kho nguyên liệu 10 x 4 100 4 4 bộ /1dãy
19 Khu vực nấu sáp 8 x 4 150 3 3 bộ /1dãy
23 Kho thành phẩm 26 x 8 100 8 4 bộ /1 dãy
24 Khu lắp ráp bằng băng 30 x 10 150 27 9 bộ /1 dãy
25 Lắp ráp bằng tay 32 x 26 150 70 10 bóng/1 dãy
2.4.3 Phụ tải chiếu sáng bên trong công ty
+ Phụ tải chiếu sáng đƣợc tính nhƣ sau:
P đm1bộ = P đmballast + P đmbóng = 1,25P đmbóng
(với P đm ballast = 25 % Pđm bóng)
P tt1bộ = K sd x P đm1bộ
Q tt1bô =P tt1bộ x tg
Lúc đó: Đối với đèn huỳnh quang ta chọn cos= 0,8 tg 0 75
(Trang 29 “giáo trình cung cấp điện” nhà xuất bản giáo dục) Áp dụng công thức trên ta tính công suất cho phòng giám đốc
P đm1bộ = P đmballast + P đmbóng = 1,25P đmbóng =1.25 x 36 E(W)
P tt1bộ = K sd x P đm1bộ = 1 x 45 (W)
Do trong một bộ đèn có 2 bóng và hai ballast nên:
Q tt1bô =P tt1bộ x tg= 360x 0.75 = 270(VAR)
Tính toán tương tự ta có kết quả như (bảng 2.3) sau:
Bảng 2.3 Bảng phụ tải chiếu sang
Số bộ đèn (bộ) P1bóng
3 Hành chánh và nhân sự 4 36 360 0.8/0.75 270
24 Lắp ráp bằng băng tải 24 36 2160 0.8/0.75 1620
Vậy công suất tính toán chiếu sáng trong nhà là:
2.4.4 Phụ tải chiếu sáng ngoài trời:
Ta gắn thêm 1 số bóng huỳnh quang 40W cho các khu vực sau:
Ngoài cổng chính và cổng sau gắn thêm 4 bóng đèn cao áp 250w đế chiếu sáng cổng và khu bốc xếp
Ta có bảng tổng hợp sau:
Bảng 2.4 Bảng phụ tải chiếu sáng ngoài trời máy
Vậy công suất tính toán của chiếu sáng ngoài trời là:
Vậy tổng công suất biểu kiến chiếu sáng trong công ty là:
Tổng công suất tác dụng của phụ tải chiếu sáng là:
Tổng công suất phản kháng của phụ tải chiếu sáng là:
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI LẠNH VÀ Ổ CẮM
Tính toán phụ tải lạnh
Thành phố Hồ Chí Minh có khí hậu nóng ẩm, dẫn đến nhu cầu sử dụng điều hòa không khí cao trong các công trình công cộng như thư viện, nhà hát, siêu thị, khách sạn và văn phòng Công ty TNHH Văn phòng phẩm và bút bi Bến Nghé không chỉ phải đáp ứng phụ tải động lực cho các động cơ và chiếu sáng, mà còn phải chú trọng đến phụ tải lạnh, tiêu thụ một lượng điện năng lớn từ hệ thống điều hòa không khí.
Hệ thống điều hòa không khí được thiết kế để tạo ra môi trường thuận lợi cho con người, duy trì lượng không khí tươi sạch và liên tục loại bỏ khí độc như CO2 ra ngoài Nó hoạt động hiệu quả mà không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của điều kiện khí hậu bên ngoài.
Thành phố Hồ Chí Minh tọa lạc tại 10,240 độ vĩ Bắc và 106,400 độ kinh Đông, với khí hậu tương đối ổn định Khi tính toán phụ tải lạnh cho hệ thống điều hòa không khí, cần lưu ý một số yếu tố quan trọng để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.
Nhiệt độ trung bình của cả năm tương đối cao (từ 26 0 C 29 0 C) Độ ẩm trung bình cả năm khá cao = 78%
Thời tiết chia làm hai mùa: Mùa nắng và mùa mƣa, không có mùa giá rét
Nhƣ vậy ta chỉ tính toán phụ tải lạnh đối với hệ thống điều hòa không khí chỉ có làm lạnh
Để tính toán phụ tải điều hòa cho nhà máy, cần chú ý đến các phòng có chứa động cơ điện Lượng nhiệt thừa phát ra từ động cơ được xác định dựa trên các động cơ điện và cụm chi tiết nằm trong không gian cần điều hòa.
Công suất P và hiệu suất của động cơ điện ảnh hưởng đến lượng nhiệt thừa phát ra trong không gian cần điều hòa Tất cả năng lượng cung cấp cho động cơ đều được chuyển hóa thành nhiệt và trao đổi với không khí, do đó lượng nhiệt thừa từ hoạt động của động cơ điện được tính bằng công thức P/.
- Động cơ điện nằm ở bên ngoài, còn cụm chi tiết đƣợc dẫn động nằm ở bên trong không gian cần điều hòa
- Lƣợng nhiệt thừa phát ra từ sự hoạt động của động cơ điện chính là công suất
- Động cơ điện nằm ở bên trong, còn cụm chi tiết đƣợc dẫn động nằm ở bên ngoài không gian cần điều hòa:
Do vị trí động cơ điện và cụm chi tiết đảo ngƣợc lại với nhau nên lƣợng nhiệt thừa mà ta cần xác định là: (1-) x P/
Năng lượng tiêu thụ bởi động cơ điện là chi phí thực sự khi động cơ hoạt động, đặc biệt là khi ở chế độ định mức Tuy nhiên, khi động cơ hoạt động ở chế độ dưới tải hoặc quá tải, cần phải đo dòng điện để xác định mức tải chính xác Trong môi trường có nhiều thiết bị sử dụng động cơ điện, việc theo dõi mức tiêu thụ năng lượng là rất quan trọng, vì lượng nhiệt thừa phát ra từ động cơ sẽ góp phần đáng kể vào tổng nhiệt thừa trong không gian làm việc.
3.1.2 Chọn các thông số về nhiệt độ và độ ẩm
Tp.Hồ Chí Minh có hai mùa:
- Mùa khô kéo dài từ tháng 12 đến tháng 5
- Mùa mƣa kéo dài từ tháng 6 đến tháng 11
Cho nên theo sách “Hệ thống điều hòa không khí và thông gió”, nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2001
Ta chọn đƣợc các thông số sau:
Nhiệt độ nhiệt kế khô: t N = 33,90C
Nhiệt độ nhiệt kế ƣớt: t U = 290C
Tra ẩm đồ t-d, ta có:
+ Nhiệt độ đọng sương: t ĐS = 27 0C
+ Độ chứa hơi: d N = 24,3 (g/kg không khí khô)
Điều hòa không khí cần thiết phải duy trì nhiệt độ và độ ẩm phù hợp để mang lại sự thoải mái cho con người trong không gian được điều chỉnh.
Nghiên cứu cho thấy con người cảm thấy thoải mái nhất trong khoảng nhiệt độ 22-27°C và độ ẩm tương đối 50-55% Dựa trên các thông số này cùng với khí hậu của TP Hồ Chí Minh, chúng ta xác định các điều kiện lý tưởng cho không gian cần điều hòa.
Tra ẩm đồ t-d ta có:
+ Độ ẩm tương đối trong phòng T = 55%
+ Độ chứa hơi dT = 10,5 (g/kg không khí khô)
3.1.3 Phương pháp xác định năng xuất lạnh của máy điều hòa không khí:
Để tính toán phụ tải cho điều hòa không khí, có hai phương pháp chính: một là xác định tất cả các lượng nhiệt thừa phát sinh trong không gian cần điều hòa, và hai là sử dụng phương pháp đơn vị công suất để tính toán một cách tương đối chính xác.
Phương pháp 1 (Phương pháp xác định tất cả các lượng nhiệt thừa phát sinh trong không gian cần điều hoà không khí)
Năng suất lạnh (Q0) của máy điều hòa không khí là tổng nhiệt thừa (Q) cần loại bỏ từ không gian cần điều hòa, cộng với nhiệt do tổn thất thông gió (Q FAF) Do đó, năng suất lạnh bao gồm cả hai yếu tố này.
Q 0 = Q + Q FAF = ( Q hf + Q af + Q hN + Q aN ) + Q FAF
- Q hf : Là lƣợng nhiệt thừa của phòng, (W)
- Q af : Là lƣợng nhiệt ẩn toả ra của phòng, (W)
- Q hN :Là lượng nhiệt hiện do không khí tươi từ ngoài trời đưa vào phòng, (W)
- Q aN : Là lượng nhiệt ẩn do không khí tươi từ ngoài trời đưa vào phòng, (W)
- Q FAF : Là lƣợng nhiệt do tổn thất thông gió, (W)
Xác định lƣợng nhiệt thừa của phòng Q hf
Lƣợng nhiệt thừa của phòng Qhf gồm:
- Q 1 là nhiệt hiện do bức xạ mặt trời qua cửa kính vào phòng, (W)
- Q 2 là nhiệt bức xạ mặt trời qua mái và trần, (W)
- Q 3 là nhiệt hiện truyền qua sàn, (W)
- Q 4 là nhiệt hiện truyền qua tường, (W)
- Q 5 là nhiệt hiện do người toả ra, (W)
- Q 6 là nhiệt hiện toả ra từ đèn chiếu sáng, (W)
- Q 7 là nhiệt hiện toả ra từ các dụng cụ điện, (W)
Nhiệt bức xạ mặt trời qua kính vào phòng Q 1
R là lượng bức xạ mặt trời xuyên qua kính vào không gian điều hòa, phụ thuộc vào hướng, vĩ độ, thời gian trong ngày và tháng Giá trị R được xác định theo tài liệu trong sách “Hệ thống điều hòa không khí và thông gió”, xuất bản năm 2001 (W/m²).
Các hệ số hấp thụ, xuyên qua và phản xạ của kính và màn che được ký hiệu lần lượt là αk, τk, ρk cho kính và αm, τm, ρm cho màn che Những hệ số này được trình bày trong sách “Hệ thống điều hòa không khí và thông gió”, do nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật phát hành năm 2001.
- S là diện tích bề mặt kính, (m 2 )
+ Khung gỗ: S = 0.85S’ (S’ là diện tích của kính và khung)
- c là hệ số ảnh hưởng ở độ cao H (m) nơi đặt kính so với mặt nước biển, được tính theo công thức
Vì Tp.Hồ Chí Minh nằm ở độ cao gần bằng mặt nước biển nên c 1
Hệ số ảnh hưởng của độ chênh lệch giữa nhiệt độ đọng sương (tđs) và nhiệt độ đọng sương của không khí ở mặt nước biển được xác định thông qua một công thức cụ thể.
- mm là hệ số mây mù:
+ Khi trời không có mây mm : = 1
+ Khi trời có mây: mm = 0,85
- kh là hệ số ảnh hưởng của khung cửa kính
+ Khung kính bằng gỗ: kh = 1
+ Khung kính bằng kim loại: kh = 1,17
Hệ số kính m, phụ thuộc vào sắc màu của kính, được trình bày trong sách “Hệ thống điều hòa không khí và thông gió” do nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật phát hành năm 2001.
Hệ số mặt trời ( r) có tác động đáng kể đến hiệu suất của kính khi có màn che bên trong Thông tin chi tiết về r được trình bày trong sách “Hệ thống điều hòa không khí và thông gió”, xuất bản năm 2001 bởi Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.
Nhiệt bức xạ mặt trời qua trần nhà Q 2
