4.1.1. Chọn cụm dàn lạnh
Để chọn đƣợc dàn lạnh hợp lý nhất cho hệ thống ta cần dựa vào 2 thơng số chính sau đây:
- Năng suất lạnh yêu cầu. - Năng suất giĩ yêu cầu.
Năng suất lạnh cho trong các Catogog thƣơng mại của các nhà sản xuất là năng suất lạnh Danh định, ở chế độ vận hành tiêu chuẩn do nhà sản xuất đề ra nhƣ:
- Chênh lệch độ cao giữa dàn nĩng và dàn lạnh bằng 0. - Các thơng số trạng thái của khơng khí:
+ Trong nhà: Nhiệt độ bầu khơ: 27 0C, nhiệt độ bầu ƣớt 190
C. + Ngồi nhà: Nhiệt độ bầu khơ: 35 0C.
Trong thực tế ở điều kiện hoạt động cụ thể của từng cơng trình thì các chế độ trên đều khác. Chênh lệch độ cao giữa dàn nĩng và dàn lạnh là khác 0, các chế độ của khơng khí trong và ngồi nhà đều khác so với chế độ tiêu chuẩn. Do đĩ cần phải chọn dàn lạnh sao cho phù hợp với điều kiện hoạt động thực tế của cơng trình.
Yêu cầu đặt ra khi chọn dàn lạnh là: Qott ≥ Qoyc Trong đĩ:
Qott: Năng suất lạnh thực tế của dàn lạnh ở chế độ vận hành. Qoyc: Năng suất lạnh yêu cầu của khơng gian điều hịa.
Thơng thƣờng năng suất lạnh thực tế của dàn ở chế độ vận hành là giá trị hiệu chỉnh của năng suất lạnh tiêu chuẩn cho trong Catogog kỹ thuật của nhà sản xuất bằng các hệ số:
Qott = α . Qotc Trong đĩ:
Qotc: Năng suất lạnh dạnh định của dàn lạnh ở chế độ tiêu chuẩn (lấy theo Catogog).
α: Hệ số hiệu chỉnh, phụ thuộc vào điều kiện vận hành cụ thể (và thƣờng cho trong Catogog kỹ thuật hoặc theo kinh nghiệm), α = α1 . α2
α1: Hệ số hiệu chỉnh theo chiều dài ống gas và chênh lệch độ cao giữa dàn nĩng với dàn lạnh.
α2: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ trong phịng và nhiệt độ ngồi trời theo điều kiện chuẩn.
Cơng trình hiện sử dụng máy mĩc và các thiết bị phụ kiện dùng cho hệ thống điều hịa khơng khí tồn bộ là của hãng MITSUBISHI. Đây là một tập đồn lớn chủ yêu đầu tƣ kinh doanh vào các lĩnh vực sản xuất sản phẩm tiêu dùng cao cấp phục vụ cho con ngƣời, đặc biệt về lĩnh vực phƣơng tiện giao thơng và điện tử điện lạnh…Trong đĩ lĩnh vực về điện tử điện lạnh đang ngày càng đƣợc phát triển và mở rộng với sự xuất hiện của hàng loạt sản phẩm mới với nhiều tính năng vƣợt trội.
Đặc biệt trong đĩ Mitsubishi Heavy Industries đã đƣa ra hệ thống điều hịa khơng khí với nhiều kiểu dáng, cĩ bộ biến tần ecolution VRF mang nhãn hiệu KX4. KX4 đạt đƣợc hiệu suất cao và độ tin cậy cao nhất thơng qua các thiết kế đặc sắc và độc đáo.
- Sản phẩm cơng nghiệp dẫn đầu về hiệu suất năng lƣợng:
+ Chỉ số hiệu suất (CoP) của KX4 cao nhất sẽ đảm bảo giảm đƣợc chi phí điện năng tiêu thụ, chi phí vận hành và giảm tác động ảnh hƣởng đến mơi trƣờng.
- Một số thiết kế đặc sắc và phát triển về kỹ thuật đã đem lại cải tiến lớn lao về mặt hiệu suất:
+ Sử dụng mơi chất lạnh R410A, là loại mơi chất cĩ điện thế khử OZONE bằng khơng, cĩ tính chất trao đổi nhiệt tốt, cĩ tỉ trọng cao nên giảm đƣợc đƣờng kính ống trong bộ trao đổi nhiệt và hệ thống đƣờng ống liên kết, giảm lƣợng mơi chất.
+ Một số cải biến khi chế tạo máy nén làm tăng thêm hiệu suất sử dụng và hiệu suất tiết kiệm năng lƣợng.
+ Các chi tiết khác cũng đƣợc biến nhƣ: mơ tơ dùng cho quạt dàn nĩng, van tiết lƣu điện tử….
- KX4 tạo ra cơng suất cao nhất cho dàn nĩng đơn, cĩ nhiều dàn lạnh đƣợc kết nối hơn (48 dàn).
- Chiều dài đƣờng ống cho phép dài hơn. Chênh lệch độ cao giữa dàn nĩng và dàn lạnh 50 m, chiều dài đƣờng ống cĩ thể đạt 160 m, tổng chiều dài các đƣờng ống trong hệ thống đạt 510 m.
- KX4 cĩ phạm vi tùy chọn rộng rãi về điều hịa khơng khí, bao gồm: hệ thống điều khiển hữu tuyến cĩ bộ định thời hàng tuần theo tiêu chuẩn, hệ thống điều khiển kiểm tra vận hành trung tâm cĩ màn ảnh hiển thị và quan sát đƣợc…
- KX4 cĩ thể hoạt động đƣợc ở cả 2 chế độ sƣởi ấm và làm lạnh.
- KX4 cĩ nhiều model với các năng suất từ thấp đến cao giúp cho ngƣời sử dụng dễ dàng lựa chọn.
Tính ví dụ cho tầng 1 khách sạn:
Từ kết quả tính tốn tải nhiệt mục ta cĩ: Tổng phụ tải lạnh của tầng là:
Qo = 47096,93 (W) = 47,09693 (kW).
- Hệ số hiệu chỉnh chiều dài ống gas:
+ Do tồn bộ các tầng đều đƣợc bố trí cụm dàn nĩng ngay tại tầng 6. Khoảng cách giữa dàn nĩng và dàn lạnh tầng 1 là: Hp = 16 m.
+ Xác định chiều dài tƣơng đƣơng đƣờng ống gas: Lt = lc . 0,5 + ln
Lt = 40 . 0,5 + 7 = 27 m Trong đĩ:
Lt : Chiều dài tƣơng đƣơng tổng, m
lc: Chiều dài tƣơng đƣơng đƣờng ống chính, m ln: Chiều dài tƣơng đƣơng sau chẽ nhánh, m
Do khơng cĩ Catalogue kỹ thuật của hãng Mutsubishi nên ta cĩ thể dựa vào hình 5.4.[1]ta cĩ thể chọn định hƣớng α1 = 0,95
- Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ trong phịng và nhiệt độ ngồi trời:
+ Điều kiện vận hành: tT = 250C, tN = 33,70C
Theo bảng 5.9.[1]ta chọn đƣợc hệ số hiệu chỉnh năng suất lạnh là: α2 = 0,97. Vậy hệ số hiệu chỉnh năng suất lạnh là:
α = α1 . α2
= 0,95 . 0,97 = 0,9215
Do đặc điểm kiến trúc của cơng trình là các tầng đƣợc thiết kế với chiều cao 4m nên khoảng trống giữa trần giả và trần nhà tƣơng đối lớn, nên ta chọn các dàn lạnh kiểu “FDURA âm trần – loại ống giĩ nằm ngang”.
Hình 5.1. Dàn lạnh FDk âm trần.
Theo Catalogue “Hệ thống điều hịa khơng khí biến tần VRF – KX4” của hãng Mitsubishi ta cĩ đƣợc đặc tính các dàn lạnh FDURA sẽ sử dụng cho tịa nhà nhƣ sau:
Bảng 4.1. Thơng số đặc tính các dàn lạnh sử dụng cho cơng trình là: Danh mục FDURA45 KXE4R FDURA56 KXE4R FDURA71 KXE4R FDURA90 KXE4R
Cơng suất lạnh biểu
kiến kW 4,5 5,6 7,1 9,0
Cơng suất sƣởi biểu
kiến kW 5,0 6,3 8,0 10,0
Tổng cơng suất làm
lạnh UK kW 3,88 4,83 6,12 7,76
Cơng suất làm lạnh
cảm biến UK kW 3,72 4,63 5,68 7,45
Nguồn điện 1 Phase 220-240V, 50Hz
Mức ồn dB(A) Hi:40,Lo:36 Hi:41,Lo:37 Hi:42, Lo:37 Kích thƣớc ngồi HxWxD mm 295x850x650 350x1370x650 Trọng lƣợng tịnh Kg 39 40 63 Dịng khí (tiêu chuẩn) CMM Hi:17, Lo:13,5 Hi:21, Lo:17 Hi:25,
Lo:18,5 Hi:34 Lo: 27
Áp suất tĩnh Pa Tiêu chuẩn:50, tốc độ cao:
85 Tiêu chuẩn:50, tốc độ cao: 130
Khí sạch đầu vào Cĩ thể thực hiện
Lƣới lọc khí Polypropylene net x1 (Cĩ thể giặt đƣợc) Điều kiển từ xa Hữu tuyến: RC-E1R . Vơ tuyến: RCND-KIT-HER Điều kiện lắp đặt kích cỡ ống in(m) ống dịch: Ø1/4”(6,35) ống gas: Ø1/2”(12,7) ống dịch: Ø3/8”(9,52) ống gas: Ø1/2”(12,7) Thiết bị tùy chọn Panel yên tĩnh, cĩ khớp nối
Danh mục FDTA90KXE4R FDURA140KXE4R
Cơng suất lạnh biểu kiến kW 9,0 14,0
Cơng suất sƣởi biểu kiến kW 10,0 16,0
Tổng cơng suất làm lạnh
UK kW 7,76 12,07
Cơng suất làm lạnh cảm
biến UK kW 6,01 8,93
Nguồn điện 1 Phase 220-240V, 50Hz/220V, 60Hz Mức ồn dB(A) Hi:43,Me:41, Lo:38 Hi:45,Me:43, Lo:41 Kích thƣớc ngồi HxWxD mm Unit: 295x840x840 Panel: 35x950x950 Unit: 365x840x840 Panel: 35x950x950 Trọng lƣợng tịnh Kg Unit: 26 Panel: 7 Unit: 31 Panel: 7 Dịng khí (tiêu chuẩn) CMM Hi:21,Me:19,Lo:17 Hi:29,Me:26, Lo:23
Khí sạch đầu vào Cĩ thể thực hiện
Panel T-PSA-35W-ER
Điều kiển từ xa Hữu tuyến: RC-E1R.Vơ tuyến: RCND-KIT-HER Tiêu chuẩn lắp đặt Kích cỡ ống dẫn in (mm) Dịng dung dịch: Ø3/8”(9,52) Dịng gas: Ø5/8”(15,88) Điều kiện tháo rời Bộ đồ nghề lắp đặt, tháo ống
Từ bảng 4.1 ta cĩ thể chọn “3 dàn lạnh FDURA45KXE4R và 7 dàn lạnh FDURA56KXE4R ” lắp đặt cho khơng gian tầng 1 khách sạn.
Kiểm tra năng suất lạnh:
- Tổng năng suất lạnh danh định của dàn lạnh ở chế độ tiêu chuẩn (lấy theo Catogog) là:
Qotc = (4,5 x 3) + (5,6 x 7) = 52,7 (kW)
- Tổng Năng suất lạnh thực tế của dàn lạnh sử dụng cho tầng 1 ở chế độ vận hành là:
Qott = α . Qotc
= 0,9215 . 52,7 = 48,56 (kW)
So sánh năng suất lạnh thực tế của dàn lạnh ở chế độ vận hành Qott với Năng suất lạnh yêu cầu của khơng gian điều hịa Qoyc (chính là tổng phụ tải lạnh đã tính đƣợc ở trên) ta thấy:
Qott (= 48,563) > Qoyc (= 47,09)
Vậy các dàn lạnh mà ta chọn ở trên đã thỏa mãn đƣợc yêu cầu đặt ra khi chọn dàn lạnh là: Qott ≥ Qoyc
Kiểm tra năng suất giĩ:
Tổng năng suất giĩ tiêu chuẩn của các dàn lạnh đã chọn cho tầng 1 là: L = (3 x 13,5) + (7 x 17) = 159,5 (m3/phút) = 2658,33 (l/s)
So sánh với lƣu lƣợng giĩ yêu cầu tính ở trên (3104,23 l/s) ta thấy các máy đã chọn là hợp lý cĩ thể chấp nhận đƣợc.
Tƣơng tự ta cĩ thể chọn đƣợc cụm dàn lạnh cho các tầng cịn lại kết quả cho trong
Phụ lục 20.
Sau khi chọn các dàn lạnh sử dụng cho khách sạn ta tiến hành “kiểm tra năng suất lạnh theo hệ số hiệu chỉnh và năng suất giĩ” thì thấy các dàn lạnh ta chọn cĩ thể chấp nhận đƣợc. Kết quả kiểm tra đƣợc cho trong Phụ lục 21 và Phụ lục 22.
4.1.2. Chọn cụm dàn nĩng
Sau khi đã chọn đƣợc các cụm dàn lạnh cho khơng gian điều hịa, ta căn cứ vào kết quả đã chọn để tiến hành chọn cụm dàn nĩng sao cho phù hợp nhất đáp ứng đƣợc cả điều kiện về kỹ thuật và kinh tế lẫn tính thẩm mỹ.
Nhƣ trên ta đã trình bày về những cải tiến kỹ thuật và những ƣu việt của hệ thống “Điều hịa khơng khí Trung Tâm KX4” của hãng Mitsubishi. Sau khi phân tích những hệ thống thuộc hệ thống “Điều Hịa Khơng khí Trung Tâm KX4” và những yêu cầu, địi hỏi của Cơng trình cũng nhƣ của chủ đầu tƣ, ta quyết định chọn “Hệ thống điều hịa khơng khí liên kết KX4” để tính tốn thiết kế cho Cơng trình này. Nĩi chung các hệ thống đều cĩ một số đặc điểm tƣơng tự nhau chỉ khác nhau ở cách bố trí, thành lập cụm dàn nĩng.
Đặc điểm cụm dàn nĩng “Hệ thống điều hịa khơng khí liên kết KX4”:
- Là hệ thống đƣợc thành lập dựa trên việc kết nối của 2 hay nhiều cụm dàn nĩng (cĩ thể giống cĩ thể khác nhau) với nhau.
- “Hệ thống điều hịa khơng khí liên kết KX4” cĩ loại 2 đƣờng ống liên kết, cĩ loại 3 đƣờng ống liên kết.
+ Loại 2 đƣờng ống cĩ hiệu suất làm lạnh cao, đƣợc sử dụng trong trƣờng hợp chỉ cần làm lạnh hoặc chỉ cần để sƣởi. Rất lý tƣởng cho các cơng trình nhất là khách sạn, cao ốc văn phịng, biệt thự và các cơng trình cơng nghiệp.
+ Loại 3 ống hay loại vận hành 3 đƣờng ống nối liên kết với nhau. Loại này cĩ thể vận hành cả việc sƣởi và làm lạnh cho mỗi một dàn lạnh theo yêu cầu hay điều kiện phịng.
Do đặc điểm và yêu cầu của Cơng trình này chỉ cần làm lạnh nên ta quyết định chọn loại: “Hệ thống điều hịa khơng khí liên kết KX4 – 2 đƣờng ống” để tính tốn thiết kế cho Cơng trình này. Sau đây ta sẽ tìm hiểu về hệ thống này.
- Cĩ thể kết nối đƣợc tới 48 dàn lạnh với 130% cơng suất dàn lạnh. - Tạo hiệu suất cao với chỉ số CoP lên đến 3.2 (trong việc làm mát). - Sử dụng máy nén biến tần tồn phần, động cơ DC.
- Đƣờng ống sử dụng trong cơng nghiệp với tổng chiều dài lên đến 510m và chiều dài ống dẫn tối đa là 160 m.
- Khoảng các giữa 2 dàn nĩng đƣợc kết nối cĩ thể lên đến 10 m. - Cĩ nhiều Model với các cơng suất lạnh khác nhau rất dễ lựa chọn. - Kích thƣớc nhỏ gọn dễ di chuyển và lắp đặt…
Hình 4.2.Dàn nĩng KX4 – 2 đường ống
Hệ thống VRV cho phép cơng suất làm việc của dàn lạnh đạt tới 130% so với cơng suất làm việc của dàn nĩng. Vì vậy, để cho tiết kiệm thì ở đây ta sẽ chọn cơng suất làm việc của dàn lạnh bằng 110% cơng suất của dàn nĩng.
Vậy: , 1 , 1 oyc ott Q Q kW.
Trong đĩ: Q0yc – năng suất lạnh yêu cầu, kW. Q0tt – năng suất lạnh thực tế, kW.
Tính chọn dàn nĩng ví dụ cho tầng 1:
Ta cĩ ΣQ0yc = 52,7 kW. Do cơng suất làm việc của dàn lạnh cĩ thể đạt tới 110% cơng suất của dàn nĩng nên: Q0tt =
1 , 1 7 , 52 = 48 kW.
Theo Catalogue “Hệ thống điều hịa khơng khí biến tần VRF – KX4” của hãng Mitsubishi ta cĩ đƣợc đặc tính các “Dàn nĩng liên kết KX4 – 2 đƣờng ống” Sử dụng cho khách sạn nhƣ sau:
Bảng 4.2. Thơng số đặc tính của các cụm dàn nĩng liên kết KX4 – 2 đƣờng ống:
Danh mục FDCA504 HKXE4R FDCA680 HKXE4R FDCA960 HKXE4R Kết hợp (FDCA) 504HKXE4R 450HKXE4R Mã lực biểu kiến HP 18HP 24HP 34HP
Nguồn điện 3 Pase 380-415V, 50Hz/380V, 60Hz
Cơng suất biểu kiến Làm lạnh kW 50,4 68,0 96,0 Sƣởi 56,5 73,0 108,0 Cơng suất làm lạnh UK kW 43,4 58,6 28,8 Các đặc tính về điện Dịng khởi động A 8 16 Cơng suất tiêu thụ Làm lạnh kW 14,73 24,98 27,70 Sƣởi 15,15 19,08 28,25 Dịng vận hành Làm lạnh A 24,1/22,0 40,3/36,9 45,1/41,3 Sƣởi 25,2/23,1 31,6/29,0 46,9/42,9 Kích thƣớc ngồi HxWxD mm 2048x1350x720 2048x2700x720 Trọng lƣợng tịnh kg 340 360 340x310 Mơi chất lạnh R410A kg 19,4 26,2 36,4 Mức ồn (làm lạnh/sƣởi) dB(A) 60/60,5 63,5/63,5 63,5/64 Kích cỡ ống dẫn mơi chất lạnh Ống dịch In (mm) Ø1/2”(12,70) Ø5/8”(15,88) Ống gas Ø11/8”(28,58) Ø13/8”(34,92)
Điều chỉnh cơng suất % 11-110 8-108 4-110
Căn cứ vào bảng 4.2 kết hợp với kết quả chọn cụm dàn lạnh ở Phụ lục 20 ta cĩ thể chọn đƣợc các dàn nĩng lắp đặt cho các tầng của tịa nhà, kết quả cho trong
Chƣơng 5. TÍNH THIẾT KẾ ĐƢỜNG ỐNG GAS, ỐNG NƢỚC NGƢNG, CẤP GIĨ TƢƠI, GIĨ THẢI 5.1. Hệ thống đƣờng ống Gas
Sau khi tính chọn đƣợc cụm dàn nĩng, cụm dàn lạnh ta tiến hành kết nối chúng lại với nhau bằng hệ thống đƣờng ống dẫn mơi chất (gas) và đƣờng dây điện điều khiển.
Mơi chất đƣợc sử dụng là R410A, đây là một mơi chất đem lại đƣợc nhiều lợi ích trong việc bảo vệ mơi trƣờng, thêm vào đĩ là tính chất trao đổi nhiệt tốt, cĩ tỉ trọng cao cho phép giảm đƣờng kính ống trong bộ trao đổi nhiệt cũng nhƣ hệ thống đƣờng ống liên kết. Và do ta sử dụng hệ thống Điều hịa khơng khí KX4 để tính tốn thiết kế cho khách sạn nên hệ thống đƣờng ống nối liên kết cũng phải theo tiêu chuẩn của KX4 – tiêu chuẩn về chất lƣợng và độ tin cậy cao.
Loại ống sử dụng là ống đồng đƣợc sử dụng trong ngành lạnh, chịu đƣợc nhiệt độ và áp lực làm việc cao,…Tất cả vật liệu chế tạo đƣờng ống phải theo tiêu chuẩn.
Tùy theo mỗi Model dàn nĩng, dàn lạnh mà ta sẽ cĩ đƣợc đƣờng kính cụ thể của các đoạn đƣờng ống liên kết giữa các máy đƣợc cho trong Catologue của hãng.
Khơng sử dụng các ống khơng đạt tiêu chuẩn nhƣ ống khủy, ống chữ T, lắp đặt theo sự hƣớng dẫn của nhà chế tạo, lƣu lƣợng mơi chất lạnh khơng bị giới hạn và theo tiêu chuẩn.
Tất cả các mối hàn phải đƣợc thổi sạch bằng khí Nitơ khơ đảm bảo khơng bị Oxy hĩa bề mặt bên trong đƣờng ống.
Các đầu ống phải đƣợc nối mép và hàn lại, ống nối với van cung cấp thích ứng phải đƣợc gắn vào đồng hồ áp lực chính xác.
Sử dụng hệ thống ống REFNET để nối ống, cho phép giảm cơng việc nối ống và làm tăng độ tin cậy của hệ thống. Do cĩ nhiều cách thức phân nhánh ống khác nhau nên hệ cĩ khả năng đáp ứng đƣợc những yêu cầu thiết kế rất khác nhau.
Sau khi lắp đặt đƣờng ống, trƣớc khi kết nối với dàn nĩng bọc các nhiệt,