Giáo trình Tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí - Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí

ng này cũng không làm ảnh hưởng đến các dàn nóng khác trong cùng hệ thống.
3.2.Sơ đồ lắp đặt.
Tùy thuộc vào cataloge của từng máy
Hình 6.2 – Kích thước hệ thống điều hoà không khí trung tâm VRV
4. Phương pháp lắp đặt hệ thống điều hòa không khí trung tâm VRV .
4.1. Đọc bản vẽ.	
Đọc kỹ bản vẽ
Hình 6.3 - Hệ thống điều hoà không khí trung tâm VRV
4.2. Sử dụng thiết bị an toàn.
Sử dụng thiết bị dụng cụ theo chuẩn an toàn của nhà sản xuất
4.3. Lắp đặt cục nóng.
Hình 6.4 - Sơ đồ lắp đặt hệ thống điều hoà không khí trung tâm VRV
4.4. Lắp đặt cục lạnh.
Hình 6.5 – Lắp đặt dàn lạnh hệ thống điều hoà không khí trung tâm VRV
4.5. Lắp đặt đường ống dẫn gas-điện và đường nước ngưng. 
Hình 6.1 - Lắp đặt đường ống dẫn gas-điện và đường nước ngưng
4.6. Thử kín hệ thống.
- Nâng áp suất lên áp suất thử kín.
- Duy trì áp lực thử trong vòng 24 giờ. Trong 6 giờ đầu áp suất thử giảm không quá 10% và sau đó không giảm.
Tiến hành thử kín:
- Tiến hành thử bằng nước xà phòng. Khả năng rò rỉ trên đường ống nguyên rất ít xảy ra vì thế nên kiểm tra ở các mối hàn, mặt bích, nối van trước. Nếu đã thử hết mà không phát hiện vết xì hở mà áp suất vẫn giảm thì có thể kiểm tra trên đường ống.
Khi không phát hiện được chổ rò rỉ cần khoanh vùng để kiểm tra.
Một điều cần lưu ý là áp suất trong hệ thống phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ môi trường, tức là phụ thuộc vào giờ trong ngày, vì vậy cần kiểm tra theo một thời điểm nhất định trong ngày.
Khi phát hiện rò rỉ cần loại bỏ áp lực trên hệ thống rồi mới xử lý. Tuyệt đối không được xử lý khi áp lực vẫn còn.
4.7. Hút chân không.
Việc hút chân không được tiến hành nhiều lần mới đảm bảo hút kiệt không khí và hơi ẩm có trong hệ thống đường ống và thiết bị. Duy 75mmHg (tức độ chân không khoảng –700mmHg) trong 24 giờ, trong 6¸trí áp lực 50 giờ đầu áp lực cho phép tăng 50% nhưng sau đó không tăng.
4.8. Chạy thử máy và nạp gas bổ sung.
- Sau khi thử kín, hút chân không xong ta cho chạy thử hệ thống để kiểm tra xem hệ thống có làm lạnh bình thường , làm lạnh tốt không đồng thời xác định được sự làm việc ổn định của hệ thống.
Kiểm tra thông số kỹ thuật, cân chỉnh lại lượng ga
- Kiểm tra các thông số như áp lực, dòng điện
- Nếu giá trị thấp hơn giá trị làm việc cho phép thì phải nạp thêm ga, còn ngược lại ta phải xả bớt ga.
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1. Hãy nêu mục đích của việc thành lập các sơ đồ điều hòa không khí VRV?
2. Hãy nêu phương pháp thành lập sơ đồ ĐHKK không tuần hoàn trên đồ thị t – d?
3. Hãy nêu phương pháp thành lập sơ đồ tuần hoàn một cấp trên đồ thị t – d?
YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP BÀI 6
Nội dung:
+ Về kiến thức: Tính toán được thể tích phòng, công suất máy, đường ống, cách nhiệt, cách ẩm, tiêu âm hệ thống điều hoà không khí VRV đảm bảo tiêu chí lạnh, kinh tế và an toàn.
. Lắp đặt được hệ thống ĐHKK theo thiết yêu cầu kỹ thuật
+ Về kỹ năng: Áp dụng phù hợp với từng loại động cơ, phù hợp với đặc tính, trạng thái làm việc của hệ thống sản xuất.
+ Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp
Phương pháp:
+ Về kiến thức: Được đánh giá bằng hình thức kiểm tra viết, trắc nghiệm
BÀI 7:
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRUNG TÂM LÀM LẠNH BẰNG NƯỚC
Mục tiêu: Sau khi học xong bài học này người học có khả năng:
- Phân tích được nguyên lý hoạt động hệ thống điều hoà không khí trung tâm làm lạnh bằng nước.
- Thiết kế sơ đồ lắp đặt hệ thống điều hoà không khí trung tâm làm lạnh bằng nước.
- Tính chọn được máy nén, đường ống và các thiết bị khác của hệ thống điều hoà không khí trung tâm làm lạnh bằng nước đảm bảo tiêu chí lạnh, kinh tế và an toàn.
- Xây dựng được qui trình lắp đặt hệ thống điều hoà không khí trung tâm lạnh bằng nước đảm bảo tiêu chí kỹ thuật, an toàn.
- Cẩn thận, tỷ mỉ, tổ chức nơi làm việc gọn gàng, ngăn nắp và có khả năng làm 
Nội dung: 	
1.Tính toán thể tích phòng.	
Tốc độ không khí lưu động được lựa chọn theo nhiệt độ không khí trong phòng nêu ở bảng Khi nhiệt độ phòng thấp cần chọn tốc độ gió nhỏ , nếu tốc độ quá lớn cơ thể mất nhiều nhiệt, sẽ ảnh hưởng sức khoẻ con người.
Để có được tốc độ hợp lý cần chọn loại miệng thổi phù hợp và bố trí hợp lý . Bảng Tốc độ tính toán của không khí trong phòng
Nhiệt độ không khí, oC
Tốc độ ωk, m/s
16 ÷ 20
21 ÷ 23
24 ÷ 25
26 ÷ 27
28 ÷ 30
> 30
< 0,25
0,25 ÷ 0,3
0,4 ÷ 0,6
0,7 ÷ 1,0
1,1 ÷ 1,3
1,3 ÷ 1,5
2. Tính chọn máy và thiết bị cho hệ thống hệ thống điều hoà không khí trung tâm lạnh bằng nước.
2.1.Tính chọn máy lạnh cho hệ thống điều hoà không khí trung tâm lạnh bằng 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:
t11 = 12°C , t12 = 7°C;
Nhiệt độ nước giải nhiệt vào và ra khỏi bình ngưng:
tw1 = 30°C, tw2 = 35°C.
Một số nhà sản xuất chọn nước vào bình ngưng là 29,5°C, ra 35°C.
Nhưng nhiệt độ nước giải nhiệtvào và ra phụ thuộc vào khí hậu của địa phương nơi lắp đặt máy. Hơn nữa, tùy thuộc vào độ đảm bảo mức độ quan trọng của công trình người ta có thể chọn nhiệt độ nước vào và ra khác nhau. Ví dụ, điều hòa cấp 3 ở Hà Nội, nước vào phải chọn là 31,5°C ra 36,5°C, nhưng với điều hòa cấp 1 lại phải chọn vào 39,5°C ra 44,54°C.
Nhiệt độ nước lạnh cũng phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm trong nhà cũng như khả năng trao đổi nhiệt ẩm của dàn FCU và AHU.
Cũng giống như các máy điều hòa khác, năng suất lạnh của máy làm lạnh nước giải nhiệt nước cũng phụ thuộc vào nhiệt độ nước lạnh và nước giải nhiệt. Nhiệt độ nước lạnh càng thấp, năng suất lạnh càng giảm và ngược lại. Nhiệt độ nước làm mát càng cao, năng suất lạnh cũng càng giảm và ngược lại, nhiệt độ nước làm mát càng thấp, năng suất lạnh càng cao. Việc chọn nhiệt độ nước lạnh và nhiệt độ nước giải nhiệt sao cho hợp lý và tối ưu để giá thành một đơn vị lạnh là nhỏ nhất là công việc của kỹ sư thiết kế hệ thống ĐHKK.
Bảng 4-21 giới thiệu giá trị năng suất lạnh ở bình bay hơi và năng suất nhiệt thải ra ở bình ngưng cũng như công suất tiêu tốn trên trục động cơ phụ thuộc vào nhiệt độ nước lạnh ra và nhiệt độnước làm mát ra của 3 loại máy làm lạnh nước giải nhiệt nước 30HK-080, -100 và –120 của hãng Carrier ở nguồn điện 50Hz. Có thể dùng phương pháp nội suy để tìm các giá trị khác. Khi chỉ có năng suất tiêu chuẩn có thể áp dụng các phương pháp đã giới thiệu ở các mục trên để tính năng suất lạnh thực.
Bảng 4-21
Năng suất lạnh Q0, Năng suất nhiệt Qk và công suất hiệu dụng Ne, 
phụ thuộc nước lạnh và nước làm mát ra, nguồn điện 50Hz.
2.2.Tính chọn dàn nóng.
TT
Loại máy
Kích thước tâm lỗ dànnóng
1
Treo tường 9.000BTU/h
500
250
2
Treo tường 12.000BTU/h
500
265
3
Treo tường 18.000BTU/h, 24.000BTU/h
600
340
4
Treo tường Inverter 12R
455
320
5
AUG25
805
340
6
AUG36,AUG45, AUG54
650
400
Chú thích:
+AUG là ký hiệu máy điều hoà General loại Ceiling, 2 cục. máy điều hoà General loại Cassette, 2 cục.
Tâm lỗ cục nóng điều hoà DaiKin theo công suất
TT
Loại máy
Kích thước tâm lỗ dàn nóng
1
Treo tường thường 9.000BTU/h,
470
290
12.000BTU/h
2
Treo tường Inverter
570
315
9.000BTU/h,12.000BTU/h
3
Treo tường Inverter18.000BTU/h
580
320
4
Cassette 21.000BTU/h
500
380
5
Cassette 18.000BTU/h
540
335
2.3.Tính chọn dàn lạnh.
Phụ tải nhiệt của thiết bị là tải nhiệt dùng để tính toán bề mặt trao đổi nhiệt cần thiết của thiết bị bay hơi. Công suất giải nhiệt yêu cầu của thiết bị bao giờ cũng lớn hơn công suất của máy nén, phải có hệ số dự trữ nhằm tránh những biến động có thể xảy ra trong quá trính vận hành. Vì thế tải nhiệt của thiết bị được lấy bằng tổng của tất cả các tổn thất nhiệt của kho lạnh.
	Q0TB = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 , W.
2.4.Tính chọn đường ống.
Đường ống có nhiều dạng khác nhau nhưng hay gặp nhất là dạng tròn và đặt biệt thông dụng là dạng có hình chứ nhật. Khi tính trở kháng (tổn thất áp suất) cho 1m chiều dài ống, thường người ta sử dụng đường kính ống dẫn làm đại lượng mốc (tương tự như tính trở kháng cho 1m chiều dài ống nước ở chương). Nếu đoạn ống chữ nhật chiều dài 1m với kích thước a x b có cùng trở kháng như đoạn ống tròn, ta coi đoạn ống chữ nhật có đường kính tương đương như đoạn ống tròn. Đường kính tương đương của ống chữ nhật được tính theo công thức:
Để đơn giản, ta có thể tra đường kính tương đương theo bảng tính sẵn (xem bảng 5.3). Cũng cần lưu ý rằng tiết diện tương đương có giá trị nhỏ hơn tiết diện thực ab.
Bảng 5-3 
Đường kính tương đương dtđ (mm) của ống gió tiết diện chữ nhật a x b
Bảng 5-3 (tiếp)
2.5.Tính chọn hệ thống tiêu âm.
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 - Σ∆p12 = 0
trong đó Σ∆p12 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.
3. Thiết kế sơ đồ lắp đặt hệ thống điều hoà không khí trung tâm lạnh bằng nước.
	3.1.Sơ đồ mặt bằng.
Hình 7.1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hòa trung tâm nước đơn giản.
1. động cơ; 2.máy nén; 3.bình ngưng; 4.tiết lưu; 5.bình bay hơi; 6.bơm nước giải nhiệt; 7.tháp giải nhiệt; 8.bơm nước lạnh; 9.dàn FCU; 10.AHU; 11.bình dãn nở.
Hình giới thiệu phương án bố trí hệ thống điều hòa trung tâm nước với máy làm lạnh nước, giải nhiệt nước, giải nhiệt gió và để so sánh cách bố trí hệ thống điều hòa VRV.
Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước cùng hệ thống bơm thường được bố trí phía dưới tầng hầm hoặc tầng trệt, tháp giải nhiệt đặt trên tầng thượng. Trái lại máy làm lạnh nước giải nhiệt gió thường được đặt trên tầng thượng.
3.2.Sơ đồ lắp đặt.
Hình 7.2 - Phương án bố trí hệ thống điều hòa trung tâm nước với máy làm lạnh nước giải nhiệt nước và tháp giải nhiệt (các FCU và AHU có bình giãn nở).
1. máy làm lạnh nước giải nhiệt nước; 2. bơm nước giải nhiệt; 3. tháp giải nhiệt; 4. bơm nước lạnh; 5. FCU; 6. bình dãn nở.
Nước lạnh được làm lạnh trong bình bay hơi xuống 7°C rồi được bơm nước lạnh đưa đến các dàn trao đổi nhiệt FCU hoặc AHU. Ở đây nước thu nhiệt của không khí nóng trong phòng, nóng lên đến 12°C và lại được bơm đẩy trở về bình bay hơi để tái làm lạnh xuống 7°C, khép kín vòng tuần hoàn nước lạnh. Đói với hệ thống nước lạnh kín (không có dàn phun) cần thiết phải có thêm bình giãn nở để bù nước trong hệ thống giãn nở khi thay đổi nhiệt độ.
Hệ thống trung tâm nước có các ưu điểm cơ bản sau:
Có vòng tuần hoàn an toàn là nước nên không sợ ngộ độc hoặc tai nạn do rỉ môi chất lạnh ra ngoài, vì nước tuần hoàn không độc hại.
Có thể khống chế nhiệt ẩm trong gian điều hòa theo từng phòng riêng rẽ, ổn định và duy trì các điều kiện vi khí hậu tốt nhất.
- Thích hợp cho các tòa nhà như các khách sạn, văn phòng với mọi chiều cao và mọi kiểu kiến trúc, không phá vỡ cảnh quan.
Ống nước so với ống gió hơn nhiêù do đó tiết kiệm được ngyên vật liệu xây dựng.
Có khả xử lý độ sạch không khí cao, đá ứng mọi yêu cầu đề ra cả về độ sạch bụi bẩn, tạp chất hóa học và mùi ...
Ít phải bảo dưỡng sửa chữa ...
Năng suất lạnh gần như không bị hạn chế.
Hình 7.4 - Phương án bố trí máy điều hòa VRV:
1. cụm dàn nóng; 2. cụm dàn lạnh bay hơi trưực tiếp (để so sánh với phương án lắp đặt máy đièu hòa trung tâm nước). 
So với hệ thống điều hòa VRV, vòng tuần hoàn môi chất lạnh đơn giản hơn nhiều nên rất dễ kiểm soát.
4. Phương pháp lắp đặt hệ thống điều hòa không khí hệ thống điều hoà không khí trung tâm lạnh bằng nước.
4.1. Đọc bản vẽ.	
Đọc kỹ bản vẽ
4.2. Sử dụng thiết bị an toàn.
Sử dụng thiết bị đúng kỹ thuật, làm theo hướng dân của thợ lành nghề.
4.3. Lắp đặt cục nóng.
Hình 7.5 – Mô hình lắp đặt hệ thống điều hoà không khí trung tâm lạnh bằng nước
4.4. Lắp đặt cục lạnh.
Hình 7.6 – Mô hình lắp đặt hệ thống điều hoà không khí trung tâm lạnh bằng nước
4.5. Lắp đặt đường ống dẫn gas-điện và đường nước ngưng.
 Hình 7.7 - Lắp đặt đường ống dẫn gas-điện và đường nước ngưng
4.6. Thử kín hệ thống.
- Nâng áp suất lên áp suất thử kín.
- Duy trì áp lực thử trong vòng 24 giờ. Trong 6 giờ đầu áp suất thử giảm không quá 10% và sau đó không giảm.
Tiến hành thử kín:
- Tiến hành thử bằng nước xà phòng. Khả năng rò rỉ trên đường ống nguyên rất ít xảy ra vì thế nên kiểm tra ở các mối hàn, mặt bích, nối van trước. Nếu đã thử hết mà không phát hiện vết xì hở mà áp suất vẫn giảm thì có thể kiểm tra trên đường ống.
Khi không phát hiện được chổ rò rỉ cần khoanh vùng để kiểm tra.
Một điều cần lưu ý là áp suất trong hệ thống phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ môi trường, tức là phụ thuộc vào giờ trong ngày, vì vậy cần kiểm tra theo một thời điểm nhất định trong ngày.
Khi phát hiện rò rỉ cần loại bỏ áp lực trên hệ thống rồi mới xử lý. Tuyệt đối không được xử lý khi áp lực vẫn còn.
4.7. Hút chân không.
Việc hút chân không được tiến hành nhiều lần mới đảm bảo hút kiệt không khí và hơi ẩm có trong hệ thống đường ống và thiết bị. Duy 75mmHg (tức độ chân không khoảng –700mmHg) trong 24 giờ, trong 6¸trí áp lực 50 giờ đầu áp lực cho phép tăng 50% nhưng sau đó không tăng.
4.8. Chạy thử máy và nạp gas bổ sung.
- Sau khi thử kín, hút chân không xong ta cho chạy thử hệ thống để kiểm tra xem hệ thống có làm lạnh bình thường , làm lạnh tốt không đồng thời xác định được sự làm việc ổn định của hệ thống.
Kiểm tra thông số kỹ thuật, cân chỉnh lại lượng ga
- Kiểm tra các thông số như áp lực, dòng điện
- Nếu giá trị thấp hơn giá trị làm việc cho phép thì phải nạp thêm ga, còn ngược lại ta phải xả bớt ga.
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1. Hãy nêu phương pháp xác định năng suất lạnh thực của một máy lạnh khi máy lạnh đó làm việc ở điều kiện thực tế?
2. Hãy nêu đặc điểm cấu tạo và phương pháp tính chọn máy ĐHKK xử lý nước tập trung?
YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP BÀI 7
Nội dung:
+ Về kiến thức: Tính toán được thể tích phòng, công suất máy, đường ống, cách nhiệt, cách ẩm, tiêu âm hệ thống điều hoà không khí trung tâm làm lạnh bằng nước đảm bảo tiêu chí lạnh, kinh tế và an toàn.
. Lắp đặt được hệ thống ĐHKK theo thiết yêu cầu kỹ thuật
+ Về kỹ năng: Áp dụng phù hợp với từng loại động cơ, phù hợp với đặc tính, trạng thái làm việc của hệ thống sản xuất.
+ Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp
Phương pháp:
+ Về kiến thức: Được đánh giá bằng hình thức kiểm tra viết, trắc nghiệm
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Máy và thiết bị lạnh: Nhà xuất bản 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.
- Giáo trình, sổ tay thiết kế, các tiêu chuẩn nhà nước liên quan...