BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN THIẾT KẾ MƠ HÌNH HỆ THỐNG THƠNG THỐNG PHỊNG THỰC TẬP THEO PHƯƠNG PHÁP ĐA BIẾN Họ tên sinh viên: THÁI KHẮC SÁNG NGUYỄN ĐẶNG ĐÔNG PHƯƠNG Ngành: CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH Niên khóa: 2008 – 2012 Tháng 06/2012 TÍNH TỐN THIẾT KẾ MƠ HÌNH HỆ THỐNG THƠNG THỐNG PHỊNG THỰC TẬP THEO PHƯƠNG PHÁP ĐA BIẾN Tác giả THÁI KHẮC SÁNG NGUYỄN ĐẶNG ĐƠNG PHƯƠNG Khóa luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp kỹ sư ngành Công Nghệ Nhiệt Lạnh Giáo viên hướng dẫn: Kỹ sư: Nguyễn Thị Hoài Thu Thạc sĩ: Nguyễn Hùng Tâm Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 06/2012 i LỜI CẢM ƠN Chúng xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: Ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí Cơng Nghệ Trường ĐH Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh, thầy môn Công Nghệ Nhiệt Lạnh tạo điều kiện thuận lợi cho thực tốt luận văn tốt nghiệp Chúng xin cảm ơn K.s Nguyễn Thị Hoài Thu với Th.s Nguyễn Hùng Tâm tận tình hướng dẫn, giúp đỡ dõi theo bước tiến triển luận văn từ lúc bắt đầu kết thúc nên chúng tơi hồn thành luận văn cách tốt Chúng không quên gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, người thân bạn bè ủng hộ, giúp đỡ động viên suốt trình học thời gian làm luận văn tốt nghiệp đầy khó khăn, thử thách TP Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 06 năm 2012 Sinh viên thực Thái Khắc Sáng Nguyễn Đặng Đơng Phương ii TĨM TẮT Đề tài “Tính tốn, thiết kế mơ hình hệ thống thơng thống phòng thực tập theo phương pháp đa biến” Sinh viên thực hiện: Giáo viên hướng dẫn Thái Khắc Sáng Kỹ sư: Nguyễn Thị Hồi Thu Nguyễn Đặng Đơng Phương Thạc sĩ: Nguyễn Hùng Tâm Mục đích: Tính tốn, thiết kế hệ thống thơng gió sử dụng quạt cooling pad cho phòng thực tập CK03, khoa Cơ khí – Cơng Nghệ Nội dung: - Khảo nghiệm hệ thống quạt – cooling pad phòng CK03:  Sử dụng nước cấp có nhiệt độ ban đầu 28,50C  Sử dụng nước cấp có nhiệt độ ban đầu 240C - Tính tốn phụ tải nhiệt phòng CK03, suất lạnh hệ thống cooling pad chi phí điện nước sử dụng (Phương) - Thiết kế, lập vẽ mơ hình máy làm lạnh nước cung cấp cho hệ thống quạt cooling pad (Sáng) Kết đạt - Phụ tải nhiệt phòng CK03: Q0 = 10,05 kW - Các thông số đặc tính hệ thống quạt - cooling pad có sẵn - Đã chế tạo thành cơng mơ hình máy làm lạnh nước, dựa sở máy lạnh cục có sẵn cơng suất 3,5 Hp Hiệu suất tăng ẩm, % 87 Năng suất lạnh sử dụng nước ban đầu có nhiệt độ 28,50C, kW Năng suất lạnh sử dụng nước ban đầu có nhiệt độ 240C, kW Năng suất lạnh sử dụng nước ban đầu có nhiệt độ 200C, kW Lượng nước tiêu thụ, lw 18,2 26 26 3,6 iii (kg/h) MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ii  TÓM TẮT iii  MỤC LỤC iv  DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU vii  DANH SÁCH CÁC HÌNH .ix  DANH SÁCH CÁC BẢNG xi  Chương MỞ ĐẦU 1  1.1.  Đặt vấn đề 1  1.2.  Mục đích đề tài 2  Chương TỔNG QUAN 3  2.1.  Khái niệm, mục đích phân loại hệ thống thơng gió 3  2.1.1.  Khái niệm 3  2.1.2.  Mục đích thơng gió 3  2.1.3.  Phân loại 3  2.1.4.  Ứng dụng thơng gió 6  2.2.  Đặc điểm khí hậu TP Hồ Chí Minh /TL11/ 6  2.3.  Ơ nhiễm khơng khí vấn đề thơng gió 7  2.3.1.  Tác dụng mơi trường khơng khí người /TL4/ 7  2.3.2.  Tác dụng môi trường khơng khí tới sản xuất 9  2.4.  Khơng khí ẩm /Chương - TL4/ .11  2.4.1.  Khái niệm 11  2.4.2.  Các loại khơng khí ẩm 11  2.4.3.  Các thơng số đặc tính khơng khí ẩm .12  2.5.  Các trình trao đổi nhiệt ẩm đa biến /Chương - TL4/ 13  iv 2.5.1.  Khái niệm .13  2.5.2.  Các trình trao đổi nhiệt ẩm đa biến 14  2.6.  Phương pháp làm mát bay /Chương – TL4/ 15  2.6.1.  Làm mát bay kiểu trực tiếp 16  2.6.2.  Làm mát bay kiểu gián tiếp .18  2.6.3.  Làm mát bay kiểu hỗn hợp 19  2.7.  Các phương pháp thơng thống phòng thực tập, sản xuất .19  2.7.1.  Thơng gió tự nhiên 20  2.7.2.  Thơng gió khí khơng sử dụng kênh dẫn gió .20  2.7.3.  Thơng gió khí sử dụng kênh dẫn gió 21  2.8.  Bơm, quạt, coolingpad /TL5/ 23  2.8.1.  Bơm 23  2.8.2.  Quạt thông gió .24  2.8.3.  Tấm làm mát (cooling pad) 26  Chương PHƯƠNG PHÁP – PHƯƠNG TIỆN 30  3.1.  Phương pháp thực 30  3.1.1.  Phương pháp kế thừa .30  3.1.2.  Phương pháp thực nghiệm .31  3.2.  Phương tiện nghiên cứu 31  3.2.1.  Nguồn tài liệu .31  3.2.2.  Các phần mềm phụ trợ 31  3.2.3.  Dụng cụ thiết bị khảo nghiệm 31  Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .33  4.1.  Tổng quan cơng trình 33  4.1.1.  Vị trí địa lý .33  v 4.1.2.  Kết cấu 33  4.1.3.  Kết khảo sát phòng CK03 34  4.2.  Tính tốn phụ tải lạnh cho nhà phòng CK03 35  4.2.1.  Nhiệt xạ qua kính Q11 .35  4.2.2.  Nhiệt truyền qua vách Q22 35  4.2.3.  Nhiệt truyền qua Q23 .38  4.2.4.  Nhiệt tỏa đèn chiếu sáng Q31 38  4.2.5.  Nhiệt nhiệt ẩn người tỏa Q4 .38  4.2.6.  Xác định phụ tải lạnh .39  4.3.  Lựa chọn sơ đồ nguyên lý hệ thống 39  4.4.  Khảo nghiệm mơ hình với hệ thống quạt - cooling pad có sẵn .40  4.4.1.  Cách đo nhiệt độ, vận tốc 40  4.4.2.  Tính tốn thơng số đặc tính hệ thống quạt - cooling pad 42  4.4.3.  Khảo nghiệm hệ thống quạt - cooling pad với nước thường t = 28,50C 43  4.4.4.  Khảo nghiệm hệ thống quạt - cooling pad với nước lạnh t = 240C .45  4.4.5.  Tính tốn chi phí điện nước 47  4.4.6.  Nhận xét chung 50  4.5.  Q trình tính toán, thiết kế, chế tạo máy làm lạnh nước 51  4.5.1.  Các liệu đầu vào .51  4.5.2.  Q trình tính tốn, thiết kế, chế tạo 51  Chương KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ .60  5.1.  Kết luận 60  5.2.  Đề nghị .61  PHỤ LỤC 62  TÀI LIỆU THAM KHẢO .76  vi DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU ĐHKK – Điều hòa khơng khí Ak – Diện tích miệng thổi khơng khí thiết bị vk – Vận tốc gió thiết bị αN – Hệ số tỏa nhiệt khơng khí ngồi trời αT – Hệ số tỏa nhiệt khơng khí nhà B – Nồng độ CO2 chấp nhận khơng gian cần điều hòa, % thể tích cw – Nhiệt dung riêng nước ck – Nhiệt dung riêng không khí d – Độ chứa khơng khí ẩm εsat – Hiệu suất tăng ẩm thiết bị E – Tỉ số lưu lượng khối nước khơng khí vào φ – Độ ẩm tương đối ρ – Khối lượng riêng khơng khí ik – Enthalpy khơng khí khơ có khơng khí ẩm khảo sát ih – Enthalpy nước có khơng khí ẩm khảo sát i’’ – Nhiệt ẩn hóa nước I – Enthalpy khơng khí ẩm Lq – Lưu lượng quạt Lb – Lưu lượng bơm Lw – Lượng nước tiêu thụ thiết bị η – Hiệu suất N – Độ ồn ρh – Độ ẩm tuyệt đối Q – Công suất lạnh Q0 – Phụ tải nhiệt tkv – Nhiệt độ bầu khô khơng khí vào thiết bị tưv – Nhiệt độ bầu ướt khơng khí vào thiết bị tkr – Nhiệt độ khơng khí thiết bị tkrtd – Nhiệt độ khơng khí thiết bị đạt độ ẩm tương đối φ = 100% vii tktb – Nhiệt độ bầu khơ khơng khí khỏi thiết bị tưtb – Nhiệt độ bầu ướt khơng khí khỏi thiết bị tkn – Nhiệt độ bầu khơ khơng khí ngồi trời tkn – Nhiệt độ bầu ướt khơng khí ngồi trời dn – Độ chứa khơng khí ngồi trời dtb – Độ chứa khơng khí khỏi thiết bị B – Góc xạ bề mặt kết cấu với đầu người tk – Nhiệt độ khơng khí phòng tR – Nhiệt độ mặt kết cấu lấy trung bình v – Tốc độ chuyển động khơng khí phòng PL – Phụ lục viii DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1: Thơng gió kiểu thổi 4  Hình 2.2: Thơng gió kiểu hút 4  Hình 2.3: Thơng gió kết hợp 5  Hình 2.4: Các trình trao đổi nhiệt ẩm đa biến .14  Hình 2.5: Nguyên lý làm mát bay kiểu trực tiếp 16  Hình 2.6: Trạng thái khơng khí qua thiết bị làm mát bay kiểu trực tiếp 17  Hình 2.7: Làm mát bay kiểu gián tiếp 18  Hình 2.8: Quá trình làm mát bay kiểu hỗn hợp 19  Hình 2.9: Thơng gió tự nhiên 20  Hình 2.10: Hệ thống thơng gió sử dụng quạt cấp thải 21  Hình 2.11: Hệ thống thơng thống sử dụng cooling pad 22  Hình 2.12: Phân loại bơm 23  Hình 2.13: Các loại quạt hút .25  Hình 2.14: Mơ hình loại quạt đẩy làm mát .25  Hình 2.15: Cấu tạo cooling pad 26  Hình 2.16: Biểu đồ mơ tả giảm nhiệt độ ngày hệ thống làm mát cooling pad 28  Hình 2.17: Cấu tạo cooling pad Poultec 29  Hình 3.1: Sơ đồ tính nguồn nhiệt nhiệt ẩn theo Carrier 30  Hình 4.1: Mặt phòng CK03 .33  Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý hệ thống cooling pad sử dụng máy làm lạnh nước 39  Hình 4.3: Sơ đồ bố trí nhiệt kế đo nhiệt độ phòng CK03 /TL11/ 40  Hình 4.4: Bố trí khảo nghiệm đo nhiệt độ ẩm độ phòng CK03 /TL11/ .41  Hình 4.5: Bố trí vị trí đo vận tốc gió qua thiết bị /TL5/ 41  Hình 4.6: Mơ hình khảo nghiệm hệ thống quạt - cooling pad /TL11/ 44  Hình 4.7: Bố trí khảo nghiệm hệ thống quạt- cooling pad với nước lạnh từ tủ kem công suất ¾ Hp .45  Hình 4.8: Bản vẽ chi tiết bình chứa nước lạnh 54  ix