Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trung tâm - Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trình độ: Cao đẳng nghề (Phần 1)

Chia sẻ: Lê Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:93

Thêm vào BST

Báo xấu

780
lượt xem 190
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trung tâm được biên soạn dùng cho chương trình dạy nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí của hệ Cao đẳng nghề. Nội dung của giáo trình cung cấp các kiến thức về lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng hệ thống điều hòa không khí trung tâm. Giáo trình gồm 2 phần, sau đây là phần 1.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trung tâm - Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trình độ: Cao đẳng nghề (Phần 1)

0 ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH YÊN BÁI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ YÊN BÁI GIÁO TRÌNH Tên mô đun: Hệ thống điều hòa không khí trung tâm NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG NGHỀ Yên Bái, Năm 2015
1 LỜI GIỚI THIỆU Cùng với công cuộc đổi mới công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, kỹ thuật lạnh đang phát triển mạnh mẽ ở Việt Nam. Tủ lạnh, máy lạnh thương nghiệp, công nghiệp, điều hòa nhiệt độ đã trở nên quen thuộc trong đời sống và sản xuất. Các hệ thống máy lạnh và điều hòa không khí phục vụ trong đời sống và sản xuất như: chế biến, bảo quản thực phẩm, bia, rượu, in ấn, điện tử, thông tin, y tế, thể dục thể thao, du lịch... đang phát huy tác dụng thúc đẩy mạnh mẽ nền kinh tế, đời sống đi lên. Giáo trình “Hệ thống điều hòa không khí trung tâm’’ được biên soạn dùng cho chương trình dạy nghề KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ của hệ Cao đẳng nghề. Nội dung của giáo trình cung cấp các kiến thức về lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng hệ thống điều hòa không khí trung tâm Giáo trình dùng để giảng dạy trong các Trường Cao đẳng nghề, Trung cấp nghề và cũng có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho các trường có cùng hệ đào tạo vì đề cương của giáo trình bám sát chương trình khung quốc gia của nghề. Cấu trúc của giáo trình gồm 9 bài trong thời gian 150 giờ qui chuẩn Giáo trình được biên soạn lần đầu nên không thể tránh khỏi thiếu sót. Chúng tôi mong nhận được ý kiến đóng góp để giáo trình được chỉnh sửa và ngày càng hoàn thiện hơn. Xin trân trọng cám ơn! Yên Bái, ngày 7 tháng 8năm 2015 Nguyễn Đức Hiệp
2 MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG 1. Lời giới thiệu................................................................................ 1 2. Mục lục…………………………………………………………. 2 3. Chương trình mô đun hệ thống điều hòa không khí trung tâm 3 4. Lắp đặt hệ thống điều hòa trung tâm nước ……………………….. 5 5. Lắp đặt máy điều hòa nguyên cụm……………………………… 23 6. Lắp đặt máy điều hòa không khí VRV…………………………. 36 7. Lắp đặt hệ thống đường ống dẫn nước ……………………………….43 8. Lắp đặt tháp giải nhiệt, bình giãn nở và các thiết bị phụ……… 52 9. Lắp đặt các loại bơm………………………………………. 89 10. Lắp đặt hệ thống đường ống gió……………………………………...99 11. Lắp đặt miệng thổi và miệng hút không khí - Quạt gió…………. 115 12. Lắp đặt hệ thống điện và điều khiển tự động hóa trong ĐHKK trung tâm …………………………………………………………………... 137 13. Tài liệu tham khảo……………………………………………. 148
3 BÀI 1: LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TRUNG TÂM NƯỚC Mã bài MĐ31 - 01 1. Giới thiệu sơ đồ hệ thống điều hòa trung tâm nước: 1.1. Giới thiệu chung sơ đồ nguyên lý hệ thống ĐHKK trung tâm nước Hệ thống điều hòa không khí kiểu làm lạnh bằng nước là hệ thống trong đó cụm máy lạnh không trực tiếp xử lý không khí mà làm lạnh nước đến khoảng 7oC. Sau đó nước được dẫn theo đường ống có bọc cách nhiệt đến các dàn trao đổi nhiệt gọi là các FCU và AHU để xử lý nhiệt ẩm không khí. Như vậy trong hệ thống này nước sử dụng làm chất tải lạnh. Các thiết bị gồm có: - Cụm máy lạnh Chiller - Tháp giải nhiệt ( nếu sử dụng TBNT là nước ) - Bơm nước giải nhiệt, bơm nước lạnh - Dàn lạnh FCU hay AHU - Bình giãn nở
4 1.2. Trình bày chức năng, nhiệm vụ của từng thiết bị trên hệ thống điều hoà 1.2.1. Giới thiệu các thiết bị có trong sơ đồ - Cụm máy lạnh Chiller - Tháp giải nhiệt ( nếu sử dụng TBNT là nước ) - Bơm nước giải nhiệt, bơm nước lạnh - Dàn lạnh FCU hay AHU - Bình giãn nở 1.2.2. Trình bầy chức năng, nhiệm vụ từng thiết bị a) Cụm Chiller: Cụm máy lạnh chiller là thiết bị quan trọng nhất của hệ thống điều hoà kiểu làm lạnh bằng nước. Nó được sử dụng để làm lạnh chất lỏng, trong điều hoà không khí sử dụng để làm lạnh nước tới khoảng 7oC Ở đây nước đóng vai trò là chất tải lạnh. b, Dàn lạnh FCU Nước lạnh chuyển động trong ống, không khí thổi ngang qua trao đổi nhiệt hiện ẩm, sau đó thổi trực tiếp hay qua ống gió đi vào phòng c) Dàn lạnh AHU AHU được viết tắt từ chữ tiếng Anh Air Handling Unit. Tương tự FCU, AHU thực chất là dàn trao đổi nhiệt để xử lý nhiệt ẩm không khí. AHU thường được lắp ghép tù nhiều module như sau: Buồng hoà trộn, Bộ lọc bụi, dàn trao đổi nhiệt và hộp quạt. Trên buồng hoà trộn có 02 cửa có gắn van điều chỉnh, một cửa lấy gió tươi, một cửa nối với đường hồi gió. d) Bơm nước lạnh và bơm nước giải nhiệt Dùng để đưa nước lạnh qua các AHU và FCU. Đưa nước giải nhiệt cho tháp giải nhiệt, Dàn ngưng của chiller. e) Các hệ thống thiết bị khác - Bình giản nỡ và cấp nước bổ sung: Có công dụng bù giản nỡ khi nhiệt độ nước thay đổi và bổ sung thêm nước khi cần. Nước bổ sung phải được qua xử lý cơ khí cẩn thận. 1.3. Trình bày cấu tạo của từng thiết bị trên sơ đồ nguyên lý
5 a) Cụm Chiller: + Máy nén trục vít: Sử dụng cho các Chiller có năng suất lạnh lớn + Máy nén pít tông: Sử dụng với NSL nhỏ và vừa + Máy nén ly tâm: Dùng cho chiller có năng suất lạnh rất lớn
6 + Máy nén xoắn ốc: thường sử dụng cho hệ thống Chiller nhỏ và trung bình + Thiết bị ngưng tụ: - Chiller giải nhiệt bằng gió - Chiller giải nhiệt bằng nước: TBNT được giải nhiệt bằng nước. Ở đây hệ thống phải sử dụng thêm tháp giải nhiệt
7 + Bình bay hơi: Dùng để làm lạnh nước có 2 loại sau: - Nước chảy trong ống : Làm bằng ống đồng có cánh. Môi chất lạnh sôi ngoài ống, nước chuyển động trong ống. Bình bay hơi được bọc các nhiệt và duy trì nhiệt độ không được quá dưới 70 C nhằm ngăn ngừa nước đóng băng gây nổ vỡ bình Để làm rối dòng chảy của nước chảy trong ống với mục đích làm tăng hệ số truyền nhiệt, người ta sử dụng bình bay hơi với 1 hay nhiều pass nước nhưng sẽ làm tăng cột áp của bơm
8 - Nước chảy ngoài ống : Ưu điểm là hạn chế được sự cố nổ ống do nước đóng băng nhưng việc vệ sinh khá phức tạp b, Dàn lạnh FCU Cấu tạo FCU : Filter ( Bộ lọc dơ ), Heat Exchanger Tube ( Khu vực hình ống dành cho trao đổi nhiệt ), Fan Section ( Khu vực cho quạt ). Trong đó Heat Exchanger Tube có chứa cuộn Coil ( Những ống đồng đan xen liên tục ) sẽ quyết định tới điều kiện không khí trong vùng cần cung cấp. Nếu là khí nóng thì cuộn Coil sẽ cho nước nóng đi qua, nếu là khí lạnh thì sẽ cho nước lạnh đi qua. Fan - quạt cấp thường sử dụng động cơ điện xoay chiều 1 pha ( FCU công suất nhỏ ) và 3 pha ( FCU công suất lớn )
9 Ngoài ra còn có thêm Drain pan ( máng ngưng tụ ) : Thu nước ngưng tụ trên cuộn Coil của FCU c. Dàn lạnh AHU Là bộ xử lý nhiệt ẩm hệ thống ống gió trung tâm và chia ra làm nhiều ống gió phụ đi vào không gian điều hòa. Như vậy một AHU có thể có nhiều lớp lọc bụi, nhiều dàn coil ống đồng (nước nóng hoặc lạnh) theo điều kiện xử lý yêu cầu và dùng cho một không gian lớn. Tùy theo nhà sản xuất mà AHU có cấu trúc khác nhau.
10 d) Bơm nước lạnh và bơm nước giải nhiệt e) Các hệ thống thiết bị khác a. Bình dãn nở hở: Được đặt ở vị trí cao nhất ở đường ống hồi về. Có thể tích bằng 6% lượng nước chứa trong hệ thống. b.Bình dãn nở kín: Bình không thông với khí quyển, thể tích chứa nước cũng bằng 6% thể tích nước của hệ thống. Phía trên mặt nước là chất khí nào đó.
11 1.4. Nguyên lý làm việc của từng thiết bị a) Cụm chiller Là phần quan trọng nhất để sản xuất nước lạnh với nhiệt độ khoảng 7oC để cấp vào các FCU. Hệ thống sử dụng sơ đồ nguyên lý của hệ thống lạnh một cấp
12 - Máy nén hút hơi môi chất để duy trì áp suất bay hơi không đổi trong TBBH rồi nén hơi môi chất lên áp suất cao và nhiệt độ cao. Sau đó đưa vào TBNT để ngưng tụ thành lỏng, qua van tiết lưu hạ áp suất và nhiệt độ môi chất lạnh để làm lạnh nước - Nước lạnh được bơm đưa đến các FCU để làm lạnh không khí trong phòng. Nước lạnh sau khi trao đổi nhiệt sẽ nóng lên rồi quay về TBBH để được làm lạnh. b, Dàn lạnh FCU Nước chuyển động trong ống, không khí chuyển động ngang qua cụm ống trao đổi nhiệt, ở đó không khí được trao đổi nhiệt ẩm, sau đó thổi trực tiếp hoặc qua một hệ thống kênh gió vào phòng. Quạt FCU là quạt lồng sóc dẫn động trực tiếp. c) Dàn lạnh AHU Nước lạnh chuyển động bên trong cụm ống trao đổi nhiệt, không khí chuyển động ngang qua bên ngoài, làm lạnh và được quạt thổi theo hệ thống kênh gió tới các phòng. Quạt AHU thường là quạt ly tâm dẫn động bằng đai. 2. Lắp máy làm lạnh nước (Water Chiller): 2.1. Đọc bản vẽ lắp đặt 2.1.1. Phân tích bản vẽ
13 Quy tắc ghi kích thước Ghi kích thước là việc thể hiện các kính thước chiều dài, chiều rộng, chiều cao (hoặc sâu) của chi tiết trên bản vẽ. Đường kích thước gồm có: - Con số ghi kích thước chỉ kích thước thật của vật thể. - Đơn vị chỉ độ dài là mm, trên bản vẽ không cần ghi đơn vị. Khi ghi kích thước phải sử dụng: - Đường kích thƣớc là đường phải cách mép vật thể ít nhất là 10mm và đầu mép phải kéo dài quá các đường dóng biên từ 1 - 3 mm. Tại điểm giao nhau giữa đường dóng kích thước và đường ghi kích thước phải dùng nét gạch ngắt có chiều dài 2 - 4 mm nghiêng 450 về phía bên phải đường dóng để giới hạn phần ghi kích thước.
14 – Đường ghi kích thước vật thể trong bản vẽ xây dựng có 3 lớp: Lớp 1 (lớp trong cùng tiếp giáp với vật thể) ghi các kích thƣớc của cửa đi, cửa sổ, các mảng tƣờng, vách; Lớp 2 (giữa) ghi kích thƣớc từ trục nọ đến trục kia (khoảng cách giữa các trục); Lớp 3 (ngoài cùng) ghi kích thƣớc tổng từ trục đầu tiên đến trục cuối cùng. Trong bản vẽ xây dựng cũng dùng cách ghi kích thƣớc mà thay cho đường gạch ngắt là mũi tên trong các trường hợp sau: - Kích thước đường kính, bán kính và góc; - Kích thước bán kính góc lượn; - Kích thước từ một điểm nào đó đến một điểm góc quy ước 2.1.2. Thiết lập được danh mục, thiết bị lắp đặt 1. Phương pháp tính theo chủng loại Là phương pháp căn cứ vào ký hiệu của các chi tiết, kết cấu trong bản vẽ để tính toán khối lƣợng công tác xây lắp. Trình tự thực hiện: Bước 1: Lập danh mục công tác xây dựng cần phải tính khối lượng phù hợp với danh mục của đơn giá xây dựng công trình theo trình tự thi công xây dựng; Bước 2: Căn cứ vào hình dáng kích thƣớc và ký hiệu của các chi tiết kết cấu ghi trong bản vẽ thiết kế để chia chi tiết, kết cấu thành các hình cơ bản để tính khối lượng;
15 Bước 3: Tổng hợp khối lượng cho từng loại công tác xây dựng phù hợp với đơn giá; Bước 4: Lập bảng khối lượng - dự toán cho công trình xây dựng. 2. Phương pháp tính theo thứ tự bản vẽ Theo thói quen của người đo bóc khối lượng mà thực hiện đo bóc theo trình tự sau: Bước 1: Tính phần kết cấu, phần kiến trúc rồi đến phần điện, nƣớc,.... Bước 2: Lập danh mục công tác xây dựng phù hợp với đơn giá trong từng phần việc. Bước 3: Sắp xếp thứ tự các bản vẽ theo một trình tự nhất định. Bước 4: Căn cứ vào hình dáng kích thƣớc của các chi tiết kết cấu trong từng bản vẽ người tính khối lượng tự quy định chiều tính. Có thể quy định chiều tính nhƣ sau: - Từ trái sang phải và từ trên xuống dưới. - Từ phải sang trái và từ dƣới lên. - Theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ. Bước 5: Lập bảng tổng hợp khối lượng cho từng công tác xây lắp. Bước 6: Lập bảng khối lượng dự toán cho công trình xây dựng. 2.2. Thống kê, chuẩn bị thiết bị, dụng cụ để thi công - Tính đúng, tính đủ khối lượng các công tác xây dựng phù hợp với từng giai đoạn thiết kế; - Khối lượng các công tác xây dựng được đo bóc phải có đơn vị đo phù hợp với đơn vị tính định mức, đơn giá xây dựng công trình; - Khối lượng công tác xây dựng phải bóc tách theo đúng chủng loại, quy cách (kích thước), điều kiện kỹ thuật và biện pháp thi công; - Khối lượng công tác xây dựng được đo bóc phải thuận lợi trong việc áp giá khi xác định giá trị dự toán xây dựng hạng mục công trình (công trình xây dựng); - Khi đo bóc khối lượng công tác xây dựng cần vận dụng cách đặt thừa số chung cho các bộ phận giống nhau, hoặc dùng ký hiệu để sử dụng lại nhằm giảm nhẹ khối lƣợng công tác tính toán. - Tận dụng số liệu đo bóc của công tác trước cho các công tác sau, kết hợp khối lượng của các công tác giống nhau (giảm trừ). 2.3. Khảo sát vị trí lắp 2.3.1. Khảo sát các điều kiện ảnh hưởng đến quá trình lắp đặt - Không gian lắp đặt thiết bị: + Tạo một không gian hợp lý bao quanh thiết bị sao cho người lắp đặt, vận hành, bảo trì thao tác được thuận lợi. + Tạo khoảng cách hợp lý cho thiết bị ngưng tụ và máy nén hoạt động được tốt. + Tạo khoảng cách tối thiểu là 3 feets (914 mm) tính từ cửa tủ điều khiển để người vận hành thuận lợi trong thao tác. - Nền:
16 + Nền bê tông phải cứng, phẳng, và có đủ độ bền để có thể chịu đựng được trọng lượng gia tăng trong quá trình cụm Chiller hoạt động. + Độ nghiêng của nền bêtông không được vượt quá ¼ inch (6,35mm) theo bề dài và bề rộng của Chiller. - Thông nước, xả nước khi bảo dưỡng, sữa chữa: Lắp đặt gần hệ thống thoát nước đủ lớn cho đường nước thoát ra từ thiết bị ngưng tụ và bay hơi trong quá trình ngừng máy hoặc sữa chữa. - Thông gió cho nơi đặt Chiller: Thiết bị vẫn sản sinh ra nhiệt mặc dù máy nén được làm mát bởi tác nhân lạnh. Do đó, cần phải loại bỏ lượng nhiệt phát sinh ra khi thiết bị hoạt động trong phòng máy bằng cách thông gió hợp lý đảm bảo nhiệt độ trong phòng thấp hơn 50 oC (122oF). 2.3.2. Nhận biết được điều kiện ảnh hưởng đến quá trình lắp đặt Đảm bảo hệ thống vận hành theo yêu cầu, tại vị trí vào ra của bình bay hơi và bình ngưng lắp các chi tiết sau: Lắp đặt hệ thống Water Chiller. - Lắp các van bướm (Butterfly valve) tại các vị trí như hình trên của đường ống vào và ra của các bình của Chiller. Khi một cụm Chiller bị sự cố hoặc khi vệ sinh ta có thể đóng các van này lại để tách biệt cụm Chiller đó khỏi hệ thống. - Đầu ra của các bình phải lắp công tắc dòng chảy (Flow Switch) để đảm bảo luôn có nước giải nhiệt cho bình ngưng và có nước được làm lạnh trong bình bay hơi. - Đầu vào và ra của các bình có các nhánh rẽ lắp các thiết bị đo áp suất nước (Pressure meter), thiết bị đo nhiệt độ (Temperature meter) và trên các nhánh có các van ngắt (Shut off valve) để ngắt khi thay thế thiết bị trên.
17 - Lắp các ống nối mềm, loại Single Sphere Type (Flexible joint) tại các vị trí vào ra của các bình để giảm độ rung động cho hệ thống đường ống khi làm việc. Do tại đầu vào của các bơm có van Y lọc (Filter valve), nên tại đầu vào của các bình không cần gắn thêm các thiết bị lọc, giảm được tổn thất và giá thành. - Lắp các van cân bằng (Balancing valve) và các van điện điều chỉnh lưu lượng tại đầu ra của các bình. - Tại vị trí thấp nhất của ống góp và vị trí thấp nhất của các đường nước vào và ra đều phải có các đường nước xả đáy thuận tiện trong việc vệ sinh các thiết bị. Đồng thời, nhà sản xuất cũng lắp thêm một số thiết bị như sau để đảm bảo hệ thống vận hành ổn định và an toàn. Sơ đồ bố trí các thiết bị trên như hình sau: Sơ đồ tách dầu cho môi chất lạnh trong hệ thống - Sau khi tác nhân lạnh ra khỏi máy nén được đưa vào bình tách dầu. Việc tách dầu giúp giảm áp suất ngưng tụ, tăng hiệu quả trao đổi nhiệt của bình ngưng nhờ giảm lượng dầu bám bẩn trên bề mặt các ống. Đồng thời, tại bình tách dầu (Oil Separator) có cảm biến áp suất ngưng tụ (Condenser pressure Transducer) đưa tín hiệu về bộ điều khiển. Nếu áp suất cao vượt mức cho phép thì cụm Chiller đó ngưng hoạt động.
18 - Tại bình chứa dầu (Oil Sump), có thiết bị cảm biến mức dầu trong bình (Optical Oil Detector) giúp người vận hành theo dõi được lượng dầu trong Chiller. - Dầu trước khi về máy nén đều phải qua thiết bị lọc dầu (Oil return filter). Sau đó, dầu về máy nén theo 2 đường: một đường về các ổ đỡ (bearings), một đường phun vào rotors. Phân phối lượng dầu vào hai đường này được thực hiện bằng kết hợp hai tín hiệu lấy từ cảm biến mức dầu (Optical Oil Detector) và cảm biến áp suất dầu hồi (Oil Pressure Transducer). Đồng thời cảm biến áp suất dầu cũng đưa tín hiệu ngắt cụm Chiller khi áp suất dầu quá thấp. - Để đảm bảo áp suất bay hơi không quá thấp, tại bình bay hơi cũng có lắp cảm biến tín hiệu áp suất thấp (Evaporator Pressure Transducer). - Tuy sử dụng bình tách dầu, nhưng một lượng dầu vẫn theo tác nhân lạnh qua bình ngưng và van tiết lưu vào bình bay hơi. Để hồi được lượng dầu này về máy nén, tại bình bay hơi lắp bơm hồi dầu (Oil Return Gas Pump). Hoạt động của bơm dựa trên sự chênh lệch áp suất giữa ngưng tụ và áp suất bay hơi. - Chiller được đặt trên hệ thống đế lò xo hoặc đế cao su để đảm bảo ổn định khi làm việc. Độ nghiêng của thân bình bay hơi không vượt quá 5 mm trên toàn chiều dài bình để tránh hiện tượng dầu bị dồn lại một phía không về được máy nén. 2.3.3. Đưa ra được phương án lắp đặt 1. Các thông số sơ bộ của Chiller: Khi Chiller được đưa tới công trình, cần phải so sánh toàn bộ các dữ liệu ghi trên bảng tên Chiller với các thông tin lúc đặt hàng, đăng ký và vận chuyển.
19 Bảng thông số kỹ thuật sơ bộ của Chiller 2. Kiểm tra sơ bộ trước khi lắp ráp: Khi Chiller được đưa tới công trình, cần phải kiểm tra chính xác có đúng là Chiller đặt mua hay không trước khi đưa xuống hầm hoặc phòng đặt Chiller riêng biệt. 3. Vị trí lắp đặt của Chiller: - Dưới hầm. - Trong phòng riêng và được cách âm hợp lý. 4. Ảnh hưởng của Chiller đến môi trường xung quanh: - Về độ ồn: + Vị trí của cụm Chiller phải cách xa các khu vực nhạy cảm tiếng ồn. + Lắp đặt những bộ đệm cô lập bên dưới Chiller. + Lắp đặt những miếng cao su chống rung cho tất cả đường ống nước. + Cách âm cho vách, tường nơi đặt cụm Chiller. - Giảm thiểu rung động: + Dùng những đệm cao su giảm chấn cho toàn bộ ống nước lạnh. + Dùng ống cách điện mềm dẻo cho hệ thống dây điện nối với thiết bị. + Cô lập toàn bộ ống dẫn nước bằng các móc treo với khoảng cách hợp lý. + Đảm bảo hệ thống ống dẫn không tạo thêm ứng suất cho thiết bị, điều này có thể là nguyên nhân do quá trình hàn kết nối ống không đúng cách hoặc trong quá trình treo ống tạo sự co dãn trên đường ống, điều này tạo nên độ rung không cần thiết.