đồ án kỹ thuật điện cơ Thiết kế hệ thống thông gió bao gồm hút khí thải và cấp gió tươi cho căn hộ gia đình và văn phòng làm việc

Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3
Upload by o
1
Danh sách nhóm 3:
1. Nguyễn Văn Bảo
2. Nguyễn Thiên Bửu

Nhận xét của Giáo viên:
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………
Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3
Upload by o
2
MỤC LỤC
a & b

Lời mở đầu 3
Chương 1:Tổng quan về các hệ thống thông gió 4
Chương 2: Giới thiệu về hệ thống 10
1. Ống dẫn không khí 10
2. Quạt 23
Chương 3: Tính toán thiết kế hệ thống và thiết kế quạt 27
1. Giới thiệu về hệ thống thông gió đang khảo sát và thiết kế 27
2. Tính toán thiết kế hệ thống và thiết kế quạt 28
Phần 1: Tính toán quạt cấp không khí 30
Phần 2: Tính toán quạt hút không khí 39
Tài liệu tham khảo 47

Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3
Upload by o
3
Lời Mở Đầu
Trong vòng vài năm trở lại đây, cùng với sự phát triển của nền kinh tế của
đất nước, nhu cầu về kĩ thuật lạnh nói chung và điều hòa không khí – thông gió nói
riêng đang gia tăng mạnh mẽ. Có thể nói, hầu như trong tất cả các cao ốc văn
phòng, khách sạn, nhà hàng, một số phân xưởng, bệnh viện, hộ gia đình… đã và
đang được xây dựng đều có trang bị hệ thống điều hòa không khí – thông gió nhằm
tạo ra môi trường dễ chịu và tiện nghi cho người sử dụng.
Với mục đích củng cố kiến thức đã học và ứng dụng vào thực tiễn, tiểu luận

môn học về khảo sát, tính toán, thiết kế quạt cho một hệ thống cụ thể trong sản
xuất hoặc trong đời sống là hết sức quan trọng và cần thiết.
Trong phạm vi bài tiểu luận này nhằm thiết kế hệ thống thông gió bao
gồm hút khí thải và cấp gió tươi cho căn hộ gia đình và văn phòng làm việc.
Nhóm có nhiệm vụ khảo sát thực tế kích thước căn hộ, số người ở và làm việc, các
thiết bị phát sinh nhiệt thừa, các thông số về nhiệt độ và độ ẩm trong không gian
cần thông gió, sau đó tính chọn lưu lượng gió để đáp ứng nhu cầu khử ẩm, lượng
nhiệt thừa, các khí thải (chủ yếu là CO
2
); chọn vị trí phân bố miệng gió hút và
miệng gió cấp, chọn kích thước ống gió phù hợp với từng phòng trong căn hộ. Từ
đó, tính tổn thất cột áp động và tĩnh, tính chọn quạt và thiết kế cấu trúc cơ bản của
quạt.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng bài tiểu luận chắc chắn không tránh khỏi
những thiếu sót, chúng em mong nhận được nhiều ý kiến của thầy cô và các bạn.

Nhóm 3 Lớp DHNL 4 LT
Nguyễn Văn Bảo 08899391
Nguyễn Thiên Bửu 08896121
Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3
Upload by o
4
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG THÔNG GIÓ.
a & b
Một trong những vấn đề cơ bản mà người thiết kế hệ thống điều hòa không
khí cần phải chú ý là việc thông gió cho không gian cần điều hòa.
Hệ thống điều hòa không khí – thông gió nhằm tạo ra môi trường thuận lợi
cho các hoạt động của con người và thiết lập các điều kiện phù hợp với công nghệ
sản xuất, chế biến, bảo quản máy móc thiết bị.

Như chúng ta đã biết, không gian cần điều hòa là không gian tương đối kín,
trong không gian đó có thể có sự hiện diện của nhiều người và nhiều loại vật dụng
khác nhau. Bên cạnh ảnh hưởng của bụi bặm và các vật thể li ti có sẵn trong không
khí thì chính người và các vật dụng đã nói là nguyên nhân gây ra sự ô nhiễm trong
không gian cần điều hòa, trong đó sự hiện diện của con người và các hoạt động của
con người trong không gian đó là nguyên nhân chủ yếu: do hít thở, do hút thuốc lá,
do những loại mùi khác nhau từ cơ thể tỏa ra… Đây chính là nguồn gốc làm gia
tăng lượng CO
2
, CO, một vài loại vi khuẩn, các loại nấm gây bệnh và một số loại
khí độc khác trong không gian cần điều hòa.
Để làm cho không khí trong không gian cần điều hòa trong lành hơn, bớt ô
nhiễm hơn, cần thiết phải thực hiện kĩ thuật thông gió. Trong điều hòa không khí,
có thể hiểu thông gió là biện pháp kĩ thuật nhằm thay đổi một bộ phận không khí
trong không gian đó bằng một lượng không khí tươi tương ứng lấy từ bên ngoài.
Tất nhiên, để hạn chế bụi bặm và các vật thể li ti khác cần thiết phải sử dụng các
biện pháp lọc và làm sạch không khí tươi trước khi đưa nó vào không gian cần
điều hòa.
Khi nói đến sự ô nhiễm của không khí, người ta thường nghĩ đến ngay nồng
độ CO
2
có trong không khí. Ngoài ra, chúng ta còn phải lưu ý đến việc khử các loại
mùi khác nhau phát ra từ cơ thể con người. Thông thường, trong kĩ thuật điều hòa
không khí, nồng độ CO
2
cho phép dùng để tính toán thông gió là 0.15 % thể tích.
Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3
Upload by o
5
Ngoài ra, cần hạn chế tiếng ồn đến mức thấp nhất có thể. Bất cứ một hệ

thống điều hòa không khí nào cũng có các bộ phận gây ồn ở một mức độ nhất định
như máy nén, bơm, quạt; các ống dẫn khí; các miệng thổi không khí. Đối với văn
phòng làm việc thì mức độ ồn cho phép là 50 dB nhưng nên chọn là 45 dB (theo
bảng 1.7/18 [3]). Trong mọi trường hợp, nếu độ ồn lớn hơn 90dB thì có thể nguy
hại cho thính giác khi phải tiếp xúc lâu với môi trường đó.
Các hệ thống điều hòa không khí – thông gió thường thấy nhất là:
1. Điều hòa không khí – thông gió cho căn hộ, nhà hàng, khách sạn:


Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3
Upload by o
6

2. Điều hòa không khí – thông gió cho phân xưởng sản xuất:


3. Thông gió cho tầng hầm các tòa nhà cáo tầng:
Thông gió cho tầng hầm nhằm giảm nhiệt độ ở tầng này ,
vì thông thường tầng hầm chứa rất nhiều xe nên nhiệt độ
thường cao, rất dễ xảy ra trường hợp cháy nổ. Hoặc nếu
trong trường hợp xảy ra cháy cũng có hệ thống hút khói
kịp thời.
Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3
Upload by o
7


4. Hút bụi xử lí ô nhiễm môi trường cho ngành bao bì, sơn, giấy, in:

5. Hút bụi xử lí ô nhiễm môi trường cho ngành đúc, gia công kim loại:

Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3
Upload by o
8

6. Hút bụi xử lí ô nhiễm môi trường cho ngành chế biến gỗ - trang trí nội thất:

7. Hút bụi gỗ xưởng đóng pallet:

Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3
Upload by o
9
8. Hút bụi trung tâm cho nhà máy:


9. Hệ thống xử lí khói bụi nhà máy xi măng:
Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3
Upload by o
10

Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3
Upload by o
11
CHƯƠNG 2
GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG
a & b

Các thành phần của hệ thống thông gió bao gồm:
1. ỐNG DẪN KHÔNG KHÍ.
1.1 Các khái niệm cơ bản về ống dẫn không khí.
Ống dẫn không khí là một trong các phương tiện dùng để vận chuyển và

phân phối không khí đến nơi yêu cầu. Về mặt cấu tạo, hệ thống ống dẫn không khí
bao gồm một số đoạn ống ghép nối tiếp với nhau, có hoặc không có rẽ nhánh; tiết
diện ống có thể hình tròn, hình chữ nhật, hình vuông hoặc một tiết diện bất kì nào
khác. Trong hệ thống, người ta dùng quạt để làm không khí chuyển động, có thể là
quạt hướng trục nếu áp lực yêu cầu là thấp £ 30 mmH
2
O (300 N/m
2
) hoặc là quạt li
tâm nếu áp lực yêu cầu cao ³ 30 mmH
2
O. Đường ống dẫn không khí từ quạt cấp
không khí tươi từ bên ngoài vào không gian cần thông gió được gọi là ống cấp gió
tươi, còn đường ống dẫn không khí từ bên trong không gian cần thông gió ra bên
ngoài gọi là ống hút khí thải.
Khi thiết kế ống dẫn không khí, cần chú ý một số yêu cầu sau:
* Ít gây tiếng ồn.
* Tổn thất áp suất trên đường ống ít.
*Chiếm diện tích không gian ít và đảm bảo các yêu cầu về kĩ thuật và
mĩ thuật.
Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3
Upload by o
12
* Có cấu tạo hợp lí, dễ lắp đặt và giá thành thích hợp.
Ngoài ra cần lưu ý một số vấn đề khác như:
* Độ trong sạch của không khí.
* Phương pháp khống chế nhiệt độ và độ ẩm của không khí.
* Vấn đề thông gió, phân phối gió và các tốc độ chuyển động của không khí
trong khu vực cần cung cấp.

Hình: Ống gió dạng tròn.

Hình: ống gió dạng chữ nhật.

Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3
Upload by o
13
Hình: các dạng co cút của hệ thống ống.
Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3
Upload by o
14

Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3
Upload by o
15

Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3
Upload by o
16
Hình: các dạng của hệ thống ống.



Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3
Upload by o
17


Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3
Upload by o

18



Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3
Upload by o
19
Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3
Upload by o
20



Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3
Upload by o
21


Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3
Upload by o
22
1.2 Phân loại ống dẫn không khí.
1.2.1 Phân loại theo tốc độ:
Căn cứ theo tốc độ chuyển động của không khí bên trong ống dẫn mà người
ta chia ống dẫn không khí làm hai loại: loại tốc độ cao và loại tốc độ thấp.
Hệ thống điều hòa không khí cho phòng ở, hội trường khách sạn, nhà hàng…

Tốc độ gió Ống cấp Ống hút
Thấp
< 12.7 m/s

Chọn 6¸11.2 m/s
< 10.2 m/s
Chọn 7.6¸9.2 m/s
Cao >12.7 m/s
Bảng phân loại ống dẫn không khí theo tốc độ.
Thông thương các ống hút khí thải được thiết kế ở tốc độ thấp và thường nhỏ hơn
tốc độ ống cấp, cho dù ống cấp gió tươi có tốc độ cao hay thấp.
1.2.2 Phân loại theo áp suất.
* Loại áp suất thấp: < 95mmH
2
O.
* Loại áp suất trung: 95¸172mm H
2
O.
* Loại áp suất cao: 172¸380mm H
2
O.
Trong trường hợp này, áp suất được hiểu là áp suất tổng của hệ thống.
1.3 Lựa chọn tốc độ chuyển động của không khí trong ống dẫn.
Để đảm bảo các yêu cầu của thông gió cần xác định lưu lượng gió cần
thiết qua hệ thống và đi vào không gian cần thông gió. Tùy theo việc lựa chọn tốc
độ của không khí trong hệ thống àm kích thước của ống dẫn sẽ to hay nhỏ, ngoài ra
lựa chọn tốc độ không khí trong hệ thống phải kể đến chi phí vận hành hệ thống và
độ ồn cho phép.
Hệ thống ống dẫn không khí loại tốc độ cao tất nhiên sẽ làm kích thước ống
dẫn nhỏ lại, chi phí vật tư ít hơn, tuy nhiên chi phí vận hành sẽ cao hơn do động cơ
quạt có công suất lớn hơn, tiêu tốn điện năng nhiều hơn. Ngược lại, chọn tốc độ
nhỏ hơn nên kích thước ống lớn hơn nhưng chi phí vận hành sẽ giảm đi và độ ồn
cũng bớt đi một phần nào đó.
Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3

Upload by o
23
1.4 Miệng thổi và miệng hút:
Miệng thổi là thiết bị cuối cùng trên đường ống gió cấp có nhiệm vụ
cung cấp và khếch tán gió vào phòng . Sau đó, không khí được hút qua miệng hút
tái tuần hoàn về thiết bị xử lí không khí hoặc thải bỏ ra ngoài.
Miệng thổi và miệng hút cũng được phân ra nhiều loại khác nhau tùy thuộc
hình dáng, vị trí lắp đặt, tác dụng phân bố không khí, tốc độ không khí…
Miệng thổi và miệng hút có rất nhiều dạng khác nhau.
a) Theo hình dạng
- Miệng thổi tròn.
- Miệng thổi chữ nhật, vuông
- Miệng thổi dẹt
- Miệng dạng khe, ghi hoặc băng.
b) Theo cách phân phối gió
- Miệng thổi khuyếch tán
- Miệng thổi có cánh điều chỉnh đơn và đôi
- Miệng thổi kiểu lá sách
- Miệng thổi kiểu chắn mưa
- Miệng thổi có cánh cố định.
- Miệng thổi đục lổ
- Miệng thổi kiểu lưới
c) Theo tốc độ không khí:
- Miệng khếch tán dùng cho trần thấp và mũi phun có tốc độ lớn, tia chụm dùng
cho phòng trần cao.
d) Theo vị trí lắp đặt
- Miệng thổi gắn trần.
- Miệng thổi gắn tường.
- Miệng thổi đặt nền, sàn.
e) Theo vật liệu

- Miệng thổi bằng thép
Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3
Upload by o
24
- Miệng thổi nhôm đúc.
- Miệng thổi nhựa.
Yêu cầu của miệng thổi và miệng hút
- Có kết cấu đẹp, hài hoà với trang trí nội thất công trình , dẽ dàng lắp đặt và tháo
dỡ
- Cấu tạo chắc chắn, không gây tiếng ồn .
- Đảm bảo phân phối gió đều trong không gian điều hoà và tốc độ trong vùng làm
việc không vượt quá mức cho phép.
- Trở lực cục bộ nhỏ nhất.
- Có van diều chỉnh cho phép dễ dàng điều chỉnh lưu lượng gió. Trong một số
trường hợp miệng thổi có thể điều chỉnh được hướng gió tới các vị trí cần thiết
trong phòng.
- Kích thước nhỏ gọn và nhẹ nhàng, được làm từ các vật liệu đảm bảo bền đẹp và
không rỉ
- Kết cấu dễ vệ sinh lau chùi khi cần thiết.


Tiểu Luận môn Bơm Quạt Máy Nén Nhóm 3
Upload by o
25
Hình: các vị trí miệng gió
2. QUẠT
Quạt là máy vận chuyển không khí hoặc các khí khác khi áp suất (chiều cao
áp lực) không lớn hơn 1500 mmH
2
O.

Quạt được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kĩ thuật và đời sống, đặc biệt
trong ngành năng lượng. Có rất nhiều thiết kế quạt, máy xả và thổi các loại chất
khí với năng suất và cột áp đa dạng: năng suất từ 4.5x10
3
đến 900x10
3
m
3
/h, cột áp
trên 1000 mmH
2
O. Theo đặc tính của dòng người ta chia ra thành hai loại quạt:
quạt li tâm và quạt hướng trục.

2.1 Quạt li tâm.
2.1.1 Định nghĩa và nguyên lí làm việc.
Quạt li tâm làm việc theo
nguyên lí li tâm. Khi roto quay, áp suất tại tâm
quạt nhỏ, không khí đi vào tâm quạt và được
cấp thêm năng lượng nhờ lực li tâm. Khi làm
việc, roto hút không khí dọc theo trục nhờ lực li
tâm đưa ra quanh vỏ quạt và đẩy gió ra theo hướng thẳng góc với trục quạt.
Quạt li tâm có ưu điểm là nâng được áp suất không khí cao, ít ồn hơn quạt
hướng trục. Để tiện cho việc lắp đặt theo yêu cầu sử dụng, người ta sản xuất quạt li
tâm có hai chiều quay với các giá đỡ khác nhau. Nếu roto của quạt quay theo chiều
kim đồng hồ ta có loại quạt quay phải và ngược lại là quạt quay trái.