Tính chọn miệng thổi
+Chọn loại miệng thổi Để chọn loại miệng thổi thích hợp nhất ta căn cứ vào : - Các chỉ tiêu kỹ thuật, đặc tính của từng loại miệng thổi do các nhà sản xuất cung cấp. - Đặc điểm về kết cấu và kiến trúc công trình, ...
+Chọn loại miệng thổi
Để chọn loại miệng thổi thích hợp nhất ta căn cứ vào :
- Các chỉ tiêu kỹ thuật, đặc tính của từng loại miệng thổi do các nhà sản xuất cung cấp.
- Đặc điểm về kết cấu và kiến trúc công trình, trang trí nội thất.
- Yêu cầu của khách hàng.
+
a) Căn cứ vào đặc điểm công trình , mặt bằng trần chọn sơ bộ số lượng miệng thổi
b) Tính lưu lượng trung bình cho một miệng thổi
trong đó
L - Lưu lượng gió yêu cầu trong không gian điều hoà, m3/s.
N - Số lượng miệng thổi.
LMT - Lưu lượng gió của một miệng thổi , m3/s
c) Căn cứu vào lưu lượng và quảng đường đi từ miệng thổi đến vùng làm việc tiến hành tính toán hoặc chọn miệng thổi thích hợp sao cho đảm bảo tốc độ trong vùng làm việc đạt yêu cầu.
+ Tính tốc độ đầu ra ômegao miệng thổi dựa vào công thức (6-23) và (6-25), trong đó vmax = 0,25 m/s và x là khoảng cách từ miệng thổi đến vùng làm việc.
Với miệng thổi tròn
(6-29)
Với miệng thổi dẹt
+ Kích thước đầu ra của miệng thổi:
F = LMT/ômegao
Việc tính toán theo các công thức trên gặp khó khăn là ta không biết được trước góc khuyếch tán alfa của tất cả các loại miệng thổi. Vì vậy thực tế người ta căn cứ vào quảng đường T từ vị trí miệng thổi đến điểm mà tốc độ gió tại tâm đạt 0,25m/s . Các số liệu này thường được dẫn ra trong các tài liệu của các miệng thổi .
Căn cứ vào quảng đường T và lưu lượng gió ta có thể chọn loại miệng thổi thích hợp.
Ví dụ : Tính chọn miệng gió cho phòng điều hoà với các thông số : Lưu lượng gió yêu cầu cho L = 0,8 m3/s. Quãng đường đi từ miệng thổi đến vùng làm việc là 3,5m.
- Chọn kiểu miệng thổi khuyếch tán lắp trần
- Chọn số miệng thổi n = 8 miệng
- Lưu lượng gió qua 01 miệng thổi
LMT = 0,8 /8 = 0,1 m3/s = 100 Lít/s
- Căn cứ vào LMT = 100 Lit/s và T = 3,5m ta chọn loại miệng thổi ACD 150 x 150. Tốc độ gió tại khi vào vùng làm việc ômegaT = 0,25 m/s
- Kích thước cổ miệng thổi 150 x 150
- Kích thước cửa ra miệng thổi : 240 x 240
- Diện tích cửa ra : F = 0,24 x 0,24 = 0,0576 m2
- Tốc độ đầu ra miệng thổi : ômegao = 0,1 / 0,0576 = 1,74 m/s
Bảng 6-53: Thông số hoạt động miệng thổi khuyếch tán gắn trần - ACD (Air Ceiling Diffuser)- hãng HT Air Grilles (Singapore)
SP - Áp suất tĩnh
NC - Độ ồn
T - Quảng đường đi để đạt tốc độ 0,25 m/s
Bảng 6-54: Thông số hoạt động miệng thổi cánh chỉnh đôi - ASR (Air supply Register) - hãng HT Air Grilles (Singapore)
Bảng 6-55: Thông đặc tính kỹ thuật miệng thổi dài kiểu khuyếch tán ALD (Supply Air Linear Diffuser) - HT (Singapore)
SP (Stactic Pressure, Pa) - Áp suất tĩnh
NC (dB) - Độ ồn
T (m) - Quảng đường từ miệng thổi đến vị trí tốc độ tâm luồng đạt 0,25 m/s
Bảng 6-56: Thông số hoạt động miệng dài kiểu lá sách - ABL (Air Bar Linear Grille) - hãng HT Air Grilles (Singapore)
Bảng 6-57: Thông số hoạt động miệng hút lá sách - AFL (Air fixed Louvres) - hãng HT Air Grilles (Singapore)
Khái niệm và phân loại quạt
Quạt là thiết bị dùng để vận chuyển và phân phối không khí là thiết bị không thể thiếu được trong hệ thống điều hòa không khí và đời sống. Có 2 loại quạt : Loại được lắp đặt trong các máy điều hoà hoặc quạt được sử dụng thông gió.
Mỗi quạt đều được đặc trưng bởi 2 thống số cơ bản sau:
- Lưu lượng gió, V, m3/s, m3/hr
- Cột áp Hq , Pa hoặc mmH2O
* Phân loại
- Theo đặc tính khí động
+ Hướng trục : Không khí vào và ra đi dọc theo trục. Gọn nhẹ có tể cho lưu lượng lớn với áp suất bé. Thường dùng trong hệ thống không có ông gió hoặc ống ngắn
+ Ly tâm : Đi vào theo hướng trục quay đi ra vuông góc trục quay, cột áp tạo ra do ly tâm. Vì vậy cần có ống dẫn gió mới tạo áp suất lớn. Nó có thể tạo nên luồng gió có áp suất lớn. Trong một số máy ĐHKK dạng Package thường sử dụng quạt ly tâm.
- Theo cột áp:
+ Quạt hạ áp : Hq < 1000 Pa
+ Quạt trung áp : 1000 pa < Hq < 300 Pa
+ Quạt cao áp Hq > 3000 Pa
- Theo công dụng
+ Quạt gió
+ Quạt khói
+ Quạt bụi
+ Quạt thông hơi
Các loại quạt gió
Quạt ly tâm
Quạt ly tâm được chia ra làm các loại sau (hình 6-26):
- Quạt ly tâm cánh cong về phía trước (forward Curve - FC)
- Quạt ly tâm cánh nghiêng về phía sau (Backward Inclined - BI)
- Quạt ly tâm cánh hướng kính (Radial Blade - RB)
- Quạt ly tâm dạng ống (Tubular Centrifugal - TC)
Hình 6-26 : Các loại quạt ly tâm
Nguyên tắc hoạt động của hầu hết các quạt ly tâm như sau : Không khí được guồng cánh quay hút vào bên trong và ép lên thành vỏ quạt. Vỏ quạt có cấu tạo đặc biệt để biến áp suất động thành áp suất tĩnh lớn ở đầu ra, đồng thời đổi hướng chuyển động của luồng gió. Môtơ dẫn động thường được gắn trực tiếp lên trục quạt hoặc dẫn động bằng đai.
Dưới đây là đặc điểm của một số quạt ly tâm thường gặp.
Quạt ly tâm cánh cong về phía trước (FC)
Quạt ly tâm cánh hướng về phía trước được sử dụng trong các trường hợp cần lưu lượng lớn nhưng áp suất tĩnh thấp. Số lượng cánh của quạt thường nằm từ 24 đến 64 cánh. Khoảng làm việc có hiệu qủa cao (hiệu suất cao) của quạt nằm trong khoảng 30% đến 80% lưu lượng định mức. Hiệu suất có thể đạt tới 70%. Quạt ly tâm có cánh cong về phía trước có các ưu điểm :
- Đơn giản nên giá thành rẻ
- Tốc độ quay thấp.
- Phạm vi hoạt động rộng.
Tuy nhiên , quạt FC cũng có nhược điểm là khi cột áp tĩnh thấp có khả năng động cơ bị quá tải, kết cấu cánh không vững chắc.
Quạt ly tâm cánh nghiêng về phía sau (BI)
Quạt ly tâm cánh hướng sau có 2 dạng cánh đơn và cánh dạng khí động (cánh 2 lớp). Đặc điểm của quạt BI là tốc độ quay lớn, áp suất tạo ra lớn. Do đặc điểm cấu tạo nên hiệu suất quạt BI khá lớn, có thể đạt 80%. Khả năng quá tải của động cơ ít xãy ra do đường đặc tính của công suất đạt cực đại ở gần ngoài vùng làm việc. Khoảng làm việc hiệu quả từ 45% đến 85% lưu lượng định mức.
Quạt ly tâm cánh hướng kính (RB)
Quạt RB ít được sử dụng trong kỹ thuật do đường kính rôto lớn. Đặc điểm của quạt RB là khả năng tạo áp suất tĩnh lớn , chính vì vậy nó thường được sử dụng để vận chuyển vật liệu dạng hạt. Đường đặc tính công suất N gần như tỷ lệ với lưu lượng, vì thế loại này có thể kiểm soát lưu lượng thông qua kiểm soát năng lượng cung cấp môtơ. Nhược điểm của quạt RB là giá thành cao và hiệu suất không cao. Hiệu suất cực đại có thể đạt 68%.
Quạt ly tâm dạng ống (TC)
Quạt ly tâm thổi thẳng (dạng ống) : (Tubular centrifugal fan, in-line centrinfugal fan)
Quạt TC gồm một vỏ hình trụ, guồng cánh, cánh, miệng hút và ống côn. Dòng khí đi vào quạt theo trục, qua quạt đổi hướng 90o và bị ép vào vỏ trụ tạo nên áp suất, sau đó lại đổi hướng song song với trục. Quạt TC thoạt trông giống quạt hướng trục nhưng nguyên lý khí đông khác hẳn. Hiệu suất thấp và độ ồn cao, nhưng không thay đổi dòng nên được sử dụng thay cho quạt hướng trục khi cần áp suất cao.
Quạt hướng trục :
Có 3 loại chủ yếu :
- Quạt dọc trục kiểu chong chóng
- Dạng ống
- Có cánh hướng
Hình 6-27 : Các loại quạt hướng trục
Đối với quạt hướng trục cácác đặc tính của nó phụ thuộc rất lớn vào tỷ số đường kính chân cánh và đỉnh cánh Rh = Do/D1
Quạt hướng trục dạng chong chóng :
Sử dụng tương đối rộng rãi, có 3 đến 6 cánh , tỷ số Rh nhỏ hơn 0,15 nên cột áp bé trong khi lưu lượng lớn. Loại quạt ly tâm kiẻu chong chóng thường thêm vành cánh hay vành đĩa phía trước.
Quạt hướng trục dạng ống
Loại dạng ống thường có 6 đến 9 cánh, đặt trong vỏ trụ, hai đầu uốn cong dạng khí động. Tỉ số Rh không quá 0,3. Quạt có lưu lượng và cột áp lớn so với kiểu chong chóng
Quạt có cánh hướng
Quạt có cánh hướng cũng có vỏ trụ tương tự quạt dạng ống. Để triệt tiêu dòng xoáy và nắn thẳng dòng phía sau guồng cánh còn có thêm các cánh hướng . Các cánh hướng còn có tác dụng biến một phần áp suất động thành áp suất tĩnh.
Quạt có cánh hướng thường có tỉ số Rh> 0,3 , nên có khả năng tạo ra áp suất cao và lưu lượng lớn. Số lượng cánh thường nhiều từ 8 đến 16 cánh.
Đặc tính quạt và điểm làm việc của quạt trong mạng đường ống.
* Đồ thị đặc tính:
Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa cột áp H và lưu lượng V ứng với số vòng quay n của guồng cánh của quạt gọi là đồ thị đặc tính của quạt.
Trên đồ thị đặc tính người ta còn biểu thị các đường tham số khác như đường hiệu suất quạt nq, đường công suất quạt Nq.
* Đặc tính mạng đường ống:
Mỗi một quạt ở một tốc độ quay nào đó đều có thể tạo ra các cột áp Hq và lưu lượng Vkhác nhau ứng với tổng trở lực deltap dòng khí đi qua
Quan hệ deltap - V gọi là đặc tính mạng đường ống.
Trên đồ thị đặc tính điểm A được xác định bởi tốc độ làm việc của quạt và tổng trở lực mạng đường ống gọi là điểm làm việc của quạt. Như vậy ở một tốc độ quay quạt có thể có nhiều chế độ làm việc khác nhau tùy thuộc đặc tính mạng đường ồng. Do đó hiệu suất của quạt sẽ khác nhau và công suất kéo đòi hỏi khác nhau.
Nhiệm vụ của người thiết kế hệ thống đường ống là phải làm sao với một lưu lượng V cho trước phải thiết kế đường ống sao cho đạt hiệu suất cao nhất hoặc chí ít càng gần nmax càng tốt.
Hình 6-28 : Đồ thị đặc tính của quạt
Lựa chọn và tính toán quạt gió.
Muốn chọn quạt và định điểm làm việc của quạt cần phải tiến hành xác định các đại lượng:
- Lưu lượng cần thiết Vq
- Cột áp cần thiết Hq
Các đại lượng Vq và Hq được xác định thông qua lưu lượng tính toán Vtt và cột áp tính toán Htt. Sau đó cần lưu ý một số yếu tố như : độ ồn cho phép, độ rung nơi đặt máy, nhiệt độ chất khí, khả năng gây ăn mòn kim loại, nồng độ bụi trong khí
-Lưu lượng tính toán V tt
Lưu lượng tính toán Vtt được xác định tuỳ thuộc vào chức năng của quạt.
Đối với hệ thống điều hoà không khí, quạt dàn lạnh, dàn ngưng được lắp đặt kèm theo máy. Ta có thể xác định điểm làm việc dựa vào đường đặc tính của quạt
- Quạt dàn lạnh : Lưu lượng tính toán của quạt dàn lạnh chính là lưu lượng gió cần thiết Lv của thiết bị xử lý không khí đã xác định trong chương 4
-
Qo - Công suất lạnh của dàn lạnh, W
IC, IO - Entanpi của không khí vào ra dàn lạnh, J/kg
p - Khối lượng riêng của không khí : p = 1,2 kg/m3
- Quạt dàn ngưng : Khi qua dàn ngưng chỉ có trao đổi nhiệt không có sự trao đổi ẩm nên lưu lượng không khí được xác định theo công thức
trong đó :
Qk - Công suất giải nhiệt của dàn ngưng
+Cột áp tính tóan chính là Htt = tổngdeltap
+Lưu lượng cần thiết của quạt chọn như sau :
- Với môi trường sạch : Vq = Vtt
- Với quạt hút hay tải liệu : Vq = 1,1 Vtt
+Cột áp cần tiết của quạt Hq chọn theo áp suất khí quyển và và nhiệt độ chất khí
pk , pkk khối lượng riêng của chất khí và không khí tính ở 0oC và Bo = 760mmHg
- Nếu quạt tải bụi hoặc các vật rắn khác (bông, vải, sợi . . ) thì chọn
K là hệ số tùy thuộc vào tính chất của bụi
N - Nồng độ khối lượng của hổn hợp được vận chuyển
+Căn cứ vào Vq và Hq tiến hành chọn quạt thích hợp sao cho đường đặc tính H-V có hiệu suất cao nhất (gần nmax).
+Định điểm làm việc của quạt và xác định số vòng quay n và hiệu suất của nó. Từ đó tính được công suất động cơ kéo quạt.
Khi chọn quạt cần định tốc độ tiếp tuyến cho phép nằm trong khoảng u < 40 -> 45 m/s để tránh gây ồn quá mức. Riêng quạt có kích thước lớn hơn Do> 1000mm cho phép chọn u < 60m/s
+Công suất yêu cầu trên trục
Trong đó Vq m3/s và Hq , Pa
Với quạt hút bụi hoặc quạt tải:
+Công suất đặt của động cơ:
ntđ - Hiệu suất truyền động
+ Trực tiếp ntđ = 1
+ Khớp mềm : ntđ = 0,98
+ Đai : ntđ = 0,95
Kdt - Hệ số dự trữ phụ thuộc công suất yêu cầu trên trục quạt.
Bảng 6-58
Khi chọn quạt phải lưu ý độ ồn. Độ ồn của quạt thường được các nhà chế tạo đưa ra trong các catalogue. Nếu không có catalogue ta có thể kiểm tốc độ dài trên đỉnh quạt. Tốc độ đó không được quá lớn
* * *
