CHƯƠNG IV: HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG DẪN NƯỚC Mã chương: MH 28 - 04 Giới thiệu: Hệ thống đường ống nước trong hệ thống điều hòa không khí được dùng cho nhiều mục đích khác nhau. Đường ống có thể dẫn nước lạnh, nước giải nhiệt hoặc nước nóng tùy thuộc vào hệ thống cụ thể. Lắp đặt đường ống là một công tác quan trọng để đảm bảo sự làm việc ổn định và hiệu quả của hệ thống điều hòa Mục tiêu: - Phân loại được đường ống nước trong hệ thống điều hòa không khí; - Trình bày được sơ đồ và hoạt động của các sơ đồ đường ống nước; - Phân tích được quy trình lắp đặt hệ thống đường ống nước trong điều hòa không khí trung tâm; - Nghiêm túc, cẩn thận, chính xác, chấp hành nội quy phòng học. Nội dung chính: 1.
Phân loại đường ống 1. Đại cương Trong hệ thống điều hòa trung tâm nước có hệ thống đường ống nước lạnh. Nếu máy làm lạnh nước loại giải nhiệt nước thì hệ thống có thêm hệ đường ống nước giải nhiệt. Hệ thống đường ống nước bao gồm hệ thống ống, van, tê, cút, các phụ kiện khác và bơm nước.
Hệ thống nước lạnh làm nhiệm vụ tải lạnh từ bình bay hơi tới các phòng vào mùa hè để làm lạnh phòng (và có thể có thêm nhiệm vụ tải nhiệt từ nồi hơi hoặc bình ngưng của bơm nhiệt để sưởi ấm phòng vào mùa đông). Hệ thống nước giải nhiệt (còn gọi nước làm mát) có nhiệm vụ tải nhiệt từ bình ngưng lên tháp giải nhiệt để vào môi trường. Nước sau khi được làm mát ở tháp lại quay về bình ngưng nên gọi là nước tuần hoàn. Khi sử dụng nước thành phố hoặc nước giếng một lần rồi thải bỏ gọi là nước không tuần hoàn.
Vật liệu ống Các vật liệu thông dụng trong các hệ thống đường ống nước là: ống thép đen, thép tráng kẽm, ống sắt dẻo và tráng kẽm, ống đồng mềm và cứng, ống nhựa PVC. Bảng dưới đây giới thiệu các loại vật liệu ống với các lĩnh vực ứng dụng khác nhau, giới thiệu các thông số vật lý của ống thép và ống đồng Bảng 4. Vật liệu ống và phụ kiện khuyên dùng khác nhau Ống dùng cho Ống phụ kiện Phụ kiện Đồng rèn, đồng thau Ống đồng cứng loại L rèn hoặc đồng thau đúc mạ thiếc Đườg hút Ống thép, chiều dày vách ống Sắt hàn 150 hoặc ren Môi chất Freon tiêu chuẩn, hàn phủ hoặc dẻo không có mối hàn Đồng rèn, đồng thau Đường Ống đồng cứng loại L rèn hoặc đồng thau lỏng đúc mạ thiếc 49 Ống thép, chiều dày vách ống Sắt hàn 300 hoặc ren tiêu chuẩn, hàn phủ hoặc dẻo không có mối hàn Đồng rèn, đồng thau Ống đồng cứng loại L rèn hoặc đồng thau Đường đúc mạ thiếc đẩy Ống thép, chiều dày vách ống Sắt hàn 300 hoặc ren tiêu chuẩn, hàn phủ hoặc nhỏ không có mối hàn Sắt hàn, trãng kẽm, sắt Ống thép đen hoặc tráng kẽm đúc, sắt rèn hoặc sắt Nước lạnh đen Đồng thau đúc, đồng Ống đồng cứng hoặc đồng thau rèn Sắt hàn, sắt mạ kẽm, Nước giải Ống thép đen tráng kẽm sắt đúc hoặc rèn nhiệt hoặc Đồng thau đúc, đồng nước bổ sung Ống đồng cứng rèn hoặc đồng thau rèn Bộ xả tráng kẽm, sắt Ống théo tráng kẽm Ống xả nước đúc hoặc rèn ngưng dàn lạnh Đồng thau đúc, đồng Ống đồng cứng hoặc đồng thau rèn Ống thép đen Sắt hàn hoặc đúc Hơi và nước ngưng Đồng thau đúc, đồng Ống đồng cứng hoặc đồng thau rèn Ống thép đen Sắt hàn hoặc sắt đúc Nước nóng Đồng thau đúc, đồng Ống đồng cứng hoặc đồng thau rèn 1. Tốc độ nước Theo tiêu chuẩn của Nga tốc độ nước thường được quy định đến 2m/s, nước muối là 1m/s.
Theo tiêu chuẩn của phương tây, Anh, Mỹ tốc độ nước trong ống chọn tùy thuộc vào từng ứng dụng cụ thể như đầu xả bơm, đầu hút, ống góp hồi, ống góp phân phối, phụ thuộc vào giờ vận hành trong năm để tránh xói mòn. Tốc độ nước khuyên dùng Ứng dụng Phạm vi tốc độ (m/s) Đầu đẩy bơm 2,4 – 3,6 Đầu hút bơm 1,2 – 2,1 Ống xả nước 1,2 – 2,1 Ống góp phân phối 1,2 – 4,5 Ống đứng đi lên 0,9 – 3,0 Ứng dụng cung 1,5 – 3,0 Nước thành phố 0,9 – 2,1 50 Bảng 4. Tốc độ nước tối đa để giảm xói mòn Giờ vận hành trong năm (h/năm) Tốc độ nước (m/s) 1500 4,5 2000 4,2 3000 4,0 4000 3,6 6000 3,0 8000 2,4 2. Các sơ đồ đường ống nước 2.
Sơ đồ 2 đường ống Hệ thống 2 đường ống là hệ thống đơn giản nhất, gồm hai ống góp mắc song song còn các FCU mắc nối tiếp giữa 2 ống. Vào mùa hè không sưởi ấm, nồi hơi không hoạt động, chỉ có vòng tuần hoàn nước lạnh hoạt động để làm lạnh phòng. Nước lạnh được bơm qua các FCU để thu nhiệt trong không gian điều hòa thải ra ngoài qua tháp giải nhiệt. Vào mùa đông chỉ có vòng tuần hoàn nước nóng hoạt động.
Nước nóng được bơm từ nồi hơi đến cấp nhiệt cho các FCU để sưởi phòng. Hệ thống này có ưu điểm là đơn giản, chi phí vật liệu nhỏ, rẻ tiền nhưng có nhược điểm lớn là khó cân bằng áp suất bơm giữa các dàn vì nước có xu hướng chỉ đi tắt qua các dàn đặt gần nhất. Do khó cân bằng áp suất nên người ta cải tiến hệ thống 2 đường ống thành hệ hồi ngược. Ở đây bố trí thêm một ống hồi ngược đảm bảo cân cân bằng áp suất tự nhiên trong toàn bộ các dàn vì tổng chiều dài đường ống qua các dàn là bằng nhau.
Tuy nhiên nhược điểm của hệ thống này là tốn thêm đường ống và giá thành cao hơn. Sơ đồ hệ thống 2 đường ống và hệ hồi ngược 51 2. Sơ đồ 3 đường ống Hệ thống 3 đường ống và hệ thống 4 đường ống nhằm mục đích sử dụng lạnh và sưởi đồng thời ở các mùa giao thời cho các khách sạn sang trọng 4, 5 sao hoặc các công trình quan trọng. Trong cùng một thời điểm phòng này cần làm lạnh và phòng khác cần sưởi ấm.
Hệ thống 3 đường ống tiết kiệm hơn nhưng chỉ có 1 đường ống hồi nên tổn thất năng lượng vận hành lớn. Nước hồi do hòa trộn cả nước nóng và nước lạnh sẽ làm cho cả nồi hơi và Water chiler phải làm việc với công suất lớn hơn. Sơ đồ hệ thống 3 đường ống 2. Sơ đồ 4 đường ống Hệ 4 đường ống tiêu tốn nhiều vật liệu hơn nhưng loại trừ được nhược điểm vận hành của hệ 3 đường ống vì có hai đường ống hồi riêng rẽ cho đường nước lạnh và nước nóng.
Sơ đồ hệ thống 4 đường ống 3. Sơ đồ lắp đặt đường ống nước 3. Sơ đồ đường ống dàn lạnh Hình 4. Sơ đồ đường ống lắp đặt cho 1 dàn lạnh sử dụng van 3 ngả điều chỉnh tự động lưu lượng qua dàn và qua by pass 53 Sơ đồ đường ống lắp đặt trên hình 4.
sử dụng 1 van 3 ngả. Van này được lắp trên đường hồi từ dàn lạnh. Van có nhiệm vụ duy trì nhiệt độ yêu cầu bằng cách điều chỉnh tự động lưu lượng nước qua dàn và qua by pass. Van được điều chỉnh bằng một đầu cảm biến nhiệt độ.
Các van nhánh nối áp kế thường được bố trí cả trên đường nước cấp và nước hồi. Van nut dùng để điều chỉnh và đặt tổn thất áp suất qua dàn bằng tay.5 biểu diễn phương án lắp đặt khác cho dàn lạnh dùng van nước. Van nút dùng để điều chỉnh bằng tay lưu lượng và tổn thất áp suất qua dàn. Tổn thất áp suất được điều chỉnh bằng cách nối các áp kế vào các nhánh chờ trên đường cấp và hồi của dàn.
Với sơ đồ này, việc điều chỉnh nhiệt độ không khí tra khỏi dàn lạnh được duy trì trong một phạm vi yêu cầu, do nhiệt độ nước lạnh đã được điều chỉnh theo một giá trị đặt trước. Thông thường người ta dùng dòng không khí đi vòng qua dàn lạnh để điều chỉnh nhiệt độ cuối cùng thổi vào phòng. Sơ đồ đường ống lắp đặt cho 1 dàn lạnh điều chỉnh bằng tay Một van cầu có thể được sử dụng để thay thế cho cặp van nút và van cổng trên đường hồi. Khi đó van cầu đảm đương cả 2 nhiệm vụ là cân bằng áp suất tổn thất qua dàn và khóa dòng chảy khi cần sửa chưa, thay thế.
Các tê có mũ bịt bố trí trên dàn lạnh dùng để thổi hết nước ra khỏi hệ thống. Đoạn ống lắng cặn là đoạn ống chết phía dưới của các đường ống đứng cấp và hồi. Thông thường phía dưới là mũ ren. Khi tháo mũ có thể tháo cặn bẩn ra ngoài.
Nếu dùng một van cổng thay cho mũ ren có thể bố trí vòi để nối ống mềm xả cặn ra xa hoặc xả đến phễu xả. Ống lắng cặn thường có đường kính tối thiểu là 22 mm và chiều dài tối thiểu là 460 mm. Nên sử dụng van cổng phía dưới ống lắng cặn vì van cổng xả bẩn dễ dàng hơn van cầu nhiều. Sơ đồ đường ống bình bay hơi Trong một hệ thống mà các thiết bị được lắp nối liền với nhau thì tiết kiệm được phần lớn van khóa là van cổng, khi đó nước được tháo ra khỏi hệ thống qua van xả khi cần bảo dưỡng sửa chữa bất kì phụ kiện và thiết bị nào trong hệ thống.
Nếu muốn cô lập từng thiết bị để sửa chữa hoặc thay thế phải bố trí van khóa trước và sau thiết bị đó. Trên đường ống hút của bơm, sau van cổng là các mối nối tháo lắp được cho phin lọc cặn, áp kế được lắp đặt trước và sau bơm. Nhiệt kế được bố trí trước và sau bình bay hơi. Sơ đồ đường ống của bình bay hơi 3.
Sơ đồ đường ống bình ngưng tụ Trên hình 4.7 biểu diễn sơ đồ lắp đặt đường ống nước cho một bình ngưng tụ sử dụng nước thành phố, nước giếng hoặc nước sông. Đường ống nước ra lắp đặt cao hơn đường nước cấp để đảm bảo trong bình ngưng luôn đầy nước. Lưu lượng nước vào bình được điều chỉnh nhờ van điều chỉnh nước làm mát bình ngưng với tín hiệu điều chỉnh là áp suất ngưng tụ. Sơ đồ đường ống lắp đặt cho một bình ngưng tụ không sử dụng tháp giải nhiệt 55 Trên hình 4.8 giới thiệu sơ đồ đường ống của bình ngưng kết hợp với một tháp giải nhiệt.
Bình ngưng và tháp giải nhiệt được kết nối liền với nhau nên phần lớn các van cổng bị loại bỏ. Nếu hệ thống đường ống phức tạp và lớn nên có các van cổng để dễ cô lập từng thiết bị để bảo dưỡng, sửa chữa và thay thế.