Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Cung Cấp Nhiệt Cho Khách Sạn B

Chuyên khảo kỹ thuật phân tích Thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt cho khách sạn b nghiên cứu tìm hiểu tông quan quy trình công nghệ, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng

• Trường học: Trường Đại Học Kỹ Thuật
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Nhiệt
• Đề tài: Thiết Kế Hệ Thống Cung Cấp Nhiệt Cho Khách Sạn B
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP NHIỆT VÀ THIẾT BỊ NGUỒN CẤP NHIỆT
• 1.1. Các phương pháp cấp nhiệt
• 1.2. Các loại nguồn cấp nhiệt
• 1.3. Thiết bị trao đổi nhiệt
• 2. CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG SƠ ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝ
• 2.1. Sơ lược về nhu cầu sử dụng nhiệt
• 2.2. Xây dựng sơ đồ nguyên lý
• 2.3. Tính nhiệt chi tiết cho từng khu vực
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH
• 3.1. Tính toán chọn lò hơi
• 3.2. Tính chọn thiết bị trao đổi nhiệt hơi – nước
• 4. CHƯƠNG 4: TÍNH MẠNG NHIỆT
• 4.1. Tính toán thủy lực của hệ thống cấp nước nóng cho khách sạn
• 4.2. Tính nhiệt hệ thống cấp hơi cho các hộ tiêu thụ
• 4.3. Tính đường nước ngưng
• 4.4. Tính bọc cách nhiệt cho đường ống hơi
• 4.5. Tính giá đỡ ống và bù giãn nở nhiệt
• 4.6. Tính tổn thất nhiệt
• 5. NGHIÊN CỨU TÌM HIỂU TÔNG QUAN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ CÁC VẤN ĐỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ ĐỐT TRONG CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
• 5.1. Các công nghệ đốt trong nhà máy nhiệt điện của Việt Nam
• 5.2. Phân loại các kiểu buồng đốt của lò hơi
• 5.3. Lò hơi tầng sôi tuần hoàn
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• DANH MỤC BẢNG
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Hướng Dẫn Thiết Kế Hệ Thống Cung Cấp Nhiệt Khách Sạn B

Một hệ thống cung cấp nhiệt hiệu quả là nền tảng cho sự vận hành thành công của bất kỳ khách sạn nào. Hệ thống này không chỉ đảm bảo tiện nghi cho khách hàng mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả năng lượng và chi phí hoạt động. Việc thiết kế một hệ thống tối ưu đòi hỏi sự kết hợp giữa kiến thức kỹ thuật chuyên sâu và kinh nghiệm thực tiễn. Mục tiêu chính là xây dựng một giải pháp nước nóng cho khách sạn có khả năng đáp ứng đồng thời nhiều nhu cầu khác nhau, từ nước nóng sinh hoạt cho các phòng nghỉ, hơi nước cho khu giặt là, nhiệt cho bể bơi bốn mùa đến hơi nóng phục vụ nhà bếp. Theo đồ án nghiên cứu từ Đại học Bách Khoa Hà Nội về "Thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt cho khách sạn B", việc lựa chọn phương án công nghệ và thiết bị nguồn phù hợp là yếu tố quyết định. Các giải pháp phổ biến hiện nay bao gồm sử dụng lò hơi công nghiệp, bơm nhiệt heat pump, hoặc hệ thống kết hợp năng lượng tái tạo. Mỗi giải pháp có ưu và nhược điểm riêng về chi phí đầu tư, hiệu suất và tác động môi trường. Quá trình thiết kế phải bắt đầu từ việc khảo sát và tính toán chính xác phụ tải nhiệt của từng khu vực, sau đó xây dựng sơ đồ nguyên lý hệ thống nước nóng chi tiết. Việc này đảm bảo hệ thống không bị quá tải hay lãng phí, đồng thời cung cấp nước nóng ổn định, đáp ứng tiêu chuẩn dịch vụ cao cấp của ngành khách sạn.

1.1. Vai trò của hệ thống nước nóng trung tâm trong khách sạn

Một hệ thống nước nóng trung tâm đóng vai trò xương sống, đảm bảo trải nghiệm tiện nghi và sang trọng cho khách lưu trú. Nhu cầu sử dụng nước nóng trong khách sạn rất lớn và đa dạng, bao gồm tắm rửa tại phòng, hoạt động của bể bơi, spa, giặt là và nhà bếp. Việc cung cấp nước nóng không liên tục hoặc không đủ nhiệt độ có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến uy tín của khách sạn. Hệ thống trung tâm giúp tập trung nguồn cấp nhiệt, dễ dàng quản lý, vận hành và bảo trì hơn so với các thiết bị làm nóng cục bộ. Hơn nữa, một hệ thống được thiết kế tốt còn giúp tối ưu hóa việc tiết kiệm năng lượng cho khách sạn, giảm thiểu chi phí đáng kể trong dài hạn.

1.2. Các tiêu chuẩn thiết kế cấp nhiệt quan trọng cần tuân thủ

Việc thiết kế hệ thống cấp nhiệt phải tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn kỹ thuật để đảm bảo an toàn và hiệu quả. Các tiêu chuẩn thiết kế cấp nhiệt cơ bản bao gồm TCVN 4756:1989 về an toàn lò hơi, QCVN 01:2021/BCT về an toàn trong khai thác, chế biến, tàng trữ và sử dụng các sản phẩm dầu mỏ. Ngoài ra, cần tham khảo các tiêu chuẩn quốc tế như ASHRAE về thiết kế hệ thống HVAC&R. Các tiêu chuẩn này quy định rõ ràng về vật liệu đường ống, phương pháp bọc cách nhiệt, yêu cầu về thiết bị an toàn như van giảm áp, hệ thống báo động, và quy trình vận hành, bảo trì hệ thống nước nóng. Việc tuân thủ giúp ngăn ngừa các sự cố nguy hiểm như cháy nổ, rò rỉ và đảm bảo hệ thống hoạt động bền bỉ.

II. Thách Thức Khi Thiết Kế Hệ Thống Cấp Nhiệt Khách Sạn

Thiết kế một hệ thống cấp nhiệt cho khách sạn đối mặt với nhiều thách thức phức tạp, đòi hỏi sự cân bằng giữa hiệu quả kỹ thuật và tối ưu kinh tế. Thách thức lớn nhất là đảm bảo khả năng cung cấp nước nóng ổn định 24/7 để đáp ứng nhu cầu biến động liên tục của khách hàng. Phụ tải nhiệt của khách sạn thay đổi đột ngột giữa giờ cao điểm và thấp điểm, đòi hỏi hệ thống phải có khả năng điều chỉnh linh hoạt. Một vấn đề nan giải khác là chi phí vận hành hệ thống nhiệt. Chi phí nhiên liệu (than, dầu, điện) và chi phí bảo dưỡng chiếm một phần không nhỏ trong tổng chi phí hoạt động của khách sạn. Do đó, việc lựa chọn một giải pháp nước nóng cho khách sạn vừa đáp ứng được công suất, vừa tiết kiệm năng lượng là bài toán cốt lõi. Ngoài ra, việc lựa chọn công nghệ phù hợp với quy mô và tiêu chuẩn của khách sạn cũng là một thách thức. Ví dụ, một giải pháp nước nóng cho resort cao cấp có thể yêu cầu tích hợp hệ thống hồi nhiệt và các công nghệ xanh như hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời, trong khi khách sạn quy mô nhỏ hơn có thể ưu tiên các giải pháp có chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn. Việc tìm kiếm một nhà thầu M&E uy tín, có khả năng tư vấn giải pháp nhiệt và thi công hệ thống cấp nhiệt chuyên nghiệp cũng là một yếu tố quan trọng quyết định sự thành công của dự án.

2.1. Bài toán chi phí vận hành hệ thống nhiệt và vốn đầu tư

Cân đối giữa chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành hệ thống nhiệt là một quyết định chiến lược. Các hệ thống hiện đại như bơm nhiệt heat pump có chi phí lắp đặt ban đầu cao nhưng chi phí vận hành thấp do hiệu suất năng lượng vượt trội. Ngược lại, hệ thống lò hơi công nghiệp đốt than có thể có chi phí đầu tư thấp hơn nhưng chi phí nhiên liệu và nhân công vận hành lại cao hơn. Đồ án nghiên cứu chỉ ra rằng, việc tính toán thời gian thu hồi vốn (Payback Period) là cần thiết để đưa ra lựa chọn tối ưu. Chủ đầu tư cần xem xét các yếu tố như giá nhiên liệu tại địa phương, chính sách khuyến khích năng lượng sạch và tuổi thọ của thiết bị để có quyết định phù hợp nhất.

2.2. Yêu cầu cung cấp nước nóng ổn định và đáp ứng tải đỉnh

Đặc thù của ngành khách sạn là nhu cầu nước nóng không đồng đều, tập trung cao vào các khung giờ nhất định như buổi sáng và buổi tối. Hệ thống cấp nhiệt phải được thiết kế để xử lý các mức tải đỉnh này mà không làm giảm nhiệt độ hoặc áp suất nước. Giải pháp thường được áp dụng là sử dụng các bình bảo ôn giữ nhiệt có dung tích lớn, cho phép tích trữ nước nóng được sản xuất trong giờ thấp điểm và cung cấp nhanh chóng khi nhu cầu tăng cao. Việc tính toán chính xác dung tích bình bảo ôn và công suất thiết bị gia nhiệt là cực kỳ quan trọng để đảm bảo việc cung cấp nước nóng ổn định và tránh lãng phí năng lượng.

III. Phương Pháp Thiết Kế Hệ Thống Cấp Nhiệt Dùng Lò Hơi

Giải pháp sử dụng lò hơi công nghiệp là phương pháp truyền thống và phổ biến trong việc thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt cho các công trình quy mô lớn như khách sạn. Ưu điểm chính của phương pháp này là khả năng cung cấp một lượng nhiệt lớn và ổn định, đáp ứng được cả nhu cầu nước nóng và hơi nước cho các hoạt động như giặt là, sấy khô, và nấu ăn công nghiệp. Dựa trên nghiên cứu tại Khách sạn B, tổng nhu cầu hơi yêu cầu lên tới 1362 kg/h. Để đáp ứng mức tải này, đồ án đề xuất sử dụng hai lò hơi đốt than với công suất mỗi lò 800 kg/h. Việc sử dụng hai lò hơi giúp tăng tính linh hoạt trong vận hành, cho phép chạy một lò khi tải thấp hoặc luân phiên bảo dưỡng mà không làm gián đoạn dịch vụ. Quá trình thiết kế bắt đầu bằng việc xây dựng sơ đồ nguyên lý hệ thống nước nóng, trong đó hơi bão hòa từ lò hơi được dẫn đến các thiết bị trao đổi nhiệt (calorifer). Tại đây, hơi sẽ gia nhiệt cho nước lạnh lên nhiệt độ yêu cầu (ví dụ 75°C) trước khi được bơm vào bình bảo ôn giữ nhiệt và phân phối đến các khu vực sử dụng. Nước ngưng sau quá trình trao đổi nhiệt sẽ được thu hồi và đưa trở lại lò, giúp tiết kiệm nước và năng lượng. Việc lựa chọn nhiên liệu cho lò hơi cũng cần được cân nhắc kỹ lưỡng để tối ưu chi phí vận hành hệ thống nhiệt.

3.1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống nước nóng dùng lò hơi công nghiệp

Một sơ đồ nguyên lý hệ thống nước nóng sử dụng lò hơi điển hình bao gồm các thành phần chính: lò hơi công nghiệp, hệ thống xử lý nước cấp, ống góp hơi, các thiết bị trao đổi nhiệt, bình bảo ôn giữ nhiệt, hệ thống bơm tuần hoàn và mạng lưới đường ống phân phối. Hơi bão hòa được tạo ra từ lò hơi, đi qua ống góp chính và được phân phối đến các nhánh. Một nhánh cấp cho thiết bị trao đổi nhiệt để đun nước nóng sinh hoạt, một nhánh khác cung cấp hơi trực tiếp cho khu giặt là, nhà bếp. Nước ngưng từ các thiết bị này được thu hồi qua hệ thống hồi nhiệt và bơm trở về lò hơi. Sơ đồ này đảm bảo thu hồi tối đa năng lượng và giảm chi phí xử lý nước cấp.

3.2. Lựa chọn nhiên liệu và tính toán công suất lò hơi hiệu quả

Việc lựa chọn nhiên liệu (than, dầu DO, khí hóa lỏng, sinh khối) ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và chi phí. Nghiên cứu cho Khách sạn B đã so sánh chi phí gia nhiệt 1 lít nước của các loại nhiên liệu và kết luận than và trấu nén có chi phí thấp nhất. Công suất lò hơi được tính toán dựa trên tổng phụ tải nhiệt lớn nhất của tất cả các hộ tiêu thụ tại giờ cao điểm, cộng thêm một hệ số dự phòng (thường là 10-20%). Theo tính toán, tổng nhu cầu hơi là 1362,48 kg/h. Lựa chọn hai lò hơi 800 kg/h không chỉ đáp ứng đủ công suất mà còn đảm bảo hệ thống có thể vận hành linh hoạt khi tải thay đổi, tối ưu hóa việc tiết kiệm năng lượng cho khách sạn.

IV. Bí Quyết Thiết Kế Hệ Thống Cung Cấp Nhiệt Heat Pump

Trong bối cảnh chi phí năng lượng ngày càng tăng và các yêu cầu về bảo vệ môi trường ngày càng khắt khe, bơm nhiệt heat pump nổi lên như một giải pháp nước nóng cho khách sạn hiện đại và hiệu quả. Công nghệ này hoạt động dựa trên nguyên lý trích xuất nhiệt lượng từ môi trường xung quanh (không khí, nước, hoặc đất) và nâng nó lên nhiệt độ cao hơn để làm nóng nước. Ưu điểm vượt trội của bơm nhiệt là hiệu suất năng lượng rất cao. Với mỗi kWh điện tiêu thụ, hệ thống có thể tạo ra từ 3 đến 5 kWh nhiệt, giúp tiết kiệm năng lượng cho khách sạn lên đến 70-80% so với các phương pháp gia nhiệt bằng điện trở trực tiếp. Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu cao hơn so với lò hơi truyền thống, thời gian thu hồi vốn nhanh, thường từ 16-24 tháng, khiến đây là một lựa chọn kinh tế trong dài hạn. Hơn nữa, hệ thống heat pump vận hành an toàn, không phát sinh khí thải độc hại tại chỗ, góp phần xây dựng hình ảnh khách sạn xanh và bền vững. Việc thiết kế hệ thống này cần tính toán chính xác công suất bơm nhiệt dựa trên nhu cầu nước nóng và điều kiện khí hậu của khu vực để đảm bảo hiệu quả tối đa.

4.1. Phân tích nguyên lý hoạt động và công suất bơm nhiệt heat pump

Hệ thống bơm nhiệt heat pump bao gồm bốn thành phần chính: dàn bay hơi, máy nén, bình ngưng tụ và van tiết lưu. Môi chất lạnh trong hệ thống sẽ hấp thụ nhiệt từ không khí bên ngoài tại dàn bay hơi, sau đó được máy nén tăng áp suất và nhiệt độ. Tại bình ngưng tụ, môi chất truyền nhiệt lượng này cho nước, làm nước nóng lên. Cuối cùng, môi chất đi qua van tiết lưu để giảm áp suất và nhiệt độ, quay trở lại dàn bay hơi để bắt đầu một chu trình mới. Công suất bơm nhiệt cần được lựa chọn dựa trên lượng nước nóng cần cung cấp mỗi ngày và nhiệt độ môi trường trung bình. Việc lựa chọn công suất phù hợp là yếu tố then chốt để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và bền bỉ.

4.2. So sánh hiệu quả giải pháp nước nóng cho khách sạn và resort

Khi so sánh giữa bơm nhiệt và lò hơi, yếu tố hiệu quả năng lượng và chi phí vận hành là điểm khác biệt lớn nhất. Bơm nhiệt vượt trội về khả năng tiết kiệm điện, đặc biệt phù hợp cho các giải pháp nước nóng cho resort và khách sạn lớn có nhu cầu sử dụng nước nóng cao và liên tục. Trong khi đó, lò hơi có ưu thế về khả năng cung cấp hơi nước áp suất cao cho các thiết bị chuyên dụng như máy giặt công nghiệp. Một giải pháp kết hợp, sử dụng bơm nhiệt để cung cấp nước nóng sinh hoạt và một lò hơi nhỏ hơn cho các nhu cầu hơi chuyên biệt, có thể là phương án tối ưu, cân bằng giữa hiệu quả năng lượng và tính đa dụng của hệ thống.

V. Case Study Tính Toán Thi Công Hệ Thống Cấp Nhiệt B

Ứng dụng lý thuyết vào thực tiễn là bước quan trọng nhất trong việc thiết kế hệ thống. Dựa trên đồ án "Thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt cho khách sạn B", quá trình tính toán phụ tải nhiệt được thực hiện chi tiết cho từng khu vực. Cụ thể, khu giặt là cần 250 kg.hơi/h ở áp suất 4 bar; nhà bếp cần 137.8 kg.hơi/h cho 600 suất ăn; hai tòa nhà A và B cần tổng cộng 233.26 kg.hơi/h để gia nhiệt nước sinh hoạt; và bể bơi 100m³ cần 191.97 kg.hơi/h để duy trì nhiệt độ ổn định. Tổng cộng, phụ tải nhiệt tối đa của khách sạn là 1362.48 kg.hơi/h. Dựa trên các con số này, việc lựa chọn thiết bị chính như lò hơi, thiết bị trao đổi nhiệt, và bơm được tiến hành. Quá trình thi công hệ thống cấp nhiệt đòi hỏi sự chuyên nghiệp của một nhà thầu M&E có kinh nghiệm. Quy trình thi công bao gồm lắp đặt lò hơi, đi đường ống chính, lắp đặt các thiết bị trao đổi nhiệt tại các tầng mái, kết nối hệ thống bình bảo ôn giữ nhiệt, và cuối cùng là kiểm tra áp lực, vận hành thử và bàn giao. Việc tuân thủ đúng thiết kế và các tiêu chuẩn thiết kế cấp nhiệt là yếu tố quyết định đến sự an toàn và hiệu quả của toàn bộ hệ thống khi đi vào hoạt động.

5.1. Quy trình tính toán phụ tải nhiệt chi tiết cho từng khu vực

Việc tính toán phụ tải nhiệt phải dựa trên các thông số cụ thể: số phòng, số khách dự kiến, công suất thiết bị giặt là, số suất ăn, và thể tích bể bơi. Đối với phòng nghỉ, phụ tải được tính dựa trên định mức sử dụng nước nóng mỗi người mỗi ngày. Đối với bể bơi, cần tính toán tổn thất nhiệt do bay hơi, đối lưu ra không khí và dẫn nhiệt qua thành bể. Các tính toán này giúp xác định chính xác lượng hơi hoặc nhiệt lượng cần cung cấp mỗi giờ, từ đó làm cơ sở để lựa chọn công suất thiết bị phù hợp, đảm bảo cung cấp nước nóng ổn định mà không gây lãng phí.

5.2. Vai trò nhà thầu M E trong thi công và bảo trì hệ thống

Lựa chọn một nhà thầu M&E uy tín là yếu tố sống còn. Nhà thầu không chỉ chịu trách nhiệm thi công hệ thống cấp nhiệt theo đúng bản vẽ kỹ thuật mà còn có vai trò tư vấn giải pháp nhiệt tối ưu. Họ đảm bảo việc lắp đặt đường ống, thiết bị đúng tiêu chuẩn, thực hiện các biện pháp an toàn lao động và phòng chống cháy nổ. Sau khi hoàn thành, nhà thầu còn cung cấp dịch vụ bảo trì hệ thống nước nóng định kỳ, bao gồm kiểm tra lò hơi, vệ sinh thiết bị trao đổi nhiệt, kiểm tra van an toàn, giúp hệ thống hoạt động ổn định, kéo dài tuổi thọ và duy trì hiệu suất năng lượng cao.

VI. Xu Hướng Tối Ưu Hệ Thống Cung Cấp Nhiệt Cho Khách Sạn

Ngành công nghiệp khách sạn đang chứng kiến một sự chuyển dịch mạnh mẽ sang các giải pháp năng lượng bền vững và thông minh. Xu hướng nổi bật nhất là việc tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo vào hệ thống cấp nhiệt. Hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời ngày càng được ưa chuộng, đặc biệt tại các quốc gia có số giờ nắng cao như Việt Nam. Việc kết hợp hệ thống năng lượng mặt trời với bơm nhiệt heat pump hoặc lò hơi tạo thành một hệ thống hybrid, giúp giảm đáng kể sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và cắt giảm chi phí vận hành hệ thống nhiệt. Một xu hướng khác là ứng dụng công nghệ điều khiển thông minh (BMS - Building Management System) để quản lý và tối ưu hóa hoạt động của hệ thống cấp nhiệt. BMS có thể tự động điều chỉnh công suất hoạt động của lò hơi hoặc bơm nhiệt dựa trên nhu cầu thực tế, lập lịch gia nhiệt vào giờ thấp điểm để tận dụng giá điện ưu đãi, và cảnh báo sớm các sự cố tiềm ẩn. Cuối cùng, việc chú trọng vào bảo trì hệ thống nước nóng định kỳ và áp dụng các giải pháp hệ thống hồi nhiệt để tận dụng nhiệt thải đang trở thành tiêu chuẩn, giúp các khách sạn không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn nâng cao trách nhiệm với môi trường.

6.1. Tích hợp hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời hiệu quả

Việc tích hợp hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời vào hệ thống cấp nhiệt hiện có là một giải pháp thông minh. Năng lượng mặt trời được sử dụng để gia nhiệt sơ bộ cho nước cấp trước khi đưa vào lò hơi hoặc bơm nhiệt. Điều này giúp giảm tải cho thiết bị chính, tiết kiệm nhiên liệu đáng kể. Hệ thống này đặc biệt hiệu quả vào ban ngày và trong mùa nắng nóng. Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu không nhỏ và phụ thuộc vào thời tiết, lợi ích lâu dài về mặt kinh tế và môi trường là không thể phủ nhận, đặc biệt phù hợp cho các giải pháp nước nóng cho resort và khách sạn có diện tích mái lớn.

6.2. Tầm quan trọng của việc bảo trì hệ thống nước nóng định kỳ

Bảo trì không phải là chi phí mà là một khoản đầu tư. Một kế hoạch bảo trì hệ thống nước nóng định kỳ giúp phát hiện sớm các vấn đề như rò rỉ, cặn bám trong thiết bị trao đổi nhiệt, hoặc hiệu suất suy giảm của thiết bị. Việc vệ sinh định kỳ lò hơi công nghiệp, kiểm tra van an toàn, và bảo dưỡng bơm giúp hệ thống luôn hoạt động ở hiệu suất cao nhất, đảm bảo an toàn và kéo dài tuổi thọ. Bỏ qua công tác bảo trì có thể dẫn đến hỏng hóc đột ngột, gây gián đoạn dịch vụ và tốn kém chi phí sửa chữa lớn, ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động kinh doanh của khách sạn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP NHIỆT VÀ THIẾT BỊ NGUỒN CẤP NHIỆT 1.1 Các phương pháp cấp nhiệt 1. Máy bơm nhiệt heat pump Hình 1. Nguyên lý hoạt động của bơm nhiệt Một số ưu điểm nổi bật của máy bơm nhiệt heat pump: - Tiêu hao điện năng thấp: nhờ ứng dng công nghệ hiện đại lấy nguồn năng lượng không khí xung quanh, bơm nhiệt giúp khách hàng tiết kiệm từ 75 — 80% điện năng tiêu th cho việc sản xuất nước nóng, là giải pháp mang lại hiệu quả kinh tế cao. - Hiệu suất cao đạt tới 400%, thời gian làm nóng một khối lượng nước lớn của máy chỉ diễn ra trong vài phút.

- Hoạt động linh hoạt vào bất cứ thời điểm nào trong ngày, không ph thuộc vào thời tiết, đặc biệt vào mùa đông khi nhiệt độ không khí nhỏ. Hơn 5 độ C, máy vẫn có thể sản xuất nước nóng đến 60 độ C. 4 - Cung cấp nước nóng sinh hoạt 24/24 cho hộ gia đình đối với bơm nhiệt bình tích hợp và bơm nhiệt bình tách rời kết hợp với bồn bảo ôn chịu nhiệt. - An toàn tuyệt đối khi sử dng: vì nguyên lý hoạt động của máy bơm nhiệt là gián tiếp và không sử dng điện trực tiếp để đun nóng nước nên sẽ không xảy ra hiện tượng cháy nổ, điện giật.

Bơm nhiệt heat pump không tạo ra khí thải độc hại như CO2, NO2. Gây ô nhiễm môi trường và sức khỏe con người. - Thiết bị được thiết kế với nhiều tính năng thông minh và tự động. Cho phép người sử dng có thể cài đặt các thông số theo yêu cầu.

(thời gian, nhiệt độ nước làm nóng, thời gian bật tắt) - Thời gian thu hồi vốn nhanh từ 16 - 24 tháng vì tiền điện lúc này đã bù tiền máy. Chưa kể đến tuổi thọ của máy có thể lên tới 15 năm nếu được bảo dưỡng tốt. Nhược điểm: - Chi phí ban đầu khá cao - Bơm nhiệt heat pump có thể gây ra tiếng ồn lớn với máy có công suất cao.bơm nhiệt kết hợp năng lượng mặt trời 5 Hình 1.2a: sơ đồ hệ thống bơm nhiệt kết hợp năng lượng mặt trời Hình 1.2b: hệ thống bơm nhiệt kết hợp với bộ thu năng lượng mặt trời được lắp đặt tại khách sạn thế giới xanh nha trang. Ưu điểm Hệ thống này là giúp giảm phát thải khí nhà kính do dùng năng lượng từ mặt trời và giảm 90% chi phí điện năng cho việc cung cấp nước nóng.

Nhược điểm: - Chi phí ban đầu cho phương án này tương đối cao, - Cần diện tích lớn để lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời, - Hiệu suất ph thuộc thời tiết lượng nhiệt để tạo ra nước nóng sẽ bị ảnh hưởng khá lớn vào các ngày âm u hay vào mùa đông ít nắng. Lò hơi kết hợp năng lượng mặt trời 6 Hình 1.3: sơ đồ hệ thống lò hơi kết hợp năng lượng mặt trời Đặc điểm của hệ thống - Sử dng đồng thời cả lò hơi cả tấm thu năng lượng mặt trời để cấp nước nóng Đun nước nóng bằng năng lượng mặt trời, bổ sung nước nóng cho hệ thống lò hơi và cho các phòng khách sạn. - Lò hơi có thể cấp được hơi sử dng cho các nhu cầu cao cấp khác như giặt là, sưởi ấm, nấu ăn,… Ưu điểm - Loại bỏ được nhược điểm ph thuộc thời gian và thời tiết của tấm thu năng lượng mặt trời - Trong tình huống thời tiết xấu hoặc lò hơi sửa chữa vẫn có nước nóng dùng. - Sử dng tấm tích nhiệt năng của mặt trời để giảm tải bớt công suất của lò hơi trong việc cấp nước nóng.

- Tiết kiệm được nhiên liệu cho lò hơi, đặc biệt trong các ngày nắng nóng hay ở nơi có diện tích chiếu sáng nhiều. Nhược điểm - Lắp đặt sẽ cần thêm diện tích trên mái hoặc ở nơi cao có ánh sáng. 7 - Chi phí cho hệ thống năng lượng mặt trời cao. Lò hơi kết hợp với bơm nhiệt Hình 1.4: sơ đồ hệ thống lò hơi kết hợp với bơm nhiệt Đặc điểm của hệ thống - Sử dng bơm nhiệt để cấp thêm nhiệt cho lò hơi - Thích hợp dùng cho tòa nhà người ở - Cấp nước nóng sinh hoạt và hơi nóng cho các nhu cầu cao cấp Ưu điểm - Có thể hoạt động liên tc, tạo ra nước nóng liên tc và không ph thuộc yếu tố thời tiết.

- Độ an toàn, độ bền cao: bơm nhiệt được chế tạo từ vật liệu cao cấp, có khả năng chống chịu tốt. - Tận dng nguồn nhiệt thải của chu trình làm mát để gia nhiệt thêm, tăng được hệ số hiệu quả năng lượng - Sử dng cho các tòa nhà người ở rất hợp lí - Giảm được nhiên liệu cần cấp cho lò hơi Nhược điểm 8 - Do là thiết bị hiện đại, được chế tạo từ vật liệu cao cấp nên giá thành cho một hệ thống dùng bơm nhiệt rất cao, thậm chí cao hơn cả năng lượng mặt trời nên hiện nay chưa được ứng dng rộng rãi cho các tòa nhà, khu chung cư bình dân. - Đối với những nơi không sử dng giàn bay hơi của chu trình lạnh thì sẽ không khai thác tối đa hiệu quả. Lò hơi kết hợp bơm nhiệt và năng lượng mặt trời Hình 1.5: lò hơi kết hợp với bơm nhiệt và năng lượng mặt trời Đặc điểm hệ thống: Sử dng cả 3 nguồn lò hơi, bơm nhiệt và năng lượng mặt trời để cấp nhiệt cho nước sinh hoạt, sấy sưởi,… Ưu điểm: - Độ an toàn, độ bền cao: bơm nhiệt được chế tạo từ vật liệu cao cấp, có khả năng chống chịu tốt,thích hợp dùng cho tòa nhà lớn và nhỏ.

- Có thể hoạt động liên tục, tạo ra nước nóng liên tục và không phụ thuộc yếu tố thời tiết. - Tiết kiệm tối đa nhiên liệu, tăng hệ số hiệu quả năng lượng. - Tận dụng được nhiệt thải, giảm tải bớt cho lò hơi. Nhược điểm: - Hệ thống phức tạp.

- Chi phí đầu tư ban đầu lớn. 9 - Cần nơi có diện tích chiếu sáng lớn. - Có thể gây ra tiếng ồn do sự hoạt động của máy nén và máy sấy.2 Các loại nguồn cấp nhiệt 1. Giới thiệu chung Nồi hơi - Lò hơi (Tiếng anh: Steam boiler) là thiết bị sử dụng nhiên liệu (than, củi, trấu, giấy vụn…) để đun sôi nước tạo thành hơi nước mang nhiệt để phục vụ cho các yêu cầu về nhiệt trong các lĩnh vực công nghiệp như giặt là, sấy gỗ, khách sạn… Tùy theo nhu cầu sử dụng mà người ta tạo ra nguồn hơi có nhiệt độ và áp suất phù hợp để đáp ứng cho các yêu cầu khác nhau.

Để vận chuyển nguồn năng lượng có nhiệt độ và áp suất cao này người ta dùng các ống chịu được nhiệt, chịu được áp suất cao chuyên dùng cho nồi hơi (lò hơi) Cấu tạo đơn giản nhất của lò hơi gồm có hai trống nước (bao nước), một ở phía trên, một ở phía dưới, có hai dàn ống, một dàn nằm trong buồng đốt để được đốt nóng tạo hỗn hợp hơi và nước sôi chuyển động lên trống trên (còn gọi là trống hơi), một dàn nằm phia ngoài vách lò đưa nước đã tách hơi đi xuống trống dưới (còn gọi là trống nước). Việc tuần hoàn hỗn hợp nước sôi và hơi nước đi lên trống trên để tách hơi, và nước từ trống trên chuyển xuống trống dưới có thể là tuần hoàn tự nhiên, cũng có thể là tuần hoàn cưỡng bức: phải dùng bơm chuyên dụng. Trống trên là nơi tách hơi ra khỏi hỗn hợp hơi-nước, phần hơi ra khỏi bao hơi (trống hơi) được đưa đến bộ quá nhiệt là các dàn ống xoắn ruột gà (hoặc cấu tạo khác) đặt ngang hoặc dọc trên đỉnh lò để tận dụng nhiệt của khói lò, tại đây hơi nhận thêm một lượng nhiệt thành hơi quá nhiệt (hơi khô), hơi này có áp suất và nhiệt độ cao được đưa đi sử dụng cho các thiết bị như động cơ hơi nước, turbine hơi nước.2 Ứng dụng Trong các nhà máy công nghiệp có sử dụng nhiệt thì người ta sử dụng thiết bị nồi hơi (lò hơi) để làm nguồn cung cấp nhiệt, cung cấp hơi và dẫn nguồn nhiệt, nguồn hơi đến các hệ thống máy móc cần sử dụng. Lò hơi được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các ngành công nghiệp, mỗi ngành công nghiệp đều có nhu cầu sử dụng nhiệt với mức độ và công suất khác nhau.

Các công ty như: công ty may mặc, công ty giặt khô sử dụng nồi hơi (lò hơi) để cung cấp hơi cho hệ thống cầu là, các nhà máy như: Nhà máy chế biến 11 thức ăn gia súc, nhà máy bánh kẹo, sử dụng nồi hơi (lò hơi) để sấy sản phẩm. Một số nhà máy sử dụng lò hơi để đun nấu, thanh trùng như nhà máy nước giải khát, nhà máy nước mắm, tương hay dầu thực vật.3 Phân loại a) Lò hơi điện Lò hơi điện là loại lò hơi sử dụng nhiên liệu điện để biến đổi nước thành hơi mang nhiệt phục vụ cho các hoạt động sản xuất Hình 1.3a: Lò hơi điện trong công nghiệp Đối với các ứng dụng cần điều kiện cao về vệ sinh môi trường. VD như lò hơi dòng trong ngành dược phẩm, lò hơi dùng trong các nhà hàng khách sạn, phòng massage, ủi đồ công nghiệp, làm bún, làm đậu hũ, sấy thuốc tây, sấy thực phẩm, sấy rau củ quả…Thì việc sử dụng lò hơi (nồi hơi) điện được nhiều doanh nghiệp ưu tiên Ưu điểm:  Thiết kế nhỏ gọn  Vận hành cực kỳ vệ sinh và đơn giản,  Đảm bảo không gây ô nhiễm môi trường,  Chi phí tiêu thụ điện năng cũng không cao mà còn rẻ hơn so với các nhiên liệu dầu lửa hoặc khí gas, hiệu suất nhiệt đạt tới 99%  Tuổi thọ dài và không có NOx được giải phóng vào không khí 12 Đặc điểm:  Nồi hơi điện có dạng hình trụ, nhỏ gọn, được đặt đứng trong khi vận hành  Công suất hoạt động khác nhau, có thể lên đến 144 k  Thân nồi hơi được sản xuất bằng vật liệu thép chịu áp lực A515Gr60, không bị rỉ sét, ăn mòn, có thể chịu được nhiệt độ cao.