Tính toán thiết kế hệ thống đường ống dẫn nước

Đức Duy Tác giả Đức Duy 07/06/2023 53 phút đọc

Trong các kỹ thuật điều hoà không khí có sử dụng các loại đường ống dẫn nước như sau: 

- Đường ống nước giải nhiệt cho các thiết bị ngưng tụ.

 - Đường ống nước lạnh để làm lạnh không khí.

 - Đường ống nước nóng và hơi bão hoà để sưởi ấm không khí 

- Đường ống nước ngưng.

 Mục đích của việc tính toán ống dẫn nước là xác định kích thước hợp lý của đường ống, xác định tổng tổn thất trở lực và chọn bơm. Để làm được điều đó cần phải biết trước lưu lượng nước tuần hoàn. Lưu lượng đó được xác định từ các phương trình trao đổi nhiệt.

Hệ thống đường ống dẫn nước

* Vật liệu đường ống dẫn nước

Người ta sử dụng nhiều loại vật liệu khác nhau làm đường ống cụ thể như sau :

 Bảng 1 : Vật liệu ống dẫn nước

Chức năng

Vật liệu

1. Ống nước lạnh chiller

- Thép đen hoặc thép tráng kẽm

 - Ống đồng cứng

2. Ống nước giải nhiệt và nước cấp

- Ống thép tráng kẽm 

- Ống đồng cứng

3. Ống nước ngưng hoặc xả cặn

- Ống thép tráng kẽm

 - Ống đồng cứng

 - Ống PVC

4. Bão hoà hoặc nước ngưng bão hoà

- Ống thép đen 

- Ống đồng cứng

5. Nước nóng

- Ống thép đen

 - Ống đồng cứng

* Đặc tính của đường ống thép 

Các loại ống thép đen thường được sử dụng để dẫn nước có nhiều loại với độ dày mỏng khác nhau. Theo mức độ dày người ta chia ra làm nhiều mức khác nhau từ Schedul 10 đến Schedul 160. Trên bảng 7-2 các loại ống ký hiệu ST là ống có độ dày tiêu chuẩn, các ống XS là loại ống có chiều dày rất lớn.

đường ống inox vi sinh nước giải khát
Ống dẫn nước giải khát trong nhà máy sản xuất

Bảng 2 : Đặc tính của đường ống thép

Đường kính danh nghĩa

Đường kính trong mm

Đường kính ngoài mm

Áp suất làm việc at

Loại

in

mm

1 / 4

1 / 4 

3/8

3/8

1 / 2

1 / 2

3 / 4

3 / 4

1

1

1.1/4

1.1/4

1.1/2 1.1/2

2

2

2.1/2 2.1/2

3

4

4

6

6

8

8

8

10

10 

10

12

12 

12

12 

14 

14

14

14

6,35

6,35

9,525

9,525

12,7

12,7

19,05

19,05 

25,4

25,4

31,75 

31,75 

38,1

38,1

50,8

50,8

63,5 

63,5

76,2 

76,2 

101,6

101,6

152,4

152,4

203,2

203,2

203,2 

254

254

254

304,8

304,8

304,8

304,8

355,6 

355,6 

355,6 355,6

9,245

 7,67 

12,52

 10,74 

15,798

13,868

20,93

18,46

26,64

24,3

35,05

32,46 

40,98 

38,1 

52,5 

49,25

62,71

59

77,927

73,66

102,26 

97,18

154,05

146,33

205

202,171

193,675

257,45

254,5

247,65

307,08

303,225

298,45

288,95

336,55

333,4 

330,2

317,5

13,716 

13,716

17,145

17,145 

21,336

21,336

26,67

26,67

28,83

28,83

42,164

42,164

48,26

48,26

60,325

60,325

73,025

73,025

88,9 

88,9 

114,3

114,3

168,275

168,275

219,07

219,07

219,07

273,05

273,05

273,05

323,85

323,85

323,85

323,85 

355,6 

355,6

355,6 

355,6

13

61 

14

58 

15

53 

15 

48 

16 

45

16

42

16

40

16

39

37

59

34 

54 

30 

49

49

85 

37

45 

78

34

43

62

32

41

53

76

34

41

48

76

40ST

80XS

40ST

80XS 40ST

80XS

40ST

80XS 

40ST

80XS

40ST 

80XS 

40ST

80XS

40ST 80XS

40ST

80XS

40ST

80XS

40ST

80XS

40ST 80XS

30

40ST

80XS

30

40ST

80XS 

30ST

40

XS 

80 

30 ST

40 

XS 

80

Đường ống đồng được chia ra các loại K, L, M và DWV. Loại K có bề dày lớn nhất, loại DWV là mỏng nhất. Thực tế hay sử dụng loại L. 

Bảng 3 trình bày các đặc tính kỹ thuật của một số loại ống đồng khác nhau.

Đường kính danh nghĩa

Loại

Đường kính trong, mm

Đường kính ngoài, mm

in

mm

1.1/4 

1.1/2 

3

5

10 

10 

10 

12 

12 

12

31,75 

38,1 

50,8 

76,2 

101,6 

127

152,4 

203,2 

203,2 

203,2 

203,2 

254 

254 

254 

304,8 

304,8 

304,8

DWV 

DWV 

DWV 

DWV 

DWV 

DWV

DWV 

DWV 

M

32,89 

39,14 

51,84 

77,089 

101,828 

126,517

151,358 

192,6 

196,215 

197,74

 200,83 

240 

244,475 

246,4 

287,4 

293,75 

295,07

34,925 

41,275 

53,975 

79,375 

104,775 

130,185 

155,57

 206,375 

206,375 

206,375 

206,375 

257,175 

257,175 

257,175 

307,975 

307,975 

307,975

* Sự giãn nở vì nhiệt của các loại đường ống 

Trong quá trình làm việc nhiệt độ của nước luôn thay đổi trong một khoản tương đối rộng, nên cần lưu ý tới sự giãn nở vì nhiệt của đường ống để có các biện pháp ngăn ngừa thích hợp. 

Trên bảng 4 là mức độ giãn nở của đường ống đồng và ống thép, so với ở trạng thái 0o C. Mức độ giãn nở hầu như tỷ lệ thuận với khoảng thay đổi nhiệt độ. Để bù giãn nở trong kỹ thuật điều hoà người ta sử dụng các đoạn ống chữ U, chữ Z và chữ L

Bảng 4 : Mức độ giãn nở đường ống

Khoảng nhiệt độ

Mức độ giãn nở, mm/m

Ống đồng Ống thép

10 

20 

30 

40 

50 

60 

70

0,168 

0,336 

0,504 

0,672

 0,840 

1,080 

1,187

0,111 

0,223 

0,336

0,459 

0,572 

0,684

0,805

Ngoài phương pháp sử dụng các đoạn ống nêu ở trên , trong thực tế để bù giãn nở người ta còn sử dụng các roăn giãn nở, dùng ống mềm cao su nếu nhiệt độ cho phép.

* Giá đỡ đường ống 

Để treo đỡ đường ống người ta thường sử dụng các loại sắt chữ L hoặc sắt U làm giá đỡ. Các giá đỡ phải đảm bảo chắc chắn, dễ lắp đặt đường ống và có khẩu độ hợp lý. Khi khẩu độ nhỏ thì số lượng giá đỡ tăng, chi phí tăng. Nếu khẩu độ lớn đường ống sẽ võng, không đảm bảo chắc chắn. Vì thế người ta qui định khoảng cách giữa các giá đỡ . Khoảng cách này phụ thuộc vào kích thước đường ống, đường ống càng lớn khoảng cách cho phép càng lớn.

Bảng 5 : Khẩu độ hợp lý của giá đỡ ống thép

Đường kính danh nghĩa của ống 

 mm

Khẩu độ 

m

Từ 19,05 ÷ 31,75

38,1 ÷ 63,5

76,2 ÷ 88,9

101,6 ÷ 152,4

203,2 đến 304,8

355,6 đến 609,6

2,438 

3,048 

3,657

4,267 

4,877 

6,096

Bảng 6 : Khẩu độ hợp lý của giá đỡ ống đồng

Đường kính danh nghĩa của ống 

 mm

Khẩu độ 

m

15,875 

22,225 ÷ 28,575 

34,925 ÷ 53,975 

66,675 ÷ 130,175 

155,575 ÷ 206,375

1,829 

2,438 

3,048 

3,657 

4,267

Tính toán đường ống dẫn nước và chọn bơm

Lưu lượng nước yêu cầu

Công thức xác định lưu lượng nước ống dẫn nước
Lưu lượng nước yêu cầu được xác định tuỳ thuộc trường hợp cụ thể

Dọc theo tuyến ống lưu lượng thay đổi vì vậy cần phải thay đổi tiết diện đường ống một cách tương ứng

Chọn tốc độ nước trên đường ống 

Tốc độ của nước chuyển động trên đường ống phụ thuộc 2 yếu tố 

- Độ ồn do nước gây ra. Khi tốc độ cao độ ồn lớn , khi tốc độ nhỏ kích thước đường ống lớn nên chi phí tăng 

- Hiện tượng ăn mòn : Trong nước có lẫn cặn bẩn như cát và các vật khác , khi tốc độ cao khả năng ăn mòn rất lớn

Bảng 7 : Tốc độ nước trên đường ống

Trường hợp

Tốc độ của nước

- Đầu đẩy của bơm 

- Đầu hút của ng lên g hợp thông thường  bơm

 - Đường xả

 - Ống góp

 - Đường hướng lên

 - Các trường hợp thông thường

 - Nước thành phố

2,4 ÷ 3,6 

1,2 ÷ 2,1 

1,2 ÷ 2,1 

1,2 ÷ 4,5 

0,9 ÷ 3,0 

1,5 ÷ 3 

0,9 ÷ 2,1

Xác định đường kính ống dẫn

Công thức xác định đường kính ống dẫn nước
Xác định đường kính ống dẫn

Xác định tổn thất áp suất

Có 2 cách xác định tổn thất áp lực trên đường ống

- Phương pháp xác định theo công thức

- Xác định theo đồ thị

Xác định tổn thất áp suất theo công thức

công thức xác định tổn thất áp suất
Xác định tổn thất áp suất

* Hệ số ma sát cục bộ lấy theo bảng 8

Bảng 8 : Hệ số ma sát

Vị trí

Hệ số ξ

- Từ bình vào ống

- Qua van công nghiệp

- Cút 45 tiêu chuẩn

- Cút 90 tiêu chuẩn 

- Cút 90 bán kính cong lớn

- Chữ T, nhánh chính

- Chữ T, Nhánh phụ 

- Qua ống thắt 

- Qua ống mở 

- Khớp nối

- Van cổng mở 100%

mở75%

mở50%

mở 25%

- Van cầu có độ mở 100%

mở 50%

0,5

2 ÷ 3

0,35 

0,75 

0,45 

0,4 

1,5

0,1

0,25 

0,04 

0,20

0,90

4,5 

24,0 

6,4 

9,5

Đối với đoạn ống mở rộng đột ngột, hệ số tổn thất cục bộ có thể tính theo công thức sau:

công thức hệ số tổn thất cục bộ
Hệ số tổn thất cục bộ

trong đó : A1, A2 - lần lượt là tiết diện đầu vào và đầu ra cửa ống

Trường hợp đường ống thu hẹp đột ngột thì hệ số trở lực ma sát có thể tra theo bảng 9. Cần lưu ý là tốc độ dùng để tính tổn thất trong trường hợp này là ở đoạn ống có đường kính nhỏ 

Bảng 9 : Hệ số ma sát đoạn ống đột mở

Tỉ số A2/A1

Hệ số ξ

0,1 

0,2 

0,3 

0,4 

0,5 

0,6 

0,7 

0,8 

0,9 

1,0

0,37 

0,35 

0,32 

0,27 

0,22 

0,17 

0,10 

0,06 

0,02 

0

* Xác định trở lực cục bộ bằng độ dài đương 

Để xác định trở lực cục bộ ngoài cách xác định nhờ hệ số trở lực cục bộ ξ người ta còn có cách qui đổi ra tổn thất ma sát tương đương và ứng với nó là chiều dài tương đương. 

Dưới đây là chiều dài tương đương của một số thiết bị đường ống nước.

Bảng 10 : Chiều dài tương đương của các loại van công nghiệp (mét đường ống)

Đường kính inVan cầuVan 60 độ YVan 45 độ YVan gócVan cửaVan 1 chiều lậtLọc Y mặt bíchLọc Y renVan 1 chiều nâng

3/8

1/2

3/4

1

1 1/4

1 1/2

2

2 1/2

3

3 1/2

10 

12 

14 

16 

18 

20 

24

5,180

5,486

6,705

8,839

11,582 

13,106 

16,764 

21,031 

25,603 

30,480 

36,576 

42,672 

51,816 

67,056 

85,344

97,536 

109,728

124,968

140,208

158,496

185,928

2,438

2,743

3,353

4,572

6,096

7,315

9,144

10,668

13,106

15,240

17,678

21,641

26,882

35,052

44,196

50,292

56,388

61,010

73,152

83,820

97,536 

1,829

2,134

2,743

3,657

4,572

5,486

7,315

8,839

10,668

12,496

14,325

17,678

21,336

25,910

32,000

39,624

47,240

54,864

60,960

71,628

80,772

1,829

2,134

2,743

3,657

4,572

5,486

7,315

8,839

10,668

12,496

14,325

17,678

21,336

25,910

32,000

39,624

47,240

54,864

60,960

71,628

80,772 

0,183

0,213

0,274

0,305

0,457

0,548

0,701

0,853

0,975 

1,219

1,372

1,829

2,134

2,743

3,657

3,692

4,572

5,182

5,791

6,705

7,620

1,524

1,829

2,438

3,048

4,267

4,877

6,096

7,620

9,144

10,668

12,192

15,240

18,288

24,384

30,480

36,576

41,148

45,720

50,292

60,960

73,152

-

-

-

-

-

-

8,229

8,534

12,800

14,630

18,288

23,380

33,528

45,720

57,192

76,200

-

-

-

-

-

-

0,914

1,219

1,524

2,743

3,048

4,267

6,096

12,192

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Van 1 chiều dạng cầu giống van cầu

 

 

Van 1 chiều dạng góc giống van góc

Bảng 11: chiều dài tương đương của phụ kiện đường ống Tê , cút

Đường kính inCút 90 độ chuẩnCút 90 độ dàiCút 90 độ ren trong ren ngoàiCút 45 độ chuẩnCút 45 độ ren trong ren ngoàiCút 180 chuẩn

Đường

 nhánh

Đường chính

d không

 đổi

d giảm 25%d giảm 50%

3/8 

1/2

 3/4

1

1 1/4

1 1/2

2

2 1/2

3

3 1/2

10 

12 

14 

16 

18

20 

24

0,427 

0,487

0,609

0,792

1,006

1,219

1,524

1,829

2,286

2,743

3,048

3,692

4,877

6,096

7,620

9,1144

10,363

11,582

12,800

15,240

 18,288

0,274

0,305

0,427

0,518

0,701

0,792

1,006

1,249

1,524

1,798

2,042

2,500

3,050

3,692

3,692

3,692

7,010

7,925

8,839

10,058

 12,192

0,701

0,762

0,975

1,250

1,707

1,920

2,500

3,048

3,657

4,572

5,182

6,400

7,620

-

-

-

-

-

-

-

-

0,213

0,244

0,274

0,396

0,518

0,640

0,792

0,975

1,220

1,432

1,585

1,981

2,408

3,048

3,962

4,877

5,486

6,096

7,010

7,925

 9,144

0,335

 0,396

 0,487

 0,640

 0,914

 1,036

 1,371

 1,585

 1,951

 2,225

 2,591

 3,353

 3,962

 

 

 

 

 

 

 

 

0,701

0,762

0,975

1,250

1,707

1,920

2,500

3,048

3,657

4,572

5,182

6,400

7,620

10,060

12,800

15,240

16,760

18,897

21,336

24,690

 28,650

0,823

0,914

1,220

1,524

2,133

2,438

3,048

3,657

4,572

5,486

6,400

7,620

9,144

12,190

15,240

18,288

20,726

23,774

25,910

30,480

 35,050

0,274

0,305

0,427

0,518

0,701

0,792

1,006

1,249

1,524

1,798

2,042

2,500

3,050

3,692

4,877

5,791

7,010

7,925

8,839

10,058

 12,192

0,366

 0,427

 0,579

0,701

0,945

 1,128

 1,432

 1,707

 2,133

 2,438

 2,743

 3,657

 4,267

 5,486

 7,010

 7,925

 9,144

 10,670

 12,192

13,411

 15,240

0,427

 0,487

 0,609

0,792

1,006

 1,219

 1,524

 1,829

 2,286

 2,743

 3,048

 3,692

 4,877

 6,096

 7,620

 9,1144

 10,363

 11,582

 12,800

15,240

 18,288

Bảng 12 : Chiều dài tương đương của 1 số trường hợp đặc biệt

Đường kínhĐột mở, d/DĐột thu, d/DĐường ống nối vào thùng
inmm1/41/23/41/41/23/4(1)(2)(3)(4)

3/8 

1 /2

3 /4 

1

1.1/4

1.1/2 

2.1/2 

3.1/2 

10 

12 

14 

16 

18 

20 

24

9,525

12,7

19,05

25,4 

31,75 

38,1 

50,8 

63,5 

76,2 

88,9 

101,6 

127 

152,4 

203,2 

254 

304,8 

355,6

 406,4 

457,2 

508 

609,6

0,427 

0,548

0,762

0,975

1,432 

1,768 

2,438 

3,05 

3,962 

4,572 

5,181 

7,315 

8,839

-

-

-

-

-

-

-

-

0,244

0,335

0,457

0,609

0,914

1,097

1,463 

1,859 

2,438 

2,804 

3,353 

4,572 

6,705 

7,62 

9,753

12,496

-

-

-

-

-

0,092

0,122

0,152

0,213

0,305 

0,366 

0,488 

0,609 

0,792 

0,914 

1,158 

1,524 

1,829 

2,591 

3,353 

3,962 

4,877 

5,486

 6,096

-

-

0,213

0,274

0,366

0,478

0,701 

0,884 

1,22 

1,524

1,981

2,347

 2,743

 3,657

 4,572

-

-

-

-

-

-

-

-

0,152

 0,213

0,305

0,366

0,548

 0,67

 0,914

 1,158

 1,493

 1,829

 2,072

 2,743

 3,353

 4,572

 6,096

 7,62

-

-

-

-

-

0,0914

 0,122

0,152

0,213

0,305

 0,366

 0,488

 0,609

 0,792

 0,914

 1,158

 1,524

 1,829

 2,591

 3,353

 3,962

 4,877

 5,486

 6,096

-

-

0,457

 0,548

0,853

1,127

1,615

 2,012

 2,743

 3,657

 4,267

 5,181

 6,096

 8,23

10,058

14,325

18,288

22,25

 26,21

 29,26

 35,05

 43,28

 49,68

0,244

 0,305

0,427

0,548

0,792

 1,006

 1,341

 1,707

 2,194

 2,59

 3,048

 4,267

 5,791

 7,315

 8,839

 11,28

13,716

15,24

 17,678

 21,336

 25,298

0,457

0,548

0,853

1,127

1,615

2,012

2,743

 3,657

 4,267

 5,181

 6,096

 8,23

 10,058

 14,325

 18,288

 22,25

 26,21

 29,26

 35,05

 43,28

 49,68

0,335

 0,457

0,67

0,823

1,28

 1,524

 2,073

 2,651

 3,353

 3,962

 4,877

 6,096

 7,62

 10,688

 14,02

 17,37

 20,117

 23,47

 27,43

 32,918

 39,624

Cắc trường hợp đường ống nối vào thùng :

(1) - Nước chuyển động từ ống vào thùng và đường ống nối bằng mặt với cạnh thùng

(2) - Nước chuyển động từ thùng ra đường ống và đường ống nối bằng mặt với cạnh thùng.

(3) - Nước chuyển động từ ống vào thùng và đường ống nối nhô lên khỏi cạnh thùng

(4) - Nước chuyển động từ thùng ra đường ống và đường ống nối nhô lên khỏi cạnh thùng.

Xác định tổn thất áp suất theo đồ thị

Ngoài cách xác định theo công thức,  trên thực tế người ta hay sử dụng phương pháp đồ thị. Các đồ thị thường xây dựng tổn thất áp suất cho 1m chiều dài đường ống. Khi biết 2 trong ba thông số : Lưu lượng nước tuần hoàn (L/s), đường kính ống (mm) và tốc độ chuyển động (m/s). Thông thường chúng ta biết trước lưu lượng và chọn tốc độ sẽ xác định được kích thước ống và tổn thất áp suất cho 1m ống.

Hình 1 : Tổn thất áp suất (Pa/m) trên ống dẫn thép đen Schedul 40

Hình 2 : Tổn thất áp suất (Pa/m) trong ống dẫn nước bằng đồng

Trên hình -2 biểu diễn đồ thị xác định tổn thất áp suất (Pa/m) trong các ống dẫn đồng loại K,L,M 

Hình 3 : Tổn thất áp suất (Pa/m) trong các ống dẫn nước bằng plastic

Hình 3 trình bày đồ thị xác định tổn thất áp suất trong các ống dẫn plastic . Khi xây dựng đồ thị người ta lấy nhiệt độ nước là 20 C

ví dụ ống dẫn nước tổn thất áp
Ví dụ xác định tổn thất áp

Tháp giải nhiệt và bình giãn nở

Tháp giải nhiệt

Trong hệ thống điều hoà không khí giải nhiệt bằng nước bắt buộc phải sử dụng tháp giải nhiệt.Tháp giải nhiệt được sử dụng để giải nhiệt nước làm mát bình ngưng trong hệ thống lạnh máy điều hoà không khí.

Trên hình 4 trình bày cấu tạo của một tháp giải nhiệt

Hình 4 : Tháp giải nhiệt RINKI (Hồng Kông)

Cấu tạo gồm : Thân và đáy tháp bằng nhựa composit . Bên trong có các khối sợi nhựa có tác dụng làm tơi nước, tăng bề mặt tiếp xúc, thường có 02 khối. Ngoài ra bên trong còn có hệ thống phun nước, quạt hướng trục. Hệ thống ống phun nuớc quay xung quanh trục khi có nước phun. Mô tơ quạt đặt trên đỉnh tháp. Xung quanh phần thân còn có các tấm lưới , có thể dễ dàng tháo ra để vệ sinh đáy tháp, cho phép quan sát tình hình nước trong tháp nhưng vẫn ngăn cản rác có thể rơi vào bên trong tháp. Thân tháp được lắp từ một vài tấm riêng biệt, các vị trí lắp tạo thành gân tăng sức bền cho thân tháp. 

Phần dưới đáy tháp có các ống nước sau : Ống nước vào, ống nước ra, ống xả cặn, ống cấp nước bổ sung và ống xả tràn.

Khi chọn tháp giải nhiệt người ta căn cứ vào công suất giải nhiệt . Công suất đó được căn cứ vào mã hiệu của tháp. Ví dụ tháp FRK-80 có công suất giải nhiệt 80 Ton

Bảng 3 dưới đây trình bày các đặc tính kỹ thuật của tháp giải nhiệt RINKI. Theo bảng đó ta có thể xác định được lưu lượng nước yêu cầu, các thông số về cấu trúc và khối lượng của tháp . Từ lưu lượng của tháp có thể xác định được công suất giải nhiệt của tháp

Q = G.Cn.∆tn 

G- Lưu lượng nước của tháp, kg/s

Cn- Nhiệt dung riêng của nước Cn = 1 kCal/kg.độ

 ∆tn - Độ chênh lệch nhiệt độ nước vào ra tháp  ∆tn= 4 C

Bảng 13: Bảng đặc tính kỹ thuật của tháp giải nhiệt RINKI

MODEL

LL

(L/s)

Kích thướcĐường ốngQuạtKhối lượngĐộ ồn
mhHDvào ra xả tràn xả đáybổ sungm3/ph ΦmmkWTinhCó nướcdB
FRK-81,63170950160093040 402515 70  5300,2054 18546,0
102,17170 1085173593040 402515 856300,2058 19550,0
15  3,25170 990665117050502515 140 6300,3770 29550,5
20 4,4170 11701845117050502515 170  7600,3780 30554,0
25 5,4180 1130 1932140080 802515 200  760  0,75108  40055,0
30 6,5180 123020321400080802515 230 7600,75114 42056,0
40 8,6720012302052158080802515 290 9401,50155 50057,0
50 10,1 20012002067191080802515 330 9401,5023080057,5
6013,0270141024171910100100 2520 420     12001,50285110057,0
80 17,42701480248722301001002520 450 12001,50340125058,0
9019,52701480248722301001002520 620 12002,25355126559,5
100 21,72701695287524701251255020 680 15002,25510185061,0
125 27,12701740303029001251255020 830 15002,25610205060,5
150 32,42701740303029001501505020 950 15001500680212061,0
175 38,03501740310034001501505025251150 19603,75760260061,5
200  43,4350184032003400150150502525125019603,75 780275062,5
225 48,53501840320034001501505025251350 19603,75795276562,5
25054,25901960376040302002008032321750 24005,501420295056,5
300 656801960386040302002008032322200 24007,501510320057,5
350  766802000416047602002008032322200 24007,5018103790 61,0
40086,77202100430047602002008032322600 300011,021004080 61,0
500 10972021254650560025025010050502600 300011,028807380 62,5
600 13084024505360660025025010050503750 340015,03750950066,0
700 15284024505360660025025010050503750 340015,03850960066,0
800 17494032706280760025025010080805000 370022,059801465074,0
1000 217 94032706280760025025010080805400 370022,06120 1479074,0

Bình (thùng) giãn nở

Trong các hệ thống ống dẫn nước kín thường có trang bị bình giãn nở. Mục đích của bình giãn nở là tạo nên một thể tích dự trữ nhằm điều hoà những ảnh hưởng do giản nỡ nhiệt của nước gây ra, ngoài ra bình còn có chức năng bổ sung nước cho hệ thống trong trường hợp bị rò rỉ.

Có 2 loại bình giãn nở : Loại hở và loại kín. 

Bình giãn nở kiểu hở là bình mà mặt thoáng tiếp xúc với khí trời trên phía đầu hút của bơm và ở vị trí cao nhất của hệ thống. 

Độ cao của bình giãn nở phải đảm bảo tạo ra cột áp thuỷ tĩnh lớn hơn tổn thất thuỷ lực từ vị trí nối thông bình giãn nở tới đầu hút của bơm.

sơ đồ lắp đặt thùng giãn nở
Lắp đặt thùng giãn nở

Hình 5 : Lắp đặt thùng giãn nở

Trên hình 5 , cột áp thuỷ tĩnh đoạn AB phải đảm bảo lớn hơn trở lực của đoạn AC, nếu không nước về trên đường (1) không trở về đầu hút của bơm mà bị đẩy vào thùng giãn nỡ làm tràn nước. Khi lắp thêm trên đường hút của bơm các thiết bị phụ, ví dụ như lọc nước thì cần phải tăng độ cao đoạn AB. 

Để tính toán thể tích bình giãn nở chúng ta căn cứ vào mức độ tăng thể tích của nước cho ở bảng 14 . 

Bảng 14 : Giãn nở thể tích nước theo nhiệt độ

t, độ C1015 20 25303540 4550
% Thể tích0,02 0,110,190,280,370,460,550,690,901,11
t, độ C556065707580859095100
% Thể tích1,33 1,541,762,112,492,853,103,353,644,00

Bình giãn nở kiểu kín được sử dụng trong hệ thống nước nóng và nhiệt độ cao . Bình giãn nở kiểu kín không mở ra khí quyển và vận hành ở áp suất khí quyển. Bình cần trang bị van xả khí. Bình giãn nở kiểu kín được lắp đặt trên đường hút của bơm, cho phép khi vận hành áp suất hút của bơm gần như không đổi. 

Trong hệ thống điều hoà chúng ta ít gặp bình giãn nở kiểu kín.

Lắp đặt hệ thống đường ống nước

Khi lắp đặt hệ thống đường ống nước cần lưu ý bố trí sao cho trở lực trên các nhánh ống đều nhau, muốn vậy cần bố trí sao cho tổng chiều dài các nhánh đều nhau.

Trên hình 6 trình bày sơ đồ đường dẫn nước lạnh cung cấp cho các FCU và AHU . Ở hình 6a , ta thấy chiều dài của các nhánh ABGHA, ABCFGHA và ABCDEFGHA là không đều nhau , do đó trở lực của các nhánh không đều nhau. Sơ đồ này gọi là sơ đồ đường quay về trực tiếp. Đây là sơ đồ đơn giản, dễ lắp đặt và tổng chiều dài đường ống nhỏ. Tuy nhiên do trở lực không đều nên cần lắp đặt các van điều chỉnh để điều chỉnh lượng nước cấp cho các nhánh đều nhau.

Ở hình 7-6b là sơ đồ đường quay về không trực tiếp , trong trường hợp này chiều dài đường đi của các nhánh đến các FCU và AHU đều nhau. Các FCU (AHU) có đường cấp nước dài thì đường hồi nước ngắn và ngược lại.

Cần lưu ý khi trở lực của các FCU đều nhau thì nên sử dụng sơ đồ không trực tiếp. Nếu các FCU có trở lực khác nhau thì về mặt kinh tế nên chọn sơ đồ loại trực tiếp , lúc đó cần sử dụng các biện pháp khác để hiệu chỉnh cần thiết. Một trong những biện pháp mà người ta hay áp dụng là sử dụng van cầu trên đường hút.

Hình 6 : Các loại sơ đồ bố trí đường ống

Trên hình 7 trình bày hai trường hợp lắp đặt đường ống theo sơ đồ không trực tiếp , phương án thường được áp dụng cho hệ thống kín.

Hình 7a trình bày minh họa ứng với trường hợp các FCU bố trí với độ cao khác nhau và trên hình 7b là trường hợp các FCU bố trí trên cùng một độ cao. Trong trường hợp này ngoài việc cần chú ý bố trí đường ống đi và về cho các nhánh đều nhau, người thiết kế cần lưu ý tới cột áp tĩnh do cột nước tạo nên. Theo cách bố trí như trên quảng đường đi cho tất cả các FCU gần như nhau và cột áp tĩnh đều nhau, do đó đảm bảo phân bố nước đến các nhánh đều nhau.

Hình 7 : Cách bố trí đường ống cấp nước FCU

Trên đây ONGINOX.VN đã chia sẻ tính toán thiết kế hệ thống đường ống dẫn nước, mọi thắc mắc xin vui lòng liên hệ ngay nha.

 

Đức Duy
Tác giả Đức Duy Editor

Chuyên gia hệ thống đường ống inox 5 năm kinh nghiệm!

Bài viết trước Bu lông

Bu lông

Bài viết tiếp theo

Công nghệ đúc inox

Công nghệ đúc inox
Viết bình luận
Thêm bình luận
Popup image default

Bài viết liên quan

Thông báo

Bạn cần hỗ trợ?