Báo cáo môn học thiết kế hệ thống điều hòa không khí vrv cho khu văn phòng

Đồ án môn học Điều hòa không khí GVHD PGS TS Võ Chí Chính LỜI NÓI ĐẦU Nước ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa hè tương đối nóng nực và có độ ẩm khá cao Cùng với sự phát triển của đất nước đời sống n[.]

LỜI NÓI ĐẦU

Nước ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa hè tương đối nóng nực và có độ ẩm khácao Cùng với sự phát triển của đất nước đời sống nhân dân ngày một cải thiện và nâng cao,

do đó nhu cầu về việc tạo ra điều kiện vi khí hậu thích hợp cho con người ở các công sở,văn phòng, xí nghiệp và nhà ở của nhân dân vv đã trở nên rất cấp thiết

Hiện nay hầu hết các cơ quan, xí nghiệp, công sở đều sử dụng các hệ thống điều hoàkhông khí từ công suất nhỏ, trung bình, lớn và rất lớn Có thể nói thiết bị điều hoà khôngkhí đã trở thành một thiết bị quan trọng hằng ngày mọi người tiếp xúc và sử dụng

Việc giảng dạy bộ môn Điều Hoà Không Khí (ĐHKK) đã cung cấp cho sinh viênchuyên ngành Nhiệt Lạnh các trường đại học kỹ thuật và cao đẳng , các kỹ sư và công nhân

kỹ thuật những kiến thức cơ bản về ĐHKK và thông gió hiện đại Qua đó nắm vững nhữngbước cần thiết để có thể tính toán ,thiết kế và lắp đặt được các hệ thống ĐHKK sau này.Học kì này theo khung chương trình đào tạo , ở đồ án môn học ĐHKK em nhận được

đề tài “thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV cho khu văn phòng” , địa điểm tại HảiPhòng Vì kiến thức còn khá hạn chế nên mặc dù đã cố gắng song cũng không tránh khỏinhững thiếu sót Em mong sẽ nhận được sự chỉ bảo tận tình của thầy để có thể bổ khuyếtnhững hạn chế của bản thân

Sinh viên thực hiện

Lê Nhật Tân

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ

1.1 Vai trò của điều hòa không khí.

1.1.1Ảnh hưởng của môi trường đến con người.

1 Nhiệt độ:

Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng lạnh đối với con người Cơ thể con người có nhiệt

độ là tct =370C Trong quá trình vận động cơ thể con người luôn toả ra ra nhiệt lượng qtoả

Lượng nhiệt do con ngưòi toả ra phụ thuộc vào cường độ vận động Để duy trì thân nhiệt, cơthể thường xuyên trao đổi nhiệt với môi trường Sự trao đổi nhiệt đó sẽ biến đổi tương ứng với cường độ vận động Có hai hình thức trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh:

Truyền nhiệt:Truyền nhiệt từ cơ thể con người vào môi trường theo 3 cách :dẩn

nhiệt,đối lưu và bức xạ Nói chung nhiệt lượng trao đổi theo hình thức truyền nhiệt phụ

thuộc chủ yếu vào độ chênh nhiệt độ giữa cơ thể và môi trường xung quanh Lượng nhiệt

này gọi là nhiệt hiện, ký hiệu qh

Khi nhiệt độ môi trường tmt nhỏ hơn thân nhiệt, cơ thể truyền nhiệt cho môi trường ; khi nhiệt

độ môi trường lớn hơn thân nhiệt thì cơ thể nhận nhiệt từ môi trường Khi nhiệt độ môi trường bé,Δt = tct - tmt lớn, qhlớn, cơ thể mất nhiều nhiệt nên có cảm giác lạnh và ngược lại khi nhiệt độ môi trường lớn khả năng thải nhiệt ra môi trường giảm nên có cảm giác nóng Nhiệt hiện qh phụ thuộc vào Δt=tct - tmt và tốc độ chuyển động của không khí.Khi nhiệt độ của môi trường không đổi, tốc độ không khí ổn định thì qh không đổi Nếu cường độ vận động của con người thay đổi thì lượng nhiệt hiện qh không thể cân bằng với lượng nhiệt do cơ thể sinh ra, cần có hình thức trao đổi nhiệt thứ hai;đó là toả ẩm

- Toả ẩm : Ngoài hình thức trưyền nhiệt cơ thể còn trao đổi nhiệt với môi trường xung

quanh thông qua toả ẩm Toả ẩm có thể xảy ra trong mọi phạm vi nhiệt độ và khi nhiệt độ

môi trường càng cao thì cường độ toả ẩm càng lớn.Nhiệt năng của cơ thể được thải ra ngoài cùng với hơi nước dưới dạng nhiệt ẩn ,nên lượng nhiệt này được gọi là nhiệt ẩn, ký hiệu là qw

Ngay cả khi nhiệt độ môi trường lớn hơn 370C ,cơ thể con người vẩn thải được nhiệt ra

môi trường thông qua hình thức toả ẩm, đó là thoát mồ hôi Người ta đã tính được rằng cứ

thoát 1g mồ hôi thì cơ thể thải được một lượng nhiệt xấp xỉ 2500j Nhiệt độ càng cao,độ ẩm môi trường càng thấp thì mức độ thoát mồ hôi càng nhiều

Nhiệt ẩn có giá trị càng cao khi hình thức thải nhiệt bằng truyền nhiệt không thuận lợi

Tổng lượng nhiệt truyền và toả ẩm phải đảm bảo luôn bằng lượng nhiệt do cơ thể sản sinh ra.

Mối quan hệ giữa 2 hình thức phải luôn đảm bảo :

qtoả = qh +qw

Đây là một phương trình cân bằng động , giá trị của mổi đại lượng trong phương trình có thể thay đổi tuỳ thuộc vào cường độ vận động của , nhiệt độ , độ ẩm ,tốc độ chuyển động của không khí trong môi trường xung quanh v v

Nếu vì một lý do nào đó để xảy ra mất cân bằng nhiệt thì sẻ gây rối loạn và sinh ra đau ốm Nhiệt độ thích hợp nhất cho con người là 22÷270C

2.Độ ẩm tương đối.

Độ ẩm tương đối có ảnh hưởng quyết định đế khả năng thoát mồ hôi vào trong môi trường không khí xung quanh.Quá trình này chỉ có thể xảy ra khi ϕ < 100% Độ ẩm càng thấp thì khả năng thoát mồ hôi càng cao,cơ thể càng cảm thấy dễ chịu

Độ ẩm quá cao , hay quá thấp đều không tốt đối với sức khoẻ con người

Độ ẩm cao: Khi độ ẩm tăng khả năng thoát mồ hôi kém, cơ thể cảm thấy nặng nề,mệt mỏi và dể gây cảm cúm Người ta nhận thấy ở một nhiệt độ và tốc độ gió không đổi , khi độ

ẩm lớn khả năng thoát mồ hôi chậm hoặc không thể bay hơi được , điều đó làm cho bề mặt

Khi nhiệt độ không khí thấp, tốc độ quá lớn thì cơ thể mất nhiệt gây cảm giác lạnh Tốc

độ gió thích hợp tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ gió , cường độ lao động ,độ ẩm, trạng thái sức khoẻ con người

Trong kỹ thuật điều hoà không khí người ta chỉ quan tâm đến tốc độ gió trong vùng làm việc, tức là vùng dưới 2m kể từ sàn nhà Đây là vùng mà mọi hoạt động của con người đều xảy ra trong đó

4.Nồng độ các chất độc hại.

Khi trong không khí có các chất độc hại chiếm một tỷ lệ lớn nó sẽ ảnh hưởng đế sức khoẻ con người Mức độ tác hại của mổi chất tuỳ thuộc vào bản chất độc hại ,nồng độ của

nó trong không khí,thời gian tiếp xúc của con người ,tình trạng sức khoẻ v.v

Các chất độc hại bao gồm chủ yếu các chất sau:

- Bụi: Bụi ảnh hưởng đến hệ hô hấp Tác hại của bụi phụ thuộc vào bản chất bụi ,nồng độ

và kích thước của bụi Kích thước càng nhỏ thì càng có hại vì nó tồn tại trong không khí lâu hơn,khả năng thâm nhập vào cơ thể lâu hơn và rất khó khử bụi Hạt bụi lớn thì khả năng khử

dể dàng hơn nên ít ảnh hưởng đến con người.Bụi có 2 nguồn gốc :hữu cơ và vô cơ

- Khí CO2, SO2: Các khí này ở nồng độ thấp không độc nhưng khi nồng độ của chúng lớn thì sẽ làm giảm nồng độ O2 trong không khí gây nên cảm giác mệt mỏi Khi nồng độ quá lớn

Để đánh giá mức độ ô nhiễm người ta dựa vào nồng độ CO2 có trong không khí

5.Độ ồn.

Người ta phát hiện ra rằng , khi con người làm việc lâu dài trong khu vực có độ ồn cao thìlâu ngày cơ thể sẽ suy sụp, có thể gây một số bệnh như stress , bồn chồn và các rối loạn giántiếp khác Độ ồn tác động nhiều đến hệ thần kinh Mặt khác khi độ ồn lớn có thể làm ảnh hưởng đến mức độ tập trung vào công việc hoặc đơn giản hơn là gây sự khó chịu cho con người

Vì vậy độ ồn là một tiêu chuẩn quan trọng không thể bỏ qua khi thiết kế một hệ thống điềuhoà không khí Đặc biệt các hệ thống điều hoà cho đài phát thanh ,truyền hình ,các studio, thu âm ,thu lời thì yêu cầu về độ ồn là quan trọng nhất

1.1.2 Ảnh hưởng của môi trường đến sản xuất :

Con người là một yếu tố vô cùng quan trọng trong sản xuất Các thông số khí hậu có ảnhhưởng nhiều tới con người có nghĩa là ảnh hưởng năng suất , chất lượng sản phẩm một cáchgián tiếp

Ngoài ra các yếu tố khí hậu cũng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm

Tốc độ không khí cũng có ảnh hưỡng đến sản xuất nhưng ở một khía cạnh khác

-khi tốc độ lớn ,trong nhà máy dệt , sản xuất giấy sản phẩm nhẹ sẽ bay khắp phòng hoặc làm rối sợi.Trong một số trường hợp sản phẩm bay hơi nước nhanh làm giảm chất lượng

Vì vậy trong một số xí nghiệp sản xuất người ta cũng qui định tốc độ không khí không vượt quá mức cho phép

Hình 1 Hệ điều hòa VRV của hãng Daikin Dàn nóng

Các dàn lạnh

1.2 Các hệ thống điều hòa không khí và phân tích lựa chọn phương án.

1.2.1 Khái niêm về hệ thống điều hòa không khí.

Điều hòa không khí là quá trình tạo ra và duy trì ổn định các thông số vi khí hậu trongphòng theo 1 chương trình định sẵn không phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài trời

Hệ thống điều hòa không khí là tập hợp các máy móc, thiết bị, dụng cụ như: cụm máynén, cụm dàn lạnh, AHU, FCU, ống tiêu âm thiết bị lọc bụi… để điều hòa không khí

1.2.2 Phân tích lựa chọn phương án

Có rất nhiều cách lựa chọn lựa chọn phương án lắp đặt, mỗi loại đều có những ưunhược điểm riêng, tuy nhiên để chọn phương án lắp đặt nào còn phải xem xét về tính kinh tếcủa Công trình “Khu văn phòng Hành Chính Sông Mã”

1 Máy điều hòa VRV.

Là hệ thống điều hòa có khả năng điều chỉnh năng suất lạnh theo phụ tải bên ngoài Hệ

thống gồm có một dàn nóng công suất lớn và nhiều dàn lạnh với kiểu dáng và công suấtkhác nhau

Ví dụ:

2 Đặc điểm chung.

Thay đổi năng suất lạnh của máy dễ dàng nhờ máy biến tần, tổ ngưng tụ gồm 2 máy

nén trong đó một máy nén điều chỉnh năng suất lạnh theo kiểu on-off còn một máy điềuchỉnh bậc theo máy biến tần nên số bậc điều chỉnh lên đến 21 bậc, đảm bảo năng lượng tiếtkiệm hiệu quả Đây là ưu điểm nổi trội của hệ VRV

Các thông sô vi khí hậu được khống chế phù hợp với từng nhu cầu vùng, kết nối trong

mạng điều khiển trung tâm BMS

Hình 2 Mạng điều khiển BMS

Hình 3 Sơ đồ điều khiển nhiệt độ phòng

Hình 4 Nhà cao tầng lắp VRV

Bộ điều khiển tinh tế, vận hành với kỹ thuật cao

 T1:Nhiệt độ hút vào T2:Nhiệt độ đẩy

 T3:Tín hiệu cảm biến gió hoàn lưu T4:Tín hiệu cảm biến tại bộ điều khiển

 Tset: Nhiệt độ cài đặt trên bộ điều khiển

Dải năng suất lạnh lớn: từ nhỏ (7 kW) đến hàng ngàn kW cho các tòa nhà cao tầng

hàng trăm mét với hàng ngàn phòng đa chức năng

Hình 6 Khoảng cách cho phép khi lắp đặt VRV

Kết nối rất nhiều dàn lạnh trên cùng 1 hệ thống, có thể đến 1024 dàn lạnh trên cùng 1 hệthống

Chiều dài đường ống cho phép lớn: Chiều dài ống giữa dàn nóng và dàn lạnh trong

một dàn trong một hệ thống có thể kéo dài đến 150 m, độ cao chênh lệch OU và IU lên đến

50 m, giữa các IU là 15 m Tuy nhiên trên thực tế thị trường VRV đã xuất hiện nhiều thế hệmới của VRV và tiêu biểu là VRV III của 1 số hãng điều hòa lớn trên thế giới: Trane,Daikin

Thời gian lắp đặt ngắn: Nhờ hệ thống siêu dây dẫn và hệ thống phân nhánh REFNET

làm đơn giản hóa việc đi dây, lắp đặt ống do đó giảm chi phí và thời gian lắp đặt Khi cầnthiết có thể lắp đặt lại cho từng tầng

Độ tin cậy cao: nếu một trong 3 máy nén ở dàn nóng (hoặc một dàn nóng trong hệ

thống) bị sự cố thì 1 trong các máy nén (hoặc dàn nóng) còn lại sẽ đảm nhận hoạt độngkhẩn cấp

Hình 5 Hệ VRV

Nếu một máy nén

bị sự cố Nếu một dàn nóng bị sự cố…

Hình 7 Xảy ra hoạt động khẩn cấp

Hình 8 Dải công suất của dàn nóng

Thích nghi mọi cấu trúc: Nhờ vào dải công suất dàn nóng và dàn lạnh rộng nên có thể

đáp ứng mọi nhu cầu về kích cỡ công trình và thiết kế nội thất

Hình 9 Dàn nóng lắp ở ban công

Không phá hỏng vẻ mỹ quan của kết cấu xây

dựng, các dàn nóng có thể được thiết kế và lắp đặt

tại ban công, tầng thượng

So với hệ trung tâm nước, hệ VRV rất gọn nhẹ vì cụm dàn nóng bố trí trên tầng thượnghoặc bên sườn tòa nhà còn đường ống dẫn môi chất lạnh có kích thước nhỏ hơn nhiều so vớiđường ống nước lạnh và đường ống gió

Có thể kết hợp làm lạnh và sưởi ấm phòng trong cùng một hệ thống kiểu bơm nhiệt

hoặc thu hồi nhiệt hiệu suất cao

 Nếu sử dụng hệ thống điều hòa cục bộ thì công suất của nó nhỏ không phù hợp vớicông trình này, hơn nữa nếu thi công lắp đặt thì mất mỹ quan của công trình vì dàn nóngquá nhiều.

 Nếu sử dụng hệ thống điều hòa dạng tủ thì không thích hợp, vì kích thước đường ốnggió rất phức tạp, hơn nữa là rất khó thi công Một điểm lưu ý nữa là công suất của hệ này lạithuộc loại lớn và rất lớn mà yêu cầu của tòa nhà đang lắp đặt hệ thống điều hòa với côngsuất thuộc loại trung bình mà thôi

 Ở đây chỉ có hệ thống điều hòa kiểu phân tán VRV và Water chiller là phù hợp hơn

cả, tuy nhiên nếu dùng hệ thống điều hòa Water chiller tuy đảm bảo về độ ồn và độ ẩmnhưng đòi hỏi phải có phòng máy, người vận hành riêng, lắp đặt lại phức tạp hơn hệ VRV.Bên cạnh đó, do chức năng của các phòng và tính chất làm việc không đồng thời giữa cácphòng nên hệ Water Chiller tiêu tốn nhiều điện năng hơn so với VRV.Vì vậy ta lựa chọn hệVRV

CHƯƠNG 2

TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT VÀ CÂN BẰNG ẨM

2.1Giới thiệu về công trình.

2.1.1.Giới thiệu về công trình

Tên công trình: “Khu văn phòng Hành Chính”

Địa điểm: Hải Phòng

Toàn bộ công trình có diện tích mặt bằng xây dựng là:40m x 26m=1040m2,có 21 phòngnhư sau: Phòng tổ trức và thanh tra bảo vệ, trưởng phòng tổ chức, phòng phó ban phụ tráchhành chính, phòng truyền thống, phòng hành chính, phòng đối ngoại, phòng văn thư đánhmáy, trưởng phòng hành chính đối ngoại Ngoài ra còn có Hội trường và tiền sảnh

Về kết cấu xây dựng: Công trình được xây dựng theo phương pháp thông thường hiệnnay, kết cấu chịu lực là hệ khung dầm bê tông, tường ngăn giữa các phòng là tường gạch cóchiều dày 220 mm Cửa ra vào và cửa sổ của các phòng là cửa kính khung bằng nhôm Vềtrang thiết bị nội thất: Do đặc điểm sử dụng của tòa nhà nên các trang thiết bị nội thất chủyếu là các máy tính, máy phôtôcopy, máy in, các thiết bị văn phòng và các máy chuyêndụng Các máy và thiết bị này trong quá trình vận hành sẽ tỏa ra một lượng nhiệt nhất định.Ngoài ra nhiệt còn tỏa ra từ các bóng đèn chiếu sáng, bức xạ mặt trời qua các cửa kính vànhiệt còn tỏa ra từ chính cơ thể của con người làm việc trong đó

2.1.2 Lựa chọn thông số tính toán

1 Lựa chọn thông số thiết kế trong nhà: nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ không khí

Nhiệt độ và độ ẩm không khí ngoài trời tN, φN chọn theo cấp điều hòa không khí vàtheo mùa

tN = ttbmax , nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất

φN = φtbmax , độ ẩm lúc 13 đến 15h của tháng nóng nhất

tN, φN được tra theo bảng PL-2 và PL-4[Trang 456 và 460- TL2]

Mùa nóng nhất ở Hải Phòng: tN = 32,1 0C, φN = 83 %

2 Lựa chọn thông số thiết kế ngoài trời: nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ không khí

Nhiệt độ trong nhà kí hiệu tT, φT được chọn như sau:

tT = 23 0C ÷ 25 0C

φT = 60% ÷ 75%

Khí hậu nước ta chia thành 2 mùa rõ rệt là mùa nóng và mùa lạnh Mùa nóng có nhiệt

độ và độ ẩm khá cao mà không gian điều hòa trong thiết kế này tiếp xúc trực tiếp với váchngăn mà không có phòng đệm Vì vậy không nên chọn độ chênh lệch nhiệt độ trong nhà vàngoài trời: Δt = (tN - tT) quá lớn sẽ gây sốc nhiệt cho người sử dụng Thông thường nên chọn

ra từ cơ thể người bằng đối lưu và bằng bay hơi đều tăng và ngược lại

Khi nhiệt độ không khí xung quanh tT = (24 ÷ 25) 0C ωT = (0,4 ÷ 0,6) m/s

2.2 Tính phụ tải nhiệt.

Hệ điều hòa chịu tác động của các nhiễu loạn nhiệt dưới hai dạng phổ biến sau:

- Nhiệt tỏa ra từ các nguồn nhiệt bên trong hệ gọi là các nguồn nhiệt tỏa: ∑Qtỏa

- Nhiệt truyền qua kết cấu bao che gọi là các nguồn nhiệt thẩm thấu: ∑Qtt

Tổng hai thành phần trên gọi là nhiệt thừa:

QT=∑Qtỏa +∑Qtt

2.2.1 Xác định lượng nhiệt thừa Q T

1 Nhiệt do máy móc tỏa thiết bị điện tỏa ra Q 1

Tổn thất nhiệt do máy móc thiết bị điện tỏa ra bao gồm:

Q1=Q1.1+Q1.2

Trong đó: Q1.1 là tổn thất do các động cơ điện gây ra, kw

Q1.2 là tổn thất do các thiết bị điện

Coi phòng không có tổn thất do động cở điện gây ra Q1.1=0

Như vậy tổn thất nhiệt Q1 bao gồm nhiệt tỏa ra từ các thiết bị điện như: máy vi tính,máy photocopy, máy in, tivi… và các loại máy móc khác có dùng động cơ điện

- Máy móc không dùng động cơ điện: Q1 = Σkdt.Ni.ktt, W (3.18)

Ni: Công suất điện ghi trên thiết bị

kdt: Hệ số đồng thời, là tỷ số giữa thời gian thiết bị hoạt động với thời gian máy điềuhòa hoạt động trong ngày

Ktt: Hệ số tính toán bằng tỷ số giữa công suất làm việc thực tế với công suất định mức

- Máy móc dùng động cơ điện và động cơ nằm trong phòng điều hòa:

Q1 = kdt

N

η , W

Ví dụ tính cho phòng: Trưởng phòng tổ chức (phòng làm việc 1)

Bảng 2.1 Bảng liệt kê các máy móc trong phòng làm việc 1

STT Tên thiết bị Số lượng, cái Công suất điện, w Hệ số kdt

Chức năng Diện tích

(m 2 )

Số lượn g

Máy

in PhotoMáy Máy Fax

Máy Vi tính

Vậy tổng lượng nhiệt do máy móc thiết bị tỏa ra: Q1=7640,25 [W]

2 Nhiệt tỏa ra từ các nguồn sang nhân tạo Q 2

3 Nhiệt do người tỏa ra: Q 3

Nhiệt do người tỏa ra gồm 2 thành phần:

- Nhiệt hiện: do truyền nhiệt từ người ra môi trường thông qua đối lưu, bức xạ và dẫnnhiệt: qh

- Nhiệt ẩn: do tỏa ẩm: qa

- Nhiệt toàn phần: bằng tổng nhiệt ẩn và nhiệt hiện

q=qh+qa

Q3=n.q, WTrong đó: n-là tổng số người trong phòng, người

qh,qa,q-là nhiệt hiện, nhiệt ẩn và nhiệt toàn phần do 1 người tỏa ra trong 1 đơn

vị thời gian và được xác định theo bảng 3.5 (trang 57 TL[2])

Tra bảng ta được: qh=70 w/người, qa=60 w/người và chọn số người trong phòng n=60người

Số lượng người trong văn phòng là 35 người

Tổng tổn thất nhiệt do người tỏa ra:

Q3=n.q=n.(qh+qa)

=35.(70+60)=4550 ,W

4 Nhiệt do sản phẩm mang vào: Q 4

Do đây là khu văn phòng làm việc, vì vậy tổn thất nhiệt do sản phẩm mang vào Q4=0, W

5 Nhiệt tỏa ra từ bề mặt thiết bị nhiệt: Q 5

Tổn thất này chỉ có nếu trong không gian điều hòa có thiết bị trao đổi nhiệt, chẳng hạn:

lò sưởi, thiết bị sấy, ống dẫn hơi… Tuy nhiên trên thực tế điều này không xảy ra vì khi điềuhòa thì các thiết bị này thường phải ngừng hoạt động Nên Q5=0, W

6 Nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng Q 6

a Nhiệt do bức xạ mặt trời qua kính Q 6.1

Lượng nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính phụ thuộc vào mức độ nhiễm bụi của khôngkhí, mây mù, thời điểm trong ngày và trong năm, địa điểm nơi lắp đặt công trình, độ cao củacông trình so với mực nước biển, nhiệt độ đọng sương của không khí, tính chất kính vàhướng bề mặt nhận bức xạ

* Kính thường có rèm che:

Q61 = Fk.Rxn.εc.εds.εmm.εkh,W Trong đó:

- R: Nhiệt bức xạ mặt trời qua kính cơ bản vào phòng Tra bảng 3.9c TL[2] ứng với HảiPhòng ở vĩ độ 300B và hướng của cửa sổ tra được R

- αk, ρk, τk là hệ số hấp thụ, phản xạ, và xuyên qua của kính Tra theo bảng 3.7 TL[2]

- αm, ρm, τm tra theo bảng 3.8 TL[2]

- với tN = 32,10C, φN = 83 %, tra đồ thị I-d ta được ts = 290C.

=> εds = 0,883

- εmm : hệ số xét tới ảnh hưởng của mây mù.

- Trời không mây: εmm =1.

- Trời có mây: εmm = 0,85.

Bầu trời Hải Phòng vào mùa hè hầu như không có sương mù nên εmm = 1

- εkh : Hệ số xét tới ảnh hưởng của khung kính

+ Khung gỗ: εkh =1

+ Khung kim loại: εkh = 1,17

Khung cửa sổ trong công trình thiết kế làm bằng gỗ εkh = 1

Bảng kết quả tra bảng các thông số trên ta được:

εmm εkhk

Do độ cao H không đángkể

εds = 1- 0,13.

t s−2010

= 1-0,13

29−2010trời không mâyKhung kim loại

k = εc.εds.εmm.εkh

1 0,883

110,883

Diện tích kính, F k ,m 2

R T , W/m 2 Q 61 ,W

b Nhiệt lượng bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che: Q62

Dưới tác dụng của các tia bức xạ mặt trời, bề mặt bên ngoài cùng của kết cấu bao che sẽ nóng lên do hấp thụ nhiệt Lượng nhiệt này sẽ tỏa ra môi trường một phần, phần còn lại

sẽ dẫn nhiệt vào bên trong và truyền cho không khí trong phòng bằng đối lưu và bức xạ Quá trình truyền nhiệt này sẽ có độ chậm trễ nhất định Mức độ chậm trễ phụ thuộc vào bản chất kết cấu tường, mức độ dày mỏng Do lượng nhiệt bức xạ qua tường không đáng

kể nên có thể bỏ qua ,ta chỉ tính lượng nhiệt bức xạ qua mái

Q62 = F.k.ϕm.Δt , [W ] Trong đó: -F: diện tích mái, m2 F=1073 m2

-K : hệ số truyền nhiệt qua mái, W/m2.0C; k = 3,25 W/m2.oC

-ϕ m: hệ số màu của tường hay mái

R: nhiệt bức xạ qua kính vào phòng,theo 3.9c TL[2] ta có R = 520 W/m2 Vậy Rxn = 591 W/m 2

- Δt=t td −t tt - độ chênh nhiệt độ tương đương:

t td =t N+ε s .R xn

α N =32,1+ 0,8.591 23,3 =52 ,4OC

Δt = 52,4 – 24 = 28,4 OC

*ε s: Hệ số hấp thụ của mái Tra theo bảng 3.13 TL[2] ta có ε s= 0,8

*α N=23,3W/m2K–hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí bên ngoài.Bảng3.16TL[2] Vậy ta có: Q62 = 1073.3,25.0,78.28,4 = 77250 ,W

=> Q6=Q61+Q62=14890+77250 =92140 ,W

7 Nhiệt do lọt không khí vào phòng Q7

Khi có độ chênh áp suất trong nhà và bên ngoài sẽ có hiện tượng rò rỉ không khí Việcnày luôn luôn kèm theo tổn thất nhiệt

Nói chung là việc tính tổn thất này rất khó khăn do không xác định chính xác lưulượng không khí rò rỉ Mặt khác các phòng có điều hòa thường đòi hỏi phải kín Vì vậytrong các trường hợp này có thể xác định theo kinh nghiệm như sau:

Q7= Q7h + Q7aQ7h=0,335.(tN-tT).V.ξ, W

Q7a=0,84.(dN-dT).Vξ , W

Trong đó: V là thể tích phòng, (V=40.26.4,5=4680 m3)

ξ là hệ số kinh nghiệm cho theo bảng 3.14 TL[2] ta được ξ=0,35

+dT,dN:Dung ẩm của không khí tính toán trong nhà và ngoài trời,g/kg.kk

Tra dT theo trạng thái có tT=24C, φT=60% ta được dT=11,3 g/kg.kk

Tra dN theo trạng thái có tN=32,1C, φN=83% ta được dN=25,9 g/kg.kk

Q7h=0,335.(tN-tT).V.ξ ,W

=0,335.(32,1-24).4680.0,35=4444,7 ,WQ7a=0,84.(dN-dT).V.ξ , W

=0,84.(25,9-11,3).4680.0,35=20088,4 ,W

=> Q7= Q7h + Q7a =4444,7+20088,4 =24533,1 ,W

8 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q8

Tổng tổn thất truyền nhiệt:

Q8=Q81+Q82Trong đó: Q81 là tổn thất nhiệt qua trần, mái, tường, W

Q82 là tổn thất do truyền nhiệt qua nền, W

a Nhiệt lượng truyền qua tường, trần, và sàn tầng trên Q81

Nhiệt lượng truyền qua kết cấu bao che được tính theo công thức sau:

Q81=k.F.ϕ Δt , W

Trong đó: k là hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che, W/m2. 0C

F là diện tích bề mặt kết cấu bao che, m2

Δt là độ chênh nhiệt độ giữa trong phòng và bên ngoài trời, 0C

ϕ là hệ số xét đến vị trí của vách

*Xác định độ chênh nhiệt Δt

Δt =tN-tT=32,1-24 =8,1 0C

* Xác định hệ số ϕ

Đối với tường bao và trần có mái tôn thì ta chọn ϕ=1

* Xác đinh hệ số truyền nhiệt k

Trong đó :

α T -Hệ số tỏa nhiệt bề mặt bên trong của kết cấu bao che,W/m2. 0C

α N-Hệ số tỏa nhiệt bên ngoài của kết cấu bao che,W/m2. 0C

δ i-Chiều dày của lớp thứ i,m

λi-Hệ số dẫn nhiệt của lớp thứ i,W/m. 0C

Để đơn giản cho quá trình tính toán ta giả sử tường và trần của công trình được xâydựng với kết cấu gồm 1 lớp vật liệu Tra bảng 3.12, 3.15 TL[1] ta được:

-Đối với tường bao:

2m

b

Dải 4 Dải 3

Dải 2 Dải 1

α T=11,6 W/m2. 0C

α N=23,3 W/m2. 0C

δ =0,1m

λ =0,407 W/m. 0CNhiệt trở của lớp không khí: 0,189W/m. 0C

b Nhiệt lượng truyền qua nền đất Q82

Để tính nhiệt truyền qua nền người ta chia nền thành 4 dải, mỗi dải có bề rộng 2m nhưsau:

a

Theo cách phân chia này:

- Dải I: k1=0,5 W/m2.K , F1=4.(a+b)=4.(40+26)=264 m2

- Dải II: k2=0,2 W/m2.K , F2=4.(a+b) – 48=264-48=216 m2

- Dải III: k3=0,1 W/m2.K , F3=4.(a+b) – 80=264-80=184 m2

- Dải IV: k4=0,07 W/m2.K , F4=(a-12)(b-12)=(26-12).(40-12)=392 m2

Tổn thất nhiệt truyền qua nền bằng:

Q82=(k1.F1+k2.F2+k3.F3+k4.F4).(tN-tT)

Q82=(0,5.264+0,2.216+0,1.184+0,07.392).(34,4-24)Q82=2298,8 W.

Vậy tổn thất do truyền nhiệt bằng:

Q8=Q81+Q82=27756,9+ 2298,8 =30055,7 W

9 Tổng nhiệt lượng thừa QT

Q T=∑1

8

Q=183495

,W

2.2.2 Xác định lượng ẩm thừa WT

1 Lượng ẩm do người tỏa ra W1

Lượng ẩm do người toả ra được tính theo công thức sau:

, kg/s Trong đó: - n là số người trong phòng, người

- gn là lượng ẩm do 1 người tỏa ra trong phòng trong 1 đơn vị thời gian, g/h.Lượng ẩm này có thể tra theo bảng 3.21 TL[2]

Ta có

kg/s

2 Lượng ẩm bay hơi từ các sản phẩm W2.

Do đây là khu văn phòng vì vậy không có sản phẩm mang vào nên W2=0 kg/s

3 Lượng ẩm do bay hơi đoạn nhiệt từ sàn ẩm W3.

Đây là khu văn phòng nên sàn ít khi bị ướt nên W3=0 kg/s

4 Lượng ẩm do hơi nước nóng mang vào W4

Do trong phòng không có rò rỉ hơi nóng vì vậy coi W4=0 kg/s

5 Tổng lượng ẩm thừa WT.

, kg/s

Nhiệt thừa WT được sử dụng để xác định năng suất làm khô của thiết bị xử lý khôngkhí mà chúng ta sẽ tính ở chương sau

2.3 Kiểm tra nhiệt độ đọng sương

Như ta đã biết ,khi nhiệt độ vách tW thấp hơn nhiệt độ đọng sương của không khí tiếpxúc với nó sẽ xảy ra hiện tượng đọng sương trên vách đó Tuy nhiên do xác định nhiệt độvách khó nên ta quy điều kiện đọng sương về dạng khác

(*) Về mùa hè: Mùa hè ta thực hiện chế độ điều hoà (làm lạnh),nhiệt độ bên ngoài lớnhơn bên trong.Khi đó tT W>tT>t T s Như vậy vách không xảy ra hiên tượng đọng sương

Gọi tN s là nhiệt độ đọng sương vách ngoài, ta có điều kiện đọng sương:

tN s>t N

WTheo phương trình truyền nhiệt ta có:

k(tN-tT)=α N(tN-tN W)

hay: k=

T N

N w N

t t