αT , αN : hệ số truyền nhiệt bề mặt trong và bề mặt ngoài của kết cấu.. τT , τN : nhiệt độ bề mặt trong và bề mặt ngoài của kết cấu... RT , RN : nhiệt trở bề mặt trong và bề mặt ngoài kế
Trang 11 2
4 1
4 2 2 1
100
T 100
T F '
C
−
=
C' : hệ số bức xạ tương đương, phụ thuộc vào hệ số bức xạ của 2 vật và vị trí tương quan giữa chúng
T1,T2 : nhiệt độ tuyệt đối ở bề mặt vật 1 và 2
ψ1-2 , ψ2-1 : hệ số bức xạ trung bình giữa 2 vật ψ1-2 cũng như ψ2-1 luôn ≤1 Hệ số ψ1-2 chính là tỷ số giữa phần nhiệt do mặt 1 bức xạ truyền đến mặt 2 với toàn bộ nhiệt lượng do mặt 1 bức xạ ra không gian
Trong thực tế tính toán người ta thường dùng công thức đơn giản sau:
( ).F
Q=αb τ1−τ2
αb : hệ số trao đổi nhiệt bức xạ
τ1, τ2 : nhiệt độ bề mặt của 2 vật
4/ NHIỆT ĐỘ GIỮA CÁC LỚP & NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT CỦA KẾT CẤU:
a/ Đối với kết cấu 1 lớp:
a/ Đối với kết cấu 1 lớp:
Xét kết cấu phẳng 1 lớp, nhiệt độ bên trong
nhà (tT) cao hơn bên ngoài nhà (tN) Quá trình
truyền nhiệt qua kết cấu được chia làm 3 giai
đoạn:
- Từ bên trong truyền đến bề mặt kết cấu :
( T T)
T
q =α −τ , [kcal/h]
- Từ bề mặt trong ra bề mặt ngoài kết cấu:
( T N) ( T N)
1 d
q = λ τ −τ = τ −τ , [kcal/h]
- Từ bề mặt ngoài kết cấu ra không khí bên
ngoài:
( N N)
T
q =α τ − , [kcal/h]
αT , αN : hệ số truyền nhiệt bề mặt trong và bề mặt ngoài của kết cấu
τT , τN : nhiệt độ bề mặt trong và bề mặt ngoài của kết cấu
tT , tN : nhiệt độ không khí bên trong và bên ngoài nhà, [oC]
Do quá trình truyền nhiệt ổn định nên: q1 = q2 = q3 = q Nên:
o N T N T
N T N T
t t R
1 t t R R R
1 t
t 1 R
+ +
=
− α + + α
=
R : nhiệt trở bản thân kết cấu
τ N
q1 q2 q3
τT
t T
tN
d
Hình 1: Truyền nhiệt qua kết cấu 1 lớp
Trang 2RT , RN : nhiệt trở bề mặt trong và bề mặt ngoài kết cấu
Ro : tổng nhiệt trở của kết cấu
Từ đó ta xác định được sự phân bố nhiệt độ như sau:
- Nhiệt độ bề mặt trong của kết cấu :
T o
N T T
R
t t
=
- Nhiệt độ bề mặt ngoài của kết cấu :
(R R)
R
t t
o
N T T
b/ Đối với k
b/ Đối với kết cấu 2 lớp:ết cấu 2 lớp:ết cấu 2 lớp:
Tương tự như truyền nhiệt qua kết cấu 1 lớp, ta có:
N 2 1 T N T N 2
2 1
1 T
t t R R R R
1 t
t 1
+ + +
=
− α
+ λ
δ + λ
δ + α
o N
T N T
t t R
1 t
t R R R
1
−
=
− +
+
=
R=R1+R2 : nhiệt trở bản thân kết cấu
R1, R2 : nhiệt trở của kết cấu 1 và 2
λ1 , λ2 : hệ số dẫn nhiệt của lớp 1 và 2
Lúc này ta xác định được sự phân bố nhiệt độ qua các lớp bề mặt vật liệu:
- Nhiệt độ bề mặt trong của kết cấu :
T o
N T T
R
t t
=
- Nhiệt độ bề mặt ngoài của kết cấu :
τN
τT
tT
tN
δ1
t1
q2
δ2
Hình 2: Truyền nhiệt qua kết cấu 2 lớp
Trang 3(R R)
R
t t
o
N T T
- Nhiệt độ giữa 2 lớp kết cấu :
( T 1)
o
N T T
R
t t t
c/ Đối với kết cấu nhiều lớp:
Tương tự như kết cấu 2 lớp ta có thể xác định được truyền nhiệt qua kết cấu nhiều lớp :
N n 1
T N T N n
n 1
1
T
t t R R
R R
1 t
t 1
+ + + +
=
− α
+ λ
δ + +
λ
δ
+
α
o N T N T
t t R
1 t
t R
R
R
1
−
=
− +
+
=
R=R1+ +Rn : nhiệt trở bản thân kết cấu
R1, , Rn : nhiệt trở của kết cấu 1, n
λ1 , , λn : hệ số dẫn nhiệt của lớp 1, n
Lúc này ta xác định được sự phân bố nhiệt độ qua bề mặt các lớp vật liệu:
- Nhiệt độ bề mặt trong của kết cấu :
T o
N T T
R
t t
=
- Nhiệt độ bề mặt ngoài của kết cấu :
(R R)
R
t t
o
N T T
- Nhiệt độ bề mặt lớp kết cấu thứ i:
τ N
τ T
tT
t N
δ 1
t 1
qn
δ n
Hình 3: Truyền nhiệt qua kết cấu nhiều lớp
Trang 4( T 1 i)
o
N T T
R
t t t
Với các giá trị τT , τN , ti ta có thể vẽ được đường biểu diễn nhiệt độ qua các điểm trên bề mặt các lớp vật liệu
IIIII I I NHIỆT ĐỘ TÍNH TOA NHIỆT ĐỘ TÍNH TOA NHIỆT ĐỘ TÍNH TOÁN TRONG & NGOÀI NH ÏN TRONG & NGOÀI NH ÏN TRONG & NGOÀI NHÀ À À
1/ PHÂN BIỆT THÔNG GIÓ VÀ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ:
a/ Thông gió:
Lµ qu¸ tr×nh trao ®ưi kh«ng khÝ trong vµ ngoµi nhµ ®Ó th¶i nhiÖt thõa, Ỉm thõa vµ c¸c chÍt ®ĩc h¹i nh»m gi÷ cho c¸c th«ng sỉ vỊt lý, khÝ hỊu kh«ng v−ît qu¸ giíi h¹n cho phÐp
Khi tiÕn hµnh th«ng giê cÌn ph¶i tiÕn hµnh lµm s¹ch kh«ng khÝ tr−íc khi th¶i ra m«i tr−íng ngoµi nhµ, cßn kh«ng khÝ ®−a vµo th× kh«ng ®−îc xö lý tr−íc
b/ Điều hoà không khí (ĐHKK):
Lµ qu¸ tr×nh t¹o ra vµ gi÷ ưn ®Þnh c¸c th«ng sỉ tr¹ng th¸i cña kh«ng khÝ theo mĩt ch−¬ng tr×nh ®Þnh s½n kh«ng phô thuĩc ®iÒu kiÖn khÝ hỊu bªn ngoµi Kh«ng khÝ tr−íc khi thưi vµo phßng cÌn ®−îc xö lý nhiÖt Ỉm ®Õn tr¹ng th¸i thÝch hîp tïy møc ®ĩ th¶i nhiÖt, Ỉm cña phßng
Nh− vỊy: ®iÒu hßa kh«ng khÝ lµ th«ng giê cê xö lý nhiÖt Ỉm kh«ng khÝ tr−íc khi thưi vµo phßng
Theo møc ®ĩ tin cỊy vµ kinh tÕ gơm 3 cÍp:
HÖ thỉng cÍp I: duy tr× c¸c th«ng sỉ trong nhµ víi môi ph¹m vi nhiÖt ®ĩ ngoµi tríi tõ cùc tiÓu (mïa l¹nh) ®Õn cùc ®¹i (mïa nêng) HÖ thỉng nµy ®¾t tiÒn chØ dïng trong tr−íng hîp
®Ưc biÖt ®ßi hâi chÕ ®ĩ nhiÖt Ỉm nghiªm ngƯt vµ ®ĩ tin cỊy cao
HÖ thỉng cÍp II: duy tr× chÕ ®ĩ nhiÖt Ỉm trong nhµ ị ph¹m vi cho phÐp sai lÖch < 200 h/n¨m
HÖ thỉng cÍp III: duy tr× chÕ ®ĩ nhiÖt Ỉm trong nhµ víi sai lÖch tíi 400 h/n¨m §ĩ tin cỊy kh«ng cao nh−ng rÎ tiÒn, ®−îc dïng phư biÕn trong c¸c c«ng tr×nh d©n dông n¬i c«ng cĩng (r¹p h¸t, th− viÖn, hĩi tr−íng, ) hoƯc trong c¸c xÝ nghiÖp kh«ng ®ßi hâi nghiªm ngƯt vÒ chÕ ®ĩ nhiÖt Ỉm
2/ THÔNG SỐ NHIỆT ĐỌ TÍNH TOÁN:
a/ Nhiệt độ tính toán bên ngoài nhà:
NhiÖt ®ĩ bªn ngoµi nhµ cña c¸c ®Þa ph−¬ng lu«n thay ®ưi theo tõng gií trong ngµy vµ theo tõng ngµy trong n¨m, v× vỊy cÌn chôn nhiÖt ®ĩ tÝnh to¸n sao cho gi¸ trÞ ®ê lµ tiªu biÓu cho
®Þa ph−¬ng chóng ta ®ang xem xÐt
Mïa ®«ng: Theo Tiªu chuỈn ViÖt nam TCVN 5687-1992 "Th«ng giê - ®iÒu tiÕt kh«ng khÝ
vµ s−ịi Ím" th× nhiÖt ®ĩ kh«ng khÝ bªn ngoµi dïng ®Ó tÝnh to¸n s−ịi Ím ®−îc tÝnh to¸n nh− sau:
Trang 5t t
ttt TĐmin TBmin
)
đông
(
= , [oC]
TĐ
min
t : nhiÖt ®ĩ thÍp tuyÖt ®ỉi, [oC]
TB
min
t : nhiÖt ®ĩ tỉi thÍp trung b×nh cña th¸ng l¹nh nhÍt, [oC]
Tr−íng hîp tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thỉng th«ng giê, nhiÖt ®ĩ tÝnh to¸n cña kh«ng khÝ bªn ngoµi ®−îc lÍy b»ng nhiÖt ®ĩ tỉi thÍp trung b×nh cña th¸ng l¹nh nhÍt (t ) TBmin
Mïa hÌ: NhiÖt ®ĩ tÝnh to¸n cña kh«ng khÝ ngoµi tríi dïng cho thiÕt kÕ c¸c hÖ thỉng th«ng giê lµ nhiÖt ®ĩ tỉi cao trung b×nh (®o lóc 13h) cña th¸ng nêng nhÍt (tTBmax)
b/ Nhiệt độ tính toán bên trong nhà:
NhiÖt ®ĩ tÝnh to¸n bªn trong nhµ cÌn ®−îc ®¶m b¶o trong mĩt giíi h¹n nhÍt ®Þnh tuú theo tÝnh chÍt vµ c«ng dông cña nhµ ®Ó con ng−íi trong ®ê c¶m thÍy dÔ chÞu, tho¶i m¸i, kh«ng
oi bøc vÒ mïa hÌ vµ kh«ng l¹nh lÏo vÒ mïa ®«ng
Bảng 1: Thông số tối ưu bên trong nhà:
TT Tr¹ng th¸i lao ®ĩng
tT ,oC ϕT ,% v , m/s tT ,oC ϕT ,% v , m/s
1 NghØ ng¬i 22÷24 60÷75 0,1÷0,3 24÷27 60÷75 0,3÷0,5
2 Lao ®ĩng nhÑ 22÷24 60÷75 0,3÷0,5 24÷27 60÷75 0,5÷0,7
3 Lao ®ĩng võa 20÷22 60÷75 0,3÷0,5 23÷26 60÷75 0,7÷1,0
4 Lao ®ĩng nƯng 18÷20 60÷75 0,5÷0,8 20÷24 60÷75 0,7÷1,5
§ỉi víi mïa ®«ng, nhiÖt ®ĩ tÝnh to¸n bªn trong nhµ cê thÓ chôn theo b¶ng trªn Cßn
®ỉi víi mïa hÌ, nhiÖt ®ĩ tÝnh to¸n cña kh«ng khÝ bªn ngoµi dïng cho th«ng giê cao h¬n ®¸ng
kÓ so víi nhiÖt ®ĩ tỉi −u bªn trong nhµ, trong khi ®ê nhiÖt thõa bªn trong phßng lu«n d−¬ng nªn kh«ng thÓ chôn nhiÖt ®ĩ bªn trong nhµ theo b¶ng trªn mµ chôn cao h¬n nhiÖt ®ĩ bªn ngoµi nhµ tõ 2÷3oC, tøc lµ:
(2 3) C t
) hè ( N
tt
)
hè
(
tt
T
t : nhiÖt ®ĩ tÝnh to¸n bªn trong nhµ vµ ®−îc xem lµ nhiÖt ®ĩ vïng lµm viÖc
III
III PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰ PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰ PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT VÀ CÂN BĂ NG NHIỆT VÀ CÂN BĂ NG NHIỆT VÀ CÂN BẰNG ẨM ÒNG ẨM ÒNG ẨM
1/ SỰ CÂN BẰNG ĐỘNG TRẠNG THÁI KHÔNG KHÍ TRONG PHÒNG:
Kh«ng khÝ trong phßng lu«n cê sù biÕn ®ĩng bịi c¸c yÕu tỉ nhiÖt Ỉm → g©y mÍt tr¹ng th¸i c©n b»ng
Gi¶ sö c¸c biÕn ®ĩng ®ê lµ Ai th× ta cÌn cê c¸c t¸c nh©n ®iÒu khiÓn K ®Ó cho:
∑Ai +K=0
- Víi nhiÖt : ∑Qi+Kq =0
- Víi Ỉm : ∑Wi +Kw =0
Trang 6∑Qi =QT: gôi lµ nhiÖt thõa (hoƯc thiÕu) trong phßng
∑Wi =WT : gôi lµ Ỉm thõa (hoƯc thiÕu) trong phßng
Qui −íc dÍu "+" nÕu nhiÖt hoƯc Ỉm ®−a vµo phßng
Qui −íc dÍu "-" nÕu nhiÖt hoƯc Ỉm ®−a ra khâi phßng
QT = Qto¶ + QthỈm thÍu ; WT = Wto¶ + WthỈm thÍu (WthỈm thÍu rÍt nhâ)
2/ PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM:
§Ó khö nhiÖt vµ Ỉm trong phßng ta cÌn ®−a kh«ng khÝ ngoµi nhµ vµo víi 1 l−îng L ®Ó hoµ trĩn víi kh«ng khÝ trong phßng rơi th¶i ra ngoµi Lóc nµy ta x¸c ®Þnh ®−îc t¸c nh©n ®iÒu khiÓn K nh− sau:
- Víi nhiÖt: L(IV−IT)=Kq ⇒ ∑Qi +L(IV−IT)=0
- Víi Ỉm: L(dV−dT)=Kw ⇒ ∑Wi+L(dV−dT)=0
Hay ta cê: QT =L(IT −IV) vµ WT =L(dT −dV)
IV
IV XÁC ĐỊN XÁC ĐỊN XÁC ĐỊNH NĂNG SUẤT GIÓ LƯ H NĂNG SUẤT GIÓ LƯ H NĂNG SUẤT GIÓ LƯU THÔNG CHO CÔNG TRÌ U THÔNG CHO CÔNG TRÌ U THÔNG CHO CÔNG TRÌNH NH NH
Tõ 2 ph−¬ng tr×nh trªn ta x¸c ®Þnh ®−îc n¨ng suÍt giê cÌn ®−a vµo phßng ®Ó khö nhiÖt Ỉm:
- Khö nhiÖt:
V T
T
Q L
−
- Khö Ỉm:
V T
T
W L
−
Víi TH¤NG Giê: N¨ng suÍt giê lÍy trÞ sỉ lín nhÍt trong 2 gi¸ trÞ Lq vµ Lw ị trªn
Víi §HKK: N¨ng suÍt giê ph¶i tho¶ mwn c¶ 2 ®iÒu kiÖn nhiÖt vµ Ỉm, nghÜa lµ ®ơng nhÍt 2 ph−¬ng tr×nh trªn:
V T
T V
T
T
d d
W I
I
Q L
−
=
−
=
T T
T V T
V T T
T
d
I d
d
I I W
Q
ε
=
∆
∆
=
−
−
=
⇒
§¹i l−îng εT [KJ/kg ; Kcal/kg] gôi lµ hÖ sỉ gêc tia
qu¸ tr×nh xö lý kh«ng khÝ trong phßng
- Víi th«ng giê: tr¹ng th¸i kh«ng khÝ vµo trïng
víi tr¹ng th¸i kh«ng khÝ ngoµi nhµ
- Víi §HKK th× cÌn xö lý kh«ng khÝ ngoµi ®Õn
tr¹ng th¸i V thÝch hîp Do ®ê, c¶ TG vµ §HKK
®Òu cÌn x¸c ®Þnh tia εT, tøc lµ cÌn x¸c ®Þnh nhiÖt
thõa (QT) vµ Ỉm thõa (WT)
100%
I
d
t V
t T
T
V
ϕ T
ϕ V
ε T
Trang 7VV
V –––– XÁC ĐỊNH NHIỆT THƯ XÁC ĐỊNH NHIỆT THƯ XÁC ĐỊNH NHIỆT THỪA BÊN TRONG PHÒNG ÌA BÊN TRONG PHÒNG ÌA BÊN TRONG PHÒNG
1/ TỔN THẤT NHIỆT QUA KẾT CẤU BAO CHE:
a/ Nhiệt truyền qua kết cấu bao che:
TruyÒn nhiÖt qua kÕt cÍu xung quanh (t−íng, cöa):
Q1 = ∑Ko.∆ F.t , [kcal/h]
Ko : hÖ sỉ truyÒn nhiÖt cña kÕt cÍu
∆t : chªnh lªch nhiÖt ®ĩ 2 bªn kÕt cÍu, [oC]
F : diÖn tÝch kÕt cÍu, [m2]
* HÖ sỉ truyÒn nhiÖt Ko:
Ko = 1/Ro
Ro = RT + ∑R i+ RN : lµ tưng nhiÖt trị cña kÕt cÍu
RT =
T
1
α : nhiÖt trị líp kh«ng khÝ bÒ mƯt trong
RN =
N
1
α : nhiÖt trị líp kh«ng khÝ bÒ mƯt ngoµi
αT : hÖ sỉ trao ®ưi nhiÖt mƯt trong cña kÕt cÍu, [kcal/m2.hoC] αT = 7,5[kcal/m2.hoC] víi mƯt ph¼ng hoƯc gí th−a, tỉc ®ĩ giê nhâ §ỉi víi kÕt cÍu nhµ d©n dông cê thÓ lÍy gi¸ trÞ nµy ®Ó tÝnh to¸n
αN: hÖ sỉ trao ®ưi nhiÖt mƯt ngoµi cña kÕt cÍu, [kcal/m2.hoC] Khi tÝnh to¸n kÕt cÍu x©y dùng
cê thÓ lÍy αN = 20 [kcal/m2.hoC]
∑Ri : nhiÖt trị cña b¶n th©n kÕt cÍu: Ri =
i
i λ
δ
;
δi : chiÒu dµy cña líp kÕt cÍu thø i, [m]
λi : hÖ sỉ dĨn nhiÖt cña líp kÕt cÍu thø i, [kcal/m.h.oC]
* Chªnh lÖch nhiÖt ®ĩ hai bªn kÕt cÍu ∆t:
∆t = ψ.(tT - tN) , [oC]
ψ: hÖ sỉ kÓ ®Õn vÞ trÝ t−¬ng ®ỉi cña kÕt cÍu bao che víi kh«ng khÝ ngoµi nhµ, x¸c ®Þnh theo thùc nghiÖm Sù xuÍt hiÖn cña hÖ sỉ ψ biÓu thÞ kÕt cÍu kh«ng tiÕp xóc trùc tiÕp víi kh«ng khÝ bªn ngoµi, cê gi¸ trÞ tõ 0 ÷ 1
• §ỉi víi t−íng bªn cña phßng:
- V¸ch trùc tiÕp víi kh«ng khÝ ngoµi nhµ : ψ =1
- Cê 1 kh«ng gian ®Öm : ψ = 0,7
- Cê tõ 2 kh«ng gian ®Öm trị lªn : ψ = 0,4
- TiÕp xóc víi kh«ng gian cê ®iÒu hßa kh«ng khÝ : ψ = 0
• §ỉi víi trÌn d−íi hÌm m¸i:
- M¸i t«n, ngêi, fibr« xim¨ng kh«ng kÝn: ψ = 0,9
- M¸i t«n, ngêi, fibr« xim¨ng kÝn: ψ = 0,8
