Điều hòa không khí là một trong những lĩnh vực quan trọng trong đời sống cũng như trong các ngành công nghiệp khác. Kinh tế và xã hội càng phát triển thì nhu cầu về điều kiện sinh hoạt và làm việc của con người ngày càng cao. Trong những năm gần đây, kinh tế nước ta phát triển với tỉ lệ tăng trưởng đáng kể, bước đầu thực hiện có hiệu quả công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. cùng với sự phát triển đó thì nhu cầu về thiết bị lạnh cũng tăng theo nhanh chóng. Việt nam là một thị trường đầy tiềm năng của rất nhiều hãng sản xuất, kinh doanh máy và thiết bị dùng cho hệ thống điều hòa không khí. Điều hòa không khí có vai trò quan trọng đối với sức khỏe con người và sản xuất. Hệ thống điều hoà không khí tạo ra môi trường tiện nghi, đảm bảo chất lượng cuộc sống cao hơn, đặc biệt với nước ta thuộc vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm gió mùa, nhiệt độ trung bình năm và độ ẩm tương đối cao. Đối với các ngành kinh tế sản xuất, ngày nay người ta không thể tách rời kỹ thuật điều hoà không khí với các ngành khác như cơ khí chính xác, kỹ thuật điện tử và vi điện tử, kỹ thuật phim ảnh, máy tính điện tử, kỹ thuật quang học... Để đảm bảo chất lượng của sản phẩm, để đảm bảo máy móc, thiết bị làm việc bình thường cần có những yêu cầu nghiêm ngặt về các điều kiện và thông số của không khí như thành phần độ ẩm, nhiệt độ, độ chứa bụi và các loại hoá chất độc hại khác. Đối với sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt lạnh, ngoài việc nắm vững các kiến thức cơ bản, các phương pháp tính toán thiết kế thì việc tìm hiểu các công việc liên quan đến lắp đặt, vận hành, sửa chữa… là rất cần thiết. Dưới sự hướng dẫn của TS. Trần Đại Tiến – Trường Đại Học Nha Trang, em thực hiện đồ án môn học : “Thiết kế hệ thống lạnh hệ thống điều hoà không khí trung tâm cho nhà mới xây KTX từ tầng 3 đến tầng 5. Trường Cao Đẳng Điện Tử Điện Lạnh’’. Đồ án gồm những nội dung chính sau: Chương 1: Tổng quan về điều hòa không khí. Chương 2: Chọn phương án thiết kế Chương 3: Khảo sát công trình Tính toán cân bằng nhiệt ẩm Chương 4: Thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí. Chương 5: Tính chọn máy và thiết bị của hệ thống điều hòa không khí. Chương 6: Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển và phân phối không khí. Chương 7: Các biện pháp thi công,lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa I: Lịch sử ra đời và phát triển. 1.1 Trên thế giới. Từ thời cổ đại, con người đã biết đốt lửa để sưởi ấm vào mùa đông và dùng quạt hoặc tìm vào các hang động mát mẻ vào mùa hè. Họ đã biết bơm không khí xuống giếng mỏ để cung cấp không khí tươi cũng như điều hoà nhiệt đô cho công nhân mỏ vào năm 1555. Nhà bác học thiên tài Leonardo De Vinci cũng đã thiết kế và chế tạo hệ thống thông gió cho một giếng mỏ. Năm 1845, bác sĩ người Mỹ John Gorrie đã chế tạo máy nén khí đầu tiên để điều hoà không khí cho một bệnh viện tư của ông. Chính sự kiện này đã làm cho ông nổi tiếng thế giới và đi vào lịch sử của kỹ thuật điều hoà không khí. Năm 1850, nhà thiên văn học Piuzzi Smith người Scotland lần đầu tiên đưa ra dự án điều hoà không khí phòng ở bằng máy nén khí. Năm 1860, ở Pháp F.Carré đã đưa những ý tưởng về điều hoà không khí cho các phòng ở và đặc biệt cho nhà hát. Năm 1894, công ty Linde đã xây dựng một hệ thống điều hoà không khí bằng máy lạnh Amoniăc dùng để làm lạnh và khử ẩm không khí mùa hè, dàn lạnh đặt trên trần nhà, không khí đối lưu tự nhiên, không khí lạnh từ trên đi xuống phía dưới, máy lạnh đặt dưới từng hầm. Vào thời điểm này một nhân vật quan trọng đã đưa ngành điều hoà không khí của Mỹ nói riêng và của toàn thế giới nói chung có một bước phát triển rực rỡ đó là Willis H.Carrier. Chính ông là người đã định nghĩa điều hoà không khí kết hợp với sưởi ấm, làm lạnh, gia ẩm, lọc và rửa không khí, tự động duy trì trạng thái không khí không đổi phục vụ cho yêu cầu tiện nghi hoặc công nghệ. Năm 1911 Carrier đã lần đầu tiên xây dựng ẩm đồ của không khí và cắt nghĩa tính chất nhiệt của không khí ẩm và các biện pháp xử lý để đạt được trạng thái yêu cầu. Ông đã cống hiến cả đời cho điều hoà không khí và đã trở thành ông tổ vĩ đại nhất của ngành điều hoà không khí. 1.2. Tình hình ở Việt Nam. Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm. Bởi vậy điều hoà không khí có ý nghĩa quan trọng đối với đời sống con người và sản xuất. Cùng với sự phát triển của kinh tế cả nước trong những năm gần đây thì nhu cầu về kỹ thuật lạnh nói chung và điều hoà không khí noí riêng đang gia tăng mạnh mẽ. Có thể thấy rằng hầu như trong tất cả các nhà cao ốc, văn phòng, bệnh viện, khác sạn, nhiều phân xưởng sản xuất đã được trang bị hệ thống điều hoà không khí nhằm tạo môi trường dễ chịu và tiện nghi cho con người. Đối với nước ta nhu cầu về điều hoà không khí là rất lớn, các thiết bị được nhập từ nhiều nước khác nhau ngày một nhiều và hiện đại. 1.3. Vai trò và ứng dụng của điều hoà không khí. Hiện nay điều hoà không khí đóng một vai trò quan trọng trong tất cả các lĩnh vực. Điều hoà không khí đã trở thành một ngành khoa học độc lập và phát triển vượt bậc, bổ trợ đắc lực cho các ngành khác như: cơ khí chính xác, kỹ thuật điện tử, kỹ thuật viễn thông, y học, vũ trụ, công nghệ sinh học.... Bởi vì các máy móc thiết bị hiện đại chỉ hoạt động chính xác khi có độ ẩm và nhiệt độ thích hợp. Cũng nhờ vào điều hoà không khí mà chất lượng sản phẩm được đảm bảo. Điều hoà tiện nghi tạo cho con người cảm giác thoải mái dễ chịu nhất nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống, tăng tuổi thọ cũng như tăng năng suất lao động của con người. Vì thế điều hòa không khí đóng một vai trò quan trọng và ngày càng trở nên quen thuộc đặc biệt trong các lĩnh vực như: kinh tế thể thao, văn hoá du lịch, ô tô, máy bay.... Hiện nay điều hoà không khí trong trường học đang được chú trọng đặc biệt là các khu giảng đường và ký túc xã nhằm tạo một môi trường không khí thoáng mát, sạch sẽ, dễ chịu, tạo một cảm giác thoải mái cho giảng viên cũng như sinh viên trong sinh hoạt, giảng dạy và học tập.
Trang 1
Chương I CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KÊ
I Chọn các thông số tính toán không khí trong nhà:
1.1 Nhiệt độ và độ ẩm tiện nghi:
Thông số tính toán trong nhà của không khí được chọn theo yêu cầu tiện nghi của con người Yêu cầu tiện nghi được chọn theo TCVN 5678-1992, theo bảng 1.1 [1,11] ta được như sau:
Trạng thái lao
1.2 Gió tươi và hệ số thay đổi không khí:
Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5678 – 1992 (7), lượng gió tươi cho một người
một giờ đối với phần lớn các công trình là 20 m 3 /người h Tuy nhiên lượng gió tươi này
không thấp hơn 10% lượng gió tuần hoàn Như vậy việc lựa chọn lượng gió tươi phải đáp
ứng 2 yêu cầu sau:
- Đạt tối thiểu 20 m 3 /h.người.
- Đạt tối thiểu 10% lưu lượng gió tuần hoàn.
Theo bảng 1.4[18] ta được như sau:
m3/h (m3 phòng)
1.3 Độ ồn cho phép:
Độ ồn được coi là một yếu tố quan trọng gây ô nhiễm môi trường nên nó cần được khống chế, đặc biệt với điều hoà tiện nghi và một số công trình điều hoà như các phòng studio, trường quay, ghi âm Bộ xây dựng Việt Nam đã ban bố tiêu chuẩn ngành về tiếng ồn 20 TCN 175 – 90 quy định về mức độ cho phép Theo bảng 1.5[1,19] ta được:
Các phòng họp khác, hội
nghị
1.4 Chọn thông số thiết kế ngoài nhà:
SVTH : Hoàng Tu n Trang ấn Trang
Trang 2Theo bảng 1.6 [21] thông số tính toán ngoài nhà cho các cấp điều hoà không khí khác nhau theo phụ lục 3 TCVN 5687 – 1992
Cấp điều hoà
không khí
(của tháng nóng nhất)
(của tháng lạnh nhất)
Cấp 2
2
t
tmax tbmax
2
t
tmin tbmin
Trong đó:
tmax – nhiệt độ tối cao tuyệt đối;
tmin – nhiệt độ tối thấp tuyệt đối;
ttbmax – nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất;
ttb min – nhiệt độ trung bình của tháng lạnh nhất;
13÷15 – độ ẩm lúc 13 15 h của tháng nóng nhất và lạnh nhất ghi nhận được theo TCVN 4088 – 1985
Theo bảng 1.7[22] ta xác định được thông số tính ngoài trời cho khu vực Hà Nội
nh sau:ư sau:
Cấp điều hoà
không khí
0C
64%
Trang 3Chương II
KHẢO SÁT CÔNG TRÌNH & TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT
I Khảo sát công trình.
Khu nhà hội trường,trường Cao Đẳng Điện Tử - Điện Lạnh là một tòa nhà tương đối lớn gồm 3 tầng, toà nhà nằm phía nam khuân viên của trường Tòa nhà nằm trên mặt bằng
dựng vào năm 2007, một mặt sau hướng bắc giáp giảng đường H, phía đông giáp khu nhà
D , phía Nam là khoảng sân trường, và phía tây giáp khu nhà văn phòng trung tâm
- Phòng có diện tích : 20 x 7,5 x 3,3 (m)
- Phòng có 4 của ra vào, có 3 cửa to có khích thước mỗi cửa : 2,5 x2,5 (m), một cửa nhỏ có kích thước : 1,2 x 2,5 (m)
- Phòng có 4 cửa sổ mặt sau mỗi rộng: 2,1 x 2,1 (m) và một cửa sổ nhỏ mặt trước rộng: 1,6 x 2,1 (m)
- Có hành lang rộng : 2 (m)
- Nhà có tường xây dầy: 20(cm)
- Phòng 4 có dầm,mỗi dầm rông: 50(cm)
- Phòng có một máy chiếu có công suất: 190(w)
- Phòng có một loa có công: 250w, một dàn vi tính có công suất: 150(w)
- Phòng có 16 hàng ghế, mỗi hàng ghế có 12 chiếc ghế
- Phòng có 16 đen đôi huỳnh quang, mỗi bóng có công suất: 40(w) , và có 8 quạt treo tường mỗi quạt có công suất: 150(w)
Hệ thống điều hoà không khí cần đáp ứng các chỉ tiêu cơ bản sau của điều hoà tiện nghi:
- Đảm bảo các thông số nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch của không khí theo tiêu chuẩn tiện nghi của tiêu chuẩn Việt Nam nhưng cần chú ý khoảng rộng điều chỉnh nhiệt độ và
độ ẩm
- Lượng không khí tươi cần đảm bảo mức tối thiểu là 20m 3 /h cho một người.
- Không khí tuần hoàn trong toà nhà phải được thông thoáng hợp lý và có quạt thải tránh hiện tượng không khí ẩm vào gây đọng sương trong phòng và trên bề mặt của thiết bị
- Hệ thống điều hoà không khí cần có khả năng điều chỉnh năng suất lạnh nhằm tiết kiệm chi phí vận hành
II Tính toán cân bằng nhiệt
2.1 Đại cương:
Sau khi xác định được thông số tính toán trong nhà và ngoài trời, cần xác lập cân bằng nhiệt cho công trình, vì đó là cơ sở quan trọng nhất quyết định chọn phương án điều hoà không khí (tức chọn hệ thống kiểu gì, công suất máy bao nhiêu và cách bố trí các thiết bị) Nhiệm vụ tính toán cân bằng nhiệt ẩm theo phương pháp CARRIER là xác định tổng nhiệt hiện thừa Qht và nhiệt ẩn thừa Qât của mọi nguồn nhiệt toả và thẩm thấu tác động vào phòng điều hoà:
Q0 = Qt = ∑Qht + ∑Qât
SVTH : Hoàng Tu n Trang ấn Trang
Trang 4Do đây là hội trường nên ta tính cho toàn bộ phòng Theo khảo sát công trình phòng
có chiều cao 3,3 m, có diên tích 150m 2 , phòng có 4 cửa sổ lắp kính khung bằng gỗ có diện tích (2,1 x 2,1) x 4 = 17,64 m2 ,một cửa sổ nhỏ ở trước có diện tích 1,6 x 2,1 = 3,36
m2 và 3 cửa chính có diện tích (2,5 x 2,5)x 3 = 18,75 m2 , và một cửa chính nhỏ dể lên sân khấu 1,2 x 2,5 = 3 m2 trong đó diện tích lắp kính là: (2 + 4) x 1,6 x (2 +3) x 1,2 = 21,21m2
Ta có thể tính toán sơ đồ nhiệt như sau:
2.2 Nhiệt hiện bức xạ qua kính:
Nhà hội trường nhà C, trường Cao Đẳng Điện Tử - Điện Lạnh đươc làm một
dãy nhà
+ Dãy nhà mặt chính hướng nam thì có cửa ra vào và cửa sổ quay hướng bắc ít chịu bức xạ mặt trời
+ Ta thực hiện các phép tính toán cho toàn hội trường
Qua
kính
Q11
Nhiệt hiện thừa Q
:
Δt qua t qua bao che
Nhiệt tỏa
Nguồn
Trần
Nền
Người Hiện
Q4h
Người ẩn
Gió tươi hiện
Gió tươi ẩn
Gió lọt
ẩn
Gió lọt hiện
khác
Trang 5Hội trường có cửa ra vào một nửa cửa được bọc gỗ và một nửa trên được ghép kính Các cửa ra vào và cửa sổ đều được sơn mầu nâu
Phần lớn cửa sổ ở tòa nhà đều là cửa sổ đứng, mặt trời mọc ở hướng đông, lặn ở hướng tây và cửa sổ quay hướng đông sẽ nhận bức xạ cực đại vào 8-9h sáng và kết thúc lúc 12h trưa Theo kinh nghiệm nhiệt bức xạ được tính qua công thức :
Q11= nt Q’11
Q’11= F.RT εc.đs.mm.kh.m.r
Trong đó :
nt : hệ số tác dụng tức thời
F : diện tích bề mặt kính cửa sổ, kính cửa ra vào có khung gỗ
→ F = 21,21 m2
c : hệ số ảnh hưởng độ cao so với mực nước biển, ở đây tòa nhà cao hơn mực nước biển, nên chọn
Độ cao ở Hà Nội so với mực nước biển 15 (m) nhưng giả thiết là căn phòng này nằm
ở tầng 1 nên cao hơn mực nước biển khoảng 15 (m)
1000
15 1 023 , 0 1000
đs: hệ số kể đến ảnh hưởng của độ chênh giữa nhiệt đô đọng sương của không khí quan sát so với nhiệt độ đọng sương của không khí ở trên mặt nước biển là 200C
Do ta lấy nhiệt độ ngoài nhà là tN = 32,8và N = 66% ts = 25,5 C
đs = 0 , 13
10
20 5 , 25
mm: hệ số ảnh hưởng của mây mù, trời quang mây lấy bằng 1
kh : hệ số ảnh hưởng của khung cửa, khung kim loại lấy bằng 1.17
m : hệ số kính , theo bảng 4.3[1, 153] : hệ số kính phụ thuộc kính trong tráng màng phản xạ RS20, kính dầy 6mm : m =0,34
r : Hệ số mặt trời ,kể đến ảnh hưởng của kính cơ bản khi có màn che bên trong
Do tất cả các phòng đều có cửa kính được dán đêcan mầu vàng nên theo bảng 4.4 [1,153] (Màn che loại Brella trắng kiểu Hà Lan) có r = 0,33
RK = {0,4.k + k.( m + m + k.m + 0,4 k m )}.RN , W/m2;
RN : Bức xạ mặt trời đến bên ngoài mặt kính, RN = 0R,88T ;
RT : Bức xạ mặt trời qua kính vào trong không gian điều hoà, W/m2;
k , k , m , m , m : Lần lượt là hệ số hấp thụ, xuyên qua, phản xạ của kính và màn che
Cửa kính trong được sử dụng đều là cửa kính trong tráng màng phản xa RS20 và dày 6
mm , khung gỗ Tra bảng 4.3[1,153] Đặc tính bức xạ và hệ số của các loại kính m, ta được :
SVTH : Hoàng Tu n Trang ấn Trang
Trang 6RT: nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào phòng Vị trí lắp đặt ở Hà Nội khoảng 21 vĩ
độ bắc ,nhưng để dễ tính toán ta lấy luôn số liệu 20 vĩ độ bắc Mặt khác tòa nhà chỉ có lắp cửa kính ở mặt trước nên ta xét hướng chính của hai dãy
Tra bảng 4.1, [148] được tháng nóng nhất là:
Dãy nhà mặt trước hướng nam : R= 44 W/m2 vào tháng 5 và 7 lúc 14h
Ta chọn lượng nhiệt bức xạ vào trong phòng là lớn nhất RT= 44 W/m2 cho phòng hội trường có cửa kính quay hướng nam
Từ đó : RN Tây- Nam = 0R,88T
88 , 0
44
50 W/m2
RK Nam = {0,4 x 0,44 + 0,12 x( 0.09 + 0.14 + 0.44 x 0.77 + 0.4 x 0.44 x 0.09 )}.50
= 12,3 W/m2
Hệ số hiệu chỉnh đối với phòng có rèm che :
k = c đs mm kh m r
k = 1,000345 x 0,93 x 1 x 1,17 x 0,34 x 0,33 = 0,122
- Xác định hệ số tức thời n t :
Lượng nhiệt bức xạ mặt trời xâm nhập qua cửa kính không phải tác động cùng lúc đến phụ tải của hệ thống mà nó tác động không đồng thời thể hiện độ trễ nhiệt Do các kết cấu dạng bề mặt của không gian điều hòa như: tường, sàn, trần và cả đồ đạc trong nhà có khả năng tích nhiệt, điều này tạo ra lượng trễ nhiệt, lượng nhiệt này sau một thời gian mới bức xạ vào không khí trong phòng Như vậy thể hiện sự tác động không đồng thời làm giảm bớt phụ tải lạnh của hệ thống tại thời điểm đang khảo sát, do đó có khả năng làm giảm bớt phụ tải tổng của hệ thống
Khả năng hấp thụ nhiệt của các vật liệu kết cấu bề mặt phụ thuộc vào khối lượng riêng theo bề mặt kết cấu của vật liệu đó (kg/m2sàn)
Ta có nt = f(gs) , trong đó gs là mật độ diện tích trung bình của toàn bộ kết cấu, vách, trần, sàn, kg/m2 Xác định gs sau đó tra bảng ta sẽ xác định được giá trị của nt
gs xác định như sau:
S s
F
G G
g '0,5 '' Trong đó: G’ – khối lượng tường có mặt ngoài tiếp xúc với bức xạ mặt trời và của sàn nằm trên mặt đất, kg
G” – khối lượng tường có mặt ngoài không tiếp xúc với bức xạ mặt trời và của sàn không nằm trên mặt đất, kg
Fs - diện tích sàn, m2
Diện tích sàn của phòng hội trường là : Fs = 20 x 7,5 = 150 m2
-Khối lượng 1m2 tường 300 kg/m2
-Khối lượng 1m2 sàn bêtông 350 kg/m2
-Diện tích tường có mặt ngoài tiếp xúc với bức xạ mặt trời tính như sau:
+ Khối lượng tường có cửa tiếp xúc với bức xạ mặt trời: G’ = 300.F
Trang 7G’ = 300 x (Ftường tiếp xúc - Fcửa ra vào – Fcửa sổ )
= 300 x (20 x 2 x 3.3 – 21,75 – 21)= 27075(kg)
+ Khối lượng tường không tiếp xúc với bức xạ mặt trời và của sàn không nằm trên mặt đất(cả sàn và trần) Phòng hội trường nằm tầng 1
G” = 300 x (Ftường ) + 350( Fsàn + trần )
= 300 x (7,5 x 3,3 x 2) + 350 x (20 x 7,5 x 2) = 119850(kg)
150
119850 5
0 27075
s
Do hệ thống điều hoà hoạt động liên tục, chọn gs = 700 kg/m2 sàn
Tra bảng 4.6[1,156] ta tìm được hệ số tác động tức thời nt lớn nhất là:
Dãy phòng hội trường mặt trước phía Tây-Nam có các phòng có cửa chính và cửa sổ quay hướng tây-nam, điều này đồng nghĩa với việc dãy nhà sẽ chịu bức xạ lớn nhất vào lúc 16h sáng Nhiệt bức xạ qua kính của phòng hội trường theo hướng tây nam là: nt = 0,61
Vậy ta có:
Q11 = nt x Q11’ = nt x k x F x RK Nam
Q 11 = 0,61 x 0,122 x 21,21 x 12,3 = 19,41 (w).
2.3
2.1 Nhiệt xâm nhâp qua kết cấu bao che.
a Nhiệt bức xạ qua mái do chênh lệch nhiệt độ Δt qua ttd: Q 21
Q21 = k.F Δt qua ttd
Do phòng hội trường nằm ở tầng 1 phòng điều hòa nằm giữa tầng trong một tòa nhà điều hòa nghĩa là bên trong cũng là phòng điều hòa khi đó : Δt qua t = 0 , Q 21 = 0
b Nhiệt tổn thất qua vách Q 22
Nhiệt truyền qua vách Q22 gồm hai thành phần:
- Thành phần tổn thất do chênh lệch nhiệt độ giữa ngoài trời và không gian điều hòa
- Thành phần do bức xạ mặt trời vào tường, tuy nhiên thành phần nhiệt này coi bằng không khi tính toán
Thành phần nhiệt truyền qua vách bao gồm: nhiệt truyền qua tường, nhiệt truyền qua cửa ra vào và nhiệt truyền qua kính cửa sổ
Q22 = ∑ Q2i = ki Fi t = Q22t + Q22c + Q22k
Trong đó
Q22t – nhiệt truyền qua tường
Q22c – nhiệt truyền qua cửa ra vào
Q22k – nhiệt truyền qua kính cửa sổ
ki – hệ số truyền nhiệt của tường, cửa ra vào, kính cửa sổ
Fi – diện tích của tường, cửa ra vào, kính cửa sổ
t – chênh lệch nhiệt độ giữa ngoài và trong không gian điều hòa
c Nhiệt truyền qua tường Q 22T
Nhiệt truyền qua tường tính theo biểu thức sau:
SVTH : Hoàng Tu n Trang ấn Trang
Trang 8Q22t = kt Ft t
Khi tường tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài:
t = (tN – tT) = 32.8 – 24 = 8,80C
Hệ số truyền nhiệt qua tường tính như sau:
1
1 1
1
i N
k
Tường gồm 2 lớp :
- Lớp gạch có 1 = 0,2m , 1 = 0,58W/mK
- Lớp vữa ximăng trát ngoài có 2= 0,02m, 2 = 0,93W/mK
- Lớp sơn nước có thể bỏ qua
N – hệ số tỏa nhiệt phía ngoài trời, khi tường tiếp xúc trực tiếp với không
khí bên ngoài N = 20W/m2K
T – hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà, T = 10W/m2K
Hệ số truyền nhiệt của tường khi tiếp xúc trực tiếp với bên ngoài:
10
1 93 , 0
02 , 0 58 , 0
2 , 0 20 1
Khi tính toán phòng hội trường có 3 bức tường tiếp xúc trực tiếp với không khí, nhiệt truyền qua tường được tính như sau:
Q 22t = 1,94 x ( 3,3 x 7,5 + 20 x 3,3 x 2) x 8,8 = 2676,036 (W)
d Nhiệt truyền qua cửa ra vào
Nhiệt truyền qua cửa ra vào tính bằng biểu thức sau:
Q22C = kc.Fc.t
Fc - diện tích cửa ra vào là 2,5 x 2,5 x 3 + 1,2 x 2,5 = 21,75 m2 Phòng có 4 cửa ra vào
kc - hệ số truyền nhiệt qua cửa, W/m2K
t – hiệu nhiệt độ trong nhà và ngoài nhà t= tN – tT = 32,8 – 24 = 8,80C
Cửa ra vào ở đây được làm bằng gỗ chiều dầy gỗ 30 mm
1,3 - Lớp vữa trát.
1
3 2
Trang 9Theo bảng 4.12[169] có kc = 2.65 W/m2K.
Q 22c = k c F c t = 2,65 x 21,75 x 8,8 = 507,21 (W)
e Tính nhiệt truyền qua kính cửa sổ:Q22k
Nhiệt truyền qua kính cửa sổ tính bằng biểu thức sau:
Q22k = kk.Fk.t
Kk – hệ số truyền nhiệt qua kính, tra bảng 4.13[1,169] có kk = 5,89W/m2K
Fk – diện tích kính cửa sổ, Fk = 21m2
t – hiệu nhiệt trong nhà và ngoài nhà t = tN – tT = 8,80C
Q 21k = 5,89 x 21 x 8,8 = 1088,47 (W)
f Nhiệt truyền qua nền (sàn): Q22N
Q22N =KNFNt , W Trong đó: FN : diện tích nền,
FN = 20 x 7,5 = 150 m2
t : hiệu nhiệt độ giữa trong và ngoài phòng t = tN – tT = 8,80C
K : hệ số truyền nhiệt nền tra bẳng 4.15 (170) sàn bê tông dầy 150 mm cà
Các phòng hội trường có sàn nằm ở mặt đất Q 21N = 2,78 x 150 x 8,8 = 3669,6 W
Q 22 = ∑ Q 2i = Q 22t + Q 22c + Q 22k = 2676,036 +507,21 +1088,47 + 3669,6= 7941,32 W
2.3.1 Tính nhiệt tỏa Q 3 :
Nhiệt tỏa Q3 gồm hai thành phần là nhiệt tỏa do đền chiếu sáng và nhiệt tỏa do chiếu máy móc
a Nhiệt hiện tỏa do đèn chiếu sáng Q 31
Trong chiếu sáng người ta thường sử dụng hai loại đèn: Đèn dây tóc và đèn huỳnh quang
- Với đèn dây tóc, nhiệt tỏa được tính như sau Q31 = N
- Với đèn huỳnh quang cũng tương tự như vậy nhưng nhân thêm hệ số 1,25 với công suất ghi trên bóng đèn Q31= 1,25xN
Với N là công suất của đèn
Toàn bộ hệ thống đèn chiếu sáng cho toàn bộ các phòng ở của ký túc xá là đèn huỳnh quang
Nhiệt tỏa do chiếu sáng cũng gồm hai thành phần: bức xạ và đối lưu, phần bức xạ cũng bị kết cấu bao che hấp thụ nên tác động nhiệt lên tải lạnh cũng nhỏ hơn giá trị tính toán được Vì vậy phải nhân thêm hệ số tác dụng tức thời và hệ số tác dụng đồng thời
Q31= nt nđ 1,25.N
nt : hệ số tác dụng tức thời, giả sử đèn bật 9 tiếng/1 ngày ,theo bảng 4.8[1,158], với
gs = 783 kg/m2, có nt = 0,86
nđ: hệ số tác dụng đồng thời, chỉ dùng cho các tòa nhà và các công trình điều hòa không khí lớn, với công sở: nđ= 0,7 0,85 Lấy nđ = 0,85
- Tòa nhà hội trường có 16 đèn đôi huỳnh quang, mỗi bóng có công suất 40w
Tính toán nhiệt tỏa do chiếu sáng cụ thể cho phòng hội trường như sau:
Q 31 = 0,86 × 0.85 x 1,25 x 32 x 40 = 1169,6 W).
b Nhiệt tỏa do máy móc: Q 32
SVTH : Hoàng Tu n Trang ấn Trang
Trang 10Là thành phần nhiệt tỏa do sử dụng các loại máy và các dụng cụ dùng điện như màn hình lớn, loa, quạt, các thiết bị phát thanh,… đây là các loại thiết bị không dùng động cơ điện nên có thể tính nhiệt tỏa như của đèn chiếu sáng Các thiết bị dùng trong phòng hội trường : 1 máy vi tính công suất 250 w, 8 quạt tường công suất mỗi quạt là 150w, 1 máy chiếu công suất 190w, 1loa 2kg có công suất 250w
Q32 = Ni
Ni là công suất ghi trên dụng cụ dùng điện
Ta có nguồn nhiệt toả ra như sau:
Q 32 = 250 + 8 x 150 +190 + 250 = 1890 (W)
Vậy :
Q3 = Q31 +Q32 = 1169,9 + 1890 = 3059,6 (W)
2.3.2 Nhiệt ẩn và nhiệt hiện do người tỏa ra: Q 4
a Nhiệt hiện do người tỏa vào phòng: Q 4h
Nhiệt hiện do người tỏa vào không gian điều hòa chủ yếu bằng hai phương thức là đối lưu và bức xạ, được xác định bằng biểu thức sau:
Q4h = nt..n.qh
Trong đó : n : số người trong không gian điều hòa
qn : nhiệt hiện tỏa ra từ một người : chọn q = 10 w/người
nt : Hệ số tác dụng không đồng thời; Chọn nd = 0,8
Tổng số người có trong phòng hội trường có 16 hàng ghế mỗi hàng có 12 ghế là n = 195 người
Tra bảng 4.18 [175] có nhiệt hiện tỏa ra từ một người qh = 70W/1người.1h
Q 4h = 0.8 x 195 x 70 = 10920 (W).
b Nhiệt ẩn do người tỏa vào phòng: Q 4a
Nhiệt ẩn do người tỏa ra được xác định theo biểu thức sau:
Q4â = n.qâ
Trong đó : n: số người trong không gian điều hòa, n = 195 người
qâ: nhiệt ẩn tỏa ra từ một người Tra bảng 4.18 [175] có nhiệt ẩn tỏa ra từ một người qâ = 50W/1người.1h
Q 4â = 195 x 50 = 9750 (W)
Khi đó nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏa tính cho phòng là:
Vậy: Q 4 = Q4h+ Q4â = 10920 +9750 = 20670 (W).
2.3.3 Nhiệt ẩn và nhiệt hiện do gió tươi mang vào Q hN và Q âN
Trong điều hòa không khí, không gian điều hòa luôn luôn phải cung cấp một lượng gió tươi để đảm bảo đủ oxy cần thiết cho hoạt động hô hấp của con người ở trong không gian đó Ký hiệu gió tươi ở trạng thái ngoài trời là N, do gió tươi ở trạng thái ngoài trời với nhiệt độ tN, ẩm dung dN và entanpy IN lớn hơn trạng thái không khí ở trong nhà với nhiệt độ tT, ẩm dung dT và entanpy IT, vì vậy khi đưa gió tươi vào phòng nó sẽ tỏa ra một lượng nhiệt, bao gồm nhiệt ẩn QâN và nhiệt hiện QhN, chúng được tính bằng các biểu thức sau:
QN = QhN + QâN
QhN = 1,2 x n x l x (tN – tT) ,W
QâN = 3 x n x l x (dN – dT) ,W Trong đó :
