Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

Đồ án tốt nghiệp với đề tài : Thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho khối văn phòng của Nhà máy Dệt May ESQUEL. Sử dụng hệ thống điều hòa trung tâm VRV ( Variable Rifrigerant Volume) . Đại học bách khoa Hà Nội

M C L C Ụ Ụ

LỜI NÓI ĐẦU 4

CHƯƠNG 1 5

TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH, MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 5

1.1 VAI TRÒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRONG ĐỜI SỐNG 5

1.2.1 Vai trò điều hòa không khí đối với con người 5

1.2.2 Vai trò điều hòa không khí đối với sản xuất 6

1.2.3 Trong lĩnh vực bảo quản công trình lịch sử, văn hóa, nghệ thuật 8

1.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH ĐIỀU HOÀ 8

1.3 TẦM QUAN TRỌNG VÀ QUY MÔ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ VỚI TOÀ NHÀ 11

1.4 CHỌN CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 12

1.4.1 Chọn cấp điều hòa 12

1.4.2 Chọn thông số tính toán trong nhà 13

1.4.3 Chọn các thông số tính toán ngoài trời 14

CHƯƠNG 2 15

TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT - ẨM 15

2.1 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 15

2.2 XÁC ĐỊNH NHIỆT THỪA VÀ ẨN THỪA 17

2.2.1 Lượng nhiệt hiện do bức xạ qua kính Q11 17

2.2.2 Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do chênh lệch nhiệt độ t Q21 21

2.2.3 Nhiệt hiện truyền qua vách Q22 24

2.2.4 Nhiệt hiện truyền qua nền Q23 31

2.2.5 Nhiệt hiện toả ra do đèn chiếu sáng Q31 33

2.2.6 Nhiệt hiện toả ra do máy móc Q32 35

2.2.7 Nhiệt hiện và ẩn do người toả Q4 37

2.2.8 Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào QhN và QÂn 42

2.2.9 Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt Q5h và Q5â 44

CHƯƠNG 3 47

THIẾT LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ 47

LỰA CHỌN VÀ BỐ TRÍ CÁC THIẾT BỊ CHÍNH CỦA HỆ THỐNG 47

3.1 LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ 47

3.2 SƠ ĐỒ TUẦN HOÀN KHÔNG KHÍ MỘT CẤP 48

3.3 TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ TUẦN HOÀN KHÔNG KHÍ MỘT CẤP 50

3.3.1 Điểm gốc G và hệ số nhiệt hiện SHF ( Sensible Heat Factor):h 50

3.3.2 Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (Room Sensible Heat Factor): hf 50

3.3.3 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (Grand Sensible Heat Factor) :ht 51

3.3.4 Hệ số đi vòng bypass :BF 51

3.3.5 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF :hef 52

3.3.6 Nhiệt độ đọng sương của thiết bị :tS 52

3.3.7 Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh 52

3.3.8 Xác định lưu lượng không khí qua dàn lạnh 53

3.4 CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐIỀU HÒA CHO CÔNG TRÌNH 57

3.5 LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHÍNH CHO HỆ THỐNG 58

3.5.1 Chọn dàn lạnh ( In door) 58

3.5.2 Chọn dàn nóng ( out door) 60

3.5.3 Tính hiệu chỉnh năng suất lạnh 61

3.5.4 Tính chọn thiết bị và đường ống 62

CHƯƠNG 4 65

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG GIÓ, ĐƯỜNG ỐNG NƯỚC 65

4.1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG GIÓ TƯƠI 65

4.1.1 Tính toán đường ống gió tươi cho tầng trệt 65

4.1.2 Tính toán đường ống gió tươi cho tầng 1 71

4.2 TÍNH CHỌN MIỆNG THỔI 76

4.3 TÍNH CHỌN ĐƯỜNG ỐNG NƯỚC NGƯNG……….…… 77

CHƯƠNG 5 79

CÁC BIỆN PHÁP THI CÔNG VÀ LẮP ĐẶT 79

5.1 LẮP ĐẶT ĐƯỜNG ỐNG DẪN MÔI CHẤT 79

5.2 LẮP ĐẶT ĐƯỜNG ỐNG NƯỚC NGƯNG 80

5.3 LẮP ĐẶT DÀN NÓNG 81

5.4 LẮP ĐẶT DÀN LẠNH 81

5.5 LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỆN ….82

KẾT LUẬN……….83

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… ……84

PHỤ LỤC……….… 85

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển kinh tế của cả nước,

ngành điều hòa không khí cũng đã có những bước phát triển vượt bậc và ngày

càng trở nên quen thuộc và quan trọng trong đời sống sinh hoạt và sản xuất

Em đã được học tập và nghiên cứu những môn học liên quan đến: thông

gió, sưởi ấm, hệ thống cung cấp điện HTL và ĐHKK, điều hoà không khí, kỹ

thuật lạnh… Đó chính là những lĩnh vực đã thâm nhập vào rất nhiều ngành kinh

tế quan trọng như: công nghiệp thực phẩm, chế biến thịt cá, rau quả, rượu bia,

đánh bắt và xuất khẩu thủy hải sản, ngành sợi dệt, may mặc, thuốc lá, chè, in ấn,

điện tử, y tế, cơ khí chính xác… Trong đó, lĩnh vực điều tiết không khí nói

chung và điều hoà không khí nói riêng ứng dụng phổ biến hơn cả Điều hoà

không khí là phần không thể thiếu trong các công trình hiện đại, là nhân tố hàng

đầu trong việc đánh giá mức độ hiện đại của công trình

Nội dung đề tài đồ án tốt nghiệp là “ Thiết kế hệ thống điều hòa không

khí cho Khối nhà văn phòng_Nhà Máy Dệt May ESQUEL” Với những kiến

thức đã được học trong trường cùng với sự chỉ dạy của giáo viên hướng dẫn em

đã cố gắng để hoàn thành tốt đồ án này

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.S Nguyễn Đình Vịnh cùng các

thầy cô giáo trong Viện khoa học và công nghệ Nhiệt Lạnh đã giúp đỡ em hoàn

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH, VAI TRÒ CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG

KHÍ TRONG ĐỜI SỐNG

1.1 VAI TRÒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRONG ĐỜI SỐNG

1.2.1 Vai trò điều hòa không khí đối với con người

Sức khoẻ con người là một trong những yếu tố quan trọng quyết định đến

năng suất lao động Một trong những nội dung nâng cao sức khoẻ con người là

tạo ra cho con người điều kiện vi khí hậu thích hợp Bởi vì nhiệt độ bên trong

cơ thể con người luôn giữ ở khoảng 370C (đối với người bình thường) Do đó để

duy trì ổn định nhiệt độ của phần bên trong cơ thể, con người luôn thải ra một

lượng nhiệt ra môi trường xung quanh Quá trình thải nhiệt này thông qua 3 hình

thức cơ bản: đối lưu, bức xạ và bay hơi Để quá trình thải nhiệt đó diễn ra thì

phải tạo ra một không gian có nhiệt độ và độ ẩm phù hợp với cơ thể con người

Hệ thống điều hoà không khí để tạo ra môi trường tiện nghi, đảm bảo chất lượng

cuộc sống cao hơn

Nước ta thuộc vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm gió mùa, nhiệt độ trung

bình năm và độ ẩm tương đối cao Với nhiệt độ và độ ẩm cao cộng vào đó là bức

xạ mặt trời qua cửa kính, nhất là những toà nhà có kiến trúc hiện đại có diện tích

kính lớn, thiết bị chiếu sáng, thiết bị điện - điện tử làm cho nhiệt độ không khí

trong phòng tăng cao, vượt xa giới hạn tiện nghi nhiệt đối với con người Để

đảm bảo cho con người có một môi trường sống thoả mái thì chỉ có điều hoà

không khí mới giải quyết được vấn đề nêu trên

Kinh tế nước ta hiện nay đã có bước phát triển đáng kể, đời sống của nhân

dân ngày càng được cải thiện, cho nên điều hoà không khí dân dụng đang phát

triển mạnh mẽ Do đó mà điều hoà không khí không còn xa lạ với người dân

thành thị

Trong ngành y tế, nhiều bệnh viện đã trang bị hệ thống điều hoà không

khí trong các phòng điều trị bệnh nhân để tạo ra môi trường vi khí hậu tối ưu

giúp người bệnh nhanh chóng phục hồi sức khoẻ Điều hoà không khí tạo ra các

phòng vi khí hậu nhân tạo với độ trong sạch tuyệt đối của không khí và nhiệt độ,

độ ẩm được khống chế ở mức tối ưu để tiến hành các quá trình y học quan trọng

1.2.2 Vai trò điều hòa không khí đối với sản xuất

Trong công nghiệp ngành điều hoà không khí đã có bước tiến nhanh

chóng 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 Ví dụ như trong

ngành công nghiệp kỹ thuật điện thì để sản xuất được dụng cụ điện cần khống

chế nhiệt độ trong khoảng từ 200C đến 220C, độ ẩm từ 50 đến 60%

Trong ngành cơ khí, chế tạo dụng cụ đo lường, dụng cụ quang học, độ

trong sạch và ổn định của nhiệt độ và độ ẩm là điều kiện quyết định cho chất

lượng, độ chính xác của sản phẩm Nếu các linh kiện, chi tiết của máy đo, kính

quang học được chế tạo trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm không ổn định làm

cho độ co dãn khác nhau về kích thước của chi tiết sẽ làm giảm độ chính xác của

máy móc Bụi thâm nhập vào bên trong máy sẽ làm tăng độ mài mòn giữa các chi

tiết dụng cụ chóng hư hỏng, chất lượng giảm sút rõ rệt

Trong công nghiệp sợi và dệt, điều hoà không khí có ý nghĩa quan trọng

Khi độ ẩm không khí cao, độ dính kết, ma sát giữa các sợi bông sẽ lớn và quá

trình kéo sợi sẽ khó khăn, ngược lại độ ẩm quá thấp sẽ làm cho sợi dễ bị đứt,

năng suất kéo sợi sẽ bị giảm

Trong công nghiệp chế biến thực phẩm, nhiều quá trình công nghệ đòi

hỏi có môi trường không khí thích hợp Nếu độ ẩm quá thấp sẽ làm cho sản

phẩm khô hanh, giảm khối lượng và chất lượng sản phẩm Ngược lại độ ẩm quá

cao cộng với nhiệt độ cao thì đó là môi trường tốt cho vi sinh vật phát triển làm

giảm chất lượng sản phẩm hoặc phân huỷ sản phẩm Bên cạnh đó lượng nhiệt và

hơi ẩm toả ra bên trong phân xưởng tương đối lớn, thường xảy ra hiện tượng

đọng sương trên bề mặt kết cấu bao che hoặc bề mặt thiết bị, máy móc gây mất

vệ sinh tạo điều kiện cho vi khuẩn, vi sinh vật phát triển Tất cả các vấn đề bất

lợi đó đều có thể giải quyết bằng điều hoà không khí

Trong công nghiệp chế biến và sản xuất chè, quá trình vo chè, ủ lên men

có tác dụng làm cho chất dinh dưỡng trong lá chè tiếp xúc với không khí và oxy

hoá kết hợp với các quá trình biến đổi sinh hoá khác tạo ra các axit amin, giữ

màu sắc và hương vị thơm ngon của chè Các quá trình này đòi hỏi phải được

tiến hành ở điều kiện mát mẻ và độ ẩm thích hợp

Các thông số của môi trường không khí trong các nhà máy sản xuất phim,

giấy ảnh cũng cần được duy trì ở mức nhất định và chặt chẽ bằng hệ thống điều

hoà không khí Bụi rất dễ bám vào bề mặt phim, giấy ảnh làm giảm chất lượng

sản phẩm Nhiệt độ cao trong phân xưởng làm nóng chảy lớp thuốc ảnh phủ trên

bề mặt phim Ngược laị độ ẩm cao làm cho sản phẩm dính bết vào nhau

Điều hoà không khí còn tác động mạnh mẽ đến sự phát triển của bơm

nhiệt, một loại máy lạnh dùng để sưởi ấm vào mùa đông Bơm nhiệt thực ra là

một máy lạnh với khác biệt là ở mục đích sử dụng Gọi là máy lạnh khi người ta

sử dụng hiệu ứng lạnh ở thiết bị bay hơi còn gọi là bơm nhiệt khi sử dụng nguồn

nhiệt lấy từ thiết bị ngưng tụ

Ở các nước tiên tiến, các chuồng trại chăn nuôi của công nghiệp sản xuất

thịt sữa được điều hoà không khí để có thể đạt được tốc độ tăng trọng cao nhất,

vì gia súc và gia cầm cần có khoảng nhiệt độ, độ ẩm thích hợp để tăng trọng và

phát triển Ngoài khoảng nhiệt độ và độ ẩm đó, quá trình phát triển và tăng trọng

giảm xuống và nếu vượt qua giới hạn nhất định chúng có thể bị sút cân hoặc

bệnh tật

Còn rất nhiều quá trình công nghệ khác cần đến hệ thống điều hoà không

khí để đảm bảo duy trì các thông số nhiệt độ, độ ẩm của không khí thích hợp

đem lại hiệu quả sản xuất cao

1.2.3 Trong lĩnh vực bảo quản công trình lịch sử, văn hóa, nghệ thuật

Nước ta là một nước có nền văn hóa lâu đời, có nhiều công trình mang

tính lịch sử, văn hóa mang tầm cỡ Thế Giới.Điển hình như “ Lăng Chủ Tịch Hồ

Chí Minh” Công trình này có tồn tại vĩnh hằng hay không một phần là nhờ vào

hệ thống điều hòa không khí Độ tuyệt đối của một số khu vực quan trọng của

lăng phải là tuyệt đối, còn nhiệt độ và độ ẩm của những khu vực này phải được

duy trì 16 ± 0,50C và 75 ± 5% ở bất kì thời tiết bên ngoài có thay đổi như thế

nào

Điều hòa không khí có ý nghĩa thiết yếu trong các phòng thí nghiệm phục

vụ công tác nghiên cứu khoa học Cụ thể là các thông số vật lý như nhiệt độ, độ

ẩm của không khí phải được giữu ở mức không đổi để tạo ra kết quả tương tự

trong lĩnh vực sinh học, hóa học…

Để bảo quản những giá trị mang tính văn hóa, lịch sử như tranh, ảnh,

tượng…trong các phòng trưng bày, viện bảo tảng, thư viện… để lưu truyền cho

thế hệ mai sau điều cần thiết là tạo ra môi trường không khí trong sạch, nhiệt độ

và độ ẩm không thay đổi ở một giá trị thích hợp Rõ ràng là một môi trường

không khí với các thông số thích hợp có thể làm chậm lại hoặc ngừng hẳn quá

trình phá hủy của thời gian

Tóm lại là điều hòa không khí đối các mục đích nêu trên có ý nghĩa quan

trọng về lịch sử, kinh tế, văn hóa vô cùng to lớn

1.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH ĐIỀU HOÀ

“Nhà máy Dệt May ESQUEL” là nhà máy được xây dựng tại khu công

nghiệp Hòa Bình thuộc địa bàn xã Hòa Sơn, Lương Sơn, Hòa Bình Nhà máy là

công trình được “ Công Ty ESQUEL ENTERPRISES ( SINGAPORE)

PTE,LTD” đầu tư xây dựng với mục đích chính là sản xuất, gia công và kinh

doanh sản phẩm may mặc, phụ kiện may mặc xuất khẩu.Nhà máy tọa lạc trên

khu đất với tổng diện tích là 7ha trong đó diện tích xây dựng là 33686 m2 Nhà

máy được chia thành 12 khu với chức năng riêng biệt như sau

Giới hạn đồ án của em là thiết kế điều hòa không khí cho “Khối nhà văn

phòng_Nhà máy Dệt May ESQUEL” là khối nhà cao tẩng được xây dựng với

kiến trúc hiện đại, 2 tầng cao 7,2 m.Tòa nhà xây dựng với mục đích chính là khu

hành chính của công ty Vì phục vụ làm công việc văn phòng nên với số lượng

máy tính, người làm việc lớn

Ngoài trang thiết bị máy móc hiên đại, công trình còn có kiến trúc khá

đẹp, lịch sự, làm tăng thêm vẻ đẹp cho công ty nói riêng và khu công nghiệp nói

chung Góp phần vào công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước

Đây là công trình có nét đặc thù riêng Tòa nhà “Khối nhà văn

phòng_Nhà máy Dệt May ESQUEL” được phân làm nhiều phòng có kích

thước và chức năng khác nhau bố trí ở các tầng cũng khác nhau.Tuy nhiên so

các phòng đòi hỏi không khắt khe về nhiệt độ và độ ẩm, chủ yếu phục vụ cho

công việc văn phòng

Về kết cấu công trình, công trình được xây dựng theo phương pháp hiện

đại hiện nay, kết cấu chịu lực là hệ khung dầm bê tông, các tường ngăn giữa các

phòng hầu hết là kính Các tường ngăn cách toà nhà với bên ngoài cũng hầu hết

là kính Toàn bộ các tường bao và tường ngăn không phải chịu lực Trần của toà

nhà được tổ bê tông có chiều dày là 100 mm, mái ngoài kết cấu bê tông còn có

một lớp chống thấm để bảo vệ toà nhà trước sự thay đổi khắc nhiệt của khí hậu,

đặc biệt là nắng mưa bất thường Để đảm bảo ánh sáng tự nhiên, ngoài hệ thống

đèn trần, tường tiếp xúc với không khí bên ngoài đa số được làm bằng kính sáng

thường

Về nội thất, hầu hết các phòng làm việc trong toà nhà đều được bố trí

phòng làm việc rộng, trong chia ngăn từng phòng làm việc riêng biệt Các tầng

làm việc được bố trí như sau

STT Tên phòng Diện Tích(m2) Số người làmviệc

Như đã giới thiệu ở phần trên, toà nhà " Khối nhà văn phòng_Nhà máy

Dệt may ESQUEL " là một khu hành chính được trang bị nhiều trang thiết bị

hiện đại như máy tính, máy in, và các các thiết bị điện tử, vi điện tử quan trọng

khác Các thiết bị này trong quá trình vận hành tạo ra một nguồn nhiệt không

nhỏ, toả ra từ đèn chiếu sáng, từ các thiết bị văn phòng (máy vi tính, máy copy,

máy in )

Bên cạnh lượng nhiệt toả ra từ các máy móc, thiết bị khi vận hành, không

thể không kể tới lượng nhiệt toả ra từ con người (khách hàng, người phục vụ,

cán bộ kỹ thuật ) và lượng nhiệt bức xạ qua các cửa kính (có diện tích không

nhỏ), qua mái

Việt nam là một đất nước nằm trong vùng địa lý nhiệt đới gió mùa, nóng

và ẩm, đặc biệt là lượng nhiệt toả ra từ các phòng là rất lớn cộng với lượng nhiệt

bức xạ qua kính là không nhỏ nếu trong điều kiện môi trường như thế này mà

các công nhân viên, cán bộ kỹ thuật sẽ cảm thấy căng thẳng mệt mỏi sẻ dẫn tới

hiệu suất làm việc giảm Vậy để nâng cao hiệu suất làm việc, tránh mệt mỏi cho

các cán bộ công nhân viên và cán bộ kỹ thuật được làm việc bình thường, chúng

ta phải lấy đi lượng nhiệt, ẩm thừa thông qua hệ thống điều hoà không khí

Ngoài ra các thiết bị điện tử, vi điện tử cần phải được làm việc ở nhiệt độ và độ

ẩm nhất định theo yêu cầu kỹ thuật

Qua những phân tích trên ta có thể đi đến kết luận rằng: Việc tạo ra một

môi trường vi khí hậu thật vệ sinh, đảm bảo các thông số nhiệt ẩm tiện nghi nhất

cho " Khối nhà văn phòng_Nhà máy Dệt May ESQUEL ", là hết sức cần

thiết Do đó, cần phải lắp đặt một hệ thống điều hoà không khí đảm bảo duy trì

được chế độ nhiệt ẩm, duy trì được hàm lượng ôxi, khống chế nồng độ các chất

độc hại của môi trường không khí theo tiêu chuẩn ( TCVN phù hợp với vùng

thích ghi của con người) là hết sức cần thiết của hệ

1.4 CHỌN CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN

Qua phân tích đặc điểm của công trình " Khối nhà văn phòng_Nhà máy

Dệt May ESQUEL ” đã cho thấy toà nhà không có những phòng đòi hỏi

nghiêm ngặt về chế độ nhiệt ẩm…Vì vậy, trong thực tế, khi tính toán thiết kế hệ

thống điều hoà không khí cho những toà nhà này người ta thường chọn thông số

trạng thái không khí đối với hệ thống điều hoà không khí cấp 3 Hệ thống này

duy trì thông số trạng thái không khí trong nhà trong phạm vi sai lệch cho phép

tới 400 giờ trong một năm

1.4.1 Chọn cấp điều hòa

Qua việc phân tích đặc điểm của công trình ta lựa chọn hệ thống điều hòa

không khí cấp 3 cho công trình " Khối nhà văn phòng_Nhà máy Dệt May

ESQUEL " Lý do lựa chọn là:

Công trình có mục đích sử dụng là làm văn phòng nên không đòi hỏi chế độ

nhiệt ẩm nghiêm ngặt

Dùng hệ thống điều hòa không khí cấp 3 cho công trình vẫn đảm bảo được

các thông số về chế độ nhiệt ẩm ở mức độ tương đối tốt và chấp nhận được

Dùng hệ thống điều hòa không khí cấp 3 sẽ giảm đáng kể chi phí đầu tư ban

đầu và chi phí vận hành

1.4.2 Chọn thông số tính toán trong nhà

Thông số tính toán trong nhà: Nhiệt độ (tT) và độ ẩm tương đối (T) được

chọn theo yêu cầu tiện nghi của con người Vì tòa nhà mục đích là phục vụ cho

người Việt Nam nên ta chọn yêu cầu tiện nghi của con người theo TCVN 5687 –

2010

Theo phụ lục A – TCVN 5687 – 2010, ta chọn các thông số thiết kế trong

nhà như sau:

- Mùa hè: + Nhiệt độ trong nhà tT = 240C

+ Độ ẩm tương đối trong nhà T = 65 %

Từ các thông số về nhiệt độ và độ ẩm tương đối, dựa vào đồ thị I - d của

không khí ẩm ta tìm được các thông số còn lại của không khí là:

+ Entanpy: IT = 55,04 (kJ/kg)+ Độ chứa ẩm: dT = 12,2 (g/kg)Đối với khu vực hành lang, sảnh giao dịch, để tránh sự chênh lệch nhiệt độ

quá lớn giữa các vùng gây ra sốc nhiệt đối với con người, ta dùng không gian

hành lang, sảnh giao dịch làm không gian đệm Nhiệt độ và độ ẩm của không

gian đệm được chọn như sau:

- Mùa hè: + Nhiệt độ không gian đệm: tĐ= 280C

+ Độ ẩm tương đối không gian đệm: Đ = 65 %Dựa vào đồ thị I - d của không khí ẩm ta có các thông số còn lại như sau:

+ Entanpy: IĐ = 67,63 (kJ/kg) + Độ chứa ẩm: dĐ = 15,4662 (g/kg)

Bảng 1.3 Thông số tính toán trong nhà

Không gian Mùa

Thông sốNhiệt độ

(0C)

Độ ẩmtương đối(%)

Entanpy(kJ/kg) Độ chứa ẩm(g/kg)

Không gian

1.4.3 Chọn các thông số tính toán ngoài trời

Thông số tính toán ngoài trời tN và được chọn theo tiêu chuẩn Việt Nam

TCVN 4088 - 1985 và TCVN 5687 - 2010( Tra theo bảng số liệu thông số tính

toán không khí dùng để thiết kế hệ thống ĐHKK của PGS.TS

Dựa vào vị trí địa lý của tỉnh Hòa Bình và hệ số đảm bảo theo hệ thống

ĐHKK cấp 3 ta chọn được thông số ngoài trời như sau:

Theo bảng 1.8[1], thông số tính toán ngoài trời ở khu vực

Hòa Bình được chọn như sau:

Bảng 1.4 Thông số tính toán ngoài trời

Không

Thông sốNhiệt độ

(0C)

Độ ẩmtương đối(%)

Entanpy(kJ/kg)

Độ chứa ẩm(g/kg)

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT - ẨM

2.1 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Có rất nhiều phương pháp tính cân bằng nhiệt ẩm khác nhau để xác định

năng suất lạnh yêu cầu khác nhau nhưng trên thực tế thường dùng theo hai

phương pháp sau:

- Tính theo phương pháp truyền thống.

- Tính theo phương pháp Carrier

Trong phần tính toán này em sử dụng phương pháp Carrier để tính cho

công trình vi:

- Phương pháp này cho ta biết ngay lượng nhiệt Q0

- Độ chính xác cao

- Được sử dụng rộng rãi trong thực tế

Hai phương phương pháp này chỉ khác nhau ở cách xác định năng suất lạnh

Qo mùa hè và năng suất sưởi Qs mùa đông bằng cách tính riêng tổng nhiệt hiện

thừa Qht và nhiệt ẩn thừa Qat của mọi nguồn nhiệt toả ra và thẩm thấu tác động

vào phòng điều hoà:

Nhiệt tổng được xác định theo công thức:

QT = Q = Qht + Qat , W (2.1)Công thức trên khi bỏ qua nhiệt toả ra ở quạt và đường ống

Qht - Tổng nhiệt hiện, W;

Qat- Tổng nhiệt ẩn, W

Tổng nhiệt hiện thừa Qht gồm nhiệt hiện thừa của phòng điều hoà Qhf và

nhiệt hiện QhN của lượng không khí GN (kg/s) tươi từ ngoài trời (ở nhiệt độ ngoài

trời tN) đưa vào phòng (ở nhiệt độ tT):

Qht = Qhf + QhN , W (2.2)

Tổng nhiệt ẩn thừa gồm nhiệt ẩn của phòng Qaf và nhiệt ẩn QaN của lượng

không khí tươi GN (có độ chứa hơi dN) từ ngoài đưa vào phòng (có độ chứa hơi

dT):

Qat = Qaf + QaN , W (2.3)

Giới thiệu sơ đồ đơn giản tính các nguồn nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa

theo Carrier được minh họa trên hình 2.1:

Hình 2.1: Sơ đồ tính toán nhiệt theo phương pháp Carrier

Bây giờ ta tiến hành tính toán từng thành phần nhiệt đã nêu trên Do số lượng

các phòng rất lớn, nên không thể trình bày toàn bộ các bước tính nhiệt cho tất

cả các phòng nên tôi xin phép được trình bày công thức tính và tính toán ví dụ

cho hai phòng đặc trưng ở tầng trệt là (phòng đào tạo công nhân) diện tích là

Nhiệt toả Q3

Do người Q4

Do gió tươi

QN

Gió lọt Q5

Nguồn khác Q6

NềnQ23

ĐènQ31

NgườihiệnQ4h

Người ẩn Q4â

GiótươihiệnQhN

Gió tươi ẩn

GiólọthiệnQ5h

Giólọt ẩn Q5â

Khác Q6 Máy

Q32

68m2 ) có sự truyền nhiệt qua nền, và một phòng khác ở tầng 1 là (phòng kế

toán trưởng diện tích 12 m2 ) có sự truyền nhiệt qua mái Các phòng còn lại sử

dụng bản tính excel tính toán tương tự

2.2 XÁC ĐỊNH NHIỆT THỪA VÀ ẨN THỪA

2.2.1 Lượng nhiệt hiện do bức xạ qua kính Q 11

Do các phòng đều có cửa sổ lắp kính nên chịu bức xạ của mặt trời khá

lớn Đa số các cửa kính đều thẳng đứng theo kiến trúc của toà nhà Mặt trời mọc

hướng Đông và lặn hướng Tây Bức xạ mặt trời tác động vào một mặt tường

thẳng đứng, nghiêng hoặc ngang là liên tục thay đổi Cửa sổ quay hướng Đông là

nhận nhiệt bức xạ là lớn nhất vào lúc 89 giờ sáng và kết thúc vào 12h trưa

Cửa sổ quay hướng Tây nhận bức xạ cực đại lúc 45 giờ chiều Vì vậy mức độ

bức xạ phụ thuộc rất lớn vào thời gian, cường độ và hướng bức xạ Do đó ta rất

khó xác định chính xác lượng nhiệt bức xạ này Tuy nhiên ta xác định gần đúng

theo kinh nghiệm nhiệt bức xạ qua kính Vì công trình chủ yếu ngăn cách với

không khí bên ngoài là vách kính cho nên ta coi vách kính như cửa sổ lớn để

tính toán

Q11 = nt Q11’, W (2.4)Trong đó :

Q11’ = F.RT c đs mm kh m r , W (2.5)

nt : Hệ số tác dụng tức thời;

Q11’ : Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng, W;

F : Diện tích bề mặt cửa sổ có khung kim loại, m2;

RT : Bức xạ mặt trời qua cửa kính vào trong phòng (W/m2) Giá trị của RT

phụ thuộc vào vĩ độ, tháng, hướng của kính, cửa sổ, giờ trong ngày

c : Hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển tính theo công thức

(2.6)

H: là độ cao tương đối của vị trí lắp đặt kính trong toàn công trình cần

tính toán Hệ số này sẽ thay đổi khi tính vị trí các tầng khác nhau, ở đây sẽ tính

trung bình các tầng với tầng 1 cao hơn mực nước biển là 13m

H = 13 + 3 = 16 mNhư vậy tính toán chung cho các cửa sổ ở các tầng với hệ số c là:

đs : Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ chênh giữa nhiệt độ đọng sương của

môi trường không khí trong vùng lắp đặt so với nhiệt độ đọng sương của không

khí trên mặt nước biển là 200C, do có nhiệt độ đọng sương lớn nên đs giảm và

được tính theo công thức:

mm : Hệ số ảnh hưởng của mây mù, khi trời không mây mm = 1, khi trời

có mây chọn mm = 0,85

kh : Hệ số ảnh hưởng của khung kim loại kh = 1,17

m : Hệ số kính phụ thuộc vào màu sắc, kiểu loại kính khác kính cơ bản

Kính được sử dụng là kính màu xanh, dày 6mm nên m = 0,57

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 được trang bị rèm che (Màn che loại Metalon

310/2) có r = 0,58 Đối với kính khác kính cơ bản và có rèm (màn) bên trong r

= 1, RT trong công thức (2.2) được thay bằng nhiệt bức xạ vào phòng khác kính

cơ bản RK được công thức:

Q11’ = F.RK c đs mm kh m ,W (2.8)Trong đó :

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 Calore, màu xanh và dày 6

mm (khác kính cơ bản), khung nhôm, bên trong có rèm che loại Metalon 310/2

Tra bảng 4.3[1] Đặc tính bức xạ và hệ số của các loại kính m, ta được :

m = 0,23 m = 0,48 m = 0,29 r = 0,58

 Phòng đào tạo công nhân (tầng trệt)

Diện tích cửa kính:

F = 23,25 (với chiều cao kính chọn là 3m)

Hòa Bình nằm ở bán cầu Bắc, vĩ độ 20 tra bảng 4.2[1] ta được:

RT = RTmax = 486 W/m2 vào lúc 8h sáng và 16h chiều (hướng Đông Bắc)

Do hệ thống điều hòa hoạt động từ 7h sáng đến 5h chiều mật độ diện tích trung

bình gs ≥ 700 kg/m2 Tra bảng 4.6[1] tìm được hệ số tác động tức thời

F = 10,5 (với chiều cao kính chọn là 3m)

Hòa Bình nằm ở bán cầu Bắc, vĩ độ 20 tra bảng 4.2[1] ta được:

Do hệ thống điều hòa hoạt động từ 7h sáng đến 5h chiều chọn mật độ diện tích

trung bình gs ≥700 kg/m2 Tra bảng 4.6[1] tìm được hệ số tác động tức thời

STT Tên Phòng

F(m2) (W/RT

STT Tên Phòng

F(m2) (W/RT

Dưới tác dụng của bức xạ mặt trời, mái dần dần nóng lên do hấp thụ nhiệt

Một phần nhiệt hấp thụ toả ngay vào không khí ngoài trời bằng đối lưu và bức

xạ Một phần truyền qua kết cấu mái vào trong phòng điều hoà và toả vào lớp

không khí trong phòng cũng bằng đối lưu và dẫn nhiệt

Nhiệt truyền qua mái chỉ có tầng trên cùng là tầng 1, ta chỉ tính cho một

phòng đặc trưng là phòng “kế toán trưởng” còn phòng khác tính tương tự.

Kết cấu mái của toà nhà có kết cấu và hình dạng như sau:

Lượng nhiệt này được xác định theo công thức :

Q21 = k.F.ttđ , W (2.10)Trong đó :

k : hệ số truyền nhiệt qua mái Tra bảng 4.9[1] được k = 1,77;

F : Diện tích trần nhà chịu bức xạ mặt trời, m2;

ttđ : Hiệu nhiệt độ tương đương, K;

ttđ = (35 – 24) + = 38,45 K

tN : Nhiệt độ không khí ngoài trời, tN = 33,50C;

tT : Nhiệt độ trong không gian điều hoà, tT =240C;

S : Hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời Tra bảng 4.10[1] bề mặt kết cấu bao che

m2k)

F(m2) (td0C) (W)Q21Tầng 1

STT Tên Phòng

k(W/

m2k)

F(m2) (td0C) (W)Q21

2.2.3 Nhiệt hiện truyền qua vách Q 22

Nhiệt truyền qua vách Q22 cũng gồm 2 thành phần :

- Do chênh lệch nhiệt độ giữa ngoài trời và trong nhà t = tN – tT

- Do bức xạ mặt trời vào tường Tuy nhiên, ta coi lượng nhiệt này bằng

không

Nhiệt truyền qua vách được tính theo biểu thức sau :

Q22 = Q2i = ki.Fi.t = Q22t + Q22e + Q22k , W (2.12)Trong đó :

Q2i : Nhiệt truyền qua tường, cửa ra vào, cửa sổ … , W;

ki : Hệ số truyền nhiệt tương ứng của tường, cửa, kính ,W/m2K;

Fi : Diện tích tường, cửa, kính tương ứng, m2

a Nhiệt truyền qua tường Q 22t

Q22t = k.F.t, W.(2.13) (2.13)

Hệ số truyền nhiệt của tường xác định theo biểu thức :

k =  

T i

1

, W/m2K (2.14)

N = 20 W/m2K: Hệ số toả nhiệt phía ngoài tường khi tiếp xúc trực tiếp với

không khí ngoài trời;

N = 10 W/m2K: Hệ số toả nhiệt phía ngoài tường khi tiếp xúc với không

gian đệm (Hành lang,sảnh);

T = 10 W/m2K : Hệ số toả nhiệt phía trong nhà;

i : Độ dày lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường, m;

i : Hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường, W/mK;

t : Độ chênh nhiệt độ, K

Kết cấu xây dựng của tường nhà công trình lắp đặt ĐHKK thể hiện trên hình 2.2

Hình 2.2 Kết cấu xây dựng của tường

- Khối lượng riêng của xi măng : 1 = 1800 kg/m3.

Lớp gạch là gạch rỗng xây với vữa nhẹ:

- Bề dày : 2 = 200 mm

- Hệ số dẫn nhiệt 2 = 0,58 W/mK

- Khối lượng riêng của gạch : 2 = 1350 kg/m3

 Đối với tường tiếp xúc với không khí ngoài trời (tường bao):

1

1

1 2

2  

10

1 93 , 0

02 , 0

2 58 , 0

2 ,

0 20

1

1

1 2

2  

10

1 93 , 0

02 , 0 2 58 , 0

2 , 0 10

k2 = 1,7 W/m2K

Do hầu hết tường ngăn của phòng với không khí bên ngoài và hành lang

là vách kinh chỉ có một số phòng có vách ngăn là tường Dưới đây là tính

toán cụ thể cho các phòng có vách ngăn là tường

 Phòng truyền thông (tầng trệt)

Diện tích tường: Ft = Ft1 +Ft2 = (6,35.3,6)+(8,7.3,6 – 7.1,2)

= 22,86 + 22,92 = 45,78 m2Trong đó: Ft1: Diện tích tường tiếp xúc không khí bên ngoài

Ft2: Diện tích tường tiếp xúc với hành langNhiệt truyền qua tường: Q22t = 22,86.1,86.11 + 22,92.1,7.4 = 623,57 W

 Phòng giám đốc tài chính (tầng 1)

Diện tích tường: Ft = Ft2 = 6,2.3,6 = 22,32 m2

Nhiệt truyền qua tường: Q22t = 23,32.1.7.4 = 158,576 W

Các phòng còn lại dùng bảng tính excel tính toán tương tự được tổng hợp

trong bảng 2.3

Bảng 2.3 Tổng kết tính toán nhiệt truyền qua tường

STT Tên Phòng

k 1 (W/

m 2 k)

k 2 (W/

m 2 k)

F 1 (m 2 ) (mF22 )

 t1 ( 0 C )

 t2 ( 0 C )

Q 22t (W) Tầng trệt

b Nhiệt truyền qua cửa ra vào Q 22c

Nhiệt truyền qua cửa ra vào Q22c được xác định như sau :

Q22c = kc.Fc.ti W (2.15)Trong đó :

kc : Hệ số truyền nhiệt qua cửa, W/m2K

Ta có các cửa ra vào các không gian điều hoà là cửa kính khung kim loại

có chiều dày 10mm

Tra bảng 4.12[1]ta được: kc= 5,89 W/m2K

 Phòng đào tạo công nhân (tầng trệt)

Diện tích cửa: F = 2,7.2 = 5,4 m2

Nhiệt truyền nhiệt qua cửa: Q22c = 5,89.5,4.4 = 127,224 W

 Phòng kế toán trưởng (tầng )

Diện tích cửa: F = 0,9.2 = 1,8 m2

Nhiệt truyền nhiệt qua cửa: Q22c = 1,8.5,89.4 = 42,408 W

Các phòng khác sử dụng bảng tính excel tính tương tự được tổng hợp trong

bảng 2.4

Bảng 2.4 Tổng kết nhiệt truyền qua cửa

k(W/

m2k)

F(m2) (t0C) (W)Q22c

Tầng trệt

STT Tên Phòng

k(W/

m2k)

F(m2) (t0C) (W)Q22c

STT Tên Phòng

k(W/

m2k)

F(m2) (t0C) (W)Q22c

c Nhiệt truyền qua kính cửa sổ Q 22k

Nhiệt truyền qua kính cửa sổ Q22k được xác định như sau :

Q22k = kk.Fk.ti , W (2.16)Trong đó :

kk : Hệ số truyền nhiệt qua cửa kính, W/m2K

Tra bảng 4.13[1] với kính 1 lớp cho mùa hè ta được: kk = 5,89 W/m2K

 Phòng đào tạo công nhân (tầng trệt)

Diện tích kính : Fk = Fk1 +Fk2 = 23,25 + 12,3 = 35,55 m2

Trong đó : - Fk1 : Diện tích kính tiếp xúc không khí bên ngoài

- Fk2 : Diện tích kính tiếp xúc không gian hành lang

Nhiệt truyền qua kính : Q22k = 23,25.5,89.11 + 12,3.5,89.4 = 1796,1555 W

 Phòng kế toán trưởng (tầng 1)

Diện tích kính : Fk = Fk1 +Fk2 = 10,5 + 0 = 10,5 m2

Nhiệt truyền qua kính : Q22k = 10,5.5,89.11 = 680,295 W

Các phòng còn lại dùng bảng tính excel tính toán tương tự được tổng hợp trong

bảng 2.5

Bảng 2.5 Tổng kết nhiệt truyền qua kính

m2 t1

0C t20C Q22kWTầng trệt

STT Tên Phòng W/mk 2k mF12 F2

m2 t1

0C t20C Q22kWchính

2.2.4 Nhiệt hiện truyền qua nền Q 23

Nhiệt hiện truyền qua nền chỉ tính cho các phòng tầng trệt vì tầng trệt có

sàn đặt trên mặt đất, còn tầng lầu có sàn của tầng trên là trần của tầng dưới có

điều hoà nên Q23 = 0

Nhiệt truyền qua nền được xác định theo công thức sau:

Q23 = kN.FN.t ,W (2.18)Trong đó :

FN : Diện tích nền của phòng, m2;

t : Độ chênh nhiệt độ giữa nền và trong phòng, t = tN – tT, K

t = 35 – 24 = 11 0C

kN : Hệ số truyền nhiệt qua nền Nền bê tông dầy 300mm có lớp vữa ở

trên dày 25 mm, có lát gạch dày 3 mm Ta chọn được hệ số truyền nhiệt k theo

bảng 4.15[1], ta được :k = 2,15 W/m2K

 Phòng đào tạo công nhân ( tầng trệt)

Diện tích nền : F = 68 m2

Nhiệt hiện truyền qua nền : Q23 = 68.2,15.11 = 1608,2 W

 Phòng kế toán trưởng ( tầng 1)

Nhiệt hiện truyền qua nền : Q23 = 0 W

Các phòng còn lại dùng bảng tính excel tính toán tương tự được tổng hợp trong

2.2.5 Nhiệt hiện toả ra do đèn chiếu sáng Q 31

Nhiệt hiện toả ra do đèn chiếu sáng cũng gồm hai thành phần bức xạ và

đối lưu Phần bức xạ cũng bị kết cấu bao che hấp thụ nên nhiệt tác động lên phụ

tải lạnh cũng nhỏ hơn trị số tính toán được

Q31 = nt.nđ.Q , W (2.19)Trong đó :

Q : Tổng nhiệt toả ra do chiếu sáng, W;

Q = 1,25.qđ.F (2.20)

qđ : Công suất đèn trên 1m2 sàn là 10 ÷ 12 W/m2sàn, chọn 10 W/m2

F : Diện tích mặt sàn của phòng, m2;

nt : Hệ số tác dụng đồng thời của đèn chiếu sáng

Với số giờ hoạt động của đèn là 8h/ngày và gs = 600 kg/m2 Tra bảng

Tổng nhiệt tỏa ra do chiếu sáng: Q = 1,25.10.68 = 850 W

Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng: Q32 = 0,87.0,8.850 = 591,6 W

 Phòng kế toán trưởng (tầng 1)

Diện tích mặt sàn: F = 12 m2

Tổng nhiệt tỏa ra do chiếu sáng: Q = 1,25.10.12 = 150 W

Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng: Q32 = 0,87.0,8.150 = 104,4 W

Các phòng khác dùng bảng tính excel tính toán tương tự được tổng hợp trong

bảng 2.7

Bảng 2.7 Tổng kết nhiệt tỏa do đèn chiếu sáng

q(W/

m2)

nt(0C) (W)nd (W)Q31

STT Tên Phòng (mF2)

q(W/

m2)

nt(0C) (W)nd (W)Q31

2.2.6 Nhiệt hiện toả ra do máy móc Q 32

Nhiệt toả ra do máy móc thiết bị, dụng cụ dùng điện như ti vi, rađio, máy

tính, máy sấy tóc, bàn là… trong phòng Do đó Q32 được xác định theo công

thức như sau :

Q33 = n.N , W (2.21)n- số máy trong phòng;

N- Công suất định mức ở đầu ra động cơ

Vì phục vụ công việc văn phòng, hội họp vì thế số lượng máy tính và thiết

bị điện là lớn Ta chọn công suất trung bình của một thiết bị là 200 W để tính

toán

 Phòng đào tạo công nhân (tầng trệt)

Số thiết bị làm việc trong phòng: n = 4

Nhiệt tỏa ra do máy móc: Q32 = 4.200 = 800 W

 Phòng kế toán trưởng (tầng 1)

Số thiết bị làm việc trong phòng: n = 2

Nhiệt tỏa ra do máy móc: Q32 = 2.200 = 400 W

Các phòng còn lại dùng bảng tính excel tính toán tương tự được tổng hợp trong

2.2.7 Nhiệt hiện và ẩn do người toả Q 4

a Nhiệt hiện do người toả Q 4h

Nhiệt hiện do người toả vào phòng chủ yếu bằng đối lưu và bức xạ, được

xác định theo biểu thức:

Q4h = nđ.n.qh , W (2.22)Trong đó :

nđ – Hệ số tác dụng không đồng thời;

Đối với nhà cao tầng công sở nđ = 0,75  0,9 Chọn nđ = 0,8

n – Số người ở trong phòng điều hoà;

qh – Nhiệt hiện toả ra từ 1 người, W/người

Theo bảng 4.18[1] nhiệt toả từ cơ thể con người lấy trung bình cho hoạt động

văn phòng, với nhiệt độ điều hoà 240C là qh = 70 W/người

 Phòng đào tạo công nhân (tầng trệt)

Số người làm việc: n = 50 người

Nhiệt hiện do người tỏa ra: Q4h = 0,8.50.70 = 2800 W

 Phòng kế toán trưởng (tầng 1)

Số người làm việc: n = 1 người

Nhiệt hiện do người tỏa ra: Q4h = 0,8.1.70 = 56 W

Các phòng còn lại dùng bảng tính excel tính toán tương tự được tổng hợp trong

người)

Q4h(W)

Tầng trệt

STT Tên Phòng

(người)

qh(W/

người)

Q4h(W)

STT Tên Phòng

(người)

qh(W/

người)

Q4h(W)

b Nhiệt ẩn do người toả ra Q 4â

Nhiệt ẩn do người toả ra được xác định theo biểu thức :

Q4â = n.qâ , W (2.23)Trong đó :

n – Số người trong phòng điều hoà;

qâ – Nhiệt ẩn toả ra từ 1 người, W/người

Theo bảng 4.18[1] nhiệt toả từ cơ thể con người lấy trung bình cho hoạt động

văn phòng, với nhiệt độ điều hoà 240C là qâ = 60 W/người

 Phòng đào tạo công nhân (tầng trệt)

Số người làm việc: n = 50 người

Nhiệt hiện do người tỏa ra: Q4h =50.60 = 3000 W

 Phòng kế toán trưởng (tầng 1)