thiết kế hệ thống điều hòa trung tâm không khí cho hội trường khu F đại học bách khoa Đà Nẵng

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của cả nước, ngành điều hoà không khí cũng có nhứng bước phát triển vượt bậc và ngày càng trở lên quen thuộc trong đời sống và sản xuất. Điều hoà không khí tạo ra các điều kiện vi khí hậu tốt nhất phục vụ con người trong sinh hoạt và trong sản xuất kinh doanh.

LỜI NÓI ĐẦU

Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước Nền kinh tếnước ta đang ngày càng phát triển đi lên một cách mạnh mẽ trong xu thế hoànhập chung với nền kinh tế khu vực và trên thế giới

Để đáp ứng nhu cầu ngày ngày càng cao của con người thì các ngànhkinh tế, kỹ thuật cần phải phát triển theo hướng phục vụ nhu cầu của conngười, tạo ra các điều kiện tiện nghi nhất cho các hoạt động của con người…Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của cả nước, ngànhđiều hoà không khí cũng có nhứng bước phát triển vượt bậc và ngày càng trởlên quen thuộc trong đời sống và sản xuất Điều hoà không khí tạo ra các điềukiện vi khí hậu tốt nhất phục vụ con người trong sinh hoạt và trong sản xuấtkinh doanh

Về nội dung thiết kế “Hệ thống điều hòa trung tâm không khí cho hộitrường khu F đại học bách khoa Đà Nẵng”, sau khi tìm hiểu và tiến hành làm

đồ án, cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Công Vinh đã đem lạicho em những kiến thức bổ ích và kinh nghiệm cho công việc trong tương lai.Trong suốt quá trình làm đồ án với sự nỗ lực của bản thân cùng với sựhướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Công Vinh, đồ án của đã hoàn thành.Trong thuyết minh này em cố gắng trình bày một cách trọn vẹn và mạch lạc.Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót, emkính mong sự đóng góp ý kiến và chỉ bảo thêm của thầy cô giáo

Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên thực hiện

Phạm Văn Duy

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1.1.Đặc điểm công trình

Khu F thuộc trưòng Đại Học Bách khoa Đà Nẵng là một công trìnhđược xây dựng tại thành phố Đà Nẵng Là một công trình được thiết kế và xâydựng nhằm để phục vụ cho hội họp, giao lưu văn nghệ và các phong trào kháccủa trường v v Công trình mang một ý nghĩa rất quan trọng cho việc giáodục và phục vụ cho công tác học tập của toàn thể sinh viên cũng như củatrường Công trình có diện tích tổng thể là 20m * 16m= 320m2, chiều cao hộitrường 6m Sức chứa của hội trường khoảng 400 người

Ý nghĩa việc lắp điều hoà không khí tại khu F trường Đại học Bách

khoa Đà nẵng:

Nhằm đem lại một môi trường thoả mái, dễ chịu, mát mẻ để phục vụviệc hội họp, học tập, cũng như thư giản giải trí của thầy cô và sinh viên củatrường

1.2 Phân loại và lựa chọn hệ thống điều hòa

Hệ thống điều hòa không khí là một tập hợp các máy móc, thiết bị,dụng cụ …để tiến hành các quá trình xử lý không khí như sưởi ấm, làm lạnh,khử ẩm, gia ẩm… điều chỉnh khống chế và duy trì các thông số vi khí hậutrong nhà như nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch, khí tươi, sự tuần hoàn phân phốikhông khí trong phòng nhằm đáp ứng nhu cầu tiện nghi và công nghệ

Hội trường khu F có kích thước nêu trên ta có thể sử dụng các phương

án chọn máy điều hòa sau :

1.2.1.Máy điều hòa cửa sổ

Toàn bộ các thiết bị chính như máy nén, dàn ngưng, dàn bay hơi, quạtgiải nhiệt, quạt gió lạnh các thiết bị điều khiển, điều chỉnh tự động, phin lọc

gió, khử mùi của gió tươi cũng như các thiết bị phụ khác được lắp đặt trongmột vỏ máy gọn nhẹ.

Hình 1.2 : Máy điều hòa cửa sổ

Ưu điểm : chỉ cần cắm phích điện là máy chạy, không cần công nhânlắp đặt tay nghề cao; có khả năng lấy gió tươi qua cửa lấy gió tươi; vốn đầu tưthấp vì giá rẻ do được sản xuất hàng loạt

Nhược điểm : phải đục một khoảng tường rộng bằng máy điều hòa làmmất mỹ quan; máy có công suất nhỏ; độ ồn cao,khả năng làm sạch không khíkém; hình thức không đa dạng

1.2.2.Máy điều hòa 2 cụm và kiểu ghép

+Máy điều 2 cụm : được chia thành 2 cụm

-Cụm trong nhà (indoor unit) gồm dàn lạnh, bộ điều khiển và quạtngang dòng

-Cụm ngoài trời (outdoor unit) chỉ gồm một khối trong có chứa dànngưng (dàn nóng) và máy nén, quạt hướng trục Hai cụm được nối với nhaubằng đường ống ga đi và về Ống xả nước ngưng từ dàn bay hơi ra và đườngdây điện đôi khi được bố trí dọc theo hai đường ống này thep một búi ống

Hình 1.3 : Máy điều hòa 2 cụm

Ưu điểm : So với máy điều hòa cửa sổ thì 2 cụm cho phép lắp đặt ởnhiều không gian khác nhau

Giá thành rẻ, đơn giản, dể sử dụng, dễ vận hành lắp đặt, việc bố trí dànnóng và dàn lạnh ít phụ thuộc vào kết cấu nhà, đỡ tốn diện tích lắp đặt, đảmbảo thẩm mỹ cao

Nhược điểm : Công suất hạn chế tối đa 60.000BTU/h

Không lấy được gió tươi nên cần quạt lấy gió tươi, ống dẫn ga dài hơn,dây điện tốn nhiều hơn, giá thành đắt hơn Khi lắp đặt thường dàn lạnh caohơn dàn nóng nhưng chiều cao không nên quá 3m và chiều dài đường ống dẫngas không nên quá 10m Một nhược điểm nữa là ồn phía ngoài nhà, có thểảnh hưởng tới các hộ bên cạnh

Đối với công trình lớn sử dụng máy điều hòa hai cụm rất dễ phá vỡkiến trúc của công trình, làm giảm mỹ quan của nó, do các dàn nóng bố tríbên ngoài gây ra Trong một số trường hợp thì khó bố trí dàn nóng

+Máy điều hòa nhiều cụm : cũng được chia làm hai mảng :

-Mảng trong nhà: (indoor unit) gồm một hay nhiều dàn lạnh

-Mảng ngoài nhà: (outdoor unit) chỉ gồm một khối trong có chứa dànngưng (dàn nóng) và máy nén, quạt hướng trục.

Hình 1.4 : Máy điều hòa kiểu ghép

Ưu diểm : khi chọn năng suất thích hợp thì có thể sử dụng đồng thờihoặc không đồng thời các dàn lạnh Các dàn lạnh cho máy điều hòa nhiềucụm rất đa dạng từ loại treo tường truyền thống đến loại treo trần, treo trênsàn, giấu trần, năng suất lạnh của dàn lạnh thường từ 2,5kW đến 6kW thậmchí 7kW

Nhược điểm : khoảng cách dàn nóng và dàn lạnh bị hạn chế (không quá20m)

1.2.3.Máy điều hòa 2 cụm có ống gió

Thường được gọi là máy điều hòa 2 cụm thương nghiệp, năng suất lạnh

từ 36000 đến 240000 Btu/h Dàn lạnh được bố trí quạt ly tâm cột áp cao nên

có thể lắp đặt them ống gió phân phối gió đều trong phòng rộng hoặc đưa gió

đi xa phân phối cho nhiều phòng Máy gồm hai chủng loại : 1 chiều lạnh và 2chiều lạnh nóng Dàn lạnh có chiều cao nhỏ để dễ dàng lắp đặt trong trần giả

Hình 1.5 : Máy điều hòa 2 cụm có ống gió

1.2.4.Máy điều hòa dạng tủ

Các tủ điều hòa có công suất từ vừa tới lớn và thường gồm hai phầntách biệt giống như máy điều hòa tách rời, điều khác biệt là phần trong nhà cókích thước lớn hơn nhiều và có thể cho phếp lắp thêm vào đó đường ống gió

và các miệng thổi, hút… nghĩa là có thể sử dụng chúng như là máy điều hòakhông khi trung tâm, nhưng vẫn có thể lắp đặt như một máy cục bộ công suấtlớn, khi đó chỉ cần lắp thêm vào máy một miệng thổi phù hợp (các miệng thổinày thường được chế tạo đồng bộ với máy) Các tủ điều hòa có cả loại mộtchiều lẫn hai chiều

Ưu điểm : thích hợp cho đối tượng phòng lớn cho nhiều người, hộitrường nhà hát, rạp chiếu bóng

Nhược điểm : người sử dụng hầu như không can thiệp được nhiệt độcũng như lưu lượng gió trong phòng (trừ khi sử dụng van điều chỉnh dùng môtơ), hệ thống đường ống kích thước lớn chiếm nhiều không gian, hệ thống nàyhoạt động với 100% tải

Hình 1.6 : Máy điều hòa dạng tủ

1.2.5.Máy điều hòa kiểu VRV (Variable Refrigerant Volume )

Về cấu tạo máy VRV giống như các loại máy tách rời nghĩa là gồm haimảng,mảng ngoài trời và mảng trong nhà gồm nhiều khối trong có dàn bốchơi và quạt Sự khác nhau giữa VRV và tách rời là với VRV chiều dài vàchiều cao trong nhà cho phép rất lớn (100m chiều dài và 50m chiều cao ),chiều cao giữa các khối trong nhà có thể tới 15m Vì vậy khối ngoài trời cóthể đặt trên nóc nhà cao tầng để tiết kiệm không gian và điều kiện làm mátdàn ngưng bằng không khí tốt hơn

Ngoài ra máy điều hòa kiểu VRV có ưu điểm là :

Khả năng lớn trong việc thay đổi công suất lạnh bằng cách thay đổi tần

số điện cấp cho máy nén, nên tốc độ quay của máy nén thay đổi và lưu lượngmôi chất lạnh thay đổi

Tiết kiệm được hệ thống ống nước lạnh, nước giải nhiệt, có thể tiếtkiệm được nhiều nguyên vật liệu cho hệ thống điều hòa

Tiết kiệm được nhân lực và thời gian thi công lắp đặt vì hệ VRV đơngiản hơn nhiều so với hệ thống máy điều hòa Water chiller

Tiết kiệm chi phí vận hành hệ VRV không cần công nhân vận hànhtrong khi hệ chiller cần đội ngũ vận hành chuyên nghiệp

Khả năng bảo dưỡng rất năng động và nhanh chóng nhờ thiết bị chuẩn

đoán đã được lập trình và cài đặt sẵn trong máy.

Nhược điểm: Dàn nóng giải nhiệt bằng gió nên hiệu quả chưa cao, phụthuộc nhiều vào thời tiết Số lượng dàn lạnh bị hạn chế nên chỉ thích hợp chocác hệ thống có công suất vừa Đối với hệ thống lớn người ta thường sử dụng

hệ thống Water Chiller hoặc là trung tâm

Trước đây, giá thành các hệ thống VRV thường cao nhất trong các hệthống điều hòa không khí, nhưng xu hướng hiện nay giảm và rẻ hơn hệ thốnglàm lạnh bằng nước

Hình 1.7 : Hệ thống điều hòa VRV

1.2.6.Hệ thống điều hòa Water chiller

Là hệ thống điều hòa không khí gián tiếp, trong đó đầu tiên môi chất

lạnh trong bình bốc hơi của máy lạnh làm lạnh nước (là chất tải lạnh ) sau đónước sẽ làm lạnh không khí trong phòng cần điều hòa bằng thiết bị trao đổinhiệt như FCU, AHU hoặc buồng phun

Ưu điểm :

mọi yêu cầu thực tế.

- Có nhiều cấp giảm tải 3÷5 cấp/cụm

- Thường giải nhiệt bằng nước nên hoạt động bền, hiệu quả và ổnđịnh

1.2.7.Hệ thống điều hòa trung tâm

Là hệ thống mà ở đó xử lý nhiệt ẩm được tiến hành ở một trung tâm vàđược thổi theo các kênh gió đến các hộ tiêu thụ Trên thực tế máy điều hòadạng tủ là máy điều hòa kiểu trung tâm Ở trong hệ thống này không khí sẽđược xử lý nhiệt ẩm trong một máy lạnh lớn,sau đó được thổi theo hệ thốngkênh dẫn tới nơi cần tiêu thụ

Ưu điểm: Lắp đặt vận hành tương đối dễ dàng

-Do cụm máy đặt xa và có trang bị các hộp tiêu âm nên hiệu quả khử

âm và bụi khá tốt, đối với khu vực đòi hỏi độ ồn thấp thường sử dụng kiểumáy dạng tủ

-Nhờ có lưu lượng gió lớn nên rất phù hợp với các khu vực tập trungđông người như rạp chiếu bóng, rạp hát, hội trường, phòng họp, nhà hát, vũ

trường phòng ăn Giá thành nói chung không cao.

Nhược điểm: Hệ thống kênh gió quá lớn nên chỉ sử dụng trong các tòanhà có không gian lắp đặt lớn

-Đối với hệ thống điều hòa trung tâm, do xử lý nhiệt ẩm tại một nơi duynhất nên chỉ thích hợp cho phòng lớn đông người Đối với các tòa nhà làmviệc, khách sạn, công sở là các đối tượng có nhiều phóng nhỏ với cá chế độhoạt động khác nhau, không gian lắp đặt hạn chế, tính đồng thời làm việckhông cao thì hệ thống này không thích hợp Hệ thống trung tâm đòi hỏithường xuyên hoạt động 100%

Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý điều hòa dạng tủ Lựa chọn phương án tối ưu :

Để lựa chọn hệ thống điều hòa cho thích hợp với công trình ta đưa racác yếu tố sau :

-Phải đáp ứng về chế độ điều hòa không khí

-Chi phí đầu tư giảm

-Chi phí vận hành ở mức thấp nhất

-Tạo ra mỹ quan kiến trúc cho toàn bộ hội trường

Qua tìm hiểu tính chất công trình và tìm hiểu ưu nhược điểm của từng

hệ thống Em nhận thấy rằng việc lắp đặt hệ thống điều hòa không khí cho hộitrường khu F Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng nên dùng hệ thống điều hòa dạng

tủ kiểu trung tâm Bởi vì, hội trường khu F là một công trình vừa, khi dùngloại điều hòa dạng tủ lắp đặt theo kiểu trung tâm sẽ thuận lợi nhiều mặt như :

-Vận hành kinh tế trong điều kiện tải thay đổi

-Lắp đặt nhanh chóng,vận hành bảo dưỡng, vận chuyển dễ dàng

Được sản xuất hàng loạt và lắp ráp hoàn chỉnh tại nhà máy nên có độtin cậy, tuổi thọ và mức độ tự động cao, giá thành rẻ, máy gọn nhẹ, chỉ cầnnối với hệ thống nước làm mát và hệ thống ống gió là sẵn sàng hoạt động

1.3 Các yếu tố của môi trường không khí ảnh hưởng đến con người

1.3.1 Nhiệt độ

Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng lạnh rõ rệt nhất với conngười cũng như mọi động vật máu nóng khác, con người có thân nhiệtkhông đổi (370C) và luôn luôn trao đổi nhiệt vói môi trường xung quanhdưới hai hình thức : truyền nhiệt và toả ẩm

Truyền nhiệt bằng đối lưu và bức xạ từ bề mặt da( nhiệt độ khoảng360C), cơ thể thải nhiệt vào môi trường bằng truyền nhiệt, nếu mất nhiệtquá mức thì cơ thể sẽ có cảm giác lạnh Khi nhiệt độ môi trường lớn hơn360C, cơ thể nhận một phần nhiệt từ môi trường nên có cảm giác nóngTrong một số trường hợp, tuy nhiên nhiẹt độ không khí không cao lắmnhưng bề mặt một số vật thể có nhiệt độ rất cao ( lò luyện kim, lò rèn …),khi đó có một vài bộ phận của cơ thể bị đốt nóng quá mức do bức xạ nhiệt

từ các bề mặt có nhiệt độ cao trường hợp nay con phải xét tới điện tích

bề mặt nóng và khoảng cách từ người tới bề mặt nóng

Ngay cả khi nhiệt độ không khí lớn hơn 360C thì cở thể vẫn phảithải nhiệt vào môi trường bằng hình thức toả ẩm (thở, bay hơi, mồ hôi, )

Cơ thể đổ mồ hôi nhiều hay ít cũng phụ thuộc vào nhiệt độ môitrường, ngoài ra còn phụ thuộc vào độ ẩm tương đối của không khí và tốc

độ chuyển động của không khí quanh cơ thể

1.3.2 Độ ẩm

Là yếu tố quyết định điều kiện bay hơi mồ hôi vào không khí, sự bayhơi nước vào không khí chỉ diễn ra khi φ< 100% Nếu không khí có độ ẩmvừa phải thì khi chịu nhiệt độ cao, cơ thể đổ mồ hôi bay vào không khí đượcnhiều sẽ gây cho cơ thể cảm giác dễ chịu hơn (khi bay hơi 1g mồ hôi, cơ thểthải được nhiệt khoảng 2500J, nhiệt lượng này tương đương với nhiệt lượngcủa 1m3 không khí giảm nhiệt độ đi 20 C) Nếu độ ẩm φ lớn quá, mồ hôi thoát

ra ngoài da bay hơi kém hơi hoặc thậm chí không bay hơi

Để thấy vai trò của độ ẩm φ có thể tham khảo ở bảng dưới đây tỉ lệgiữa lượng nhiệt cơ thể thải được bằng bay hơi nước (nhiệt ẩm) so với nhiệtthải bằng truyền nhiệt thuần túy (nhiệt điện)

Ngoài hai yếu tố nhiệt độ và độ ẩm, tốc độ lưu chuyển của không khícúng đóng vai trò quan trọng trong trao đổi nhiệt ẩm giữa cơ thể và môitrường

Tốc độ lưu chuyển không khí sẽ làm tăng cường độ tỏa nhiệt và cường

độ tỏa chất Do đó về mùa đông, khi tốc độ lưu chuyển không khí lớn sẽ làm

tăng sự mất nhiệt của cơ thể gây cảm giác lạnh; ngược lại về mùa hè sẽ làmtăng cảm giác mát mẻ; đặc biệt trong điều kiện độ ẩm φ lớn thì tốc độ lưuchuyển không khí chuyển mạnh (có gió trời hoặc có quạt) Đây là thói quencủa người Việt nam do điều kiện khí hậu nóng ẩm, do đó khi thiết kế thônggió và điều hòa không khí cần phải chú ý đến một cách thích đáng tuy nhiêntốc độ gió thích hợp chọn lớn hay bé cũng tùy thuộc nhiệt độ không khí Nếutốc độ lưu chuyển không khí lớn quá mức cần thiết dễ gây mất nhiệt cục bộ,làm cơ thể chống mệt mỏi bảng 1.1 cho các giá trị tốc độ không khí trongphòng theo nhiệt độ Có nhiều cách đánh giá tác dụng tổng hợp của ba yếu tốtrên để tìm ra miền trạng thái với khí hậu thích hợp với điều kiện sống củacon người (gọi là “điều kiện thích nghi”) Tuy nhiên, miền tiện nghi cũng chỉtương đối, vì nó còn phụ thuộc vào cường độ lao động và thói quen của từngngười; trong điều kiện lao động nhẹ tĩnh tại, có thể đánh giá điều kiện tiệnnghi theo nhiệt độ hiệu quả tương đương.

Nhiệt độ không khí trong phòng

mùa đông Thq từ 63 đến 71 F ( tức là từ 17,2 đến 21,7 C và mùa hè từ 66 đến

750C (tức là 19 đến 240C), từ đồ thị cũng có thể thấy; khi độ ẩm cao thì nhiệt

độ trong miền tiện nghi giảm

1.3.4 Nồng độ các chất độc hại

Ngoài ba yếu tố t, φ, ω đã nói ở trên, môi trường không khí còn phảiđảm bảo độ trong sạch nhất định, đặc trưng bằng nồng độ các chất độc hại, kíkiệu z, các chất độc hại có trong không khí thường gặp có thể phân thành baloại:

-Bụi là các hạt vật chất kích thước nhỏ có thể thâm nhập vào đườngthở

-Khí CO2 và hơi tuy không có độc tính nhưng nồng độ lớn sẽ làm giảmlượng O2 trong không khí, chúng phát sinh do hô hấp của động thực vật hoặc

do đốt cháy các chất hữu cơ hoặc trong các phản ứng hóa học khác

-Các hóa chất độc dạng khí, hơi (hoặc một số dạng bụi) phát sinh trongquá trình sản xuất hoặc các phản ứng hóa học, mức độ độc hại tùy thuộc vàocấu tạo hóa học và nồng độ từng chất có loại chỉ gây cảm giác khó chịu (do cómùi hôi thối ) có loại gây bệnh nghề nghiệp, có loại gây chết người khi nồng

độ đủ lớn

1.3.5 Độ ồn

Người ta phá hiện ra rằng, khi con người làm việc lâu dài trong khu vực

có độ ồn cao thì cơ thể sẽ suy sụp, có thể gây một số bệnh như: stress, bồnchồn và gây rối loạn gián tiếp khác Độ ồn tác động nhiều đến hệ thần kinh.Mặt khác khi độ ồn lớn có thể làm ảnh hưởng tới mức độ tập trung vào côngviệc hoặc đơn giản hơn là gây khó chịu cho con người

Chất lượng của không khí trong nhà không chỉ được đánh giá qua các

thông số nhiệt, ẩm của không khí mà cón quá mức độ trong sạch và mức ồncủa không khí nữa Vì vậy lọc bụi và tiêu âm trong hệ thống ĐHKK và thônggió cũng là một trong những nhiệm vụ của khâu xử lí không khí.

1.4 Chọn cấp điều hòa trong hệ thống điều không khí

-Khi thiết kế hệ thống điều hòa không khí việc đầu tiên là phải lựa chọn

cấp điều hòa cho hệ thống cần tính Cấp điều hòa thể hiện độ chính xác trạngthái không khí cần điều hòa (nhiệt độ và độ ẩm…) của công trình Có 3 cấpđiều hòa :

-Cấp 1 : Hệ thống điều hòa phải duy trì được các thông số trong nhà ở

phạm vi biến thiên độ ẩm ngoài trời cả mùa hè và mùa đông (phạm vi sai lệch

là 0h), dùng cho các công trình đặc biệt quan trọng

-Cấp 2 : Hệ thống phải duy trì được các thông số ở trong nhà phạm vi

sai lệch là 200h một năm, dùng cho các công trình tương đối quan trọng

-Cấp 3 : Hệ thống điều hòa phải duy trì được các thông số ở trong nhà

ở phạm vi sai lệch không quá 400h một năm, dùng cho các công trình thôngdụng như khách sạn, văn phòng, rạp phim, nhà ở

Cần lưu ý rằng nếu chọn công trình có độ chính xác cao nhất, sẽ kéotheo năng suất lạnh yêu cầu lớn nhất và giá thành của công trình sẽ cao nhất.Ngược lại nếu chọn độ chính xác vừa phải thì giá công trình cũng vừa phải vàcông suất lạnh cũng tương đối cao Chính như vậy hệ thống tại hội trường khu

F chúng ta chọn hệ thống điều hòa cấp 3 vì nó có độ chính xác vừa phải

1.5 Điều kiện nhiệt độ và độ ẩm

1.5.1 Điều kiện môi trường bên ngoài

Nhiệt độ và độ ẩm không khí ngoài trời kí hiệu tN, φN Trạng thái nhiệt

độ ngoài trời được biểu thị bằng điểm N trên đồ thị không khí ẩm chọn thông

số tính toán ngoài trời phụ thuộc vào mùa nóng, mùa lạnh và cấp độ điều hòavừa phải.

Hệ thống điều hòa tại hội trường khu F là hệ thống điều hòa cấp 3 vậycác thông số tính toán ta chọn đối với hệ thống cấp 3 là :

-Mùa nóng tN = tmax, φN = φmax

tmax,φmax : là nhiệt độ và độ ẩm trung bình của tháng nóng nhất theobảng 1.7 (trang 23-TL2), Đà Nẵng tháng nóng nhất tra bảng ta có :

tN = 34,5

φN = φmax = 77%

1.5.2 Điều kiện trong phòng

Nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí trong phòng kí hiệu là tT,

φT là ứng với trạng thái không khí trong phòng được biểu diễn bằng điểm Tcủa không khí ẩm Việc chọn giá trị tT ,φT phụ thuộc vào mùa trong năm, ởViệt Nam nói chung có hai mùa riêng biệt đố là mùa lạnh và mùa nóng Khikhông gian điều hòa tiếp xúc với không khí ngoài trời chỉ qua một vách ngăn

mà không qua một không gian đệm việc chọn thông số tính toán trong nhànhư sau :

-Mùa nóng : độ ẩm tương đối φT 35÷80%

-Nhiệt độ : tT = 28÷300C khi nhiệt độ ngoài trời tN>360C

tT = 24÷270C khi nhiệt độ ngoài trời tN<360C

Ở nước ta, nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời khá cao mà ít điều kiện xâydựng phòng đệm Vì vậy không nên chọn nhiệt độ tính toán trong nhà chênhlệch so với ngoài trời tN-tT = 6÷100C quá lớn

Thông thường người ta chọn như sau :

Độ ẩm tương đối : φT = 60%

Nhiệt độ tương đối : tT = 250C

CHƯƠNG 2 TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT VÀ CÂN BẰNG ẨM

2.1 Phương trình cân bằng nhiệt và ẩm

2.1.1 Phương trình cân bằng nhiệt

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

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

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

Tổng hai thành phần trên gọi là nhiệt thừa :

Qt = ∑Qtỏa + ∑Qtt (Trang 47-TL1)

Trong đó :

Qt : nhiệt thừa trong phòng, W;

∑Qtỏa : nhiệt tỏa ra trong phòng, W;

∑Qtt : nhiệt thẩm thấu từ ngoài vào qua kết cấu bao che do chênhlệch nhiệt độ, W

∑Qtỏa = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8

Q1 : nhiệt tỏa ra từ máy móc;

Q2 : nhiệt tỏa từ đèn chiếu sáng;

Q3 : nhiệt tỏa từ người;

Q4 : nhiệt tỏa từ bán thành phẩm;

Q5 : nhiệt tỏa từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt;

Q6 : nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính;

Q7 : nhiệt tỏa do rò lọt không khí vào phòng;

Q8 : nhiệt tỏa do nhiệt truyền qua kết cấu bao che;

Để duy trì chế độ nhiệt trong không gian điều hòa, trong kỹ thuật điềuhòa không khí người ta phải cấp cho hệ 1 lượng không khí có lưu lượng Gq

(kg/s) ở trạng thái V (tv, φV) Như vậy lượng không khí này đã lấy đi từ phòngmột lượng nhiệt bằng QT Ta có phương trình cân bằng nhiệt như sau :

QT = Gq.(IT – IV)

Gq : lưu lương thải nhiệt thừa, kg/s.

2.1.2 Phương trình cân bằng ẩm

Hệ điều hòa chịu các nhiễu loạn về ẩm như sau :-Ẩm tỏa từ các nguồn bên trong hệ : ∑Wtỏa

-Ẩm thẩm thấu qua kết cấu bao che : ∑Wtt

Tổng hai thành phần trên gọi là ẩm thừa :

GW : lượng thải ẩm thừa, kg/s

2.2 Xác định lượng nhiệt thừa

2.2.1.Nhiệt do máy móc thiết bị toả ra Q 1

Máy móc và thiết bị điện gồm hai dạng khác nhau:

- Máy có sử dụng động cơ điện: động cơ điện biến đổi động năng thành

cơ năng làm chuyển động phần kết cấu cơ khí nhằm thực hiện một thao tácnào đó Ví dụ như động cơ quạt, bơm, máy nén

- Thiết bị điện là những thiết bị tiêu thụ điện năng dùng để sấy, sưởihoăc duy trì hoạt động của một hệ thống máy móc nào đó Ví dụ các điện trở,máy vi tính, tivi

P : là công suất của các thiết bị đã ghi trên máy, W

Máy vi tính : 200 W=0,2 kW

Đầu đĩa : 100W = 0,1 KW

Âm ly : 100W = 0,1 KW

Loa : 50W = 0,005 KW

Trong hội trường có một máy vi tính 200W,một đầu đĩa 100W,một âm

ly 100W,bốn loa công suất 50W

Vậy tổn thất nhiêt do máy móc thiết bị toả ra:

Q1 = 1.200 + 1.100 + 1.100 + 4.50 = 600 W=0,6 KW

2.2.2.Nhiệt toả ra từ các nguồn sáng nhân tạo:Q 2

Nguồn sáng nhân tạo ở đây đề cập là nguồn sáng từ các đèn điện.Có thểchia đèn điện ra hai loại : Đèn dây tóc và đèn huỳnh quang thì hầu hết nănglượng điện sẽ biến thành nhiệt

Nhiệt do các nguồn sáng nhân tạo tỏa ra chỉ ở dạng nhiệt hiện

Một số vấn đề thường gặp trên thực tế là khi thiết kế không biết bố tríđèn cụ thể như thế nào hoặc người thiết kế không có điều kiện khảo sát chitiết toàn bộ công trình,hoặc không có kinh nghiệm về cách bố trí đèn của cácđối tượng.Trong trường hợp này có thể chọn theo điều kiện đủ chiếu sáng cho

ở bảng 3.2 (Trang 54-TL1)

Hội trường có công suất chiếu sáng là 24 W/m2

Như vậy tổn thất do nguồn sáng nhân tạo,trong trường hợp này đượctính theo công thức :

Trong quá trình hô hấp và hoạt động cơ thể người ta tỏa nhiệt, lượng

nhiệt do người toả ra phụ thuộc vào trạng thái, mức độ lao động, môi trườngkhông khí xung quanh, lứa tuổi Nhiệt do người toả ra gồm 2 phần: một phầntoả trực tiếp vào không khí, gọi là nhiệt hiện qh, một phần khác làm bay hơitrên bề mặt da, lượng nhiệt này toả vào môi trường không khí làm tăngentanpi của không khí mà không làm tăng nhiệt độ của không khí gọi là lượngnhiệt ẩn qw, tổng 2 lượng nhiệt này gọi là lượng nhiệt toàn phần do người toả

qh, qw, q: nhiệt hiện, nhiệt ẩn và nhiệt toàn phần do 1 người tỏa ra trong

1 đơn vị thời gian Xác định theo Bảng 3.5 trang 57-TL1 lấy nhiệt thừa trungbình, đối với từng loại phòng và nhiệt độ của mỗi phòng Ở đậy là hội trườngnên ta lấy:

q = qh + qw = 50 + 50 = 100 W/người Vậy nhiệt toàn phần do người tỏa ra Q3 = n.q.10-3 = n.100.10-3 ,KW

Mà phòng có sức chứa 357 ghế ngồi, cộng thêm lượng người bổ sung như:dội văn nghệ, dàn nhạc khoảng 20 người, như vậy số người lớn nhất là 377người.

Vậy Q3 = 377 100 10-3 = 3,77 KW

2.2.4.Nhiệt do sản phẩm mang vào:Q 4

Tổn thất nhiệt dạng này chỉ có trong xí nghiệp, nhà máy, ở không gian

thiết kế là hội trường nên :

Q4 = 0

2.2.5.Nhiệt toả ra từ bề mặt thiết bị nhiệt:Q 5

Nếu trong không gian điều hòa có thiết bị trao đổi nhiệt, chẳng hạn như

lò sưởi, thiết bị sấy, ống dẫn hơi thì có thêm tổn thất do tỏa nhiệt từ bề mặtnóng vào phòng

Tuy nhiên trên thực tế ít xảy ra vì khi điều hòa thì các thiết bị nàythường phải ngưng hoạt động Do vậy trong trường hợp thiết kế này:

Q5 = 0

2.2.6.Nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng: Q 6

Nhiệt bức xạ xâm nhập vào phòng phụ thuộc kết cấu bao che và đượcchia ra làm hai dạng:

- Nhiệt bức xạ qua cửa kính: Qk

- Nhiệt bức xạ qua kết cấu bao che tường và mái: Qbc

Trong đó :

Qbx - cường độ bức xạ mặt trời trên mặt phẳng chịu bức xạ ứngvới thời điểm tính toán qbx = 426 W/m2

F - diện tích cửa kính chịu bức xạ m2 ; F = 16  1 = 16 m2

1 - hệ số kể đến độ trong suốt của kính, 1 = 0,9

2 - hệ số kể đến độ bám bẩn của mặt kính, 2 = 0,8

3 - hệ số kể đến mức độ che khuất của cánh cửa, 3 = 0,76

4 - hệ số kể đến mức độ che khuất của tấm che nắng, 4 = 0,7

12 879 844 742 574 338 83 Theo hướng nam giá trị cường độ bức xạ lớn nhất vào lúc 12h rơi vào tháng 9 có giá trị là: 994W/m 2

2 Lượng nhiệt bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che:

- Dưới tác dụng của các tia bức xạ mặt trời, bề mặt bên ngoài cùng củakết cấu bao che sẽ dần dần nóng lên do hấp thụ nhiệt Lưọng nhiệt này sẽ toả

ra môi trường một phần, phần còn lại sẽ dẫn nhiệt vào bên trong và truyềnnhiệt cho không khí trong phòng bằng đối lưu và bức xạ

Ở đây ta bỏ qua lưọng nhiệt bức xạ qua tường Lượng nhiệt truyền quamái do búc xạ và độ chênh lêch nhiệt độ trong phòng và ngoài trời được xácđịnh theo công thức:

Qbc

bx=10-3 0,047.k.F..qbx kcal/h Trong đó:

k: hệ số truyền nhiệt của bộ phận kết cấu bao che nhận nhiệt bức xạ,kcal/m2hK

F: diện tích bộ phận kết cấu bao che nhận nhiệt bức xạ, m2

: hệ số hấp thụ của bộ phận kết cấu bao che nhận nhiệt bức xạ phụthuộc vào tính chất vật liệu, màu sắc và trạng thái bề mặt của chúng được xácđịnh theo (Trang 74-TL1)

- Đối với mặt mái bằng tôn màu sáng =0,8

- Đối với mặt tường bằng gạch tráng men màu trắng =0,26

qbx: cường độ bức xạ mặt trời tại địa điểm xây dựng công trình, kcal/

m2h

Khi bức xạ truyền qua mái thì :

=10 0,047.1,481.0,8.856,076.F

=10-3 47,671.F kcal/h

=10-31,161.47,671.F= 0,005F = 0,005 384= 1,92 kW

Ở đây : k=1,72 W/m2K=1,72.3600.10-3/4,18=1,481 kcal/m2hK hệ sốtruyền nhiệt của trần

qbx=994W/m2 =994.3600.10-3/4,18=856,076 kcal/m2h

Vậy Q6 = Qk + Qbc

bx = 2,61 + 1,92 =4,53 KW

2.2.7.Nhiệt do lọt không khí vào phòng:Q 7

Khi có độ chênh áp suất trong phòng và bên ngoài sẽ có hiện tượng rò

rỉ không khí và luôn kèm theo tổn thất nhiệt Việc tính tổn thất nhiệt thườngrất phức tạp do khó xác định chính xác lượng không khí rò rỉ Mặt khác cácphòng điều hòa đòi hỏi phải kín Phần không khí rò rỉ có thể coi là một phầnkhí tươi cung cấp cho hệ thống

Tra dT theo trạng thái có tT = 24 C, φT = 50% ta được dT = 9g/kgkkkTra dN theo trạng thái có tN = ttbmax = 33,9 C.

- Tổn thất do truyền nhiệt qua trần,mái,tường và sàn(tầng trên):Q81

- Tổn thất do truyền nhiệt qua nền :Q82

F: là diện tích của kết cấu bao che, m

∆t: là hiệu số nhiệt độ tính toán, °C

Do vị trí địa lý của công trình tại Đà Nẵng nên ta chỉ tính toán nhiệtcho mùa hè

∆t =  (tN - tT)

tT: nhiệt độ tính toán của không khí bên trong nhà, °C

tN: nhiệt độ tính toán của không khí bên ngoài, °C

: hệ số kể đến vị trí của kết cấu bao che đối với không khí ngoàitrời Sở dĩ như vậy là vì kết cấu bao che như tường, sàn, mái không phải baogiờ cũng tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài

Vậy ∆t =  (33,9 – 24 ) =9,9., °C Với kết cấu bao che ta

có các thành phần sau:

a Với tường bao trực tiếp tiếp xúc với môi trường không khí bên ngoài Chọn  = 1

Có 2 thành phần :

- FTS : Diện tích tường tiếp xúc với không khí bên ngoài

- FKS : Diện tích kính tiếp xúc với không khí bên ngoài

Xác định hệ số dẫn nhiệt qua tường(Kt) và (Kk):theo Bảng 3.19-TL1Trang 80

-Tường được xây dựng bằng gạch có bề dày 200 mm, hệ số dẫnnhiệt = 0,5 W/m.K và 2 lớp vữa tô có bề dày 0,02 m, có hệ số dẫn nhiệt  =0,8 W/m.K