Thiết kế hệ thống điều hòa không khỉ cho tòa nhà e 75 đinh tiên hoàng bưu điện TP hà nội

Trong đồ án tốt nghiệp của mình, em được giao nhiệm vụ là: “Thiết kế hệ thống điều hòa không khỉ cho tòa nhà E-75 Đinh Tiên Hoàng-Bưu điện TP.Hà Nội” đề tạo ra một môi trường không khí t

1

-MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐÀU 4

CHƯƠNG I: Ý NGHĨA CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CỒNG TRÌNH 5

1.1 Ý NGHĨA CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 5

1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG TRÌNH 8

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM 13

A CHỌN CÁC THÔNG SÓ THIÉT KÉ 13

2.1 CẤP ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 13

2.2 CHỌN CÁC THÔNG SỐ THIẾT KÉ TRONG VÀ NGOÀI NHÀ 14

2.2.1 Cá c thông số tính toán trong nhà 14

2.2.2 Cá c thông sổ tính toán ngoài nhà 16

B TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẢM 17

2.1 NHIỆT HIỆN BỨC XẠ QUA KÍNH (Qn) 18

2.2 NHIỆT HIỆN TRUYỀN QUA MÁI BẰNG BỨC XẠ VÀ DO At.(Q21) 21

2.3 NHIỆT TRUYỀN QUA VÁCH (Q22) 23

2.3.1 Lượng nhiệt xâm nhập qua tường do chênh lệch nhiệt độ: Q22t 23

2.3.2 Lượng nhiệt xâm nhập qua cửa gỗ do chênh lệch nhiệt độ: Q22C 25

2.3.3 Nhiệt xâm nhập qua cửa kính do chênh lệch nhiệt độ: Q22k 25

2.4 NHIỆT HIỆN TRUYỀN QUA NỀN (Q23) 26

2.5 NHIỆT TỞA (Ọ3) 27

2.5.1 Nhiệt hiện tỏa do đèn chiếu sáng: Q31 27

2.5.2 Lượng nhiệt hiện tỏa ra từ các dụng cụ điện: Q 27

- 2 -2.6.2 Nhiệt ẩn do người toả ra 28

2.7 LƯỢNG NHIỆT HIỆN VÀ ẨN DO GIÓ TƯƠI MANG VÀO: QN

29 2.8 LƯỢNG NHIỆT HIỆN VÀ NHIỆT ẢN DO GIÓ LỌT VÀO: Ơ5 29

2.9 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI LẠNH 30

CHƯƠNG III: THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN sơ ĐÒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 54

3.1 THÀNH LẬP Sơ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 54

3.2 TÍNH TOÁN sơ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 56

3.2.1 Điềm gốc và hệ số nhiệt hiện SHF ( Sensible Heat Factor) £ h 56

3.2.2 Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (Room Sensible Heat Factor) £ h f 57

3.2.3 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (Grand Sensible Heat Factor):c ht 58

3.2.4 Hệ số đi vòng BF (Bypass Fator): S BF 59

3.2.5 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF(Effective Sensible Heat Factor): £hef 60

3.2.6 Nhiệt độ đọng sương của thiết bị: ts 61

3.2.7 Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh 61

3.2.8 Lưu lượng không khí qua dàn lạnh 62

CHƯƠNG IV: LỤ A CHỌN, TÍNH TOÁN VÀ BÓ TRÍ CÁC THIẾT BỊ CHÍNH CỦA HỆ THỐNG ĐHKK 70

4.1 CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 70

4.1.1 Hệ thống điều hòa cục bộ 70

4.1.1.1 Máy điều hòa cửa sô 71

4.1.1.2 Máy điều hòa tách 71

4.1.2 Hệ thống điều hòa dạng tổ họp gọn (trừ loại VRV) 72

-3

-4.1.2.1 Máy điều hòa tách 72

4.1.2.2 Máy ãlều hòa nguyên cụm 74

4.1.3 Hệ thống điều hòa trung tâm nuớc: 75

4.1.4 Máy điều hoà VRV 76

4.2 LựA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH CỦA HỆ THỐNG 80

4.2.1 Chọn dàn lạnh (indoor) 80

4.2.2 Chọn dàn nóng (outdoor) 87

4.2.3 Chọn bộ chia gas Refnet 89

4.2.4 Chọn đường ống dẫn môi chất 90

4.2.5 Chọn hệ thống cấp khí tươi 92

4.2.6 Chọn hệ thống điều khiến 94

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN THIÉT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ÓNG DẢN KHÔNG KHÍ 96

5.1 TỔNG QUAN 96

5.2 LựA CHỌN VÀ BỐ TRÍMIỆNG THÒI, MIỆNG HỒI 96

5.2 TÍNH TOÁN THIẾT KÉ ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÔNG KHÍ 98

- 4

-LỜI NÓI ĐẦU

Điều hòa không khí có vai trò rất quan trọng trong đời sống và sản xuất,nhàm mục đích tạo ra môi truờng không khí có các thông số nhiệt độ, độ ẩm, độsạch phù hợp với điều kiện của con người Điều hòa không khí cũng là công cụ

hỗ trợ đắc lực cho nhiều quá trình công nghệ khác nhau

Ngày nay cùng với sự phát triên của khoa học kỳ thuật nói chung, ngành KỳThuật Lạnh và Điều Hòa Không Khí nói riêng cũng đã và đang phát triên mạnh mẽ,đặc biệt trong nhũng năm gần đây nó ngày càng trở lên đặc biệt quan trọng và thậmchí là không thê thiêu trong các ngành khoa học kỹ thuật công nghệ cao, trong sảnxuất như: công nghệ chế biến thủy sản, y tế, điện tử, dệt may, công nghệ sinh học,

cơ khí chính xác Ngoài ra điều hòa không khí là không thể thiếu trong các tòanhà, khách sạn, văn phòng nơi mà nhu cầu về điều kiện tiện nghi của con ngườingày càng được nâng cao

Với đặc điểm khí hậu nóng ẩm như ở nước ta, điều hòa không khí có một ýnghĩa vô cùng quan trọng với đời sống và sản xuất Do đó việc tạo ra một môitrường thích hợp theo nhu cầu của người sử dụng được đặt ra và đó cũng chính lànhiệm vụ của em trong đồ án này

Trong đồ án tốt nghiệp của mình, em được giao nhiệm vụ là: “Thiết kế hệ

thống điều hòa không khỉ cho tòa nhà E-75 Đinh Tiên Hoàng-Bưu điện TP.Hà Nội”

đề tạo ra một môi trường không khí trong lành có nhiệt độ và độ ẩm thích hợp, tạocảm giác thoải mái cho người làm việc

Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong quá trình thực hiện đồ án, song vẫn cònnhững sai sót Em rất mong được sự góp ý của quý thầy cô và bạn bè, đề đồ án của

em được hoàn thiện hơn

Hà nội, ngày 20 thảng 10 năm 2007.

Sinh viên thực hiện

Lê Văn Cường

-5

-CHƯƠNG I

Ỷ NGHĨA CỦA ĐIÈƯ HÒA KHÔNG KHÍ VÀ

ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG TRÌNH

1.1 Ý NGHĨA CỦA ĐIÊU HÒA KHỐNG KHÍ

Từ ngàn xưa con người đã có ý thức tạo ra điều kiện không khí tiện nghixung quanh mình như: mùa đông thì sưởi ấm, mùa hè thì thông gió tự nhiên hoặccường bức Nhưng nói đến kỹ thuật điều hòa không khí (ĐHKK) thì phải kể đến hệthống ĐHKK đầu tiên của tiến sĩ W.H Carrier (1876 - 1950) xây dựng vào năm

1902 ớ một nhà máy giấy Năm 1905 Carrier xây dựng một hệ thống khống chế độ

ẩm, năm 1911 Carrier lần đầu tiên xây dựng ẩm đồ của không khí ẩm và cắt nghĩatính chất nhiệt của không khí ẩm và các phương pháp xử lý để đạt được các trạngthái yêu cầu Ông là người đi đầu trong việc xây dựng cơ sở lý thuyết cũng nhưtrong phát minh, sáng chế, thiết kế chế tạo các thiết bị hệ thống ĐHKK Ngày nayông được gọi là ông tổ của ngành ĐHKK

Trong giới chuyên môn về ĐHKK tồn tại hai thuật ngữ khác nhau của kỳthuật là: ĐHKK toàn phần, được hiểu là khống chế cả nhiệt độ và độ ẩm của khôngkhí mà trước đây được gọi là “Điều tiết không khí” Còn ĐHKK không toàn phần làchỉ khổng chế được một trong hai thông số nói trên, nhưng thông thường là khốngchế nhiệt độ và thường được gọi là “Điều hòa nhiệt độ” Ngày nay, hai thuật ngừnày hầu như không được sử dụng một cách rộng rãi nữa, mà người ta quen dùngthuật ngữ “Điều hòa không khí” và tùy theo trường họp cụ thể mà người ta đánh giámức độ hoàn thiện của hệ thống ĐHKK đang xét

Một cách tông quát thì cụm từ “Điêu hòa không khí” được hiêu là các quátrình xử lý không khí cho không gian trong nhà, trong đó các thông số về nhiệt độ,

độ ẩm tương đối, sự tuần hoàn, lưu thông phân phối không khí và độ sạch đượcđiều chinh trong phạm vi cho trước theo yêu cầu của không gian cần điều hòa,không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết ngoài nhà Theo mục đích, ứng dụng có thể

- 6

-phân chia ra điều hòa tiện nghi và điều hòa công nghệ Theo tính chất quan trọng

của công trình có thể phân chia ra điều hòa cấp 1, cấp 2, cấp 3 Theo kết cấu hệthống chia ra điều hòa cục bộ, điều hòa trung tâm gió, điều hòa trung tâm nước

Điều hòa tiện nghi: là quá trình ĐHKK đáp ứng tiện nghi nhiệt, ẩm của conngười trong phạm vi ổn định, phù hợp với cảm giác nhiệt của cơ the con người,ứng với các trạng thái khác nhau, làm cho con người cảm thấy dễ chịu thoải máikhông nóng bức về mùa hè, rét buốt về mùa đông, bảo vệ được sức khỏe và pháthuy được năng suất lao động cả chân tay lẫn trí óc

Các lĩnh vực của điều hòa tiện nghi là: các dịch vụ như khách sạn, các tòanhà, văn phòng, siêu thị, các cửa hàng, trung tâm thương mại Các công trình nhưrạp hát, rạp chiếu bóng, thư viện, bảo tàng, phòng hòa nhạc, hội trường, nhà thi đấuthể thao, sân vận động, trường học

Chúng ta thấy ở tất cả các nước phát triển trên thế giới, thì ở những vùng hànđới hay nhiệt đới đều cần đến ĐHKK, ĐHKK như là một tiêu chuấn đổ xét về điềukiện chất lượng cuộc sống và sức khỏe cho con người Xét riêng ớ Việt Nam, là mộtnước nhiệt đới nóng ẩm gió mùa Miền Bắc có bốn mùa rõ rệt, nhiệt độ trung bình

và độ âm trung bình cả năm khá cao, cộng với đó là bức xạ mặt trời qua các cửakính, nhất là ở các nhà cao tầng, nhà công sở có kiến trúc hiện đại, diện tích cửalớn, bên trong có nhiều nguồn nhiệt tỏa ra Tất cả các yếu tố đó tổ họp lại làm chonhiệt độ và độ ẩm không khí trong phòng tăng cao, vượt xa so với giới hạn tiện nghicủa cơ thê con người và chỉ có ĐHKK mới giải quyết được vấn đề nhiệt âm nêutrên

Trong y tế, ĐHKK ngày càng được sử dụng rộng rãi Nhiều bệnh viện đãđược trang bị hệ thống ĐHKK trong các phòng điều trị, đe tạo ra môi trường vi khíhậu tối ưu giúp cho bệnh nhân nhanh hồi phục sức khỏe

Điều hòa công nghệ: là ĐHKK phục vụ cho các quá trình công nghệ sảnxuất, chế biến trong các ngành công nghiệp khác nhau Thành phần không khí vàcác thông số vật lý (nhiệt độ, độ âm) là điều kiện cần thiết, nhiều khi là bắt buộc đe

có thê tiến hành nhiều quá trình công nghệ khác nhau của nền công nghiệp hiện đại

Trong ngành cơ khí chính xác, chế tạo dụng cụ đo lường, dụng cụ quang họcthì độ trong sạch, sự ổn định nhiệt độ và độ ẩm của không khí là điều kiện quyếtđịnh cho chất lượng, độ chính xác và độ bền của sản phẩm Neu các linh kiện chitiết tinh vi của máy đo, kính quang học được chế tạo trong điều kiện nhiệt độ và độ

ẩm không ổn định, thì độ co giãn khác nhau về kích thước của chi tiết sẽ làm cho độchính xác của máy móc không đảm bảo, làm cho sản phâm nhiều khi trở thành phếphấm Bụi xâm nhập vào bên trong máy móc tinh vi làm độ mài mòn các chi tiếttăng cao và dụng cụ chóng bị hư hỏng, chất lượng giảm sút rõ rệt, đặc biệt là cácloại kính quang học, đồng hồ

Trong công nghiệp sợi và dệt: ĐHKK có ý nghĩa rât quan trọng Khi độ âmcao, độ kết dính, ma sát giũa các xơ bông sẽ lớn và quá trình kéo sợi sẽ khó khăn,sợi kéo ra không được suôn sẻ, đều dặn Ngược lại, độ ẩm quá thấp làm cho sợi dễ

bị dứt, năng suất kéo sợi sẽ bị giảm Đối với quá trình dệt vải thì độ ẩm phải tươngđối cao đổ sợi khỏi đứt và mặt vải được mịn

Nhiều quá trình công nghệ trong công nghiệp chế biến thực phâm đòi hỏiphải có môi trường không khí thích hợp Ví dụ trong khâu chế biến thịt, sản xuấtgiò, xúc xích nếu độ ấm quá thấp sẽ làm cho sản phâm khô hanh, giảm khối lượng

và chất lượng sản phâm Ngược lại, nếu độ ấm cao cộng với nhiệt độ cao thì đó làmôi trường thuận lợi để vi sinh vật phát triển làm giảm chất lượng hoặc phân hủysản phẩm Mặt khác, nhiệt và ẩm trong phân xưởng chế biến thủy sản tỏa ra tươngđối lớn, nên thường xảy ra hiện tượng đọng sương trên bề mặt kết cấu bao che hoặc

bề mặt thiết bị máy móc công nghệ, gây mất vệ sinh, vì đó là môi trường tốt cho vikhuẩn, vi sinh vật phát triển Do đó phải có hệ thống điều hòa không khí để giảiquyết vấn đề trên

Trong công nghiệp chế biến và sản xuất thuốc lá điếu, có đạt được năng suất

và chất lượng cao hay không là nhờ một phần quan trọng vào hệ thống ĐHKK Vìthuốc lá là loại nguyên liệu rất nhạy cảm với nhiệt độ và độ ẩm của không khí, đặcbiệt là độ ấm Ngoài ra, các nguyên liệu khác như giấy cuốn cũng có tính chất tương

tự, nếu không thỏa mãn điều kiện về nhiệt và ấm thì máy móc hoạt động kém hiệu

quả, điếu thuốc sản xuất ra không đạt chất luợng, sản phẩm có thể bị rỗ đầu và trở

Như vậy, ĐHKK có ý nghĩa rất quan trọng trong mọi lĩnh vục kinh tế, kỹthuật Ngày nay ĐHKK còn được coi như là một tiêu chí để đánh giá chất lượngcuộc sống của xã hội con người Ngành ĐHKK có tác động mạnh mẽ thúc đẩy sựphát triển của hầu hết mọi ngành kinh tế, kỹ thuật, thậm chí nếu như không cóĐHKK thì một sô ngành không thê hình thành và phát triên như ngày nay

1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG TRÌNH

Tòa nhà E-75 Đinh Tiên Hoàng - Bưu điện thành phố Hà Nội là một tòa nhà

có kiến trúc hiện đại gồm 3 tầng, có diện tích mặt bàng rộng khoảng 2328 m2 trongkhuôn viên của bưu điện thành phố Hà Nội trên đường Đinh Tiên Hoàng, mặt tiềnnhìn ra Hồ GưoTn Tòa nhà được xây dựng với mục đích là phục vụ việc truyền tảithông tin liên lạc trong và ngoài nước

Công trình nằm tại trung tâm thành phố Hà Nội và đặc biệt là gần diêm dulịch Hồ Gươm nổi tiếng đã góp phần làm cho cảnh quan của thủ đô thêm hiện đạihơn, to đẹp hơn, đàng hoàng hơn, góp phần nâng cao văn hóa, văn minh, lịch sự đôthị

về kết cấu của công trình được xây dựng theo kiểu nhà khung bê tông cốtthcp và dầm vừng chắc Tường bao gồm hai lóp gạch đó dầy 200mm, bên ngoài trátvữa xi măng dầy 20mm và sơn màu vàng cam Giữa các phòng trong tòa nhà đượcngăn với nhau cũng xây bằng gạch đỏ và trát vữa xi măng Tất cả các tầng đều có

-9-trần giả bàng thạch cao, khoảng cách từ -9-trần bê tông chịu lực tới -9-trần giả là 350mm

Mặt trước của tòa nhà giáp với tòa nhà B - 5 tầng và hai tòa nhà thông với nhau quahành lang

Kính được sử dụng là loại kính một lớp, trong, phẳng, dầy 6mm, bên trongkhông có rèm che Phần lớn các cửa sổ được đặt ở hai bên hông tòa nhà

Tòa nhà được trang bị 3 cầu thang bộ từ ngoài xuống tầng hầm, 2 cầu thang

bộ thông tù’ tầng hầm lên tầng hai, một cầu thang bộ tù’ tầng hai lên tầng ba, một cầuthang máy đi chung với nhà B - 5 tầng

Tầng 1, có diện tích 990 m2, đi từ cầu thang phía sau tòa nhà từ tầng hầm lên

là hành lang và đi vào các phòng thiết bị, văn phòng, phòng thiết bị tông đài, phòngthiết bị truyền dẫn, kho thiết bị

Tầng 2 với diện tích 685 m2, bao gồm 1 kho lưu trữ, các phòng làm việc vàcác phòng lãnh đạo các đơn vị và khu giao dịch quốc tế

Tầng 3 có diện tích là 416 m2, bao gồm một phòng làm việc rộng 326m2, mộtphòng họp rộng 27m2 và 4 phòng lãnh đạo các đơn vị Ở hai bên là mái của khu haitầng và mái khu giao dịch quốc tế

Các kích thước và thông số cụ thê của các phòng trang bị hệ thống điều hòakhông khí được thê hiện trong Bảng 1.1

Công trình được xây dựng tại Hà Nội, nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa ẩm,

vì vậy việc lắp đặt hệ thống điều hòa không khí ở đây là hoàn toàn cần thiết và đòihỏi cao về kĩ thuật Hệ thống điều hòa không khí lắp đặt phải thỏa mãn các yêu cầu

vi khí hậu nhưng không được ảnh hưởng tới kết cấu xây dựng và trang trí nội thấtbên trong toà nhà cùng như các trang thiết bị trong phòng

Hệ thống ĐHKK ớ đây cần phục vụ cho toàn bộ diện tích sử dụng yêu cầu từtầng 1 đến tầng 3 của công trình, bao gồm các văn phòng, các kho, khu hành lang trừ thang máy và thang đi bộ

Hệ thống ĐHKK cần đáp ứng các chỉ tiêu cơ bản sau của điều hòa tiện nghi:

- Đảm bảo các thông sô nhiệt độ, độ âm, độ sạch của không khí theo tiêuchuân tiện nghi của tiêu chuân Việt Nam vê thông gió và ĐHKK

Chức năng

F

1 sàn(m2)

F,(m2)

F 2

(m2)

Fkính(m2)

F

1 cửa(m2)

10 Lượng không khí tươi cần đảm bảo mức tối thiểu là 20m3/h/người

- Không khí tuần hoàn trong nhà phải thông thoáng hợp lý, bố trí các quạthút khí trên trần tránh hiện tượng không khí tù- các khu vệ sinh lan truyền vào hànhlang và vào các phòng, tránh hiện tượng không khí ẩm tù' ngoài vào gây đọng sươngtrong phòng và các thiết bị trong phòng

- Các vùng đệm từ sảnh và hành lang đê tránh sôc nhiệt do chênh lệchnhiệt độ quá lớn giữa trong và ngoài nhà

- Hệ thống ĐHKK cần có khả năng điều chỉnh năng suất lạnh nhàm tiếtkiệm chi phí vận hành Hệ thống ĐHKK làm việc hoàn toàn tự động

- Các thiết bị của hệ thống cần có độ tin cậy cao, vận hành đơn giản, đảmbảo mĩ quan cho công trình

Mùa đông Mùa hè

15,8

Cấp 3

t N ,°C9 N > % t N °C9 N , % hbmax913-915 ttbmin913-915

2.1 CẤP ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ.

Tùy theo mức độ quan trọng của công trình, điều hòa không khí được chialàm 3 cấp như sau:

- Hệ thống điều hoà không khí cấp 1 duy trì được các thông sổ trong nhà ởmọi phạm vi biến thiên nhiệt ẩm ngoài trời cả về mùa hè (cực đại) và mùa đông(cực tiểu)

- Điều hoà không khí cấp 2 duy trì được các thông số trong nhà ở một phạm

vi cho phép với độ sai lệch không quá 200 giờ một năm khi có biến thiên nhiệt ẩmngoài trời cực đại hoặc cực tiểu

- Hệ thống điều hoà không khí cấp 3 duy trì được các thông số trong nhà ớmột phạm vi tương đối rộng, cho phép sai lệch tới 400 giờ trong một năm

Việc chọn cấp điều hòa không khí phụ thuộc vào:

• Yêu cầu về sự quan trọng của điều hòa không khí đổi với công trình

• Yêu cầu của chủ đầu tư

• Khả năng vốn đầu tu ban đầu

Hệ thống điều hòa không khí cấp 1 có độ tin cậy cao nhưng rất đắt tiền nênchỉ sử dụng cho nhũng trường hợp đặc biệt quan trọng, đòi hỏi chế độ nhiệt ẩmnghiêm ngặt như các xưởng sản xuất linh kiện điện tử, cơ khí chính xác, quanghọc

Các công trình có mức độ quan trọng ít hơn thì chọn hệ thống cấp 2, ví dụnhư khách sạn 5 sao

Hệ thống cấp 3 tuy có độ tin cậy không cao nhưng rẻ tiền, nên thường đượcdùng trong các công trình dân dụng như: nơi công cộng, rạp hát, trong xí nghiệpkhông đòi hỏi chế độ nhiệt ẩm nghiêm ngặt, công sở

- 14

-Công trình Tòa nhà E-75 Đinh Tiên Hoàng-Bưu điện TP Hà Nội là toà nhà

sử dụng chủ yếu làm văn phòng làm việc, phòng thiết bị không đòi hỏi nghiêm ngặt

về chế độ nhiệt ẩm (độ chính xác về trạng thái không khí cần điều hoà không cao)nên ta chọn hệ thống điều hoà cấp 3

2.2 CHỌN CÁC THÔNG SỐ THIẾT KÉ TRONG VÀ NGOÀI NHÀ.

2.2.1 Các thông số tính toán trong nhà.

Việc chọn các thông số nhiệt độ và độ ấm trong không gian điều hòa phụthuộc vào mục đích sử dụng của công trình, trạng thái lao động hay nghỉ ngơi TheoTCVN 5687 - 1992, các thông số vi khí hậu thích ứng với trạng thái lao động khác

nhau của con người được giới thiệu trên Bảng 2.1, trong đó: t - là nhiệt độ, (p - là độ theo TCVN 5687 -1992.

Từ Bủng 2.1 ta chọn các thông số tính toán trong nhà:

Mùa hè:

- Độ ẩm tương đối trong nhà : cpT = 65%;

- Nhiệt độ không khí trong nhà : tT = 25°C;

- Độ ẩm tương đối trong nhà : cpT = 65%;

- Nhiệt độ không khí trong nhà : tT = 22°c ;

Mùa hè:

- Độ ẩm tương đối không gian đệm : cpT = 65%;

- Nhiệt độ không gian đệm :tđ = 28,5°C;

- Độ chứa hơi : dđ = 15,8 g/kgkkk;

Mùa đông:

- Độ ẩm tương đối không gian đệm : cpT = 65%;

- Nhiệt độ không gian đệm :t<3 = 17°c ;

-

16-2.2.2 Các thông số tính toán ngoài nhà.

Hình 2.1 giới thiệu cách tính chọn các thông số ngoài nhà cho cấp điều hòa1,2, 3 theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687 - 1992 trên đồ thị I - d của không khí

- ttbmax: nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất, °c.

- ttbmin • nhiệt độ trung bình tháng lạnh nhất, °c.

- (Pi3 -ỉ- (Pi5: độ ẩm lúc 13 -ỉ- 15 giờ của tháng nóng nhất và tháng lạnhnhất, % Độ ẩm cpi3 -ỉ- (p,5 được ghi nhận theo TCVN 4088 - 1985 quy định

Từ Bảng 1.7 [TL1, tr23] ta xác định được các thông số tính toán ngoài trờicho ĐHKK tại Hà Nội

- 17

-Bảng 2.4 : Các thông số tỉnh toán ngoài trời.

B TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM.

Có rất nhiều phương pháp tính cân bàng nhiệt ấm khác nhau đế xác địnhnăng suất lạnh yêu cầu Tuy nhiên có 2 phương pháp phổ biến được áp dụng tínhtoán là phương pháp truyền thống và phương pháp Carrier

Tính toán theo phương pháp Carrier:

Qo = Qt = £Qht +£QâtPhương pháp tính tải lạnh Carrier chỉ khác phương pháp truyền thống ở cáchxác định năng suất lạnh Qo mùa hè và Qs vào mùa đông bàng cách tính riêng tổngnhiệt hiện thừa Qht và nhiệt ấm thừa Qât của mọi nguồn nhiệt toả và thấm thấu tácđộng vào phòng điều hoà

Nguyên lý cơ bản của điều hoà không khí là cấp không khí có trạng tháikhông khí thích họp sau khi đã được xử lý nhiệt - ấm vào phòng, đế khử nhiệt thừa

và ẩm thừa trong phòng và bằng cách đó giữ cho nhiệt độ và độ ẩm của không khíbên trong phòng ổn định ở mức đã chọn tuỳ theo yêu cầu tiện nghi

Ta có thể lập sơ đồ tính toán nguồn nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa theo

phương pháp Carrier như szu(Hình 2.2).

Nhiệt tôn thất do bức xạ Qi, qua kết cấu bao che ọ2 và nhiệt tỏa Q3 chỉ cónhiệt hiện Riêng nhiệt tóa do người, do gió tươi mang vào và gió lọt gồm hai thànhphần là nhiệt hiện và nhiệt ẩn

Các phương pháp lập sơ đồ điều hòa mùa hè, mùa đông cũng như các sơ đồthắng, tuần hoàn một cấp, hai cấp và phun âm bô sung trong gian máy điều hòa

giống như các phương pháp truyền thống, khác biệt duy nhất là tất cả tiến hành trên

đồ thị t - d của không khí ẩm theo Carrier

Hình 2.2: Các nguồn nhiệt hiện và ân chính theo Carrier.

2.1 NHIỆT HIỆN BỨC XẠ QUA KÍNH (Qn)

Các cửa kính của công trình không được bố trí ở tầng 1, mà chỉ được bố tríchủ yếu ớ tầng 2 và một phòng ớ tầng 3 Kính được sử dụng là loại kính một lớp,trong, phang, dầy 6mm, bên trong không có rèm che

Mặt trời mọc hướng Đông, lặn hướng Tây Bức xạ mặt trời tác động vào một

bề mặt tường đứng, nghiêng hoặc ngang là liên tục thay đôi Do kiến trúc của côngtrình mặt sau của tòa nhà quay hướng Đông nên sẽ nhận bức xạ cực đại vào 8 đến 9giờ sáng và kết thúc lúc 12 giờ trưa Phía trước tòa nhà giáp với tòa nhà B-5 tầngnên không nhận bức xạ mặt trời Cửa kính ở tầng hai bố trí ở hai bên hông tòa nhàtức là hướng Nam và hướng Bắc nên bức xạ mặt trời rất hạn chế

■ Fk: là diện tích cửa kính có khung thép, m2.

■ R r: nhiệt bức xạ mặt trời qua kính cơ bản vào phòng, w/m2

Giá trị RT phụ thuộc vào vĩ độ, tháng, hướng của kính, giờ mặt trời, ứng vớihướng Đông, cửa sổ quay về hướng Đông, giá trị bức xạ lớn nhất ghi nhận đạt đượcvào lúc 8 giờ sáng của một ngày nào đó trong tháng 4 hay tháng 8 là 520 w/m2.ứng với cửa sô quay hướng Nam, giá trị bức xạ lớn nhất ghi nhận đạt được vào lúc

12 giờ trưa của một ngày nào đó trong tháng 12 là 470w/m2 ứng với cửa sổ quayhướng Bắc giá trị lớn nhất là 129 w/m2 đạt được vào lúc 17 giờ của một ngày nào

đó trong tháng 6 Bảng 4.1-[TL1]

■ sc: Hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biến t:

1000

H: là độ cao so với mực nước biền, m

Thực tế độ cao so với mực nước biển của Hà Nội khoảng 13m, độ cao củacông trình 3 tầng cao khoảng 12m, nên ớ đây ta chọn giá trị trung bình tính toán chocông trình là H = 20m

=> 8=1 + 0,023 = 1 + 0,023 = 1,00046

■ 8mm: hệ số ảnh hưởng của mây mù ơ đây ta xét bức xạ lớn nhất có nghĩa làtrời không có mây nên £mm = l.[TLl, tri44]

■ Ekh: hệ số ảnh hưởng của khung Vì khung nhôm nên skh = 1,17[TL1, tr 144]

■ 8đs: hệ số kể đến ảnh hưởng của độ chênh giữa nhiệt độ đọng sương củakhông khí quan sát so với nhiệt độ đọng sương của không khí ở trên mặt nước biền

là 20°c, xác định theo công thức:

Khả năng hấp thụ nhiệt của các vật liệu kết cấu bề mặt phụ thuộc vào khốilượng riêng theo bề mặt kết cấu của vật liệu đó (kg/m2sàn), coi gs > 700 kg/m2sàn,tra Bảng 4.7 - [TL1 ] ta được:

2.2 NHIỆT HIỆN TRUYÈN QUA MÁI BẰNG BỨC XẠ VÀ DO At.(Q 21 )

Phòng điều hòa nằm giữa các tầng trong một tòa nhà điều hòa, nghĩa là cảbên trên và dưới đều là phòng điều hòa khi đó At = 0 và Q21 = 0

Tại công trình này tầng 2 và 3 của tòa nhà đều tiếp xúc trực tiếp với bức xạmặt trời

Mái của tòa nhà luôn chịu tác động của bức xạ mặt trời, lượng nhiệt truyềnqua mái vào phòng gồm hai thành phần, do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và dochênh lệch nhiệt độ giừa không khí trong nhà và ngoài nhà

Dưới tác dụng của bức xạ mặt trời, mái hấp thụ nhiệt và dần dần nóng lên.Một phần lượng nhiệt hấp thụ tỏa ngay vào không khí ngoài trời bằng đối lưu vàbức xạ, một phần truyền qua mái vào trong phòng điều hòa và tỏa vào lóp khôngkhí trong phòng bàng dẫn nhiệt và đối lưu

Tùy theo vật liệu cũng như độ dầy của kết cấu mái mà cường độ dòng nhiệttóa vào phòng lớn hay nhó và được tính gần đúng theo biếu thức:

aT: hệ sổ tỏa nhiệt phía trong nhà (= 10 W/m2K);

aN: hệ số tỏa nhiệt phía ngoài nhà (= 20 W/m2K);

õi, Xịi bề dầy và hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu

2.3 NHIỆT TRUYỀN QUA VÁCH (Q 22 )

Nhiệt truyền qua vách cũng có hai thành phần là: do chênh lệch nhiệt độ giữatrong nhà và ngoài trời, do bức xạ mặt trời vào tường (coi bàng không khi tínhtoán) Do kết cấu của công trình mà các phòng điều hòa có vách tiếp xúc trục tiếpvới không khí ngoài trời, có vách tiếp xúc với không khí ỏ' hành lang, có vách tiếpxúc gián tiếp với không khí bên ngoài qua lối cầu thang

Nhiệt truyền qua vách được tính theo biểu thức:

Q22 = XQ22Ì = kj.Fj.At = Q2 2t + Q22C + Q22k,w

Q2 2i- nhiệt truyền qua tường, cửa gồ, kính;

kị.- hệ số truyền nhiệt của tường, cửa gỗ, kính;

Fj.- diện tích tường, cửa gỗ, kính

2.3.1 Lưọng nhiệt xâm nhập qua tường do chênh lệch nhiệt độ: Q 22t

aN = 20 W/m : K- hệ số toả nhiệt phía ngoài tường tiếp xúc với không khí bên

ngoài, OÍN =10 W/rnK khi tường tiếp xúc gián tiếp với không khí bên ngoài;

aT = 10 W/m 2 K\ hệ sổ toả nhiệt phía trong nhà;ỗj: độ dày lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường;

Hình 2.4: Kết cấu tường hao.

Neu tuờng tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời thì ta có

1 11 1vua , g acn , x1 ị_ 2- 0,02 0,2 1 _|_ l _j

At’ = tN - tT = 28,5 - 25 = 3,5°c.

Đối với không gian ở hành lang ta chi tính nhiệt xâm nhập vào qua vách tiếpxúc trực tiếp với không khí ngoài trời, vách tiếp xúc với không gian điều hòa takhông tính Độ chênh lệch nhiệt độ ỏ' hành lang và không khí ngoài trời là:

25

-2.3.2 Lượng nhiệt xâm nhập qua cửa gỗ do chênh lệch nhiệt độ: Q 22t

Ta tính theo công thức:

Qi 2 c = kG.Fcửa.At, w

kG: hệ số truyền nhiệt của cửa gồ;

Fcửa: diện tích của cửa gồ;

At: độ chênh nhiệt độ giữa hai bên của cánh cửa

Trong tòa nhà có 3 loại cửa gỗ được sử dụng, 3 loại cửa này có chiều dầy là40mm, có chiều cao 2,5m, chỉ khác nhau về chiều rộng cửa và số cánh Một loạicửa một cánh rộng 0,8m (2m1 2), một loại cửa hai cánh rộng lm (2,5m2), một loại cửahai cánh rộng l,2m (3m2) Các cửa được mở thông qua các không gian điều hòa thìkhông cần xét đến do không có sự tốn thất nhiệt qua đây Các cửa được mở ra ngoàihành lang thì có At = 3,5°c, ta có thể chọn kG = 2,23 w/m2.độ, theo Bảng 4.11 [TL1 ]

Tính ví dụ cho phòng 202:

Diện tích cửa mở ra hành lang: Fcửa = 6 m2

Q22c 202= 2,23.6.3,5 =46,8 w

Giá trị và kết quả tính toán cho các phòng khác trình bày trong Bảng 2.10

2.3.3 Nhiệt xâm nhập qua cửa kính do chênh lệch nhiệt độ: Q 22k

Q22k — k.Fk.At, w

Trong đó:

Fk: là diện tích cửa kính, m2;At: độ chênh lệch nhiệt độ trong và ngoài không gian điều hòa, (7,8°C);k: Hệ số truyền nhiệt, w/m2.độ

Tính ví dụ cho phòng 202 :

Diện tích kính Fkính = 14 m2

=> Q 22 k 202 = 6,83.14.7,8 = 745,8 w.

Giá trị và kết quả tính toán cho các phòng khác trình bày trong Bảng 2.11

2.4 NHIỆT HIỆN TRUYỀN QUA NÈN (Q 23 )

Nhiệt truyền qua nền được tính theo biêu thức:

Q23= k.Fs.At]vỊ, w.

Fs: diện tích mặt sàn, m2;k: hệ số truyền nhiệt của nền, W/m2K;

AtN: có hai trường họp:

- Nếu phía dưới sàn là phòng điều hòa thì AtN = 0;

- Neu phía dưới sàn là tầng hầm thì AtN = 0,5.(tN - tT) = 3,9°c.

Do phía dưới tầng 2 và 3 là các không gian điều hòa nên chỉ có Q23 truyềnqua nền từ tầng hầm vào tầng 1 Ket cấu của nền tầng 1 là sàn bê tông dầy 300 mm,

ở trên có lớp vữa dầy 25mm và được lát bàng gạch Vinil dầy 3mm Tra Bảng 4.15[TL1 ] ta được hệ số truyền nhiệt của nền k = 2,15 W/m2K

Giá trị và kết quả tính toán cho các phòng khác trình bày trong Bảng 2.14

2.5.2 Lượng nhiệt hiện tỏa ra từ các dụng cụ điện: Q32

Nhiệt hiện toả ra do máy móc và dụng cụ điện như tivi, radio, máy tính, bàn

là, trong gia đình hoặc văn phòng là các loại không dùng động cơ điện có thểtính như nguồn nhiệt toả ra do chiếu sáng

Q32 = ZNị, w

Ni.- công suất điện ghi trên thiết bị, w

Do trong phòng không có động cơ nên không có nhiệt do máy móc toả ra màchỉ có nhiệt do máy tính, máy phô to, máy in và một số thiết bị sử dụng khác toả ra.Nhưng chủ yếu do máy vi tính toả ra, do một số máy khác không sử dụng liên tụchay công suất không đáng kể Công suất trung bình của máy vi tính khoảng 250w

Tính ví dụ cho phòng 102:

Phòng 102 có 5 bộ máy tính

=> Q32,02 = 5.250 = 1250 w

Giá trị và kết quả tính toán cho các phòng khác trình bày trong Bảng 2.15

2.6 NHIỆT HIỆN VÀ ẨN DO NGƯỜI TỎA RA (Q 4 )

2.6.1 Nhiệt hiện do người toả ra

Nhiệt hiện do người tỏa ra chủ yếu bàng đổi lưu và bức xạ, được xác địnhtheo biếu thức:

- 28

-Q4h = n qh, w

n - số người trong phòng (người);

qh - nhiệt hiện toả ra từ một người (W/người)

Tra Bảng 4.18 [TL1] ta được: qh = 65 w/người số lượng nhiệt thải này tínhcho nam giới trưởng thành, phụ nữ và trẻ em tính bàng khoảng 85% nam giới

Tại các văn phòng làm việc, do tính chất của công việc văn phòng và tỉ lệgiữa nam giới và nữ giới có thê thay đôi do chuyên công tác Nên ta chọn địnhhướng tỉ lệ nam giới và nữ giới làm việc tại mồi phòng làm việc là khoảng 70%nam và 30% nữ

Còn tại các phòng lãnh đạo, các phòng thiết bị chỉ có 1 người làm việc nên tacoi như là nam giới

Mặt khác, do là công trình lớn nên ta nhân thêm hệ số tác dụng không đồngthời nđ Đối với văn phòng ta chọn nđ = 0,9.[TL1, 174]

2.6.2 Nhiệt ấn do người toả ra

ọ4â = n qâ, w

n - số người trong phòng (người);

qâ - nhiệt ân toả ra từ một người (W/người)

Tra Bảng 4.18 [TL1] ta được: qâ = 65 w/người Phụ nữ và trẻ em cũng tínhbằng khoảng 85% nam giới

Thể tích

phòng (m3)

2.7 LƯỢNG NHIỆT HIỆN VÀ ẨN DO GIÓ TƯƠI MANG VÀO: Q N

Phòng điều hòa luôn phải được cung cấp gió tươi đe đảm bảo đủ lượng oxicần thiết cho người trong phòng Gió tươi có trạng thái ngoài trời N với entanpi IN,nhiệt độ tN, ẩm dung dN, lớn hơn không khí trong nhà do đó khi đưa vào phòng, giótươi sê tỏa ra lượng nhiệt hiện QhN và nhiệt ẩn QâN

QhN = l,2.n.l.(tN - tT), wQâN = 3,0.n.l.(dN - dr), wTrong đó:

n: là số người làm việc trong không gian điều hòa;

1: là lượng không khí tươi cần cho 1 người trong một giây (1/s);

1 = 7,51/s = 27m3, lấy theo giá trị định hướng Bảng 4.19 [TL1];

tN, tT: là nhiệt độ ngoài và trong không gian điều hòa (°C);

Giá trị và kết quả tính toán cho các phòng khác trình bày trong Bảng 2.17

2.8 LƯỢNG NHIỆT HIỆN VÀ NHIỆT ẨN DO GIÓ LỌT VÀO: Qs

Tuy không gian điêu hòa được làm kín đê chủ động kiêm soát lượng gió tươicấp cho không gian điều hòa nhàm tránh tổn thất năng lượng, nhưng vẫn có hiệntượng gió lọt qua các khe cửa và khi mở cửa ra vào Hiện Urợng này xẩy ra càng

-30-mạnh khi độ chênh lệch nhiệt độ, áp suất, vận tốc gió trong và ngoài không gian

điều hòa càng cao, khe cửa hở càng lớn và số lần mở cửa nhiều

Nhiệt hiện và nhiệt ẩn được xác định:

Q5h = 0,39.ạ.V.(tN-tT), w

Q5â = 0,84.ạ.V.(dN-dT), wTrong đó:

V: là thể tích phòng, m3;

tN, tT: là nhiệt độ ngoài và trong không gian điều hòa (°C);

dN, dT: độ chứa hơi ngoài và trong không gian điều hoà (g/kgkkk);

là hệ số kinh nghiệm xác định theo Bảng 2.6 (Bảng 4.20 [TL1 ])

F|đnh(m2) (W/m2)

Q.1(W)

-Bảng 2.9: Nhiệt hiện truyền qua tưcxng (tiếp)

: Diện tích tường bao tiếp xúc trục tiếp với không khí ngoài trời và không

gian ở hành lang

- 36

-Bảng 2.10: Nhiệt hiện truyền qua cửa gô

Fkính(m2)

At(°C)

Q22k(W)

Sảnh 1248,4 0,0 0,0 1248,4

Tầng

F

1 sàn(m2)

QâN(W)