Đồ án thiết kế điều hòa không khí cho xưởng may

Đồ án môn học thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho phân xưởng may sử dụng Water Chiller giải nhiệt gió, AHU. Phân xưởng nằm tại Quảng Bình. Diện tích sử dụng 2100 m2. Bản vẽ được đính kèm dưới đây.

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TIỆN NGHI

CHO XƯỞNG MAY

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Xuân Đạt Lớp : Kỹ thuật Nhiệt – Lạnh 02 K57

Số hiệu sinh viên : 20120246 Giáo viên hướng dẫn : Th.S Trịnh Viết Thiệu

Hà Nội - 2016

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 MÔ TẢ CÔNG TRÌNH VÀ LỰA CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 3

1.1 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH 3

1.2 LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 4

1.2.1 Chọn cấp điều hòa 4

1.2.2 Chọn thông số tính toán trong nhà 4

1.2.3 Chọn thông số tính toán ngoài trời 5

1.2.4 Gió tươi 5

1.2.5 Độ ồn cho phép, hàm lượng chất độc hại cháy nổ 5

1.3 MỤC TIÊU THIẾT KẾ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ, THÔNG GIÓ CHO TOÀN NHÀ 5 CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM VÀ LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ MÙA HÈ 6

2.1 TÍNH TOÁN NHIỆT-ẨM THỪA 6

2.1.1 Tính cân bằng nhiệt 6

2.1.2 Tính toán lượng ẩm thừa 17

2.1.3 Kiểm tra đọng sương trên vách 19

2.2 THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ MÙA HÈ 20

2.2.1 Chọn sơ đồ điều hòa không khí mùa hè 20

2.2.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống theo sơ đồ tuần hoàn một cấp 20

2.2.3 Tính toán sơ đồ điều hòa không khí một cấp mùa hè 23

CHƯƠNG 3 TÍNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 26

3.1 LỰA CHỌN HỆ THỐNG 26

3.2 TÍNH CHỌN MÁY 26

3.3 CHỌN DÀN TRAO ĐỔI NHIỆT 27

3.4 TÍNH CHỌN MIỆNG THỔI, MIỆNG HỒI 29

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN THỦY LỰC HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG GIÓ 31

4.1 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN 31

4.2 TÍNH TOÁN THỦY LỰC ĐƯỜNG ỐNG GIÓ 31

4.2.1 Lựa chọn tốc độ không khí trên đường ống 31

4.2.2 Tính toán thủy lực đường ống gió của Xưởng may 31

4.2.3 Tính toán thủy lực đường ống gió của Kho chứa 35

4.2.4 Tính toán thủy lực đường ống gió của khu Văn phòng 37

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG DẪN NƯỚC 40

5.1 HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG DẪN NƯỚC 40

5.1.1 Chọn hệ thống đường ống dẫn nước 40

5.1.2 Vật liệu đường ống 40

5.1.3 Van và các phụ kiện 40

5.1.4 Sự giãn nở vì nhiệt của các loại đường ống 40

5.1.5 Giá đỡ đường ống 41

5.2 TÍNH TOÁN ĐƯỜNG ỐNG DẪN NƯỚC VÀ CHỌN BƠM 41

5.2.1 Lưu lượng nước yêu cầu 41

5.2.2 Chọn tốc độ nước trên đường ống 41

5.2.3 Xác định đường kính ống dẫn 42

5.2.4 Tính tổn thất áp suất đường ống nước lạnh 42

5.2.5 Chọn bơm nước lạnh 44

KẾT LUẬN 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO 48

PHỤ LỤC 49

CHƯƠNG 1

MÔ TẢ CÔNG TRÌNH VÀ LỰA CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN

1.1 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

Xưởng sản xuất của công ty may ABC tại Đồng Hới – Quảng Bình được xâydựng trên diện tích 2880 mét vuông cao 6 mét với 1 tầng sản xuất gồm: xưởng cắt,xưởng may, xưởng là – đóng gói, kho vải, kho thành phẩm Ngoài ra còn có các phòngđiều hành sản xuất: phòng Giám Đốc, phòng Chuyên gia, phòng Nghiệp vụ, phòngKiểm tra chất lượng, khu vệ sinh

Xưởng được xây dựng với kết cấu bê tông cốt thép, hướng cửa chính là hướngĐông Nền được đổ bể tông cốt thép và lát gạch granito Dưới nền là đất Mặt bằngphục vụ sản xuất và văn phòng làm việc của cán bộ nhân viên công ty Mái được đổ bêtông cốt thép, tầng mái bố trí bể nước và tháp giải nhiệt cho hệ thống điều hòa khôngkhí Khu sản xuất và khu văn phòng có trần giả bằng thạch cao, khoảng không giantrần giả có chiều cao 1 mét Tường bao xung quanh được là tường bao bằng gạch xây300mm có trát vữa Hệ thống chiếu sáng bằng đèn điện, kết hợp ánh sáng tự nhiên từcửa sổ được làm bằng kính khung nhôm có rèm che, tránh ánh nắng trực tiếp rọi vàophân xưởng Giữa các phân xưởng là hành lang tạo không gian đệm và được ngăn cáchbằng vách gạch xây 100mm có trát vữa

Diện tích không giản sử dụng điều hòa trong phân xưởng được thống kê trongbảng 1.1:

Bảng 1.1 Thống kê diện tích sử dụng điều hòa của tòa nhà

STT Phòng (Phân xưởng) phòng, phân Ký hiệu

xưởng

Diện tích F (m 2 )

Chiều cao (m)

Số người (n)

2 Kho thành phẩm, khonguyên liệu K1 581 3,5 20

Bảng 1.2 Thống kê diện tích tường, cửa, kính của phòng (xưởng) sử dụng điều hòa

Ngoài trời

Phòng đệm

Ngoài trời

độ ngoài trời là rất khó

- Việc lựa chọn điều hòa cấp 1 hoặc cấp 2 thì chi phí đầu tư lắp đặt và vận hành

hệ thống là rất lớn, rất lãng phí so với mức độ quan trọng của công trình

1.2.2 Chọn thông số tính toán trong nhà

Thông số tính toán trong nhà theo yêu cầu:

1.2.3 Chọn thông số tính toán ngoài trời

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

5687 – 2010 Đối với hệ thống điều hòa không khí cấp 3 trạng thái không khí ngoài trờiđược chọn với độ sai lệch m = 400 h/năm như sau:

Vào mùa hè tN =36,0 °C; ϕN = 51,0 %

Tra đồ thị I – d ta được: IN = 85,59kJ/kg; tưN = 27,28 °C; tsN = 24,75 °C; dN =17,76 g/kg

Vào mùa đông tN = 13,9; ϕN = 90,8 %

Tra đồ thị I – d ta được: IN = 36,58 kJ/kg; tưN = 12,92 °C; tsN = 12,45 °C; dN

= 8.98 g/kg

1.2.4 Gió tươi

Gió tươi là lượng gió cần thiết cấp cho không gian điều hòa để đảm bảo ôxy chocon người hoạt động bình thường đơn vị tính là m3/h/người hoặc m3/h/m2sàn Theo tiêuchuẩn Việt Nam TCVN 5687-2010 lượng gió tươi cho một người một giờ đối với côngtrình văn phòng, công sở là 25 - 30 m3/h/người

1.2.5 Độ ồn cho phép, hàm lượng chất độc hại cháy nổ.

Độ ồn là một yếu tố quan trọng gây ô nhiễm môi trường nên độ ồn cần đượckhống chế, theo bảng 1.6 tài liệu [1] thì mức ồn cực đại cho phép là 55 dB Hàm lượngchất độc hại, bụi, cháy nổ được tuân theo các tiêu chuẩn Việt Nam

1.3 MỤC TIÊU THIẾT KẾ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ, THÔNG GIÓ CHO

TOÀN NHÀ

Hệ thống điều hòa không khí lắp đặt tại phân xưởng phải thỏa mãn điều kiện saocho người lao động được thoải mái, đồng thời chế độ bảo quản sản phẩm phải nằmtrong giới hạn tiêu chuẩn Như vậy thì năng suất lao động mới được đảm bảo và cácsản phẩm không bị ẩm mốc trong suốt quá trình sản xuất và bảo quản

Hệ thống điều hòa không khí được lắp đặt để phục vụ tất cả các xưởng sản xuất

và các phòng điều hành, bao gồm: Kho nguyên liệu, kho thành phẩm, xưởng may, vàkhu văn phòng

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM VÀ LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA

Theo biểu thức 3.1 tài liệu [1] ta có phương trình cân bằng nhiệt:

Qt = Qtoả + Qtt

Qt - nhiệt thừa trong phòng

Qtoả - nhiệt toả ra trong phòng

Qtt - nhiệt thẩm thấu từ ngoài vào qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ

Qtoả = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8

Q1- nhiệt toả từ máy móc;

Q2- nhiệt toả từ đèn chiếu sáng;

Q3- nhiệt toả do người;

Q4- nhiệt toả từ bán thành phẩm;

Q5- nhiệt toả từ thiết bị trao đổi nhiệt;

Q6- nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua cửa;

Q7- nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua bao che;

Q8- nhiệt toả do dò lọt không khí qua cửa;

Qtt = Q9 + Q10 + Q11 + Qbs

Q9- nhiệt thẩm thấu qua vách;

Q10- nhiệt thẩm thấu qua trần (mái);

Q11- nhiệt thâm thấu qua nền;

Qbs – nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách

2.1.1.1 Nhiệt toả ra từ máy móc: Q 1

Trong xưởng may thực tế có rất nhiều các loại máy móc, thiết bị tỏa nhiệt khácnhau Nhưng ở đồ án này để tính toán ở mức đơn giản ta quy về 02 loại máy móc chính

là thiết bị văn phòng gồm máy tính, máy in và thiết bị sản xuất là máy may công

nghiệp

a Nhiệt tỏa ra từ thiết bị văn phòng

Đối với thiết bị văn phòng thì ta lấy số máy tính bằng số người trong một phòng

và mỗi phòng có một máy in Công suất tỏa nhiệt của các thiết bị điện tử lấy đúng bằngcông suất điện của thiết bị Công suất của máy tính là 250 W, của máy in là 100 W.Vậy nhiệt tỏa do thiết bị của một văn phòng được tính theo biểu thức:

Q1vp = 250.n + 100 (W), với

- n = số người trong một văn phòng

b Nhiệt toả ra từ thiết bị sản xuất

Theo biểu thức 3.12 tài liệu [1], ta có

Q1mm=Nđc.Ktt.Kđt.( 1

❑ - 1+ KT ) , W

- Nđc là công suất động cơ máy may

- Kpt là hệ số phụ tải, bằng tỷ số giữa công suất thực của máy trên công suấtđộng cơ lắp đặt, Kpt = Nff/Nđc

- Kđt là hệ số đồng thời, Kđt = Nii/ Ni

-  là hiệu suất làm việc thực của đông cơ máy may

- KT là hệ số thải nhiệt Hầu hết các động cơ làm việc ở chế độ biến động năngthành cơ năng đều lấy KT =1 Trường hợp động cơ quạt gió mà động cơ ở trong phòng,ống gió bên ngoài lấy KT = 0.1; bơm có động cơ ở trong phòng, ống nước bên ngoàilấy KT =0.2;

Công suất may may công nghiệp là Nđc = 250W Hệ số phụ tải chọn Ktt= 0.8, suy

ra hệ số hiệu chính Khc = 1 Chọn hệ số đồng thời Kđt= 0.9 Với động cơ có công suất

≤ 500 W ta lấy gần đúng đc= 0.75 vậy η = 0,75.1 = 0,75 Hệ số thải nhiệt là KT= 1.Vậy Q1mm=Nmm.Ktt.Kđt.( 1

Bảng 2.1 Nhiệt tỏa từ máy móc Q 1 , W

Phân xưởng,

Tổng Q 1 = 97950 W

2.1.1.2 Nhiệt toả ra từ đèn chiếu sáng Q 2

Nhiệt tỏa ra từ đèn chiếu sáng đã cho Q 2 = 130 kW.

2.1.1.3 Nhiệt toả ra từ người Q 3

Nhiệt do người toả ra được tính bằng số lượng người trong phòng nhân với nhiệtlượng do một người toả ra

Q3=n.q ,kW

- q là nhiệt toả ra từ một người(w/người) và được xác định theo bảng 3.1 tàiliệu [1]

- n là số người trong không gian điều hòa

May mặc thường được coi là lao động trung bình Tại nhiệt độ điều hòa là 24 °C

ta có q = 171 W/người Do các phân xưởng may đa phần là phụ nữ nên lượng nhiệt domột người phụ nữ toả bằng lượng nhiệt của một người đàn ông nhân với hệ số 0.85 Tại 02 kho của xưởng may coi là lao động nặng, ta có q = 250W/người

Khu văn phòng coi là có trạng thái tĩnh tại q = 84W/người

Do xưởng may đa phần là phụ nữ nên lượng nhiệt do một người phụ nữ toả bằnglượng nhiệt của một người đàn ông nhân với hệ số 0.85

Do xưởng may đa phần là phụ nữ nên lượng nhiệt do một người phụ nữ toả bằnglượng nhiệt của một người đàn ông nhân với hệ số 0.85

Bảng 2.2 Nhiệt tỏa ra do người Q3, W

Phân xưởng,

Tổng Q 3 = 53192 W 2.1.1.4 Nhiệt toả từ bán thành phẩm Q 4

Q4 = 0 do vải không thu hay tỏa nhiệt

2.1.1.5 Nhiệt toả ra từ các thiết bị trao đổi nhiệt Q 5

Q5 = 0 do trong phòng không bố trí thiết bị trao đổi nhiệt

2.1.1.6 Nhiệt toả ra từ bức xạ mặt trời qua kính Q 6

Nhiệt tỏa ra từ bức xạ mặt trời qua kính được tính theo biểu thức gần đúng

- 3 : hệ số khúc xạ Chọn kính 1 lớp khung kim loại 3 = 0.75

- 4 : hệ số tán xạ do che nắng Chọn với kính có rèm che trong 4 = 0.7

Bảng 2.3 Nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng Q 6

2.1.1.7 Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che Q 7

a Tính toán hệ số truyền nhiệt cho kết cấu bao che.

Thành phần nhiệt tỏa vào phòng do bức xạ mặt trời qua làm cho kết cấu bao chenóng hơn mức bình thường, ở đây chủ yếu tính cho mái Nhiệt tỏa do chênh lệch nhiệt

độ không khí trong nhà và ngoài nhà tính theo Qtt (Nhiệt thẩm thấu)

Ta sử dụng biểu thức gần đúng 3.20 tài liệu [1]:

Q7=0,055.k.F.sI s kW

Trong đó:

- s = 0,61 Tra đối với vật liệu là Fibro xi măng sau 12 tháng sử dụng theo bảng 4.10 tài liệu [1];

- Is = 941 W/m2theo bảng 3.3 tài liệu [1];

- F là diện tích bề mặt mái chịu bức xạ, m2;

- k là hệ số truyền nhiệt qua mái

Hệ số truyền nhiệt qua mái, tường và trần được tính theo công thức sau:

Kết cấu mái gồm nhiều lớp cách nhiệt ghép nối tiếp với nhau:

Hình 2.1 Kết cấu mái của xưởng may

1- Lớp bê tông cốt thép dày δ1 = 100mm Theo bảng 4.11 tài liệu [1] ta có λ1 =1,55 W/mK;

2- Lớp không khí dày δ2 = 1000mm;

3- Lớp trần giả bằng thạch cao có δ3 = 12mm Theo bảng 4.11 tài liệu [1] ta có

λ3 = 0,23 W/mK;

Vì lớp không khí có tính chống nóng lên không thể coi là lớp không khí tĩnh vì cótrao đổi nhiệt đối lưu Vì vậy, muốn xác định λ2 ta cần xác định được nhiệt ododj bềmặt của lớp không khí tw1 và tw2 và nhiệt độ trung bình tf = (tw1 + tw2)/2.

=36−35,231

20−

0,11,55=6,720 W/m2

Vì Gr.Pr > 106 nên theo công thức 5.21 tài liệu [2] ta có hệ số đối lưu tươngđương  = 0,4.(Gr.Pr)f0,2= 24,7292

Vậy hệ số dẫn nhiệt của không khí λ2 = .λ = 24,7292.0,026711394 = 0,66055.Khi đó hệ số truyền nhiệt qua mái

k =

11

10+

0,11,55+

10,66055+

0,0120,23 +

120

Vậy ta nhận giá trị tw2

Kết luận hệ số truyền nhiệt qua mái k = 0,5616 W/m 2 K

Ví dụ tính toán cho phân xưởng cụ thể:

- Xét phân xưởng may (X1) có diện tích mái F = 664 m2

Q7X1= 0,055.k.FX1.sI = 0,055.0,5616.664.0,61.942 = 11785 W

Bảng 2.4 Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che Q 7

Diện tích mái F (m2)

Nhiệt tỏa do không khí lọt qua cửa được tính theo biểu thức

Q8= G8(IN-IT) W, (theo biểu thức 3.22 tài liệu [1]) Trong đó:

- G8 là lượng không khí lọt qua khe cửa mở hoặc khe cửa (Kg/s);

- IN, IT là entanpy của không khí trong nhà và ngoài trời

Ta có thông số entanpi của không khí:

+ ở trong nhà: IT = 50,2 kJ/kg;

+ ở không gian đệm: IĐhè= 67.75 kJ/kg; IĐđông= 39,1 kJ/kg;

+ ở ngoài trời: INhè= 85,59 kJ/kg; INđông= 36,58 kJ/kg.

Đối với lượng không khí rò lọt ta tính theo biểu thức theo hướng dẫn của tài liệu[1]

G8 = ρ.(1,5 ÷ 2)V, kg/h

Trong đó:

- ρ = 1,2 kg/m3 là khối lượng riêng của không khí;

- (1,5 ÷ 2) là hệ số rò lọt không khí Đối với khu sản xuất số lần mở cửa ít lấy1,5, khu văn phòng lấy 2;

- V là thể tích của phòng, m3

Các phân xưởng sản xuất có cửa thông ra trực tiếp ngoài trời nhưng đây là cáccửa thoát hiểm nên ta coi là kín, ta tính toán không khí lọt cho các cửa thông với khônggian đệm Khu văn phòng có cửa lớn thông trực tiếp ra ngoài trời nên ta tính cho lượngkhông khí rò lọt từ ngoài trời trực tiếp vào phòng điều hòa

Phòng Hệ số rò lọt Kích thước Không gian tiếpxúc Q8, W

X1 1,5 1214 3,5 K.gian đệm 134226 -84895K1 1,5 578 3,5 Ngoài trời 128869 -71219P1 2 266 3,5 Ngoài trời 39214 -35431

2.1.1.9 Nhiệt thẩm thấu qua vách Q 9

Nhiệt thấu qua kết cấu bao che tồn tại khi có chênh lệch nhiệt độ giữa khônggian có điều hoà không khí với bên ngoài

Q9=  KiFiti (KW)Trong đó:

F i là diện tích bề mặt thứ i

ki là hệ số truyền nhiệt qua bao che ứng với bề mặt thứ i

ti là độ chênh nhiệt độ trung bình tính toán giữa không khí ngoài trời và trongnhà

+ Nếu vách tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời không có không gian đệm :

 Mùa hè: ti = tN= tN - tT =36 - 24 = 12 K

 Mùa đông: ti = tN = tN - tT = 13,9 – 24 = -10,1 K+ Nếu vách tiếp xúc với không gian đệm

 ti = tĐ = (tĐ - tT) =(30 – 24) = 6 K

 ti = tĐ = (tĐ - tT) = 18 – 24 = - 6 K+Nếu vách tiếp xúc với không gian có điều hoà không khí ti= 0

Tính nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che ở đây ta tính cho tường bao-vách ngăn,cửa gỗ và kính

a Tính nhiệt thẩm thấu qua tường bao-vách ngăn.

Nhiệt thẩm thấu qua tường bao được tính bằng công thức

Q9t = Ft kttt (W)Với kt là hệ số truyền nhiệt qua tường, giá trị kt lấy định hướng theo bảng 3.4 tàiliệu [1]:

+ Tường bao xây bằng gạch 300mm có trát vữa hệ số ktgbao = 1,25 W/m2K

+ Vách ngăn bằng gạch xây 100mm có trát vữa có hệ số kvách = 2,1 W/m2K

Khi đó Q9t= ktgbao.Ftgbao.Δtttgbao + kv.Fv.Δttv

Bảng 2.6 Nhiệt thẩm thấu qua tường bao-vách mùa hè, Q 9 t (W)

Tổng Q 9 t,đông = -13721 W

b Tính nhiệt thẩm thấu qua kính.

Kính sử dụng trong xưởng may là loại kính 5mm 1 lớp có hệ số truyền nhiệt theobảng 3.4 tài liệu [1] kk = 6,12 W/m2K

Ta có biểu thức tính nhiệt thẩm thấu qua kính tương tự như qua vách:

P1 6,12 60,6 -10,1 8,2 -6 -4046

Q 9 t, đông = -13415 W

c Nhiệt thẩm thấu qua cửa gỗ.

Cửa sử dụng trong xưởng may là loại cửa bằng gỗ dày 40mm có hệ số truyềnnhiệt theo bảng 3.4 tài liệu [1] là k = 2,95 W/m2K

- Dải 1 rộng 2m theo chu vi buồng với k 1 = 0,47 W/m2K

- Dải 2 rộng 2m tiếp theo chu vi buồng với k 2 = 0,23 W/m2K

- Dải 3 rộng 2m tiếp theo chu vi buồng với k 3 = 0,12 W/m2K

- Dải 4 là phần cong lại của buồng với k 4 = 0,07 W/m2K

Hiệu nhiệt độ lấy t11= tN - tT =12 K

Diện tích các dải nền được xác định như sau:

xưởng

Kíchthước, m2 F1, m2 F2, m2 F3, m2 F4, m2 Q10hè,

W

Q10đông,WX1 12,8x53,9 306,4 258,4 226,4 448,33 3143,9 -2646K1 10x59,85 279,4 231,4 199,4 0 2502 -2106P1 8,87x31,2 160,3 112,3 80,2 0 1330 -1119

Tổng Q 10 hè = 6860 W; Q 10 đông = -5774 W

2.1.1.12 Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách Q bs

Công trình có độ cao không gian điều hòa là 3,5 m nhỏ hơn 4 mét nên ta khôngcần tính đến nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách

2.1.1.13 Tổng nhiệt thừa của xưởng may.

2.1.2 Tính toán lượng ẩm thừa.

Ẩm thừa trong không gian điều hòa gồm thành phần chính:

Wt = W 1 + W 2 + W 3 + W 4 + W5, kg/s

W 1 - Lượng ẩm do người tỏa ra, kg/s

W 2 - Lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm, kg/s

W 3 - Lượng ẩm do bay hơi từ sàn ẩm, kg/s

W 4 - Lượng ẩm bay hơi từ thiết bị, kg/s

W5 – Lượng ẩm thừa do ro lọt không khí, kg/s

2.1.2.1 Lượng ẩm do người tỏa ra W 1

Lượng ẩm do người tỏa ra được xác định theo biểu thức:

W 1 = n x q n ,kg/s (theo 3.29 tài liệu [1])Trong đó:

n - số người trong phong điều hòa;

q n - lượng ẩm mỗi người tỏa ra trong một đơn vị thời gian, kg/s

Lượng ẩm mỗi người tỏa ra trong một đơn vị thời gian qn được tra theo bảng 3.5 tài liệu [1] với:

- Phân xưởng X1, X2 có trạng thải lao động trung bình qn = 176 g/h.người;

- Kho K1 có trạng thải lao động nặng qn = 248 g/h.người;

- Khu văng phòng có trạng thái tĩnh tại qn = 48 g/h.người

Bảng 2.12 Lượng ẩm do người tỏa ra W 1 , kg/h

Phân xưởng qn ,g/h.người n W1 ,kg/h

Do xưởng may khụng có bán thành phẩm nào mang ẩm đáng kể

2.1.2.3.Lượng ẩm do bay hơi từ sàn ẩm W 3

W 3 = 0 Do xưởng không có sàn ẩm

2.1.2.4 Lượng ẩm bay hơi từ thiết bị W 4

W 4 = 0 Do thiết bị cơ khí không tỏa ẩm

2.1.2.5 Lượng ẩm do rò lọt không khí W 5

Lượng ẩm do rò lọt không khí được tính theo biểu thức

W5 = G8.(dN – dT), kg/sTrong đó:

- G8 là lượng không khí rò lọt đã tính ở mục 2.1.1.8

- dN,dT là dung ẩm của không khí trong và ngoài nhà, kg/kg

Ngoài ra, nếu phòng tiếp xúc chủ yếu với không gian đệm thì ta dN lúc này là dung ẩm của không gian đệm dĐ

dN dT W5

kg/sF(m2) h(m)

2.1.3 Kiểm tra đọng sương trên vách.

Khi có chênh nhiệt độ giữa trong nhà và ngoài trời xuất hiện một trường nhiệt độtrên vách bao che, kể cả cửa Nhiêt độ trên bề mặt vách phía nóng không được thấphơn nhiệt độ đọng sương Nếu bằng và nhỏ hơn nhiệt đọ đọng sương trên vách Hiệntượng đọng sương trên vách làm cho tổn thất nhiêt lớn hơn, tải lạnh yêu cầu tăng màcòn làm mất mỹ quan do ẩm ướt, nấm mốc gây ra

Hiện tượng đọng sương chỉ xẩy ra ở bề mặt vách phía nóng nghĩa là về mùa hè là

bề mặt ngoài nhà và mùa đông là bề mặt trong nhà,(do tập quán người Việt Nam mùađông thường xuyên mặc nhiều áo ấm và lại với điều kiện kính tế nược ta hiện nay chưathể đáp ứng được nhu câu sưởi ấm về mua đông Nhất là đối với nghành may mặc hiệnnay nên phần này ta không tính toán kiển tra đọng sương về mùa đông.)

Để không sẩy ra hiện tượng đọng sương, hệ số truyền nhiệt thực tế k của vách

phải nhỏ hơn hệ số truyền nhiệt cực đại kmax

Điều kiện đọng sương:

k< kmax

Trị số kmax được xác định theo biểu thức 3.27 của tài liệu [1]:

kmax= α N t N−t sN

t N−t T , W/m2K

- αN là hệ số tỏa nhiệt phía ngoài nhà αN = 20 W/m2;

- tSN là nhiệt độ đọng sương bên ngoài xác định theo tN và N

tN = 36 oC, N=51%, tra đồ thị ta được tSN=24,75oC;

kmax= α N t N−t sN

t N−t T = 20.36−24,75

36−24 = 18,75 W/m2KTheo các thông số về hệ số truyền nhiệt ở các phần trước ta có:

2.2.1 Chọn sơ đồ điều hòa không khí mùa hè.

Cơ sở để lựa chọn sơ đồ ĐHKK là yêu cầu của công trình ở đây gian xưởng maycần điều hòa để đảm bảo tiện nghi cho lao động, hơn nữa hệ thống điều hòa vừa phảiđơn giản về thiết bị vừa phải đảm bảo tính kinh tế khi lắp đặt, vận hành, sửa chữa.Đối với xưởng may, là một công trình cỡ trung bình, giải pháp hợp lý và kinh tếnhất là dùng một hệ thống xử lý không khí trung tâm gồm một hoặc một số máy lớn rồidẫn gió vào phân phối đều trong không gian điều hòa

Để thực hiện giải pháp này, ta phải chọn được sơ đồ ĐHKK, từ đó có cơ sở tính

ra năng suất lạnh, năng suất gió để chọn máy và thiết kế ống gió Có nhiều sơ đồĐHKK như sơ đồ thẳng, sơ đồ tuần hoàn một cấp, sơ đồ tuần hoàn hai cấp, sơ đồ cóphun ẩm bổ xung tùy theo yêu cầu và đặc điểm riêng của công trình

Đối với xưởng may, không đòi hỏi nghiêm ngặt về không khí trong phòng, khôngphát sinh độc tố, do đó lượng không khí tươi cần bổ xung chỉ bằng 10% lượng khôngkhí cấp Cũng từ lý do đó ta thấy việc sử dụng hệ thống tuần hoàn không khí một cấp

sẽ giảm được đáng kể chi phí vận hành, lắp đặt, sửa chữa lại đảm bảo được các yêu cầu

vệ sinh, tính kinh tế cao

2.2.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống theo sơ đồ tuần hoàn một cấp.

Không khí ngoài trời (gió tươi) với lưu lượng GN ,kg/s ; trạng thái N (t N , ϕN )

được quạt hút vào qua cửa lấy gió tươi 1 vào phòng hoà trộn 2 Ở đây diễn ra quá trìnhhoà trộn giữa không khí tươi với không khí tuần hoàn có trạng thái T(t T , ϕ T ) vàlưu lượng GT Sau khi hoà trộn, hỗn hợp có trạng thái C và lưu lượng GN+GT được làmlạnh và khử ẩm trong giàn lạnh 3 đến trạng thái O rồi được quạt thổi 4 vận chuyển theođường ống 5 tới gian xưởng 6 rồi được thổi vào gian xưởng qua các miệng thổi gió 7.Trạng thái không khí thổi vào ký hiệu là V Do nhận nhiệt thừa và ẩm thừa trong phòngnên không khí sẽ tự thay đỏi trạng thái từ V đến T theo tia VT có hệ số góc ε T=Q t

W t đãxác định trước Sau đó không khí ở trạng thái T được quạt hút qua với lưu lượng G T

qua các miệng hút 8, đi theo đường ống gió hồi 9, lọc bụi 10 và quạt hút 11, một phầnđược tuần hoàn vào buồng hòa trộn 2, một phần được thải ra ngoài qua cửa thải gió 12

Hình 2.2 Nguyên lý làm việc của sơ tuần tuần hoàn không khí 1 cấp

1 Cửa lấy gió tươi 7 Miệng thổi gió

2 Buồng hòa trộn 8 Miệng hút gió hồi

3 Giàn lạnh 9 Đường ống gió hồi

4 Quạt thổi 10 Thiết bị lọc bụi

5 Đường ống gió cấp 11 Quạt hút

6 Gian xưởng 12 Cửa thải gió

Sự thay đổi trạng thái không khí trong hệ thống ĐHKK có tuần hoàn không khímột cấp được thình bày trên đồ thị I – d :

Hình 2.3 Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp.

- Điểm N biểu diễn trạng thái không khí ngoài trời TN

- Điểm C biểu diễn trạng thái không khí sau quá trình hòa trộn

- Điểm V biểu diễn trạng thái không khí sau quá trình xử lý nhiệt ẩm và thổi vàophòng ( tV , ϕV ).

Nếu nhiệt độ điểm O không phù hợp điều kiện vệ sinh thì phải tiến hành sấykhông khí đến điểm V thoả mãn điều kiện vệ sinh tức là t = tT - a (xem hình 2.4) Khi

đó các điểm V và O xác định như sau:

- Từ T kẻ đường ε = εT = QT/WT cắt t = tT - a tại V

- Từ V kể đường thẳng đứng cắt φo = 0,95 tại O

- Các điểm còn lại vẫn giữ nguyên vị trí

Các thiết bị chính : Để thực hiện sơ đồ điều hòa không khí một cấp ta phải có cácthiết bị chính sau đây : Quạt cấp gió, quạt hồi gió, thiết bị xử lý không khí, thiết bị sấycấp 2, hệ thống kênh cấp gió, hồi gió, miệng thổi và miệng hút

Hình 2.4 Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp có sấy không khí.

2.2.3 Tính toán sơ đồ điều hòa không khí một cấp mùa hè.

2.2.2.1 Xác định tia quá trình tự thay đổi không khí trong phòng.

Hệ số góc tia quá trình εt biểu diễn hướng tự thay đổi trạng thái không khí donhận nhiệt thừa Qt, ẩm thừa Wt và được tính theo công thức sau:

T = ε T= Q t

W t , kJ/kgTrong đó:

- Qt: tổng nhiệt thừa trong không gian điều hòa

- Wt: tổng ẩm thừa trong không gian điều hòa, kg/s

2.2.2.2 Xác định các thông số trạng thái của các điểm trên đồ thị I - d.

Trạng thái không khí ngoài trời N(tN=36 oC; N=51%) thì có I N = 85,59 KJ/kgTrạng thái không khí trong nhà T ( tT=24oC; N=55%) thì có I T = 50,2 KJ/kg

Như vậy điểm N, T hoàn toàn xác định được Trong quá trình vận chuyển khôngkhí bằng ống gió coi như không có tổn thất nhiệt thì điểm O trùng với điểm V được xácđinh như sau: từ T kẻ tia quá trình cắt đường φo = 95% tại điểm O trùng V Từ đây taxác định được nhiệt độ điểm thổi vào, nếu nhỏ hơn 14 °C ta thực hiện quá trình sấy đểđạt điều kiện vệ sinh.

Bảng 2.16 Điểm thổi vào của các không gian điều hòa Phòng, phân

xưởng T , kJ/kg t O , °C I O , kJ/kg d O ,g/kg t V , °C I V , kJ/kg

X1 13832 12,5 34,12 8,56 15 36,62

P1 13991 12,5 34,12 8,56 15 36,62

2.2.3.3 Tính lưu lượng gió.

Lưu lượng không khí cần thiết để triệt tiêu toàn bộ lượng ẩm thừa và nhiệt thừalà:

G = I Q T

T−I V

G = GN + GT = GH

- GN: lưu lượng gió tươi để đảm bảo oxi cho người, đảm bảo điều kiện vệ sinh

- GT: lưu lượng gió tái tuần hoàn, kg/s

- GH: lượng gió tại điểm hòa trộn, kg/s

Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687 lượng gió tươi cho một người trong mộtgiờ đối với phần lớn các công trình là 20m3/người.h Đồng thời, lượng gió này khôngđược thấp hơn 10% lượng gió tuần hoàn

Như vậy việc lựa chọn lượng gió tươi phải đáp ứng hai điều kiện:

- Đạt tối thiểu 20m3/người.h

- Đạt tối thiểu 10% lưu lượng gió tuần hoàn

Dựa vào kết quả tính toán ở bảng 2.16 ta có được tổng lưu lượng gió tuần hoàn G

= 70800 + 52500 + 15000 = 138300 m3/h

Tổng số người trong không gian điều hòa là 360 người, vậy lượng gió tươi cầncấp theo TCVN là GN = 360.20 = 7200 m3/h Lượng gió này không đủ 10%G = 13830m3/h vậy ta lấy GN = 10% G = 13830 m3/h

Vậy ta có GN = 0,1G; GT = 0,9G

2.2.3.4 Xác định điểm hòa trộn.

IH = IT.0,9 + IN.0,1 = 50,2.0,9 + 85,59.0,1 = 53,74 kJ/kg;

dH = dT.0,9 + dN.0,1 = 10,37*0,9 + 17,76.0,1 = 11,11 g/kg

2.2.3.5 Năng suất lạnh yêu cầu và lượng ẩm thải ra ở dàn lạnh.

Q0 = G.(IH-IO), kW;

Wn = G.(dH – dO)

2.2.3.6 Công suất nhiệt của thiết bị sấy cấp II

QSII = G.(IV – IO)

Kết quả được tính toán trong bảng 2.15

Bảng 2.15 Năng suất lạnh,lưu lượng gió và năng suất sấy yêu cầu

T, m3/h GN, m3/h