thiết kế hệ thống điều hoà không khí “ xưởng lắp ráp thiết bị điện tử

Đây là kết quả của một quá trình thu thấp số liệu, tham khoả tài liệu và tínhtoán chi tiết các thành phần của một hệ thống điều hoà không khí.Tuy nhiên trong quá trình làm đồ án gặp nhiề

Lời cảm ơn

Bằng sự nỗ lực của bản thân, bản đồ án thiết kế hệ thống điều hoà không khí

“ Xởng lắp ráp thiết bị điện tử“ đợc hoàn thành trong khoảng thời gian 10 tuần Đây là kết quả của một quá trình thu thấp số liệu, tham khoả tài liệu và tínhtoán chi tiết các thành phần của một hệ thống điều hoà không khí.Tuy nhiên trong quá trình làm đồ án gặp nhiều khó khăn bởi điều kiện khách quan , thời gian thiết kế không dài , cùng với kinh nghiệm thực tế còn hạn chế , mặc dù đợc

sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hớng dẫn , bản đồ án vẫn cha thực sự hoàn chỉnh và chắc chắn khó tránh khỏi sai sót.Vì vậy em rất mong nhận đợc sự chỉ bảo , góp ý của các thầy cô và các bạn đồng nghiệp

Qua đây em xin đợc gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong bộ môn, các bạn đồng nghiệp , đặc biệt tôi xin đợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo “ Vũ Xuân Hùng ” ngời đã hết sức tận tình giúp đỡ tôI về nhiều mặt trong suất thời gian làm đồ án này

Con ngời đã biết đến khí hậu nhân tạo từ rất lâu Kể từ khi còn sống trong hang

đá, đã biết dùng lửa để sởi ấm, biết dùng các nguồn nớc lạnh để làm lạnh Nhng

lý thuyết về điều hoà không khí thì phải đến tận thế kỷ 20 mới dần dần đợc hoàn

thiện và phát triển mạnh mẽ kể từ sau triến tranh thế giới thứ hai Các thành phầnchủ yếu của không khí gồm: Nitơ, ôxi, cacbonic, hyđrô và khí hiếm (bảng 1.1).

học

Thành phần khối lợng

điều hoà không khí nhằm tạo ra một môi trờng dễ chịu và tiện nghi cho ngời sử dụng Ngày nay công nghiệp hoá trên phạm vi toàn cầu đang diễn ra mạnh mẽ, nhiều khu công nghiệp đã và đang mọc lên ngày mội nhiều, chính những khu công nghiệp này mỗi ngày đã thải vào môi trờng không khí một lợng lớn các bụi bẩn và độc hại.Trong nông nghiệp thì việc chăm sóc cây trồng bằng các phân bón hoá học, thuốc trừ sâu cũng làm cho môi trờng bị ô nhiễm rất nặng Các ph-

ơng tiện giao thông ngày một nhiều cũng thải vào môi trờng với số lợng khí thải chất độc ngày một tăng Chính các khí thải này đã làm cho tầng ôzôn bảo vệ trái

đất dần dần bị phá hủy làm cho khí hậu thay đổi thất thờng, việc ma nắng cũng trở nên thất thờng, nơi thì hạn hán, nơi thì lụt lội đã xảy ra liên tiếp trong những năm gần đây Đặc biệt là đối với nớc ta, đất nớc có khí hậu nhiệt đới nóng, ẩm bị

ảnh hởng của môi trờng đến khí hậu rất nặng nề Vì vậy việc điều tiết không khí trở nên rất nặng nề Do vây việc điều tiết không khí và thông gió có ý nghĩa vô cùng to lớn đối với đời sống con ngời và sản xuất

1.2 ảnh hởng của môi trờng không khí đến sản xuất

Khí hậu luôn luôn thay đổi theo từng mùa, từng ngày thậm chí là từng giờ, nhữngyếu tố khí hậu ảnh hởng đến con ngời đợc đánh giá qua các chỉ tiêu : nhiệt độ

t,độ ẩm ϕ, tốc độ lu chuyển của không khí, ωk nồng độ các chất độc hại trong không khí và độ ồn

Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng, lạnh rõ rệt nhất đối với con ngời Cũng

nh những động vật máu nóng khác con ngời có thân nhiệt không đổi 370C Để

có đợc thân nhiệt này thì con ngời luôn sản sinh ra nhiệt lợng trong bất kỳ hoàn cảnh nào (hoạt động vui chơi giải trí ,nghỉ ngơi ăn uống, lao động hay ngủ), cơ thể luôn tuần hoàn và sản sinh ra một nhiệt lợng lớn hơn cơ thể cần duy trì ở nhiệt độ 370C Vì vậy nhiệt lợng d thừa do cơ thể sinh ra cần phải đợc thải vào môi trờng không khí xung quanh bề mặt ngoài của cơ thể Quá trình thải nhiệt này diễn ra theo ba công thức sau : truyền nhiệt đối lu, bức xạ, bay hơi

a Truyền nhiệt bằng đối lu : là quá trình truyền nhiệt bề mặt ngoài cơ thể ngời

tới không khí xung quanh, nó phụ thuộc vào tốc độ chuyển động của không khí

và hiệu nhiệt độ giữa nhiệt độ bề mặt ngoài cơ thể và nhiệt độ của không khí xung quanh Nhiệt độ mặt ngoài của cơ thể trung bình khoảng 360C và nhiệt độ không khí xung quanh là tk , hiệu nhiệt độ: ∆t = 36 – tk , khi tốc độ không khí

ωk lớn ( do các tác nhân cơ học hay tự nhiên nh quạt gió, gió tự nhiên), thì hiệu nhiệt độ ∆t lớn Ví dụ về mùa đông nhiệt toả ra do con ngời đối lu là rất lớn vì vậy nhiệt mất mát do truyền nhiệt từ cơ thể con ngời vào môi trờng xung quanh nhiều tạo cho con ngời những cảm giác lạnh Ngợc lại khi tốc độ không khí nhỏ (không có quạt gió, không có gió trời ) khi đó hiệu nhiệt độ ∆t nhỏ thậm chí bằng không hoặc nhỏ hơn không Ví dụ về mùa hè nhiệt độ môi trờng xung quanh thờng là cao lúc này nhiệt đối lu nhỏ hoặc bằng không, thậm chí cơ thể con ngời còn phải nhận thêm nhiệt từ không khí xung quanh gây cho con ngời cảm giác nóng bức đổ mồ hôi

b Bức xạ: là quá trình truyền nhiệt từ bề mặt ngoài cơ thể tới bề mặt xung

quanh của không gian đợc giới hạn nh tờng chắn của gian phòng Nhiệt bức xạ ở

đây không phụ thuộc vào tốc độ không khí mà chỉ phụ thuộc vào hiệu nhiệt độ bềmặt ngoài cơ thể và nhiệt độ bề mặt của vật chắn(tw) Trong thực tế, nói chung thành phần nhiệt bức xạ nhỏ, nh mùa hè khi nhiệt độ bề mặt tờng do tiếp xúc với

ánh nắng mặt trời, nhiệt độ bề mặt tờng (tw) lớn (cũng là lúc nhiệt độ không khí lớn) thì bức xạ có thể bỏ qua Ta thấy nhiệt đối lu và nhiệt bức xạ đều phụ thuộc vào hiệu số nhiệt độ và lợng nhiệt gọi chung là thành phần nhiệt hiện ( qh) toả ra

từ cơ thể con ngời

c Truyền nhiệt bằng bay hơi: là nhiệt toả ra khi có sự bay hơi nớc từ cơ thể con

ngời (do mồ hôi, do hơi thở có nớc ) Lợng nhiệt bay hơi này gọi là nhiệt ẩm (qa )toả ra từ cơ thể con ngời Ngay cả khi nhiệt độ lờn hơn 36 C cơ thể vẫn thải nhiệt0

vào môi trờng bằng hình thức toả ẩm, cơ thể đổ mồ hôi nhiều hay ít cũng phụ

thuộc vào nhiệt độ môi trờng , ngoài ra còn phụ thuộc vào độ ẩm từng đối của không khí và tốc độ lu chuyển của không khí xung quanh cơ thể.Khả năng của con ngời ví nh một cái máy tự động, khi nhiệt độ môi trờng xung quanh (tk ) tănglên về mùa hè thì nhiệt hiện (qh) toả ra do đối lu và bức xạ giảm, cơ thể con ngời

tự tiết ra mồ hôi để bay hơi nớc vào môi trờng nghĩa là thành phần nhiệt ẩm (qa )tăng lên để đảm bảo một nhiệt lợng : q = qh + qa vào môi trờng.Quá trình biểu hiện thành phần nhiệt hiện và nhiệt ẩm ( qh, qa) của con ngời ở trạng thái tĩnh phụthuộc vào nhiệt độ không khí xung quanh (hình 1.1)

Hình 1.1 Quan hệ q h, q a phụ thuộc vào nhiệt độ không khí

1.2.2.Độ ẩm tơng đối (ϕ)

Độ ẩm tơng đối là yếu tố quyết định điều kiện bay hơi mồ hôi vào không khí Sự bay hơi nớc vào không khí chỉ diễn ra khi ϕ <100% Nêu không khí có độ ẩm vừa phải thì nhiệt độ cao, cơ thể đổ mồ hôi và mồ hôi sẽ bay hơi vào không khí

sẽ gây ra cảm giác dễ chịu hơn (khi bay hơi 1kg mồ hôi cơ thể thải đợc nhiệt ợng khoảng 2500J, nhiệt lợng này tơng tơng với một nhiệt lợng của 1 m không 3

l-khí giảm nhiệt độ đi 2 C ) Độ ẩm tơng đối của không khí là yếu tố quyết định 0

tới lợng nhiệt ẩm bay hơi từ cơ thể con ngời vào không khí, còn nếu không khí có

độ ẩm lớn thì chỉ có một lợng nhỏ hơi nớc trong mồ hôi có thể bay hơi vào khôngkhí nên giá trị nhiệt ẩm nhỏ hơn Lúc này nếu nhiệt độ môi trờng không khí cao hơn thì mồ hôi tiết ra nhiều Vì vây sự đổ mồ hôi trên da ngời phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm tơng đối của không khí đợc trình bầy giới hạn mồ hôi trên da ở( hình 1.2 )

Hình 1.2.2 Miền có và không có mồ hôi

Ta nhận thấy: ở trí số ϕ bé cơ thể chỉ có mồ hôi trên da ở nhiêt độ khá cao, còn khi ϕ lớn cơ thể có mồ hôi cả ở nhiệt độ thấp, khi ϕ=75% trên da có mồ hôi ở cả nhiệt độ thấp hơn 20 C.0

1.2.3 Tốc độ lu chuyển của không khí (ϕk )

Khi tốc độ không khí tăng sẽ làm tăng cờng độ toả nhiệt và cờng độ toả chất của cơ thể Do đó về mùa đông khí tốc độ không khí lớn sẽ làm tăng sự mất mát nhiệtcủa cỏ thể gây cảm giác lạnh, ngợc lai về mùa hè sẽ làm tăng khả năng mát mẻ

Đặ biệt trong điều kiện độ ẩm tơng đối lớn thì tốc độ không khí tăng sẽ làm tăng nhanh quá trình bay mồ hôi trên da Do vây về mùa hè ngời ta thờng thích sống trong môi trờng không khí lu chuyển mạnh (có gió trời hoặc quạt gió) Đây cũng chính là thói quen của ngời Việt Nam do điều kiên khí hậu nóng ẩm, do vây khi thiết kế thông gió và điều hoà không khí cần phải chú ý một cách phù hợp Tuy nhiên tốc độ gió thích hợp chọn lớn hay bé cũng tuỳ thuộc vào nhiệt độ không khí Nếu tốc độ không khí lớn quá mức cần thiết dễ gây mất nhiệt cục bộ, làm cho cơ thể chóng mệt mỏi Trong thực tế ta thấy con ngời sẽ cảm thấy dễ chịu khitốc độ không khí khoảng 0,25 m/s

28ữ29 1,1ữ1,3

Bảng 1.2.:Tốc độ không khí phụ thuộc vào nhiệt độ

Chúng ta thấy cả 3 yếu tố nhiệt độ, độ ẩm tơng đối, tốc độ không khí xung quanhtác động đồng thời tới quá trình toả nhiệt từ cơ thể ngời đến môi trờng Nói cách khác cả 3 yếu tố này tác động tới cảm giác dễ chịu của con ngời Có nhiều cách

để đánh giá tác dụng tổ hợp của 3 yếu tố trên để tìm ra miền trạng thái vi khí hâuthích hợp với điều kiện sống của con ngời gọi là điều kiện tiện nghi, tuy nhiên miền tiện nghi chỉ mang tính tơng đối và nó còn phụ thuộc vào cờng độ lao động

và thói quen của tờng ngời, từng lĩnh vực hoạt động

1.2.4 Nồng độ chất độc hại

Ngoài ba yếu tố trên, môi tròng không khí còn phải đảm bảo độ trong sạch nhất

định đặc trng bằng nồng độ các chất độc hại Các chất độc hại trong không khí thờng gặp có thể phân thành các nhóm sau :

- Bụi là các hạt vật chất kích thớc nhỏ, có thể xâm nhập vào đờng hô hấp

- Cacbonic (CO2) và hơi nớc tuy có độc tính song nồng độ lớn sẽ làm giảm lợng

O2 trong không khí Chúng phát sinh do hô hấp của động vật, thực vật hoặc do

đốt cháy các chất hữu cơ hoặc trong các phản ứng hoá học khác ,

Các chất độc dạng khí, hơi (hoặc một số hạt bụi ) phát sinh trong quá trình sản xuất hoặc các phản ứng hóa học Do vậy độ sạch không khí phải đảm bảo ở mức

độ cho phép để con ngời cảm thấy dễ chịu và thoái mái

1.2.5 Độ ồn

Tiếng ồn là một trong những chỉ tiêu để đánh giá chất lợng của hệ thống điều hoàkhông khí do đó nó cũng là một trong những chỉ tiêu để đánh giá tiện nghi vi khí hậu Vì vậy khônng thể coi nhẹ tiếng ồn khi lắp đặt hệ thống điều hoà đặc biệt là các công trình văn hoá

Ngày nay, với việc áp dụng khoa học kỹ thuật để phục vụ đời sống con ngời không còn gặp nhiều khó khăn nh trớc, ví nh ngày hôm nay còn nằm trong phòngthí nghiệm thì ngày mai đã có hàng tiều dùng

Nói tóm lại, đó cũng là việc nêu cao tính thiết thực của khoa học công nghệ nói chung cũng nh nghành điều hoà nói riêng.Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật trình độ trung của xã hội cũng dần đợc nâng cao để phù hợp với cuộc sống do đó mà con ngời không ngừng học tập nâng cao hiểu biết của mình

tồn tại trong tiềm thức đơn giản mà còn vơn tới xa hơn đòi hỏi có một cuộc sống cao hơn so với những gì mà họ đã có, chính vì điều đó mà con ngời luôn luôn chủ động trong mọi lĩnh vực của cuộc sống

Ngành điêù hoà không khí cũng là một ngành công nghiệp đợc thế giới quan tâmbởi vì lợi ích của nó đem lại cho con ngời cũng nh sản xuất là rất lớn Con ngời

đã kết hợp hài hoà giữa các thông số tự nhiên nh nhiệt độ, độ ẩm tơng đối, tốc độkhông khí phù hợp với điều kiện tiện nghi để đa ra một trạng thái không khí phù hợp với con ngời là một vấn đề khó mà các ngành kỹ thuật khác không làm đợc Ngành điều hoà không khí đã giải quyết triệt để đợc vấn đề đó Để đảm bảo đợc

điều đó các nhà khoa học trên thế giới đã ứng dụng những thành tựu khoa học kỹthuật, nghiên cứu và hàng loạt các công ty ra đời đã nghiên cứu các phơng pháp tạo ra và duy trì một môi trờng không khí phù hợp với con ngời đó là những ứng dụng trong ngành điều hoà không khí Cụ thể là các công ty chuyên sản xuất thiết bị về các công nghệ lạnh trong đó lĩnh vực điều hoà nh công ty Trane, National, Mishubishi

Những ứng dụng của ngành điều hoà trong công nghiệp, dân dụng đã đợc ứng dụng hầu hết ở các quốc gia, đối với việt nam do ngành kinh tế còn chận phát triển, trình độ khoa học còn non kém chính vì lẽ đó việc áp dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật còn gặp rất nhiều khó khăn Song việc đa ra những ứng dụng của ngành điều hoà không khí vào sản xuất để phục vụ cho con ngời đã có những khởi sắc Thực tế các ứng dụng đã đợc đa vào các ngành công nghiệp nh ngành dệt, công nghiệp in, thông tin bu điện, hàng không, khai thác mỏ, thể thao,các công trình dân dụng nh khu trung c, cao ốc, rạp chiếu phim Một số công trình quan trọng đòi hỏi tính nghiêm ngặt về nhiệt độ, độ ẩm nh lăng chủ tich HồChí Minh là một điểm hình

Đặc điểm của công trình

ChơngII: Các hệ thống điều hoà không khí thông dụng

Hệ thống điều hoà không khí là một tổ hợp các máy móc thiết bị dụng cụ…để tiến hành sử lý không khí nh sởi ấm, làm lạnh, khử ẩm điều chỉnh khống chế và duy trì các thông số vi khí hậu nh nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch, khí tơi, sự tuần hoàn phân phối khí trong phòng nhằm đáp ứng nhu cầu tiện nghi và công nghệ

2.1 Phân loại các hệ thống điều hoà không khí :

- Việc phân loại các hệ thống điều hoà không khí là rất phức tạp vì chúng quá đa dạng và phong phú đáp ứng nhiều trong ứng dụng cụ thể của hầu hết các ngành kinh tế, tuy nhiên có thể phân loại các hệ thống điều hoà không khí theo các đặc

điểm sau đây:

- Theo mục đích ứng dụng có thể phân ra điều hoà tiện nghi và điều hoà công nghệ

- Theo tính chất quan trọng phân ra điều hoà cấp 1, cấp 2, cấp 3

- Theo tính tập chung phân ra hệ thống điều hoà cục bộ, hệ thống điều hoà tổ hợp gọn( với các cụm máy gọn) và hệ thống trung tân nớc

- Theo các dàn lạnh không khí phân ra hệ thống trực tiếp làm lạnh trực tiếp không khí bằng dàn bay hơi hoặc gián tiếp (qua nớc làm lạnh FCU và AHU) Loại gián tiếp có thể phân ra loại khô và loại ớt Loại khô là loại có dàn ống xoắntrao đổi nhiệt có cánh, nớc lạnh đi trong ống còn không khí đi ngoài ống Loại ớt ( còn gọi là dàn phun ) là buồng điều không có dàn phun trực tiếp nứơc lạnh vào không khí cần làm lanh Loại khô còn gọi là hệ thống kín và loại ớt gọi là hệ thống hở

- Theo cách phân phối không khí có thể phân ra hệ thống cục bộ và trung tâm Kiểu cục bộ và sử lý không khí có tính chất cục bộ cho từng dàn điều hoà riêng

lẻ Còn kiểu trung tân, thì không khí đợc sử lý tại một trung tâm và phân phối

đến các dàn điều hoà bằng ống gió

2.2 Hệ thống điều hoà cục bộ.

Hình 2.1 Hình dáng bên ngoài máy điều hoà BK

1 – vỏ ; 2 – tấm lắp; 3 – ghi lấy gió đồng thời là mặt trang trí; 4 – chớp lật ớng gió thổi; 5 – phích cắm điện; 6 – bảng điều khiển; 7 – cửa chớp lấy gió giải nhiệt; 8 – dàn ngng; 9 – tấm đỡ; 10 – ống xả nớc ngng;

Hình 2.2 Nguyên tắc cấu tạo máy điều hoà cửa sổ:

1 quạt h– ớng trục; 2 - động cơ quạt; 3 của lấy gió t– ơi; 4 quạt ly tâm;–

5 dàn bay hơi; 6 phin lọc không khí; 7 tấm ngăn cách nhiệt; 8 – – – –

bảng điều khiển;

9 ống mao; 10 phin sấy lọc; 11 bầu giãn nở, tách lỏng, tiêu âm đ– – – ờng hút;

12 máy nén roto; 13 dàn ng– – ng;14 phin lọc không khí;–

A-B không khí lạnh trong phòng vào và ra; C,D - giải nhiệt vào và ra–

Máy điều hoà cửa sổ là loại máy điều hoà không khí nhỏ nhất cả về năng suất lạnh và kích thớc cũng nh khối lợng Toàn bộ các thiết bị chính nh: máy nén, dàn ngng, dàn bay hơi, quạt gió nhiệt, quạt gió lạnh, các thiết bị điều khiển, điều

chỉnh tự động, phim lọc gió, khử mùi, cửa gió tơi, cũng nh các thiết bị phụ khác

đợc lắp đặt trong một vỏ gọn nhẹ Năng suất lạnh không quá

7 kW ( 24000 BTU(h) )

Máy điều hoà cửa sổ có u, nhợc điểm chủ yếu sau:

- Ưu điểm : Chỉ cần cắm phích điện là máy có thể chạy, không cần công nhân lắp đặt có tay nghề cao, có sởi ấm mùa đông bằng bơm nhiệt, có khả năng lấy giótơi qua cửa lấy gió

- Nhợc điểm: Nhiệt độ phòng đợc điều chỉnh nhờ thermostat với độ dao động khá lớn, độ ẩm tơng đối tự biến đổi theo lên không thể khống chế đợc độ ẩm phải

điều chỉnh theo kiểu ON-OFF Khả năng làm lạnh không khí kém, độ ồn cao, khó bố chí trong phòng hơn so với loại hai cụm phải đục một khoảng để bố chí máy

Vị trí sử dụng thích hợp cho những phòng nhỏ, căn hộ gia đình, khó sử dụng cho các toà nhà cao tầng vì làm mất mỹ quan và phá vỡ kiến trúc

2.2.2.Máy điều hoà hai cụm:

Máy điều hoà hai cụm là loại máy điều hoà đợc phân ra làm hai cụm, một cụm

đặt trong nhà một cụm đặt ngoài trời Cụm trong nhà gồm dàn lạnh, bộ điều khiển Cụm ngoài trời gồm Block (máy nén) động cơ hớng trục Hai cụm đợc nốivới nhau bằng các đờng ống gas đi và về Đờng ống nớc ngng từ dàn bay hơi ra

và đờng dây điện đôi khi đợc bố trí dọc theo hai đờng ống này và bọc thành mọt búi ống Máy điều hoà hai cụm có u nhợc điểm sau đây:

- Ưu điểm: Máy điều hòa hai cụm giảm đợc tiếng ồn, rất phù hợp với yêu cầu tiện nghi nên đợc sử dụng rộng rãi trong gia đình, dễ lắp đặt, dễ bố trí dàn lạnh, dàn nóng, ít phụ thuộc vào kết cấu nhà, đỡ tốn diện tích lắp đặt chỉ phải đục tờng một lỗ nhỏ có đờng kính khoảng 70 mm đảm bảo thẩm mỹ cao có khả năng làm lạnh về mùa hè, sởi ấm vào mùa đông

- Nhợc điểm: Không lấy đợc gió tơi nên cần phải có quạt lấy gió tơi, ống dẫn gasthì dài, dây điện dài hơn, giá thành đắt hơn so với máy điều hoà một cụm

+ Vị trí lắp đặt: thích hợp cho các phòng nhỏ, căn hộ gia đình, khó sử dụng cho các toà nhà cao tầng vì làm mất mỹ quan

2.3 Hệ thống điều hoà (tổ hợp ) gọn

2.3.1 Máy điều hoà tách:

2.3.1.1 Máy điều hoà tách không ống gió.

Có thể nói, nhiều máy điều hoà tách của hệ thống điều hoà gọn và của hệ thống

điều hoà cục bộ chỉ khác nhau về cỡ máy hay năng suất lạnh Do năng suất lạnh

dáng hơn Kiểu dàn nóng, có kiểu dàn hớng trục thổi nên trên với 3 mặt dàn Cụm dàn lạnh cũng đa dạng hơn rất nhiêu loại treo tờng còn có loại treo trần, giấu trần, kê sàn, giấu tờng

- Ưu, nhợc điểm của máy điều hoà tách :

+ Ưu điểm : Giống nh máy điều hoà cục bộ 2 cụm

+ Nhợc điểm chính của máy điều hoà tách là không có khả năng lấy gió tơi nên cần có quạt thông gió đặc biệt là cho các không gian đông ngời hội họp làm việc khi gió lọt qua khe cửa không đủ cung cấp ôxi cho phòng Thờng ngời ta bố chí quạt xả gắn trên tờng sát trần nhà, không khí nóng bốc nên trên đợc quạt hút đẩy

ra ngoài, không khí tơi sẽ tự động lọt vào phòng qua các khe hở Thông gió theo kiểu này dễ gây đọng sơng vì khí tơi có nhiệt độ và độ ẩm cao hơn

2.3.1.2.Máy điều hoà tách có ống gió.

Máy điều hoà tách có ống gió thờng đợc gọi là máy điều hoà thơng nghiệp, năng suất lạnh từ 1200ữ2400Btu\ h Dàn lạnh đợc bố trí quạt ly tâm cột áp nên có thể lắp thêm ống gió để phân phối điều gió trong phòng rộng hoặc đa gió đi xa phân phối cho nhiều phòng khác nhau Loai máy điều hoà này gồm hai loại: loại một chiều lạnh và loại hai chiều nóng lạnh

- Ưu, nhợc điểm cũng tơng tự nh máy điều hoà tách không ống gió chỉ khác là

có cửa gió tơi, cần có tiêu âm trên đờng ống hút và cấp nếu dùng cho điều hoà tiện nghi

Sử dụng thích hợp cho những phòng rộng, nhà ở, cửa hàng thơng nghiệp, siêu thị nhà hàng, phân xởng sản xuất, phòng thí nghiệm, bệnh viện, trờng học, văn phòng, trung tâm thể thao, hội trờng, rạp hát

2.3.2.Máy điều hoà nguyên cụm

2.3.2.1.Máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt gió

Máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt gió là máy điều hoà có năng suất lạnh trungbình và lớn, chủ yếu dùng trong thơng nghiệp và công nghệ Cụm dàn nóng và cum dàn lạnh đợc gắn liền với nhau và thành một khối duy nhất

Quạt dàn lạnh là loại quạt ly tâm cột áp cao Máy đợc bố trí phân phối gió lạnh

và ống gió hồi Ngoài khả năng lắp đặt máy trên mái bằng của phòng điều hoà còn có khả năng lắp máy ở ban công hoặc mái hiên sau đó bố trí đờng ống gió cấp, đờng gió hồi hợp lý và đúng kỹ thuật Dàn ngng giải nhiệt bằng gió

- Máy điều hoà lắp máy có u điểm cơ bản sau: Đợc sản xuất và lắp ráp hoàn chỉnh tại nhà máy nên có độ tin cậy, tuổi thọ và mức độ hoạt động cao, giá thành

rẻ, máy gọn nhẹ, chỉ cần nối đờng ống gió là sẵn sàng hoạt động Lắp đặt nhanh chóng, vận hành bảo dỡng, vận chuyển dễ dàng, có cửa lấy gió tơi

- Sử dụng thích hợp cho các phòng rộng, nhà ở lớn, cửa hàng thơng nghiệp, siêu thị nhà hàng, phân xởng sản xuất, phòng thí nghiệm bệnh viện, trờng học, văn phòng, trung tâm thể thao, hội trờng, rạp hát.

2.3.2.2 Máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nớc

Do bình ngng giải nhiệt nớc rất gọn nhẹ, không chiếm diện tích và thể tích lắp

đặt nh dàn ngng giải nhiệt gió nên không đợc bố trí cùng với máy nén và dàn bayhơi thành một tổ hợp hoàn chỉnh Toàn bộ máy và thiết bị lạnh nh máy nén, bình ngng, dàn bay hơi và các thiết bị khác đợc bố trí gọn vào trong một vỏ dạng tủ Phía trên dàn bay hơi là quạt ly tâm Do bình ngng làm mát bằng nớc nên máy thờng đi kèm với tháp giải nhiệt và bơm nớc Tủ có cửa lấy gió cấp để lắp đờng ống gió phân phối và có cửa gió hồi cũng nh cửa lấy gió tơi, các phin lọc trên các

đờng ống gió Hình 2.15 giới thiệu nguyên tắc làm việc của một máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nớc với tháp giải nhiệt và bơm nớc tuần hoàn

1 – máy nén; 2 – bìmh ngng ; 3 – van tiết lu ; 4 – dàn bay hơi ;

5 – quạt gió ly tâm ; 6 – vỏ tủ ; 7 – không khí cấp ; 8 – không khí tái tuần hoàn ;

9 – không khí tơi ; 10 – nớc giải nhiệt vào và ra ; 11 - cửa thổi tự do ngang hoặc cửa lắp ống gió trên ; 12 – tháp giảI nhiệt ; 13 – bơm nớc ; 14 - ông nớc

- Máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nớc có u điểm sau:

+ Đợc sản xuất hàng loạt và lắp ráp hoàn chỉnh tại nhà máy nên có độ tin cậy cao, giá thành rẻ, máy gọn nhẹ, chỉ cần nối với hệ thống nớc làm mát và hệ thốngống gió nếu cần là sẵn sàng hoạt động đợc

+ Vận hành trong điều kiện tải thay đổi

dỡng,vận chuyển dễ dàng.

+ Có cửa lấy gió tơi

+ Bố trí dễ dàng cho các phân xởng sản xuất ( sợi , dệt) và các nhà hàng, siêu thị chấp nhận đợc độ ồn

+ Sử dụng thích hợp cho các phòng rộng, nhà ở lớn, cửa hàng thơng nghiệp, siêuthị nhà hàng, phân xởng sản xuất, phòng thí nghiệm bệnh viện, trờng học, văn phòng, trung tâm thể thao, hội trờng, rạp hát

2.3.3 - Máy điều hoà VRV

Do các hệ thống ống gió và sử dụng ống gió điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm phòng quá cồng kềnh, tốn nhiều không gian và vị trí lắp đặt, tốn nhiều vất liệu làm đờngống nên hãng Daikin của Nhật Bản đa ra giải pháp VRV là điều chỉnh năng suất lạnh qua việc điều chỉnh lu lợng môi chất lạnh Thực chất là phát triển máy điều hoà tách về mặt năng suất lạnh cũng nh số dàn lạnh trực tiếp đặt trong các phòng (lên 8 thậm chí 16 cụm dàn lạnh, tăng chiều cao lắp đặt và chiều dài đờng ống giữa cụm dàn nóng và cụm dàn lạnh để có thể ứng dụng cho các toà nhà cao tầng kiểu văn phòng và khách sạn, mà từ trớc hầu nh chỉ có hệ thống điều hoà trung tâm nớc lạnh đảm nhiệm , vì so với ống gió thì ống dẫn môi chất lạnh nhỏ hơn nhiều

+ Máy điều hoà VRV có u điểm là:

- Điều chỉnh năng suất lạnh theo máy biến tần nên số bậc điều chỉnh từ 0 đến 100% gồm 21 bậc đảm bảo năng suất lạnh lại rất hiệu quả

- Các thông số vi khí hậu đợc khống chế phù hợp với từng vùng, kết nối trong mạng điều khiển trung tâm

- Các máy VRV có các dãy công suất hợp lý lắp ghép với nhau thành các mạng đáp ứng nhu cầu về năng suất lạnh khác nhau

- Độ tin cây do các chi tiết lắp ráp đợc chế tạo toàn bộ tại nhà máy với chất lợng cao

- Có thể kết hợp dàn lạnh với sởi ấm trong phòng cùng một hệ thống kiểu bơm nhiệt hoặc thu hồi nhiệt hiệu suất cao

- Giống nh máy điều hoà hai cụm, máy VRV có nhợc điểm là không lấy đợcgió tơi nên Daikin đã thiết kế thiết bị thu hồi nhiệt lấy gió tơi đi kèm rất hiệu quả Thiệt bị hồi nhiệt này không những hạ đợc nhiệt độ mà còn hạ đợc độ ẩm cửa gió tơi đa vào phòng

+ Sử dụng thích hợp cho các phòng rộng, nhà ở lớn, cửa hàng thơng nghiệp, siêu thị nhà hàng, phân xởng sản xuất, phòng thí nghiệm bệnh viện, trờng học, văn phòng, trung tâm thể thao, hội trờng, rạp hát

Hình 2.3.Phơng án bố trí máy điều hoà VRV

1 - Cụm dàn nóng; 2 – cụm dàn lạnh bay hơi trực tiếp

2.4 Hệ thống điều hoà trung tâm nớc

Hệ thống điều hoà trung tâm nớc là hệ thống sử dụng nớc lạnh 7 C để làm lạnh 0

không khí qua các dàn trao đổi nhiệt AHU và FCU Hệ thống điều hoà trung tâm nớc là chủ yếu

Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hoà trung tâm nớc đơn giản

1 Máy nén; 2 bình ng– – ng; 3 tiết l– u; 4 bình bay hơi; 5 bơm n– – ớc giải nhiệt; 6 tháp giải nhiệt;7 bơm n– – ớc lạnh;8 bình giãn nở;–

Nguồn nhiệt dùng để điều chỉnh độ ẩm và sởi ấm mùa đông thờng do nồi hơi nớcnóng hoặc thanh điện trở dây dẫn

- Các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh hoặc sởi ấm không khí bằng nớc nóng FCU

- Nớc lạnh đợc làm lạnh trong bình bay hơi xuống 7 C rồi đợc bơm nớc lạnh đa0

đến các dàn trao đổi nhiệt FCU và AHU, ở đây nớc thu nhiệt của không khí nóngtrong phòng, nóng lên 12 C và đợc bơm trở lại bình bay hơi để tái lạnh làm lạnh 0

xuống 7 C , khép kín vòng tuần hoàn lạnh.0

- Có hai loại máy làm lạnh nớc là:

+ Máy làm lạnh nớc giải nhiệt nớc

+ Máy làm lạnh nớc giải nhiệt bằng gió

- Hệ thống trung tâm nớc có u điểm sau:

+ Có vòng tuần hoàn an toàn là nớc nên không sợ ngộ độc hoặc tan nạn do rò rỉ môi chất lạnh ra ngoài vì nớc tuần hoàn nên không độc hại

+ Có thể khống chế nhiệt ẩm trong không gian điều hoà theo từng phòng riêng

rẽ, ổn định và duy trì vi khí hậu tốt nhất

+ Thích hợp cho những toà nhà nh khách sạn, văn phòng, với mọi chiều cao và mọi kiến trúc, không phá vỡ cảnh quan

+ ống nớc so với ống gió nhỏ hơn nhiều do đó tiết kiệm đợc nguyên vật liệu xây dựng

Có khả năng sử lý độ sạch không khí cao, đáp ứng mọi yêu cầu đề ra cả về độ sạch bụi bẩn và tạp chất hoá chất và mùi

+ ít phải bảo dỡng, sửa chữa, năng suất lạnh gần nh không bị hạn chế

- Nhợc điểm:

+ Vì dùng nớc làm chất tải lạnh nên về mặt nhiệt độ, tổn thất exerge lớn hơn + Cần phải bố trí ống lấy gió tơi cho các FCU

+ Vấn đề cách nhiệt đờng ống nớc lạnh và cả khay nớc ngng khá phức tạp đặc biệt do đọng ẩm vì nhiệt độ ở Việt Nam quá cao.

+ Lắp đặt khó khăn, đòi hỏi công nhân vận hành lành nghề

+ Cần định kỳ bảo dỡng máy lạnh và các dàn FCU

2.5 - Nhận xét kết cấu xây dựng của công trình

Theo kết cấu xây dựng của công trình phân xởng lắp ráp các thiết bị điện gồm một tầng ở thành phố Nam Định

2.6 - Tính diện tích tờng kính, tờng không kính, của sổ kính của toàn bộ công trình theo các hớng địa lý

+ Kích thớc của ra vào (của chính ra voà công trình ) , chiều rộng a1 = 2 , chiều cao h1 = 2 Diện tích F1 = a1.h1 = 2 x2 =4 m2

+ Kích thớc của kính (của sổ công trình ) , chiều rộng a2 =1,4 ,

chiều cao h2 = 1,4 Diện tích F2 = a2.h2 = 1,4 x1,4 =1,96 m2

+ Chiều cao thực của trần 5,5 m , chiều cao thực tính toán 4m, độ cao của trần giả 1,5m

Chơng III tính cân bằng nhiệt ẩm thừa của công trình

Mục đích tính toán cân bằng nhiệt cho công trình là xác định nhiệt thừa QT và ẩmthừa WT, đây là cơ sở để chọn cấp điều hoà không khí (chọn hệ thống, công suất máy và cách bố trí thiết bị)

3 1 - Chọn cấp điều hoà cho công trình

Để tính toán thiết kế hệ thống điều hoà không khí cần xác định các trạng thái không khí trong nhà và ngoài trời Thờng chỉ quan tâm đến nhiệt độ và độ ẩm t-

ơng đối, đợc gọi chung là thông số tính toán Có rất nhiêu phơng pháp để chọn các thông số tính toán không khí trong nhà và ngoài trời Theo các tài liệu tham khảo, thì việc chọn các thông số nhiệt độ tính toán ngoài trời theo cấp điều hoà không khí Hệ thống điều hoà không khí đợc phân theo ba cấp

*Đối với hệ thống điều hoà cấp I

+ Mùa nóng chọn: tN = tmax ; ϕN = ϕ( tmax);

+ Mùa lạnh chọn: tN = tmin ; ϕN = ϕ( tmin);

*Đối với hệ thống điều hoà cấp II

ϕN = 0,5{ϕ ( tmax) +ϕ ( ttbmax)}; + Mùa lạnh chọn: tN = 0,5( tmin +ttbmin);

ϕN = 0,5{ϕ ( tmin) +ϕ (ttbmin)};

*Đối với hệ thống điều hoà cấp III

+ Mùa nóng chọn: tN = ttbmax ; ϕN = ϕ (ttbmax );

+ Mùa lạnh : tN = ttbmin ; ϕN = ϕ (ttbmin );

Trong đó:

+ tmax, tmin : nhiệt độ lớn nhất và nhiệt độ nhỏ nhất đo đợc trong ngày (lúc 1ữ3 giờ chiều) của cả năm Giá trị cho trong TCVN 5687- 1992; + ϕ( tmax),ϕ( tmin) : Độ ẩm đo đợc cùng lúc với tmax, tmin trong năm;

+ ttbmax, ttbmin : Nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất, tháng lạnh nhất trong năm Giá tri cho trong TCVN 5687- 1992

+ ϕ(ttbmax );ϕ(ttbmin ): Độ ẩm trung bình của tháng nóng nhất có ttbmax và của tháng lạnh nhất có ttbmin trong năm Giá trị cho trong TCVN 5687 – 1992.Đối với công trình ( phân xởng lắp ráp các thiết bị điện ở thành phố Nam Định )

do yêu cầu không nghiêm ngặt về nhiệt độ và độ ẩm do đó ta chon hệ thống điều hoà cấp III Hệ thống này có u điểm hơn so với hệ thống cấp I và cấp II về giá trịkinh tế, là giá thành lắp đặt rẻ , vốn đầu t vừa phải đồng thời phù hợp với điều kiện của công trình và điều kiện nớc ta

3.2 Chọn các thông số tính toán cho công trình

Thông số tính toán ngoài trời chọn theo TCVN 5687 – 1992 và 4088 – 85 đã

đợc trình bày trong bảng PL 1.7 [1] trong đó độ ẩm ngoài trời tính toán lấy ở thời

điểm (13ữ15) giờ trong ngằy tơng ứng với tháng tính toán (ký hiệuϕ13- 15)

Do trong TCVN ( 56897 – 1992) không cho các giá trị ϕ(tmax ); ϕ(tmin ) do vậy nếu theo các cách chọn nh trên sẽ không tính toán đợc hệ thống ĐH cấp I và ĐH cấp II vì vấy để có thể tính toán đợc cả 3 cấp ĐH ta chọn ϕN nh sau:

- Mùa nóng: ϕN = ϕ13- 15 Độ ẩm lúc 13ữ 15 giờ của tháng nóng nhất cho cả 3 cấp điêu hoà

- Mùa lạnh : ϕN = ϕ13- 15 Độ ẩm lúc 13ữ 15 giờ của tháng lạnh nhất cho cả 3 cấp điêu hoà

- Cần xách định ϕ13- 15 của các mùa đợc hớng dẫn trong TCVN (5687 – 1992) Hoặc bảng 1.7 của [1] đã tính sẵn ϕ13- 15.theo chỉ dẫn của TCVN (5687 – 1992) hớng dẫn cách xác định độ ẩm nh sau:

+ Xác định ttbmax theo bảng N2 [1] của tháng tính toán

+ Xác định t theo bảng N3 [1] của tháng tính toán

+ Tính trị số nhiệt độ điểm A: tA = 0,5(ttbmax+ ttbmin);

+ Từ trạng thái có nhiệt độ ttbmin và độ ẩm ϕtb tra theo bảng N4 [1] của tháng

t-ơng ứng, mùa hè (tháng 6) dóng theo đờng d = const đến gặp đờng đẳng nhiệt

min =25,8 0C và độ ẩm là ϕtb = 81 % dóng theo đờng

d = const đến gặp đờng tA = 29 0 C tại điểm ϕ = 65 % đó là độ ẩm tính toán

Vậy thông số tính toán của không khí ngoài trời ở Nam Định đối với hệ thồng

điều hoà cấp III là :

- Mùa hè chọn :

+ Nhiệt độ ngoài trời : tT = ttbmax = 32,2 0 C

+ Độ ẩm ngoài trời : ϕN =ϕ (ttbmax ) =65 %

Hình 1.3 Thông số ngoài nhà cho cấp điều hoà không khí 1,2, 3 chọn theo TCVN 5687 - 1992

3 3 Tính nhiệt thừa và ẩm thừa của công trình

Trong một không gian điều hoà thờng có nhiều phòng khác nhau vì vậy khi

tính toán nhiệt cho phòng ta có thể tính riêng cho từng phòng sau đó cộng lại tổng tất cả các phòng ta tìm đợc tải của cả không gian điều hoà

Phơng trình cân bằng nhiệt tổng quát có dạng :

Qt = Qtoả + Qtt ( 3-1 )

Trong đó :

Qt : Nhiệt thừa trong phòng , W

Qtoả: Nhiệt toả ra trong phòng , W

Qtt: Nhiệt thẩm thấu từ ngoài vào qua kết cấu bao che do chênh lệnh nhiệt độ , W

Lợng nhiệt thừa của một phòng đợc tính theo công thức tổng quát nh sau:

Qtoả = Q1 +Q2 +Q3 +Q4 +Q5 + Q6 +Q7 +Q8 , W ( 3 –2 )

Ttong đó:

Q1 : nhiệt toả từ máy móc ; W

Q2 : nhiệt toả từ đèn chiếu sáng; W

Q3 : nhiệt toả từ ngời; W

Q4 : nhiệt toả từ bán thành phẩm; W

Q5 : nhiệt toả từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt; W

Q 6 : nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua của kính ; W

Q7 : nhiiệt toả do bức xạ mặt trời qua bao che; W

Q8 : nhiệt toả do dò lọt không khí qua của; W

Qtt = Q9 +Q10 +Q11 +Qbs ( 3 –3 )

Q9 : nhiệt thẩm thấu qua vách; W

Q10: nhiệt thẩm thấu qua tấm (mái); W

Q11: nhiệt thẩm thấu qua nền: W

Qbs: nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hớng vách W

b - Xác định các nguồn ẩm thừa trong phòng điều hoà Wt

Wt = W1 + W2 + W3 + W4 , kg/s (3- 4 )

Trong đó :

W1 : Lợng ẩm thừa do ngời toả ra , kg/s

W2 : lợng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm , kg/s

W3 :Lợng ẩm bay hơi đoạn nhiệt từ sàn ẩm , kg/s

W4 : Lợng ẩm bay hơi từ thiết bị , kg/s

3.4 áp dụng tính nhiệt cho công trình

A – Tính nhiệt đa vào công trình Q toả

+ Nđc - Công suất động cơ lắp đặt của máy gồm :

- Thiết bị động cơ dây quấn 20 cái , công suất điện của một cái :

Nđc1 = 0,1 kW = 100 W

- Mỏ hàn 100 cái , công suất :Nđc 2 = 0,2 kW =200 W

+ Ktt - Hệ số phụ tải bằng tỷ số giữa công suất thực của máy trên công suất độngcơ lắp đặt , Ktt = Neff/Nđc

Chon hệ số phụ tải : Ktt = 1

+ Kđt – hệ số làm việc đồng thời của hệ thống điều hoà không khí trong ngày

- Hệ số làm việc đồng thời của động cơ dây quấn: Kđt =1

- Hệ số đồng thời của mỏ hàn : Kđt = 0,25

+ KT – hệ số thải nhiệt hầu hết các động cơ làm việc ở chế độ biến điện năng thành cơ năng lấy KT =1 Trờng hợp động cơ quạt gió mà động cơ trong phòng, ống gió bên ngoài lấy KT = 0,1 bơm có động cơ trong phòng, ống nớc bên ngoài lấy KT=0,2

+ Chọn KT = 1

η - hiệu suất làm việc thực của động cơ η η = đc.Khc, trong đó ηđc- hiệu suất

động cơ trong catalong và Khc – hệ số hiệu chỉnh theo phụ tải

+ Chọn hiệu suất làm việc thực của động cơ dây quấn η= 0,84 %

a - Vậy nhiệt toả từ động cơ dây quấn là :

Ncs – tổng công suất của tất cả các đèn chiếu sáng ,W

Thay số : công suất chiếu sáng cho một m2 sàn là 10 w/m2

Diện tích sàn là : F = chiều dài x chiều rộng =45 x 24 =1080 m2

suy ra : Q 2 = 10 x 1080 = 10800 W

3 4.3 – Nhiệt toả từ ngời Q 3

Q3 = n q , ( 3 – 14 ) Với : q = qh + qa , ( 3 – 15 )

G4 - khối lợng bán thành phẩm đa vào, kg/s

CP - nhiệt dung riêng khối lợng của bán thành phẩm;

t1 , t2 – nhiệtđộ vào và ra của bán thành phẩm;

W4 – lợng ẩm toả ra ( hoặc ngng tụ vào) bán thành phẩm;

r - nhiệt ẩn hoá hơi của nớc, r = 2442 kJ/kg (ở 250C)

Ftb - diện tích bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt m2;

ttb – tT : hiệu nhiệt độ bề mặt thiết bị và nhiệt độ phòng, K.

bx – nhiệt bức xạ qua của kính , W

a - Nhiệt bức xạ qua của kính Q ck

Theo thiết kế tờng phía đông và Tây là không có của sổ Tờng phiad Bắc có 18 cửa sổ , tờng phía Nam có 18 cửa sổ Các cửa làm bằng kính một lớp, khung nhôm rộng 1,4 m, cao 1,4 m Phía trên cửa làm ô văng

Theo công thức( 3 – 18 ) [1] ta có:

ck . ck .1 2 3 4

bx sd bx

Q = I F τ τ τ τ , W ( 3 – 18 )Trong đó:

- Isd – cờng độ bức xạ mặt trời lên mặt đứng, phụ thuộc hớng W/m 2

- Fk – diện tích cửa kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán, m 2 ;

-τ1: hệ số trong suốt của kính ,

-τ2 : hệ số bám bẩn

-τ3 : hệ số khúc xạ

- Tra b¶ng 3.2 tµi liÖu (c¬ së kü thuËt ®iÒu tiÕt kh«ng khÝ ), ta cã IS® = 87 W/m2

* NhiÖt to¶ do bøc x¹ mÆt trêi qua cña kÝnh têng phÝa Nam:

- Tra b¶ng 3.2 tµi liÖu (c¬ së kü thuËt ®iÒu tiÕt kh«ng khÝ ), ta cã IS® = 87 W/m2

- VËy nhiÖt bøc x¹ qua cöa kÝnh híng Nam lµ :

b - Nhiệt bức xạ mặt trời qua bao che : (chủ yếu là tôn)

+ Cấu tạo mái tôn của công trình

k – hệ số truyền nhiệt qua mái trần w/m2 k

Ta có các công thức tính toán hệ số truyên nhiệt và độ chênh nhiệt độ :

Ri - Nhiệt trởcủa lớp vật liệu thứ i ,m2 K/W

Ta có R = RN + RT gọi chung là nhiệt trở toả nhiệt ( gồm cả phía trong nhà và ngoài trời ) Vì trần có không gian đệm nên chọn

Nhiệt trở của lớp không khí này là : R3 = 0,26 m2K/W

Vậy hệ số truyền nhiệt qua mái là

2 1

3.4.8 Nhiệt toả do rò lọt không khí qua cửa:

Khi có độ chênh nhiệt độ và áp suất giữa trong nhà và ngoài trời thì xuất hiện một dòng không khí rò lọt qua cửa mở hoặc khe cửa Mùa hè, không khí lạnh đi

ra ở phía dới, không khí nóng ẩm đi vào phòng phía trên Mùa đông thì ngợc lại không khí lạnh vào phòng ở phía dới và đi ra ở phía trên Sự rò lọt này luôn mangtheo tổn thất nhiệt mùa đông và lạnh vào mùa hè

Nhiệt toả do rò lọt không khí qua cửa đợc tính theo biểu thức

Q7 =L I7( N −I T),kW (3 – 22 )

Trong đó

- L8 - Lợng không khí rò lọt qua cửa mở hoặc khe cửa trong một đơn vị thời gian , kg/h

Có thể lấy Lrò =(1,5 ữ 2).V , m3/h [1] Thông thờng chọn Lrò = 2.V m3 /h , Trong đó :V - là thể tích của phòng tính bằng V = a.b.h (m3)

IN, IT – Entanpi của không khí ngoài nhà và trong nhà kJ/kg

B - Tính nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che :

Nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che đợc tính theo công thức tổng quát

Q bc =∑k F t i i∆i , W

Trong đó: ki là hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che

Fi là diện tích bề mặt kết cấu bao che thứ i, m2

∆t i:hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà của kết cấu bao che thứ i, KNhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che gồm :

* Nhiệt thẩm thấu qua vách (tờng )

* Nhiệt thẩm thấu qua trần

* Nhiệt thẩm thấu qua cửa sổ

* Nhiệt thẩm thấu qua cửa chính

* Nhiệt thẩm thấu qua nền

3.4.9 Nhiệt thẩm thấu qua vách Q 8

Q9 =∑k F t i i∆i , W

Trong đó:

ki - Hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che ứng với bề mặt thứ i W/m2K

Fi - Diện tích của kết cấu bao che

∆t i - độ chênh nhiệt độ trung bình tính toán 0 C

a – nhiệt thẩm thấu qua tờng

Q1=k F t1 1∆1 , W

Kết cấu bao che của toàn bộ công trình bao gồm tờng xây bằng gạch đỏ, vữa trát

xi măng, tờng kính, cửa nhôm kính, các vị trí bao che phụ thuộc vào hớng địa lý + Kết cấu bao che của công trình đợc trình bày trên (hình 3.1)

S1 S2 S1

Hình 3.1 kết cấu tờng gạch của công trình

1 Lớp vữa trát có chiều dầy :δ δ =1( 1 0,01 ) m

2 Lớp gạch xây dân dụng : δ δ =2( 2 0,2 ) m

Hệ số dẫn nhiệt của lớp vữa trát xi măng :λ =1 0,93 w/mk

Hệ số dẫn nhiệt của lớp tờng gạch : λ =2 0,82 w/mk

a – xác định hệ số truyền nhiệt qua tờng :

Trong đó : RN – Nhiệt trở toả mhiệt từ trần tới không khí ngoài trời ,m2 K/W

RT - Nhiệt trở toả mhiệt từ trần tới không khí trong nhà m2 K/W

Ri - Nhiệt trởcủa lớp vật liệu thứ i ,m2 K/W

Ta có R = RN + RT gọi chung là nhiệt trở toả nhiệt ( gồm cả phía trong nhà và ngoài trời ) Vì tờng tiếp xúc trực tiếp với không khí nên chọn

0, 2

0, 215 / 0,93

0, 01

0,012 / 0,82

2 1

1

2,7 / 0,15 0, 215 0,012

b - Xác định diện tích các vách bao che:

Nếu gọi : a : chiều dài của phòng (m)

b : chiều rộng của phòng (m)

h : chiều cao của phòng (m)

Diện tích tờng xây thực tế bằng diện tích xung quanh trừ đi diện tích cửa sổ và cửa chính : F 1 = Fxp – (Fcs + Fcc )

Fxp = 2.h ( a + b ) = 2.4 ( 45 + 24 ) = 552 m2

Diện tích cửa sổ :Theo tiết kế cửa sổ cao 1,4 m , rộng 1,4 m , tờng phía Bắc, Nam

có 18 cửa sổ mỗi bên nh vậy tổng diện tích các cửa sổ là :

Cửa sổ cửa kính khung nhôm có hệ số diện tích εF = 0,8 Kính dầy 5 mm , hệ

số dẫn nhiệt cửa kính bằng 0,76 W/mK Vì cửa sổ tiếp xúc trực tiềp với không khí bên ngoài nên R = 0,15 m2K/W, do vậy hệ số truyền nhiệt qua cửa sổ là : 2

1

6,93 0,005

0,15

0,76

Nhiệt thẩm thấu qua cửa sổ là : Q2 = 6,93 0,8 70,56 7,5 = 2934W

c - Nhiệt thẩm thấu qua cửa chính

Q3 = k F t W3 .3 ∆ 3,

Diện tích cửa chính : F = 16 m2

Cửa chính làm bằng gỗ dày 4 cm , hệ số dẫn nhiệt của gỗ bằng 0,3 W/mK Cửa tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài nên R = 0,15 m2K/W

Do vậy hệ số truyền nhiệt qua cửa chính là : 3

1

3,53

0, 05 0,15

0,3

+ W/m2K

Nhiệt thẩm thấu qua cửa chính là : Q3 = 3,53 16 7,5 = 423,6 W

Vậy nhiệt thẩm thấu qua vách là : Q8 = 9425 + 2934 + 423,6 =12782,6 W

3.4.10 Nhiệt thẩm thấu qua trần Q 9 :

Nhiệt thẩm thấu qua trần ( mái) đợc xác định giống nh vách

Q9 = k F t W , ∆

Trong đó :

K9 - hệ số truyền nhiệt qua mái : k 9 = 0,67 W/m2K

F – diện tích của trần ,m2 : F9 = 45 x 24 = 1080 m2

∆t - hiệu nhiệt độ tính toán, 0 C

-Vì mái tiếp xúc trực tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời lấy bằng

- ki là hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che

- Fi là diện tích bề mặt kết cấu bao che thứ i, m2

- ∆t i hiệu nhiệt độ tính toán ở đây cũng đợc chia làm 3 trờng hợp

+ Nếu là sàn, phía dới là phòng điều hoà thì ti∆ =0, Q11 =0

+ Nếu là sàn, phía dới là không gian đệm thì ti∆ =0,7(tN – tT), và tính ki giống nh trần hoặc vách của biểu thức (3-24)

+ Nếu là nền đất trực tiếp trên nền đất lấy ti∆ =tN – tT và áp dụng phơng pháp dải nền

Phơng pháp dải nền: Theo [1] ta chia nền thành 4 dải từ ngoài vào trong phòng với hệ số truyền nhiệt quy ớc cho từng dải cụ thể:

+ Dải I rộng 2m theo chu vi buồng với k=0,47W/m2 K

+ Dải II rộng 2m tiếp theo với k=0,23W/m2 K

+ Dải III rộng 2m tiếp theo với k=0,12W/m2 K

+ Dải IV phần còn lại của buồng k=0,07W/m2 K

- Riêng diện tích góc 2m x 2m của dải I đợc tính 2 lần cho 2 chiều dài và rộng vì dòng nhiệt đợc coi là đi vào từ 2 phía

- Diện tích các dải nền đợc xác định nh sau:

3.4.12 Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hớng vách Q bs

Các tính toán tổn thất nhiệt qua vách Q9 ở mục (3.3.1.9) cha tính đến ảnh hởng của gió khi công trình có độ cao lớn hơn 4m , vì ở trên cao αN tăng làm cho k và

Q9 tăng, để bổ sung tổn thất do gió cứ từ mét thứ 5 lấy tổn thất Q9 tăng thêm từ 1 dến 2% nhng toàn bộ không quá 15%

Bổ sung khác cho Q9 là đối với các vách hớng Đông và Tây Nêu trong mục (3.3.1.7) khi tính Q7 mới chỉ tính cho mái (trần ) mà không tính cho vách đứng, vì vậy cần bổ sung nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời cho vách hớng Đông và hớngTây, ở vách hớng Đông bức xạ mặt trời lên vách mạnh nhất vào lúc8 đến 9 giờ vàvách hớng Tây thì từ 16 đền 17 giờ Tuy không đồng thời nhng vẫn tính bổ sung

từ 5 đền 10% tuỳ theo vách dày hay mỏng

Nh vậy tổn thất nhiệt qua vách Qbs sẽ là :

Qbs = (1 ữ 2% ) (h ữ 4 ) Q9 + (5 ữ 10% ) F FD T

F

+

Q9 (3 -25 a)

h – chiều cao toà nhà (không gian điều hoà ) , m

FĐ ,FT : diện tích bề mặt vách hớng Đông và Tây của không gian

điều hoà , m2

F – diện tích tổng vách bao của không gian điều hoà , m2

Theo [1] thì nếu tính bổ sung nhiệt do ảnh hởng của chiều cao toà nhà là từ (1- 2% ) của Q9

Trên 1m chiều cao và toàn bộ không quá 15% Q9

Nh vậy nếu tính tổn thất là 1% Q9

Trên 1m thì công thức (3 –25) chỉ áp dụng đợc cho toà nhà cao tối đa là

15m + 4m = 19m còn nếu lấy tổn thất là 2% thì ta có công thức tổng quát là

Qbs = 15% Q9 +10%

2

F

F Q9 = 20% Q9 (3 – 25b )

Công thức( 3 –25b) chỉ áp dụng đợc cho toà nhà cao không quá

7,5 m +4m = 11,5 m tơng ứng với nhà khoảng 3 tầng Điều này cho thấy khi tínhtoán với các toà nhà cao hơn các trị số nêu trên thì phải lấy tối đa lợng nhiệt tổn thất là 15% Q9 Mặt khác khi tính tổn thất bổ sung do bức xạ mặt trời rên tờng bao che ở hớng Đông và hớng Tây cũng chọn trong khoảng từ

( 5 ữ 10% ) Q9 của các tờng đó, tuỳ theo mức độ dày hay mỏng , điều này dẫn

đến khi tính toán sẽ phải cân nhắc và phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm của ngời thiết kế Đối với công trình này do kết cấu xây dựng của toà nhà chỉ cao là 4m nên lợng nhiệt bức xạ mặt trời bổ xung vào vách là không đáng kể nên ta chọn

Qbs = 0

3.4.13 - Kiểm tra đọng sơng trên vách

Khi có độ chênh nhiệt độ giữa trong nhà và ngoài trời, xuất hiện một trờng nhiệt độ trên váchbao che , kể cả của kính nhiệt độ trên bề mặt phía nóng không đợc thấp hơn nhiệt độ đọng sơng nếu bằng hoặc nhỏ hơn nhiệt độ dọngsơng thì hiện tợng đọng sơng trên vách sẽ xảy ra Hiện tợng này sẽ làm cho không những tổn thất nhiệt lớn lên, mà còn làm mất mỹ quan do ẩm ớt nấm mốc gây ra

Hiện tợng đọng sơng chỉ xáy ra ở bề mặt phía nóng nghĩa là : về mùa hè là bề mặt ngoài nhà và về mùa đông là bề mặt phía trong nhà

Để không xảy ra hiện tợng đọng sơng, hệ số truyền nhiệt thực tế kT của vách phải nhỏ hơn hệ số truyền nhiệt độ cực đại kmax Các biểu thức để tính toán nh sau :

Điều kiện để không có đọng sơng : kT < kmax ( 3 – 26 )

αN- hệ số toả nhiệt phía ngoài nhà lấy bằng : 20 W/m2K

αT - hệ số toả nhiệt trong nhà lấy bằng : 10 W/m2K

tSN – nhiệt độ đọng sơngngoài trời , xác định theo t N, ϕN

tST – nhiệt độ đọng sơng bên trong nhà , xác định theo t T, ϕT

Nếu không đảm bảo kT < kmax cần phải tăng cờng cách nhiệt cho bao che Thay số : với αN = 20 w/m2 K , αT = 10 w/m2 K

W3 :Lợng ẩm bay hơi đoạn nhiệt từ sàn ẩm , kg/s

W4 : Lợng ẩm bay hơi từ thiết bị , kg/s

3.5.1 – Lợng ẩm do ngời toả :

W1 = n qn , kg/s ( 3 – 30 )

Trong đó :

+ n - số ngời trong phòng điều hoà

+ qn - Lợng ẩm mỗi ngời toả ra trong một đơn vị thời gian ,kg/sPhụ thuộc vào trạng thái, cờng độ lao động và nhiệt độ môI trờng xung quanh xác định theo bảng (3 – 5 ), [1]

3.4.2 – Lợng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm

W = G (y – y ) kg/s ( 3 – 31 )

+ G2 – Khối lợng bán thành phẩm đa vào phòng điều hoà trong một đơn

vị thời gian, kg/s

+ y1, y2 – Thuỷ phân của bán thành phẩm khi vào và khi ra khỏi phòng

điều hoà , kgH2O/kg bán thành phẩm

3.4.3 – Lợng ẩm bay hơi từ sản phẩm

W3 = 0,006 Fs (tT – t), kg/h =0 (3 - 32 )Trong đó : Fs – Diện tích bề mặt bị ớt , m 2

tT - Lợng ẩm không khí trong phòng , oC

t - Nhiệt độ nhiệt kế ớt tơng ứng tT và ϕT ,oC

3.4.4 – Lợng ẩm do hơi nớc toả ra

Tromg các phân xởng có nồi hơi, nồi nấu, nồi cô đặc hoặc trong phòng làm việc

nh ấm đun nớc , bình pha cà phề đều có lợng ẩm toả ra từ các thiết bị này ở

đây phải tính riêng cho từng thiết bị theo sự cấp nhiệt hoặc phát nhiệt dới dạng nhiệt ẩm

Nhiệt toả từ đèn chiếu sáng Q2 10800 WNhiệt toả từ ngời Q3 27200 WNhiệt toả từ bán thành phẩm Q4 0 WNhiệt toả từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt Q5 0 WNhiệt toả do bức xạ mặt trời vào phòng Q6 13740 WNhiệt toả do dò lọt không khí qua cửa Q7 51840 WNhiệt thẩm thấu qua vách Q8 12782,6 WNhiệt thẩm thấu qua mái Q9 5427 WNhiệt thẩm thấu qua nền Q10 1743 WNhiệt tổn thất bổ sung do gió và hớng vách Qbs 0 WTổng nhiệt thừa QT 124366 W

p p

ϕ = , % ( 3-33 )

Trong đó : ph – phân áp suất của hơi nớc trong không khí ẩm cha bão hoà

phmax – phân áp suất của hơi nớc trong không khí ẩm bão hoà

Là nhiệt độ mà tại đó không khí cha bão hoà trở thành không khí bão hoà với

điều kiện phân áp suất của hơi nớc không đổi ph = const Xác định trên đồ thị

i – d nhờ điểm cắt của p =const ( hoặc d = const ) và ϕ = 100%

4 -nhiệt độ nhiệt kế bầu ớt t :

Là nhiệt độ đo đợc bằng nhiệt kế ớt có bầu thuỷ ngân hoặc rợu có bọc bấc thấm nớc bên ngoài

Độ chứa hơi: dH.GH = dN GN + dT GT nên dH = (dN.GN + dTGT )/GH ( 3.43 )

Hình 3.3.Quá trình hoà trộn

3.5.3 - Thành lập và tính toán sơ đồ điều hoà không khí

3.5.3.1 Sơ đồ thẳng :

Sơ đồ điều hoà không khí kiểu thẳng về mùa hè đợc biểu diễn nh sau :

Hình 3.8 - Sơ đồ điều hoà không khí kiểu thẳng

Trạng thái không khí : N – Không khí ngoài trời ; T Không khí trong nhà ;

O – Không khí sau khi xử lý nhiệt ẩm ; V - Điểm thổi vào

AHU – Bộ xử lý không khí (Air handling unit )

1 – cửa lấy gió tơi ; 2 – bộ lọc không khí ; 3 – dàn lạnh quạt ; 4 – dàn sởi (calorife) ; 5 – dàn phun ẩm bổ sung ; 6 – quạt ly tâm ; 7 – miệng thổi ; 8 – không gian điều hoà ; 9 – quạt thổi gió ;

Nguyên lý làm việc nh sau : 100% gió ngoài đợc lấy qua của lấy gió 1, qua phin lọc 2 vào calorife 4 qua dàn phun ẩm bổ sung 5 rồi qua quạt 6 để vào phòng điều hoà Mùa hè là quá trình làm lạnh và khử ẩm mùa đông là quá trình sởi ấm và