Đồ Án Điều Hoà Không Khí Thiết Kế Hệ Thống ĐHKK Cho Văn Phòng

PHẦN I: TÍNH TOÁN NHIỆT THỪA ẨM THỪACHƯƠNG I: LỰA CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN I.. Chọn thông số tính toán: Nhận xét: Vì đặc điểm khí hậu ở Tỉnh Hà Giang ta chọn thông số tính toán: Dựa vào

ĐỒ ÁN ĐIỀU HOÀ KHễNG KHÍ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐHKK CHO VĂN PHềNG

ĐỊA ĐIỂM: HÀ GIANG Giới thiệu về cụng trỡnh:

Cụng trỡnh là một trung tõm thương mại cú diện tớch khoảng 500 m2 chiều cao củacụng trỡnh là 8,0 m, chiều cao trần giả là 2m, cú cỏc phũng: Phũng làm việc cú diệntớch khoản 45,6 m2 Khu trung tõm thương mại: 310 m2, sảnh cú diện tớch 38 m2 và cũnlại la kho, và khu vệ sinh, Yờu cầu của đồ ỏn đặt ra là thết kế hệ thống điều hũa khụngkhớ cho: Phũng làm việc trung tõm thương mại và sảnh Địa điểm của ngụi nhà la ởTỉnh Hà Giang, ở địa điểm này cú 2 mựa hố và mựa đụng nờn ta xử lý khụng khớ chomựa hố và mựa đụng Làm lạnh làm khụ khụng khớ vào mựa hố và sấy núng làm ẩmkhụng khớ vào mựa đụng

Đối với công trình là nhà trung tõm thương mại chủ yếu nhằm phục vụ cho nhu cầulàm việc của con ngời, tạo ra cảm giác dễ chịu, thoải mái Để đáp ứng đợc những yêucầu về mặt kinh tế cũng nh kỹ thuật tốt nhất ta chọn hệ thống điều hoà cấp II là hợp lý

PHẦN I: TÍNH TOÁN NHIỆT THỪA ẨM THỪA

CHƯƠNG I: LỰA CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN

I Chọn thông số tính toán:

Nhận xét: Vì đặc điểm khí hậu ở Tỉnh Hà Giang ta chọn thông số tính toán:

Dựa vào bảng 3.5 SGK thÇy TrÇn Ngäc Chấn (bảng thông số tính toán của không khí

bên trong nhà ứng với các trạng thái lao động khác nhau dùng để thiết kế ĐHKK đảmbảo điều kiện tiện nghi nhiệt ta chọn các thông số tính toán sau:

1 Thông số tính toán bên trong nhà:

Tuỳ thuộc vào trạng thái lao động khác nhau mà có mỗi chế độ nhiệt phù hợp Vớicông trình này, chọn các thông số bên trong để điều hoà không khí cho các phònglàm việc ,trung tâm thương mại và sảnh

Bảng 1.1: Thông số tính toán bên trong nhà

tTtt (0C) Ttt

(%)

vg(m/s) t

hqtđ(0C) t

Ttt (0C) Ttt

(%)

vg(m/s) t

hqtđ(0C)P.Làm việc 26  2 65  5 0.5 23,0 22  2 65 

2 Thông số tính toán bên ngoài công trình:

Theo thông số trong bảng thông số tính toán ĐHKK ngoài trời theo số liệu khí tượng

24 ( op do/ ngày) đã cho ta có thông số bên ngoài tại Hà Giang là:

Bảng 1.2: Thông số tính toán bên ngoài nhà

tN (0 C ) N ( % ) IN (kJ/kg) tN (0 C ) N ( % ) IN

(kcal/kg)

II Tớnh toỏn chọn kết cấu, thụng số về hệ số truyền nhiệt truyền ẩm, kiểm tra

đọng ẩm đọng sương trờn bề mặt và trong lũng kết cấu:

1 Kết cấu của công trình :

a.Tờng bao

Vữa xi măng :  = 0,01 m ;  = 0,93 ;  = 9 Gạch silicat :  = 0,22 m ;  = 0,87;  = 10,5 Vữa xi măng :  = 0,01 m ;  = 0,93;  = 9

Tờng ngăn:

Vữa xi măng :  = 0,01 m ;  = 0,93 ;  = 9 Gạch silicat :  = 0,11m ;  = 0,87;  = 10,5 Vữa xi măng :  = 0,01 m ;  = 0,93;  = 9

Gạch lát nền :  = 0,01 m ;  = 0,92 ;  = 10,5

Vữa xi măng :  = 0,01 m ;  = 0,93 ;  = 9

Bê tông gạch vỡ :  = 0,1 m ;  = 0,87;  = 6,8

Đất nền đầm chặt  =0,5 m;  = 0,18;  = 30

c Mái:

Gạch lá nem,  = 0,015 m; = 0,81; = 10,5Vữa ximăng,  = 0,01 m; = 0,93; = 9BTchống thấm,  = 0,05 m; = 0,4; = 7,5Sàn BTCT,  = 0,08 mm; = 1,55; = 3

Chọn trần giả làm bằng thạch cao với các thông số  = 0,02m ;  = 0,23 ;  = 5,4

Chú thích : Các thông số  ;  đợc tra trong phụ lục 5 tài liệu Thông gió – PGS TS

Bùi Sỹ Lý

Đơn vị :  [ w/mK ]

1

1 1

+T, N : Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt trong và ngoài của kết cấu ( W/m2K )

+i, i : Chiều dày [m] và hệ số dẫn nhiệt [ W/mK ] của kết cấu bao che lớp thứ i

Số liệu tính toán đợc ghi trong bảng sau:

- Trong bảng T, N đợc tra trong bảng 3.1 trang 82 giáo trình Thông Gió của PGS.TS Bùi Sỹ Lý và Hoàng Hiền

Bảng1.3 : Tính toán hệ số truyền nhiệt K

Tên kết cấu

Thông số

K[W/

m2K]

N[W/

K

1

1 1

1 93 , 0

01 , 0 87 , 0

22 , 0 93 , 0

01 , 0 72 , 8 1

01 , 0 87 , 0

11 , 0 93 , 0

01 , 0 72 , 8 1

1 18 , 0

03 , 0 72 , 8 1

1 18 , 0

03 , 0 72 , 8 1

1 55 , 1

08 , 0 4 , 0

05 , 0 93 , 0

01 , 0 81 , 0

015 , 0 72 , 8 1

1 23 , 0

02 , 0 72 , 8 1

1 76

, 0

005 , 0 72 , 8 1

1 76

, 0

012 , 0 72 , 8 1

Bảng1.4 :Hệ số dẫn nhiệt của 4 dải nền đợc thể hiện trong bảng sau:

3 Kiểm tra hiện tượng đọng sương trờn bề mặt ngoài của kết cấu

Để trỏnh hiện tượng đọng sương trờn bề mặt kết cấu thỡ nhiệt độ trờn bề mặt của kếtcấu phải khụng được nhỏ hơn nhiệt độ điểm sương của khụng khớ bờn ngoài vi thế hệ

số truyền nhiệt của kết cấu tớnh toỏn cần đảm bảo điều kiện:

Ktt  0.951.136  [

T N

s N

t t

t t





] (*)Trong đú:

Ktt : Hệ số truyền nhiệt tớnh toỏn [W/m2 0C]

0.95 : Hệ số kể đến sự an toàn

tN, tT : Nhiệt độ không khí ở phía nhiệt độ cao và ở phía nhiệt độ thấp [0C]

ts : Nhiệt độ đọng sương của không khí bên ngoài [0C]

 : Hệ số trao đổi nhiệt ở bề mặt có nhiệt độ cao hơn [W/ m2 0K]

Ta chỉ kiểm tra cho kết cấu bất lợi nhất:

Từ tN = 35,6ºC và  = 55.3 % tra biểu đồ I-d ta có ts = 25,5ºC,

N = 23.26 W/ m2 0K

Vậy:

0.95[

T N

s N

t t

t t





]=0.9523.26(35,6-25,5)/(35,6-26) = 23,25[W/m2 0C]

Ta chỉ kiểm tra cho kết cấu bất lợi nhất:

Đối với tường tiếp xúc với không khí bên ngoài thì: Ktt = 2.315 [W/m2 0C] <23,25 [W/

m2 0C] thoả mãn điều kiện (*) Vậy tường không bị đọng sương trên bề mặt

Đối với mái thì: Ktt = 2,751 [W/m2 0C]< 23,25 [W/m2 0C] thoả mãn điều kiện (*) Vậymái không bị đọng sương trên bề mặt

Đối với cửa sổ Ktt = 6.088 [W/m2 0C]< 23,25 [W/m2 0C] thoả mãn điều kiện (*) Vậycửa sổ không bị đọng sương trên bề mặt

Vậy bề mặt kết cấu không bị đọng sương

4 Kiểm tra hiện tượng đọng sương trong lòng kết cấu:

- Do sự chênh lệch nhiệt độ dẫn đến có sự chênh lệch áp suất hơi nước bên trong

và bên ngoài kết cấu Ngoài dòng nhiệt truyền qua lớp kết cấu còn có dòng ẩmthẩm thấu qua kết cấu

- Khi gặp lạnh, ẩm có xu hướng ngưng đọng lại trong lòng kết cấu Nếu xẩy rađọng ẩm trong lòng kết cấu thì kết cấu sẽ cách nhiệt kém và bị phá hoại dần

[mm Hg]

ei: áp suất hơi nước riêng phần hiện có ở lớp thứ i [mm Hg ]

Ei nhận giá trị tuỳ theo nhiệt độ ở lớp thứ i (tra biểu đồ I -d của không khí ẩm )

ei được xác định theo công thức :

ei = eh1 - h h H i

H

e e

i: Hệ số truyền ẩm của lớp vật liệu thứ i [ g/m h mmHg ]

i: Bề dày của lớp vật liệu thứ m [m]

H: Sức kháng ẩm của toàn bộ kết cấu bao che

- Ta kiểm tra với kết cấu có nhiều khả năng đọng sương nhất Do đó ta sẽ kiểm tra chotường ngoài và mái

Kiểm tra cho kết cấu tiếp xúc với không khí ngoài: (chỉ kiểm tra cho mùa hè)

a.Tường:

* Dòng nhiệt qua kết cấu tường:

q = Ktt  (tNtt – tTtt) [ W/m2 ]

Trong đó:

Ktt: Hệ số truyền nhiệt của tường ( W/m2 0C ) , bảng 1.3

tNtt, tTtt: Nhiệt độ tính toán bên ngoài và bên trong phòng

- Nhiệt truyền qua bề mặt lớp 1: q1 = N ( tN - 1) ( q1 = q )

- Các kết quả tính được ghi vào bảng sau :

Bảng 1.5:áp suất hơi nước bảo hòa trong các bề mặt của từng lớp kết cấu

01 0 10

5 , 10

22 0 10

9

01 0

2317

2466 2853

01 0



 = 2834 [Pa]

e3 =2853- 0.167  ( 5 10 , 5 10 5

22 0 10

9

01 0

5 , 10

22 0 10

9

01 0

* Dòng nhiệt qua kết cấu là: q = Km t = Km ( tNtt – tTtt ) [ W/m2]

Km: Hệ số truyền nhiệt của mái: Km = 2,751 (W/m2 0C ) ,bảng 1.3

tTtt, tNtt : Nhiệt độ tính toán bên trong và bên ngoài phòng:

tNtt = 35,60C ; tTtt = 260C

 q = 2,751  (35,6 -26) = 26,4 (W/m2 )

- Ta coi nhiệt truyền qua các lớp là như nhau: q1 = q2 = … = qn

- Nhiệt truyền qua bề mặt lớp 1: q1 = N ( tN - tw1 )

5 = 4 - q 4/4 = 34 - 2,751  0.08/(1.55) =33,850C

- Kết quả tính toán được ghi vào bảng sau :

Bảng 1.7: áp suất hơi nước bảo hoà

3

08 0 10

5 , 7

05 0 10

9

01 0 10

5 , 10

015 0

3587

2466 2853



 = 2837 [Pa]

e3 =2853- 0.107  ( 5 9 10 5

01 0 10

5 , 10

015 0

9

01 0 10

5 , 10

015 0

5 , 7

05 0 10

9

01 0 10

5 , 10

015 0

- Kết quả tính toán được ghi trong bảng sau :

Bảng 1.8 so sánh áp suất hơi nước bảo hoà và áp suất riêng phần của các bề mặt của các lớp vật liệu:

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN NHIỆT THỪA

I Tính toán truyền nhiệt qua kết cấu bao che:

1 Tính diện tích của kết cấu bao che:

F =  a.b [m2]

a : chiều dài của cùng một loại kết cấu [ m ]

b : chiều rộng của cùng một loại kết cấu [ m ]

* Đối với nền : Chia nền toàn bộ công trình thành 4 dải, phòng nào có phần diện tíchnằm trong dải nào thì tính vào dải đó Ta chia từ ngoài vào trong mỗi dải rộng 2m,phần còn lại là của dải 4

Bảng 2.1 : Diện tích truyền nhiệt của kết cấu bao che

2 Tớnh toỏn truyền nhiệt qua kết cấu bao che :

2.1 Tớnh toỏn truyền nhiệt qua kết cấu bao che về mựa đụng :

* Tính toán tx vào mùa đông của hầm trần giả :

Ta coi nhiệt truyền từ ngoài qua mái xuống hầm mái bằng lợng nhiệt truyền từ hầmmái xuống không khí trong phòng, ta có phơng trình cân bằng nhiệt nh sau :

Km Fm (tNtt – tx ) = Ktr Ftr ( tx – tTtt )Trong đó :

+Km , Ktr : Hệ số truyền nhiệt của mái và trần ( W/m2 0K ), bảng 1.3

+Fm , Ftr : Diện tích mái và diện tích trần ( m2 ), bảng 2.1

Tớnh toỏn với phũng làm việc và TTTM :

Lượng nhiệt truyền vào nhà qua kết cấu bao che được xỏc định trong bảng sau :

Bảng 2.2 Bảng tớnh nhiệt truyền qua kết cấu bao che

ST

F [m2] W/mK2 oC ºCtN

tTºC

Hớng Đông Tờng 18 2,651 10,8 22 1 -534,4

5,76 10,8 22 0,7 -4025,9

Cửa đibằng kớnh 4,0

Tướngkớnh 13,1

5,76 10,8 21 1 -538,8

Cửa đibằng kớnh 4,0

5,76 10,8 21 1 -235,0

Hướngđụng

D

t

Q Q

[W]

Trong đó :

-QKCBCH : Lợng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che về mùa hè [W]

-QKCBCĐ : Lợng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che về mùa đông [W] , (Bảng 2.2)

D

Tr

Q : Lợng nhiệt tổn thất qua trần về mùa đông [W] (Bảng 2.2)

tH, tĐ : Chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong và ngoài phòng về mùa hè và mùa

đông [ 0C ]

Kết quả tính toán đợc tổng hợp trong bảng sau :

Bảng 2.3 : Lợng nhiệt truyền qua KCBC vào mùa hè

KCBC Đ[W]

D Tr

Q

[W]

tĐ[ 0C ] t

H[ 0C ] QKCBC

H[W]

q= qh: lượng nhiệt hiện do một người toả ra, [W/người]

n: số người trong phũng q0 tra bảng 2-2 ( Tài liệu Kĩ thuật thông gió T56 – GS Trần Ngọc Chấn ) ; q0 phụ thuộc trạng thái lao động, độ tuổi và nhiệt độ phòng

–Trong T.T Thơng Mại lao động ở đây là lao động nhẹ nên:

q0 =125 kcal/h.ngời = 145,38 W/ngời vào mùa Hè

– Phòng Hàng Chính lao động chủ yếu là lao động trí óc nên:

q0 =120 kcal/h.ngời = 139,56 W/ngời vào mùa Hè

Chọn 5m2/ngời, do đó diện tích sàn của T.T Thơng Mại là 310 [m2] Số ngời làm việc trong khu vực này là n = 310 : 5 = 62 ngời;

chọn 6m2/ngời diện tích sàn của phòng Hành Chính làm việc là 45,6 [m2] Số ngời làm việc trong khu vực này là n = 45,6 : 6 = 8 ngời

chọn 3 m2/ngời diện tích sàn của sảnh là 45,6 [m2] Số ngời trong khu vực này là

III Tớnh toỏn toả nhiệt do chiếu sỏng.

- Hệ thống đèn chiếu sáng trong phòng toả ra một nhiệt lợng:

Qcs = N x1 x 2 [W]

N : Tổng công suất chiếu sáng cho một phòng : N = a x F [W]

a : Tiêu chuẩn thắp sáng [W/m2 sàn] lấy a = 10 [W/m2 sàn]

F : Diện tích mặt sàn [m2]

1 = 0,4  0,7 đối với đèn huỳnh quang và = 0,8  0,9 đối với đèn sợi đốt

2 = 0,92  0,97 hệ số sử dụng đèn

Kết quả tính toán đợc tổng hợp trong bảng sau :

Bảng2.5: Lợng nhiệt toả do chiếu sáng

IV Tớnh toỏn toả nhiệt do cỏc thiết bị dựng điện.

Lợng nhiệt toả do động cơ thiết bị điện :

4 = 0,65 – 1 : hệ số kể đến độ nhận nhiệt của môi trờng không khí

Khi tính toán có thể lấy tích số 1 2 3 4 = 0,25

Thiết bị trong T.T Thơng Mại gồm :

- Số máy tính đợc lấy = 2( chiếc); công suất 1 chiếc là 500W

- Số máy in đợc lấy = 2( chiếc); công suất 1 chiếc là 600W

Thiết bị trong phòng làm việc gồm :

- Số máy tính trong văn phòng đợc lấy = 8( chiếc); công suất 1 chiếc là 500W

- Số máy in trong văn phòng đợc lấy = 2(chiếc); công suất 1 chiếc là 600W

Kết quả tính toán đợc tổng hợp trong bảng sau :

Bảng2.6 : Lợng nhiệt toả do dộng cơ thiết bị điện

Tên phòng Tên thiếtbị Số máytính Công suất 1 thiết bị[W] [W]N Qđ/c

V.Thu nhiệt do bức xạ mặt trời

1.Thu nhiệt do bức xạ mặt trời qua cửa kính :

- Lợng nhiệt bức xạ xuyên qua cửa kính vào nhà:

Qbxkính = T1 T2 T3 T4.qbx.Fkính [ W ]

Trong đó :

Fkính : Diện tích cửa kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán [ m2]

qbx : Cờng độ bức xạ mặt trời trên mặt phẳng chịu bức xạ tại thời điểm tính toán [W/m2]

T1 ,T2 ,T3 ,T4 : Lần lợt là các hệ số kể đến độ trong suốt của kính, độ bẩn mặt kính, mức

độ che khuất bởi cánh cửa và bởi các hệ thống che nắng :

Bảng 2.8: Tớnh toỏn thu nhiệt bức xạ mặt trời của cửa kớnh

STT Phòng Hớng Kết cấu Diệntích

[m2]

qbx[W/m2 ] T

1 T2 T3.T4

Qbxkính[W]

ttđ =

n

tb bx

q



.

0C

q bx tb: cờng độ bức xạ trung bình trên mặt phẳng kết cấu, W/m2

n : hệ số trao đổi nhiệt trên bề mặt ngoài của kết cấu bao che, W/m2.0C

 : hệ số hấp thụ bức xạ của bề mặt kết cấu bao che

q [W/m2]  ttđ = 7 , 0

26 , 23

250 65 , 0



C Nhiệt độ tổng của không khí bên ngoài:

tb tg

b/ Bức xạ mặt trời do dao động nhiệt độ:

Để xác định biên độ dao động của nhiệt độ tổng ta phải xem xét biên độ của nhiệt độ

t-ơng đt-ơng do bức xạ gây ra và biên độ của nhiệt độ không khí ngoài trời

Biên độ dao động của cờng độ bức xạ có thể xác định nh hiệu số giữa cờng độ cực đại

và cờng độ trung bình trong ngày đêm (24h):

tb bx bx

560 65 ,

At  tHN 

6 , 15

* Biên độ dao động của nhiệt độ tổng đợc xác định theo công thức sau :

Attg = ( Attđ + AtN )  = ( 15,6 + 8,3 ) 0,99 = 23,66 ( 0C )

* Dao động của nhiệt độ tổng ngoài nhà sẽ truyền vào trong nhà, khi đi qua bề dày của

kết cấu bao che nó bị tắt dần và trên bề mặt bên trong của kết cấu bao che biên độ dao

động chỉ còn lại  lần nhỏ hơn so với biên độ dao động trên mặt ngoài

 : Hệ số tắt dần của kết cấu , xác định theo công thức của giáo s A.M Sklover :

 = 0,9

) ) (

)(

(

) ) (

)(

(

2 2 1 1

3 2 2 1 1 2

n n

T n N

N D

S s S s S s

s S s S s S e

si là hệ số hàm nhiệt của vật liệu thuộc các lớp trong kết cấu bao che [W/ m2K ]

Si là hệ số hàm nhiệt mặt ngoài của mỗi lớp vật liệu trong kết cấu bao che [ W/ m2K ]

- Kết cấu mái công trình từ ngoài vào :

Gạch lá nem,  = 0,015 m; = 0,81; = 10,5Vữa ximăng,  = 0,01 m; = 0,93; = 9BTchống thấm,  = 0,05 m; = 0,4; = 7,5Sàn BTCT,  = 0,08 mm; = 1,55; = 3

72 , 8 09 , 15 0516 , 0

118 , 14 95 , 4 125 , 0 1

4 3

214 , 6 13 , 10 0.0108 1

3 2

859 , 6 06 , 10 0.0185 1

2 1 2

2 1 1

S R

S s R

TB tg m T tr m tg T

K K t K t K At

/ (   0C

* TÝnh to¸n tx cña hÇm m¸i phòng làm việc và TTTM

tx= 3 , 477 26 2 , 751 34 , 3 ) 3,47712,751

054 , 5

23,66 72

, 8 (

23,66 72

, 8 (

Qthõa = Qto¶ + Qthu + Qtt [W]

Qto¶ : Tæng lîng nhiÖt to¶ vµo trong phßng [W] - B¶ng 2.7

Qthu : Tæng lîng nhiÖt thu do bøc x¹ mÆt trêi qua cöa kÝnh [W] - B¶ng 2.10

Qtt : Tæng lîng nhiÖt truyÒn qua kÕt cÊu bao che [W] - B¶ng 2.2, b¶ng 2.2

Bảng 2.11 :Lượng nhiệt thừa về Mùa đông

1 T.T Th¬ngM¹i 11038,5 11456,1 6187,9 28682,5

2 Phßng làmviệc 2633,1 1723,2 2470,0 6826,3

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN ẨM THỪA

eN,eT : Ph©n ¸p suÊt h¬i níc bªn ngoµi vµ bªn trong nhµ [Pa]

K : HÖ sè dÉn Èm cña kÕt cÊu bao che [g/m2.h.Pa]

i

R K

+RT , RN : HÖ sè c¶n Èm cña kÕt cÊu trong vµ ngoµi phßng

V× vËn tèc giã bªn ngoµi v >1m/s ta lÊy RN = 0,1(m2.h.mmHg/g) = 13,33 (m2hPa/g)

RT =1-

100

T

 = 1-

100

65

= 0,35(m2.h.mmHg/g) = 46,67(m2hPa/g)+i, i : ChiÒu dµy [ m ] vµ hÖ sè truyÒn Èm  [ g/mhPa ] cña kÕt cÊu thø i, hÖ sè

 tra ( Tµi liÖu Th«ng giã – Bïi Sü Lý & Hoµng ThÞ HiÒn )

RN(m2hPa/g)

RT(m2h

K

1

T

R R

01 , 0 10

5 , 10

22 , 0 10

9

01 , 0 33 , 13

1

5 5

01 , 0 10

5 , 10

11 , 0 10

9

01 , 0 67 , 46

1

5 5