Thiết kế cung cấp điên cho nhà máy củ cải đường

Ngày nay khi nền kinh tế đất nước ngày càng phát triển thì công nghiệp đóng vai trò không nhỏ .Vì vậy ngày càng có nhiều khu công nghiệp, nhà máy, khu đô thị mới được xây dựng . Điện năng là một dạng năng lượng có nhiều ưu điểm do đoa đây là nền công nghiệp cần được ưu tiên phát triển gắn liền với sự phát triển các khu công nghiệp,khu dân cư trong đó bao gồm cả các hệ thống cung cấp điện Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó cùng với những kiến thức đ• học em nhận được đồ án: '' Thiết kế cung cấp điên cho nhà máy củ cải đường ''. Nội dung của bản thiết kế này bao gồm 6 chương chương 1 : Giới thiệu chung về nhà máy củ cải đường chương 2 : Xác định phụ tải tính toán của nhà máy chương 3 : Thiết kế mạng hạ áp cho phân xưởng SCCK chương 4 : Thiết kế mạng cao áp cho toàn nhà máy chương 5 : Tính toán bù công suất phản kháng cho toàn nhà máy chương 6 : Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng SCCK

Lời nói đầu

Thông gió và điều hoà không khí ra đời vào những năm cuối thế kỷ 19 và

đ-ợc phát triển mạnh từ những năm 30 của thế kỷ 20

Ngày nay, thông gió và điều hoà không khí đã đóng góp một vai trò quantrọng trong đời sống dân sinh, trong kỹ thuật và nhiều nghành công nghiệp củacác quốc gia trên thế giới Đặc biệt đối với Việt Nam là một nớc có khí hậu nhiệt

đới nóng ẩm, vì vậy, ứng dụng kỹ thuật điều hoà không khí có ý nghĩa vô cùng tolớn đối với đời sống của con ngời và sản xuất ở Việt Nam

Trớc đây, do điều kiện kinh tế cha cho phép nên việc ứng dụng kỹ thuật điềuhoà không khí phục vụ các lĩnh vực này còn rất hạn chế Trong thời gian gần đây,

đi đôi với sự phát triển kinh tế của đất nớc nhờ các chính sách đổi mới của Đảng

và Nhà nớc với mục tiêu công nghiệp hoá, hiện đại hoá, nhu cầu về kỹ thuật điềuhoà không khí đang gia tăng mạnh mẽ Các thiết bị điều hoà không khí đã đợcnhập từ nhiều nớc khác nhau với nhiều chủng loại đa dạng, hiện đại và một sốloại đã bắt đầu đợc tiến hành sản xuất lắp ráp trong nớc

Có thể nói, hầu nh trong tất cả các cao ốc văn phòng, khách sạn, nhà hàng,rạp chiếu bóng, nhà văn hoá, một số phân xởng, bệnh viện… đã và đang xây đã và đang xâydựng đều đợc trang bị hệ thống điều hoà không khí nhằm tạo ra môi trờng khíhậu thích nghi cho ngời sử dụng Hiện nay, ngời dân việt nam chi phí cho nhucầu về ngành lạnh và điều hoà không khí vẫn còn thấp so với các nớc trong khuvực nh Thái Lan, Singapo… đã và đang xây, điều đó chứng tỏ đây là một ngành có tiềm năngphát triển mạnh mẽ trong tơng lai Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật,Thông gió và điều hoà không khí đã trở nên hết sức cấp thiết, đặc biệt đối vớicác ngành công nghệ cao, các công trình đặc biệt, hiện đại

Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp, tác giả đợc giao nhiệm vụ thiết kế hệ thống

điều hoà không khí và bảo vệ môi trờng không khí cho các phòng sạch của Trungtâm kỹ thuật Y tế cao cấp với nội dung cụ thể sau:

1 Vai trò của điều hoà không khí đối với công trình Trung tâm kỹ thuật y tếcao cấp

2 Phân tích lựa chọn ph ơng án thiết kế hệ thống điều hoà không khí

3.Tính toán cân bằng nhiệt ẩm cho hệ thống điều hoà không khí

4.Thành lập và tính toán sơ đồ điều hoà không khí

5 Chọn máy và thiết bị chính

6 Bố trí lắp đặt hệ thống Tính thuỷ lực hệ thống đờng ống dẫn

Chơng 1

vai trò của điều hoà không khí

đối với công trình Trung tâm y tế cao cấp

1.1 ảnh hởng của các thông số môi trờng trong phòng đối với con ngời

Các yếu tố vi khí hậu của môi trờng không khí ảnh hởng đến đời sốngcon ngời nh sau

1.1.1 Nhiệt độ t

Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng lạnh rõ rệt nhất đối với con ngời.Cơ thể con ngời có thể xem nh một máy nhiệt Đối với bình thờng, nhiệt độthân nhiệt khoảng 370C Trong quá trình vận động cơ thể luôn luôn sản sinh ramột lợng nhiệt nhiều hơn nó cần cho nên để duy trì đợc nhiệt độ này, con ngời

có sự trao đổi nhiệt với môi trờng xung quanh Tuy nhiên, lợng nhiệt của conngời thải ra môi trờng nhiều hay ít phụ thuộc vào cờng độ vận động của cơthể, ngời ta chia cờng độ vận động thành các dạng: tĩnh tại, nhẹ , trung bình,nặng

Cơ thể con ngời trao đổi nhiệt với môi trờng xung quanh qua 3 hình thức:

Đối lu, bức xạ, bay hơi mồ hôi

- Trao đổi nhiệt đối lu

Khi nhiệt độ của môi trờng không khí lạnh hơn cơ thể con ngời, lớpkhông khí tiếp xúc với cơ thể ngời sẽ nóng dần lên và có xu hớng chuyển

động về phía trên Khi đó, lớp không khí lạnh hơn sẽ tiến đến thế chỗ, từ đóhình thành sự chuyển động tự nhiên của lớp không khí bao quanh cơ thể conngời Chính sự di chuyển này đã lấy đi một phần nhiệt lợng của cơ thể thải rangoài môi trờng

- Trao đổi nhiệt bức xạ

Nhiệt nhiệt độ cơ thể con ngời sẽ bức xạ tới bất kỳ bề mặt nào có nhiệt

độ nhỏ hơn nhiệt độ của cơ thể Hình thức trao đổi nhiệt này hoàn toàn độc lậpvới hiện tợng đối lu đã nêu ở trên và không phụ thuộc vào nhiệt độ không khíxung quanh Cờng độ trao đổi nhiệt bằng hình thức bức xạ phụ thuộc vào độchênh nhiệt độ giữa cơ thể con ngời và các bề mặt xung quanh

- Trao đổi nhiệt bằng bay hơi mồ hôi

Nếu điều kiện của môi trờng thích ứng với những hình thức trao đổi nhiệtcủa cơ thể thì con ngời cảm thấy dễ chịu, còn ngợc lại thì cảm thấy khó chịu,thậm chí nghiêm trọng sẽ nguy hại đến sức khoẻ

Khi nhiệt độ môi trờng nhỏ hơn 360C, cơ thể sẽ thải nhiệt vào môi trờngbằng hình thức đối lu và bức xạ, và nếu độ chênh lệch nhiệt độ này càng lớn

sẽ làm cho nhiệt lợng cơ thể mất đi càng nhiều, tới một mức độ nào đó thì cơthể sẽ có cảm giác ớn lạnh

Ngợc lại, khi nhiệt độ môi trờng lớn hơn 360C, cơ thể lại nhận nhiệt từmôi trờng nên sẽ có cảm giác nóng Khi nhiệt độ môi trờng lớn hơn 360C thìcơ thể thải nhiệt vào môi trờng bằng hình thức toả ẩm (hơi thở, sự bay hơi của

mồ hôi) Tuy nhiên, cơ thể đổ mồ hôi nhiều hay ít còn phụ thuộc vào nhiệt độ,

độ ẩm tơng đối và tốc độ lu chuyển của không khí xung quanh cơ thểTrongmột số trờng hợp nhiệt độ môi trờng không cao lắm, nhng bề mặt của một sốvật thể có nhiệt độ rất cao (lò luyện kim, lò rèn… đã và đang xây) khi đó có một vài bộ phậncủa cơ thể nóng quá mức do bức xạ nhiệt từ các bề mặt có nhiệt độ cao Trongtruờng hợp này nếu diện tích bề mặt nóng càng lớn, khoảng cách từ bề mặtnóng đến con ngời càng nhỏ thì con ngời chịu tác động càng cao

Từ đó, rút ra kết luận việc giảm nhiệt độ các bề mặt xung quanh sẽ làmgia tăng cờng độ trao đổi nhiệt của cơ thể con ngời bằng bức xạ và ngợc lại

Miền có mồ hôi

Miền không có mồ hôi

nếu nhiệt độ các bề mặt xung quanh tiến dần đến nhiệt độ cơ thể thì việc trao

đổi nhiệt bức xạ sẽ giảm đi rất nhanh

Qua các công trình nghiên cứu kết hợp với kinh nghiệm, các nhà nghiêncứu đã rút ra kết luận rằng trong phần lớn các trờng hợp nghiên cứu, cơ thểluôn cảm thấy dễ chịu trong vùng nhiệt độ từ 220 C đến 270C

và đó là dạng thải nhiệt dới hình thức toả ẩm, sẽ làm cơ thể có cảm giác dễchịu hơn Ngợc lại, nếu độ ẩm  quá lớn, mồ hôi thoát ra ngoài bay hơi kémhoặc không bay hơi đợc, trên da sẽ có một lớp mồ hôi nhớp nháp khó chịu [5]

Hình 1.1 Mô tả giới hạn miền có mồ hôi trên da [5]

Từ hình 1.1 có thể thấy: ở trị số  bé, cơ thể chỉ có mồ hôi trên da khi ởnhiệt độ khá cao, khi trị số  lớn thì cơ thể có mồ hôi trên da ngay cả ở nhiệt

độ thấp Khi   75% trên da vẫn có mồ hôi với nhiệt độ t200C

Sự thải nhiệt độ “ tháo mồ hôi” (do bay hơi kém) thờng kèm theo rối loạn

điện dịch trong cơ thể, đến mức độ nào đó sẽ gây choáng ngất, nhẹ hơn cũnglàm cơ thể mệt mỏi

Để thấy đợc vai trò của độ ẩm tơng đối  , có thể tham khảo bảng 1.1 về

tỉ lệ % giữa nhiệt cơ thể thải ra dới hình thức bay hơi nớc (nhiệt ẩn) với nhiệtthải dới hình thức truyền nhiệt thuần túy (nhiệt hiện ) [5]

Bảng 1.1: Quan hệ giữa nhiệt độ với tỉ lệ phần trăm giữa nhiệt cơ thể thải

ra dới hình thức bay hơi nớc (nhiệt ẩn) với nhiệt thải dới hình thức truyềnnhiệt thuần túy (nhiệt hiện )

Theo kinh nghiệm cho thấy, nếu nhiệt độ của không khí là 270C, để cócảm giác dễ chịu thì độ ẩm tơng đối của không khí nên vào khoảng 50%

Một môi trờng không khí trong sạch, có chế độ nhiệt ẩm thích hợp là yếu

tố gián tiếp nâng cao đợc năng suất lao động và chất lợng sản phẩm

Để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao về chất lợng không khí tại công sở, ờng học, bệnh viện … đã và đang xây ngời ta đã và đang ứng dụng ngày càng nhiều kỹ thuật

tr-điều hoà không khí nhằm tạo ra một môi trờng có nhiệt độ, ẩm độ thích hợpnhất cho con ngời

Để minh hoạ, bảng 1.2 sẽ chỉ rõ các thông số nhiệt độ và độ ẩm cho từngloại công trình [4]

Bảng 1.2: Các thông số nhiệt độ và độ ẩm cho từng loại công trình

Ngoài hai yếu tố nhiệt độ t và độ ảm tơng đối  của không khí nh đã nêu

ở trên ra, tốc độ lu chuyển của không khí Wk là yếu tố đóng vai trò quan trọngtrong quá trình trao đổi nhiệt ẩm giữa cơ thể và môi trờng

Khi tốc độ lu chuyển của không khí Wk tăng sẽ làm tăng cờng độ toảnhiệt  và cờng độ toả chất  Do dó, trong mùa đông, khi Wk lớn sẽ làmtăng sự mất nhiệt của cơ thể và gây cảm giác lạnh Ngợc lại, về mùa hè sẽ gâycảm giác mát mẻ Trong điều kiện độ ẩm tơng đối cao, Wk tăng sẽ làm quátrình bay hơi mồ hôi trên bề mặt da diễn ra nhanh hơn khiến cơ thể dễ chịuhơn nhiều Chính vì vậy, vào mùa hè, con ngời luôn muốn sống trong điềukiện môi trờng không khí có lu chuyển mạnh (nh có quạt hay gió trời), đặcbiệt đối với ngời Việt Nam vì nớc ta là nớc có điều kiện khí hậu nóng ẩm, do

đó khi thiết kế hệ thống thông gió hoặc điều hoà không khí cần phải chú ýquan tâm thích đáng đến đặc điểm này Tuy nhiên, tốc độ gió lớn hay bé tuỳthuộc vào nhiệt độ không khí, nếu Wk lớn quá mức cần thiết sẽ gây mất nhiêtcục bộ, khiến cơ thể mệt mỏi

Điểm cần chú ý là mặc dù nhiệt độ bên trong cơ thể duy trì ở 370C nhngnhiệt độ bề mặt lớp da bao quanh cơ thể không hoàn toàn ổn định

Tuỳ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm của không khí xung quanh mà nhiệt độlớp da dao động từ 4,40C  400C Ngoài ra, cần chú ý đến chênh lệch nhiệt độgiữa không khí bên trong không gian cần điều hoà và dòng không khí thổi trựctiếp vào cơ thể Để đảm bảo sức khoẻ cho con ngời thì độ chênh lệch nhiệt độ

Tốc độ không

khí (m/s) <0,25 0,250,3 0,40,6 0,71,0 1,11,3 1,31,5

Tóm lại, cả ba yếu tố khí hậu: nhiệt độ t, độ ẩm tơng đối , vận tốc gió

Wk đều ảnh hởng đến cảm giác dễ chịu của con ngời Có nhiều cách để tổnghợp các yếu tố này lại để tìm ra miền vi khí hậu thích hợp với trạng thái củacon ngời, song nó cũng chỉ mang tính chất tơng đối vì nó còn phụ thuộc vào c-ờng độ lao động và thói quen của từng ngời

Theo nghiên cứu và điều tra thực tế cho thấy, cơ thể con ngời có cảmgiác dễ chịu khi ở trong môi trờng không khí có điều kiện nh sau:

Trong môi tròng khí hậu thích hợp, vẫn có thể có nhiều nguồn gây ratiếng ồn nh:

- Tiếng ồn do quạt gió, máy lạnh, bơm hay cơ cấu chuyển động nóichung

- Tiếng ồn khí động của dòng khí (tiếng ồn thứ cấp)

- Tiếng ồn của các nguồn ngoài: khó khống chế nên thờng khôngxét đến

Tiếng ồn có thể truyền vào trong phòng theo các đờng sau:

 Theo đờng ống gió từ quạt gió (và cả máy lạnh nếu có), theo đờng ốnggió cấp và gió hồi, qua tiêu âm vào phòng, theo các chi tiết khác của hệ thống

đờng ống truyền trực tiếp vào phòng

 Theo đờng phát xạ từ vách ống dẫn hoặc từ các thiết bị cuối của đờngống qua trần giả vào phòng

 Theo không khí tiếp xúc với buồng máy vào phòng

 Theo kết cấu xây dựng truyền vào phòng

Nh vậy tiếng ồn là một yếu tố ảnh hởng rất lớn tới sức khoẻ cũng nh tinhthần của con ngời Tuỳ từng mức độ cụ thể mà mức ồn cho phép sẽ khác nhau,song trong mọi trờng hợp độ ồn không đợc vợt quá 90 dB, vì sẽ gây nguy hại

đến thính giác của con ngời khi phải tiếp xúc với môi trờng đó Cho nên vấn

đề nghiên cứu giảm nhẹ tiếng ồn là một trong những nhiệm vụ cơ bản Vì vậy,khi thiết kế để tạo ra môi trờng khí hậu nhân tạo thích hợp cần chú ý phối hợp

1 Các phòng điều trị, phòng mổ trong cácbệnh viện, phòng ngủ trẻ em trong nhà

2 Khu vực bệnh viện, nhà nghỉ, nhà điềudỡng, nhà trẻ, nhà mẫu giáo 40 55

3

Phòng khám ở: bệnh viện đa khoa,

chuyên khoa, nhà điều dỡng, nhà nghỉ,

Phòng khán giả trong các rạp, các câu

lạc bộ, nhà văn hoá, gian hoà nhạc,

phòng họp, hội trờng, gian xử án… đã và đang xây - 55

6 Phòng làm việc trong các trụ sở cơ quanviện thiết kế, viện nghiên cứu 40 55

7 Tiệm ăn, nhà ăn tập thể, phòng ăn củakhách sạn, tiền sảnh của các loại phòng

8 Của hàng bách hoá bán lẻ xen kẽ trongcác khu nhà ở 45 60

9

Gian phòng của trung tâm thơng mại,

bách hoá trung tâm, các gian thể thao,

gian hành khách của các ga xe lửa, ga

hàng không, bến xe

10 Khu vực chợ trung tâm, hội chợ triểnlãm lớn, sân vận động, bãi thể thao 55 70

11 Khu vực chợ xanh, vùng sinh hoạt vănhoá công cộng xen kẽ trong khu nhà ở - 65

12 Khu vực sân bãi thể thao trong khu nhàở - 65

Trong các ngành nh quang học, điện tử, cơ khí chính xác, phim ảnh, tinhọc… đã và đang xây, ngoài nhiệt độ và ẩm độ, ngời ta còn chú ý đến độ nhiễm bẩn do bụi vàcác hạt lơ lửng khác.Ví dụ: trong phòng đặt máy vi tính thì số lợng các loạihạt không vợt quá 2.105 hạt/m3 (chỉ tính hạt có kích thớc lớn hơn 3 m)

- Khí CO2 : Bình thờng loại này không mang tính độc nhng nếu ở nồng

độ quá lớn sẽ làm giảm lợng O2 trong không khí và ảnh hởng đến khả năng hôhấp của con ngời

- Các chất độc hại dạng khí và hơi (hay ở dạng bụi): Phát sinh trong quátrình sản xuất hay trong các phản ứng hoá học… đã và đang xây Mức độ độc hại phụ thuộcvào cấu trúc hoá học, nồng độ của từng chất và thời gian tiếp xúc của con ngời

với các chất đó Nhẹ thì gây khó chịu, nồng độ lớn sẽ có thể gây chết hoặchỏng chức năng của cơ thể tơng ứng.Thời gian tiếp xúc lâu ở nồng độ nhỏ vớicác chất độc hại do nghề nghiệp sẽ gây ra những bệnh mãn tính, có hại đếnsức khoẻ của con ngời.

Nh đã biết, một trong những vấn đề cơ bản khi thiết kế hệ thống điều hoà

không khí cần chú ý là vấn đề thông gió cho không gian cần điều hoà.

Không gian cần điều hoà là không gian tơng đối kín, trong đó còn có conngời cùng những loại vật dụng khác nhau Do vậy, bên cạnh sự ảnh hởng củabụi bặm và các vật dụng thì con ngời và hoạt động của con ngời là nhữngnguyên nhân chính gây ra ô nhiễm không khí trong không gian cần điều hoà

Cụ thể những nguyên nhân đó là:

- Do hít thở

- Do hút thuốc lá

- Do các loại mùi khác nhau từ cơ thể phát ra

Đây là nguyên nhân chính làm tăng lợng CO2, CO, nhiều loại vi khuẩn,nấm mốc gây bệnh và tạo ra các loại khí độc khác nhau trong không gian cần

điều hoà

Để tạo ra một môi trờng không khí trong lành thì cần phải thiết kế hệthống thông gió với kỹ thuật phù hợp Có thể hiểu thông gió là thay thế một l-ợng không khí trong không gian cần điều hoà bằng một lợng không khí mới, t-

ơi, trong sạch lấy từ bên ngoài

Phơng án cấp không khí tơi, trong sạch cũng rất đa dạng Thông thờng,trong điều hoà không khí ngời ta thờng hoà trộn không khí tơi với không khítuần hoàn, hay có thể dùng hoàn toàn không khí tơi lấy từ ngoài

Trớc đây, nói đến ô nhiễm không khí là ngời ta thờng nghĩ đến độ CO2

có trong không khí Nhng trong những năm gần đây, ngoài CO2 ngời ta còn lu

ý đến việc khử mùi phát ra từ cơ thể con ngời và đang nghiên cứu tìm các chỉ

số thích hợp để đáng giá tác động của yếu tố này đến môi trờng

Dù vậy, cho đến nay, ngời ta vẫn sử dụng nồng độ CO2 nh là chỉ số biểudiễn mức độ ô nhiễm Bảng 1.5 sẽ chỉ ra ảnh hởng của CO2 đến sức khoẻ củacon ngời [2]

Khi trong không gian phòng có nồng độ CO2 vợt quá mức quy định thìcần thiết phải bổ xung một lợng không khí mới Lợng không khí tơi cần thiếtcho một ngời trong một giờ phụ thuộc vào cờng độ vận động của con ngời đótrong không gian cần điều hoà Bảng 1.6 sẽ chỉ rõ mối quan hệ giữa lợngkhông khí tơi cần cung cấp ứng với các loại cờng độ lao động [2]

Ngoài những điều quan trọng ở trên, khi đánh giá mức độ vệ sinh củamột môi trờng nào đó theo nhiều yếu tố tổng hợp khác nhau, có thể tham khảo

đợc xem là

0,01 Nồng độ cho phép trong các trờng hợp thông

thờng

nguy hiểm,tuy nhiên,với t cách làchỉ số ônhiễm

không khíthì nó làcon số cần

lu ý nếu nhnồng độ

CO2 tiếp tụctăng

0,15 Nồng độ cho phép khi dùng để tính toán

thông gió0,20,5 Nồng độ tơng đối nguy hiểm

0,5 Nồng độ nguy hiểm

4  5

Hệ thần kinh bị kích thích, gây ra thở sâu và nhịp thở gia tăng Nếu hít thở trong môi trờng này kéo dài thì có thể gây ra nguy hiểm

8 Nếu hít thở trong môi trờng này kéo dài hơn

10 phút thì mặt sẽ đỏ bừng và bị đau đầu

18 Hết sức nguy hiểm, có thể dẫn đến tử vong

Bảng 1.6: Lợng không khí tơi cần cung cấp ứng với các cờng độ lao động

m3/ngời.h

Q, m3/ngời.hKhi =0,1% Khi =0,15%

Bảng 1.7: Một số tiêu chuẩn đánh giá mức độ vệ sinh môi trờng

đảm bảo sức khoẻ cho con ngời làm việc trong một môi trờng tốt

Tóm lại, các yếu tố trên có ảnh hởng rất lớn đến sức khoẻ của con ngời,vì vậy việc thiết kế để tạo ra một môi trờng khí hậu nhân tạo thích hợp với conngời là hoàn toàn cần thiết, đặc biệt là trong sự phát triển ngày càng cao củakhoa học công nghệ và sự gia tăng ô nhiễm của môi trờng không khí

1.2 Sự cần thiết của hệ thống điều hoà không khí

Điều hoà không khí là ngành kỹ thuật có khả năng tạo ra bên trong cáccồng trình kiễn trúc một môi trờng không khí trong sạch, có nhiệt độ, và độ

ẩm và vận tốc gió nằm trong phạm vi ổn định phù hợp với cảm giác nhiệt (tiệnnghi nhiệt) của cơ thể con ngời ứng với các trạng thái lao động khác nhau, làmcho con ngời cảm thấy dễ chịu thoải mái, không nóng bức về mùa hè, rét buốt

về mùa đông, bảo vệ đợc sức khỏe và phát huy đợc năng suất lao động cả chântay lẫn trí óc

Ngoài mục đích tạo điều kiện tiện nghi cho cơ thể con ngời, điều hoàkhông khí còn có tác dụng phục vụ cho nhiều quá trình công nghệ khác nhau

mà những quá trình này chỉ có thể đợc tiến hành tốt trong môi trờng khôngkhí có nhiệt độ và độ ẩm nằm trong giới hạn nhất định

1.2.1 Trong sinh hoạt, bảo vệ sức khỏe cho con ngời

ở tất cả các nớc phát triển trên thế giới, dù ở vùng hàn đới hay nhiệt đới

đều cần đến điều hoà không khí để đảm bảo môi trờng không khí trong phòngtheo yêu cầu

Việt Nam ta thuộc vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm có gió mùa và gió

“Phơn’ Trờng Sơn (gió Lào – ở các địa phơng Nghệ An, Hà Tĩnh), nhiệt độtrung bình năm khá cao, cộng vào đó độ ẩm tơng đối của không khí cũng rấtcao ngay cả ở các vùng gió Lào Ví dụ ở Hà Nội, nhiệt độ không khí trên 260Cxuất hiện trên 3500 giờ/năm chiếm gần 40% thời gian trong năm: độ ẩm trên70% xuất hiện trên 7100 giờ/năm, tức chiếm 81% thời gian trong năm ởthành phố Hồ Chí Minh, các giá trị nhiệt độ và độ ẩm nêu trên xuất hiện mộtcách tơng ứng là 61% và 65% thời gian trong năm Với nhiệt độ và độ ẩm nêutrên, cộng vào đó là bức xạ mặt trời qua cửa kính, nhất là các loại nhà công sở,nhà cao tầng theo phong cách kiến trúc hiện đại, diện tích cửa kính rất lớn,bên trong nhà lại có nhiều toả nhiệt, toả ẩm khác nhau nh ngời, chiếu sáng,thiết bị điện- điện tử Tất cả những yếu tố đó làm nhiệt độ và độ ẩm khôngkhí trong phòng tăng cao, vợt xa so với giới hạn tiện nghi nhiệt đối với cơ thểcon ngời Chỉ có điều hoà không khí mới có thể giải quyết đợc vấn đề nêutrên Ngày nay ta có thể hình dung đợc nếu không có điều hoà không khítrong các công trình trên thì liệu các công trình đó có phát huy đợc hiệu quả

sử dụng hay không? Hiện nay nền kinh tế của nớc ta đã có những bớc tiến

đáng kể, đời sống của nhân dân đợc cải thiện rõ rệt, nhiều nhà ở các t nhân, ởcác đô thị cũng đã thấy sự cần thiết phải lắp đặt hệ thống điều hoà không khí

để đảm bảo môi trờng vi khí hậu bên trong nhà phù hợp với điều kiện vệ sinh,

để tiến hành nhiều nhiệm vụ và quá trình Y học quan trọng nh nuôi cấy vắcxin, bảo quản mô, phẫu thuật

Cũng cần biết rằng điều hoà không khí là khá tốn kém Thông thờng đầu

t ban đầu cho điều hoà không khí loại nhà công cộng chiếm khoảng 15-20%tổng kinh phí xây dựng và chiếm 60-70% chi phí sử dụng chung của toàncông trình Mặc dù vậy, nhu cầu về điều hoà không khí để phục vụ sinh hoạtbảo vệ sức khoẻ cho cộng đồng dân c, nhất là các đô thị lớn, là quá rõ ràng,không ai có thể phủ nhận đợc

1.2.2 Trong sản xuất công nghiệp

Thành phần không khí và các thông số vật lý của nó (nhiệt độ, độ ẩm) là

điều kiện cần thiết, nhiều khi là bắt buộc, để tiến hành nhiều loại quá trìnhcông nghệ khác nhau của nền công nghiệp hiện đại

Để thấy rõ vai trò của điều hoà không khí trong sản xuất công nghiệp, ta

có thể xem xét một số trờng hợp cụ thể sau đây [1]:

- Trong ngành cơ khí chính xác, chế tạo dụng cụ đo lờng, dụng cụ điện

tử, vi mạch, quang học, độ trong sạch và sự ổn định của nhiệt độ và độ ẩmcủa không khí là điều kiện quyết định cho chất lợng, độ chính xác và độ bềncủa sản phẩm Nếu các linh kiện, chi tiết tinh vi của máy đo, kính quang học

đợc chế tạo trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm không ổn định thì độ co dãnkhác nhau về kích thớc của chi tiết sẽ làm cho độ chính xác của máy móckhông đảm bảo, nhiều khi trở thành phế phẩm Bụi thâm nhập vào bên trongmáy móc tinh vi làm độ mài mòn các chi tiết tăng cao và dụng cụ chóng hhỏng, chất lợng giảm sút rõ rệt, đặc biệt là các loại kính quanh học, đồng hồ… đã và đang xây

- Trong công nghiệp sợi và dệt, điều hoà không khí có ý nghĩa rất quantrọng Khi độ ẩm cao, độ dính kết, ma sát giữa các sơ bông sẽ lớn và quá trìnhkéo sợi sẽ rất khó khăn, sợi kéo ra không đợc suôn sẻ đều đặn, ngợc lại độ ẩmquá thấp sẽ làm cho sợi dễ bị đứt, năng suất kéo sợi sẽ bị giảm Thông thờng

điều kiện tối u cho quá trình kéo sợi là nhiệt độ nằm trong khoảng 20-280C, độ

ẩm từ 50-55% Đối với quá trình dệt vải thì độ ẩm lại phải tơng đối cao để sợikhỏi bị đứt và mặt vải đợc mịn Độ ẩm không khí cho phân xởng dệt nằmtrong khoảng từ 70-75% là hợp lý, còn nhiệt độ cũng tơng tự nh quá trình kéosợi (giới hạn của nhiệt độ áp dụng cho mùa đông, giới hạn trên cho mùa hè)

- Công nghệ in, nhất là in nhiều màu, in tiền đòi hỏi phải tiến hànhtrong điều kiện nhiệt độ, độ ẩm ổn định để kích thớc của giấy không bị co dãnthất thờng, lúc đó các mảng màu trên tờ in mới liền khít nhau, không bị sailệch Ngoài ra, nhiệt độ và độ ẩm của không khí ổn định còn tác dụng giữ chomàu sắc của mực in đợc ổn định, đồng đều

- Nhiều qúa trình trong công nghệ chế biến thực phẩm đòi hỏi phải cómôi trờng không khí thích hợp VD: trong khâu chế biến thịt, sản xuất giò,xúc xích nếu độ ẩm sẽ làm cho sản phẩm khô hanh, giảm khối lợng và chất l-ợng sản phẩm Ngợc lại, nếu độ ẩm quá cao, cộng với nhiệt độ cao thì đó làmôi trờng tốt để vi sinh vật phát triển làm giảm chất lợng hoặc phân huỷ sảnphẩm Một đặc điểm nữa trong công nghiệp thực phẩm là lợng nhiệt và ẩm(hơi nớc) toả ra bên trong phân xởng tơng đối lớn thờng xảy ra hiện tợng đọngsơng trên bề mặt kết cấu bao che hoặc bề mặt thiết bị máy móc công nghệ,gây mất vệ sinh, vì đó là môi trờng tốt cho vi khuẩn, vi sinh vật phát triển Tấtcả những hiện tợng bất lợi nêu trên đều có thể giải quyết đợc bằng hệ thống

điều hoà không khí

- Quá trình tạo mạch nha, làm lạnh nớc, hoa quả lên men, ủ lên menbia là các quá trình chính của công nghiệp sản xuất bia đều đòi hỏi phải tiếnhành trong môi trờng không khí có nhiệt độ và độ ẩm thích hợp

Trong công nghiệp chế biến và sản xuất chè đen, quá trình vò chè, ủ lênmen có tác dụng làm cho chất dinh dỡng trong lá chè tiếp xúc với không khí

và oxi hoá kết hợp với các quá trình biến đổi sinh hóa khác tạo ra các axitamin, cố định màu sắc hấp dẫn và hơng vị thông thờng của chè Các quá trìnhnày đòi hỏi phải tiến hành ở điều kiện mát mẻ và độ ẩm cao Quá trình ủ lênmen của chè, sau khi vò đòi hỏi môi trờng không khí hoàn toàn trong sạch,nhiệt độ nằm trong khoảng từ 18 dến 240C và độ ẩm từ 95-98% ở công đoạnsàng chọn và đóng bao thành phẩm cũng nh nhập kho lại đòi hỏi độ ẩm thấp:50-55% để chè không ngậm ẩm thêm vào sau khi đã đợc sấy khô đến thuỷphần 5-6% ở công đoạn trớc đó

Công nghiệp chế biến thuốc lá và sản xuất thuốc điếu có đạt đợc năngsuất và chất lợng cao hay không là nhờ một phần quan trọng vào hệ thống

điều hoà không khí Thuốc lá là loai nguyên liệu rất nhạy cảm với nhiệt độ và

độ ẩm không khí, đặc biệt là độ ẩm Ngoài ra, các nguyên vật liệu khác nhgiây cuốn điếu cũng có tính chất tơng tự Nếu nhiệt độ, độ ẩm không ổn địnhthì độ dẻo, kích thớc của giấy cũng nh tính chất cơ lý của sợi thuốc cũng thay

đổi theo làm cho máy móc hoạt động kém hiệu quả và sản phẩm kém chất ợng Độ ẩm quá thấp thì điếu thuốc lá dễ bị rỗ đầu Đặc biệt ở công đoạn ủ lên

l-men thuốc lá trớc khi thái sợi, nhiệt độ và độ ẩm cần đợc duy trì theo một quytrình chặt chẽ nhất định: thời gian đầu trong 2 - 3 ngày, nhiệt độ đợc nâng dầnlên từ nhiệt độ bình thờng đến mức 50 : 600 C, sau đó nhiệt độ đợc giữ không

đổi ở mức trên trong thời gian 6 - 7 ngày, cuối cùng là giai đoạn hạ nhiệt độ từ

từ trở về nhiệt độ bình thờng trong khoảng thời gian 2 - 3 ngày Trong suốtquá trình nêu trên độ ẩm đợc khống chế ở mức 90 – 95% Tất cả những yêucầu công nghệ nêu trên đều phải cần đến hệ thống điều hoà không khí Ngoài

ra, trong các phân xởng chế biến thuốc lá vấn đề ô nhiễm bụi và hơi khí độ hại

nh hơi nicôtin, hơi hơng liệu để phun tẩm vào sợi thuốc là những vấn đề rấtquan trọng và khó khăn mà ngời kỹ s Thông gió - Điều hòa không khí - Môitrờng khí phải giải quyết để bảo vệ môi trờng, đảm bảo sức khỏe cho ngời lao

động

Các thông số của môi trờng không khí trong các nhà máy sản xuất phim,giấy ảnh cũng cần đợc duy tri ở mức nhất định và chặt chẽ bằng hệ thống điềuhoà không khí Bụi rất dễ bám vào bề mặt phim, giấy ảnh làm giảm chất l ợngsản phẩm Nhiệt độ cao của không khí trong phân xởng làm cho nóng chảylớp thuốc ảnh phủ trên bề mặt phim và giấy ảnh Độ ẩm quá thấp gây ra hiệntợng khô vênh, cong queo của giấy và phim Ngợc lại, độ ẩm quá cao làm chosản phẩm dính bết vào nhau Còn rất nhiều quá trình công nghệ khác đòi hỏiphải có điều hoà không khí mới tiến hành đợc hiệu quả Điều này ta có thể tìmhiểu và nghiệm thấy trong thực tế sản xuất nhất là ở thời đại công nghiệp pháttriển ở trình độ cao trong nớc cũng nh trên thế giới

1.2.3 Trong lĩnh vực bảo quản công trình lịch sử, văn hóa, nghệ thuật

Ta có thể tự hào là trên đất nớc ta có một công trình lịch sử vĩnh cửu, tầm

cỡ nhất nhì trên thế giới, đó là Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh Công trình này cótồn tai vĩnh hằng hay không một phần quan trọng là nhờ vào hệ thống điềuhoà không khí Độ tinh khiết của môi trờng không khí ở những khu vực trọngyếu của lăng phải là tuyệt đối, còn nhiệt độ và độ ẩm ở những khu vực nàyphải duy trì ở mức 16 0,5 ± 0,5 0C và 75 5% quanh năm bất kể thời tiết bên± 0,5 ngoài thay đổi nh thế nào

Điều hoà không khí có ý nghĩa thiết yếu trong các phòng thí nghiệmphục vụ cho công tác nghiên cứu khoa học; cụ thể là thành phần và các thông

số nhiệt độ, độ ẩm của không khí phải đợc giữ ở mức không đổi để tạo ra cáckết quả tơng tự trong lĩnh vực sinh học, sinh hóa, sinh thái học

Đối với quá trình bảo quản và khai thác các mẫu đo lờng chuẩn, yêu cầu

về thành phần và thông số vật lý của môi trờng không khí xung quanh là hếtsức nghiệm ngặt mà chỉ có điều hoà không khí mới đáp ứng đợc

Để bảo quản những giá trị vĩ đại của văn hóa - lịch sử nh tranh, ảnh, ợng, sách cổ, hiện vật trong các phòng trng bày, viện bảo tàng, th viện v.v l-

t-u trt-uyền cho nhiềt-u thế hệ mai sat-u thì điềt-u cốt yết-u là phải tạo ra môi trờngkhông khí có thành phần trong sạch với nhiệt độ và độ ẩm không thay đổi ởmức thích hợp Rõ ràng là môi trờng không khí với các thông số thích hợp của

nó có thể làm chậm lại một cách đáng kể hoặc ngừng hẳn quá trình phá hủycủa nó mà ngời ta thờng gọi là "sức phá hủy của thời gian"

Tóm lại, điều hoà không khí cho các mục đích nêu ra trên đây có ý nghĩakinh tế, lịch sử, văn hóa vô cùng to lớn

1.3 Giới thiệu sơ lợc công trình “ Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp” và vai trò của hệ thống điều hoà không khí

1.3.1 Giới thiệu sơ lợc về công trình Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp“ ”Công trình “ Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp” là công trình đợc nhà nớc

đầu t xây dựng với mục đích tạo nên một trung tâm Y tế với đầy đủ trang thiết

bị hiện đại, đáp ứng đợc những đòi hỏi ngày càng cao của công tác Y tế Đợc

xây dựng trên một mặt bằng rộng khoảng 1450 m2 với 6 tầng, đợc trang bị tới

3 thang máy, một sân đỗ trực thăng, 15 máy chạy thận nhân tạo, 2 phòng mổ

và khu hậu phẫu đợc trang bị hiện đại với hệ thống cung cấp O2 tới tận giờngbệnh

Tầng 1: Khoa Cấp cứu hồi sức: 16 giờng

Khoa Sinh Hoá, khoa Huyết học và khoa vi sinh vật

Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp đã đáp ứng đợc những yêu cầu đặc biệt,nên ngoài trang thiết bị Y tế, cơ sở vật chất hiện đại, công trình còn có kiếntrúc tơng đối đẹp, lịch sự, tạo nên một tổng thể kiến trúc hài hoà

Là một công trình Y tế có những nét đặc thù riêng, nhà “Trung tâm kỹthuật Y tế cao cấp” đợc phân thành nhiều phòng với kích thớc và chức năngrất khác biệt Có một số phòng đòi hỏi một chế độ nhiệt độ, độ ẩm, độ sạchcủa không khí hết sức khắt khe nh đối với phòng mổ (tầng 3), phòng hồi sứccấp cứu (tầng 1), phòng chạy thận nhân tạo (tầng 5) … đã và đang xây , tại các phòng này,ngoài việc cần một môi trờng vi khí hậu thực sự tiện nghi, môi trờng khôngkhí trong phòng còn đòi hỏi phải sạch, tuyệt đối tránh nhiễm khuẩn gây ra cáctai biến sau phẫu thuật cho các bệnh nhân đang trong tình trạng nguy kịch sauphẫu thuật, các bệnh nhân mắc các bệnh hiểm nghèo (cấp cứu)… đã và đang xây

Về kết cấu công trình, công trình đợc xây dựng theo phơng pháp thôngthờng hiện nay, kết cấu chịu lực là hệ khung dầm bê tông cốt thép, các tờngngăn giữa các phòng là 1 lớp gạch đỏ Các tờng ngăn cách toà nhà với bênngoài cũng đợc xây gạch đỏ 2 lớp Toàn bộ các tờng bao và tờng ngăn khôngphải chịu lực Để đảm bảo chiếu sáng tự nhiên, ngoài hệ thống chiếu sángnhân tạo bằng hệ thống đèn bố trí trên trần, các cửa sổ đợc làm bằng kính mộtlớp màu xanh dày 5 mm có rèm che trong

Về nội thất, hầu hết các phòng làm việc, các phòng bệnh trong toà nhà

đều đợc bố trí trần thạch cao tấm có kích thớc 600x600 mm Riêng các phòng

mổ, do yêu cầu độ kín cao, tránh rơi bụi bẩn từ trần xuống nên đợc bố trí trầnthạch cao xơng chìm có bả matit Khoảng cách từ trần thật đến trần giả là 500

mm Khoảng cách từ bụng dầm thấp nhất xuống trần giả là 250 mm

1.3.2 Vai trò của hệ thống điều hoà không khí đối với công trình

Việc lắp đặt một hệ thống điều hoà không khí đảm bảo duy trì đợc chế

độ nhiệt ẩm, duy trì đợc hàm lợng oxi, khống chế nồng độ các chất độc hạicủa môi trờng không khí theo tiêu chuẩn là hết sức cần thiết đối với công trình

“ Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp”

Nh đã giới thiệu ở phần trên, “Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp” là mộtcông trình Y tế có quy mô lớn và đợc trang bị rất nhiều trang thiết bị hiện đại

nh máy chụp X quang, máy thăm dò chức năng điện não, máy chạy thận nhântạo, máy siêu âm, đèn mổ… đã và đang xây Cùng với đèn chiếu sáng và các thiết bị vănphòng (máy vi tính Máy copy, máy in… đã và đang xây) các thiết bị này trong quá trình vậnhành đã toả ra một nguồn nhiệt không nhỏ

Bên cạnh lợng nhiệt toả ra từ các máy móc, thiết bị khi vận hành, khôngthể không kể đến lợng nhiệt toả ra từ con ngời (bệnh nhân, y bác sỹ, ngời nhàbệnh nhân… đã và đang xây) và lợng nhiệt bức xạ qua các cửa kính (có diện tích không nhỏ),qua mái… đã và đang xây

Cùng với lợng nhiệt toả ra lớn, do có số lợng ngời làm việc, ngời điều trị,kéo theo số ngời khách đến khám bệnh và đến thăm bệnh nhân rất đông nên l-ợng ẩm toả ra (mồ hôi, hơi ngời) là rất lớn

Chính lợng nhiệt thừa, ẩm thừa toả ra từ các nguồn kể trên đã tạo nênmột môi trờng gây khó chịu cho con ngời.

Các nguồn thải từ bệnh nhân nh thuốc gây mê trong phòng mổ, hoá chất,

từ các bông băng, từ các khu vệ sinh… đã và đang xây là những nguồn gây ô nhiễm khôngkhí rất nguy hiểm

Trong một môi trờng khí hậu ẩm, nóng và có mức độ ô nhiễm cao nh vậythì ngay cả những ngời bình thờng khoẻ mạnh nh các y bác sỹ, cán bộ côngnhân viên của bệnh viện cũng sẽ cảm thấy mệt mỏi, căng thẳng, giảm hiệusuất làm việc Đối với các bệnh nhân nặng có nguy cơ tử vong do nhiễm trùng

sẽ cao hơn rất nhiều Các bệnh nhân mắc các bệnh không quá ngặt nghèo thìthời gian hồi phục và điều trị sẽ dài hơn Nguy hiểm hơn bệnh viện lúc này trởthành một ổ dịch, là nơi hình thành và phát triển của nhiều loại bệnh lâynhiễm

Nếu mùa hè khí hậu nóng ẩm rất khó chịu thì mùa đông nớc ta lại có một

đợt rét rất khắc nghiệt Những đợt rét này chính là nguyên nhân gây ra rấtnhiều bệnh phổ biển và khá nguy hiểm nh bệnh viêm phổi, đau nửa đầu, viêmhọng, cúm dịch Đối với những bệnh nhân nặng thì những đợt rét này rất cóthể là nguyên nhân quyết định gây ra tử vong

Qua những phân tích trên ta có thể đi đến kết luận: Việc tạo ra một môitrờng vi khí hậu thật vệ sinh, đảm bảo các thông số nhiệt ẩm tiện nghi nhấtcho Trung tâm Y tế kỹ thuật cao cấp là hết sức cần thiết Do đó, cần lắp đặtmột hệ thống điều hoà không khí đảm bảo duy trì đợc chế độ nhiệt ẩm, duy trì

đợc hàm lợng oxi, khống chế nồng độ các chất độc hại của môi trờng khôngkhí theo tiêu chuẩn là hết sức cần thiết Cũng theo phân tích trên đây, để cómột điều kiện môi trờng tiện nghi trong suốt cả năm, cần phải lắp đặt một hệthống điều hoà không khí 2 chiều: làm mát không khí về mùa hè và suởi ẩmkhông khí về mùa đông (Quá trình thiết kế tuân thủ theo tiêu chuẩn TCVN5678-92 Quá trình chế tạo, lắp đặt tuân thủ theo tiêu chuẩn TCXD 232).Theo yêu cầu của chủ đầu t, do kinh phí cấp cho điều hoà còn hạn chế,nên chỉ lắp đặt điều hoà không khí cho những vùng vần thiết nhất đã đợc chỉ

định và việc thiết kế cần tính tới khả năng mở rộng trong tơng lai Đồng thờinhững vùng đợc chỉ định lắp đặt hệ thống điều hoà không khí đều đợc cho trớctrong các số liệu cần thiết phục vụ cho việc tính toán Các số liệu này đợc nêutrong bảng 1.8 “Các số liệu ban đầu”

Các số liệu ban đầu

C¸c sè liÖu ban ®Çu

điểm hay định hớng thiết kế sau :

1 Đảm bảo các thông số nhiệt ẩm và độ sạch của không khí trong mọi

điều kiện thời tiết

2 Lu lợng không khí tơi cung cấp cho toà nhà nhờ hệ thống điều hoàkhông khí phải đảm bảo đáp ứng trị số cao trong giải trị số cho phép

3 Cần thiết kế, lắp đặt hệ thống điều hoà không khí đảm bảo điều hoàcho các không gian đệm nh: sảnh, hành lang, sảng chờ thang máy,… đã và đang xâytránhthay đổi nhiệt độ đột ngột gây sốc trong quá trình đi lại giữa các khu vực ravào toà nhà Đặc biệt là các khu thờng xuyên có bệnh nhân nặng đi qua nhhành lang nối phòng mổ và khu hậu phẫu

4 Nhiệt độ, độ ẩm và độ sạch của không khí có thể đặt và duy trì ở cácmức độ khác nhau tuỳ theo yêu cầu sử dụng Các phòng đặc biệt nh phòng

mổ, phòng hậu phẫu, phòng chạy thận nhân tạo cần có biện pháp vô trùng

5 Tổ chức phân phối không khí, thông gió một cách hợp lí, tránh hiện ợng lan truyền không khí giữa các phòng gây ô nhiễm Cần lu ý tới những yêucầu đặc thù đối với các ngành y tế

t-6 Do sự cần thiết của hệ thống điều hoà không khí nên hệ thống điềuhoà không khí đợc thiết kế phải có độ tin cậy cao, đảm bảo hoạt động liên tục

7 Do đây là một công trình đòi hỏi có năng suất lạnh lớn, hệ số an toàncao nên rất có thể trong hầu hết thời gian hệ thống không chạy hết công suất.Vì vậy để giảm chi phí vận hành, tiết kiệm điện năng, hệ thống điều hoàkhông khí đợc thiết kế phải có khả năng tự điều chỉnh công suất theo phụ tảinhiệt thực tế của toà nhà

8 Nh đã nêu ở trên, toà nhà “Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp" là mộtcông trình không những đợc trang bị đầy đủ các trang thiết bị hiện đại mà còn

có kiến trúc và nội thất đẹp, lịch sự Vì vậy, hệ thống điều hoà không khí cần

đợc thiết kế đảm bảo không ảnh hởng tới nội thất, phá vỡ cảnh quan kiến trúccủa công trình và cần giảm tối đa độ ồn của hệ thống

2.2 Phân tích các phơng án điều hoà không khí

Theo định hớng thiết kế đã trình bày ở trên thì hệ thống điều hoà khôngkhí ngoài việc phải đảm bảo duy trì đợc chế độ nhiệt ẩm theo các tiêu chuẩncòn cần phải đảm bảo cung cấp cho con ngời trong tòa nhà một lợng khôngkhí tơi đủ lớn và đảm bảo điều kiện vệ sinh, đồng thời hút thải ra ngoài cáckhí gây ô nhiễm Nói cách khác, hệ thống phải mang đầy đủ ý nghĩa của một

hệ thống ‘thông gió và điều tiết không khí’

Việc lựa chọn hệ thống điều hoà thích hợp cho công trình là hết sức quantrọng trong việc đảm bảo cho hệ thống đáp ứng đợc đầy đủ những yêu cầu củacông trình Vì vậy, ngay từ ban đầu ta có thể loại bỏ ngay phơng án điều hoàcục bộ sử dụng rất nhiều máy điều hoà loại cửa sổ hoặc 2 cục làm mất mỹquan công trình mà không đảm bảo đợc yêu cầu thông gió và xin phép chỉtrình bày và phân tích các phơng án điều hoà có thể đáp ứng đợc các yêu cầu

giảm ẩm mà không có quá trình lắng ẩm Theo các dữ kiện cũng không cókhông gian đòi hỏi độ ẩm cao (nh phòng thí nghiệm) Vì vậy, chúng ta khôngcần xem xét tới việc sử dụng buồng điều không kiểu uớt cho công trình này.Trong quá trình thiết kế nếu có trờng hợp cần tăng ẩm thì sẽ xem xét phơng ánlắp đặt thêm các thiết bị phun ẩm bổ sung

Nh vậy, theo các phân tích trên đây, ta sẽ chỉ xem xét tới các phơng án

điều hoà không khí trung tâm với các buồng máy điều hoà không khí kiểukhô

Có rất nhiều cách phân loại các hệ thống điều hoà không khí Cách phânloại theo buồng điều không: có buồng điều không kiểu ớt và buồng điềukhông kiểu khô Đối với buồng điều không kiểu khô cũng có nhiều cách phânloại: phân loại chất tải lạnh, phân loại theo phơng pháp làm mát… đã và đang xây

Trong phạm vi một đồ án thiết kế, không đi sâu vào các cách phân loại

mà chỉ xin nêu ra đây một số phơng án điều hoà không khí trung tâm thờng

đ-ợc sử dụng hoặc có thể sử dụng đđ-ợc cho toà nhà “ Trung tâm Y tế kỹ thuật caocấp” Trong đó có thể có những phơng án còn rất mới mẻ trong điều kiện ViệtNam hiện nay, từ đó đi đến lựa chọn hoặc kết hợp chúng để có một phơng ángiải quyết tối u nhất Phơng án này có thể là một trong số các phơng án đã nêuhoặc có thể là kết quả của sự kết hợp giữa các phơng án

2.2.1 Hệ thống điều hoà không khí dùng trực tiếp tác nhân lạnh làm chất tải lạnh

Đối với các trờng hợp không gian điều hoà có kích thớc nhỏ, yêu cầu kỹthuật không phức tạp, thông thờng ngời ta sử dụng các máy điều hoà khôngkhí kiểu cục bộ Trong đó, máy điều hoà không khí loại cửa sổ có dạng hìnhkhối chữ nhật, bên trong ngời ta lắp đặt đầy đủ và hoàn chỉnh các bộ phận cầnthiết của một máy điều hoà Nh vậy, đối với loại máy này, khi sử dụng thì chỉphải lựa chọn vị trí thích hợp và đục tờng để gắn máy vào Tuy nhiên, ngay từban đầu ta đã lu ý là máy điều hoà dạng cục bộ không phù hợp với công trình

do đó ta không đi sâu phân tích các u nhợc điểm của chúng mà chỉ xem xétvới các máy điều hoà kiểu tủ

Trong trờng hợp phụ tải và kích thớc của không gian điều hoà cần điềuhoà lớn hơn, có thể sử dụng loại máy điều hoà kiểu tủ (Packaged Unit) Vềmặt cấu tạo, loại máy này giống loại máy điều hoà cửa sổ, tức là tất cả các bộphận đều nằm trong một vỏ máy, nếu phân loại theo cách truyền tải lạnh, tacó:

- Kiểu tủ điều hoà thổi gió lạnh trực tiếp vào không gian cần điều hoà

- Kiểu tủ điều hoà truyền tải lạnh bằng không khí thông qua đoạn ốngngắn

- Kiểu tủ điều hoà dùng ống dẫn hơi dài để phân phối gió lạnh

Đối với những máy có sử dụng đờng ống cấp không khí, có thể có đờngống hồi không khí về hoặc không Trong thực tế đối với trờng hợp có sử dụnggió hồi, ngời ta sử dụng không gian phía trên trần giả để thay thế cho đờngống Bằng cách này chi phí về đờng ống đợc giảm bớt, tuy nhiên mức độ đồng

đều sẽ không cao

Việc giải nhiệt cho tác nhân lạnh trong quá trình ngng tụ, có thể dùng gióhay nớc

2.2.2 Hệ thống điều hoà không khí với chất tải lạnh là không khí

Đối với các không gian điều hoà có phụ tải lớn thì các hệ thống điều hoà

đã nêu ở trên (mục 2.2.1) sẽ không thích hợp Hình 2.1 Trình bày sơ đồnguyên tắc của hệ thống điều hoà không khí hoàn toàn dùng không khí làmchất trung gian để chuyển tải lạnh Từ sơ đồ, ta thấy về cơ bản hệ thống gồmnhững chi tiết và thiết bị nh sau:

 Máy lạnh: Dùng để cung cấp nớc lạnh Thông thờng đây là cụm thiết

bị hoàn chỉnh có các bộ phận nh: máy nén lạnh, bình ngng và bình bốc hơi códạng thân nằm ngang với nớc đợc chuyển động trong các ống trao đổi nhiệt

Để giải nhiệt cho quá trình ngng tụ, ta thấy ngời ta sử dụng nớc và sau đó làtháp giải nhiệt làm phơng tiện trung gian chuyển tải nhiệt lợng đó ra môi tr-ờng

 AHU (Air Handling Unit): là thiết bị chính dùng để làm mát lợngkhông khí cấp vào không gian cần điều hoà AHU bao gồm:

- Coil lạnh

- Quạt

- Bộ lọc không khí

- Cơ cấu điều chỉnh lu lợng gió ở đờng lấy gió tơi và đờng rút gió hồi

 Đờng ống cấp không khí vào không gian cần điều hoà (còn gọi là đờngống đi)

 Các miệng thổi: để phân phối gió lạnh vào không gian cần điều hoàsao cho bảo đảm đợc các yêu cầu về tốc độ không khí và sự phân bố nhiệt độtrong vùng u tiên

 Các miệng hút và đờng ống hồi (hay còn gọi là đờng ống về): để đakhông khí trong không gian cần điều hoà quay về AHU và thải bỏ một phần rangoài trời

 Quạt hút gió hồi (có thể có hay không)

 Hệ thống đờng ống dẫn nớc (hay tác nhân lạnh) đến coil lạnh

 Thiết bị cung cấp môi chất để làm nóng không khí khi hệ thống hoạt

động vào mùa đông

 Miệng thải một phần không khí hồi ra ngoài trời

Hình vẽ 2.1: Hệ thống điều hoà không khí với chất tải lạnh là không khí

1 Không gian cần điều hoà

8 Thiết bị cấp môi chất nóng

9 Đờng hút gió tơi

10 Van điều chỉnh lợng gió hồi

11 Đờng gió hồi

12 Điều chỉnh lợng gió thải

Sơ đồ hình 2.1 đợc xem là khá phổ biến nếu dùng không khí làm chất tảilạnh Từ sơ đồ, ta thấy không khí tơi ở ngoài trời đợc cho vào hoà trộn với

không khí hồi theo một tỷ lệ yêu cầu, sau đó đi qua bộ lọc, coil lạnh và đi vào

đờng ống cấp gió ở trờng hợp này, thông thờng độ chứa hơi và nhiệt độ củakhông khí cấp vào nhỏ hơn các giá trị tơng ứng của không khí trong khônggian cần điều hoà Chính vì vậy, cho nên quá trình giải phóng lợng nhiệt thừa

ẩn và hiện trong không gian đó mới có thể diễn ra Do nhiệt độ bề mặt của các

đờng ống dẫn không khí hơi thấp, có khả năng thấp hơn nhiệt độ đọng sơngcủa lớp không khí bao quanh, cho nên cần phải bọc ống dẫn bằng một lớpcách nhiệt có bề dày thích hợp để tránh hiện tợng đọng sơng Ngoài ra, việcbọc cách nhiệt đờng ống dẫn không khí còn cần thiết nhằm mục đích hạn chếbớt tổn thất lạnh khi không khi di chuyển trong ống dẫn.ở các AHU thông th-ờng chúng ta thấy quạt cấp gió đợc lắp đặt phía sau Coil lạnh nếu tính theochiều chuyển động của dòng không khí Khi thiết kế đờng ống cấp gió, cần lu

ý đến lu lợng và cột áp của quạt để có sự phù hợp cần thiết

ở các hệ thống điều hoà dùng không khí làm chất tải lạnh, việc lắp đặt

đờng gió hồi và đờng gió thải đợc xem là cần thiết Nhờ những đờng ống này,

áp suất trong phòng không bị gia tăng, do đó không ảnh hởng xấu đến sự hoạt

động của quạt Trong trờng hợp nếu đờng ống hồi khá dài, ngời ta có thể đặtthêm quạt trên đờng ống này để hỗ trợ quạt cấp trong việc làm cho dòngkhông khí chuyển động

Ưu điểm của hệ thống này là khả năng hoàn thiện điều kiện môi trờngtrong không gian cần điều hoà Nhờ có sự chuyển động liên tục của không khívào và ra, độ ô nhiễm của không khí sẽ giảm bớt đáng kể và các loại mùi khóchịu cũng sẽ đợc thải ra ngoài, Tuy nhiên, nhợc điểm lớn nhất của phơng phápnày là độ choán chỗ khá lớn của hệ thống ống dẫn không khí Nếu không giancần điều hoà bao gồm nhiều không gian riêng biệt khác nhau, có mức độ cấutrúc phức tạp, độ cao và độ xa khá lớn thì không nên dùng phơng pháp này.Qua hình 2.1 ta thấy vào mùa đông có thể cho thấy hệ thống máy lạnhngừng hoạt động, lúc đố thiết bị 8 sẽ cung cấp môi chất nóng (ví dụ nớc nónghay hơi nớc) cho AHU và không khí nóng sẽ đợc cấp vào các không gian cần

điều hoà để làm nhiệm vụ sởi ấm

Do mức độ yêu cầu điều chỉnh phụ tải và khống chế các thông số trongkhông gian cần điều hoà có khác nhau, thực tế ta có thể gặp hệ thống vớikhông khí là chất tải lạnh ở các dạng sau đây:

- Theo sơ đồ ống dẫn không khí: Ta có loại 1 ống dẫn và loại 2 ống dẫnNếu hệ thống có 2 ống dẫn thì sẽ có một ống dẫn không khí lạnh và một ốngdẫn không khí nóng

- Theo cách điều chỉnh và khống chế lu lợng không khí : Ta có hệ thốngvới lu lợng không thay đổi (Constant Volume) và hệ thống với lu lợng thay đổi

đợc (Variable Air Volume –VAV)

- Theo yêu cầu khống chế nhiệt độ, giá trị điểm đọng sơng, lu lợng và độtrong sạch của không khí: Có loại đơn vùng và đa vùng ở loại đơn vùng, cácthông số đã nêu đợc điều khiển theo yêu cầu kỹ thuật của vùng chính ở loại

đa vùng, việc điều khiển đợc tiến hành trên cơ sở có quan tâm đến yêu cầu củatất cả các vùng

2.2.3 Hệ thống điều hoà không khí với chất tải lạnh là nớc

Để khắc phục những nhợc điểm đã nói ở trên của hệ thống điều hoàkhông khí với chất tải lạnh là không khí, có thể thay chất tải lạnh bằng nớc đểtiết kiệm không gian, giảm khó khăn trong quá trình lắp đặt và hạ thấp chi phí

đầu t

Do vậy, hệ thống với chất tải lạnh là nớc đợc xem thích hợp cho nhữngtoà nhà cao tầng, có nhiều không gian riêng biệt, có cấu trúc phức tạp và cóthể có những yêu cầu không đồng nhất

Về cơ bản, sơ đồ của hệ thống với chất tải lạnh là nớc cũng có các bộphận giống nh mô tả ở hình 2.1, ngoại trừ đờng ống dẫn không khí Trong tr-

ờng hợp này, thiết bị mà ta gọi là AHU đợc đặt ngay trong không gian cần

điều hoà thờng đợc gọi là FCU, có kích thớc nhỏ hơn AHU Nh vậy, với mỗikhông gian cần điều hoà riêng biệt có các FCU với các số lợng khác nhau.Vào mùa hè, nớc lạnh từ các máy lạnh sẽ đa đến các FCU để làm mát khôngkhí trong không gian cần điều hoà Về mùa đông, các thiết bị cung cấp cácmôi chất nóng đa vào các FCU để sởi ấm

Có thể thấy rằng, bằng cách này, những nhợc điểm của hệ thống dùngchất tải lạnh bằng không khí đã đợc giải quyết Tuy nhiên, hệ thống dùng chấttải lạnh bằng nớc không có những u điểm của hệ thống dùng chất tải lạnhbằng không khí đã nêu trên

Rõ ràng, không khí vào và ra khỏi AHU hoàn toàn là không khí trongkhông gian cần điều hoà mà không phải là không khí tơi ở ngoài trời Trongtrờng hợp cần phải sử dụng phơng án này cần thiết phải tạo một đờng lu thôngcỡng bức không khí nhằm cải thiện một phần nào nhợc điểm đã nói trên

2.2.4 Hệ thống điều hoà không khí với chất tải lạnh kết hợp nớc với không khí

Một cách tổng quát, hệ thống dùng nớc và không khí làm chất tải lạnh

có thể bao gồm các bộ phần và thiết bị sau:

 Máy sản xuất nớc lạnh có nhiệm vụ cung cấp nớc lạnh cho các thiết bị

xử lí không khí nh máy AHU hoặc FCU Đây là một tổ hợp máy lạnh hoànchỉnh và thờng đợc chế tạo theo kiểu nguyên cụm

 AHU (Air Handling Unit) là thiết bị chính để xử lý không khí trớc khicấp vào không gian điều hoà

 Đờng ống cấp gió sau khi đã đợc xử lý tới không gian điều hòa Thôngthờng là một đờng có nhiều nhánh rẽ Điểm xuất phát chung của đờng ốngnày là AHU, điểm cuối cùng của từng đờng ống nhánh có thể là đầu vào củacác FCU hay có thể là chính bản thân của không gian cần điều hoà

 Đờng ống hồi và đờng ống thải

 Các FCU trong từng không gian cần điều hoà

 Thiết bị cung cấp môi chất nóng

Nh đã trình bày ở trên, hệ thống điều hoà không khí với chất tải lạnh lànớc hay là không khí đều có u nhợc điểm riêng Đặc biệt, ta thấy rằng, nhng u

điểm của hệ thống này lại là nhợc điểm của hệ thống kia và ngợc lại Chính vìvậy, phơng pháp kết hợp không khí và nớc làm chất tải lạnh thờng đợc các nhàthiết kế sử dụng nhằm phát huy u điểm của từng phơng pháp riêng rẽ và hạnchế những nhợc điểm của chúng

Hình 2.2 trình bày sơ đồ nguyên lý của hệ thống điều hoà không khí vớichất tải lạnh kết hợp nớc với không khí Về cơ bản, sơ đồ hầu nh đợc thiết lậptheo kiểu tổng hợp của cả hai hệ thống hoàn toàn dùng nớc hay không khí làmchất tải lạnh Trong sơ đồ này, ngời ta dùng AHU để làm mát lợng không khícấp vào các không gian cần điều hoà ở đầu vào AHU, trong một số trờng hợpngời ta dùng hoàn toàn gió tơi, ở một số trờng hợp khác, có thể là sự hoà trộngiữa không khí và không khí hồi Bên trong mỗi không gian cần điều hoà,thông thờng ngời ta đặt một thiết bị là FCU để làm mát không khí, có cấu tạogiống AHU nhng có kích thớc nhỏ hơn

Hình vẽ 2.2: Hệ thống điều hoà không khí với chất tải lạnh là nớc kết hợp với không khí

1 Bộ phận điều chỉnh lu lợng thải

2 Quạt gió hồi và thải

3 Đờng gió hồi

4 Không gian cần điều hoà

5 Fan Coil Unit (FCU)

6 Tháp giải nhiệt

7 Cụm máy lạnh

8 Thiết bị cấp môi chất nóng

9 Đờng hút gió tơi 10.Điều chỉnh lu lợng gió tơi

kỹ thuật Y tế cao cấp”:

 Hệ thống kiểu cục bộ: Không sử dụng đợc vì phá vỡ cảnh quan kiếntrúc của công tình, năng suất nhỏ không đáp ứng đợc không gian cần điềuhoà, độ ồn cao, khả năng khống chế nhiệt độ, độ ẩm kém Sau một thời gian

đặt các hệ thống kỹ thuật khác nh hệ thống điện chiếu sáng, hệ thống chốngcháy, hệ thống nớc cấp, nớc thải… đã và đang xây

 Hệ thống trung tâm với chất tải lạnh là nớc: Với những u điểm chủ yếucủa hệ thống là kích thớc đờng ống dẫn nớc nhỏ, không yêu cầu có buồng

điều không, có các máy làm lạnh nớc có thể bố trí riêng biệt, nên rất phù hợpvới đặc điểm công trình này Đặc biệt chất tải lạnh là nớc sẽ không có tác hạilớn đối với các phòng chức năng khi có sự cố xảy ra nh khi dùng ống dẫn môichất lạnh trực tiếp Tuy nhiên, hệ thống kiểu này cũng có một nhợc điểm là

khó bổ xung đợc không khí tơi, do vậy ta phải khắc phục bằng phơng pháp lắp

đặt hệ thống quạt thông gió cỡng bức để bổ xung không khí tơi, cải thiên môitrờng cần điều hoà

Chơng 3

tính toán cân bằng nhiệt ẩm đối với hệ thống điều hoà không khí “Trung tâm Kỹ thuật Y tế cao cấp” 3.1 xác định các thông số tính toán

Qua phân tích đặc điểm của công trình “ Trung tâm Kỹ thuật Y tế caocấp” đã cho thấy toà nhà không có những đòi hỏi nghiêm ngặt về chế độ nhiệt

ẩm nh các phòng thí nghiệm, các phòng bào chế dợc phẩm… đã và đang xâyHơn nữa, việc

đầu t, lắp đặt một hệ thống điều hoà không khí cho một công trình công cộng

nh bệnh viện lại là một khoản đầu t không nhỏ Từ yêu cầu của công trình vàthực tế kinh phí hạn hẹp hiện nay, khi tính toán thiết kế hệ thống điều hoàkhông khí cho toà nhà này, để đảm bảo yêu cầu kinh tế, kỹ thuật, thờng chọnthông số trạng thái không khí đối với hệ thống điều hoà không khí cấp 3, là hệthống duy trì thông số trạng thái không khí trong nhà trong phạm vi sai lệchcho phép 400 giờ trong một năm

3.1.2 Thông số trạng thái không khí ngoài trời

Thông số trạng thái không khí ngoài trời đối với hệ thống điều hoà khôngkhí cấp 3 đợc xác định theo tiêu chuẩn TCVN5687-92 và TCVN4088-85 đợcxác định nh sau

 Về mùa hè

Nhiệt độ tính toán ngoài trời là nhiệt độ cực đại trung bình trong thờigian từ 13 đến 15 giờ của tháng nóng nhất (TNN), độ ẩm tính toán ngoài trời

Từ các thông số trên, dựa vào đồ thị I-d của không khí ẩm, ta tìm đợc cácthông số còn lại:

Entanpi: I T D= 27kJ/ kg

Độ chứa ẩm: d T D= 5,9 g/ kg

3.2 tính toán cân bằng nhiệt ẩm

Để tính toán hệ thống điều hoà không khí cho công trình cần phải xác

định đợc lợng nhiệt và lợng ẩm trong không gian cần điều hoà không khí mà

hệ thống cần xử lý, đó là lợng nhiệt thừa và ẩm thừa

3.2.1.Tính toán nhiệt thừa

Lợng nhiệt thừa QT đợc xác định bằng tổng lợng nhiệt toả, nhiệt bức xạ

và nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che và các nguồn nhiệt khác[5]

QT= Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 (W)

Trong đó:

QT : Lợng nhiệt thừa (W)

Q1 : Nhiệt toả do ngời (W)

Q2 : Nhiệt toả từ các thiết bị (W)

Q3 : Nhiệt toả từ các đèn chiếu (W)

Q4: Nhiệt do bức xạ mặt trời (W)

Q5 : Nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che (W)

Q6 : Các nguồn nhiệt khác( từ bán thành phẩm, từ thiết bị trao đổinhiệt… đã và đang xây) (W)

Do số lợng các phòng rất lớn, vì vậy không thể trình bày toàn bộ các bớctính nhiệt cho từng phòng nên ở đây chỉ tính toán đại diện cho một phòng vàcác phòng còn lại tính tơng tự Phòng mổ có những yêu cầu mang tính đặc thù

của một bệnh viện: không chỉ ở yêu cầu chiếu sáng, công suất thiết bị, yêu cầunhiệt độ, độ ẩm,… đã và đang xâymà nó còn có yêu cầu đặc biệt về sự lu thông không khí, độsạch, độ vô trùng của không khí, đồng thời phòng mổ còn có sự khác biệt vềnhiệt toả của con ngời trong điều kiện tập trung cao độ … đã và đang xây Chính vì vậy, tachọn phòng mổ để làm đại diện tính toán và lựa chọn thiết bị thông gió, phânphối không khí trong nhà

a Nhiệt toả do ngời

Lợng nhiệt do ngời toả ra đợc tính theo công thức [5]:

Q1=n*q (W)

Trong đó:

n : Số ngời trong phòng, số liệu cụ thể đã đợc cho trớc ở bảng số liệu ban

đầu, (ngời)

q: lợng nhiệt toả ra từ mỗi ngời (W)

Lợng nhiệt toả ra từ mỗi ngời còn phụ thuộc vào điều kiện làm việc, nhiệt

độ và độ ẩm của môi trờng xung quanh

Đối với công trình là một bệnh viện:

- Trong phòng bệnh thông thờng, đợc tính toán với điều kiện làm việccủa các bệnh nhân và các nhân viên y tế là lao động nhẹ, ứng với q

=125(W/ngời giờ)

- Trong các phòng đặc biệt nh phòng mổ, phòng cấp cứu, là nơi bác sĩ

và các nhân viên y tế làm việc với yêu cầu tập trung cao độ, nên ta có thể chọnchế độ làm việc của họ là lao động nặng, ứng với q=250 (W/ngời giờ)

Trong phòng mổ, nhiệt lợng toả ra ứng với số lợng ngời n= 8 là

Q1=8*250 = 2000 (W)

b Nhiệt toả từ các thiết bị

Lợng nhiệt do máy móc toả ra Q2 đợc tính theo công thức [5]

với Nlv: Công suất làm việc thực của động cơ (W)

Kdt: Hệ số đồng thời [5]

Kdt = i* / 24i

i

N N





 Với Ni: Công suất của động cơ thứ i (W)

i: Thời gian làm việc tơng ứng (h)

1: Hiệu suất làm việc thực tế của động cơ

1 d*K hc

Khc: Hệ số hiệu chỉnh

đ: Hiệu suất của động cơ theo Catalog

KT: Hệ số tản nhiệt , lấy KT = 1

Tuy nhiên trong qua trình lập dự án, chủ đầu t đã dự kiến trớc các thiết bị

bố trí trong phòng và trong toà nhà, và đợc cho trớc trong bảng số liệu ban đầunên ta không cần tính toán theo công thức trên

Nh vậy, theo số liệu đã cho, nhiệt toả do thiết bị đối với phòng mổ là

Q2 = 1000 W

c Nhiệt toả ra từ đèn chiếu sáng

Thiết bị chiếu sáng toàn bộ công trình chiếm đến 60 –70 % là bóng đènhuỳnh quang Ngoài việc chiếu sáng cho phòng, hệ thống chiếu sáng cũng toảnhiệt vào môi trờng không khí bên trong phòng [5]:

Q3 = Ns (W)

Trong đó:

Ns: Tổng công suất của tất cả các thiết bị chiếu sáng (W)

Theo yêu cầu của chủ đầu t và t vấn, công suất chiếu sáng tính trên mỗimét vuông sàn nh sau:

- Các phòng bệnh, phòng khám, phòng làm việc… đã và đang xây công suất chiếu sángphải đạt 12 W/m2

- Các phòng mổ, công suất chiếu sáng phải đạt 20 W/m2

Nh vậy, đối với phòng mổ, nhiệt toả ra từ đèn chiếu sáng là:

Q3 = 20* S sàn = 20*33,48 = 669,6 (W)

d Nhiệt toả do bức xạ mặt trời

Nhiệt toả ra do bức xạ mặt trời Q 4 [5] gồm

- Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua cửa kính: Qk

- Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che: Qbc

Q4 = Qk + Qbc

Trong đó:

- Nhiệt bức xạ qua kính đợc tính theo công thức [5]:

Qk = Is* Fk * 1* 2*3*4 (W) Với:

Is: Cờng độ bức xạ mặt trời trên mặt đứng phụ thuộc vào hớng địa

lý, (W/m2)

Fk: Diện tích kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán, m2

1: Hệ số trong suốt của kính Với kính 1 lớp, 1 = 0,9

2: Hệ số bám bẩn Với kính 1 lớp đặt đứng, 2 = 0,8

3: Hệ số khúc xạ.Với kính 1 lớp khung kim loại,3 = 0,75

4: Hệ số tán xạ do che nắng Với kính có rèm che bên trong,

4 = 0,6

Do toàn bộ toà nhà đều trang bị các cửa kính một lớp đặt đứng, có khungkim loại, có rèm che bên trong nên ta có thể lấy 1 giá trị chung:

 1* * *2 3 4 0,9*0,8* 0,75*0,6 0,32

Tuy nhiên theo thiết kế phòng mổ mà chúng ta đang xét, do xung quanh

có hành lang bao bọc nên không có diện tích kính tiếp xúc với không khí Vìvậy, QK = 0

- Nhiệt bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che (Tính chủ yếu cho mái) [5]:

Qbc = 0.055*k* Is* F*s (W)

Với:

F: Diện tích bề mặt nhận bức xạ theo phơng nằm ngang, m2

k: Hệ số truyền nhiệt qua mái, W/ m2.K

Is: Cờng độ bức xạ mặt trời trên mặt ngang (W/m2)

s: Hệ số bức xạ mặt trời của bề mặt bao che

e Lợng nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che

Do bức xạ mặt trời đã đợc tính nh một nguồn nhiệt toả nên lợng nhiệtthẩm thấu qua kết cấu bao che đợc tính trong điều kiện không có nắng và đợctính theo công thức tổng quát [5]:

N = 20 (W/m2.K) nếu vách tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời

N = 10 (W/m2.K) nếu vách có tiếp xúc gián tiếp với không khí ngoài trời

 i: là chiều dày lớp vật liệu thứ i (m) có hệ số dẫn nhiệt i (W/m.K)

 Fi: Diện tích bề mặt kết cấu bao che thứ i, (m2)

 ti: Hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà của kết cấu bao che thứ i, (K)

ti = t N  t T nếu tờng tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời

ti =0,7 (t N  t T) nếu tờng tiếp xúc gián tiếp với không khí ngoài trời quamột lớp không gian đệm

ti =0,4 (t N  t T) nếu tờng tiếp xúc gián tiếp với không khí ngoài trời quahai lớp không gian đệm

- Kết cấu mái gồm các vật liệu và bề dày, hệ số truyền nhiệt qua mái đợcchỉ ra trong bảng 3.1

Bảng 3.1: Hệ số truyền nhiệt của các lớp vật liệu làm mái [5]

Với kết cấu mái nh trên, theo tài liệu [5], chọn  S 0,65, đồng thời tính

đợc hệ số truyền nhiệt k theo công thức:

- Hệ số truyền nhiệt qua kính:

Theo Cataloge kỹ thuật của vật liệu kính làm cửa sổ do chủ đầu t cungcấp, thì hệ số truyền nhiệt qua lớp kính dầy 5 mm, màu xanh là: 6,1 (W/m2.K)

- Hệ số truyền nhiệt qua cửa:

Các cửa của toà nhà đợc làm bằng nhôm hộp có bề dầy C=0,05 (m), C

=71,5 (W/m.K), Vậy có thể tính đợc hệ số truyền nhiệt qua cửa:

f Lợng nhiệt toả ra từ các nguồn nhiệt khác

Nếu trong phòng có đặt các thiết bị trao đổi nhiệt, các đờng ống dẫn môichất có nhiệt độ làm việc khác với nhiệt độ không gian điều hoà thì lợng nhiệttoả ra hoặc thu vào từ không gian điều hoà đợc xác định theo biểu thức[4]:

Q6 = TB * Ftb * (ttb – tt) (W)

Trong đó:

TB : Hệ số toả nhiệt do đối lu và bức xạ vách từ thiết bị trao đổi nhiệt,W/m2.K;

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

Theo số liệu của chủ đầu t thì hầu hết tất cả các phòng đợc bố trí hệthống điều hoà không khí không có các thiết bị trao đổi nhiệt hoặc có các bánthành phẩm có nhiệt độ cao đa vào nên ta có thể bỏ qua các nguồn nhiệt này

g Lợng nhiệt do không khí lọt từ ngoài vào qua cửa

Lợng nhiệt do không khí lọt từ ngoài vào qua cửa đợc tính theo công thức[4]:

QL = 103 *

3600

L

*(IN - IT) (W) Trong đó:

L: Lợng không khí lọt qua cửa trong một đơn vị thời gian (kg/s),

Bình thờng khó xác định đợc lợng không khí rò lọt, Tuỳ trờng hợp có thểlấy L = (1,5 đến 2 ) * V

Với V là thể tích phòng, khi cửa ít mở và kín khít lấy L =1,5 *V

Tuy nhiên ta có thể tính theo công thức thực nghiệm sau:

L = n * Ln *  (kg/h)

Trong đó:

n: Số ngời qua cửa trong một giờ, (ng/h),

Ln: Lợng không khí lọt qua cửa khi có một ngời qua, ta chọn Ln =0,00032 (m3/ng),

: Khối lợng riêng của không khí: Lấy  = 1,2 (kg/m3),

IN, IT: Entanpi của trạng thái không khí ngoài trời và trong nhà (kJ/kg)Theo đồ thị I-d ta xác định đợc entanpi của trạng thái không khí ngoàitrời và trong nhà đối với điều kiện mùa đông và mùa hè:

Mùa hè ngoài trời : H 67 /

Bảng 3.3 Kết quả tính toán tổn thất nhiệt cho công trình (mùa hè)

3.3.1 Nhiệt toả do ngời, máy móc, đèn chiếu sáng và nhiệt do lọt không khí từ ngoài vào

TT Tên phòng mặt bằng Diện tích Công suất thiết bị Số ngời Số ngời qua cửa (ngời/h) Lợng không khí lọt qua

cửa (m3/h)

Nhiệt toả

do ngời (Q1)

Nhiệt toả

do thiết bị (Q2)

Nhiệt toả

do đèn (Q3)

Nhiệt do lọt không khí từ ngoài vào

TT Tên phòng mặt bằng Diện tích Công suất thiết bị Số ngời Số ngời qua cửa (ngời/h) Lợng không khí lọt qua

cửa (m3/h)

Nhiệt toả

do ngời (Q1)

Nhiệt toả

do thiết bị (Q2)

Nhiệt toả

do đèn (Q3)

Nhiệt do lọt không khí từ ngoài vào

TT Tªn phßng tÝch d¶iDiÖn

nÒn I

DiÖn tÝch d¶i nÒn II

DiÖn tÝch m¸i tÇng VI

DiÖn tÝch têng tiÕp xóc trùc tiÕp

DiÖn tÝch têng tiÕp xóc gi¸n tiÕp

DiÖn tÝch kÝnh tiÕp xóc trùc tiÕp

DiÖn tÝch kÝnh tiÕp xóc gi¸n tiÕp

DiÖn tÝch cöa

NhiÖt thÈm thÊu Q5

Bæ xung tæn thÊt nhiÖt

NhiÖt tt thùc tÕ

Bảng 3.4 Kết quả tính toán tổn thất nhiệt cho công trình (mùa đông)

3.4.1 Nhiệt toả do ngời, máy móc, đèn chiếu sáng và nhiệt do lọt không khí từ ngoài vào

TT Tên phòng mặt bằng Diện tích Công suất thiết bị Số ngời Số ngời qua cửa (ngời/h) Lợng không khí lọt qua

TT Tªn phßng mÆt b»ng DiÖn tÝch C«ng suÊt thiÕt bÞ Sè ngêi Sè ngêi qua cöa (ngêi/h) Lîng kh«ng khÝ lät qua

3.4.2 B¶ng tÝnh NhiÖt thÈm thÊu Q 5

nÒn I

DiÖn tÝch d¶i nÒn II

DiÖn tÝch m¸i tÇng VI

DiÖn tÝch têng tiÕp xóc trùc tiÕp

DiÖn tÝch têng tiÕp xóc gi¸n tiÕp

DiÖn tÝch kÝnh tiÕp xóc trùc tiÕp

DiÖn tÝch kÝnh tiÕp xóc gi¸n tiÕp

DiÖn tÝch cöa

NhiÖt thÈm thÊu Q5

Bæ xung tæn thÊt nhiÖt

NhiÖt tt thùc tÕ

3.2.2 Tính toán lợng ẩm thừa

ẩm thừa trong không gian điều hoà gồm thành phần chính [5]

WT = W1+ W2+ W3+ W4+ W5 (kg/h)

Trong đó:

W1: Lợng ẩm thừa do ngời toả ra (kg/h)

W2: Lợng ẩm thừa do bay hơi từ bán thành phẩm (kg/h)

W3: Lợng ẩm thừa do bay hơi đoạn nhiệt từ sàn ẩm (kg/h)

W4: Lợng ẩm thừa do bay hơi từ thiết bị (kg/h)

W5: Lợng ẩm thừa do truyền qua kết cấu bao che (kg/h)

a Lợng ẩm thừa do ngời tỏa ra

Lợng ẩm thừa do ngời tỏa ra đợc xác định theo công thức [5]:

W1 = 10-3*n * gn (kg/h)

Trong đó:

n: Số ngời trong phòng điều hoà, ngời

qn: Lợng ẩm mỗi ngời toả ra trong một đơn vị thời gian, kg/h

b Lợng ẩm do không khí lọt mang vào

Lợng ẩm do không khí lọt mang vào đợc xác định theo công thức [5]:

W5=L* (dN-dT) (kg/h)

Trong đó:

L: Lợng ẩm do không khí lọt qua cửa trong một đơn vị thời gian (kg/h)

dN: Dung ẩm của không khí ngoài trời (kg/kg)

dT: Dung ẩm của không khí trong nhà (kg/kg)

Đối với các phòng có cửa mở ra các hành lang có điều hoà, lợng không khí lọt vào sẽ có độ chênh lệch dung ẩm so với không khí trong nhà là không

đáng kể Vì vậy, ta có thể bỏ qua lợng ẩm thừa do lọt không khí từ ngoài vào Theo các công thức trên ta tính đợc lợng ẩm thừa cho từng phòng theo mùa

đông và mùa hè ở trong bảng 3.5

B¶ng 3.5 kÕt qu¶ tÝnh to¸n lîng ¼m thõa cho c«ng tr×nh

3.5.1 Èm thõa do ngêi vµ do kh«ng khÝ tõ ngoµi vµo phßng (mïa hÌ)

TT

Tªn phßng mÆt b»ng DiÖn tÝch C«ng suÊt thiÕt bÞ Sè ngêi (ngêi)

Sè ngêi qua cöa (ngêi/h)

Lîng kh«ng khÝ lät qua cöa (m3/h)

Èm to¶ do ngêi (W 1 );

kg/s

Èm do lät kh«ng khÝ tõ ngoµi vµo(Wt);

kg/s

Tæng céng lîng Èm