đồ án thiết kế điều hoà không khí VRV

1.1.1.4 Ảnh hưởng của bụi: Độ trong sạch của không khí là một trong những tiêu chuẩn quan trọng cầnđược khống chế trong các không gian điều hoà và thông gió.. 1.1.2.4 Độ trong sạch của k

Lời Cảm Ơn 8

Nhận Xét Của GVHD 9

Nhận Xét Của Giáo Viên Hội Đồng Bảo Vệ 10

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 11

1.1 Vai trò của hệ thống điều hòa không khí… 11

1.1.1 Vai trò của điều hòa không khí tới đời sống con người:… 11

1.2 Phân loại hệ thống điều hoà không khí:… 18

CHƯƠNG 2: CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 23

2.1 Giới thiệu công trình 23

2.1.2 Thông số tính toán khảo sát 24

2.1.2.1 Thông số ngoài trời:… 24

2.1.2.2 Thông số bên trong phòng:… 25

2.2.1 Xác định lượng nhiệt thừa Q T : 26

2.2.1.1 Nhiệt do máy móc thiết bị điện tỏa ra Q 1 :… 26

2.2.1.2 Nhiệt tỏa ra rừ các nguồn sáng nhân tạo Q 2 :… 27

2.2.1.3 Nhiệt do người tỏa ra Q 3 :… 27

2.2.1.4 Nhiệt do sản phẩm mang vào Q 4 :… 28

2.2.1.5 Nhiệt tỏa ra từ bề mặt thiết bị nhiệt Q 5 :… 29

2.2.1.6 Nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng Q 6 :… 29

Bảng kết quả tính toán tổn thất nhiệt cho các phòng… 37

2.2.2 Xác định lượng ẩm thừa W T : 37

2.2.2.1 Lượng ẩm do người tỏa ra W 1 :… 37

2.2.2.2 Lượng ẩm bay hơi từ các sản phẩm W 2 :… 38

2.2.2.3 Lượng ẩm do bay hơi đoạn nhiệt từ sàn ẩm W 3 :… 38

2.2.2.4 Tổng lượng ẩm thừa W T :… 38

2.2.3 Kiểm tra đọng sương trên vách: 39

3.1.2 Lựa chọn sơ đồ điều hòa không khí 41

3.2 THIẾT LẬP VÀ TÍNH TOÁN 42

2 Xác định các điểm nút trên đồ thị I – d:… 43

3.3 Lựa chọn máy và thiết bị… 46

3.3.1.2 Tính chọn miệng thổi miệng hút… 47

3.3.2 Lựa chọn máy điều hòa và các thiết bị khác… 48

3.3.2 Tính chọn tháp giải nhiệt :… 49

3.3.4 Bơm nước lạnh và bơm nước giải nhiệt :… 49

Chương 4: TÍNH TOÁN LẮP ĐẶT MÁY VÀ HỆ THỐNG CẤP GIÓ TƯƠI 51

4.1 Thiết kế lắp đặt máy… 51

4.1.1 Thiết kế, bố trí thiết bị… 51

4.1.2 Tính toán đường ống nước… 51

4.2 Thiết kế hệ cấp gió tươi… 57

4.2.1 Thiết kế đường ống gió cho phòng Hội trường… 57

4.2.2 Thiết kế đường ống gió cho phòng làm việc… 60

2 Đường ống cấp gió tươi… 61

Đầu tiên, em cũng xin được gửi lời cám ơn đến quý Thầy – Cô đang giảng dạy và công tác tại khoa Điện – Điện Tử của trường đại học Tôn Đức Thắng _những người đã cung cấp và trang bị những kiến thức cần thiết để em có thể hoàn thành phần đồ án này.

Qua đây, em xin chân thành cảm ơn Thầy Đinh Hoàng Bách_người đã

tận tình hướng dẫn,giải đáp thắc mắc và giúp đỡ em rất nhiều để em có thể hoàn thành môn học này.

Cuối cùng, em xin kính chúc quý Thầy – Cô và gia đình thật nhiều sức khỏe – bình an – thành công và hạnh phúc

Sinh viên :

Nguyễn Văn Tuấn

Nhận Xét Của GVHD

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Giáo Viên Hướng Dẫn

Ts Đinh Hoàng Bách

Nhận Xét Của Giáo Viên Hội Đồng Bảo Vệ

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

GIÁO VIÊN HỘI ĐỒNG

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

1.1 Vai trò của hệ thống điều hòa không khí

1.1.1 Vai trò của điều hòa không khí tới đời sống con người:

Môi trường không khí có ảnh hưởng rất lớn đến con người và các hoạt độngcủa chúng ta Môi trường không khí tác động lên con người và các quá trình sản xuấtthông qua nhiều nhân tố, trong đó các nhân tố sau là ảnh hưởng nhiều nhất:

- Nhiệt độ không khí t, 0C;

- Độ ẩm tương đối , %;

- Tốc độ lưu chuyển của không khí ,m/s;

- Nồng độ bụi trong không khí Nbụi ,%;

- Nồng độ của các chất độc hại Nz ,%;

- Nồng độ ôxy và khí co2 trong không khí; N02 , NCO2 , %;

- Độ ồn Lp, dB

1.1.1.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ:

Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng lạnh đối với con người Cơ thể con người

có nhiệt độ xấp xỉ 370C Trong quá trình vận động cơ thể con người luôn luôn thải ramôi trường nhiệt lượng Q toả Lượng nhiệt do cơ thể toả ra phụ thuộc vào cường độvận động Vì vậy để duy trì thân nhiệt cơ thể thường xuyên trao đổi nhiệt với môitrường xung quanh dưới hai hình thức:

- Truyền nhiệt: Là hình thức thải nhiệt ra môi trường do chênh lệch nhiệt độgiữa cơ thể và môi trường Quá trình truyền nhiệt cũng được thực hiện theo cácphương thức như dẫn nhiệt, toả nhiệt đối lưu và bức xạ Nhiệt lượng trao đổi theodạng này gọi là nhiệt hiện, ký hiệu qh

- Toả ẩm: Khi hình thức truyền nhiệt thông thường không đáp ứng đòi hỏi vềthải nhiệt, cơ thể bắt đầu thải mồ hôi Các giọt mồ hôi thải ra môi trường mang theomột nhiệt lượng khá lớn, không những thế khi thoát ra bề mặt da, các giọt nước tiếptục bay hơi và nhận nhiệt lượng trên bề mặt da, góp phần hạ thân nhiệt Nhiệt lượngtrao đổi dưới hình thức toả ẩm gọi là nhiệt ẩn, ký hiệu qa

Mối quan hệ giữa nhiệt lượng thải ra dưới hai hình thức truyền nhiệt và toả ẩmđược thể hiện bởi phương trình sau đây:

Qtoả = qh+qa

- Nhiệt hiện: Truyền nhiệt từ cơ thể con người vào môi trường xung quanhdưới ba hình thức: dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ Nhiệt hiện qh phụ thuộc vào độ chênhlệnh nhiệt độ giữa cơ thể và môi trương xung quanh môi trường t = tct-tmt, tốc độchuyển động của dòng không khí và nhiệt trở

- Nhiệt ẩn: Toả ẩm có thể xảy ra trong mọi phạm vi nhiệt độ và khi nhiệt độmôi trường càng cao, cường độ vận động càng lớn thì toả ẩm càng nhiều

Theo đồ thị tiện nghi, nhiệt độ hiệu quả thích hợp nằm trong khoảng 20290C,

độ ẩm tương đối khoảng 3070%

1.1.1.2 Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối:

Độ ẩm tương đối có ảnh hưởng lớn đến khả năng thoát mồ hôi vào không khí.Quá trình này chỉ có thể xảy ra khi <100% Độ ẩm càng thấp thì khả năng thoát mồhôi càng lớn, cơ thể sẽ cảm thấy dễ chịu Độ ẩm càng cao, hay quá thấp đều không tốtđối với con người

- Khi độ ẩm cao: thì khả năng thoát mồ hôi kém, cơ thể có cảm giác nặng

nề, mệt mỏi và dễ gây cảm cúm

- Khi độ ẩm thấp: thì khả năng mồ hôi sẽ bay hơi nhanh làm da khô, gây nứt

nẻ da chân tay, môi… Ngoài ra độ ẩm còn thấp gây ra nhiều vấn đề phiền toái kháctrong cuộc sống như làm cho đồ vật khô cứng, thực phẩm bị mất nước và làm giảmchất lượng…Như vậy độ ẩm quá thấp cũng không tốt cho cơ thể

Độ ẩm thích hợp đối với cơ thể con người nằm trong khoảng tương đối rộng φ

= 6070%

1.1.1.3 Ảnh hưởng của tốc độ không khí:

Tốc độ chuyển của không khí ảnh hưởng đến khả năng trao đổi nhiệt ẩm giữa

cơ thể con người với môi trường xung quanh Khi tốc độ lớn thì cường độ trao đổinhiệt ẩm tăng lên

Trong kỹ thuật điều hoà không khí người ta chỉ quan tâm tốc độ gió trong vùnglàm việc, tức là vùng dưới 2 m kể từ sàn nhà

Tốc độ không khí lưu động được lựa chọn theo nhiệt độ không khí trong phòng.

Bảng 1.3.2.3 Tốc độ tính toán của không khí trong phòng

Tốc độ không khí có ảnh hưởng đến cảm giác và sức khoẻ của con người trongphòng, nhưng hướng gió cũng rất quan trọng Hướng gió tốt là thổi đối diện vớingười ngồi

1.1.1.4 Ảnh hưởng của bụi:

Độ trong sạch của không khí là một trong những tiêu chuẩn quan trọng cầnđược khống chế trong các không gian điều hoà và thông gió

Kích thước bụi càng nhỏ thì càng có hại vì nó tồn tại trong không khí lâu vàkhả năng thâm nhập vào cơ thể sâu hơn và rất khó xử lý Hạt bụi lớn thì dẽ xử lý nên

ít ảnh hưởng đến con người

Bụi ảnh hưởng đến:

- Hệ hô hấp, thị giác;

- Chất lượng cuộc sống, vệ sinh thực phẩm, cảm giác;

Nồng độ bụi cho phép của bụi trong không khí , phụ thuộc vào bản chất củabụi Bản chất của bụi có hai nguồn gốc:

- Hữu cơ: sợi bông, sợi thuốc lá…

- Vô cơ : xi măng, đất đá

- Nồng độ bụi cho phép trong không khí phụ thuộc vào bản chất của bụi và thườngđược đánh giá theo hàm lượng ôxít silic và được lấy theo bảng dưới đây :

Bảng 1.3.2.4 Nồng độ cho phép của bụi trong không khí

1.1.1.5 Ảnh hưởng của chất độc hại:

Trong đời sống sản xuất và sinh hoạt trong không khí có lẫn các chất độc hạinhư NH3, CL2…Đó là những chất rất có hại cho con người

Có rất nhiều chất độc hại và mức độ ảnh hưởng của nó khác nhau Nồng độcho phép theo TCVN 5687 : 1992

1.1.1.6 Ảnh hưởng của khí CO 2 và tính toán lượng gió tươi cung cấp:

Khí CO2 không phải là chất độc hại, mà khí CO2 làm giảm khả năng hấp thụ O2

của cơ thể Vì vậy khi nồng độ khí CO2 tăng lên làm tăng nhịp tim, kích thích hệ thầnkinh, ngây ngạt thở và các rối loạn khác

Trong các công trình dân dụng, các chất độc hại trong không khí chủ yếu là khí

CO2 do con người thải ra trong quá trình sinh hoạt

0,07 - Chấp nhận được ngay cả khi có nhiều người trong phòng

0,10 - Nồng độ cho phép trong trường hợp thông thương

0,15 - Nồng độ cho phép khi dùng tính toán thông gió

0,20 0,50 - Tương đối nguy hiểm

0,50 - Nguy hiểm

4 5 - Hệ thần kinh bị kích thích gây ra thở sâu và nhịp thở gia tăng

Nếu hít thở trong môi trường này kéo dài thì có thể gây ra nguyhiểm

8 - Nếu thở trong môi trường này kéo dài 10 phút thì mặt đỏ bừng

và đau đầu

18 Hoặc lớn

hơn

- Hết sức nguy hiểm có thể dẫn tới tử vong

Bảng 1.3.2.6.a Các ảnh hưởng của nồng độ CO 2 trong không khí đến sức khỏe con người

Căn cứ vào nồng độ cho phép có thể tính được lượng không khí cần cung cấp

cho 1 người trong 1 giờ như sau :

V kk = (1-2)Trong đó:

VCO2 - lượng CO2 do 1 người thải ra trong 1 giờ, m3/h Người;

- Trung bình 0,046 65,7 38,3

Mức độ hút thuốc, điếu/h Người

Lượng không khí tươi cần cung cấp , m 3 /h Người

0,8 ÷ 1,01,2 ÷ 1,62,5 ÷ 3

Độ ồn ảnh hưởng đến con người thông qua các nhân tố sau:

- Ảnh hưởng đến sức khoẻ, làm mệt mỏi, ảnh hưởng đền hệ thần kinh

- Ảnh hưởng đến mức độ tập trung công việc

- Ảnh hưởng đến chất lượng công việc

- Độ ồn cho phép theo tính năng của phòng có 3 nhóm cơ bản:

+ Độ ồn thấp dưới 30 dB+ Độ ồn vừa 35 ÷ 55 dB+ Độ ồn cao lớn hơn 70 dB

1.1.2 Ảnh hưởng của môi trường đến sản xuất :

Con người là một yếu tố vô cùng quan trọng trong sản xuất Các thông số khí hậu

có ảnh hưởng nhiều tới con người có nghĩa là ảnh hưởng năng suất , chất lượng sảnphẩm một cách gián tiếp

Ngoài ra các yếu tố khí hậu cũng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm

1.1.2.1 Nhiệt độ :

Nhiệt độ có ảnh hưởng đến nhiều loại sản phẩm Một số quá trình sản xuất đòi hỏinhiệt độ phải nằm trong một giới hạn nhất định

Ví dụ:

- kẹo sôcola:7÷80C

- Kẹo Caosu:200C

- Bảo quản rau quả:100C

- Chế biến thịt ,thực phẩm: Nhiệt độ cao làm sản phẩm chóng bị ôi thiu

Vì vậy trong một số xí nghiệp sản xuất người ta cũng qui định tốc độ không khíkhông vượt quá mức cho phép

1.1.2.4 Độ trong sạch của không khí:

-Độ sạch của không khí được thể hiện qua nồng độ bụi

-Bụi có thể ảnh hưởng đến Thiết bị quang học, vi điện tử, chế biến thực phẩm

Vì vậy vai trò của điều hòa không khí đối với con người và đối với kỹ thuật côngnghệ là cực kỳ quan trọng.Đặc biệt hơn là trái đất chúng ta đang mỗi ngày một nónglên nên điều hòa không khí lại càng trở nên thiết yếu cho cuộc sống của con ngườihơn

1.2 Phân loại hệ thống điều hoà không khí:

Có nhiều cách phân loại hệ thống điều hoà không khí dựa trên những cơ sở rấtkhác nhau, cụ thể như sau:

Theo đặc điểm của thiết bị xử lý nhiệt ẩm:

- Hệ thống điều hoà cục bộ

- Hệ thống điều hoà kiểu phân tán

- Hệ thống điều hoà trung tâm

Theo đặc điểm môi chất giải nhiệt dàn ngưng:

- Hệ thống giải nhiệt bằng nước ( water cooled )

- Hệ thống điều hoà giải nhiệt bằng không khí ( air cooled )

Theo khả năng xử lý không khí;

- Máy điều hoà một chiều lạnh, là máy chỉ có khả năng làm lạnh

- Máy điều hoà hai chiều nóng lạnh, vừa có khả năng làm lạnh vừa có khả nănggia nhiệt không khí khi cần

1.2.1 Hệ thống kiểu cục bộ:

Hệ thống điều hoà không khí kiểu cục bộ là hệ thống chỉ điều hoà không khítrong một phạm vi hẹp

Trên thực tế loại máy kiểu này gồm bốn loại phổ biến sau:

- Máy điều hoà dạng cửa sổ ( window type );

- Máy điều hoà kiểu rời ( split type );

- Máy điều hoà kiểu ghép ( multi-split type );

- Máy điều hoà rời dạng tủ thổi trực tiếp

Đặc điểm chung của các dạng này là công suất nhỏ và luôn có dàn nóng giảinhiệt bằng gió

Đặc điểm máy điều hoà cửa sổ:

- Công suất nhỏ, tối đa là 24.000 Btu/h;

- Đối với công trình lớn nằm sâu thì khi lắp đặt phá vỡ kết cấu xây dựng vàlàm giảm mỹ quan của công trình

- Chủng loại không phong phú;

- Chỉ có thể lắp đặt ở tường bao

Đặc điểm của máy điều hoà rời:

Ưu điểm:

- So với máy điều hoà cửa sổ, máy điều hoà rời cho phép lắp đặt ở nhiều khônggian khác nhau;

- Có nhiều kiểu loại dàn lạnh;

- Lắp đặt tương đối dễ dàng;

- Giá thành rẻ;

- Rất tiện lợi cho không gian nhỏ hẹp và các hộ gia đình;

- Dễ dàng sử dụng, bảo dưỡng, sửa chữa

Nhược điểm:

- Công suất hạn chế, tối đa là 60.000 Btu/h;

- Độ dài đường ống và chênh lệch độ cao giữa các dàn bị hạn chế;

- Giải nhiệt bằng gió nên hiệu quả không cao;

- Khi lắp đặt rất dễ gây phá vỡ kết cấu xây dựng

Đặc điểm của máy điều hoà kiểu ghép

- Về cơ bản máy điều hoà kiểu ghép có đặc điểm của máy điều hoà hai mảnh.Ngoài ra nó còn có những ưu điểm khác:

+ Tiết kiệm không gian lắp đặt dàn nóng

+ Chung điện nguồn, giảm chi phí lắp đặt

1.2.2 Hệ thống kiểu phân tán:

Máy điều hoà kiểu phân tán là máy điều hoà ở đó khâu xử lý không khí phântán tại nhiều nơi, nghĩa là hệ thống có nhiều dàn lạnh

Thực tế máy điều hoà kiểu phân tán có hai dạng phổ biến sau:

- Máy điều hoà kiểu VRV ( varable refrigerant volume );

- Máy điều hoà kiểu làm lạnh bằng nước ( water chiller );

Các hệ thống điều hoà nêu trên có rất nhiều dàn lạnh xử lý không khí, các dànlạnh bố trí tại các phòng, vì thế chúng là các hệ thống lạnh kiểu phân tán

Đặc điểm máy điều hoà không khí VRV :

Ưu điểm:

- Một dàn nóng cho phép lắp đặt nhiều dàn lạnh với nhiều công suất kiểu dángkhác nhau

- Thay đổi công suất lạnh của máy dễ dàng nhờ thay đổi lưu lượng môi chấttuần hoàn trong hệ thống thông qua thay đổi tốc độ quay nhờ bộ biến tần.

- Chiều dài cho phép lớn 100m và độ cao chênh lệch giữa dàn nóng và dànlạnh 50m Khoảng cách giữa các dàn lạnh 15m

- Nó vẫn hoạt động khi 1 số dàn lạnh khác hỏng, hoặc đang sửa chữa

- Mỗi cụm chiller có nhiều cấp giảm tải 3÷5 cấp

- Khi sử dụng nhiều cụm thì số cấp tăng lên

- Hệ thống ống nước gọn nhẹ, không hạn chế về chiều dài cũng như chênh lệch

độ cao, miễn là bơm nước đáp ứng được yêu cầu

- Công suất của nó từ trung bình, lớn và rất lớn

- Khả năng làm lạnh tương đối ổn định

Nhược điểm:

- Hệ thống đòi hỏi phải có phòng máy riêng

- Lắp đặt, sửa chữa và bảo dưỡng hệ thống phức tạp

- Do vận hành phức tạp, nên đòi hỏi phải có người chuyên trách vận hành hệthống

- Chi phí vận hành lớn

- Chi phí đầu tư cho một đơn vị công suất lạnh lớn

 Đặc điểm hệ thống điều hoà trung tâm :

Ưu điểm:

Hệ thống này thường sử dụng cho nhiều đối tượng lớn, đông người như hộitrường, nhà hát…

- Lắp đặt vận hành tương đối dễ dàng.

- Khả năng xử lý độ ồn cao

- Lưu lượng gió thường rất lớn

Nhược điểm:

- Hệ thống đường ống gió lớn nên chiếm diện tích lắp đặt

- Đối với đối tượng có nhiều phòng, nhiều khu vực có chế độ nhiệt khác nhauthì hệ thống này không hợp lý

-Hệ thống này hoạt động hoàn toàn độc lập với quạt, nên nếu muốn cho mộtphòng nghĩ có thể đóng quạt được nhưng có thể quá tải cho quạt hoặc gây hư hỏngkhác

- Giá thành trung bình trong một đơn vị công suất lạnh lớn

1.3 Phân tích lựa chọn hệ thống điều hòa không khí.

+ Khu văn phòng có diện tích 480m2, bao gồm 21 phòng và một Hội trườngnhư vậy đây là một công trình khá lớn nên đòi hỏi công suất lạnh lớn, chúng ta khôngnên lựa chọn điều hòa máy điều hòa dạng cửa sổ, hai mảnh hoặc VRV vì có công suất

bé và vừa hơn nữa sẽ phá vỡ mỹ quan của công trình

+ Do tính chất quan trọng của công trình nên hệ thống phải chạy ổn định.nếu tadùng điều hòa hai mảnh hoặc VRV do giải nhiệt bằng gió nên phụ thuộc nhiều vàothời tiết

+ Mặt khác dùng hệ thống điều hòa water chiller còn có ưu điểm là hệ thốngrất bền tuổi thọ cao và có nhiều cấp giảm tải rất phù hợp với công trình lớn như vănphòng này Vì vậy ta chọn hệ thống điều hòa water chiller

0 2000

600 0

CHƯƠNG 2: CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN

2.1 Giới thiệu công trình.

2.1.1 Giới thiệu công trình.

- Khu văn phòng là một công trình có quy mô vừa phải với diện tích 26x40m

- Khu văn phòng gồm có 1 hội trường và 21 phòng làm việc

Bảng thông số công trình:

Thông số công trình Đơn vị Kích thướt Kết quả

Kích thước(dài x rộng x

Diện tích tường theo các

Độ cao nơi lắp đặt công

2.1.2 Thông số tính toán khảo sát.

Khi thiết kế hệ thống điều hoà không khí, việc đầu tiên là phải lựa chọn cấpđiều hoà cho hệ thống điều hoà không khí cần tính Cấp điều hoà không khí thể hiện

độ chính xác trạng thái không khí cần điều hoà của công trình Có ba cấp như sau:

- Hệ thống điều hoà không khí cấp I có độ chính xác nhất

- Hệ thống điều hoà không khí cấp II có độ chính xác trung bình

- Hệ thống điều hoà không khí cấp III có độ chính xác vừa phải

Tuỳ vào từng trường hợp mà ta chọn cấp độ chính xác cao hay thấp Khi tachọn cấp độ chính xác cao thì kéo theo giá thành trang thiết bị cao, ngược lại khi tachọn cấp độ chính xác vừa phải thì giá thành trang thiết bị cũng vừa phải Do đó ta sẽchọn hệ thống điều hòa cấp III cho khu văn phòng này

2.1.2.1 Thông số ngoài trời:

Nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí bên ngoài ký hiệu tN, N Trạng tháicủa không khí ngoài trời được biểu thị bằng điểm N trên đồ thị không khí ẩm Việc

chọn thông số tính toán ngoài trời phụ thuộc vào mùa nóng, mùa lạnh và cấp điều

hoà Và lấy theo bảng 1.6 trong sách “Thiết kế điều hòa không khí – thầy Nguyễn

tmax, tmin - nhiệt độ tmax lớn nhất và nhỏ nhất tuyện đối trong năm đo lúc 13 giờ

t, t- nhiệt độ của tháng nóng nhất và lạnh nhất trong năm

, - độ ẩm lúc 13 giờ của tháng nóng nhất và lạnh nhất trong năm

Hệ thống điều hoà không khí tại văn phòng ta chọn hệ thống cấp III, vậy cácthông số tính toán ta chọn đối với hệ thống cấp III ở Tp.Hồ Chí Minh là:

2.1.2.2 Thông số bên trong phòng:

Nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí trong phòng ký hiệu tT, , ứng vớitrạng thái của không khí trong phòng được biểu diễn bằng điểm T trên đồ thị củakhông khí ẩm Việc chọn giá trị tN, phụ thuộc vào mùa trong năm Khi không gianđiều hoà tiếp xúc với không khí ngoài trời chỉ qua vách ngăn mà không qua mộtkhông gian đệm có điều hoà sẽ tăng sự chênh lệch nhiệt độ trong phòng và ngoài trời,việc chọn thông số trong không gian điều hoà như sau:

Độ ẩm tương đối: = 60%

Nhiệt độ: tt = 24 0C

2.2 Tính phụ tải nhiệt.

Mục đích: Tính nhiệt thừa, ẩm thừa, kiểm tra đọng sương

2.2.1 Xác định lượng nhiệt thừa Q T :

2.2.1.1 Nhiệt do máy móc thiết bị điện tỏa ra Q 1 :

2.2.1.1.1 Nhiệt toả ra từ thiết bị dẫn động bằng động cơ điện:

Khu văn phòng làm việc không có thiết bị dẫn động bằng động cơ điện nên có q11 = 0

2.2.1.1.2 Nhiệt toả ra từ thiết bị điệnQ 12 :

q12 = ∑Ni.Ktt.kđt

Ni Công suất của thiết bị thứ i kW

Ktt - hệ số tính toán ,là tỷ số giữa công suất làm việc thực với công suất định mức.Chọn Ktt =0,95

Kđt - Hệ số đồng thời, tính đến mức độ hoạt động đồng thời Chọn Kđt=0,9

Bảng 3.1: Công suất nhiệt của các thiết bị

+Phòng làm việc: Công suất được tính toán cho phòng có số lượng máy tính

tối đa 4 máy tính, 4 máy in,1 máy photocopy và 1 máy fax.

1 Phòng làm việc 2.138 Công suất 1 phòng (có 21phòng)

Tổng công suất Q1 4.490

2.2.1.2 Nhiệt tỏa ra rừ các nguồn sáng nhân tạo Q 2 :

Nguồn sáng nhân tạo ở đây đề cập là nguồn sáng từ các đèn điện Có thể chiađèn điện ra làm 2 loại : Đèn dây tóc và đèn huỳnh quang

Q21 = NS , kW

NS - Tổng công suất các đèn dây tóc, kW

Vì ở đây văn phòng không dùng đèn dây tóc nên Q21 = 0

Q22 = 1,25.Nhq , kW

Nhq : Tổng công suất đèn huỳnh quang , kW

ở đây ta dùng đèn huỳnh quang compact 1.2m của phillip có công suất 36 W

2.2.1.3 Nhiệt do người tỏa ra Q 3 :

Tổn thất do người tỏa được xác định theo công thức :

qh, qa, q - Nhiệt ẩn, nhiệt hiện và nhiệt toàn phần do một người tỏa ra trong một đơn

vị thời gian và được xác định theo bảng 4.18 sách “Thiết kế điều hòa không khí –

thầy Nguyễn Đức Lợi” trang 175:

Mức độ hoạt động Loại khônggian

Nhiệt thừa

từ đànông trung niên

Nhiệtthừa trung bình

Nhiệt độ phòng

2 Phòng làm việc 5 0,35 0,3 0,52 Công suất 1 Phòng(21 phòng)

2.2.1.4 Nhiệt do sản phẩm mang vào Q 4 :

Tổn thất nhiệt dạng này chỉ có trong các xí nghiệp, nhà máy, ở đó, trong khônggian điều hoà thường xuyên và liên tục có đưa vào và đưa ra các sản phẩm có nhiệt

độ cao hơn nhiệt độ trong phòng

Nhiệt toàn phần do sản phẩm mang vào phòng được xác định theo công thức:

Q4 = G4.Cp (t1 - t2) + W4.r [kW]

Trong đó :

- Nhiệt hiện : Q4h = G4.Cp (t1 - t2), kW

- Nhiệt ẩn : Q4w = W4.ro , kW

G4 - Lưu lượng sản phẩm vào ra, kg/s

Cp - Nhiệt dung riêng khối lượng của sản phẩm, kJ/kg.0C

W4 - Lượng ẩm tỏa ra (nếu có) trong một đơn vị thời gian, kg/s

ro - Nhiệt ẩn hóa hơi của nước ro = 2500 kJ/kg

Vì đây là văn phòng nên tổn thất nhiệt do sản phẩm mang vào được xem nhưbằng không Do đó Q4 = 0

2.2.1.5 Nhiệt tỏa ra từ bề mặt thiết bị nhiệt Q 5 :

Nếu trong không gian điều hòa có thiết bị trao đổi nhiệt, chẳng hạn như lòsưởi, thiết bị sấy, ống dẫn hơi thì có thêm tổn thất do tỏa nhiệt từ bề mặt nóng vàophòng Tuy nhiên trên thực tế ít xãy ra vì khi điều hòa thì các thiết bị này thường phảingừng hoạt động Nhiệt tỏa ra từ bề mặt trao đổi nhiệt thường được tính theo côngthức truyền nhiệt và đó chỉ là nhiệt hiện Tùy thuộc vào giá trị đo đạc được mà người

ta tính theo công thức truyền nhiệt hay tỏa nhiệt:

- Khi biết nhiệt độ bề mặt thiết bị nhiệt tw:

Q5 = αW .Fw (tW - tT)Trong đó:

αW - hệ số tỏa nhiệt từ bề mặt nóng vào không khí trong phòng và được tínhtheo công thức: αW = 2,5∆t1/4 + 58.ε [(tW/100)4 - (tT/100)4 ] / ∆t

Khi tính gần đúng có thể coi αW = 10 W/m2 0C

tW, tT - là nhiệt độ vách và nhiệt độ không khí trong phòng

Trên thực tế tại khu văn phòng không có các thiết bị này Do đó Q5 = 0

2.2.1.6 Nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng Q 6 :

2.2.1.6.1 Nhiệt bức xạ mặt trời:

Có thể coi mặt trời là một quả cầu lửa khổng lồ với đường kính trung bình1,39.106 km và cách xa quả đất 150.106 km.Nhiệt độ bề mặt của mặt trời khoảng

60000K trong khi ở tâm đạt đến khoảng 8÷40.106 0K

Nhiệt bức xạ được chia ra làm 3 thành phần:

- Thành phần trực xạ: nhận nhiệt trực tiếp từ mặt trời

- Thành phần tán xạ: Nhiệt bức xạ chiếu lên các đối tượng xung quanh làmnóng chúng và các vật đó bức xạ gián tiếp lên kết cấu

- Thành phần phản chiếu từ mặt đất

2.2.1.6.2 Xác định nhiệt bức xạ mặt trời:

Nhiệt bức xạ xâm nhập vào phòng phụ thuộc kết cấu bao che và được chia ralàm 2 dạng :

- Nhiệt bức xạ qua cửa kính Q61

- Nhiệt bức xạ qua kết cấu bao che tường và mái Q62

Q6 = Q61 + Q62 [kW]

a.Nhiệt bức xạ qua kính

Theo yêu cầu thiết kế thì loại kính được dùng không phải là loại kính cơ bản(k

#1) và có rèm che (m #1).Chọn tính nhiệt bức xạ mặt trời vào thời điểm nóngnhất trong ngày,từ 13h ÷ 15h

Nhiệt bức xạ mặt trời qua kính được tính theo công thức:

Trị số nhiệt bức xạ mặt trời qua kính Đồng nâu vào phòng R ;các giá trị k;k;

k ; k lần lượt là hệ số hấp thụ ; hệ số phản xạ ; hệ số xuyên qua; hệ số kính củakính,ta có :

10o độ Bắc theo bảng 4.1 trong sách “Thiết kế điều hòa không khí – thầy Nguyễn

Đức Lợi” trang 147:

Vĩ độ : 100 Bắc R (W/m2) R (W/m2)

Thời gian Hướng

tháng 5 và 7

Đông Tây Nam Bắc

44 44 44 95

22 22 22 47.5

Vậy Rxn = 0,5.R = 44.0,5 = 22 (W/m2)

+ -hệ số tính đến độ cao H(m) nơi đặt cữa kính so với mực nước biển,

tp.HCM có độ cao trung bình là 6m so với mực nước biển Lấy H = 10m Với

H=10m nên ta có εc = 1,0003

+ εds - Hệ số xét tới ảnh hưởng của độ chênh lệch nhiệt độ đọng sương so với

20 0C: = 0.935 Với ts = 25 0C là nhiệt độ đọng sương trung bình

+ εmm - Hệ số xét tới ảnh hưởng của mây mù Trời không mây lấy εmm = 1, trời

có mây εmm = 0.85

+ εkh - Hệ số xét tới ảnh hưởng của khung kính Kết cấu khung khác nhau thìmức độ che khuất 1 phần kính dưới các tia bức xạ khác nhau Với khung gỗ εkh = 1với khung kim loại εkh = 1.17, ở đây t dung khung kim loại nên chọn εkh = 1.17

Ta có:

εds k = 1.0003 x 0.935 x 0.85 x 1.17 x 0.58= 0,54

Vậy công thức (3-1) viết lại:

Q61= 0,54.Fk.Rxn

Theo số liệu công trình thì diện tích kính các hướng khác nhau,hệ số nhiệt bức

xạ mặt trời theo các hướng vào giờ nóng nhất cũng khác nhau

Tổng nhiệt bức xạ qua cửa kính Q61 3119.58 Nhiệt bức xạ qua kính (Rxn ) chỉ có đối với các phòng có kính tiếp xúc trựctiếp với môi trường bên ngoài, còn các phòng nằm trong không gian điều hòa tiếp xúcvới môi trường bên ngoài qua không gian đệm tức là tiếp xúc với phòng có điều hòakhông khí thì Q61 = 0

Như vậy ta có bảng kết quả sau

phòng làm việc 1.8 Công suất 1 phòng (12P)

b.Nhiệt lượng bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che :

Cơ chế bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che được thực hiện như sau:

-Dưới tác dụng của tia bức xạ mặt trời ,bề mặt ngoài cùng của kết cấu bao che sẽnóng dần lên do hấp thụ nhiệt.Lượng nhiệt này sẽ tỏa ra môi trường môt phần ,phầncòn lại sẽ dẫn nhiệt vào bên trong và truyền cho không khí trong phòng bằng đối lưu

và bức xạ.Thông thường người ta bỏ qua lượng nhiệt bức xạ qua tường Lượng nhiệttruyền qua mái do bức xạ và độ chênh nhiệt độ trong phòng và ngoài trời được xácđịnh theo công thức:

m-hệ số màu mái tường,màu trung bình lấy m = 0,87

t = ttd - ttt độ chênh nhiệt độ tương đương

ttt - Nhiệt độ trong phòng , ttt =24 0C

ttd= tN+ Với -hệ số hấp thụ của mái,lấy = 0,42 (Fibro ximangmới, màu trắng)

= 20 W/m2 0K- hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí bên ngoài

Rxn= = = 50 –nhiệt bức xạ qua mái, W/m2

2.2.1.7 Nhiệt do lọt không khí vào phòng Q 7 :

Khi có chênh lệch áp suất trong nhà và bên ngoài sẽ có hiện tượng rò rỉ không

khí và luôn kèm theo tổn thất nhiệt

Phần không khí rò rỉ có thể coi là một phần khí tươi cấp cho hệ thống và đượcxác định theo công thức:

Q7 = L7 * (IN - IT) = L7 * CP(tN - tt) + L7*ro(dN - dT)

Tuy nhiên do lưu lượng không khí rò rỉ không theo quy luật và rất khó xácđịnh Do đó ta xác định nhiệt do lọt không khí vào phòng theo công thức kinhnghiệm:

Tổng lượng nhiệt do không khí rò rỉ của các phòng:

(Lưu ý nhiệt tổng tính cho 20 phòng làm việc và một hội trường)

Phòng Thể tích V(m3) ξ Q7h(kW) Q7W(kW) Q7 (kW) GhichúHội trường 972 0.55 1.164 5.344 7.658

Phòng làm

1phòng

2.2.1.8 Nhiệt truyền qua kết cấu bao : Q 8

2.2.1.8.1 Nhiệt truyền qua tường và trần Q 81

Nhiệt lượng truyền qua tường, trần được tính theo công thức:

Q81 = k.F.t

Trong đó:

K -hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che , W/m2 0C

F -diện tích tường bao che ,F = Fbc - Fk = 594 – 178,2 = 415,8 m2

t - độ chênh nhiệt độ tính toán , 0C

1 Xác định độ chênh nhiệt tính toán:

-Ta chỉ xác định cho mùa hè : t = (tN-tT)

Trong đó là hệ số tính đến vị trí của kết cấu bao che

a) Đối với tường bao , = 1

- -Hệ số tỏa nhiệt bề mặt bên trong của kết cấu bao che,W/m2 0C

- -Hệ số tỏa nhiệt bên ngoài của kết cấu bao che,W/m2 0C

- -Chiều dày của lớp thứ i,m

 





N i

i T

11